DE3240143A1 - Process for embedding membranes in a thermoplastic material - Google Patents
Process for embedding membranes in a thermoplastic materialInfo
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Abstract
Description
3240U33240U3
A3GW32O3.OA3GW32O3.O
Verfahren zum Einbetten von Membranen in ein thermoplastisches MaterialMethod for embedding membranes in a thermoplastic material
A k ζ ο GmbHA k ζ ο GmbH
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum dichten Einbetten von einer oder mehreren Membranen in ein thermoplastisches Material, welches zugleich Dichtfläche zwischen mindestens zwei von den Membranen unterteilten Räumen eines Moduls ist.The invention relates to a method for the tight embedding of one or more membranes in a thermoplastic material, which is also the sealing surface between at least two spaces of a module divided by the membranes.
Bei der Herstellung von Modulen, welche bei der Filtration, der Mikrofiltration, der Dialyse, der Blutoxigenation, der .Plasmaphorese oder dergleichen eingesetzt werden, ist es erforderlich, daß die Membranenden dicht in das Modulgehäuse eingebettet sind. Je geringer die Abmessungen der von derIn the production of modules which are used in filtration, microfiltration, dialysis, blood oxygenation, the .Plasmaphoresis or the like are used, it is necessary that the membrane ends are tightly embedded in the module housing. The smaller the dimensions of the
L JL J
324U14324U14
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Membran zurückzuhaltenden Teilchen des zu filternden Mediums sind, \ desto größere Anforderungen müssen an die Dichtigkeit der Ein- ί bettungsstellen der Membran gestellt werden. fMembrane to be retained are particles of the medium to be filtered, \ the greater requirements need to the tightness of the inputs ί bettungsstellen the membrane are provided. f
Zum Einbetten der Membranen, welche als röhrenförmige Membranen i.
oder als Flachmembran vorliegen, werden die Membranen in der
Regel in ein Modulgehäuse eingesetzt. Die Membranenden werden
dann in ein aushärtbares Kunstharz oder in einen thermo- \ For embedding the membranes, which i. or as a flat membrane, the membranes are in the
Usually used in a module housing. The membrane ends will
then in a curable synthetic resin or in a thermo \
plastischen Kunststoff eingegossen. Die Membranen sind somit \ fest mit dem Modulgehäuse verbunden. Sind die Membranen ver- ! braucht, muß der gesamte Modul gemeinsam mit dem Gehäuse aus- ~ getauscht werden. 1molded plastic. The membranes are thus \ fixed to the module housing. Are the membranes closed! If necessary, the entire module and the housing must ~ be replaced. 1
Die meisten Membranen sind flexibel, so daß beim Eingießen =Most membranes are flexible, so when pouring =
die Membranenden teilweise aneinandergedrückt werden, wodurch ·the membrane ends are partially pressed against each other, whereby
die Eingußmasse nicht immer an allen Stellen die Membranenden ;the casting compound does not always touch the membrane ends at all points;
umfließen kann. Undichtigkeiten sind die Folge; ein solcher ican flow around. Leaks are the result; such an i
Modul muß weggeworfen werden. '■■ Module must be thrown away. '■■
Vor dem Einbetten der Membranenden in einen thermoplastischen
Kunststoff wird die Membran in das Modulgehäuse eingelegt.
Anschließend wird der thermoplastische Kunststoff zu Schmelze
erschmolzen und an den Einbettungsstellen in das Modulgehäuse eingespritzt. Beim Einspritzen in das kalte Modulgehäuse
erstarrt die Schmelze sehr rasch. Dadurch ergibt sich,
daß die Schmelze nicht immer vollständig auch bis zu den Innenlagen der Membran vordringen kann. Undichtigkeiten sind auch
hier die Folge.Before embedding the membrane ends in a thermoplastic
Plastic, the membrane is inserted into the module housing.
The thermoplastic is then melted
melted and injected into the module housing at the embedding points. When injected into the cold module housing, the melt solidifies very quickly. This results in
that the melt cannot always penetrate completely to the inner layers of the membrane. Leaks are also
here is the result.
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Bei Flachmembranen werden häufig weitere Flächengebilde und/oder Stützgitter beigefügt. Die Stützgitter stützen die Membran beim Filtervorgang ab. Die Flächengebilde können ebenfalls Membranen oder textile Flächengebilde/ beispielsweise Vliese sein, die beispielsweise die Funktion eines Vorfilters haben. Die Flächengebilde bzw. die Stützgitter sind der Membran benachbart angeordnet, wodurch das Eindringen des zu Schmelze erschmolzenen thermoplastischen Kunststoffs zwischen die einzelnen Lagen zusätzlich erschwert sind. Wiederum sind Undichtigkeiten die Folge.In the case of flat membranes, other flat structures and / or Support grid attached. The support grids support the membrane during the filtering process. The fabrics can also be membranes or textile fabrics / for example nonwovens, which for example have the function of a prefilter. the Flat structures or the support grids are arranged adjacent to the membrane, whereby the penetration of the melted melt thermoplastic plastic between the individual layers are also made more difficult. Again, leaks are the result.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, die oben beschriebenen Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren zum dichten Einbetten von einer oder mehreren Membranen in ein thermoplastisches Material, welches zugleich Dichtfläche zwischen mindestens zwei von den Membranen unterteilten Räumen des Moduls ist, zur Verfügung zu stellen, welches einfach und problemlos durchgeführt werden kann, und durch welches Undichtigkeiten beim fertigen Modul vermieden werden.The object of the invention is now to overcome the disadvantages described above to avoid and a method for tightly embedding one or more membranes in a thermoplastic material, which is also the sealing surface between at least two spaces of the module divided by the membranes provide, which can be carried out easily and without problems, and through which leaks in the finished module be avoided.
Erfindungsgemäß zeichnet sich ein solches Verfahren dadurch aus, daß mindestens eines der den Modul bildenden Flächengebilde aus thermoplastischem Material besteht, und mindestens eines der aus thermoplastischem Material bestehenden Flächengebilde die Dichtflächenebene überragt, daß mit Hilfe eines Formflansches, dessen Oberflächentemperatur die Schmelztemperatur des thermoplastischen Materials übersteigt, die überragenden Teile erschmolzen werden, und der Formflansch in Richtung der Dichtfläche bewegt wird, so daß ein Teil des thermoplastischen Materials als Schmelze in die Zwischenräume eindringt und der andere Teil als Dichtfläche geformt wird, wonach die Schmelze zum Erstarren gebracht wird.According to the invention, such a method is characterized in that at least one of the flat structures forming the module made of thermoplastic material, and at least one of the sheet-like structures made of thermoplastic material the sealing surface level protrudes that with the help of a shaped flange, the surface temperature of which the melting temperature of the thermoplastic material, the protruding parts are melted, and the molded flange in Direction of the sealing surface is moved, so that part of the thermoplastic material as a melt in the spaces penetrates and the other part is formed as a sealing surface, after which the melt is made to solidify.
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Durch dieses Verfahren wird auf einfache Weise erreicht, daß der themoplastische Kunststoff an den Stellen erschmolzen wird, wo die Schmelze um die Membranenden herumfließen soll. Eine sichere, dauerhafte Einbettung der Membranenden in den thermoplastischen Kunststoff wird dadurch erreicht. Durch diese Einbettung entsteht ein Membranmodul, der vorteilhafterweise erst nach seiner Herstellung in das Modulgehäuse eingesetzt wird. Auf diese Weise kann beim Austausch von Modulen das Modulgehäuse wieder verwendet werden.This method achieves in a simple manner that the thermoplastic plastic melted at the points where the melt should flow around the membrane ends. Safe, permanent embedding of the membrane ends in the thermoplastic plastic is achieved. This embedding creates a membrane module that advantageously is inserted into the module housing only after its manufacture. In this way, when exchanging modules, the Module housing can be reused.
Thermoplastische Kunststoffe sind beispielsweise Polyamide, Polyester, Polycarbonate, Polypropylen, Polyäthylen, Polyisobutylen, PVC, Polytetrafluoräthvlen oder Polymonochlortrifluoräthylen. Thermoplastic plastics are, for example, polyamides, polyesters, polycarbonates, polypropylene, polyethylene, polyisobutylene, PVC, polytetrafluoroethylene or polymonochlorotrifluoroethylene.
Das aus thermoplastischem Material bestehende, die Dichtflächenebene überragende Flächengebilde kann die Membran selbst und/oder Stützgitter und/oder Vlies sein. Es kann aber auch je Dichtfläche mindestens ein Folienstreifen sein, welcher zu einem Teil jeweils ein Membranende überdeckt und zum anderen Teil die Dichtflächenebene überragt. Auf diese Weise wird in direkter Nachbarschaft zur Membran das thermoplastische Material erschmolzen, wodurch nach Erstarren der Schmelze eine sichere Einbettung der Membranenden gewährleistet ist.The surface structure, consisting of thermoplastic material and protruding above the sealing surface level, can be the membrane itself and / or support grid and / or fleece. But there can also be at least one film strip per sealing surface, which to one part each covers a membrane end and the other part protrudes beyond the sealing surface plane. This way, in in the immediate vicinity of the membrane, the thermoplastic material melted, whereby a secure embedding of the membrane ends is guaranteed.
Wegen des häufig sehr großen Hohlraumvolumens der Membranen ist es vorteilhaft, wenn entweder die Membran die Dichtflächenebene sehr weit überragt oder noch weitere, möglichst der Membran benachbarte Flächengebilde bzw. Stützgitter aus thermoplastischem Material sind. Weiterhin ist es empfehlenswert, wenn alle aus thermoplastischem Material bestehenden Körper aus demselben thermoplastischen Material bestehen. Auf jedenBecause of the often very large cavity volume of the membranes, it is advantageous if either the membrane is the sealing surface plane It projects very far above or even further, if possible adjacent to the membrane, sheet-like structures or support grids made of thermoplastic material Material are. It is also recommended that all bodies made of thermoplastic material consist of the same thermoplastic material. In any
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Fall sollten thermoplastische Kunststoffe verwendet werden, welche an der jeweiligen Membran gut haften.In this case, thermoplastic plastics should be used, which adhere well to the respective membrane.
Besonders günstige Ergebnisse erzielt man, wenn die den Modul bildenden Flächengebilde vor dem Einbetten gemeinsam in Falten gelegt sind, welche in engem Abstand zueinander liegen.Particularly favorable results are achieved if the flat structures forming the module together before embedding in Creases are placed which are closely spaced from one another.
Vorteilhaft läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren auch anwenden, wenn die gemeinsam gefalteten Flächengebilde um eine mit radialen Löchern versehene Innenröhre geschlagen sind, wobei die Endfalten miteinander dicht verbunden sind und die Dichtflächenebenen an beiden Enden der Innenröhre über die durch die Faltenenden gebildeten Flächen sich erstrecken.The method according to the invention can also advantageously be used when the folded sheets are wrapped around an inner tube provided with radial holes, wherein the end folds are tightly connected to one another and the sealing surface planes at both ends of the inner tube over the areas formed by the pleat ends extend.
Die Einbettung kann auch dadurch in günstiger Weise durchgeführt werden, daß die gemeinsam gefalteten Flächengebilde innerhalb einer mit radialen Löchern versehene Außenröhre gleichmäßig verteilt angeordnet sind, wobei die Endfalten miteinander dicht verbunden sind und die Dichtflächenebenen an beiden Enden der Außenröhre über die durch die Faltenenden gebildeten Flächen sich erstrecken.The embedding can also be carried out in a favorable manner in that the flat structures are folded together are arranged evenly distributed within an outer tube provided with radial holes, the end folds with one another are tightly connected and the sealing surface planes both ends of the outer tube over the surfaces formed by the pleat ends extend.
Die gefalteten Flächengebilde können auch zwischen Innen- und Außenröhre gleichmäßig verteilt angeordnet sein.The folded flat structures can also be placed between interior and outer tube can be arranged evenly distributed.
Es ist weiterhin empfehlenswert, daß die Innen- und/oder Außenröhre aus thermoplastischem Material besteht bzw. bestehen und die Dichtflächenebenen überragt bzw. überragen.It is also recommended that the interior and / or The outer tube is made of thermoplastic material and protrudes or protrudes beyond the sealing surface planes.
Bei röhrenförmigen Membranen zeichnet sich ein erfindunqsgemäßes Verfahren zum Einbetten von röhrenförmigen Membranen,In the case of tubular membranes, a feature according to the invention is distinguished Method of embedding tubular membranes,
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-loderen Röhrenenden in den Dichtflächenebenen enden, dadurch aus, daß die Membran aus thermoplastischem Material besteht, und die Röhrenenden der Membran die Dichtflächenebenen überragen, daß mit Hilfe eines eine höhere Oberflächentemperatur als die Schmelztemperatur des Membranmaterials aufweisenden Formflansches, welcher für jedes Röhrenende einen Zapfen aufweist, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser der jeweiligen Röhre entspricht, die Röhrenenden jeweils einer Seite gemeinsam erschmolzen werden, und der Formflansch in Richtung der Dichtfläche bewegt wird, so daß ein Teil des thermoplastischen Materials als Schmelze zwischen die Röhren eindringt und der andere Teil als Dichtfläche geformt wird, wonach die Schmelze zum Erstarren gebracht wird.-loder tube ends end in the sealing surface planes, thereby that the membrane is made of thermoplastic material, and the tube ends of the membrane protrude beyond the sealing surface planes, that with the help of a higher surface temperature than that Melting temperature of the molded flange having the membrane material, which has a pin for each tube end, the outer diameter of which corresponds to the inner diameter of the respective Tube corresponds, the tube ends are each melted together on one side, and the shaped flange in the direction of the sealing surface is moved so that part of the thermoplastic material penetrates as melt between the tubes and the other part is formed as a sealing surface, after which the melt is solidified.
«
Es ist günstig, wenn alle den Modul bildenden Bestandteile aus thermoplastischem Material, oder noch besser aus demselben
thermoplastischen Material bestehen, weil dadurch die Prüfung auf Toxizität weitgehend vereinfacht wird, wenn derartige
Module im medizinischen Bereich eingesetzt werden.«
It is advantageous if all of the components forming the module consist of thermoplastic material, or even better consist of the same thermoplastic material, because this greatly simplifies testing for toxicity when modules of this type are used in the medical field.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren und Beispiele näher erläutert.The invention is illustrated by the following figures and examples explained in more detail.
Es zeigen:Show it:
Figur 1 den Querschnitt eines Moduls, in welchem eine in thermoplastischen Werkstoff eingebettete Membran angeordnet istFigure 1 shows the cross section of a module in which a membrane embedded in thermoplastic material is arranged
Figur 2 den prinzipiellen Aufbau einer zwischen zwei Röhren angesetzten Membran gemäß Figur 1 vor dem EinbettenFIG. 2 shows the basic structure of a membrane according to FIG. 1 attached between two tubes before embedding
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Figur 3 eine in Palten gelegte Membran mit einem benachbart angeordneten Vlies, welches die Membran überragt.FIG. 3 shows a membrane laid in gaps with an adjacent one arranged fleece, which protrudes over the membrane.
Figur 4 eine in Falten gelegte Membran, bei welcher an den Membranenden auf den Faltenrändern Folienstreifen eingelegt sindFIG. 4 shows a membrane laid in folds, in which film strips on the membrane ends on the fold edges are inserted
Figur 5 ein Formflansch zur Herstellung der Einbettung gemäß Figur 1.FIG. 5 shows a molded flange for producing the embedding according to FIG. 1.
In Figur 1 ist die Membran mit 1 bezeichnet, welche die Länge M hat. Die Membran ist in nicht dargestellter Weise in Falten gelegt und in gefaltetem Zustand um eine mit radialen Löchern 3 versehene Innenröhre 2 geschlagen. Die beiden Endfalten der Membran JL sind in nicht dargestellter Weise miteinander verbunden. Die Verbindung der beiden Endfalten kann beispielsweise durch Verkleben oder, wenn die Membran aus einem thermplastischen Werkstoff besteht, durch Schmelzschweißen erfolgen, über die Membran ist eine mit radialen Löchern versehene Außenröhre 4 übergeschoben. Die Membran ist in der Regel zwischen einem Vlies und einem Stützgitter eingebettet. Der Übersichtlichkeit halber sind Vlies und Stützgitter nicht dargestellt. Membran 1, Vlies, Stützgitter, Innenröhre 2 und Außenröhre 4 sind in thermoplastischem Werkstoff 5 an beiden axialen Enden eingebettet. Auf die beiden Dichtflächen 6 des thermoplastischen Werkstoffes 5 sind Übergangsstücke 7 und 8 angeklebt oder -geschweißt. Der auf diese Weise hergestellte Membranmodul kann in der in Figur 1 dargestellten Form austauschbar in ein entsprechendes Modulgehäuse eingesetzt werden.In FIG. 1, the membrane is denoted by 1, which has the length M. The membrane is in a manner not shown placed in folds and folded around an inner tube 2 provided with radial holes 3 in the folded state. the both end folds of the membrane JL are connected to one another in a manner not shown. The connection of the two end folds can for example by gluing or, if the membrane is made of a thermoplastic material, through Fusion welding is done over the membrane is one with Outer tube 4 provided with radial holes is pushed over. the The membrane is usually embedded between a fleece and a support grid. For the sake of clarity, they are fleece and support grid not shown. Membrane 1, fleece, support grid, inner tube 2 and outer tube 4 are made of thermoplastic Material 5 embedded at both axial ends. There are transition pieces on the two sealing surfaces 6 of the thermoplastic material 5 7 and 8 glued or welded. The membrane module produced in this way can be shown in FIG Form can be used interchangeably in a corresponding module housing.
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In Figur 2 ist der prinzipielle Aufbau einer zwischen zwei Röhren eingesetzten Membran nach Figur 1 vor dem Einbetten dargestellt. Die Membran 1 ist im gefalteten Zustand um die Innenröhre 2 geschlagen. Der Übersichtlichkeit halber ist wiederum nur die Membran ohne Vlies und ohne Stützgitter dargestellt. Ebenso sind nur wenige Falten dargestellt. In der Regel liegen die Falten dicht beieinander. Um die gefaltete Membran 1 ist die Außenröhre 4 geschoben. Bei 9 sind die beiden Endfalten der Membran miteinander verklebt und somit dicht verbunden. Bei diesem Aufbau ergeben sich zwei Dichtflächenebenen, die sich hierbei jeweils über eine von den entsprechenden Enden der Innen- und Außenröhre begrenzten, kreisringförmigen Ebene, die gleichzeitig Ebene der von den Faltenrändern gebildeten Fläche ist, erstreckt.In Figure 2, the basic structure is one between two Tubes inserted membrane shown in Figure 1 before embedding. The membrane 1 is in the folded state around the Inner tube 2 struck. For the sake of clarity, again only the membrane is without a fleece and without a support grid shown. Likewise, only a few folds are shown. Usually the folds are close together. To the folded Membrane 1 is pushed onto the outer tube 4. At 9 they are both end folds of the membrane glued together and thus tightly connected. With this structure, there are two sealing surface planes, each of which extends over one of the corresponding The ends of the inner and outer tubes are delimited, circular ring-shaped Plane that is also the plane of the surface formed by the fold edges extends.
In Figur 3 ist die gefaltete Membran 1 in ebenem Zustand dargestellt. Auf der Unterseite der Membran ist ein Vlies 10 der Membran benachbart angeordnet, welches die Membran 1 auf beiden Breitseiten überragt. Das Vlies ist erfindungsgemäß aus thermoplastischem Werkstoff. Auf der Oberseite der Membran 1 kann ebenfalls ein Vlies oder ein Stützgitter der Membran 1 benachbart angerodnet sein. Auch dieses Vlies oder Stützgitter kann die Membran an den Breitseiten überragen. In Figure 3, the folded membrane 1 is shown in a flat state. On the underside of the membrane, a fleece 10 is arranged adjacent to the membrane, which the membrane 1 on towers above both broad sides. The fleece is according to the invention made of thermoplastic material. A fleece or a support grid of the membrane 1 can likewise be placed on the upper side of the membrane 1 be arranged next to one another. This fleece or support grid can also protrude beyond the membrane on the broad sides.
In Figur 4 ist ebenfalls die gefaltete Membran 1 dargestellt, welcher an den Enden der Breitseite der Membran je ein Folienstreifen derart untergelegt ist, daß die Folienstreifen zum Teil die beiden Membranenden überdecken und zum Teil die Membran überragen. Auch hier können die Folienstreifen auf beiden Seiten der Membran anaeordnet sein.In Figure 4, the folded membrane 1 is also shown, which at the ends of the broad side of the membrane is each underlaid a film strip in such a way that the film strips for Partly cover the two membrane ends and partly protrude beyond the membrane. Here, too, the film strips can be arranged on both sides of the membrane.
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In Figur 5 ist ein Formflansch 12 dargestellt, mit Hilfe dessen die überragenden Teile erschmolzen, und die Dichtfläche geformt werden kann. Dieser Formflansch kann mit einer an sich bekannten, nicht dargestellten Heizvorrichtung versehen sein. Hierbei ist es günstig, wenn die Temperatur über Thermofühler geregelt wird.In Figure 5, a shaped flange 12 is shown, with the help of which the protruding parts melted, and the sealing surface can be shaped. This shaped flange can be provided with a heating device which is known per se and is not shown. Here it is beneficial if the temperature is regulated by means of thermal sensors.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine in Falten gelegte Membran 1, bei der auf der einen Seite der Membran ein Vlies und auf der anderen Seite ein Stützgitter angeordnet ist, und welche in Figur 3 schematisch dargestellt ist, in der in Figur 2 angegebenen Weise um eine Innenröhre 2 geschlagen. Anschließend wird eine Außenröhre 4 übergeschoben. Vorteilhaft ist es, wenn alle Teile aus thermplastischem Material, beispielsweise aus Polyamid, sind und zwischen 2 und 5 cm über das Dichtflächenende 6 ragen. Nun wird der erhitzte Flansch auf das eine axiale Ende des durch die beiden Röhren gebildeten Körpers aufgedrückt. Im Falle von Polyamid ist eine Temperatur von etwa 180 bis 22O°C erforderlich. Wenn die überragenden Teile anfangen zu schmelzen, wird der Formflansch 12 unter leichtem Druck axial in Richtung der Membran gedrückt. Hierbei fließt nun ein Teil der Schmelze zwischen die einzelnen, von der Membran, dem Vlies und dem Stützgitter gebildeten Lagen. Gleichzeitig füllt sich der Formflansch.To carry out the method according to the invention, a Pleated membrane 1, with a fleece on one side of the membrane and a support grid on the other side is arranged, and which is shown schematically in FIG. 3, around an inner tube 2 in the manner indicated in FIG beaten. An outer tube 4 is then pushed over. It is advantageous if all parts are made of thermoplastic Material, for example made of polyamide, and protrude between 2 and 5 cm above the sealing surface end 6. Now the heated one Flange pressed onto one axial end of the body formed by the two tubes. In the case of polyamide a temperature of about 180 to 220 ° C is required. When the protruding parts begin to melt, the molded flange 12 is under slight pressure axially in the direction of Membrane pressed. Part of the melt now flows between the individual, from the membrane, the fleece and the Support grid layers formed. At the same time, the molded flange fills.
Nachdem die Schmelze erstarrt ist - hierzu ist ein Abschalteder Heizung im Formflansch erforderlich - kann der Formflansch abgezogen werden und die gegenüberliegende Seite ebenfalls eingebettet werden. Es ist günstig, wenn die mit dem thermoplastischen Werkstoff in Berührung kommenden Abschnitte des Formflansches entweder poliert sind oder mit einemAfter the melt has solidified - this requires switching off the heating in the molded flange - the molded flange peeled off and the opposite side also embedded. It is cheap if those with the Sections of the molded flange that come into contact with thermoplastic material are either polished or with a
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Material überzogen sind, welches eine Haftung zwischen thermoplastischem Material und Flansch verhindert (beispielsweise Polytetrafluoräthylen).Material are coated, which is an adhesion between thermoplastic Material and flange prevented (e.g. polytetrafluoroethylene).
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Claims (13)
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| FR2536329A1 (en) | 1984-05-25 |
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