LU81736A1

LU81736A1 - Dialysehohlfadenmembran mit laengswellen

Info

Publication number: LU81736A1
Application number: LU81736A
Authority: LU
Inventors: G Duenweg; W Bandel; W Henne
Original assignee: Akzo Nv
Priority date: 1978-10-02
Filing date: 1979-09-28
Publication date: 1980-01-24
Also published as: IT7950416A0; NL7907211A; GB2033829A; FR2437858A1; FR2437858B1; IT1164714B; GB2033829B

Description

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Dialysehohlfadenmembran mit Längswellen i -- — A k z o nv

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Die Erfindung betrifft eine Dialysemembran aus Cellulose, die aus Cuoxamlösungen regeneriert wurde, in Form eines Hohlfadens mit durchgehendem Hohlraum.

Aus der DE-PS 736 321 ist ein Hohlfaden aus regenerierter Cellulose, die aus Cuoxamlösungen regeneriert wurde, mit einem durchgehenden Hohlraum bekannt.

Aus der US-PS 32 28 877 ist es bekannt, daß die nach der genannten DE-PS 736 321 hergestellten Hohlfäden als Dialysemembranen und als Membranen zur umgekehrten Osmose geeignet sind.

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Aus der US-PS 38 888 771 sind Hohlfäden aus Cellulose, die aus Cuoxamlösungen regeneriert wurden, bekannt, die eine definierte tL j I - 6 - A3GW31852/54/74 |

Membranstruktur aufweisen und entlang der gesamten Achse der Faser eine gleichmäßige Wandstärke und einen genau kreisförmigen-Querschnitt aufweisen.

Aus der GB-PS 859 325 ist ein Verfahren zur Herstellung von Hohlfäden bekannt, deren Querschnitt längs der Fadenlänge periodisch oder aperiodisch schwankt. Als Fadenmaterial , werden synthetische thermoplastische Polymere eingesetzt.

, Die erhaltenen Fäden sollen als Füllmaterial für Polyester,

Matratzen, Kissen und Ähnliches verwendet werden.

Bei der Dialyse, beispielsweise der Hämodialyse, ist es erforderlich, daß die Membranwände von den Dialyseflüssig-

Ikeiten vollständig und ohne Behinderung umspült werden.

Werden Dialysemembranen, in Form von Hohlfasern, die zu Bündeln zusammengefaßt sind, eingesetzt, so neigen Hohlfasern mit genau kreisförmigem Querschnitt in einem Bündel aus etlichen Tausend Hohlfasern mit einer Faserdichte von etwa 2 500 bis 1.000 je cm leicht dazu, sich auf ihrer ganzen Länge fest aneinander zu schmiegen, ähnlich dem Glasplatteneffekt zweier planparalleler Platten.

Durch dieses Aneinanderhaften ist der Zugang der Dialysat-flüssigkeit zu den Zwischenräumen zwischen den Hohlfasem erschwert, und die Flächen, an denen die Hohlfasern aneinanderhaften, bleiben für den Stoffaustausch ungenutzt, wodurch die Effektivität des Hohlfadenmoduls verringert wird.

Der Stoffaustausch wird aber auch durch die Strömungsverhältnisse im Inneren der Membran verringert, weil bei der laminaren Strömung sich an der Membranwandung eine Grenzschicht ausbildet, die an Metaboliten verarmt ist. Das hat zur Folge, daß die den Stoffaustausch bestimmende Konzen-1 trationsdifferenz geringer wird.

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Aufgabe der vorliegenden Erfindung war, Dialysehohlfäden aus regenerierter Cellulose so zu gestalten, daß das Aneinanderhaften der Hohlfäden weitgehend verhindert wird, und die Ausbildung eines laminaren Strömungsprofils im Inneren der Hohlfasern gestört wird.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Dialysehohlfadenmembran, * deren Oberfläche in Längs- und/oder in Umfangsrichtung mit periodischen Formänderungen gestaltet ist.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Dialysehohlfadenmembran so gestaltet, daß deren Querschnitt senkrecht zur Fadenachse über die Länge des Fadens periodisch schwankt.

Vorzugsweise entsprechen die äußeren Begrenzungen im Längsschnitt des Fadens zwei im Abstand voneinander verlaufenden Kurvenzügen einer Schwingungsgleichung.

Hergestellt werden die erfindungsgemäßen Hohlfäden durch Koagulation einer aus einer Hohlfadendüse extrudierten Cellulose-Cuoxamlösung in verdünnter Natronlauge, wobei die Spinnlösung zur möglichst weitgehenden Vermeidung der Verstreckung und Orientierung unmittelbar nach Verlassen der Spinndüse in das Koagulationsbad geleitet wird. Zur Ausbildung des durchgehenden Hohlraumes wird durch die zentrale Bohrung in bekannter Weise eine hohlraumbildende Flüssigkeit geleitet, beispielsweise Halogenkohlenwasserstoffe, Kohlenwasserstoffe und Ester, wobei Isopropylmyristat sich als vorteilhaft erwiesen hat. Es hat sich aber auch gezeigt, daß Wasser und wäßrige Lösungen, beispielsweise Lösungen von , Carboxymethylcellulosesalzen hervorragend als hohlraumbildende Flüssigkeiten geeignet sind.

Die Ausbildung der erfindungsgemäßen Hohlfadenform wird durch

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} Γ π ! eine periodische Änderung der gepumpten Menge an Spinn- | lösung und/oder hohlraumbildender Flüssigkeit bzw. des Förderdruckes der Pumpe erreicht. Durch die periodische Änderung der Pumpmengen bzw. des Förderdruckes ergibt sich eine zeitlich periodisch schwankende Querschnittsänderung I f des extrudierten Hohlfadens, die in Längsrichtung einer ! Wellenform analog ist. Durch gezielte Variation der Pump- ; menge und/oder des Förderdruckes der Förderpumpen lassen sich unterschiedlich geformte Hohlfäden erzeugen, wobei in besonderer Ausgestaltung der Erfindung die äußeren Begrenzungen im Längsschnitt der Kurven für eine periodisch erregte gedämpfte Schwingung entsprechen. Derartig geformte Hohlfäden lassen sich besonders vorteilhaft zu Bündeln zusammenfassen, die ohne jede Behinderung mit Dialysatflüssig-| keit umspült werden können und damit einen schnellen und wirksamen Stoffaustausch durch die Membran gewährleisten.

Bei erfindungsgemäßen Dialysemembranen nach einer weiteren besonderen Ausgestaltungsform entsprechen die Begrenzungen im Längsschnitt den Kurven für eine Sägezahnschwingung.

Derartig geformte Hohlfäden verkrallen sich bei der Bildung des Hohlfaden-Bündels ineinander und geben dadurch ein sehr stabiles, sich selbst abstützendes Bündel mit einer Vielzahl von Kanälen für die Durchströmung des Bündels mit Dialysat-flüssigkeit.

Bei den erfindungsgemäßen Dialysemembranen läßt sich die

Schwankung des Querschnittes der Hohlfäden in einem relativ großen Bereich ohne Nachteil für die Dialyse verwirklichen.

I , Bevorzugt beträgt der minimale Querschnitt zwischen 30 und 85 % des Maximalquerschnittes.

j Der Außendurchmesser der erfindungsgemäßen Hohlfäden beträgt | " an den Stellen mit maximalem Querschnitt 10 bis 1000 ym,

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Γ Ί - 9 - A3GW31852/54/74 vorzugsweise 50 bis 600 yum· Die Wandstärke beträgt 1 bis 100/tm, vorzugsweise 5 bis 50^m.

Da die Dialyse mit einer Dialysemembran bei einer Schwankung des Querschnittes unterschiedlichen und manchmal gegenläufigen Einflüssigen unterworfen ist, ist es in manchen Fällen von Vorteil, solche Einflüsse durch eine entsprechende Zu-. und/oder Abnahme der Wandstärke auszugleichen.

Beispielsweise wird bei Erregung der Schwankung durch Beeinflussung des Pumpens der hohlraumbildenden Flüssigkeit die Wandstärke an den Stellen größeren Querschnittes verringert, während die Wandstärke an den gleichen Stellen vergrößert wird, wenn bei konstantem Pumpen der hohlraumbildenden Flüssigkeit die Pumpe für die Spinnlösung zur Erregung der Schwankung beeinflußt wird. Der Innenguerschnitt der Hohlfaser unterliegt dann geringeren Schwankungen als der Außenquerschnitt.

Erfindungsgemäße Fäden lassen sich aber auch durch eine periodische Schwankung der Abzugsgeschwindigkeit des Hohlfadens von den Spinndüsen und durch das Koagulationsbad erzeugen, indem z.B. die Fäden mittels Riffelwalze gefördert werden.

In einer anderen Ausbildungsform der Erfindung ist die Dialysemembran so gestaltet, daß deren Querschnitt senkrecht zur Fadenachse profiliert ausgebildet ist. Die Profile treten bevorzugt um das 1 bis 3-fache der Wandstärke der Hohlfäden hervor. Die Wandstärke der erfindungsgemäßen Hohlfaser beträgt in an sich bekannter Weise 1 bis 100 ^/art, vorzugsweise 5 bis 50yfcm. Der Innendurchmesser der Hohlfäden beträgt 10 bis 1000y^m. Vorzugsweise beträgt er 20 bis eoöy^m.

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Im allgemeinen ist der innere Hohlraumquerschnitt kreisförmig ausgebildet, weil ein solcher Fadenquerschnitt beim Spinnen von Cellulosecuoxamlösungen weniger Schwierigkeiten bereitet.

Die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Dialysemembran läßt sich jedoch noch wesentlich erhöhen, wenn der innere Hohl-. raumquerschnitt elliptisch ausgebildet ist. Dadurch wird die Austauschfläche bei gleichem Blutvolumen bei den erfindungsgemäßen Dialysemembranen erheblich vergrößert, und schon aus diesem Grunde die Effektivität des Metabolitaus-tausches wesentlich verbessert. Aufgrund der geringeren Blutfilmdicke in der erfindungsgemäßen Dialysemembran ergibt sich eine weitere Verbesserung in der Wirksamkeit bei der Dialyse.

Der von kreisrunden Dialysefäden bekannte Effekt des Anein-anderhaftens der Fäden wurde nicht mehr beobachtet.

Hergestellt werden die erfindungsgemäßen Hohlfäden durch Koagulation einer aus einer Hohlfadendüse extrudierten Cellu-lose-Cuoxamlösung in verdünnter Natronlauge, wobei die Spinnlösung zur möglichst weitgehenden Vermeidung der Verstreckung und Orientierung unmittelbar nach Verlassen der Spinndüse in das Koagulationsbad geleitet wird. Zur Ausbildung des durchgehenden Hohlraumes wird durch die zentrale Bohrung in I bekannter Weise eine hohlraumbildende Flüssigkeit geleitet, j beispielsweise Halogenkohlenwasserstoffe, Kohlenwasserstoffe und Ester, wobei Isopropylmyristat sich als vorteilhaft erwiesen hat. Es hat sich also auch gezeigt, daß Wasser und wäßrige Lösungen, beispielsweise Lösungen von Carboxymethyl-cellulosesalzen hervorragend als hohlraumbildende Flüssigkeiten geeignet sind.

Die Ausbildung der erfindungsgemäßen Hohlfadenform wird durch Verwendung einer Hohlfadendüse mit entsprechendem Profil - 11 - _|

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der Spinnschlitze und einer zentralen Bohrung für die Zuführung der hohlraumbildenden Flüssigkeit erreicht. Um die gewünschte Form zu erreichen, wird das Profil an der Spinndüse stärker ausgebildet, als es dem Profil entspricht, das den Querschnitt des Hohlfadens bilden soll.

Auch für die erfindungsgemäße Dialysemembran ist es möglich, die Wand des Hohlfadens zwei- oder mehrschichtig auszubilden, 'wie es im einzelnen in den deutschen Patentanmeldungen P 26 27 858, P 27 05 735 und P 27 05 733 beschrieben ist, um die Lecksicherheit zu erhöhen oder um eine Oberflächenschicht zu erhalten, die chemisch modifizierte Cellulose enthält, oder um in der Membranwand Adsorbentien einzulagern.

Zum Spinnen von Hohlfäden mit exakter, durch die Spinndüsenform vorgegebener Querschnittsform, die sich zugleich auch durch hervorragende Eigenschaften als semipermeable Membranen auszeichnen und bei denen die mechanischen Festigkeiten nicht beeinträchtigt sind, wurde erfindungsgemäß ein Verfahren gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die Hohlfadenspinndüse in die wäßrige Natronlauge eingetaucht ist und das Verhältnis von Abzugsgeschwindigkeit des Hohlfadens an der ersten Abzugswalze zur Ausstoßgeschwindigkeit der Cellulose-Cuoxam-Lösung aus dem Ringschlitz der Hohlfadenspinndüse 1,00 bis 1,05 beträgt und die Richtung des Fadenlaufs von der Hohlfadenspinndüse zur ersten Abzugswalze einen spitzen Winkel mit der Achse der Hohlfadenspinndüsenöffnungen bildet.

Werden Hohlfadenspinndüsen für Hohlfäden mit profiliertem Querschnitt verwendet, so erhält man im Gegensatz zu Verfahren gemäß dem Stande der Technik keine Einebnung des Profils.

Prinzipiell ist auch möglich, beim erfindungsgemäßen Ver-

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Γ Π I - 12 - A3GW31852/54/74 | \ fahren die Hohlfadenspinndüse im Boden der Koagulationswanne anzuordnen und den Faden nach oben zu spinnen. Aufgrund der größeren technischen Schwierigkeiten, die sich bei einer solchen Anordnung beim Düsenwechsel, beim Abdichten und Anspinnen ergeben, wird diese Ausführungsform für die Durchführung des Verfahrens eine geringere Bedeutung haben, als die Anordnung der Hohlfadenspinndüse an der Oberfläche des Koagulationsbades.

Vorzugsweise wird die Hohlfadenspinndüse beim erfindungsgemäßen Verfahren 5 bis 10 mm tief in die wäßrige Natron- i lauge eingetaucht. Diese Eintauchtiefe reicht bereits aus, um den Faden genügend schnell zu koagulieren, wobei die Hohlfadenspinndüsenöffnung noch gut in der durch die Cuoxamlösung tiefblau gefärbten Natronlauge beobachtet werden kann.

Die erste Abzugswalze wird beim erfindungsgemäßen Verfahren so angeordnet, daß der gesponnene Hohlfaden, wenn er aus der Hohlfadenspinndüse austritt, nicht senkrecht nach unten geführt wird, sondern sie wird um eine solche Strecke ver-r setzt angeordnet, daß die Richtung des Fadenlaufs von der Hohlfadenspinndüse zur ersten Abzugswalze einen spitzen Winkel mit der Achse der Hohlfadenspinndüsenöffnungen bildet. Vorzugsweise beträgt dieser spitze Winkel zwischen 15° und 70°.

Im Koagulationsbad wird beim erfindungsgemäßen Verfahren der frisch gesponnene Hohlfaden nur unter Anwendung sehr geringer Spannungen transportiert. Vorzugsweise beträgt die Umfangsgeschwindigkeit der hinter der ersten Abzugswalze angeordneten zweiten Abzugswalze nur 90 bis 98 % der Umfangsgeschwindigkeit der ersten Abzugswalze. Dadurch wird ein Î . geringer Schrumpf des frisch gesponnenen Hohlfadens bewirkt, L· - « - ,

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Γ π 1 - 13 - A3GW31852/54/74 * während bei den Verfahren nach dem Stande der Technik bereits unmittelbar nach Verlassen der Spinndüse der Hohlfaden verstreckt wird.

Bisher war man der Ansicht, daß für die Herstellung von Hohlfäden, insbesondere solchen, die als semipermeable Membranen dienen sollen, und die Durchmesser von ca. 50 bis lOO^-un bei Wandstärken von 10 bis ca. 200/Am aufweisen, * nur mit Hohlfadenspinndüsen hergestellt werden können, deren Abmessungen ein Vielfaches, beispielsweise das 10 bis 50-fache der Hohlfadenabmessungen betragen. Im Rahmen der Erfindung werden vorzugsweise Hohlfadenspinndüsen eingesetzt, bei denen das Verhältnis der Abmessungen des Ringschlitzes der Hohlfadenspinndüse das 2,5 bis 6-fache der Abmessung des fertigen Hohlfadens beträgt.

Der Cellulosegehalt der Cellulose-Cuoxamlösung weicht im allgemeinen nicht von dem Cellulosegehalt ab, den die Cellulose-Cuoxam-Spinnlösungen aufweisen, die üblicherweise zur Regeneration der Cellulose eingesetzt werden. Vorzugsweise beträgt der Cellulosegehalt jedoch 6 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Lösung. Der NaQH-Gehalt der Natronlauge kann in weiteren Grenzen schwanken. Bevorzugt soll er jedoch zwischen 10 und 20 Gew.-% liegen, um eine ausreichend schnelle Bildung der Normann-Cellulose zu gewährleisten, die die Verfestigung des Hohlfadens einleitet.

Sofern der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Hohlfaden verstreckt werden soll oder verstreckt werden muß, wird diese Verstreckung in zweckmäßiger Weise beim Durchgang durch die Nachbehandlungsbäder ausgeführt.

In den Figuren 1 bis 8 sind einige Möglichkeiten der Aus- - Η - | t ! ' r Π - 14 - A3GW31852/54/74 · bildung des Profils bei den erfindungsgemäßen Dialyse-membranen dargestellt. 1 ist jeweils die aus Cellulose, die aus Cuoxamlösungen regeneriert wurde, bestehende Membranwand der Hohlfaser 2.

Die Figuren 1 bis 3 zeigen erfindungsgemäße Hohlfaserabschnitte im Längsschnitt in unterschiedlicher Ausführungsform.

Die Figuren 4 bis 8 zeigen Hohlfadenquerschnitte senkrecht i zur Fadenachse.

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Figur 1 zeigt schematisch den Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Dialysemembran, deren Begrenzungen etwa einer SinusSchwingung entsprechen. 1 ist die aus Cellulose, die aus Cuoxamlösungen regeneriert wurde, bestehende Membranwand der Hohlfaser 2.

Figur 2 zeigt schematisch den Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Dialysemembran, deren Begrenzungen etwa einer Sägezahnschwingung entsprechen. Auch hier ist 1 die aus Cellulose, die aus Cuoxamlösungen regeneriert wurde, bestehende Membranwand der Hohlfaser 2.

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Figur 3 ist schematisch der Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Dialysemembran dargestellt, deren Begrenzungen etwa einer gedämpften und periodisch erregten Sinuswelle entsprechen. Hier ist ebenfalls 1 die aus Cellulose, die aus Cuoxamlösungen regeneriert wurde, bestehende Membranwand der Hohlfaser 2.

In I Figur 4 ist eine Hohlfaser mit kreisförmigem Hohlraumquer schnitt gezeigt, die zwei symmetrisch angeordnete längslaufende Rippen aufweist.

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Figur 5 ist eine Hohlfaser mit kreisförmigem Hohlraumquerschnitt gezeigt, die vier symmetrisch angeordnete längslaufende Rippen aufweist.

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Figur 6 ist eine Hohlfaser mit kreisförmigem Hohlraumquerschnitt gezeigt, die das Profil eines dreizackigen Sterns aufweist.

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Figur 7 ist eine Hohlfaser mit kreisförmigem Hohlraumquerschnitt gezeigt, die das Profil eines fünfzackigen Sterns aufweist.

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Figur 8 ist eine Hohlfaser mit elliptischem Hohlraumquerschnitt dargestellt, die zwei symmetrisch an den Endpunkten der großen Achse der Ellipse längs der Hohlfaser verlaufende Rippen aufweist.

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Figur 9 ist das erfindungsgemäße Verfahren schematisch dargestellt.

Die Cellulose-Cuoxam-Spinnlösung 1 und die hohlraumbildende Flüssigkeit 2, beispielsweise Isopropylmyristat oder Paraffinöl werden der Hohlfadenspinndüse 3 zugeführt. Diese Hohlfadenspinndüse 3 taucht in die durch die Koagulationswanne 4 geleitete wäßrige Natronlauge ein. Der aus der Hohlfadenspinndüse 3 kommende Hohlfaden 5 wird an der ersten Abzugswalze 6 abgelenkt und über die zweite Abzugswalze 7 den Nach-* behandlungsbädern zugeführt. Die Fadenlaufrichtung zwischen der ersten Abzugswalze 6 und der Hohlfadenspinndüse 3 bildet mit der Achse der Hohlfadenspinndosenöffnungen einen spitzen Winkel. Die Nachbehandlungsbäder sind zweckmäßig als Wannen * ausgebildet, von denen in der Skizze beispielsweise zwei

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ί gezeigt sind (8; 14). In den Nachbehandlungsbädern sind i Umlenkwalzen 9 angeordnet. Die angetriebenen Walzen 10; 11; 12 und 13 werden mit steigender Umfangsgeschwindigkeit angetrieben, wodurch der Hohlfaden 5 in dem gewünschten I Ausmaß verstreckt wird. Über eine letzte Umlenkwalze wird der gewaschene Hohlfaden 5 in den Trockner 15 geleitet, j dort getrocknet und in der Aufwicklung 16 zu Spulen aufge- | wickelt.

Für die Nachbehandlungsbäder werden im allgemeinen nacheinander verdünnte Natronlauge, Wasser, verdünnte Schwefelsäure, "Sauerwasser" und Reinwasser angewendet. Vor dem Trocknen werden die Hohlfäden zweckmäßig mit Glyzerin behandelt.

Beispiel 1 - Herstellung einer erfindungsgemäßen Dialyse- membran mit periodischer Schwankung senkrecht zur Fadenachse.

Aus einer Hohlfadenringdüse, an deren ringförmigem Spalt die Spaltbreite auf die Hälfte der üblichen Spaltbreite verringert war und bei der das Verhältnis Spaltbreite zur Spalthöhe ca. 1 : 20 betrug, wurde eine Cuoxam-Cellulose-lösung ausgepreßt, wobei der Spinndruck periodisch erhöht wurde. Die Cuoxam-Celluloselösung hatte einen Cellulosegehalt von 9 Gew.-%, einen Ammoniakgehalt von 6,5 Gew.-% und einen Kupfergehalt von 4,0 Gew.-%. Die Viskosität dieser Spinnlösung betrug 2300 Poise. Gleichzeitig wurde durch die Innenbohrung der Hohlfadenspinndüse Isopropylmyristat als hohlraumbildende Flüssigkeit gepumpt. Die extrudierte Spinnlösung wurde unmittelbar unterhalb der Spinndüse in ein Natronlaugebad geleitet. Anschließend wurde der koagulierte Faden durch ein Wasserbad, ein Schwefelsäurebad und dann durch eine längere Waschstrecke geleitet, der dann

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der Trockner folgte. Die Aufwicklung geschah im Anschluß an die Trocknung zum Teil auf einer Spule und zum Teil in einem Strang.

Auf einem etwa 20 cm langen Fadenstück wurden die Abmessungen des Hohlfadens bestimmt. Der Durchmesser beim Maximalquerschnitt betrug 305^m. Die Querschnittsfläche .im Minimum betrug 35 % des Maximalquerschnittes. Die Wellenform entsprach einer stehenden Sinuswelle mit einer Wellenlänge von ca. 5 mm, ermittelt aus Dickenmessungen in 2 mm Abständen.

Der Hohlfaden hatte eine Zugfestigkeit gemessen bei 50 % *3 0

Luftfeuchtigkeit und 23°Cf von 25 · 10 cN/mm .

Die Dehnung betrug 25 %.

Beispiel 2 - Verwendung der erfindungsgemäßen Dialysemembran zur Hämodialyse.

Die nach Beispiel 1 hergestellten Hohlfäden wurden zu einem Bündel von 6000 Fäden zusammengefaßt und in einem Hohlfadentestdialysator eingebaut.

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Bei einem standardisierten Lösungsfluß von 200 ml/min · m 2 und einem Dialysatfluß von 500 ml/min · m wurde bei einer

Wassertemperatur von 37°C eine Ultrafiltrationsrate von 2 4,1 ml/h · m · mm · Hg ermittelt. Die Clearance für Harnstoff in wäßriger Lösung betrug 150 ml/min. Die Clearance für Vitamin B12 in wäßriger Lösung betrug 42 ml/min.

Beispiel 3 - Herstellung einer erfindungsgemäßen Dialyse- . membran.

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Aus einer Hohlfadendüse, deren Spinnschlitz an zwei gegenüberliegenden Seiten symmetrisch nach außen erweitert war, wobei die Länge der Erweiterung dem 3-fachen der Spinnschlitzbreite und die Breite der Erweiterung etwa dem 1,5-fachen der Spinnschlitzbreite entsprach wurde eine Cuoxam-Cellulose-Lösung ausgepreßt. Der Cellulosegehalt der Cuoxam-Cellulose-Lösung betrug 9,2 %. Durch die Innenbohrung der Hohlfadendüse, deren Durchmesser dem 3-fachen der Spinnschlitzbreite entsprach, wurde als hohlraumbildende Flüssigkeit Isöpropylmyristat gepreßt.

Die Düse wird so angebracht, daß die Ausströmöffnungen

sich 5 mm unterhalb der Fällbadoberfläche von 12,5%iger NaOH

befinden.

IDie aus der Düse austretenden hohlfadenbildenden Massen werden in einem Winkel von 40° zur Achse der Hohlfadenspinndüsenöffnungen der im Fällbad befindlichen ersten Abzugswalze zugeführt, nach dem Auftauchen hinter dieser Walze über eine zweite Abzugswalze geführt. Dabei beträgt die Austrittsgeschwindigkeit der hohlfadenbildenden Cellulosemasse 30,9 m/min, die Umfangsgeschwindigkeit der ersten Walze 30,9 m/min und die Umfangsgeschwindigkeit der zweiten Walze 30,26 m/min.

Danach wird der Hohlfaden durch die üblichen Folgebäder zum

Entfernen des Kupfers geführt. Nach einem weiteren Natron- .

laugebad folgt eine Wasserwäsche, eine Schwefelsäurewäsche, sowie weitere Wasserwäschen.

Nach Behandlung mit Glyzerin und Trocknung erhält man einen Hohlfaden mit einem Innendurchmesser von 2Î5ju-m und eine Wandstärke von 16yum. Er wies an zwei gegenüberliegenden Seiten der Außenwand je einen rippenartigen Vorsprung in der Breite der Hohlfadenwandstärke und einer Länge von der 1,5-fachen

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Wandstärke auf. Der Innenquerschnitt war kreisförmig.

Der Hohlfaden hatte eine Zugfestigkeit, gemessen bei 50 % Λ η Λ

Luftfeuchtigkeit und 23 C, von 22 * 10 cN/mm und eine Dehnung von 26 %.

Beispiel 4 - Verwendung der erfindungsgemäßen Dialysemem- bran zur Hämodialyse.

Die hohe Effektivität bei der Hämodialyse der erfindungsgemäßen nach Beispiel 3 hergestellten Dialysemembran zeigen die folgenden Ergebnisse bei Dialysetests.

Bündel von 6000 dieser profilierten Dialysehohlfäden zeigten einen äußerst lockeren Aufbau, auch in nassem Zustand. Sie wurden in einen Hohlfadentestdialysator eingebaut und unter standardisierten Bedingungen geprüft.

2

Bei einem Lösungsfluß von 200 ml/min * m und einem Dialysat- 2 fluß von 500 ml/min · m wurden folgende Ergebnisse erzielt:

Ultrafiltrationsrate 2,7 ml/h m2 · mm Hg.

Harnstoffclearance 138 ml/min und

Vitamin B12-Clearance 28 ml/min.

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Claims

1. Dialysemembran aus Cellulose, die aus Cuoxamlösungen regeneriert wurde in Form eines Hohlfadens mit durchgehendem Hohlraum, dadurch gekennzeichnet, daß die | Oberfläche in Längs- und/oder in Umfangsrichtung mit | periodischen Formänderungen gestaltet ist. |

2. Dialysemembran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt senkrecht zur Fadenachse des Hohl— i fadens über die Länge des Fadens periodisch schwankt.

3. Dialysemembran nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Längsschnitt des Fadens die | äußeren Begrenzungen symmetrisch zur Fadenachse zwei im Abstand voneinander verlaufenden Kurvenzügen einer Schwingungsgleichung entsprechen.

4. Dialysemembran nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungen im Längsschnitt j den Kurven einer periodisch erregten, gedämpften | Schwingung entsprechen.

5. Dialysemembran nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungen im Längsschnitt Iden'Kurven für eine Sägezahnschwingung entsprechen. ' C >- ii -2 - i j |_ £, Γ "Ί I - 2 - A3GW31852/54/74 I

6. Dialysemembran nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt im Minimum 30 bis 85 % des Maximalquerschnittes beträgt.

7. Dialysemembran nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet/ daß die Wandstärke des Hohlfadens entsprechend der periodischen Schwankung des Querschnittes zu- und/oder abnimmt.

8. Dialysemembran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß der Querschnitt senkrecht zur Fadenachse profiliert ausgebildet ist.

9. Dialysemembran nach Anspruch 8/ dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlfaden längs der Fadenachse außen ein oder mehrere rippenartige Verdickungen aufweist.

10. Dialysemembran nach den Ansprüchen 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Hohlfadens außen ein Profil aufweist, das einem drei- oder mehrzackigem Stern entspricht.

11. Dialysemembran nach den Ansprüchen 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraumquerschnitt kreisförmig ist.

12. Dialysemembran nach den Ansprüchen 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraumquerschnitt elliptisch ist.

13. Dialysemembran nach den Ansprüchen 8 bis 12, dadurch „ gekennzeichnet, daß der Hohlfaden aus zwei oder mehreren fest aneinanderhaftenden, selbsthaftenden permeablen Schichten aus regenerierter Cellulose besteht. A' -3- i r π I - 3 - A3GW31852/54/74 1

14. Dialysemembran nach Anspruch 13f dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht des Hohlfadens 1 bis 95 Gew.-% Adsorbentien enthält.

15. Verfahren zur Herstellung von Dialysemembranen nach den Ansprüchen 1 bis 14 durch Auspressen einer Cellulose-Cuoxam-Lösung durch den Ringschlitz einer Hohlfadenspinndüse in wäßrige Natronlauge, einer hohl-raumbi1denden Flüssigkeit durch die Innenbohrung der Hohlfadenspinndüse und übliche Nachbehandlung, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlfadenspinndüse in die wäßrige Natronlauge eingetaucht ist und das Verhältnis von Abzugsgeschwindigkeit des Hohlfadens an der ersten Abzugswalze zur Ausstoßgeschwindigkeit der Cellulose-Cuoxam-Lösung aus dem Ringschlitz der Hohlfadenspinndüse 1,00 bis 1,05 beträgt und die Richtung des Fadenlaufs von der Hohlfadenspinndüse zur ersten Abzugswalze einen spitzen Winkel mit der Achse der Hohlfadenspinndüsenöffnungen bildet.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlfadenspinndüse 5 bis 10 mm tief in die wäßrige Natronlauge eingetaucht ist.

17. Verfahren nach den Ansprüchen 15 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel, den die Richtung des Fadenlaufs von der Hohlfadenspinndüse zur ersten Abzugswalze mit der Achse der Hohlfadenspinndüsenöffnungen bildet, 15° bis 70° beträgt.

18. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsgeschwindigkeit der hinter der ersten Abzugswalze angeordneten zweiten Abzugswalze 90 bis 98 % der Umfangsgeschwindigkeit der ersten Abzugswalze beträgt. J Γ Ί • - 4 - A3GW31852/54/74 1

19. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Abmessungen des Ringschlitzes der Hohlfadenspinndüse das 2,5 bis 6-fache der Abmessungen des fertigen Hohlfadens beträgt.

20. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch 4 gekennzeichnet, daß der Cellulosegehalt der Cuoxam- lösung 6 bis 10 Gew.-% und der NaOH-Gehalt der wäßrigen Natronlauge 10 bis 20 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht der Lösungen beträgt.

21. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlfaden beim Durchgang durch die Nachbehandlungsbäder verstreckt wird. VXÀXXSJ * - 1 >- 5 — _ __>