DE3017634C2

DE3017634C2 - Verfahren zur Herstellung einer Trennvorrichtung

Info

Publication number: DE3017634C2
Application number: DE3017634A
Authority: DE
Inventors: Roger B. Hornby; Bennie J. Walnut Creek Calif. Lipps; Charles E. Clayton Calif. Savage
Original assignee: Cordis Dow Corp
Current assignee: Althin Medical Inc
Priority date: 1979-05-14
Filing date: 1980-05-08
Publication date: 1986-11-27
Also published as: GB2052300A; JPS5935641B2; DE3017634A1; DD156215A5; DE3050758C2; NL8002792A; AU532944B2; IT8048648A0; AU5814180A; ATA259480A; DK191380A; SE8003553L; BE883260A; GB2052300B; NZ193577A; BR8002969A; US4269712A; JPS55157305A; IT1143159B; CA1156565A

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein Verfahren zur Herstellung einer Trennvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ist in der DE-AS 23 46 982 beschrieben. Bei dem bekannten Verfahren wird ein an seinen beiden Enden mit einem bandartigen Haltemittel gesichertes Bündel von Hohlfasern in ein Gehäuse eingebracht. Nach Aufsetzen von Endformen werden die Enden des Faserbündels in Kuststoff eingegossen, wobei Rohrböden resultieren, bei denen ein konisch ausgebildeter innerer und äußerer Abschnitt über ein zylindrisches Mittelstück miteinander verbunden sind. Um bei einer derartigen Trennvorrichtung eine druckdichte Verbindung zwischen dem Gehäuse und den Rohrboden zu erreichen, sind entsprechend geformte Dichtungsringe erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der angegebenen Art zur Verfügung zu stellen, durch das ohne Verwendung von zusätzlichen Dich- b5 tungselementen eine besonders gute Abdichtung zwischen den Rohrboden und dem Gehäuse erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst

Das Verfahren basiert auf dem Grundgedanken, beim Schleudergießen der Rohrböden speziell geformte Endformen einzusetzen, die bewirken, daß nach dem Erkalten und Aushärten des Gießharzes die so hergestellten Rohrboden durch Endverschlüsse in einen dichtenden Eingriff mit der Innenseite des Gehäuses gebracht werden können. Hierbei gelangen Endformen zur Anwendung, die einen axial äußeren Endabschnitt aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit und einen axial inneren Endabschnitt aus einem Material mit niedriger Wärmeleitfähigkeit aufweisen, wobei der axial äußere Endabschnitt der Endformen noch einen nach innen ragenden Stift umfaßt, der in das bandartige, zur Sicherung der Endabschnitte des Bündels der Hohlfaser dienende Haltemittel eingeführt wird. Hierdurch wird erreicht, daß beim Schleudergießen einerseits die Gießharzmasse ausgezeichnet die einzelnen Fasern des Faserbündels umschließt und andererseits eine einwandfreie Temperaturkontrolle bzw. Temperaturführung der Gießharzmasse sichergestellt wird, so daß eine progressive Verfestigung in Richtung von den Außenrandflächen und dem Außenendteil des Rohrbodens axial und radial nach innen zu dem kegelstumpfförmigen Abschnitt und danach in den angrenzenden Scheibenabschnitt stattfindet, was dazu führt, daß zuletzt der axiale Mittelteil des Rohrbodens verfestigt wird.

Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit thermoplastischen Gießharzen gearbeitet, da diese im Vergleich zu duroplastischen Harzen eine Reihe von Vorteilen aufweisen. So besitzen Thermoplaste kürzere Vergieß- bzw. Einbettzeiten als Duroplaste und reduzieren damit die Gesamtherstellungszeit. Ferner bilden Thermoplaste auch keine schädlichen Dämpfe oder Gase während des Vergießens, was bei Verwendung bestimmter Epoxyd- und Polyurethan-Harze vorkommen kann. Darüber hinaus sind Thermoplaste billiger als Duroplaste und thermoplastische Rohrboden können leichter und in kürzerer Zeit sterilisiert werden als entsprechende Rohrboden aus Duroplasten. Hingegen zeigen Thermoplaste einen wesentlich größeren Schrumpf während des Verfestigens als Duroplaste, so daß es hierbei während des Gießens bzw. Verfestigcns insbesondere notwendig ist, die Temperatur sorgfältig zu kontrollieren, was durch die Verwendung der vorstehend beschriebenen Endformen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sichergestellt wird.

Was die Thermoplaste ferner anbetrifft, so ist hierzu allgemein festzuhalten, daß deren physikalische Eigenschaften an die Faser und das Gehäuse anzupassen sind.

Zufriedenstellende Thermoplaste müssen beispielsweise bei einer Temperatur im Bereich von etwa 100 bis 150°C eine niedrige Viskosität haben. Bei einer bevorzugten Ausführungsform, bei der Zelluloseacetatfasern und ein Polypropylengehäuse verwendet wird, gelangen bevorzugt Thermoplaste mit einer Viskosität unter etwa 150OcPs bei 135°C zum Einsatz. Ein solches Harz dringt zwischen die feinen Kapillarfasern ein, ohne daß die Faserwände unter dem Gießdruck zusammenfallen. Allgemein muß das Harz benetzen und an den Außenwandflächen der Fasern anhaften, darf aber am Gehäuse, welche das Faserbündel während des Gießens hält, nicht anhaften. Das Harz muß auch, ohne Poren, Risse oder Brüche zu bilden in der gegossenen Form fest werden und muß seine Härte, Zugfestigkeit und Druckfestigkeit bei Temperaturen, die bei normalem Transport, Lagerung und Verwendung vorkommen, zum Bei-

spiel Temperaturen bis 70° C, beibehalten. Außerdem muß das Harz bei Raumtemperatur zum Brechen und Reißen unzureichend spröde sein, wenn transversal durch den abgeschrägten Kegelstumpf und die enthaltenen Fasern getrennt wird

Bezüglich der Faserauswahl muß darauf geachtet werden Fasern zu wählen, die in der Nfthe des Schmelzpunktes des Gießharzes nicht erweichen, um sicherzustellen, daß die Fasern ihren runden Querschnitt während des Gießens beibehalten. Dies ist notwendig, weil die Fasern vor dem Gießen auf etwa die Gießtemperatur erwärmt werden müssen, damit verhindert wird, daß sich das Harz vorzeitig bei Kontakt mit den kalten Faseroberflächen verfestigt Für Trennvorrichtungen, die für künstliche Nieren verwendet werden, und somit gleichzeitig Wasser und Körpergifte, wie Harnstoff, Creatinin usw. während der Hämodialyse entfernen, ist Zelluloseacetat, die bevorzugte Faser.

Das Gehäuse und die Endform müssen aus einem Material hergestellt sein, das an dem ausgewählten thermoplastischen Gießharz nicht klebt Alternativ hierzu ist es jedoch auch möglich, alle Oberflächen, die mit dem Gießharz in Kontakt kommen, mit einem Formtrennmittel oder einem Material, das das Kleben verhindert, vorzubehandeln. Im Gegensatz zu hitzehärtenden Harzen, die wegen ihrer starken Klebeeigenschaften zum bevorzugte Gehäuse gewählt werden, reißen, brechen und zerbröckeln Thermoplaste während des Schrumpfens und Kühlens, es sei denn, sie halten während der Verfestigung nicht an den Kontaktflächen.

Ein bevorzugtes Gehäusematerial, das nichtklebcad gegenüber vielen thermoplastischen Gießharzen ohne besondere Oberflächenbehandlung ist, stellt Polypropylen dar. Mit einer Formtrennmittel-Vorbehandlung ist jedoch jedes üblicherweise verwendete Gehäusematerial zufriedenstellend verwendbar. Geeignete Formtrennmittel sind Wachse, Polytetrafluoräthylen und dergleichen.

Allgemein gesagt werden die vorstehend aufgeführten Forderungen durch Äthylen-Vinylacetat-Copolymere erfüllt, insbesondere durch solche, die niedrige Molekulargewichte und niedrige Viskosität aufweisen. Eine genaue Identifikation der geeigneten Harze und ihrer Eigenschaften wird in den noch nachfolgenden Beispielen gegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung und in Verbindung mit den Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Seitenansicht einer Trennvorrichtung, jedoch ohne Gehäuse;

F i g. 2 eine auseinandergezogene, schematiche Ansicht der bei dem Verfahren verwendeten Teile;

F i g. 3 einen Querschnitt der in F i g. 2 dargestellten Teile vor dem Gießen;

F i g. 4 eine Querschnittsdetailansicht nach dem Gießen und Abkühlen;

F i g. 5 einen schematischen Querschnitt der Trennvorrichtung im zusammengebauten Zustand; und

F i g. 6 eine Detailansicht der in F i g. 5 gezeigten Trennvorrichtung.

Die in Fig. ! darg?St<?!!t<? Trennvorrichtung weist ein mit allgemein mit 10 bezeichnetes Trennelement auf, das ein Faserbündel 12, dessen Endteile durch Rohrboden 14 und 16 festgelegt sind, besitzt. Die Rohrboden 14 und 16, die von gleicher Bauart sind. Sie bestehen aus einem inneren kegelstumpfförmigen Abschnitt 18 und

19 und einem äußeren kegelstumpfförmigen Abschnitt

20 und 21.

Die Fasern 13 in dem Bündel 12 sind semipermeable Hohlfasern von Haarröhrchendurchmesser. Sie haben ausgewählte Permeabilitäten, um die jeweils gewünschte Trennung zu bewirken, wie z. B. die Entfernung von gelöstem Stoff aus Flüssigkeiten bei der Ultrafiltration oder Dialyse, die Entfernung von Wasser oder anderen flüssigen Anteilen und gelösten Stoffen aus Elut bei der Hämofiltration oder die Einführung von Sauerstoff im Blut bei der Sauerstoffbehandlung von Biut Solche Faser sind im allgemeinen bekannt und beispielsweise in den US-PS 32 28 876,34 23 491,35 32 527 und 35 46 209 offenbart

Das Faserbündel 12 umfaßt eine Vielzahl von einzelnen Fasern 13, die sich zwischen den Rohrwänden 14 und 16 erstrecken, wobei die offenen Enden jeder Faser in der ebenen Außenfläche 22 bzw. 23 des kegelstumpfförmigen Abschnittes 20 bzw. 21 enden. Die Zahl der Fasern 13 in einem Bündel 12 kann, abhängig von dem Verwendungszweck, stark variieren, und zum Beispiel zwischen etwa 3000 und 30 000 liegen. Für klinische Anwendungen liegt sie normalerweise im Bereich von etwa 5000 bis 20 000. Der Faserdurchmesser kann ebenfalls schwanken, liegt aber gewöhnlich im Bereich von etwa 50 bis etwa 400 Mikron lichte Weite bei einer Wanddicke im Bereich von etwa 10 bis 80 Mikron.

Die in F i g. 1 gezeigten Rohrböden 14, 16 sind eine bevorzugte Ausführungsform und weisen Abschnitte 18 und 19 mit einem kreisförmigen Querschnitt auf. Ebenso geeignete Querschnittsformen können z. B. linsen- und ellipsenförmig sein. Es sei ferner bemerkt, daß die kegelstumpfförmig verjüngten Abschnitte 20, 21 in jedem Fall von den Rohrboden 14 und 16 nach außen ragen.

Die Abschnitte 20, 21 haben zwei wichtige Funktionen: Erstens, sammeln und schließen sie alle Hohlfasern 13 in den nach innen kegelstumpfförmig verjüngten Abschnitte ein, so daß die offenen Faserenden im wesentlichen ganz die ebenen Außenendflächen 22, 23 bedekken. Zweitens bilden sie mit ihren Umfangswandflächen Abdichtbereiche 24 (F i g. 5) für den Dichtungseingriff unter Druck mit jeweils einem kappenförmigen, entsprechend geformten, eine Blutkammer bildenden Endverschluß der allgemein mit 26 bezeichnet und in F i g. 5 gezeigt ist. Die Wand 28 des Endverschlusses 26 dichtet gegen den Abschnitt 20 bzw. 21 ab, um dadurch einen Blutkammerhohlraum 30 zu bilden. Fasern 13, die angrenzend an den Kantenbereich der Außenendflächen 22, 23 örtlich festgelegt sind, verhindern, daß Blut in toten Bereichen gewinnt, was manchmal bei Trennvorrichtungen des Standes der Technik, bei denen zusätzliehe Dichtelemente zur Anwendung gelangen, auftritt. Darüber hinaus bewirken die Abschnitte 20, 21 eine blut- bzw. flüssigkeitsdichte Abdichtung mit dem jeweiligen Endverschluß 26 der dagegen in dem langgestreckten Abdichtbereich 24 durch eine Kombination von Radial- und Axialkraft deformierbar ist, was die Aufrechterhaltung einer flüssigkeitsdichten Abdichtung auch im Fall von Kriechen sichert.

Zur Durchführung des Verfahrens wird das Bündel 12 in ein allgemein mit 32 in Fig.2 gezeigtes Gehäuse eingesetzt. Danach wird eine Endform 34 aufgebracht und anschließend das Harz in die so erstellte Form vergossen. Die 8000 bis 10 000 Fasern in dem Bündel 12 können auf einem üblichen Bandwinder durch die bekann'en Verfahren gebildet werden. Das resultierende Bündel endet an seinen Enden in einer Vielzahl von Ringlagen 17, die durch ein bandförmiges Haltemittel 15, als ein Streifen aus Polyamid oder Polypropylen gezeigt, gesichert werden.

Die Emdform 34 ist speziell gefertigt, um die notwendige Temperaturkontrolle des geschmolzenen Thermoplasts während des Gießens und Abkühlens des Harzes zur Bildung porenfreier fehlerfreier Rohrboden 14, 16 zu gewährleisten, welche die Fasern 13 im wesentlichen über die ganze axiale Länge umgeben und halten. Wie in F i g. 3 zu sehen, schließt die Endform 34 einen metallischen Außenendabschnitt 36 zur Aufnahme des Bandendes 15 des Bündels 12 ein. Das Bündel 12 ist darin so gelagert, daß ein nach innen ragender Stift 38 den Hohlraum 40 auf der Längsachse des Bündels durchdringt. Beide, der äußere Endformabschnitt 36 und der Stift 38 sind aus einem Material hergestellt, das hohe Wärmeleitfähigkeit besitzt, z. B. aus Aluminium, Kupfer, Messing oder Bronze, um die Wärmeabführung aus dem geschmolzenen Harz, das in den Hohlraum 40 durch Schleuderguß eingeführt ist, zu begünstigen. Die Endform 34 schließt auch einen einen zweiten Hohlraum begrenzenden Abschnitt 42 ein, welcher das innere Ende 37 des metallischen Abschnitts 36 umgibt Der Formabschnitt 42 ist aus einem Material mit niedriger Wärmeleitfähigkeit hergestellt, z. B. aus Polycarbonat, mit Glasfasern gefülltem Polypropylen, Epoxyharz oder schlagfestem Polystyrol. Der Innenteil 44 des Formabschnitts 42 ist von einer dicken Isolierschicht 46 umgeben, um Wärmeverluste aus diesem Hohlraum weiter zu vergrößern. Der Formabschnitt 42 ist mit einer Wand 48 mit abgeschrägter Innenfläche versehen, weiche den Neigungswinkel auf der Außenfläche 20 des resultierenden kegelstumpfförmigen Teils 25 des gegossenen Rohrbodens begrenzt, wie F i g. 5 zeigt. Die Innenwand 44 begrenzt einen Hohlraum 50, der die Außenwand 52 des Gehäuses 32 aufnimmt Das Gehäuse 32 weist eine axial und radial nach außen sich erstreckende abgeschrägte Fläche 54 auf, welche an das sich radial nach außen erstreckende Flanschteil 56 anschlägt, um einen Hohlraum 58 zu begrenzen, welche seinerseits die Gestalt und Größe des Scheibenteils 60 des resultierenden Rohrbodens mit den abgeschrägten dichtenden Umfangsflächen 18,19 bestimmt.

Die aus der Endform 34 und dem Gehäuse 32 bestehende Form (F i g. 3) wird dann auf etwa den Schmelzpunkt des ausgewählten Thermoplastharzes vorgeheizt, gewöhnlich auf eine Temperatur im Bereich von etwa 100— 14O⁰C Ebenso werden das Therrnoplastharz, der Harzbehälter und die Thermoplastharzzuführmittel, welche den Thermoplastbehälter mit den Einlaßöffnungen in jedem Ende des Gehäuses 32 verbinden, auf eine etwas höhere Temperatur als der Schmelztemperatur, z. B. auf 135° C erhitzt

Die erhitzte Form und der erhitzte Harzbehälter werden dann in den Schlitten eines Schleudergießapparates bekannter Art, eingesetzt so daß die Harzzuführrohre die Einlaßöffnungen des Gehäuses 32 und den Harzbehälter miteinander verbinden. Dann wird die Zentrifuge anlaufen gelassen und die Geschwindigkeit auf die vorgewählte Geschwindigkeit im Bereich von etwa 900 bis etwa 1400 UpM erhöht und der Faserbündelaufbau etwa 25—35 Minuten geschleudert Der Aufbau oder Zusammenbau läuft in einer horizontalen Ebene und in dem benutzten Apparat um, um die in F i g. 1 gezeigten Elemente zu bilden, das Außenende 36 der Endform 34 befinden sich etwa 12,70 cm von der Drehachse entfernt

Nach Ablauf von normalerweise etwa 2 bis 5 Minuten für das Eindrigen des Harzes zwischen und um die Fasern 13 herum und in die Hohlräume 58 und 40 wird Kühlluft über den rotierenden Zentrifugenschlitten geblasen, um die Verfestigung des Harzes zu begünstigen.

Nach etwa 25—35 Minuten wird die Zentrifuge gestoppt, die Form herausgenommen und das Gehäuse 32, welches die verfestigten Rohrboden enthält, aus der Endform 34 herausgelöst. Nach Abkühlen der Außencnden der Rohrboden werden diese transversal durchgeschnitten, um die kegelstumpfförmigen Abschnitte 25 zu erzeugen, welche die offenen Faserenden an den ebenen Außenflächen 22,23 freigeben.
Während des Kühlens schrumpft das Harz in den

to Hohlräumen 38, 40 radial nach innen von allen Innenwänden der Endform 34 und dem Gehäuse 32 weg, welche diese Hohlräume begrenzen. Diese Schrumpfungs-Abtrennung ist am deutlichsten durch einen Vergleich der F i g, 3 und 4 zu erkennen. F i g. 3 zeigt das Bündel 12 und das Gehäuse 32 in der Endform 34 unmittelbar vor dem Hineingießen des flüssigen Thermoplasts in die Hohlräume 58 und 40. Die bruchstückartig auseinander gezogene Fig.4 zeigt einen Teil der Innenwand des Hohlraums 58 nach Verfestigung der gegossenen Rohrwand, insbesondere den Abschnitt 18 und den einstückigen kegelstumpfförmigen Abschnitt 20, welche von den angrenzenden formenden Flächen 54 und 48 getrennt sind, bzw. den Schrumpfungsspalt 62. Der Spalt 62 kann in seiner Umfangsausdehnung um die Umfangskanten des Rohrbodens 14 von sehr geringer Breite sein, ist aber im wesentlichen gleichmäßig. Der resultierende Rohrboden hat die äußere Gestalt der inneren Formungsfläche, aber sein Volumen ist nach Verfestigung von etwa 8 bis 15% kleiner als das Formvolumen, abhängig von dem jeweils ausgewählten Thermoplast. Daraus ist zu erkennen, daß, während die abgeschrägte Umfangsfläche 18 der verfestigten Rohrwand 14 zur abgeschrägten Innenwand 54 des Gehäuses 32, gegen welche sie unter den Formungsbedingungen angrenzte, parallel ist, der Durchmesser der Umfangsfläche 18 an dem verfestigten Rohrboden aber kleiner ist als der Durchmesser der Gehäusewand 54.

Wie in den F i g. 5 und 6 gezeigt, wird die abgeschrägte Umfangsfläche 18 mechanisch gegen die Gehäusewand 54 abgedichtet oder damit verklebt unter Bildung einer flüssigkeitsdichten Abdichtung zwischen Bluthohlraum 30 und Dialysathohlraum 64 sowie der Außenatmosphäre. Die dichtenden Flächen 18 und 54 sind über eine axiale Länge, die sich von der Innenendfläche 66 bis zur Außenendfläche 68 des Scheibenteils 60 des Rohrbodens 14 erstreckt, in Eingriff. Dieser dichtende Eingriff resultiert aus der Kraft, die gegen den Rohrboden 14 in ausreichendem Maße axial nach innen ausgeübt wird, um das Scheibenteil 60 axial nach innen von ihrer Gießstellung (durch die gestrichelte 70 gezeigt) in ihre Dichtungsstellung zu bewegen, wobei die Außenfläche 68 nach innen von der Außenwand 72 des Gehäuses 32 um einen Abstand 74 entlang der Abschrägung 57 verschoben wird.

In der bevorzugten Ausführungsform der Rohrboden 14, 16, die einen nach außen sich erstreckender Abschnitt 20 einschließen, welcher, wie gezeigt, radial nach innen abgeschrägt ist wird die Dichtungskraft, welche die Bewegung des Scheibenteils 60 axial nach innen in das Gehäuse 32 verursacht, durch Druckeingriff zwischen der Abschrägung 20 auf der Umfangsfläche des kegelstumpfförmigen Abschnitts 25 und der abgeschrägten Innenwand 28 der die Blutkammer bildenden Teile oder des Endverschlusses 26 erhalten. Der Endver-Schluß 26 ist mit einem radial sich erstreckenden Flansch 76 am Innenende der Wand 28 versehen, welcher mit der unteren Wandfläche 78 des Gewindering-Dichtungsmittels 80 in Eingriff ist Wenn der Gewindering 80

angezogen oder axial nach innen entlang der oberen Wand 86 des Gehäuses 32 durch Eingriff der Nuten 82 im Ring 80 mit den Gewindegängen 84 auf der Wand 68 bewegt wird, wird eine Kombination von Axial- und Radialdruck auf die Abschrägung 20 durch die umgebende abgeschrägte Wand 28 des Endverschlusses 26 ausgeübt. Das Rückstellvermögen oder die Verformbarkeit der Wand 28 verursachen, daß ein Druckdichtungseingriff im Bereich 24 eintritt und dieser langgestreckte Kontaktbereich sichert dauernde Aufrechterhaltung einer flüssigkeitsdichten Abdichtung selbst unter Drücken, die ein Kriechen des Thermoplasts in den Rohrbodenteilen 25 oder 60 verursachen. Es ist zu erkennen, daß das Scheibenteil 60 eine wirksame Dichtung zwischen den aneinander grenzenden Flächen 18 und 54 bildet, unabhängig von dem besonderen Mittel, das angewendet wird, um den erforderlichen axial nach innen gerichteten Druck oder die Kraft zum Abdichten aufzubringen, und daß der abgeschrägte kegelstumpfförmige Abschnitt 25 eine andere als konisch abgeschrägte Umfangswand bis zur und die Außenwände parallel zur Längsachse des Gehäuses einschließend, haben kann.

Bei Rohrboden mit einem nach außen ragenden Abschnitt 25 mit Umfangsflächen parallel zur Längsachse des Gehäuses 32 kann die Axialkraft direkt gegen die ebene Außenfläche aufgebracht werden, welche die offenen Faserenden freigibt, und bei dieser Rohrwandkonfiguration kann die Blutkammer mit einem üblichen becherförmigen Kopfstück mit der ebenen Außenfläche durch einen O-Ring abgedichtet werden.

Wie in F i g. 1 gezeigt, erstreckt sich die Innenwandabschrägung auf der Umfangsfläche 18 in ihrer ganzen axialen Länge in einem einzigen Winkel von der Achse des Bündels 12, und die Innenabschrägung 54 des Gehäuses 32 erstreckt sich in gleicher Weise zum Außenende 72 der Gehäusewand 86, wie F i g. 6 zeigt. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß auch zufriedenstellende Abdichtung erhalten wird, wenn die Flächen 18 und 54 die gleiche Abschrägung nur über einen Teil der Länge jener abgeschrägten Flächen haben, die an das axiale Innenende 66 des Scheibenteiles 60 angrenzen. Bei einer solchen Konstruktion können die axialen Außenabschnitte der Umfangsfläche 18 irgendeinen Winkel annehmen, der gewünscht wird, soweit er kleiner als die Parallelität zur Längsachse ist bis hin zur Parallelität und sie einschließend. Es sei darauf hingewiesen, daß sich das Scheibenteil 60 mit dem gleichen Neigungswinkel verfestigt wie der Winkel auf der Formungsfläche 54, angrenzend an das Außenende 72 der oberen Gehäusewand 86, die in der Schleudergießstufe benutzt wird, siehe F i g. 3. In diesem Fall erstreckt sich die Abschrägung 54 nur über einen Teil ihrer gesamten Länge, wie in Fig.6 gezeigt, und die Abschrägung erstreckt sich axial und radial nach innen, nur von einem Punkt, der von der Endfläche 72 des Gehäuses 32 nach innen beabstandet ist

Beispiel 1

60

Eine in F i g. 1 gezeigte Trennvorrichtung wurde unter Verwendung eines Faserbündels, das etwa 8000 Zelluloseacetatfasern einer Länge von ca. 25,4 cm enthielt und das in umschlossenen Endteilen, wie in F i g. 2 gezeigt, endete, hergestellt. Ein Gehäuse aus Polycarbonat mit einer Länge von ca. 18,4 cm und einer abgeschrägten Innenwandkonfiguration, wie sie in F i g. 3 gezeigt ist. wurde auf ihren Wandflächen mit einer dünnen Schicht Polytetrafluorethylen behandelt. Nach Zusammenbau von Faserbündel, Gehäuse und einer Endform. Gemäß F i g. 3 wurde der Aufbau etwa 2 Stunden in einem Ofen bei 100⁰C erhitzt. Gleichzeitig wurde das ausgewählte Thermoplastharz, nachstehend beschriebene modifizierte Ethylen-Vinylacetat, der Harzbehälter und die Harzabgaberohre auf etwa 135°C in einem Ofen 2 Stunden erhitzt. Das Harz war ein Gemisch von: 29% Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisat, welches enthielt 17,5 bis 18,5% Vinylacetat; 9% Ethylen-Vinylacetat-Säure-Terpolymerisat, das 24 bis 26% Vinylacetat enthielt; 42% mikrokristallines Polywachs, vermutlich ein Ethylen-Homopolymerisat eines Molekulargewichts von etwa 700; und 20% eines Polyterpen-Klebrigmachers mit einem Erweichungspunkt von 115° C, wobei sich die %-Angaben auf Gewichtsprozent beziehen. Diese Zusammensetzung hatte eine Viskosität von etwa 1400 cPs bei 130° C und etwa 1250 cPs bei 135° C.

Die erhitzte Form und der Harzbehälter wurden in einen Zentrifugenschlitten zum horizontalen Schleudern des ca. 25,4 cm langen Aufbaus mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit zwischen 1000 und 1200 Upm eingesetzt. Nach etwa 5 Minuten wurde Luft von Raumtemperatur in die umlaufende Zentrifuge eingeblasen und nach 30 Minuten das Zentrifugieren gestoppt. Die in dem Gehäuse gegossenen Rohrboden wurden aus den Endformen herausgenommen und etwas innerhalb der Innenendfläche der Zusammenhaltebänder quer durchgetrennt.

Das resultierende Trennelement wurde dann in dem Gehäuse unter Verwendung der Endverschlüsse und des Gewinderinges zum axialen Hineindrücken der Rohrwand 60 in den dichtenden Eingriff mit der Gehäusewand 54 und gleichzeitigem Bilden der Blutkammer 30 abgedichtet und so die Trennvorrichtung fertiggestellt.

Eine Anzahl verschiedener Thermoplaste wurde bei dem Verfahren mit Erfolg eingesetzt, alle waren modifizierte Ethylen- Vinylacetat-Copolymerisat-Grundzusammensetzungen. Als allgemeine Richtlinien zur Auswahl der spezifischen Zusammensetzungen sei gesagt, daß es zweckmäßig ist, ein einzelnes Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisat oder ein Gemisch davon einzusetzen, welches einen Melt Index im Bereich von 300 bis 400, bestimmt nach ASTM D 1238 haben sollte; ferner, daß es zweckmäßig ist, die Verwendung von Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren einer Shore-Härte unter etwa 72, bestimmt nach ASTM D 2240, zu vermeiden; außerdem sollte der Erweichungspunkt des Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren vorzugsweise im Bereich von 88 bis 100⁰C, bestimmt nach ASTM E 28, liegen.

Die Copolymerisat-Viskosität wird durch Einarbeiten eines mikrokristallinen Polywachses aus Ethylen-Homopolymerisat wesentlich reduziert, damit das Copolymerisat das Faserbündel durchdringen kann. Bei Schleudergießtemperaturen unter etwa 11O⁰C kann die eingesetzte Menge nach oben im Bereich von etwa 20 bis 60%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung, variiert werden, um Fasern, die Vorwärme über etwa 100⁰C nicht aushalten, anzupassen. In gleicher Weise kann die erforderliche Menge nach unten eingestellt werden, wenn höhere Schleudergießtemperaturen angewandt werden können. Geeignete Harze sind solche, die eine Viskosität zwischen etwa 100 cPs bis etwa 5000 cPs bei 15O⁰C oder darunter haben. Die Verwendung von Harzen mit den höheren Viskositäten erfordert größere Mengen mikrokristallinen Wachses, um Faserdurchdringung sicherzustellen.

ίο

Eine weitere Komponente zur Erhöhung der Haftfestigkeit von Harz und Faser ist irgendeines der Polyterpenharze, das aus alpha-Pinen erhalten worden ist und einen Erweichungspunkt über etwa 100 bis 110⁰C hat. Dieses Harz wird in einer Menge von 15 bis 30%, bezoge auf die Gesamtharzzusammensetzung, eingearbeitet.

Beispiel 2

Wie vorstehend beschrieben wurde eine Trennvorrichtung und Verwendung von Zellulosefasern hergestellt. Hierbei wurden die Endform, das Gehäuse und die Fasern auf 140⁰C vorgewärmt und das ausgewählte Harz, Harzbehälter und Harzabgaberohre wurden auf 170°C erhitzt. Die Harzzusammensetzung war folgende, (Gewichtsprozent): 34% mikrokristallines Polyethylen, 29% Polyterpenharz, 29% Ethylen-Vinylacetat-Säure-Terpolymerisat, welches 24 bis 26% Vinylacetat enthielt und 8% Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisat. Diese Harzzusammensetzung hatte eine Viskosität von etwa 1000 bis 1100 cPs bei 170° C.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Claims

30 Yl Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer Trennvorrichtung, insbesondere künstlicher Niere, bei dem ein langgestrecktes Bündel aus einer Vielzahl von semipermeablen Hohlfasern an seinen Endabschnitten mit einem bandartigen Haltemittel gesichert wird, das Bünde! in ein Gehäuse eingebracht wird, das an jedem Endabschnitt eine sich axial nach außen erweiternde konische Innenfläche aufweist, auf jedes Ende des Gehäuses eine Endform aufgebracht wird, die eine sich axial nach innen erweiternde konische Innenfläche aufweist, in der aus dem Gehäuse und den Endformen bestehende Form mittels Schleuderguß die Enden des Faserbündels in Rohrboden eingegossen werden, die Endformen entfernt, die Endabschnitte der Rohrboden abgeschnitten und eine sich axial nach innen erweiternde konische Innenfläche aufweisende Endverschlüsse angebracht werden, die in dichtenden Eingriff mit den Rohrböden treten, dadurch gekennzeichnet, daß Endformen eingesetzt werden, die einen axial äußeren Endabschnitt aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, der einen nach innen ragenden Stift umfaßt, welcher in das bandartige Haltemittel eingeführt wird, und einen axial inneren Endabschnitt aus einem Material mit niedriger Wärmeleitfähigkeit aufweisen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlfasern auf etwa eine Temperatur vorgewärmt werden, die der Gießtemperatur des ausgewählten Harzes entspricht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Thermoplastharz einer Viskosität im Bereich von 100 bis etwa 5000 cPs bei einer Temperatur unter etwa 150⁰C eingesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Thermoplast einer Viskosität unter 150OcPs bei einer Temperatur unter etwa 135° C eingesetzt wird.