WO2018206675A1 - Spinndüse, vorrichtung mit einer spinndüse, verfahren zur herstellung einer hohlfaser oder hohlfasermembran mit einer spinndüse und filter - Google Patents

Spinndüse, vorrichtung mit einer spinndüse, verfahren zur herstellung einer hohlfaser oder hohlfasermembran mit einer spinndüse und filter Download PDF

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WO2018206675A1
WO2018206675A1 PCT/EP2018/062067 EP2018062067W WO2018206675A1 WO 2018206675 A1 WO2018206675 A1 WO 2018206675A1 EP 2018062067 W EP2018062067 W EP 2018062067W WO 2018206675 A1 WO2018206675 A1 WO 2018206675A1
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spinneret
spinning
influencing
outlet
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PCT/EP2018/062067
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Torsten Keller
Jens Holger STAHL
Eric Sommer
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Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh
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    • B01D61/24Dialysis ; Membrane extraction
    • B01D61/243Dialysis

Definitions

  • the present invention relates to a spinneret for extruding a hollow fiber from one or more spinning masses, in particular for extruding a hollow fiber membrane from one or more spinning masses, the spinneret for each to be extruded dope an inlet opening for introducing the dope into the spinneret, at least one outlet opening for discharging one or more spinning masses along an exit axis from the spinneret and at least one spinning mass flow channel for directing at least one dope to be extruded from the associated entry port to the associated exit port, wherein at least one dope flow passage has a flow control section with an inlet and an outlet, the flow control section Influencing at least one of the spinning mass flow channel flowing through dope between the inlet and outlet of the flow influencing section a st wherein the flow-guiding structure of at least one flow influencing section is designed to influence the spinning mass flow in such a way that the spinning mass flowing through the spinning mass flow channel flows through the spinning mass flow channel at least partially along at least two different flow paths
  • the invention further relates to an apparatus for extruding a multiplicity of hollow fibers or hollow-fiber membranes from one or more spinning masses, the apparatus having a spinneret for each hollow fiber or hollow-fiber membrane to be extruded.
  • the invention relates to a process for the extrusion of a hollow fiber or a hollow-fiber membrane from one or more spinning masses by means of a spinneret. Furthermore, the invention relates to a filter, in particular dialyzer, plasma exchange filter or a membrane oxygenator for extracorporeal blood treatment.
  • Spinnerets for the extrusion of fibers are used in particular in the production of man-made fibers both in melt spinning and in dry spinning and in wet spinning and are known in principle from the prior art.
  • Spinnerets typically have one or more round or square plates, usually of glass, metal or ceramic, with one or more shaping nozzle orifices.
  • a spinning mass provided by a spinning pump usually a pressurized spinning mass, can be formed into one or more fine filaments, wherein man-made fibers are generally produced from polymer-based spinning compositions.
  • viscous, curable compositions with a defined pressure continuously from a shaping opening, in particular from a shaping nozzle opening, pressed out, wherein body and / or profiles, including hollow body and / or hollow profiles, in theoretically any length with one of the opening corresponding cross-sectional geometry can be produced.
  • body and / or profiles including hollow body and / or hollow profiles, in theoretically any length with one of the opening corresponding cross-sectional geometry can be produced.
  • the cross-sections of the nozzle openings are circular disc-shaped, but it is also possible to produce hollow fibers with other profile cross-sections.
  • the cross-sectional shape of the nozzle outlet openings determines the cross section of the extruded filament.
  • the flow rate, the opening cross-section, ie the size of the exit area of the nozzle opening, as well as the discharge In particular, the tensile speed of the filament influence the dimensions of the extruded filament and the filament produced therefrom.
  • a uniform supply of spinning material to the nozzle outlet opening is a prerequisite.
  • the spinning mass flow channels along which the individual spinning masses are fed to the nozzle outlet openings therefore have a significant influence on the service properties and / or the processing properties of the extruded filaments, since these significantly influence the spinning mass flow.
  • Hollow fibers are used in the textile industry as insulating material and / or as absorbent film material, wherein increasingly synthetic, textile hollow fibers are used based on at least one polymer material. In optics, hollow fibers can be used as light guides.
  • spinnerets are generally used, to which at least two different spinning masses can be supplied, which usually each have one after the other separately prepared SpinnmassenzuGermankanäle associated outlet opening can be supplied, wherein the individual outlet openings of the spinneret is arranged concentrically to one another in the rule.
  • the individual outlet openings of the spinneret is arranged concentrically to one another in the rule.
  • Hollow-fiber membranes are particularly suitable for the construction of filter modules, whereby polymer-based hollow-fiber membranes are generally produced by means of phase inversion in a wet-spinning process, in which the innermost and / or the outer
  • the first, extruded spinning mass layer which usually each have a polymer solution or consists of a polymer solution, are brought into contact with a precipitant within the spinneret and / or are introduced into a precipitating bath with a precipitant after leaving the spinneret, so that a further workable filament arises.
  • spinnerets for the production of hollow fiber membranes are also known in principle from the prior art.
  • a generic spinneret for extruding a hollow-fiber membrane is described, for example, in EP 2 644 757 A1, which discloses a spinneret which has a plurality of inlet openings for supplying a plurality of dope masses on one upper side and an inlet opening for feeding a precipitant and which is concentric with an outlet axis on a lower side having arranged rotationally symmetrical nozzle outlet openings.
  • the individual spinning masses are each guided to a corresponding outlet opening by a separate, separate inlet opening until shortly before exiting the spinneret, whereby for each extruded spinning mass a section of the respective spinning mass flow channel influences the spinning mass flow is formed in order to achieve a uniform as possible Spirnmassenzuschreib at the respective outlet opening.
  • a separate, separate outlet opening can be provided for each dope to be extruded.
  • a spinneret for extruding a multilayered hollow fiber membrane is also known from WO 02/36327 A1, by means of which two particularly different spinning masses can still be brought into contact with each other inside the spinneret in such a way that "wet-in-wet" spinning takes place First, an inner layer is extruded and a second, further exposed layer is placed on the still wet first layer, before the spinneret is left, resulting in an intimate connection of the first and second layer and thus a less delamination susceptible, multilayer hollow fiber membrane.
  • Hollow-fiber capillary membranes are also known from the prior art, which are used in particular in the field of medicine and are used in particular in dialysis or in gas exchangers for extracorporeal membrane oxygenation (ECMO).
  • the hollow-fiber capillary membranes should each have the smallest possible diameters and wall thicknesses in order to be able to accommodate as many hollow-fiber capillary membranes in an available installation space volume and the largest possible exchange surface - to reach.
  • EP 2,112,256 A1 proposes to use microstructure techniques for the production of a spinneret for the extrusion of a hollow-fiber capillary membrane, and in particular to use a spinneret having a plurality of plates structured by microstructure technology.
  • spinnerets are known from the state of the art, which are designed, in particular, with regard to the most uniform possible supply of spinning spun to the spinneret outlet, for example from WO 89/02938 A1 or US Pat CN 104775171 A, with which, however, in the case of very fine hollow-fiber capillary membranes with wall thicknesses of the individual layers of less than 100 nm, as a rule, the desired homogeneity of the membrane properties can not be achieved, since the supply of spincine mass is not uniform enough.
  • an object of the invention to provide an improved spinneret by means of which in particular the homogeneity of an extruded hollow fiber can be improved, even with hollow fibers having at least one layer with a wall thickness of less than 100 nm. Furthermore, it is an object of the invention to provide a preferably stable spinneret. Moreover, it is an object of the invention to provide a device, in particular a constructively simple as possible constructed device by means of which several improved hollow fibers can be produced simultaneously. Furthermore, it is an object of the invention to provide a method with which a hollow fiber with particularly homogeneous properties shafts can be produced, in particular a hollow fiber with at least one layer with a wall thickness of less than 100 nm.
  • all of the at least two flow paths running through the spinning mass flow channel have a substantially equal path length, in particular the same path length, at least between the inlet of the flow influencing section and the associated outlet opening of the spider mass flow channel.
  • a spinneret according to the invention with a corresponding configuration, in particular when the spinneret according to the invention has only extremely low manufacturing tolerances, enables the production of a hollow fiber having sufficiently homogeneous properties with individual wall thicknesses of less than 100 nm, in particular in the range of 50 nm, even if the spinning mass of the spinneret is fed from one point, for example via a feed channel from above, which is advantageous from a production point of view.
  • a spinnerette according to the invention also makes it possible, in particular, to produce the finest hollow-fiber capillaries or the finest hollow-fiber capillary membranes with particularly homogeneous properties.
  • a spinneret in the sense of the invention is a nozzle which can be used in a spinning machine and by means of which at least one filament, i. at least a single fiber can be produced, in particular a spun yarn can be extruded.
  • a hollow fiber according to the invention is a filament, ie a single fiber, which has one or more continuous cavities in cross-section.
  • a hollow-fiber membrane in the sense of the invention is a hollow fiber consisting of at least one layer, wherein the at least one layer is a semipermeable layer.
  • a hollow fiber membrane may consist of two or more layers, the layers forming the walls of the hollow fiber and acting as a membrane.
  • an input port of the spinneret supplied material mass which is at least partially provided for the construction of at least one layer of a hollow fiber or hollow fiber membrane to be produced understood.
  • an outlet is designated as the outlet opening, from which at least one spinning mass and / or a proppant and / or a precipitant emerges from the spinneret.
  • At least one outlet opening of a spinneret according to the invention is preferably a gap, in particular a circumferential gap, with respect to an associated outlet axis, closed gap, wherein at least one outlet opening is preferably an annular gap, in particular a circular annular gap.
  • the gap width of the outlet opening can preferably be assigned to a desired layer thickness of the hollow fiber for the dope to be extruded through this outlet opening.
  • an axis is referred to, which is parallel to a central exit direction of the associated dope.
  • at least one outlet opening is preferably arranged concentrically with respect to the associated outlet axis and in particular is designed to be rotationally symmetrical with respect to it.
  • the inlet of a flow-influencing section is understood as meaning an inlet opening, in particular that inlet opening, via which a spinning mass enters into the flow-influencing section, preference being given to
  • Each flow-influencing section has exactly one, ie only a single, inlet, so that the inlet respectively defines an entry location of the spinning mass into the flow-influencing section.
  • the outlet means of a flow-influencing section is an outlet opening, in particular that outlet opening through which a spinning mass emerges from the flow-influencing section, wherein preferably each flow-influencing section has exactly one, ie only a single, outlet, so that the outlet in each case has an exit location of the spinning mass defined from the flow influencing section.
  • a flow-guiding structure in the sense of the invention is a structure which is designed to guide and / or guide a spinning mass flow in a defined manner, in particular along a defined flow path.
  • a presumably suitable flow-guiding structure is preferably specified in a parameterized form.
  • corresponding boundary conditions such as position and geometry of inlet and outlet of the flow influencing section or the associated outlet opening and corresponding material parameters, in particular state parameters of the respectively provided dope, are specified as boundary conditions, so that the path lengths of the individual flow paths are determined in each case with the aid of the numerical flow simulation can be.
  • the geometry of the flow-guiding structure is then preferably determined numerically with the aid of an optimization algorithm, in particular the parameters which define the geometry of the flow-guiding structure that results in the same path length for all flow paths.
  • At least one spinning mass flow channel of the spinneret has a feed section with a feed section inlet and a feed section outlet, wherein the feed section inlet is preferably connected to at least one inlet opening, in particular with exactly one inlet opening.
  • the feed-outlet outlet is preferably connected to the inlet of at least one flow-influencing section, in particular to an associated flow-influencing section, preferably to exactly one associated flow-influencing section.
  • the feed section of a spinning mass flow channel has only one inlet opening and only one flow influencing section, and if the respective flow influencing section has only exactly one inlet, a defined entry of a spinning mass into the flow influencing section can be achieved in a particularly simple manner Entry point of the spinning mass to be determined exactly.
  • a flow-influencing section which has only exactly one outlet, permits a defined determination of the exit of a spinning mass from the associated flow-influencing section.
  • the complexity of the design of a spinneret according to the invention can be significantly reduced.
  • the optimization problem to be solved can be considerably simplified in this way.
  • the cost of designing a spinneret according to the invention is reduced.
  • the calculation times required for the design of a spinneret according to the invention can be Mass flow simulations and the required optimization runs are significantly reduced.
  • the feed section of a spinning mass flow channel can alternatively be connected to a plurality of inlet openings, whereby a plurality of spinning masses can be mixed with one another in a simple manner and, in particular, a spinning mass blend can be produced.
  • a dope can be divided in a simple manner and, in particular, a simple way of producing a multilayer hollow fiber having a plurality of layers of the same dope material, if the supply section of a dope mass flow channel is alternatively connected to a plurality of flow control sections.
  • at least one flow-influencing section has a volume essentially defined by a bottom surface, a top surface and side surfaces, or is formed by such a volume, wherein preferably the bottom surface and / or the top surface of the flow-influencing section is formed by a flat surface , wherein in particular the bottom surface and the ceiling surface are arranged parallel to each other or extend parallel to each other.
  • At least one spinneret flow channel has an outlet section with an outlet section inlet and an outlet section outlet, wherein the outlet section inlet is preferably connected to the outlet of at least one flow influencing section, preferably with an associated flow influencing section. section, in particular with exactly one associated Strömungsbeein kgungsab- section. More preferably, the outlet section outlet is connected to an associated outlet opening, in particular to exactly one outlet opening, of the spinning mass flow channel.
  • at least one outlet opening of the spinneret is rotationally symmetrical about the associated outlet axis, wherein the outlet opening is preferably formed completely encircling and in particular is an annular gap.
  • At least one outlet section of at least one spinning mass flow channel is formed by a circular cylinder jacket-shaped gap, which is arranged in particular concentric to the outlet axis and rotationally symmetrical to the outlet axis over its entire length.
  • a spinneret according to the invention for the extrusion of a multilayer hollow fiber is formed, in particular for extruding a multilayer hollow fiber membrane, more preferably for extrusion of a multilayer hollow fiber capillary membrane with a diameter of less than 500 ⁇ and a total wall thickness of less than 100 ⁇ , preferably
  • Each layer can be produced by extrusion of a spinning mass, and wherein the spinneret preferably has a separate inlet opening for introducing the respective dope into the spinneret for each dope to be extruded.
  • outlet openings for the exit of the respective spinning masses along an associated exit axis from the spinneret may be provided for each spinning mass, in particular for each spinning mass material, or else one or more outlet openings leading to the exit of several spinning masses, in particular to the exit of different spinning mass materials , are provided.
  • a spinneret according to the invention has a separate, separate outlet opening for each spinning mass, in particular for each spinning mass material, a hollow fiber membrane having a plurality of layers can be extruded from the respective different spinning mass materials fed to the spinneret whose layers are formed more or less separate from one another in particular a more or less pronounced separation between the individual spinning mass materials or spinning mass layer can be achieved.
  • spinning masses in particular two or more different spinning material materials
  • mixing of the spinning masses generally occurs at least partially, as a result of which layers with less pronounced separation between the individual spinning masses or Spunmassenmaterialien can be produced.
  • both separate outlet openings for each spinning mass and common outlet openings for two or more spinning masses may be advantageous.
  • Hollow fiber membranes with more defined, more homogeneous properties of the individual hollow fiber membrane layers can generally be produced with separate outlet openings, in particular in the case of a so-called dry consolidation, while with common outlet openings, in particular in the case of a so-called wet-on-wet combination, a better connection of the individual spinning mass layers to one another is achieved which can reduce the risk of delamination of the individual layers of hollow-fiber membrane.
  • a spinneret according to the invention preferably for each dope to be extruded a separate Spinnmassenströmungs- channel for guiding the dope from the associated inlet opening to the respective outlet opening.
  • outlet openings In the case of a spinneret having a plurality of outlet openings, preferably all outlet axes of the individual outlet openings lie on a common nozzle outlet axis, wherein the individual outlet openings are arranged in particular concentrically to the common nozzle outlet axis. That is, the exit axes of the individual outlet openings preferably coincide.
  • the outlet openings are designed and arranged in this case, in particular of the diameter and the gap width in each case selected such that upon emergence of the individual spinning masses from the spinneret a multilayer hollow fiber with the respective desired layer thicknesses and / or wall thicknesses for the individual spinning mass layers is formed.
  • a spinneret according to the invention for each to be extruded dope a separate input port, a separate Spinnmassenströmungs- channel with a separate flow influencing portion and a separate outlet opening, preferably all exit axes parallel to each other and in particular along a common nozzle exit axis are arranged, ie coincide.
  • the spinning mass exit orifice arranged furthest in the radial direction relative to the nozzle exit axis forms the exit opening for producing an innermost layer of the hollow fiber and the spinning mass exit opening located furthest outward in the radial direction forms the exit opening for extruding the outermost layer of the hollow fiber and the spinning masses - Outlets in between corresponding to the outlet openings of the intermediate layers of spider mass.
  • the spinning mass flowing through the spinning mass flow channel flows at least partially along at least two different flow paths. That is, in a spinnerette according to the present invention, a dope mass flows at least partially along at least two different ones, at least within one flow-influencing portion. different running flow paths. Particularly preferably, the spinning mass flows through the spinning mass flow channel, in particular the associated flow influencing section, at least partially along a multiplicity of different flow paths.
  • Spinning center in the sense of the invention is understood to mean the point on a common nozzle exit axis in which all the spinning masses meet for the first time in the direction of flow, ie. at which the extruded hollow fiber for the first time has all intended spinning mass layers.
  • a spinneret according to the invention all of the at least partially at least two, through the spinning mass flow channel extending flow paths, preferably all flow paths, a substantially equal path length between the inlet of the Strömungsbeein- flow section and the outlet of the flow influencing section.
  • the complexity of the design of a spinneret according to the invention can be further reduced in a particularly simple manner, provided that the exit sections of the respectively present spinning mass flow channels connecting the outlets of the respective flow influencing sections with the respective outlet openings are designed in such a way that they are evenly distributed, in particular, by the respective dope. especially also along flow paths with the same path length, are flowed through.
  • the outlet sections of the respectively present spinning mass flow channels are not traversed along different flow paths with different path lengths, but also each along flow paths with a rather long path length.
  • the spinneret has at least one inlet opening for introducing a proppant and / or a precipitant into the spinneret, at least one outlet opening for exiting the proppant and / or the precipitant along an exit axis from the spinneret and at least one supply channel for guiding the support means and / or the precipitating agent from the associated inlet opening to the associated outlet opening, wherein the outlet opening of the supporting means and / or the precipitating agent is preferably arranged in the radial direction within the innermost spinning mass outlet opening and in particular is arranged and formed concentrically to this innermost spinning mass outlet opening.
  • precipitant in the meaning of the invention refers to a liquid which is brought into contact with one of the spinning masses fed to extrude the hollow fiber of the spinneret, in particular with the spinning mass extruded as the innermost layer, to initiate a phase inversion and the spinning mass extruded from the spinneret at least partially solidify such that further processing of the extruded hollow fiber is possible.
  • a proppant in the context of the invention is a chemical agent or a chemical composition which serves as a support, in particular as a shaping support, for the extruded hollow fiber.
  • the proppant serves to mechanically stabilize the extruded filament until a precipitation bath or the like is obtained for post-treatment of the extruded filament.
  • the proppant may also be a precipitant.
  • At least one feed channel for guiding a support means and / or a precipitation means from the associated inlet opening to the associated outlet opening is formed like a spinning mass flow channel and has at least one flow influencing section and / or a feed section and / or an outlet section, and In particular, it is likewise designed to influence a proppant mass flow and / or a precipitant mass flow in such a way that the supply channel and / or precipitant flowing through the supply channel at least partially flows along at least two different flow paths, all of the at least two flow paths extending through the supply channel having a flow path Substantially the same path length between the inlet of the flow-influencing section of the feed channel and the associated outlet having outlet opening of the feed channel, in particular a same path length between the associated inlet opening and the associated outlet opening of the feed channel.
  • a spinning mass outlet opening in the sense of the invention is an outlet opening which is provided for the exit of a spinning mass, not for the exit of a proppant and / or a precipitant.
  • At least one flow-influencing section is oriented perpendicular to the associated exit axis, in particular normal to the associated exit axis, based on an average flow direction of a spinning mass flowing through the flow-influencing section.
  • at least one flow-influencing section is preferably arranged horizontally oriented with respect to a functional state of use of the spinneret, with the associated outlet axis preferably extending vertically.
  • the flow-influencing section is formed by a volume which is delimited by a bottom surface, a ceiling surface and side surfaces, the bottom surface and / or the ceiling surface being formed in particular by flat surfaces, preferably the bottom surface and / or the ceiling surface are vertical, in particular normal, oriented to the exit axis.
  • a spinneret according to the invention has a plurality of flow-influencing sections, preferably at least two, in particular all flow-influencing sections of the spinneret are arranged parallel to one another.
  • exit axes of all outlet openings coincide and, in particular, lie on a common nozzle exit axis
  • at least one flow-influencing section is arranged oriented normal to the nozzle exit axis. net, in particular all flow-influencing sections are arranged oriented normal to the nozzle exit axis.
  • a spinneret based on a functional use condition of the spinneret, at least one inlet opening is arranged on an upper side of the spinneret, wherein preferably all the inlet openings are arranged on the upper side of the spinneret.
  • all input openings which are provided for supplying a dope, as well as all input openings, which are provided for supplying a support means and / or a precipitant, are particularly preferably arranged on the upper side of the spinneret.
  • This allows a space-saving arrangement of several spinnerets in a device, in particular the arrangement of several spinnerets directly adjacent to each other, since no space for the supply of the spinning masses and / or proppant and / or precipitant is vorzuhalten side of the individual spinnerets.
  • This allows a structurally particularly simple construction of a device having a plurality of spinnerets for the simultaneous production of a plurality of hollow fibers.
  • At least one inlet opening is arranged on the upper side of the spinneret, preferably an associated feed section of at least one spinning mass flow channel and / or a feed channel for a proppant and / or a precipitant, in particular, runs connected to the inlet opening at the top of the spinneret essentially parallel to the associated exit axis and / or normal to the associated flow influencing section, a longitudinal axis of the feed section preferably being arranged eccentrically, ie displaced in the radial direction, relative to the associated exit axis and extending in particular outside the exit opening.
  • flow paths can also with an eccentric and / or asymmetric Spinnmas- Sent supply, based on an associated outlet opening and / or an associated exit axis, a uniform Spirnmassenzucht be achieved to the outlet and adversely affecting the properties deficiencies in the concentricity between a lumen of the hollow fiber and / or between the individual membrane layers of a hollow fiber membrane can be reduced or even completely avoided.
  • At least one inlet opening is arranged on one side of the spinneret. All input openings can also be arranged on one side of the spinneret.
  • At least one outlet opening is preferably arranged on an underside of the spinneret, wherein in particular all outlet openings are arranged on the underside of the spinneret.
  • At least one inlet opening and / or an inlet of at least one flow influencing section are arranged eccentrically to the associated outlet axis and in relation to the outlet axis relative to the outlet axis in particular arranged in the radial direction outside of the outlet opening.
  • all Input openings for the spinning mass supply eccentrically to the respective, associated exit axis arranged.
  • the inlet opening for introducing a proppant and / or precipitant can, however, be arranged concentrically to the associated outlet axis.
  • the concentric arrangement of the inlet opening for the supply of the proppant or precipitant is particularly useful when can be dispensed with a flow influencing section and with a concentric to the outlet axis extending feed from the inlet to the outlet, the desired properties of the hollow fiber to be extruded can be achieved.
  • the inlet opening for supplying the proppant or precipitant also eccentrically with a parallel to the outlet axis Feed section, a normal flow direction to the outlet axis arranged arranged flow-influencing and a parallel to the outlet axis and in particular concentrically to this formed outlet portion extending feed channel.
  • the outlet of at least one flow-influencing section is arranged concentrically to the associated outlet axis, wherein the outlet of at least one flow-influencing section is preferably congruent, i. congruent, is formed to the associated outlet opening and is arranged in particular in the direction of the top of the spinneret parallel to the associated outlet opening.
  • the outlet of at least one flow influencing section and / or at least one associated outlet opening is rotationally symmetrical, wherein at least one outlet and / or at least one outlet opening is preferably formed in each case completely encircling and in particular is an annular gap.
  • a flow-influencing section is formed by a volume bounded by a bottom surface, a top surface and side surfaces, the inlet of this flow-influencing section is preferably located in the top surface and / or the outlet of the flow-influencing section is in the bottom surface.
  • the flow-guiding structure of at least one flow-influencing section has one or more flow-guiding elements and / or one or more damming elements.
  • a flow-guiding element is understood to mean an element which essentially serves for deflecting and / or guiding and / or directing a flow and which preferably has a flow-guiding surface with a flow-guiding contour.
  • a surface of the flow-guiding element is referred to as the flow-guiding element, at which a spinning-mass flow at least partially flows along and by means of which the flow is deflected and / or guided and / or conducted, wherein by means of the flow-guiding contour, i. the geometry of the flow guide, is defined as the flow is deflected and / or guided and / or directed.
  • a stagnation element is understood to mean an element which essentially serves to change the flow velocity, wherein a stagnation element in the sense of the invention can act both to increase the flow rate or to reduce the flow rate.
  • a baffle element by means of a corresponding embodiment effect a rectification of the flow.
  • a spinneret according to the invention has a plurality of flow guide elements arranged successively in the flow direction and / or one or more baffle elements arranged successively in flow direction, a spinneret according to the invention particularly preferably having a plurality of flow direction successively arranged flow guide elements and at least one arranged in the flow direction downstream of the flow guide elements baffle element.
  • At least one flow-guiding element is formed by a protrusion having a wall extending from a floor surface to a ceiling surface of the flow-influencing section, in particular by a projection having an at least partially perpendicular to the floor surface and / or perpendicular to the ceiling surface of the Flow influencing section extending wall, the wall at least partially forms a flow guide and has a defined Strömungsleitkontur.
  • At least one flow guide is at least partially designed as a mass flow divider or forms a mass flow divider, preferably at least one flow guiding element as a, a spinning mass flow with a defined ratio dividing mass flow divider is formed or forms such a mass flow conductor, in particular as a mass flow divider that halves the spinning mass flow.
  • At least one flow guide element in particular at least one mass flow divider, has a flow guide contour symmetrical to a first plane of symmetry, wherein the first plane of symmetry of the flow guide element preferably extends perpendicularly to the associated flow influencing section, in particular parallel to the associated exit axis.
  • at least one flow guide element, in particular at least one mass flow divider is designed to be symmetrical overall, ie, not only has a symmetrically formed flow guide contour, but also a remaining contour of the flow guide element, which does not primarily act as a flow guide contour, is symmetrical ,
  • At least one flow-guiding element in particular at least one mass-flow divider, has a flow-guiding contour similar or in accordance with a curly clamp, i. a similar to the punctuation mark "curly bracket” or according to a “curly bracket” running Strömungsleitkontur.
  • At least one flow-guiding element in particular at least one mass-flow divider, has a flow-guiding contour such as a double-S-stroke or two integral signs arranged symmetrically to one another and connected in the longitudinal direction.
  • a foremost leading edge and / or a foremost leading face of the flow guide element preferably lie in the first plane of symmetry.
  • At least one flow-guiding element in particular at least one mass-flow divider, is arranged oriented within the associated flow-influencing section such that the first plane of symmetry of the flow-guiding element flows frontal, in particular with a flow direction parallel to the first plane of symmetry.
  • the leading edge of the flow is understood to mean the part of the flow guide contour of a flow guide element, which is flowed first, or to which a spinning mass flowing into the flow guide first impacts when the spinning mass flows through the associated flow influencing section.
  • the flow-guiding structure of at least one flow influencing section has a plurality of flow guide elements arranged in a cascade, in particular a plurality of mass flow dividers arranged in a cascade, wherein the individual flow guide elements are preferably arranged in a cascade with an odd number of steps, especially in a 3-stage cascade or in a 5-stage cascade.
  • an incoming spinning mass can thus be halved per mass flow divider in a first stage and quartered in a second stage, and so on, based on a spinning mass flow upon entry into the flow influencing section.
  • Offset oriented arranged at a defined angle means arranged twisted in the sense of the invention by a defined angle.
  • a spinning mass flow can be conducted along different flow paths in a particularly simple manner, in particular along different paths Flow paths with a defined path length, whereby the respective path length can be extended by a defined amount by each additional additional cascade stage.
  • a respective flow path can thus be lengthened by a defined path length in a simple manner so that the path length of at least two, preferably all, flow paths of a spinning mass flow channel of a spinneret according to the invention can be set equal.
  • a length of the flow guide contour of at least one flow guide element of the nth stage is approximately 1/4 or 1/4 of the length of the flow guide contour of a (n-1) th stage flow guide element, wherein preferably a geometric shape of at least two flow guide elements of adjacent cascade stages is identical and / or self-similar.
  • this relationship applies in each case to all flow guiding elements of a cascade stage, in particular to all mass flow dividers of a cascade.
  • a Strömungsleitkontur a mass flow divider of the second cascade stage is 1/4 of the length of the Strömungsleitkontur a mass flow divider of the first cascade stage.
  • a spinneret in a further advantageous embodiment of a spinneret according to the invention at least one flow guide on a vane or a vane, preferably a spinning mass flow at least partially conductive to the outlet opening guide vane, in particular a spinning mass flow at least partially in the radial direction inwardly toward the outlet opening towards conducting vane.
  • a flow-guiding element of a spinneret according to the invention can be designed both as a pure guide vane or else have one or more sections acting as mass flow dividers and / or one or more vane sections.
  • the flow-guiding structure of at least one flow-influencing section has a plurality of guide vanes arranged concentrically to the outlet opening and circumferentially uniformly distributed, preferably radially inwardly toward the outlet of the flow-influencing section and / or towards the associated outlet opening are arranged on a circular path with a constant radius, wherein the guide vanes are in particular designed and arranged such that a spinning mass flow flowing along the guide vanes in each case with a tangential direction, with respect to the outlet of the flow influencing portion and / or the associated Outlet, leaves.
  • the ends of the guide vanes are preferably arranged concentrically with the outlet of the flow-influencing section, in particular concentrically with the outlet opening.
  • a spinneret according to the invention comprises one or more vanes arranged on a side of at least one flow guide element of the highest cascade stage, at least one guide vane being integral and / or integral with a flow guide element of the highest cascade stage is trained.
  • all the vanes are arranged on the side facing away from the Strömungsleitkontu side of at least one flow guide and in particular each formed in one piece and / or integrally with the respective adjacent flow guide.
  • a particularly advantageous flow-guiding structure results when the respective flow guide elements of the highest cascade stage are designed as mass flow dividers, in particular as respective dividing mass flow dividers, each having a vane section on its side remote from the flow guide contour, ie at its rear side in particular in one piece, ie integrally, each with a, the mass flow divider forming portion of the flow guide is formed.
  • the flow guiding elements of the highest cascade stage are, in particular, flow-conducting elements designed as mass-flow dividers, which preferably have a section formed as a guide blade on the side facing away from the flow-guiding contour.
  • a flow-guiding structure of a spinneret according to the invention may alternatively and / or additionally also comprise one or more flow guide elements arranged downstream of one or more guide vanes and designed as mass flow dividers or merely flow elements configured as guide vanes.
  • the flow-guiding structure of at least one flow-influencing section has at least one damming element which is formed by a wall extending from the bottom surface to the top surface of the flow-influencing section with a plurality of through-flow openings passing through the wall.
  • At least one storage element preferably has a wall extending perpendicularly to the floor surface and / or to the ceiling surface with one or more through-holes. Flow openings with a rectangular cross-section and / or a curved course through the wall through.
  • One or more flow-through openings may also have a circular-cylindrical or oval-cylindrical or in the flow direction conical and / or trumpet-shaped changing, tapering or widening cross-section or a deviating cross-sectional geometry.
  • all of the flow-through openings are arranged oriented toward one another within the warning such that a flow through the flow-through openings leads to a rectification of the spinning mass flow. This can be achieved for example by perpendicular to the wall or each extending in parallel arc flow openings with an identical curvature.
  • the flow-guiding structure of at least one flow influencing section has a baffle element formed by a circular cylindrical jacket, which is preferably concentric with the outlet of the flow influencing section and / or concentric with the outlet opening and / or concentric with an associated outlet opening and / or with an associated outlet opening Exit axis is arranged.
  • At least one flow-influencing section has a baffle formed by a vertical wall extending from the bottom surface of the flow-influencing section to the ceiling surface of the flow-influencing section and having a plurality of flow-through openings arranged inside the wall and distributed uniformly in the circumferential direction each having a cross-sectional width of about 5-20 ⁇ , preferably from about 10-15 ⁇ .
  • a back pressure can be increased in the flow direction upstream of the damming element and a homogenization of the dope mass flow and / or a proppant or precipitant mass flow can be achieved.
  • At least one flow-guiding structure of at least one flow-influencing section preferably has a stagnation element arranged in the radial direction within the inner flow-guiding element, wherein preferably at least one flow-guiding structure has a stagnation element arranged in the radial direction within a cascade of flow-guiding elements.
  • the flow-guiding structure of at least one flow-influencing section has at least one obstacle to be overflowed and / or underflowed from a dope flowing through the flow-influencing section, the obstacle preferably being from the bottom surface and / or the ceiling surface of the spout.
  • tion influencing portion in the flow influencing portion hineiner- stretches, in particular perpendicular, and reaches up to a defined gap to the ceiling surface and / or the bottom surface.
  • the obstacle to be overflowed and / or the underflow obstacle preferably extends in the vertical direction.
  • Such an underflow and / or overflowing obstacle may be formed, for example, by a cylinder jacket extending into the flow influencing section from the bottom surface and / or the ceiling surface of the flow-influencing section or having a corresponding cylinder jacket section, in particular a circular cylinder jacket-shaped section.
  • a (further) equalization of the spinning mass flow can be achieved in a particularly simple manner, in particular a defined Spinning mass flow can be adjusted.
  • a desired layer thickness of a spinning mass to be extruded from the associated outlet opening can be set in a targeted manner.
  • the flow-guiding structure of at least one flow-influencing section has a plate-shaped body structured by means of microstructure technology, in particular a plate structured by microstructure technology or is formed by a plate structured by means of microstructure technology.
  • the structured, plate-shaped body and / or the structured plate preferably has a wafer or is made of one or more wafers.
  • the entire flow-influencing section is particularly preferably formed by a plate-shaped body structured by means of microstructure technology and / or by a plate structured by means of microstructure technology, wherein preferably all flow-influencing sections are each formed by a corresponding body and / or a corresponding plate.
  • hollow-fiber capillary membranes in particular the finest hollow-fiber capillary membranes with a homogeneous layer structure of the individual layers and in each case with wall thicknesses of less than 100 nm, in particular about 50 nm.
  • a spinneret according to the invention is particularly suitable for the production of dialysis membranes or hollow fiber membranes for use in gas exchangers in connection with extracorporeal membrane oxygenation and for hollow fiber membranes for the separation of blood plasma from the other blood components, in particular for the production of such, formed as capillary membranes hollow fiber membranes Diameters of less than 500 nm and a total wall thickness of less than 100 nm, in particular with wall thicknesses in the range of about 50 nm.
  • the spinneret has at least two plates structured by means of microstructure technology, wherein the plates are arranged in parallel one above the other and at least partially bonded together by annealing.
  • a particularly stable spinneret can be provided, which in particular can absorb both tensile and compressive forces.
  • a "widening" of the flow influencing section disadvantageous for a uniform spinning mass flow, in particular a lifting of the upper plate from the lower plate, by the spinning mass flow can be avoided.
  • a device according to the invention for extruding a multiplicity of hollow fibers or hollow fiber membranes from one or more spinning masses wherein the device has a spinneret for each hollow fiber or hollow fiber membrane to be extruded, has at least one spinneret formed according to the invention, wherein preferably all spinnerets are designed according to the invention.
  • further steps of aftertreating the extruded hollow fiber or the extruded hollow fiber membrane may be performed, such as introducing the extruded hollow fiber or the extruded hollow fiber membrane into a precipitation bath or the like.
  • a plurality of spinnerets can be used simultaneously or a corresponding apparatus having a plurality of spinnerets according to the invention can be used.
  • a filter according to the invention in particular a dialyzer, a plasma exchange filter or filter for extracorporeal membrane oxygenation is produced by means of a spinneret according to the invention, by means of a device according to the invention or by means of a method according to the invention.
  • FIG. 4 shows the spinneret according to the invention from FIG. 1 in a perspective view
  • FIG. 5 is a schematic representation of a first exemplary embodiment of an embodiment of a flow influencing section for influencing the flow of the first spinning mass of the structured plate of the spinneret according to the invention, produced by microstructure technology from FIG. 1, FIG.
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a second embodiment of an embodiment of a flow influencing section for influencing the flow of the first spinning mass of a structured plate produced by microstructure technology for a spinneret according to the invention
  • FIG. 1 shows a schematic sectional view of the construction of a first exemplary embodiment of a spinneret 10 according to the invention, which consists of a microstructured one Cover plate 15 four arranged underneath, structured by means of microstructural technology plates 17, 18, 19 and 20 is formed, which have each been made of silicon wafers.
  • a spinneret according to the invention may be provided below the plate 20 nor a bottom plate. It can also be provided above the cover plate 15, a further support plate.
  • the spinneret 10 is designed for the extrusion of a hollow fiber capillary membranes of three spinning mass layers in the wet-on-wet spinning process, wherein the spinneret has a total of four input ports 1 1, 12, 13 and 14 (see FIG Top of the spinneret 10, based on a functional use condition of the spinneret 10 are arranged.
  • the inlet openings 12, 13 and 14 are provided for the supply of a respective dope, while the inlet opening 1 1 is provided for supplying a precipitating agent for solidification of the emerging from the nozzle hollow fiber membrane.
  • the spinneret has an associated exit section 12B, 13B and 14B, each having an exit port not shown here at the end of the respective exit section 12B, 13B and 14B at an underside of the spinneret 10, the exit sections 12B, 13B and 14B before exiting the spinneret 10 are gradually brought together, and an outlet section 1 1 B with a likewise arranged at the bottom of the spinneret 10 outlet opening at the end of the outlet portion 1 1 B for the precipitant.
  • the inlet openings 1 1, 12, 13 and 14 are each connected via a spinning mass flow channel or a Klallschmassenströmungskanal with the associated outlet openings, wherein the outlet openings concentric to a common nozzle exit axis A, along which the individual spinning masses and the precipitant from the spinneret 10th can emerge, are arranged.
  • the precipitant mass flow channel has, as in each case all of the Spinnmas- Senströmungskanäle a Zuurerabrough 1 1 A, wherein in Figure 1, only the feed section 13A, which is connected to the spinning mass input port 13, can be seen.
  • a particularly uniformly formed hollow-fiber capillary membrane in particular with a wall thickness of the individual spinning mass layers that is particularly uniform in the circumferential direction, and in particular a uniform wall thickness along its length, and a hollow-fiber membrane whose individual membrane layers have virtually no concentricity errors, is in each mass flow channel in each case between the associated feed section and the respective outlet section 1 1 B, 12 B, 13 B, 14 B each provided an unspecified Strömungsbeein kgungsab- section, which is in each case formed by the associated microstructured plate 17, 18, 19 and 20 respectively.
  • the flow influencing section for influencing the precipitant mass flow through the microstructured plate 17 is formed, the flow influencing section for influencing the first, through the input port 12 into the spinneret injectable dope through the microstructured plate 18, the flow influencing section for influencing the spinning mass flow of the second spin mass, which can be introduced through the inlet opening 13, through the microstructured plate 19 and the flow control section for the third dope, which can be introduced into the spinneret 10 via the inlet opening 14, is correspondingly formed by the microstructured plate 20. All flow-influencing sections of the spinneret 10 according to the invention shown in FIG.
  • each flow-influencing section or each microstructured plate 17, 18, 19, 20 has a baffle element 23, 26, 31 or 35, which has a plurality of uniformly arranged inside the baffle element 23, 26, 31 or 35, not described here. 3 through which the respective mass flow must flow in order to reach the associated outlet opening.
  • All flow-influencing sections are formed by a volume bounded by a flat bottom surface, a planar ceiling surface and side surfaces oriented perpendicular thereto, wherein in this embodiment all the flow-guiding elements 21, 22, 25, 27, 29, 30, 33 and 34 are each perpendicular to the respective one corresponding bottom surface extend to the associated ceiling surface of the respective flow influencing portion.
  • the baffle elements 23, 26, 31 and 35 are each formed by a circular cylinder jacket and also extend perpendicularly from the respectively associated bottom surface of the respective flow influencing section to the respective associated ceiling surface, wherein the baffle elements 23, 26, 31 and 35 formed in this case in several parts are and by one of the respective upper, the ceiling surface of the associated flow-influencing portion forming plate associated projection and one of the lower, the bottom surface of the associated flow influencing Ab- having a sectional forming plate associated projection.
  • the two projections are each allied by annealing together.
  • the mass flow must each be in this embodiment, in each case from the bottom surface perpendicular to vertical obstacle 24, 28, 32 and 36, respectively, extending over a gap to the associated ceiling surface, in order then finally to be able to flow through the respectively associated outlet section to the associated outlet opening on the underside of the spinneret 10.
  • FIG. 3 shows an enlarged detail of the sectional view from FIG. 1 in the region of the stagnation element 31 and the vertical obstacle 32 in an oblique view onto the sectional plane with the spinning mass flow 42 symbolized by arrows for the second spinning mass with a bonding surface 71 in the middle of the baffle element 31 below the flow-through openings 70 between the upper plate 18 and the lower plate 19th
  • Figure 2 shows a second embodiment of a spinneret 1 according to the invention in a schematic representation in cross section, said spinneret next to the cover plate 15 only three microstructured plates 17, 18 and 19 and thus is formed only for producing a hollow fiber membrane of two spinning masses.
  • the uppermost plate 17, as in the previously described embodiment of a spinneret 10 according to the invention, also serves to influence the flow of the precipitant mass flow and the plates 18 and 19 each for influencing the flow of a spinning mass flow.
  • spinneret 10 of Figure 1 Another difference to the spinneret 10 of Figure 1 is that in the spinneret 1 shown in Figure 2, the outlet sections 12B and 13B for the individual spinning masses are not merged within the nozzle, but up to the nozzle each exit separately. That is, this spinneret 1 does not allow wet-in-wet combination of the individual spinning masses, but is designed for so-called dry merger, in which the individual spinning masses are brought into contact only after exiting the spinneret.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a first exemplary embodiment of an embodiment of a flow influencing section for influencing the flow of the first spinning mass for the structured plate 18 of the spinneret according to the invention, which contains the flow influencing section for the first, via the inlet opening 12 into the spinneret 10 forms introducible dope, the spin mass supply is based on the representation in Figure 5 below in the middle. That the inlet of the flow influencing section, which is formed by the microstructured plate 18, is located at the bottom in the middle, in particular here in the ceiling surface of the plate 18, which is formed in particular by a lower side of the overlying plate 17.
  • the flow influencing section has a plurality of flow guide elements 25, 27, 51, 52, 53 and 54, each of which is formed at least partially as a mass flow divider and each has a straight leading edge as the flow guide contour which causes a split of the flow in two halves, in particular a halving.
  • At least one mass flow divider instead of a straight flow guide contour, i. Instead of a straight leading edge, has a Strömungsleitkontur which is similar or formed according to a curly bracket, wherein preferably the tip is oriented in the middle of the bracket opposite to the flow direction of the spinning mass flow, i. facing the incoming spinning mass.
  • a flow-influencing section forms a cascade, in this case a 3-stage cascade, with which the supplied spinning mass flow 41 can be divided in stages.
  • the first stage of the cascade only a single flow guide 27 in the form of a mass flow divider 27, which the spinning mass flow 41 of the first spinning mass 41 in a first part 41 A, in particular a first half 41 A, and a second part 41 B, in particular one second half 41 B, divides, so that the dope 41 along two different flow paths 72 A and 72 B in the direction of exit section 12 B is guided.
  • the second stage of the cascade has two mass flow dividers 25 and 50, which in turn divide the incoming dope 41 A and 41 B, so that the dope 41 is now guided along four flow paths in the direction of the outlet portion 12 B, wherein the length of the Strömungsleitkontur the two Mass flow divider 25 and 50 in this embodiment each exactly 1/4 of the length of Strömungsleitkontur mass flow divider 27 of the previous, in this case, the first cascade stage, and wherein the two mass flow divider 25 and 50 of the second stage of the cascade offset by 90 ° to the Mass flow divider 27 of the first stage of the cascade are arranged oriented.
  • the third stage of the cascade is formed by a total of four mass flow dividers 51, 52, 53, and 54, which are arranged offset by 45 ° to the two mass flow dividers 25 and 50 of the second cascade stage and their length of the flow contour also exactly 1 / 4 is the length of the flow contour of the mass flow divider 25 and 50 of the previous, second cascade stage.
  • a baffle element 26 is also provided which has flow openings (not shown) (see Figure 3) through which the respective mass flow must pass in order to reach the associated outlet section 12B and further to the associated outlet opening of the spinneret.
  • the flow-influencing section also has a vertical obstacle (see Figure 3, reference numeral 32), which is not shown in Figure 5 recognizable.
  • a mass flow along a plurality of different flow paths 72A, 72B can be conducted from the inlet of the flow-influencing section to the outlet of the flow-influencing section or to the associated outlet opening in such a way that all portions of the mass flow or all flow paths along which the mass flow is passed, have an equal path length.
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a second exemplary embodiment of an embodiment of a flow influencing section for influencing the flow of the first spinning mass of a structured plate 18 'produced by microstructure technology for a spinneret according to the invention.
  • the flow-influencing section shown schematically in FIG. 6 has, in comparison with the flow-influencing section from FIG. 5, further flow-conducting elements 55 and 56, which together with the flow-guiding elements 25, 27, 51, 52, 53 and 54 form a 5-stage cascade, with which the supplied spinning mass flow 41 can also be divided in stages.
  • the spinning mass 41 can be guided along at least 32 flow paths in the direction of the exit section 12B.
  • the first three stages of the cascade are formed like the flow influencing section described with reference to FIG.
  • the fourth stage of the cascade is formed by a total of eight flow guide elements in the form of mass flow dividers 55 which are each offset by 22.5 ° from the mass flow dividers 51, 52, 53 and 54 of the previous, third cascade stage and whose flow guide contour length is also exactly 1 / 4 is the Strömungsleitkonturround the mass flow divider of the previous cascade stage.
  • the fifth cascade stage has flow guide elements 56, which likewise have flow guidance contours designed as mass flow dividers, wherein a total of sixteen flow guide elements 56 are provided in the fifth cascade stage, which are distributed uniformly in the circumferential direction on a common radius concentric with the associated outlet section 12B and likewise offset uniformly are arranged to the mass flow divider 55 of the fourth cascade stage.
  • the flow guide elements 56 of the fifth cascade stage have a side facing away from the leading edge, i. at its rear, a radially inwardly extending, elongated portion.
  • the Strömungsleitiata the innermost cascade stage, at least some, in particular some flow guide elements 56 of the fifth cascade stage in a 5-stage cascade, a similar or formed according to a curly clamp flow guide contour and on the facing away from the Strömungsleitkontur no symmet- risch formed and symmetrically arranged geometry, but each an asymmetrically shaped vane section.
  • the radially inwardly pointing ends of the individual guide vanes are each arranged on a circular path concentric with the outlet section 12B and configured such that a mass flow exiting inwardly between the guide vane sections at least one guide vane section in the tangential direction, relative to the associated Exit section 12B leaves.
  • the spinning mass flow introduced into the flow-influencing section in the flow-influencing section of the microstructured plate 18 is divided into several spinning mass flow components and deflected several times.
  • the path length of the individual flow paths in particular selectively influenced and / or changed over the respective flow guide such that adjusts an equal path length for all flow paths according to the invention, which is achieved in particular on the geometric configuration and arrangement of the individual flow guide.
  • baffle 26 also serves to influence the path length of the individual flow paths, but primarily for a further homogenization and for rectification of the mass flow.
  • a spinneret 10 according to the invention which is particularly advantageously configured according to FIG. 1 with a flow influencing section according to FIG. 6, has the advantageous dimensions given below for the individual microstructured plates 17, 18, 19 and 20: AStrömE area of the flow guide elements of the associated plate
  • Table 1 Advantageous dimensions for a spinneret 10 according to the invention
  • the values given here refer to a spinning speed of 300 mm / s with a mass flow of 8.75 mg / s for the spinning mass of the outermost hollow fiber layer, a mass flow of 0.21 mg / s for the mass flow of the middle spinning mass layer and a mass flow for the mass flow of the inner spinning mass layer of 0.21 mg / s and a mass flow of about 10 mg / s for the precipitant.
  • a spinning speed of 300 mm / s with a mass flow of 8.75 mg / s for the spinning mass of the outermost hollow fiber layer a mass flow of 0.21 mg / s for the mass flow of the middle spinning mass layer and a mass flow for the mass flow of the inner spinning mass layer of 0.21 mg / s and a mass flow of about 10 mg / s for the precipitant.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spinndüse (10) zur Extrusion einer Hohlfaser aus einer oder mehreren Spinnmassen und eine Vorrichtung mit einer Spinndüse (10) sowie ein Verfahren zur Extrusion einer Hohlfaser mithilfe einer Spinndüse (10), wobei die Spinndüse (10) für jede zu extrudierende Spinnmasse eine Eintrittsöffnung (12, 13, 14) zum Einbringen der Spinnmasse in die Spinndüse (14), eine Austrittsöffnung zum Austritt der Spinnmassen entlang einer Austrittsachse (A) und wenigstens einen Spinnmassenströmungskanal zum Leiten wenigstens einer zu extrudierenden Spinnmasse von der Eintrittsöffnung (12, 13, 14) zur Austrittsöffnung aufweist, wobei wenigstens ein Spinnmassenströmungskanal einen Strömungsbeeinflussungsabschnitt mit einem Einlass und einem Auslass aufweist, der zur Beeinflussung einer den Spinnmassenströmungskanal durchströmenden Spinnmasse eine strömungsführende Struktur (18, 19, 20) aufweist, wobei die strömungsführende Struktur (18, 19, 20) dazu ausgestaltet ist, die Spinnmassenströmung derart zu beeinflussen, dass die den Spinnmassenströmungskanal durchströmende Spinnmasse den Spinnmassenströmungskanal zumindest teilweise entlang wenigstens zweier verschiedener Strömungswege durchströmt, wobei die durch den Spinnmassenströmungskanal verlaufenden Strömungswege eine im Wesentlichen gleiche Weglänge zwischen dem Einlass des Strömungsbeeinflussungsabschnitts und der Austrittsöffnung des Spinnmassenströmungskanals aufweisen.

Description

Spinndüse, Vorrichtung mit einer Spinndüse, Verfahren zur Herstellung einer Hohlfaser oder Hohlfasermembran mit einer Spinndüse und Filter
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spinndüse zur Extrusion einer Hohlfaser aus einer oder mehreren Spinnmassen, insbesondere zur Extrusion einer Hohlfasermembran aus einer oder mehreren Spinnmassen, wobei die Spinndüse für jede zu extrudierende Spinnmasse eine Eintrittsöffnung zum Einbringen der Spinnmasse in die Spinndüse, we- nigstens eine Austrittsöffnung zum Austritt einer oder mehrerer Spinnmassen entlang einer Austrittsachse aus der Spinndüse und wenigstens einen Spinnmassenströmungskanal zum Leiten wenigstens einer zu extrudierenden Spinnmasse von der zugehörigen Eintrittsöffnung zur zugehörigen Austrittsöffnung aufweist, wobei wenigstens ein Spinnmassenströmungskanal einen Strömungsbeeinflussungsabschnitt mit einem Einlass und einem Auslass aufweist, wobei der Strömungsbeeinflussungsabschnitt zur Beeinflussung wenigstens einer den Spinnmassenströmungskanal durchströmende Spinnmasse zwischen Einlass und Auslass des Strömungsbeeinflussungsabschnitts eine strömungsführende Struktur aufweist, wobei die strömungsführende Struktur wenigstens eines Strö- mungsbeeinflussungsabschnitts dazu ausgestaltet ist, die Spinnmassenströmung derart zu beeinflussen, dass die im Spinnmassenströmungskanal durchströmende Spinnmasse den Spinnmassenströmungskanal zumindest teilweise entlang wenigstens zweier verschiedener Strömungswege durchströmt.
Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Extrudieren einer Vielzahl an Hohlfa- sern oder Hohlfasermembranen aus einer oder mehreren Spinnmassen, wobei die Vorrichtung für jede zu extrudierende Hohlfaser oder Hohlfasermembran eine Spinndüse aufweist.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Extrusion einer Hohlfaser oder ei- ner Hohlfasermembran aus einer oder mehreren Spinnmassen mithilfe einer Spinndüse. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Filter, insbesondere Dialysator, Plasmaaustauschfilter oder einen Membranoxygenator für die extrakorporale Blutbehandlung.
Spinndüsen zur Extrusion von Fasern werden insbesondere in der Chemiefaserherstel- lung sowohl beim Schmelzspinnen, als auch beim Trockenspinnen sowie beim Nassspinnen eingesetzt und sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Spinndüsen weisen in der Regel eine oder mehrere runde oder eckige Platten, üblicherweise aus Glas, Metall oder Keramik, auf mit einer oder mehreren formgebenden Düsenöffnungen. Mittels einer Spinndüse kann eine von einer Spinnpumpe in der Regel eine un- ter Druck bereitgestellte Spinnmasse zu einem oder mehreren feinen Spinnfäden geformt werden, wobei Chemiefasern in der Regel aus Spinnmassen auf Polymerbasis hergestellt werden.
Bei der Extrusion werden üblicherweise, viskose, härtbare Massen mit einem definierten Druck kontinuierlich aus einer formgebenden Öffnung, insbesondere aus einer formgebenden Düsenöffnung, herausgepresst, wobei Körper und/oder Profile, auch Hohlkörper und/oder Hohlprofile, in theoretisch beliebiger Länge mit einer der Öffnung entsprechenden Querschnittsgeometrie herstellbar sind. Mittels insbesondere sofort nachfolgender, chemischer und/oder physikalischer Nachbehandlungsmethoden, beispielsweise durch sofortiges in Kontaktbringen des extrudierten Spinnfadens mit einem Fällmittel, kann der extrudierte Spinnfaden zumindest für eine Weiterverarbeitung ausreichend zu einem Filament verfestigt werden, wobei die Nachbehandlungsmethoden je nach Spinnverfahren sowie den eingesetzten Spinnmassen variieren können.
In den meisten Fällen sind für Hohlfasern die Querschnitte der Düsenöffnungen kreis- ringscheibenförmig ausgebildet, aber es ist auch möglich Hohlfasern mit anderen Profilquerschnitten zu erzeugen. Durch die Querschnittsform der Düsenaustrittsöffnungen wird der Querschnitt des extrudierten Filaments bestimmt. Die Durchflussrate, der Öffnungsquerschnitt, d.h. die Größe der Austrittsfläche der Düsenöffnung, sowie die Ab- Zugsgeschwindigkeit des Spinnfadens beeinflussen dabei insbesondere die Abmessungen des extrudierten Spinnfadens und des daraus erzeugten Filaments.
Für ein Filament mit homogenen Eigenschaften, insbesondere mit in Umfangsrichtung homogenen Eigenschaften sowie mit über seine Länge homogenen Eigenschaften ist eine gleichmäßige Spinnmassenzufuhr zur Düsenaustrittsöffnung Voraussetzung. Neben der Querschnittsform der Düsenöffnung und deren Abmessungen haben die Spinnmas- senströmungskanäle, entlang welcher die einzelnen Spinnmassen den Düsenaustrittsöffnungen zugeführt werden, daher einen wesentlichen Einfluss auf die Gebrauchsei- genschaften und/oder die Verarbeitungseigenschaften der extrudierten Filamente, da diese maßgeblich die Spinnmassenströmung beeinflussen.
Hohlfasern werden in der Textilindustrie als Dämmmaterial und/oder als saugfähiges Filmmaterial eingesetzt, wobei zunehmend synthetische, textile Hohlfasern auf Basis wenigstens eines Polymermaterials eingesetzt werden. In der Optik können Hohlfasern als Lichtleiter eingesetzt werden.
Zur Herstellung von Hohlfasermembranen, welche aus wenigstens zwei Schichten in radialer Richtung bestehen, von denen wenigstens eine Schicht semipermeabel ist, wer- den in der Regel Spinndüsen eingesetzt, denen wenigstens zwei verschiedene Spinnmassen zugeführt werden können, welche üblicherweise über voneinander getrennt ausgebildete Spinnmassenzuführkanäle jeweils einer zugehörigen Austrittsöffnung zugeführt werden können, wobei die einzelnen Austrittsöffnungen der Spinndüse in der Regel konzentrisch zueinander angeordnet ist. Dabei dienen in radialer Richtung weiter innen- liegend angeordnete Düsenaustrittsöffnungen zur Extrusion einer weiter innenliegenden Schicht der Hohlfasermembran und die weiter außenliegenden Düsenaustrittsöffnungen zur Extrusion weiter außenliegender Schichten der Hohlfasermembran.
Hohlfasermembranen eignen sich insbesondere zum Aufbau von Filtermodulen, wobei Hohlfasermembranen auf Polymerbasis in der Regel mittels Phaseninversion im Nass- spinnverfahren hergestellt werden, wobei insbesondere die innerste und/oder die äu- ßerste, extrudierte Spinnmassenschicht, welche üblicherweise jeweils eine Polymerlösung aufweisen oder aus einer Polymerlösung bestehen, noch innerhalb der Spinndüse mit einem Fällmittel in Kontakt gebracht werden und/oder nach dem Austritt aus der Spinndüse in ein Fällbad mit einem Fällmittel eingebracht werden, sodass ein weiterver- arbeitbares Filament entsteht.
Spinndüsen zur Herstellung von Hohlfasermembranen sind aus dem Stand der Technik ebenfalls grundsätzlich bekannt. Eine gattungsgemäße Spinndüse zur Extrusion eine Hohlfasermembran ist beispielsweise in der EP 2 644 757 A1 beschrieben, welche eine Spinndüse offenbart, die an einer Oberseite mehrere Eingangsöffnungen zur Zufuhr mehrerer Spinnmassen aufweist sowie eine Eingangsöffnung zur Zufuhr eines Fällmittels und die an einer Unterseite konzentrisch zu einer Austrittsachse angeordnete, rotationssymmetrische Düsenaustrittsöffnungen aufweist. Dabei werden die einzelnen Spinnmassen jeweils bis kurz vor dem Austritt aus der Spinndüse durch separate, getrennt ausgebildete Spinnmassenströmungskanäle von einer jeweiligen, zugehörigen separaten Eingangsöffnung zu einer zugehörigen Austrittsöffnung geleitet, wobei für jede zu extrudie- rende Spinnmasse ein Abschnitt des jeweiligen Spinnmassenströmungskanals zur Beeinflussung der Spinnmassenströmung ausgebildet ist, um jeweils eine möglichst gleichmäßige Spinnmassenzufuhr an der der jeweiligen Austrittsöffnung zu erreichen. Dabei kann für jede zu extrudierende Spinnmasse eine eigene, separate Austrittsöffnung vorgesehen sein. Es können aber auch zwei oder mehr Spinnmassen einer gemeinsamen Austrittsöffnung zugeführt werden.
Eine Spinndüse zur Extrusion einer mehrschichtigen Hohlfasermembran ist ferner aus der WO 02/36327 A1 bekannt, mittels welcher zwei insbesondere unterschiedliche Spinnmassen noch innerhalb der Spinndüse derart miteinander in Kontakt gebracht werden können, dass ein„Nass-In-Nass"-Spinnen erfolgt, wobei zuerst eine innere Schicht anextrudiert wird und eine zweite, weiter außerliegende Schicht auf die noch nasse erste Schicht gelegt wird, bevor die Spinndüse verlassen wird. Dies führt zu einer innigen Ver- bindung der ersten und zweiten Schicht und somit zu einer weniger delaminationsanfälli- gen, mehrschichtigen Hohlfasermembran. Aus dem Stand der Technik sind ferner Hohlfaser-Kapillarmembranen bekannt, welche insbesondere im Bereich der Medizin eingesetzt werden und insbesondere bei der Dialyse oder in Gasaustauschern zur extrakorporalen Membranoxygenierung (ECMO) An- wendung finden. Um möglichst kompakte Dialysatoren und/oder Gasaustauscher mit einer gleichzeitig großen Austauschfläche bereitstellen zu können, sollten die Hohlfaser- Kapillarmembranen jeweils möglichst geringe Durchmesser und Wandstärken aufweisen, um möglichst viele Hohlfaser-Kapillarmembranen in einem zur Verfügung stehenden Bauraumvolumen unterbringen zu können und eine möglichst große Austauschflä- che zu erreichen.
Je geringer der Durchmesser und/oder die einzelnen Wandstärken bzw. Schichtdicken der einzelnen Membranschichten werden, desto höher werden die Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit, insbesondere an die Maßhaltigkeit, der zur Herstellung solcher Hohlfaser-Kapillarmembranen erforderlichen Spinndüsen.
Vor diesem Hintergrund schlägt die EP 2 1 12 256 A1 vor, zur Herstellung einer Spinndüse zur Extrusion einer Hohlfaser-Kapillarmembranen Verfahren Mikrostrukturtechnik anzuwenden und insbesondere eine Spinndüse zu verwenden, die mehrere, mittels Mikro- Strukturtechnik strukturierte Platten aufweist.
Neben den hohen Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit und/oder die Maßhaltigkeit einer Spinndüse zur Extrusion von Hohlfaser-Kapillarmembranen gewinnt bei Hohlfaser-Kapillarmembranen ferner die gleichmäßige Zufuhr der Spinnmasse zu den Aus- trittsöffnungen, insbesondere mit abnehmender Schichtdicke der einzelnen Schichten der Hohlfasermembran, zunehmend an Bedeutung für das Erreichen homogener Membraneigenschaften.
Zwar sind aus dem Stand der Technik verschiedenste Spinndüsen bekannt, welche ins- besondere im Hinblick auf eine möglichst gleichmäßige Spinnmassenzufuhr zum Spinndüsenaustritt ausgestaltet sind, beispielsweise aus der WO 89/02938 A1 oder der CN 104775171 A, mit welchen jedoch bei sehr feinen Hohlfaser-Kapillarmembranen mit Wandstärken der einzelnen Schichten von weniger als 100 nm in der Regel nicht die gewünschte Homogenität der Membraneigenschaften erreicht werden kann, da die Spinnmassenzufuhr nicht gleichmäßig genug erfolgt.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Spinndüse bereitzustellen mittels welcher insbesondere die Homogenität einer extrudierten Hohlfaser verbessert werden kann, auch bei Hohlfasern mit wenigstens einer Schicht mit einer Wandstärke von weniger als 100 nm. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine vor- zugsweise stabile Spinndüse bereitzustellen. Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung bereitzustellen, insbesondere eine konstruktiv möglichst einfach aufgebaute Vorrichtung, mittels welcher mehrerer verbesserte Hohlfasern gleichzeitig hergestellt werden können. Des Weiteren ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, mit welchem eine Hohlfaser mit besonders homogenen Eigen- Schäften hergestellt werden kann, insbesondere auch eine Hohlfaser mit wenigstens einer Schicht mit einer Wandstärke von weniger als 100 nm.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Spinndüse gemäß Patentanspruch 1 , durch eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 25, durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 26 sowie durch einen Dialysator oder Membranoxygenator gemäß Patentanspruch 27.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und der vorliegenden Beschreibung der Erfindung und werden im Folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
Bei einer erfindungsgemäßen Spinndüse weisen sämtliche der wenigstens zwei durch den Spinnmassenströmungskanal verlaufenden Strömungswege wenigstens zwischen dem Einlass des Strömungsbeeinflussungsabschnitts und der zugehörigen Austrittsöffnung des Spinnenmassenströmungskanals eine im Wesentlichen gleiche Weglänge, insbesondere die gleiche Weglänge, auf. Durch die gleiche Weglänge zwischen dem Einlass des Strömungsbeeinflussungsab- schnitts und der zugehörigen Austrittsöffnung des Spinnenmassenströmungskanals sämtlicher, der wenigstens zwei Strömungswege, entlang welcher die Spinnmasse zur zugehörigen Austrittsöffnung strömt, kann eine besonders gleichmäßige Spinnmassen- zufuhr an der zugehörigen Austrittsöffnung des Spinnmassenströmungskanals erreicht werden, wobei insbesondere ein über den Umfang der Austrittsöffnung gleichmäßiger Spinnmassenstrom, vorzugsweise ein im Wesentlichen konstanter Spinnmassenstrom, erreicht werden kann. Dies ermöglicht einen besonders homogenen Aufbau der zugehörigen Spinnmassenschicht der Hohlfaser und damit die Herstellung einer Hohlfaser mit besonders homogenen Eigenschaften.
Eine erfindungsgemäße Spinndüse ermöglicht bei entsprechender Ausgestaltung, insbesondere, wenn die erfindungsgemäße Spinndüse nur äußerst geringe Fertigungstoleranzen aufweist, die Herstellung einer Hohlfaser mit ausreichend homogenen Eigenschaften mit einzelnen Wandstärken von weniger als 100 nm, insbesondere im Bereich von 50 nm, auch wenn die Spinnmasse der Spinndüse von einem Punkt zugeführt wird, beispielsweise über einen Zuführkanal von oben, was aus fertigungstechnischer Sicht vorteilhaft ist. Eine erfindungsgemäße Spinndüse ermöglicht ferner insbesondere die Herstellung feinste Hohlfaser-Kapillaren oder feinster Hohlfaser-Kapillarmembranen mit besonders homogenen Eigenschaften.
Eine Spinndüse im Sinne der Erfindung ist eine Düse, welche in einer Spinnmaschine eingesetzt werden kann und mittels der wenigstens ein Filament, d.h. wenigstens eine einzelne Faser, hergestellt werden kann, insbesondere ein Spinnfaden extrudiert werden kann.
Eine Hohlfaser im Sinne der Erfindung ist ein Filament, d.h. eine einzelne Faser, welche im Querschnitt einen oder mehrere durchgängige Hohlräume aufweist. Eine Hohlfasermembran im Sinne der Erfindung ist eine wenigstens aus einer Schicht bestehenden Hohlfaser, wobei die mindestens eine Schicht eine semipermeable Schicht ist. Eine Hohlfasermembran kann aus zwei oder mehreren Schichten bestehen, wobei die Schichten die Wände der Hohlfaser bilden und als Membran wirken.
Unter einer Spinnmasse im Sinne der Erfindung wird jeweils die gesamte, einer Eingangsöffnung der Spinndüse zugeführte Materialmasse, die zumindest teilweise zum Aufbau wenigstens einer Schicht einer herzustellenden Hohlfaser oder Hohlfasermembran vorgesehen ist, verstanden.
Als Austrittsöffnung wird im Sinne der Erfindung eine Öffnung bezeichnet, aus welcher wenigstens eine Spinnmasse und/oder ein Stützmittel und/oder ein Fällmittel aus der Spinndüse austritt. Wenigstens eine Austrittsöffnung einer erfindungsgemäßen Spinndüse ist dabei vorzugsweise ein Spalt, insbesondere ein in Umfangsrichtung, bezogen auf eine zugehörige Austrittsachse, geschlossener Spalt, wobei wenigstens eine Austrittsöffnung vorzugsweise ein Ringspalt ist, insbesondere ein kreisrunder Ringspalt. Die Spaltbreite der Austrittsöffnung kann vorzugsweise einer gewünschten Schichtdicke der Hohlfaser für die durch diese Austrittsöffnung zu extrudierende Spinnmasse zugeordnet werden.
Als Austrittssachse im Sinne der Erfindung wird eine Achse bezeichnet, welche zu einer mittleren Austrittsrichtung der zugehörigen Spinnmasse parallel ist. Bei einer erfindungsgemäßen Spinndüse ist vorzugsweise wenigstens eine Austrittsöffnung konzentrisch zur zugehörigen Austrittsachse angeordnet und insbesondere rotationssymmetrisch zu dieser ausgebildet.
Unter dem Einlass eines Strömungsbeeinflussungsabschnitts wird im Sinne der Erfin- dung eine Einlassöffnung verstanden, insbesondere diejenige Einlassöffnung, über welche eine Spinnmasse in den Strömungsbeeinflussungsabschnitt eintritt, wobei Vorzugs- weise jeder Strömungsbeeinflussungsabschnitt genau einen, d.h. nur einen einzigen, Einlass aufweist, so dass der Einlass jeweils einen Eintrittsort der Spinnmasse in den Strömungsbeeinflussungsabschnitt definiert. Aus Auslass eines Strömungsbeeinflussungsabschnitts wird im Sinne der Erfindung eine Auslassöffnung verstanden, insbesondere diejenige Auslassöffnung, über welche eine Spinnmasse aus dem Strömungsbeeinflussungsabschnitt austritt, wobei vorzugsweise jeder Strömungsbeeinflussungsabschnitt genau einen, d.h. nur einen einzigen, Auslass aufweist, so dass der Auslass jeweils einen Austrittsort der Spinnmasse aus dem Strö- mungsbeeinflussungsabschnitt definiert.
Eine strömungsführende Struktur im Sinne der Erfindung ist eine Struktur, welche dazu ausgebildet ist, einen Spinnmassenstrom definiert zu führen und/oder zu leiten, insbesondere entlang eines definierten Strömungsweges.
Zur Auslegung einer erfindungsgemäßen Spinndüse, insbesondere zur Auslegung und/oder konstruktiven Ausgestaltung wenigstens einer strömungsführenden Struktur einer erfindungsgemäßen Spinndüse bietet es sich an, auf numerische Methoden zurückzugreifen, insbesondere auf die numerische Strömungssimulation (CFD- Simulation/Computational Fluid Dynamics) in Verbindung mit der Anwendung eines oder mehrerer geeigneter Optimierungsalgorithmen.
Dazu wird vorzugsweise eine vermutlich geeignete, strömungsführende Struktur in pa- rametrisierter Form vorgegeben. Ferner werden entsprechende Randbedingungen, wie beispielsweise Lage und Geometrie von Einlass und Auslass des zu optimierenden Strömungsbeeinflussungsabschnitts bzw. der zugehörigen Austrittsöffnung und entsprechende Materialparameter, insbesondere Zustandsparameter der jeweils vorgesehenen Spinnmasse als Randbedingungen angegeben, so dass mithilfe der numerischen Strömungssimulation die Weglängen der einzelnen Strömungswege jeweils bestimmt werden können. In Abhängigkeit von der Ausgestaltung der strömungsführenden Struktur wird vorzugsweise anschließend die Geometrie der strömungsführenden Struktur mithilfe eines Optimierungsalgorithmus numerisch derart bestimmt, insbesondere die Parameter, welche die Geometrie der strömungsführenden Struktur definieren, dass sich für sämtliche Strömungswege eine gleiche Weglänge ergibt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Spinndüse weist wenigstens ein Spinnmassenströmungskanal der Spinndüse einen Zuführabschnitt mit einem Zuführabschnitts-Einlass und einem Zuführabschnitts-Auslass auf, wobei der Zuführab- schnitt-Einlass vorzugsweise mit wenigstens einer Eingangsöffnung verbunden ist, insbesondere mit genau einer Eingangsöffnung. Der Zuführabschnitt-Auslass ist vorzugsweise mit dem Einlass wenigstens eines Strömungsbeeinflussungsabschnitts, insbesondere mit einem zugehörigen Strömungsbeeinflussungsabschnitt, vorzugsweise mit genau einem zugehörigen Strömungsbeeinflussungsabschnitt, verbunden.
Ist der Zuführabschnitt eines Spinnmassenströmungskanals mit nur einer Eingangsöffnung und nur einem Strömungsbeeinflussungsabschnitt, und weist der jeweilige Strö- mungsbeeinflussungsabschnitt nur genau einen Einlass auf, kann auf besonders einfache Art und Weise ein definierter Eintritt einer Spinnmasse in den Strömungsbeeinflus- sungsabschnitt erreicht werden, insbesondere kann der Eintrittsort der Spinnmasse genau bestimmt werden.
Entsprechend ermöglicht ein Strömungsbeeinflussungsabschnitt, der nur genau einen Auslass aufweist, eine definierte Bestimmung des Austritts einer Spinnmasse aus dem zugehörigen Strömungsbeeinflussungsabschnitt.
Dadurch kann die Komplexität der Auslegung einer erfindungsgemäßen Spinndüse erheblich reduziert werden. Insbesondere kann das zu lösende Optimierungsproblem auf diese Weise erheblich vereinfacht werden. Infolgedessen verringert sich der Aufwand zur Auslegung einer erfindungsgemäßen Spinndüse. Vor allem können die für die zur Auslegung einer erfindungsgemäßen Spinndüse erforderlichen Rechenzeiten für die Spinn- massenströmungssimulationen und die erforderlichen Optimierungsläufe erheblich gesenkt werden.
Der Zuführabschnitt eines Spinnmassenströmungskanals kann alternativ mit mehreren Eingangsöffnungen verbunden sein, wodurch auf einfache Art und Weise mehrere Spinnmassen miteinander vermischt werden können und insbesondere ein Spinnmas- sen-Blend hergestellt werden kann.
Ferner kann auf einfache Art und Weise eine Spinnmasse aufgeteilt werden und insbe- sondere auf einfache Art und Weise eine mehrschichtige Hohlfaser hergestellt werden mit mehreren Schichten aus dem gleichen Spinnmassenmaterial, wenn der Zuführabschnitt eines Spinnmassenströmungskanals alternativ mit mehreren Strömungsbeein- flussungsabschnitten verbunden ist. In einer bevorzugten Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Spinndüse weist wenigstens ein Strömungsbeeinflussungsabschnitt ein im Wesentlichen durch eine Bodenfläche, eine Deckenfläche und Seitenflächen begrenztes Volumen auf oder ist durch ein derartiges Volumen gebildet, wobei vorzugsweise die Bodenfläche und/oder die Deckenfläche des Strömungsbeeinflussungsabschnitts durch eine ebene Fläche gebildet ist, wobei insbesondere die Bodenfläche und die Deckenfläche parallel zueinander angeordnet sind bzw. sich parallel zueinander erstrecken.
In einer bevorzugten Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Spinndüse weist wenigstens ein Spinnmassenströmungskanal einen Austrittsabschnitt mit einem Austrittsab- schnitts-Einlass und einem Austrittsabschnitts-Auslass auf, wobei der Austrittsabschnitts- Einlass vorzugsweise mit dem Auslass wenigstens eines Strömungsbeeinflussungsab- schnitts verbunden ist, vorzugsweise mit einem zugehörigen Strömungsbeeinflussungs- abschnitt, insbesondere mit genau einem zugehörigen Strömungsbeeinflussungsab- schnitt. Weiter bevorzugt ist der Austrittsabschnitts-Auslass mit einer zugehörigen Aus- trittsöffnung, insbesondere mit genau einer Austrittsöffnung, des Spinnmassenströmungskanals verbunden. Vorzugsweise ist wenigstens eine Austrittsöffnung der Spinndüse rotationssymmetrisch um die zugehörige Austrittsachse ausgebildet, wobei die Austrittsöffnung vorzugsweise vollständig umlaufend ausgebildet ist und insbesondere ein Ringspalt ist.
Vorzugsweise ist wenigstens ein Austrittsabschnitt wenigstens eines Spinnmassenströ- mungskanals durch einen kreiszylindermantelförmigen Spalt gebildet, welcher insbesondere konzentrisch zur Austrittsachse angeordnet und rotationsymmetrisch zur Austrittsachse über seine gesamte Länge ausgebildet ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist eine erfindungsgemäße Spinndüse zur Extrusion einer mehrschichtigen Hohlfaser ausgebildet, insbesondere zur Extrusion einer mehrschichtigen Hohlfasermembran, besonders bevorzugt zur Extrusion einer mehrschichtigen Hohlfaser-Kapillarmembran mit einem Durchmesser von weniger als 500 μηι und einer Gesamtwandstärke von weniger als 100 μηι, wobei vorzugsweise jede Schicht durch Extrusion einer Spinnmasse herstellbar ist, und wobei die Spinndüse vorzugsweise für jede zu extrudierende Spinnmasse eine separate Eintrittsöffnung zum Einbringen der jeweiligen Spinnmasse in die Spinndüse aufweist. Dabei können für jede Spinnmasse, insbesondere für jedes Spinnmassenmaterial, jeweils separate Austrittsöffnungen zum Austritt der jeweiligen Spinnmassen entlang einer zugehörigen Austrittsachse aus der Spinndüse vorgesehen sein, oder aber auch ein o- der mehrere Austrittsöffnungen, welche zum Austritt mehrerer Spinnmassen, insbesondere zum Austritt verschiedener Spinnmassenmaterialien, vorgesehen sind.
Weist eine erfindungsgemäße Spinndüse für jede Spinnmasse, insbesondere für jedes Spinnmassenmaterial, eine separate, eigene Austrittsöffnung auf, kann eine Hohlfasermembran mit mehreren Schichten, aus den jeweiligen, verschiedenen, der Spinndüse zugeführten Spinnmassenmaterialien extrudiert werden, deren Schichten mehr oder we- niger voneinander getrennt ausgebildet sind, wobei insbesondere eine mehr oder weni- ger ausgeprägte Trennung zwischen den einzelnen Spinnmassenmaterialien bzw. Spinnmassenschicht erreicht werden kann.
Können hingegen zwei oder mehr Spinnmassen, insbesondere zwei oder mehr vonei- nander verschiedene Spinnmassenmaterialien, durch eine gemeinsame Austrittsöffnung ausgebracht werden, kommt es in der Regel wenigstens teilweise zu einer Durchmischung der Spinnmassen, wodurch Schichten mit einer weniger ausgeprägten Trennung zwischen den einzelnen Spinnmassen bzw. Spinnmassenmaterialien hergestellt werden können.
Je nach Anwendungsfall können sowohl separate Austrittsöffnungen für jede Spinnmasse als auch gemeinsame Austrittsöffnungen für zwei oder mehr Spinnmassen von Vorteil sein. Mit separaten Austrittsöffnungen lassen sich in der Regel Hohlfasermembranen mit definierteren, homogeneren Eigenschaften der einzelnen Hohlfasermembranschichten herstellen, insbesondere bei einer sogenannten Trockenzusammenführung, während mit gemeinsamen Austrittsöffnungen, insbesondere bei einer sogenannten Nass-in-Nass- Zusammenführung, eine bessere Verbindung der einzelnen Spinnmassenschichten untereinander erreicht werden kann, wodurch das Risiko einer Delamination der einzelnen Schichten Hohlfasermembran reduziert werden kann.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist eine erfindungsgemäße Spinndüse vorzugsweise für jede zu extrudierende Spinnmasse einen separaten Spinnmassenströmungs- kanal zum Leiten der Spinnmasse von der zugehörigen Eintrittsöffnung bis zur jeweiligen Austrittsöffnung auf.
Bei einer Spinndüse mit mehreren Austrittsöffnungen liegen vorzugsweise sämtliche Austrittsachsen der einzelnen Austrittsöffnungen auf einer gemeinsamen Düsenaustrittsachse, wobei die einzelnen Austrittsöffnungen insbesondere konzentrisch zur gemeinsamen Düsenaustrittsachse angeordnet sind. D.h. die Austrittsachsen der einzelnen Austrittsöffnungen fallen vorzugsweise zusammen. Vorzugsweise sind die Austrittsöffnungen dabei derart ausgebildet und angeordnet, insbesondere vom Durchmesser und der Spaltbreite jeweils derart gewählt, dass beim Austritt der einzelnen Spinnmassen aus der Spinndüse eine mehrschichtige Hohlfaser mit den jeweils gewünschten Schichtdicken und/oder Wandstärken für die einzelnen Spinnmassenschichten entsteht. Besonders bevorzugt weist eine erfindungsgemäße Spinndüse für jede zu extrudierende Spinnmasse eine separate Eingangsöffnung, einen separaten Spinnmassenströmungs- kanal mit einem separaten Strömungsbeeinflussungsabschnitt sowie eine separate Austrittsöffnung auf, wobei vorzugsweise sämtliche Austrittsachsen parallel zueinander verlaufen und insbesondere entlang einer gemeinsamen Düsenaustrittsachse angeordnet sind, d.h. zusammenfallen. Die in radialer Richtung bezogen auf die Düsenaustrittsachse am weitesten innen angeordnete Spinnmassen-Austrittsöffnung bildet dabei die Austrittsöffnung zur Herstellung einer innersten Schicht der Hohlfaser und die am weitesten in radialer Richtung außen angeordnete Spinnmassen-Austrittsöffnung die Austrittsöffnung zur Extrusion der äußersten Schicht der Hohlfaser und die Spinnmassen- Austrittsöffnungen dazwischen entsprechend die Austrittsöffnungen der dazwischenliegenden Spinnmassenschichten.
Bei einer erfindungsgemäßen Spinndüse strömt die den Spinnmassenströmungskanal durchströmende Spinnmasse, insbesondere wenigstens innerhalb des Strömungsbeein- flussungsabschnitts, zumindest teilweise entlang wenigstens zweier verschiedener Strömungswege. Das heißt, bei einer erfindungsgemäßen Spinndüse strömt eine Spinnmasse wenigstens innerhalb eines Strömungsbeeinflussungsabschnitts zumindest teilweise entlang wenigstens zwei verschiedener, d.h. unterschiedlich verlaufender Strömungswege. Besonders bevorzugt durchströmt die Spinnmasse den Spinnmassen- Strömungskanal, insbesondere den zugehörigen Strömungsbeeinflussungsabschnitt, zumindest teilweise entlang einer Vielzahl verschiedener Strömungswege.
Besonders bevorzugt sind sämtliche Strömungswege einer Spinnmasse nicht nur vom Einlass des zugehörigen Strömungsbeeinflussungsabschnitts bis zur zugehörigen Aus- trittsöffnung gleichlang bzw. weisen eine gleiche Weglänge auf, sondern sind darüber hinaus von der Eingangsöffnung des zugehörigen Spinnmassenkanals bis zur zugehöri- gen Austrittsöffnung des Spinnmassenströmungskanals und/oder bis zu einem Spinnzentrum der Spinndüse gleichlang.
Als Spinnzentrum im Sinne der Erfindung wird derjenige Punkt auf einer gemeinsamen Düsenaustrittsachse verstanden, in welchem in Strömungsrichtung erstmalig sämtliche Spinnmassen zusammentreffen, d.h. an welchem die extrudierte Hohlfaser erstmalig sämtliche vorgesehenen Spinnmassenschichten aufweist.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Spinndüse weisen sämtliche der zumindest teilweise wenigstens zwei, durch den Spinnmassen- Strömungskanal verlaufenden Strömungswege, vorzugsweise sämtliche Strömungswege, eine im Wesentlichen gleiche Weglänge zwischen dem Einlass des Strömungsbeein- flussungsabschnitts und dem Auslass des Strömungsbeeinflussungsabschnitts auf. Dadurch lässt sich auf besonders einfache Art und Weise die Komplexität der Auslegung einer erfindungsgemäßen Spinndüse weiter reduzieren, sofern die die Auslässe der jeweiligen Strömungsbeeinflussungsabschnitte mit den jeweiligen Austrittsöffnungen verbindenden Austrittsabschnitte der jeweils vorhandenen Spinnmassenströmungskanäle derart ausgestaltet sind, dass diese von der jeweiligen Spinnmasse gleichmäßig, insbe- sondere ebenfalls entlang von Strömungswegen mit gleicher Weglänge, durchströmt werden. Das heißt mit anderen Worten, dass bei einer erfindungsgemäßen Spinndüse vorzugsweise die Austrittsabschnitte der jeweils vorhandenen Spinnmassenströmungskanäle nicht entlang unterschiedlicher Strömungswege mit unterschiedlichen Weglängen durchströmt werden, sondern ebenfalls jeweils entlang von Strömungswegen mit glei- eher Weglänge.
In einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Spinndüse weist die Spinndüse wenigstens eine Eingangsöffnung zum Einbringen eines Stützmittels und/oder eines Fällmittels in die Spinndüse auf, wenigstens eine Austritts- Öffnung zum Austritt des Stützmittels und/oder des Fällmittels entlang einer Austrittsachse aus der Spinndüse und wenigstens einen Zuführkanal zum Leiten des Stützmittels und/oder des Fällmittels von der zugehörigen Eintrittsöffnung zur zugehörigen Austrittsöffnung auf, wobei die Austrittsöffnung des Stützmittels und/oder des Fällmittels vorzugsweise in radialer Richtung innerhalb der innersten Spinnmassen-Austrittsöffnung angeordnet ist und insbesondere konzentrisch zu dieser innersten Spinnmassen- Austrittsöffnung angeordnet und ausgebildet ist.
Als Fällmittel im Sinne der Erfindung wird dabei eine Flüssigkeit bezeichnet, welche mit einer der zur Extrusion der Hohlfaser der Spinndüse zugeführten Spinnmasse zu in Kontakt gebracht wird, insbesondere mit der als innerste Schicht extrudierten Spinnmasse, um eine Phaseninversion einzuleiten und die aus der Spinndüse extrudierte Spinnmasse zumindest teilweise derart zu verfestigen, dass eine Weiterverarbeitung der extrudierten Hohlfaser möglich ist.
Ein Stützmittel im Sinne der Erfindung ist ein chemisches Mittel oder eine chemische Zusammensetzung, welche als Stütze, insbesondere als formgebende Stütze, für die extrudierte Hohlfaser dient. Das Stützmittel dient dazu den extrudierten Spinnfaden bis zum Erreichen eines Fällbads oder dergleichen zur Nachbehandlung des extrudierten Spinnfadens mechanisch zu stabilisieren. Insbesondere kann das Stützmittel auch ein Fällmittel sein.
In einigen Fällen kann es vorteilhaft sein, wenn wenigstens ein Zuführkanal zum Leiten eines Stützmittels und/oder eines Fällmittels von der zugehörigen Eingangsöffnung zur zugehörigen Austrittsöffnung wie ein Spinnmassenströmungskanal ausgebildet ist und wenigstens einen Strömungsbeeinflussungsabschnitt und/oder einen Zuführabschnitt und/oder einen Austrittsabschnitt aufweist, und insbesondere ebenfalls dazu ausgebildet ist eine Stützmittelmassenströmung und/oder eine Fällmittelmassenströmung derart zu beeinflussen, dass den Zuführkanal durchströmende Stützmittel und/oder Fällmittel den Zuführkanal zumindest teilweise entlang wenigstens zweier verschiedener Strömungswege durchströmt, wobei sämtliche der wenigstens zwei durch den Zuführkanal verlau- fenden Strömungswege eine im Wesentlichen gleiche Weglänge zwischen dem Einlass des Strömungsbeeinflussungsabschnitts des Zuführkanals und der zugehörigen Aus- trittsöffnung des Zuführkanals aufweisen, insbesondere eine gleiche Weglänge zwischen der zugehörigen Eintrittsöffnung und der zugehörigen Austrittsöffnung des Zuführkanals.
Eine Spinnmassen-Austrittsöffnung im Sinne der Erfindung ist dabei eine Austrittsöff- nung, die zum Austritt einer Spinnmasse vorgesehen ist, nicht zum Austritt eines Stützmittels und/oder eines Fällmittels.
In einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Spinndüse ist wenigstens ein Strömungsbeeinflussungsabschnitt senkrecht zur zugehö- rigen Austrittsachse orientiert angeordnet, insbesondere normal zur zugehörigen Austrittsachse, bezogen auf eine mittlere Strömungsrichtung einer den Strömungsbeeinflus- sungsabschnitt durchströmenden Spinnmasse. Das heißt mit anderen Worten, wenigstens ein Strömungsbeeinflussungsabschnitt ist vorzugsweise, bezogen auf einen funktionsgemäßen Verwendungszustand der Spinndüse, horizontal orientiert angeordnet, wo- bei die zugehörige Austrittsachse vorzugsweise vertikal verläuft. Dadurch lässt sich ein besonders einfacher Aufbau einer erfindungsgemäßen Spinndüse und infolgedessen eine kostengünstige Herstellung einer erfindungsgemäßen Spinndüse erreichen.
Ist der Strömungsbeeinflussungsabschnitt dabei durch ein Volumen gebildet, welches von einer Bodenfläche, einer Deckenfläche und Seitenflächen begrenzt ist, wobei die Bodenfläche und/oder die Deckenfläche insbesondere durch ebene Flächen gebildet sind, sind vorzugsweise die Bodenfläche und/oder die Deckenfläche senkrecht, insbesondere normal, zur Austrittsachse orientiert. Weist eine erfindungsgemäße Spinndüse mehrere Strömungsbeeinflussungsabschnitte auf, sind vorzugsweise wenigstens zwei, insbesondere sämtliche Strömungsbeeinflus- sungsabschnitte der Spinndüse, parallel zueinander angeordnet.
Fallen die Austrittsachsen sämtlicher Austrittsöffnungen zusammen und liegen insbe- sondere auf einer gemeinsamen Düsenaustrittsachse, ist vorzugsweise wenigstens ein Strömungsbeeinflussungsabschnitt normal zur Düsenaustrittsachse orientiert angeord- net, insbesondere sind sämtliche Strömungsbeeinflussungsabschnitte normal zur Düsenaustrittsachse orientiert angeordnet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Spinndüse ist, bezogen auf einen funktionsgemäßen Verwendungszustand der Spinndüse, wenigstens eine Eingangsöffnung an einer Oberseite der Spinndüse angeordnet, wobei vorzugsweise sämtliche Eingangsöffnungen an der Oberseite der Spinndüse angeordnet sind.
Besonders bevorzugt sind dabei sowohl sämtliche Eingangsöffnungen, die zur Zufuhr einer Spinnmasse vorgesehen sind, als auch sämtliche Eingangsöffnungen, die zur Zufuhr eines Stützmittels und/oder eines Fällmittels vorgesehen sind, an der Oberseite der Spinndüse angeordnet. Dies ermöglicht eine platzsparende Anordnung mehrerer Spinndüsen in einer Vorrichtung, insbesondere die Anordnung mehrerer Spinndüsen unmittelbar aneinandergrenzend, da seitlich von den einzelnen Spinndüsen kein Bauraum für die Zufuhr der Spinnmassen und/oder Stützmittel und/oder Fällmittel vorzuhalten ist. Dadurch kann ein konstruktiv besonders einfacher Aufbau einer Vorrichtung mit mehreren Spinndüsen zur gleichzeitigen Herstellung mehrerer Hohlfasern bereitgestellt werden. In diesem Fall, d.h. wenn wenigstens eine Eingangsöffnung an der Oberseite der Spinndüse angeordnet ist, verläuft vorzugsweise ein zugehöriger, mit der an der Oberseite der Spinndüse angeordneten Eingangsöffnung verbundener Zuführabschnitt wenigstens eines Spinnmassenströmungskanals und/oder eines Zuführkanals für ein Stützmittel und/oder ein Fällmittel insbesondere im Wesentlichen parallel zur zugehörigen Austritt- sachse und/oder normal zum zugehörigen Strömungsbeeinflussungsabschnitt, wobei eine Längsachse des Zuführabschnitts vorzugsweise exzentrisch, d.h. in radialer Richtung versetzt, zur zugehörigen Austrittsachse angeordnet ist und insbesondere außerhalb der Austrittsöffnung verläuft. Durch die bei einer erfindungsgemäßen Spinndüse gleichlang ausgebildeten Strömungswege kann auch bei einer exzentrischen und/oder asymmetrischen Spinnmas- senzufuhr, bezogen auf eine zugehörige Austrittsöffnung und/oder eine zugehörige Austrittsachse, eine gleichmäßige Spinnmassenzufuhr zur Austrittsöffnung erreicht werden und sich nachteilig auf die Eigenschaften auswirkende Mängel in der Konzentrizität zwischen einem Lumen der Hohlfaser und/oder zwischen den einzelnen Membranschichten einer Hohlfasermembran können reduziert oder sogar vollständig vermieden werden.
In einer alternativen oder zusätzlichen, aber in einigen Fällen ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Spinndüse ist wenigstens eine Eingangsöffnung an einer Seite der Spinndüse angeordnet. Es können auch sämtliche Eingangsöff- nungen an einer Seite der Spinndüse angeordnet sein. In diesem Fall verläuft vorzugsweise ein zugehöriger, mit der seitlich an der Spinndüse angeordneten Eingangsöffnung verbundener Zuführabschnitt im Wesentlichen senkrecht zur zugehörigen Austrittsachse und/oder parallel zum zugehörigen Strömungsbeeinflussungsabschnitt, wobei eine Längsachse des Zuführabschnitts insbesondere parallel zum zugehörigen Strömungs- beeinflussungsabschnitt angeordnet ist und insbesondere in einer Ebene mit der mittleren Strömungsrichtung in einer Ebene liegt, mit der eine Spinnmasse und/oder ein Fällmittel und/oder ein Stützmittel den zugehörigen Strömungsbeeinflussungsabschnitt durchströmt. In beiden Fällen, d.h. wenn eine oder mehrere Eingangsöffnungen an einer Oberseite der Spinndüse angeordnet sind und/oder seitlich angeordnet sind, ist vorzugsweise wenigstens eine Austrittsöffnung an einer Unterseite der Spinndüse angeordnet, wobei insbesondere sämtliche Austrittsöffnungen an der Unterseite der Spinndüse angeordnet sind.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Spinndüse ist wenigstens eine Eingangsöffnung und/oder ein Einlass wenigstens eines Strömungsbe- einflussungsabschnitts, insbesondere der Einlass eines zugehörigen Strömungsbeein- flussungsabschnitts, exzentrisch zur zugehörigen Austrittsachse angeordnet, und bezo- gen auf die Austrittsachse bezogen auf die Austrittsachse insbesondere in radialer Richtung außerhalb von der Austrittsöffnung angeordnet. Dabei sind vorzugsweise sämtliche Eingangsöffnungen für die Spinnmassenzufuhr exzentrisch zur jeweilig, zugehörigen Austrittsachse angeordnet.
Die Eingangsöffnung zum Einbringen eines Stützmittels und/oder Fällmittels kann hinge- gen konzentrisch zur zugehörigen Austrittsachse angeordnet sein. Die konzentrische Anordnung der Eingangsöffnung für die Zufuhr des Stützmittels oder Fällmittels bietet sich insbesondere an, wenn auf einen Strömungsbeeinflussungsabschnitt verzichtet werden kann und mit einem konzentrisch zur Austrittsachse verlaufenden Zuführkanal von der Eingangsöffnung bis zur Austrittsöffnung die gewünschten Eigenschaften der zu extrudierenden Hohlfaser erreicht werden können.
Ist jedoch für das die Spinndüse durchströmende Stützmittel oder Fällmittel eine entsprechende Strömungsbeeinflussung erforderlich, um eine Hohlfaser mit den gewünschten Eigenschaften extrudieren zu können, bietet es sich an, die Eingangsöffnung zur Zu- fuhr des Stützmittels oder Fällmittels ebenfalls exzentrisch anzuordnen mit einem parallel zur Austrittsachse verlaufenden Zuführabschnitt, einem normal zur Austrittsachse orientiert angeordneten Strömungsbeeinflussungsabschnitt und einem parallel zur Austrittsachse und insbesondere konzentrisch zu dieser ausgebildeten Austrittsabschnitt verlaufenden Zuführkanal.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Spinndüse ist der Auslass wenigstens eines Strömungsbeeinflussungsabschnitts konzentrisch zur zugehörigen Austrittsachse angeordnet, wobei der Auslass wenigstens eines Strömungsbeein- flussungsabschnitts vorzugsweise kongruent, d.h. deckungsgleich, zur zugehörigen Aus- trittsöffnung ausgebildet ist und insbesondere in Richtung der Oberseite der Spinndüse parallel zur zugehörigen Austrittsöffnung angeordnet ist.
Vorzugsweise ist der Auslass wenigstens eines Strömungsbeeinflussungsabschnitts und/oder wenigstens eine zugehörige Austrittsöffnung rotationssymmetrisch ausgebildet, wobei wenigstens ein Auslass und/oder wenigstens eine Austrittsöffnung vorzugsweise jeweils vollständig umlaufend ausgebildet ist und insbesondere ein Ringspalt ist. Ist ein Strömungsbeeinflussungsabschnitt dabei durch ein von einer Bodenfläche, einer Deckenfläche und Seitenflächen begrenztes Volumen gebildet, befindet sich der Einlass dieses Strömungsbeeinflussungsabschnitts vorzugsweise in der Deckenfläche und/oder der Auslass des Strömungsbeeinflussungsabschnitts in der Bodenfläche.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Spinndüse weist die strömungsführende Struktur wenigstens eines Strömungsbeeinflussungsabschnitts ein oder mehrere Strömungsleitelemente und/oder ein oder mehrere Stauelemente auf.
Als Strömungsleitelement wird im Sinne der Erfindung ein Element verstanden, was im Wesentlichen zur Umlenkung und/oder zur Führung und/oder zum Leiten einer Strömung dient und welches vorzugsweise eine Strömungsleitfläche aufweist mit einer Strömungsleitkontur.
Als Strömungsleitfläche wird dabei eine Fläche des Strömungsleitelementes bezeichnet, an welcher eine Spinnmassenströmung zumindest teilweise entlang strömt und mittels welcher die Strömung umgelenkt und/oder geführt und/oder geleitet wird, wobei mittels der Strömungsleitkontur, d.h. der Geometrie der Strömungsleitflächen, definiert ist, wie die Strömung jeweils umgelenkt und/oder geführt und/oder geleitet wird.
Als Stauelement im Sinne der Erfindung wird ein Element verstanden, welches im Wesentlichen dazu dient, die Strömungsgeschwindigkeit zu verändern, wobei ein Stauelement im Sinne der Erfindung dabei sowohl Strömungsgeschwindigkeitserhöhend oder strömungsgeschwindigkeitsverringernd wirken kann. Zusätzlich kann ein Stauelement, durch eine entsprechende Ausgestaltung eine Gleichrichtung der Strömung bewirken.
Vorzugsweise weist eine erfindungsgemäße Spinndüse mehrere in Strömungsrichtung nacheinander angeordnete Strömungsleitelemente und/oder ein oder mehrere in Strö- mungsrichtung nacheinander angeordnete Stauelemente auf, wobei eine erfindungsgemäße Spinndüse besonders bevorzugt mehrere, in Strömungsrichtung nacheinander angeordnete Strömungsleitelemente aufweist und wenigstens ein in Strömungsrichtung nach den Strömungsleitelementen angeordnetes Stauelement.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Spinndüse ist wenigstens ein Strömungsleitelement durch eine sich von einer Bodenfläche bis zu einer Deckenfläche des Strömungsbeeinflussungsabschnitts erstreckende Erhebung mit einer Wandung gebildet, insbesondere durch eine Erhebung mit einer sich zumindest teilweise senkrecht zur Bodenfläche und/oder senkrecht zur Deckenfläche des Strömungsbeein- flussungsabschnitts erstreckenden Wandung, wobei die Wandung zumindest teilweise eine Strömungsleitfläche bildet und eine definierte Strömungsleitkontur aufweist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Spinndüse ist wenigstens ein Strömungsleitelement zumindest teilweise als Massenstromteiler ausgebildet oder bildet einen Massenstromteiler, wobei vorzugsweise wenigstens ein Strö- mungsleitelement als ein, einen Spinnmassenstrom mit einem definierten Verhältnis teilender Massenstromteiler ausgebildet ist oder einen solchen Massenstromleiter bildet, insbesondere als einen den Spinnmassenstrom halbierender Massenstromteiler. Dadurch kann auf einfache Art und Weise ein Spinnmassenstrom auf verschiedene Strömungswege aufgeteilt werden, insbesondere mit einem definierten Verhältnis und insbesondere halbiert werden, wodurch sich auf besonders einfache Art und Weise eine gleichmäßige Spinnmassenströmung mit gleichen Weglängen der einzelnen Strömungswege erreichen lässt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Spinndüse weist wenigstens ein Strömungsleitelement, insbesondere wenigstens ein Massenstromteiler, eine zu einer ersten Symmetrieebene symmetrische Strömungsleitkontur auf, wobei sich die erste Symmetrieebene des Strömungsleitelementes vorzugsweise senkrecht zum zugehörigen Strömungsbeeinflussungsabschnitt erstreckt, insbesondere parallel zur zugehörigen Austrittsachse. In einigen Fällen ist es vorteilhaft, wenn wenigstens ein Strömungsleitelement, insbesondere wenigstens ein Massenstromteiler insgesamt symmetrisch ausgebildet ist, d.h. nicht nur eine symmetrisch ausgebildete Strömungsleitkontur aufweist, sondern auch eine übrige Kontur des Strömungsleitelementes, welche nicht primär als Strömungsleit- kontur wirkt, symmetrisch ausgebildet ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Spinndüse weist wenigstens ein Strömungsleitelement, insbesondere wenigstens ein Massenstromteiler, eine Strömungsleitkontur ähnlich oder gemäß einer geschweiften Klammer auf, d.h. eine ähnlich des Satzzeichens „geschweifte Klammer" oder gemäß einer „geschweiften Klammer" verlaufende Strömungsleitkontur.
In einigen Fällen ist es vorteilhaft, wenn wenigstens ein Strömungsleitelement, insbesondere wenigstens ein Massenstromteiler eine Strömungsleitkontur wie ein Doppel-S- Schlag verläuft oder wie zwei symmetrisch zueinander angeordneter, in Längsrichtung miteinander verbundene Integralzeichen.
Vorzugsweise liegt dabei eine vorderste Anströmkante und/oder eine vorderste Anströmfläche des Strömungsleitelements in der ersten Symmetrieebene.
Vorzugsweise ist wenigstens ein Strömungsleitelement, insbesondere wenigstens ein Massenstromteiler, derart orientiert innerhalb des zugehörigen Strömungsbeeinflus- sungsabschnitts angeordnet, dass die erste Symmetrieebene des Strömungsleitelements frontal angeströmt wird, insbesondere mit einer Strömungsrichtung parallel zur ersten Symmetrieebene.
Als vorderste Anströmkante wird im Sinne der Erfindung dabei der Teil der Strömungsleitkontur eines Strömungsleitelementes, insbesondere diejenige Kante eines Strömungsleitelementes verstanden, welche zuerst angeströmt wird, bzw. auf welche eine die Strömungsleitkontur anströmende Spinnmasse zuerst trifft, wenn die Spinnmasse dem zugehörigen Strömungsbeeinflussungsabschnitt durchströmt. ln einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Spinndüse weist die strömungsführende Struktur wenigstens eines Strömungsbeeinflussungsabschnitts mehrere, in einer Kaskade angeordnete Strömungsleitelemente auf, insbesondere meh- rere, in einer Kaskade angeordnete Massenstromteiler, wobei die einzelnen Strömungsleitelemente vorzugsweise in einer Kaskade mit einer ungeraden Stufenanzahl angeordnet sind, insbesondere in einer 3-stufigen Kaskade oder in einer 5-stufigen Kaskade. Sind die Strömungsleitelemente dabei als halbierende Massenstromteiler ausgebildet, kann eine anströmende Spinnmasse somit pro Massenstromteiler in einer ersten Stufe halbiert werden in einer zweiten Stufe geviertelt werden und so weiter, bezogen auf einen Spinnmassenstrom beim Eintritt in den Strömungsbeeinflussungsabschnitt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Spinndüse weist die strömungsführende Struktur wenigstens eines Strömungsbeeinflussungsabschnitts in einer ersten Stufe der Kaskade ein einziges Strömungsleitelement auf, insbesondere einen einzigen Massenstromteiler, und in einer zweiten Stufe der Kaskade zwei Strömungsleitelemente, insbesondere zwei Massenstromteiler, wobei die Strömungsleitelemente der zweiten Stufe der Kaskade vorzugsweise um etwa +/- 90° versetzt orientiert zu dem Strömungsleitelement der ersten Stufe der Kaskade angeordnet sind.
Versetzt orientiert um einen definierten Winkel angeordnet bedeutet dabei im Sinne der Erfindung um einen definierten Winkel verdreht angeordnet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Spinndüse sind in der n-ten Stufe für n>=2 jeweils 2<n 1) Strömungsleitelemente, insbesondere jeweils Massenstromteiler, vorgesehen, die vorzugsweise um jeweils 180°/2<n 1 ) versetzt zu den Strömungsleitelementen der (n-1 )-ten Stufe angeordnet sind, insbesondere symmetrisch versetzt zu diesen. Dadurch kann auf besonders einfache Art und Weise ein Spinnmassenstrom entlang verschiedener Strömungswege geführt werden, insbesondere entlang unterschiedlicher Strömungswege mit einer definierten Weglänge, wobei die jeweilige Weglänge durch jede weitere zusätzliche Kaskadenstufe um einen definierten Betrag verlängert werden kann. Je nach Anordnung der einzelnen Strömungsleitelemente sowie deren Ausgestaltung kann somit auf einfache Art und Weise ein jeweiliger Strömungsweg um eine defi- nierte Weglänge verlängert werden, sodass im Ergebnis die Weglänge wenigstens zweier, vorzugweise sämtlicher Strömungswege eines Spinnmassenströmungskanals einer erfindungsgemäßen Spinndüse gleich eingestellt werden können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Spinndüse be- trägt eine Länge der Strömungsleitkontur mindestens eines Strömungsleitelements der n-ten Stufe in etwa 1/4 oder 1 /4 der Länge der Strömungsleitkontur eines Strömungsleitelementes der (n-1 )-ten Stufe, wobei vorzugsweise eine geometrische Form wenigstens zweier Strömungsleitelemente von benachbarten Kaskadenstufen identisch und/oder selbstähnlich ist. Vorzugsweise gilt diese Beziehung jeweils für alle Strömungsleitele- mente einer Kaskadenstufe, insbesondere für sämtliche Massenstromteiler einer Kaskade.
D.h. vorzugsweise beträgt eine Strömungsleitkontur eines Massenstromteilers der zweiten Kaskadenstufe 1/4 der Länge der Strömungsleitkontur eines Massenstromteilers der ersten Kaskadenstufe.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Spinndüse weist wenigstens ein Strömungsleitelement eine Leitschaufel auf oder ist eine Leitschaufel, vorzugsweise eine einen Spinnmassenstrom zumindest teilweise zur Austrittsöffnung hin leitende Leitschaufel, insbesondere eine einen Spinnmassenstrom zumindest teilweise in radialer Richtung nach innen zur Austrittsöffnung hin leitende Leitschaufel.
D.h. mit anderen Worten, ein Strömungsleitelement einer erfindungsgemäßen Spinndüse kann sowohl als reine Leitschaufel ausgebildet sein oder aber auch einen oder mehrere, als Massenstromteiler wirkende Abschnitte aufweisen und/oder einen oder mehrere Leitschaufelabschnitte. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Spinndüse weist die strömungsführende Struktur wenigstens eines Strömungsbeeinflussungsabschnitts mehrere, konzentrisch zur Austrittsöffnung und in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnete Leitschaufeln auf, deren in radialer Richtung nach innen, zum Auslass des Strömungsbeeinflussungsabschnitts und/oder zur zugehörigen Austrittsöffnung hin liegenden Enden vorzugsweise auf einer Kreisbahn mit einem konstantem Radius angeordnet sind, wobei die Leitschaufeln insbesondere derart ausgebildet und angeordnet sind, dass ein an den Leitschaufeln entlangströmender Spinnmassenstrom die Leit- schaufeln jeweils mit einer tangentialen Richtung, bezogen auf den Auslass des Strö- mungsbeeinflussungsabschnitts und/oder die zugehörige Austrittsöffnung, verlässt.
Vorzugsweise sind die Enden der Leitschaufeln dabei konzentrisch zum Auslass des Strömungsbeeinflussungsabschnitts, insbesondere konzentrisch zur Austrittsöffnung angeordnet.
Mit einer derartigen Anordnung von Leitschaufeln lässt sich eine besonders gleichmäßige und insbesondere eine gleichgerichtete Spinnmassenströmung zum Auslass des Strömungsbeeinflussungsabschnitts erreichen und damit, bei einer entsprechenden Ausgestaltung des zugehörigen Austrittsabschnitts des Spinnmassenströmungskanals eine besonders gleichmäßige Spinnmassenströmung zur zugehörigen Austrittsöffnung.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Spinndüse weist eine erfindungsgemäße Spinndüse eine oder mehrere auf einer von der Strömungsleit- kontur abgewandten Seite wenigstens eines Strömungsleitelementes der höchsten Kaskadenstufe angeordnete Leitschaufeln auf, wobei vorzugsweise wenigstens eine Leitschaufel einstückig und/oder integral mit einem Strömungsleitelement der höchsten Kaskadenstufe ausgebildet ist.
Vorzugsweise sind dabei sämtliche Leitschaufeln auf der von der Strömungsleitkontu abgewandten Seite wenigstens eines Strömungsleitelementes angeordnet und insbe sondere jeweils einstückig und/oder integral mit dem jeweiligen, benachbarten Strömungsleitelement ausgebildet. Eine besonders vorteilhafte strömungsführende Struktur ergibt sich dabei, wenn die jeweiligen Strömungsleitelemente der höchsten Kaskadenstufe dabei als Massenstromteiler, insbesondere als jeweils halbierende Massenstrom- teiler ausgebildet sind, welche jeweils an ihrer von der Strömungsleitkontur abgewandten Seite, d.h. an ihrer Rückseite, einen Leitschaufelabschnitt aufweisen, der insbesondere einstückig, d.h. integral, jeweils mit einem, den Massenstromteiler bildenden Abschnitt des Strömungsleitelementes ausgebildet ist. D.h. mit anderen Worten, die Strömungsleitelemente der höchsten Kaskadenstufe sind insbesondere als Massenstromteiler ausgebildete Strömungsleitelemente, welche vorzugsweise auf der von der Strömungsleitkontur abgewandten Seite einen als Leitschaufel ausgebildeten Abschnitt aufweisen. Mithilfe derartiger Strömungsleitelemente kann besonders bauraumsparend eine vorteilhafte strömungsführende Struktur bereitgestellt werden.
In einigen Fällen hingegen kann es vorteilhafter sein, ein oder mehrere Leitschaufeln separat von den Strömungsleitelementen der höchsten Kaskadenstufe auszubilden. Eine strömungsführende Struktur einer erfindungsgemäßen Spinndüse kann alternativ und/oder zusätzlich auch ein oder mehrere in Strömungsrichtung nach einer oder mehreren Leitschaufeln angeordnete, als Massenstromteiler ausgebildete Strömungsleitelemente aufweisen oder lediglich als Leitschaufeln ausgebildete Strömungselemente. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Spinndüse weist die strömungsführende Struktur wenigstens eines Strömungsbeeinflussungsabschnitts wenigstens ein Stauelement auf, das durch eine sich von der Bodenfläche bis zur Deckenfläche des Strömungsbeeinflussungsabschnitts erstreckende Wandung gebildet ist mit mehreren, durch die Wandung hindurchverlaufenden Durchströmöffnungen. Vor- zugsweise weist dabei wenigstens ein Stauelement eine sich senkrecht zur Bodenfläche und/oder zur Deckenfläche erstreckende Wandung mit einer oder mehreren Durch- Strömöffnungen mit einem rechteckigen Querschnitt und/oder einem bogenförmigen Verlauf durch die Wandung hindurch auf.
Eine oder mehrere Durchströmöffnungen können auch einen kreiszylindrischen oder ovalzylindrischen oder sich in Durchströmrichtung konusförmig und/oder trompetenför- mig verändernden, sich verjüngenden oder erweiternden Querschnitt aufweisen oder eine davon abweichende Querschnittsgeometrie. Besonders bevorzugt sind sämtliche Durchströmöffnungen dabei derart zueinander orientiert innerhalb der Warnung angeordnet, dass ein Durchströmen der Durchströmöffnungen zu einer Gleichrichtung der Spinnmassenströmung führt. Dies kann beispielsweise durch senkrecht zur Wandung oder jeweils in parallelen Bogen verlaufende Durchströmöffnungen mit einem identischen Krümmungsverlauf erreicht werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Spinndüse weist die strömungsführende Struktur wenigstens eines Strömungsbeeinflussungsabschnitts ein durch einen Kreiszylindermantel gebildetes Stauelement auf, welches vorzugweise konzentrisch zum Auslass des Strömungsbeeinflussungsabschnitts und/oder konzentrisch zur Austrittsöffnung und/oder konzentrisch zu einer zugehörigen Austrittsöffnung und/oder zu einer zugehörigen Austrittsachse angeordnet ist.
Vorzugsweise weist wenigstens ein Strömungsbeeinflussungsabschnitt ein Stauelement auf, das durch eine vertikale Wandung gebildet ist, welche sich von der Bodenfläche des Strömungsbeeinflussungsabschnitts bis zur Deckenfläche des Strömungsbeeinflus- sungsabschnitts erstreckt und eine Vielzahl an innerhalb der Wandung angeordneten und in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordneten Durchströmöffnungen aufweist, welche jeweils eine Querschnittsbreite von etwa 5-20μηι, vorzugsweise von etwa 10-15μηι aufweisen. Dadurch kann in Strömungsrichtung vor dem Stauelement ein Staudruck erhöht werden und eine Vergleichmäßigung des Spinnmassenstroms und/oder eines Stützmittel- oder Fällmittelmassenstroms erreicht werden.
Insbesondere können mit einem derartigen Stauelement hohe Schergeschwindigkeiten von über 500 1 /s und sogar von über 1000 1 /s erreicht werden.
Vorzugsweise weist wenigstens eine strömungsführende Struktur wenigstens eines Strömungsbeeinflussungsabschnitts dabei ein in radialer Richtung innerhalb des inners- ten Strömungsleitelementes angeordnetes Stauelement auf, wobei vorzugsweise wenigstens eine strömungsführende Struktur ein in radialer Richtung innerhalb einer Kaskade von Strömungsleitelementen angeordnetes Stauelement aufweist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Spinndüse weist die strömungsführende Struktur wenigstens eines Strömungsbeeinflussungsabschnitts wenigstens ein, von einer den Strömungsbeeinflussungsabschnitt durchströmenden Spinnmasse zu überströmendes und/oder zu unterströmendes Hindernis auf, wobei sich das Hindernis vorzugsweise von der Bodenfläche und/oder der Deckenfläche des Strö- mungsbeeinflussungsabschnitts in den Strömungsbeeinflussungsabschnitt hineiner- streckt, insbesondere senkrecht, und bis auf einen definierten Spalt an die Deckenfläche und/oder die Bodenfläche heranreicht.
Ist der Strömungsbeeinflussungsabschnitt dabei, bezogen auf einen funktionsgemäßen Verwendungszustand der Spinndüse, horizontal orientiert angeordnet, erstreckt sich das zu überströmende und/oder das zu unterströmende Hindernis vorzugsweise in vertikaler Richtung.
Ein derartiges zu unterströmendes und/oder zu überströmendes Hindernis kann beispielsweise durch einen sich von der Bodenfläche und/oder der Deckenfläche des Strö- mungsbeeinflussungsabschnitts in den Strömungsbeeinflussungsabschnitt hineinerstreckten Zylindermantel gebildet sein oder einen entsprechenden Zylindermantelabschnitt aufweisen, insbesondere einen kreiszylindermantelförmigen Abschnitt.
Durch das Überströmen und/oder Unterströmen eines vorbeschrieben ausgebildeten Hindernisses kann auf besonders einfache Art und Weise eine (weitere) Vergleichmäßigung des Spinnmassenstroms erreicht werden, insbesondere kann ein definierter Spinnmassenstrom eingestellt werden. In Verbindung mit einer zugehörigen, geeigneten Geometrie der Austrittsöffnung, insbesondere einer geeigneten, definierten Spaltbreite der Austrittsöffnung, kann infolgedessen gezielt eine gewünschte Schichtdicke einer aus der zugehörigen Austrittsöffnung zu extrudierenden Spinnmasse eingestellt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Spinndüse weist die strömungsführende Struktur wenigstens eines Strömungsbeeinflussungsabschnitts einen mittels Mikrostrukturtechnik strukturierten, plattenförmigen Körper auf, insbesondere eine mittels Mikrostrukturtechnik strukturierte Platte oder ist durch eine mittels Mikro- Strukturtechnik strukturierte Platte gebildet.
Vorzugsweise weist der strukturierte, plattenförmige Körper und/oder die strukturierte Platte dabei einen Wafer auf oder ist aus einem oder mehreren Wafern hergestellt. Besonders bevorzugt ist der gesamte Strömungsbeeinflussungsabschnitt durch einen mittels Mikrostrukturtechnik strukturierten, plattenförmigen Körper gebildet und/oder durch eine mittels Mikrostrukturtechnik strukturierte Platte, wobei vorzugsweise sämtliche Strömungsbeeinflussungsabschnitte jeweils durch einen entsprechenden Körper und/oder eine entsprechende Platte gebildet sind.
Mithilfe einer derartig hergestellten, erfindungsgemäßen Spinndüse lassen sich Hohlfaser-Kapillarmembranen, insbesondere feinste Hohlfaser-Kapillarmembranen mit einem homogenen Schichtaufbau der einzelnen Schichten und jeweils mit Wanddicken von weniger als 100 nm herstellen, insbesondere mit etwa 50 nm.
Die Herstellung von strukturierten, plattenförmigen Körpern mittels Mikrostrukturtechnik, insbesondere die Herstellung strukturierter Platten mittels Mikrostrukturtechnik, ist aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Nähere Ausführungen, wie strukturierte, plattenförmige Körper und/oder strukturierte Platten mittels Mikrostrukturtechnik herge- stellt werden können, die sich zum Einsatz in einer erfindungsgemäßen Spinndüse eignen, können der EP 2 1 12 556 A1 entnommen werden, auf welche in diesem Zusam- menhang hiermit explizit verwiesen wird.
Eine erfindungsgemäße Spinndüse eignet sich insbesondere zur Herstellung von Dialyse-Membranen oder Hohlfaser-Membranen zur Verwendung in Gasaustauschern im Zu- sammenhang mit extrakorporaler Membranoxygenierung sowie für Hohlfasermembranen zur Trennung von Blutplasma von den übrigen Blutbestandteilen, insbesondere zur Herstellung von derartigen, als Kapillarmembranen ausgebildeten Hohlfasermembranen mit Durchmessern von weniger als 500 nm und einer Gesamt-Wandstärke von weniger als 100 nm, insbesondere mit Wandstärken im Bereich von etwa 50 nm.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Spinndüse weist die Spinndüse wenigstens zwei mittels Mikrostrukturtechnik strukturierte Platten auf, wobei die Platten parallel übereinander angeordnet sind und zumindest teilweise durch tempern miteinander verbondet sind. Dadurch kann eine besonders stabile Spinndüse bereitgestellt werden, welche insbesondere sowohl Zug- als auch Druckkräfte aufnehmen kann. Dadurch kann ein für einen gleichmäßigen Spinnmassenfluss nachteiliges „Aufweiten" des Strömungsbeeinflussungsabschnitts, insbesondere ein Abheben der oberen Platte von der unteren Platte, durch die Spinnmassenströmung vermieden werden.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Extrudieren einer Vielzahl an Hohlfasern oder Hohlfasermembranen aus einer oder mehreren Spinnmassen, wobei die Vorrichtung für jede zu extrudierende Hohlfaser oder Hohlfasermembran eine Spinndüse aufweist, weist wenigstens eine erfindungsgemäß ausgebildete Spinndüse auf, wobei vorzugsweise sämtliche Spinndüsen erfindungsgemäß ausgebildet sind.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Extrusion einer Hohlfaser oder einer Hohlfasermembran aus einer oder mehreren Spinnmassen mithilfe einer Spinndüse ist gekennzeichnet durch die Schritte:
- Bereitstellen einer erfindungsgemäß ausgebildeten Spinndüse oder einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung, Bereitstellen einer oder mehrerer Spinnmassen und gegebenenfalls eines oder mehrerer Stützmittel und/oder Fällmittel,
- Zuführen der Spinnmassen und gegebenenfalls von Stützmittel und/oder Fällmittel zur bereitgestellten Spinndüse oder zur bereitgestellten Vorrichtung,
- Einbringen der Spinnmassen und gegebenenfalls des Stützmittels und/oder Fällmittels über die zugehörigen Eingangsöffnungen in die bereitgestellte Spinndüse oder die bereitgestellte Vorrichtung, und
Extrudieren der Hohlfaser oder der Hohlfasermembran mittels der bereitgestellten Spinndüse oder der bereitgestellten Vorrichtung.
Gegebenenfalls können weitere Schritte zur Nachbehandlung der extrudierten Hohlfaser oder der extrudierten Hohlfasermembran durchgeführt werden, wie beispielsweise das Einbringen der extrudierten Hohlfaser oder der extrudierten Hohlfasermembran in ein Fällbad oder dergleichen.
Zur Extrusion mehrerer Hohlfasern oder mehrere Hohlfasermembranen gleichzeitig können mehrere Spinndüsen gleichzeitig verwendet werden oder eine entsprechende Vorrichtung, die mehrere erfindungsgemäß Spinndüsen aufweist, eingesetzt werden. Ein erfindungsgemäßer Filter, insbesondere ein Dialysator, ein Plasmaaustauschfilter oder Filter für die extrakorporale Membranoxygenierung wird hergestellt mittels einer erfindungsgemäßen Spinndüse, mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung oder mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen und aus der Beschreibung auch aus den Figuren hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren, in Form von Unterkombinationen bei einer Ausgestaltung der Erfindung verwirklicht sein können, sofern dies technisch sinnvoll ist. Die Erfindung wird im Folgenden anhand von nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen, die in den Figuren schematisch dargestellt sind, näher erläutert, wobei bei Bau- teile mit gleicher Funktion die gleichen Bezugszeichen aufweisen, falls dies nicht anders beschrieben wird oder sich nichts Anderes aus dem Kontext ergibt. In den Figuren zeigen wenigstens teilweise schematisch: ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Spinndüse in Prinzipdarstellung im Querschnitt entlang der Schnittebene A-A', ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Spinndüse in Prinzipdarstellung im Querschnitt, einen vergrößerten Ausschnitt der Schnittdarstellung aus Fig. 1 im Bereich des Stauelements und dem vertikalen Hindernis in schräger Ansicht auf die Schnittebene mit symbolisiertem Spinnmassenfluss, Fig. 4 die erfindungsgemäße Spinndüse aus Fig. 1 in perspektivischer Darstellung,
Fig. 5 in Prinzipdarstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer Ausgestaltung eines Strömungsbeeinflussungsabschnitts zur Strömungsbeeinflussung der ersten Spinnmasse der mittels Mikrostrukturtechnik hergestellten, strukturier- ten Platte der erfindungsgemäßen Spinndüse aus Fig. 1 ,
Fig. 6 in Prinzipdarstellung ein zweites Ausführungsbeispiel einer Ausgestaltung eines Strömungsbeeinflussungsabschnitts zur Strömungsbeeinflussung der ersten Spinnmasse einer mittels Mikrostrukturtechnik hergestellten, struktu- rierten Platte für eine erfindungsgemäße Spinndüse, und
Fig. 7 in Prinzipdarstellung ein Massenstromteiler gemäß einer geschweiften Klammer. Figur 1 zeigt in Schnittdarstellung schematisch den Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Spinndüse 10, welche aus einer mikrostrukturierten Deckplatte 15 vier darunter angeordneten, mittels Mikrostrukturtechnik strukturierten Platten 17, 18, 19 und 20 gebildet ist, welche jeweils aus Silizium-Wafern hergestellt worden sind. In einer anderen Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Spinndüse kann unterhalb der Platte 20 noch eine Bodenplatte vorgesehen sein. Es kann auch oberhalb der Deckplatte 15 eine weitere Stützplatte vorgesehen sein.
Die erfindungsgemäße Spinndüse 10 ist dabei zur Extrusion einer Hohlfaser- Kapillarmembranen aus drei Spinnmassenschichten im Nass-in-Nass-Spinnverfahren ausgebildet, wobei die Spinndüse insgesamt vier Eingangsöffnungen 1 1 , 12, 13 und 14 aufweist (vgl. Figur 4), die an einer Oberseite der Spinndüse 10, bezogen auf einen funktionsgemäßen Verwendungszustand der Spinndüse 10 angeordnet sind.
Die Eingangsöffnungen 12, 13 und 14 sind dabei zur Zufuhr jeweils einer Spinnmasse vorgesehen, während die Eingangsöffnung 1 1 zur Zufuhr eines Fällmittels zur Verfesti- gung der aus der Düse austretenden Hohlfasermembran vorgesehen ist.
Ferner weist die Spinndüse für jede zu extrudierende Spinnmasse einen zugehörigen Austrittsabschnitt 12B, 13B und 14B auf mit jeweils einer hier nicht näher bezeichneten Austrittsöffnung am Ende des jeweiligen Austrittsabschnitts 12B, 13B und 14B an einer Unterseite der Spinndüse 10, wobei die Austrittsabschnitte 12B, 13B und 14B vor dem Austritt aus der Spinndüse 10 schrittweise zusammengeführt werden, sowie einen Austrittsabschnitt 1 1 B mit einer ebenfalls an der Unterseite der Spinndüse 10 angeordneten Austrittsöffnung am Ende des Austrittsabschnitts 1 1 B für das Fällmittel. Die Eingangsöffnungen 1 1 , 12, 13 und 14 sind dabei jeweils über einen Spinnmassen- Strömungskanal bzw. einen Fällmittelmassenströmungskanal mit den zugehörigen Austrittsöffnungen verbunden, wobei die Austrittsöffnungen konzentrisch zu einer gemeinsamen Düsenaustrittsachse A, entlang derer die einzelnen Spinnmassen und das Fällmittel aus der Spinndüse 10 austreten können, angeordnet sind.
Der Fällmittelmassenströmungskanal weist dabei, wie jeweils sämtliche der Spinnmas- senströmungskanäle einen Zuführabschnitt 1 1 A auf, wobei in Figur 1 nur der Zuführabschnitt 13A, welcher mit der Spinnmassen-Eingangsöffnung 13 verbunden ist, erkennbar ist. Um eine besonders gleichmäßig ausgebildete Hohlfaser-Kapillarmembran zu erzeugen, insbesondere mit einer in Umfangsrichtung besonders gleichmäßigen Wandstärke der einzelnen Spinnmassenschichten, sowie insbesondere einer gleichmäßigen Wandstärke über deren Länge sowie eine Hohlfasermembran, deren einzelne Membranschichten nahezu keine Konzentrizitätsfehler aufweisen, ist in jedem Massenströmungskanal je- weils zwischen dem zugehörigen Zuführabschnitt und dem jeweiligen Austrittsabschnitt 1 1 B, 12B, 13B, 14B jeweils ein nicht näher bezeichneter Strömungsbeeinflussungsab- schnitt vorgesehen, welcher jeweils durch die zugehörige, mikrostrukturierte Platte 17, 18, 19 bzw. 20 gebildet ist. Dabei ist der Strömungsbeeinflussungsabschnitt zur Beeinflussung der Fällmittelmassenströmung durch die mikrostrukturierte Platte 17 gebildet, der Strömungsbeeinflus- sungsabschnitt zur Beeinflussung der ersten, über die Eingangsöffnung 12 in die Spinndüse einbringbare Spinnmasse durch die mikrostrukturierte Platte 18, der Strömungsbe- einflussungsabschnitt zu Beeinflussung der Spinnmassenströmung der zweiten Spinn- masse, welche durch die Eingangsöffnung 13 einbringbar ist, durch die mikrostrukturierte Platte 19 und der Strömungsbeeinflussungsabschnitt für die dritte Spinnmasse, welche über die Eingangsöffnung 14 in die Spinndüse 10 eingebracht werden kann, wird entsprechend durch die mikrostrukturierte Platte 20 gebildet. Sämtliche Strömungsbeeinflussungsabschnitte der in Figur 1 dargestellten erfindungsgemäßen Spinndüse 10 sind dabei derart ausgebildet, dass eine den zugehörigen Strömungskanal durchströmende Masse mittels einer strömungsführenden Struktur derart beeinflusst wird, dass die den Strömungskanal durchströmende Masse zumindest teilweise entlang wenigstens zweier verschiedener Strömungswege strömt, wobei sämtliche Strömungswege vom Einlass in den zugehörigen Strömungsbeeinflussungsabschnitt bis zur zugehörigen Austrittsöffnung der jeweiligen Masse eine gleiche Weglänge aufwei- sen, wobei sich bei der in Figur 1 beispielhaft dargestellten erfindungsgemäßen Spinndüse 10 die jeweiligen Austrittsöffnungen für alle Massen an der Unterseite der Spinndüse 10 befinden. Zur vorbeschriebenen, erfindungsgemäßen Beeinflussung der jeweiligen Massenströmung weisen sämtliche der mikrostrukturierten Platten 17, 18, 19 und 20 der in Figur 1 dargestellten, erfindungsgemäßen Spinndüse 10 eine Vielzahl an, in Figur 1 nur schematisch angedeutet dargestellten Strömungsleitelementen 21 , 22, 25, 27, 29, 30, 33 und 34 auf, welche bei diesem Ausführungsbeispiel insbesondere als Massenstromteiler ausgebildet sind und jeweils einen ankommenden Massenstrom halbieren können.
Ferner weist jeder Strömungsbeeinflussungsabschnitt bzw. jede mikrostrukturierte Platte 17, 18, 19, 20 ein Stauelement 23, 26, 31 bzw. 35 auf, welches mehrere gleichmäßig, innerhalb des Stauelementes 23, 26, 31 bzw. 35 angeordnete, hier nicht näher bezeich- nete Durchströmöffnungen 70 (vgl. Figur 3) aufweist, durch welche der jeweilige Massenstrom hindurch strömen muss, um zur zugehörigen Austrittsöffnung zu gelangen.
Sämtliche Strömungsbeeinflussungsabschnitte werden dabei durch ein von einer ebenen Bodenfläche, einer ebenen Deckenfläche sowie senkrecht dazu orientierte Seitenflächen begrenztes Volumen gebildet, wobei sich bei diesem Ausführungsbeispiel sämtliche Strömungsleitelemente 21 , 22, 25, 27, 29, 30, 33 und 34 jeweils senkrecht von der jeweils zugehörigen Bodenfläche bis zur zugehörigen Deckenfläche des jeweiligen Strö- mungsbeeinflussungsabschnitts erstrecken. Die Stauelemente 23, 26, 31 und 35 sind dabei jeweils durch einen Kreiszylindermantel gebildet und erstrecken sich ebenfalls senkrecht von der jeweils zugehörigen Bodenfläche des jeweiligen Strömungsbeeinflussungsabschnitts bis zur jeweils zugehörigen Deckenfläche, wobei die Stauelemente 23, 26, 31 und 35 in diesem Fall mehrteilig ausgebildet sind und durch einen der jeweils oberen, die Deckenfläche des zugehörigen Strö- mungsbeeinflussungsabschnitts bildenden Platte zugeordneten Vorsprung und einen jeweils der unteren, die Bodenfläche des zugehörigen Strömungsbeeinflussungsab- schnitts bildenden Platte zugeordneten Vorsprung aufweisen. Um ein „Aufweiten" des Strömungsbeeinflussungsabschnitts, insbesondere ein Abheben der oberen Platte von der unteren Platte, durch die Spinnmassenströmung zu vermeiden, sind die beiden Vorsprünge jeweils durch tempern miteinander verbündet.
Bevor der jeweilige Massenstrom nach dem Austritt aus den Durchströmöffnungen der Stauelemente 23, 26, 31 und 35 in den jeweils zugehörigen Austrittsabschnitt 1 1 B, 12B, 13B oder 14B gelangt, muss der Massenstrom jeweils ein sich bei diesem Ausführungsbeispiel jeweils von der Bodenfläche senkrecht bis auf einen Spalt an die zugehörige Deckenfläche heran erstreckendes, vertikales Hindernis 24, 28, 32 bzw. 36 überströmen, um dann letztendlich den jeweils zugehörigen Austrittsabschnitt bis zur zugehörigen Austrittsöffnung an der Unterseite der Spinndüse 10 durchströmen zu können.
Dies wird insbesondere anhand von Figur 3 deutlich, welche einen vergrößerten Aus- schnitt der Schnittdarstellung aus Figur 1 im Bereich des Stauelements 31 und dem vertikalen Hindernis 32 in schräger Ansicht auf die Schnittebene mit durch Pfeile symbolisiertem Spinnmassenfluss 42 für die zweite Spinnmasse zeigt mit einer Bondfläche 71 in der Mitte des Stauelementes 31 unterhalb der Durchströmöffnungen 70 zwischen der oberen Platte 18 und der unteren Platte 19.
Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Spinndüse 1 in Prinzipdarstellung im Querschnitt, wobei diese Spinndüse neben der Deckplatte 15 nur drei mikrostrukturierte Platten 17, 18 und 19 aufweist und somit nur zur Herstellung einer Hohlfasermembran aus zwei Spinnmassen ausgebildet ist. Dabei dient die oberste Platte 17, wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Spinndüse 10, ebenfalls zur Strömungsbeeinflussung der Fällmittelmassenströmung und die Platten 18 und 19 jeweils zur Strömungsbeeinflussung einer Spinnmassenströmung.
Ein weiterer Unterschied zur der Spinndüse 10 aus Figur 1 ist, dass bei der in Figur 2 dargestellten Spinndüse 1 die Austrittsabschnitte 12B und 13B für die einzelnen Spinnmassen nicht innerhalb der Düse zusammengeführt werden, sondern bis zum Düsen- austritt jeweils separat verlaufen. D.h. diese Spinndüse 1 ermöglicht keine Nass-in-Nass- Zusammenführung der einzelnen Spinnmassen, sondern ist zur sogenannten Trockenzusammenführung ausgebildet, bei welcher die einzelnen Spinnmassen erst nach dem Austritt aus der Spinndüse miteinander in Kontakt gebracht werden.
Figur 5 zeigt in Prinzipdarstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer Ausgestaltung eines Strömungsbeeinflussungsabschnitts zur Strömungsbeeinflussung der ersten Spinnmasse für die mittels Mikrostrukturtechnik hergestellte, strukturierte Platte 18 der erfindungsgemäßen Spinndüse aus Figur 1 , welche den Strömungsbeeinflussungsab- schnitt für die erste, über die Eingangsöffnung 12 in die Spinndüse 10 einbringbare Spinnmasse bildet, wobei die Spinnmassenzufuhr bezogen auf die Darstellung in Figur 5 unten in der Mitte erfolgt. D.h. der Einlass des Strömungsbeeinflussungsabschnitts, welcher durch die mikrostrukturierte Platte 18 gebildet ist, befindet sich unten in der Mitte, insbesondere hier in der Deckenfläche der Platte 18, welche insbesondere durch eine Unterseite der darüber liegenden Platte 17 gebildet wird.
Der Strömungsbeeinflussungsabschnitt weist eine Vielzahl an jeweils symmetrisch zu einer sich senkrecht zur Bodenfläche des Strömungsbeeinflussungsabschnitts erstreckenden ersten Symmetrieebene ausgebildeten Strömungsleitelementen 25, 27, 51 , 52, 53 und 54 auf, welche jeweils zumindest teilweise als Massenstromteiler ausgebildet sind und als Strömungsleitkontur jeweils eine gerade Anströmkante aufweisen, die eine Aufteilung der Strömung in zwei Hälften bewirkt, insbesondere eine Halbierung.
In einigen Anwendungsfällen kann es vorteilhaft sein, wenn bei einer erfindungsgemä- ßen Spinndüse wenigstens ein Massenstromteiler statt einer geraden Strömungsleitkontur, d.h. statt einer geraden Anströmkante, eine Strömungsleitkontur aufweist, die ähnlich oder gemäß einer geschweiften Klammer ausgebildet ist, wobei vorzugsweise die Spitze in der Mitte der Klammer entgegen der Strömungsrichtung der Spinnmassenströmung orientiert ist, d.h. der anströmenden Spinnmasse zugewandt ist.
Die Strömungsleitelemente 25, 27, 51 , 52, 53 und 54 des in Figur 5 schematisch darge- stellten Strömungsbeeinflussungsabschnitts bilden dabei eine Kaskade, in diesem Fall eine 3-stufige Kaskade, mit welcher die zugeführte Spinnmassenströmung 41 stufenweise geteilt werden kann. Dabei weist die erste Stufe der Kaskade lediglich ein einziges Strömungsleitelement 27 in Form eines Massenstromteilers 27 auf, welcher den Spinnmassenstrom 41 der ersten Spinnmasse 41 in einen ersten Teil 41 A, insbesondere eine erste Hälfte 41 A, und einen zweiten Teil 41 B, insbesondere eine zweite Hälfte 41 B, aufteilt, so dass die Spinnmasse 41 entlang zweier unterschiedlicher Strömungswege 72A und 72B in Richtung Austritts- abschnitt 12B geführt wird.
Die zweite Stufe der Kaskade weist zwei Massenstromteiler 25 und 50 auf, welche die ankommende Spinnmasse 41 A bzw. 41 B wiederum aufteilen, so dass die Spinnmasse 41 nun entlang von vier Strömungswegen in Richtung Austrittsabschnitt 12B geführt wird, wobei die Länge der Strömungsleitkontur der beiden Massenstromteiler 25 und 50 bei diesem Ausführungsbeispiel jeweils genau 1 /4 der Länge der Strömungsleitkontur des Massenstromteiler 27 der vorherigen, in diesem Fall der ersten Kaskadenstufe aufweist, und wobei die beiden Massenstromteiler 25 und 50 der zweiten Stufe der Kaskade um jeweils 90° versetzt zu dem Massenstromteiler 27 der ersten Stufe der Kaskade ori- entiert angeordnet sind.
Die dritte Stufe der Kaskade wird durch insgesamt vier Massenstromteiler 51 , 52, 53, und 54 gebildet, welche um jeweils 45° versetzt zu den beiden Massenstromteilern 25 und 50 der zweiten Kaskadenstufe angeordnet sind und deren Länge der Strömungskon- tur jeweils ebenfalls genau 1 /4 der Länge der Strömungskontur der Massenstromteiler 25 und 50 der vorherigen, zweiten Kaskadenstufe beträgt.
Die Aufteilung des Spinnmassenstroms 41 setzt sich dabei mit jeder Kaskadenstufe fort, so dass die Spinnmasse 41 im Ergebnis bei einem gemäß Figur 5 ausgebildeten Strö- mungsbeeinflussungsabschnitt entlang von wenigstens 8 Strömungswegen in Richtung Austrittsabschnitt 12B geführt wird. Weiter in Strömungsrichtung ist außerdem ein Stauelement 26 vorgesehen, welches hier nicht erkennbar dargestellte Durchströmöffnungen aufweist (vgl. Figur 3), durch welche der jeweilige Massenstrom hindurchtreten muss, um zum zugehörigen Austrittsabschnitt 12B und weiter zur zugehörigen Austrittsöffnung der Spinndüse zu gelangen. Mithilfe eines derartigen Stauelementes 26 kann neben einer weiteren Vergleichmäßigung der Massenströmung eine Gleichrichtung der Massenströmung erreicht werden und eine besonders gleichmäßige Massenzufuhr erreicht werden. Durch entsprechende Durchströmöffnungen im Stauelement 26 kann die Anzahl der Strömungswege noch weiter erhöht werden.
Nach dem Stauelement 26 weist der Strömungsbeeinflussungsabschnitt ferner noch ein vertikales Hindernis auf (vgl. Figur 3, Bezugszeichen 32), welches jedoch in Figur 5 nicht erkennbar dargestellt ist.
Mithilfe eines vorbeschriebenen, erfindungsgemäß ausgestalteten Strömungsbeeinflus- sungsabschnitts kann, ein Massenstrom entlang mehrerer, unterschiedlicher Strömungswege 72A, 72B vom Einlass des Strömungsbeeinflussungsabschnitts derart zum Auslass des Strömungsbeeinflussungsabschnitts bzw. zur zugehörigen Austrittsöffnung geführt werden, dass sämtliche Anteile des Massenstroms bzw. sämtliche Strömungswege, entlang welcher der Massenstrom geleitet wird, eine gleiche Weglänge aufweisen.
Figur 6 zeigt in Prinzipdarstellung ein zweites Ausführungsbeispiel einer Ausgestaltung eines Strömungsbeeinflussungsabschnitts zur Strömungsbeeinflussung der ersten Spinnmasse einer mittels Mikrostrukturtechnik hergestellten, strukturierten Platte 18' für eine erfindungsgemäße Spinndüse.
Der in Figur 6 schematisch dargestellte Strömungsbeeinflussungsabschnitt weist im Vergleich zu dem Strömungsbeeinflussungsabschnitt aus Figur 5 weitere Strömungsleitele- mente 55 und 56 auf, welche mit den Strömungsleitelementen 25, 27, 51 , 52, 53 und 54 eine 5-stufige Kaskade bilden, mit welcher die zugeführte Spinnmassenströmung 41 ebenfalls stufenweise geteilt werden kann. Dadurch kann die Spinnmasse 41 im Ergebnis entlang von wenigstens 32 Strömungswegen in Richtung Austrittsabschnitt 12B geführt werden. Die ersten drei Stufen der Kaskade sind dabei wie dem anhand von Figur 5 beschriebenen Strömungsbeeinflussungsabschnitt ausgebildet.
Die vierte Stufe der Kaskade wird durch insgesamt acht Strömungsleitelemente in Form von Massenstromteilern 55 gebildet, welche jeweils um 22,5° versetzt zu den Massen- stromteilern 51 , 52, 53 und 54 der vorherigen, dritten Kaskadenstufe angeordnet sind und deren Strömungsleitkonturlänge ebenfalls genau 1 /4 der Strömungsleitkonturlänge der Massenstromteiler der vorherigen Kaskadenstufe beträgt.
Die fünfte Kaskadenstufe weist Strömungsleitelementen 56 auf, welche ebenfalls als Massenstromteiler ausgebildete Strömungsleitkonturen aufweisen, wobei insgesamt 16 Strömungsleitelemente 56 in der fünften Kaskadenstufe vorgesehen sind, welche jeweils in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt auf einem gemeinsamen Radius konzentrisch zum zugehörigen Austrittsabschnitt 12B angeordnet sind und jeweils ebenfalls gleichmäßig versetzt zu den Massenstromteilern 55 der vierten Kaskadenstufe angeordnet sind.
Im Unterschied zu den Strömungsleitelementen der vorherigen Kaskadenstufe weisen die Strömungsleitelemente 56 der fünften Kaskadenstufe auf einer von der Anströmkante abgewandten Seite, d.h. an ihrer Rückseite, einen sich in radialer Richtung nach innen erstreckenden, länglichen Abschnitt auf.
In einigen Anwendungsfällen hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Strömungsleitelemente der innersten Kaskadenstufe, zumindest einige, insbesondere einige Strömungsleitelemente 56 der fünften Kaskadenstufe bei einer 5-stufigen Kaska- de, eine ähnlich oder gemäß einer geschweiften Klammer ausgebildete Strömungsleitkontur aufweisen und auf der abgewandten Seite der Strömungsleitkontur keine symmet- risch ausgebildete und symmetrisch angeordnete Geometrie, sondern jeweils einen asymmetrisch ausgebildeten Leitschaufelabschnitt.
Vorzugsweise sind dabei die in radialer Richtung nach innen zeigenden Enden der ein- zelnen Leitschaufeln jeweils auf einer Kreisbahn konzentrisch zum Austrittsabschnitt 12B angeordnet und derart ausgebildet, dass eine zwischen den Leitschaufelabschnitten in nach innen austretende Massenströmung wenigstens einen Leitschaufelabschnitt in tangentialer Richtung, bezogen auf den zugehörigen Austrittsabschnitt 12B verlässt. Wie anhand der Figuren 5 und 6 gut erkennbar ist, wird der in den Strömungsbeeinflus- sungsabschnitt eingebrachte Spinnmassenstrom im Strömungsbeeinflussungsabschnitt der mikrostrukturierten Platte 18 dabei zum einen in mehrere Spinnmassenstromanteile aufgeteilt und mehrfach umgelenkt. Dabei wird die Weglänge der einzelnen Strömungswege, insbesondere über die jeweiligen Strömungsleitelemente derart gezielt beeinflusst und/oder verändert, dass sich für alle Strömungswege erfindungsgemäß eine gleiche Weglänge einstellt, was insbesondere über die geometrische Ausgestaltung und Anordnung der einzelnen Strömungsleitelemente erreicht wird.
Das Stauelement 26 dient zwar auch zur Beeinflussung der Weglänge der einzelnen Strömungswege, primär jedoch zur einer weiteren Vergleichmäßigung und zur Gleichrichtung des Massenstroms.
Mithilfe der in den Figuren 5 und 6 abgebildeten Ausgestaltungen eines Strömungsbe- einflussungsabschnitts für eine erfindungsgemäße Spinndüse kann insbesondere eine Spinndüse bereitgestellt werden, in deren Spinnmassenströmungskanal sich nahezu keine Totgebiete einstellen.
Es kann eine besonders gleichmäßige und konstante Spinnmassenzufuhr zum zugehörigen Austrittsabschnitt erreicht werden, wodurch die jeweilige Spinnmassenschicht mit einer sehr gleichmäßigen Wandstärke in Umfangsrichtung sowie über die Länge hergestellt werden kann. ln Figur 7 ist ein Massenstromteiler 80 gemäß einer geschweiften Klammer dargestellt. Solche Ausgestaltungen können besonders strömungsgünstig ausgeführt werden. Eine gemäß Figur 1 mit einem Strömungsbeeinflussungsabschnitt gemäß Figur 6 besonders vorteilhaft ausgestaltete, erfindungsgemäße Spinndüse 10 weist für die einzelnen mikrostrukturierten Platten 17, 18, 19 und 20 die in Tabelle 1 angegebenen, vorteilhaften Abmessungen bei unten genannter Zuordnung auf: AStrömE Fläche der Strömungsleitelemente der zugehörigen Platte
AStau E Fläche der Stauelemente der zugehörigen Platte
AAustritt Fläche des Austrittsquerschnitts aus der zugehörigen Platte
Di Innendurchmesser des jeweiligen Austrittsabschnitts
D Außendurchmesser des jeweiligen Austrittsabschnitts
h1 Höhe des jeweiligen Massenstromkanals im Bereich der Strömungsleitelemente 56
h2 Höhe der jeweiligen Durchströmöffnungen
12 Länge der jeweiligen Durchströmöffnungen
13 Länge des jeweiligen Austrittsabschnitts
V0 Strömungsgeschwindigkeit beim Verlassen der Abschnitte der Strömungsleitelemente 56 der fünften Kaskadenstufe
V1 Strömungsgeschwindigkeit beim Eintritt in das Stauelement
V2 Strömungsgeschwindigkeit beim Eintritt in den Austrittsabschnitt
S1 Spaltbreite zwischen zwei Strömungsleitelementen 56 am Spaltaustritt
S2 Spaltbreite der Durchströmöffnungen 70
S3 Spaltbreite der jeweiligen Austrittsöffnung bzw. des jeweiligen Austrittsabschnitts Platte 17 Platte 18 Platte 19 Platte 20 vo 710 mm/s 7,5 mm/s 7,5 mm/s 83 mm/s
V1 730 mm/s 23,3 mm/s 15 mm/s 223 mm/s
V2 1270 mm/s 32 mm/s 15 mm/s 223 mm/s
S1 44 μηι 44 μηι 44 μηι 44 μηι
S2 14 μηι 10 μηι 14 μηι 14 μηι
S3 - 10 μηι 20 μηι 50 μηι
Di - 200 μηι 200 μm 200 μm
D 100 μηι 210 μηι 210 μηι 250 μm h1 20 μηι 40 μηι 40 μm 150 μηι h2 14 μηι 10 μm 14 μηι 40 μm
12 - 50 μm 50 μm 50 μηι
13 640 μηι 80 μηι 80 μm 150 μm
AströmE 880 μm2 x 16 1760 μm2 x 16 1760 μηι2 χ 16 6600 μm2 x 16
AstauE 196 μηι2 χ 70 100 μηι2 χ 90 196 μm2 x 70 560 μηι2 χ 70
AAustritt 7854 μm2 6597 μm2 13823 μηι2 39270 μηι2
Tabelle 1 : vortei hafte Abmessungen für eine erfindungsgemäße Spinndüse 10
Die angegebenen Werte beziehen sich dabei auf eine Spinngeschwindigkeit von 300 mm/s mit einer Massenstromzufuhr von 8,75 mg/s für die Spinnmasse der äußersten Hohlfaserschicht, einer Massenstromzufuhr von 0,21 mg/s für den Massenstrom der mittleren Spinnmassenschicht sowie einer Massenstromzufuhr für den Massenstrom der inneren Spinnmassenschicht von 0,21 mg/s und einer Massenstromzufuhr von etwa 10 mg/s für das Fällmittel. Selbstverständlich ist eine Vielzahl an Abwandlungen, insbesondere konstruktiver Art, möglich, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.
Bezuqszeichenliste:
1 , 10 erfindungsgemäße Spinndüse.
1 1 Eingangsöffnung zur Zufuhr eines Fällmittels
1 1 A Zuführabschnitt des Fallmittelmassenströmungskanals
1 1 B Austrittsabschnitt des Fallmittelmassenströmungskanals
12 Eingangsöffnung zur Zufuhr einer ersten Spinnmasse
12B Austrittsabschnitt des ersten Spinnmassenströmungskanals
13 Eingangsöffnung zur Zufuhr einer zweiten Spinnmasse
13A Zuführabschnitt des Spinnmassenströmungskanals der zweiten Spinnmasse 13B Austrittsabschnitt des zweiten Spinnmassenströmungskanals
14 Eingangsöffnung zur Zufuhr einer dritten Spinnmasse
14B Austrittsabschnitt des dritten Spinnmassenströmungskanals
15 Deckplatte
17 mikrostrukturierte Platte mit einem Strömungsbeeinflussungsabschnitt zur Strömungsbeeinflussung einer Fällmittelmassenströmung
18, 18' mikrostrukturierte Platte mit einem Strömungsbeeinflussungsabschnitt zur Strömungsbeeinflussung der ersten Spinnmasse
19 mikrostrukturierte Platte mit einem Strömungsbeeinflussungsabschnitt zur Strö- mungsbeeinflussung einer zweiten Spinnmasse
20 mikrostrukturierte Platte mit einem Strömungsbeeinflussungsabschnitt zur Strömungsbeeinflussung einer dritten Spinnmasse
21 Strömungsleitelement
22 Strömungsleitelement
23 Stauelement
24 vertikales Hindernis
25 Strömungsleitelement; Massenstromteiler der 2. Kaskadenstufe
26 Stauelement
27 Strömungsleitelement; Massenstromteiler der 2. Kaskadenstufe
28 vertikales Hindernis
29 Strömungsleitelement 30 Strömungsleitelement
31 Stauelement
32 vertikales Hindernis
33 Strömungsleitelement
34 Strömungsleitelement
35 Stauelement
36 vertikales Hindernis
41 Spinnmassenstrom der ersten Spinnmasse
41 A erster Teil des Spinnmassenstroms der ersten Spinnmasse
41 A zweiter Teil des Spinnmassenstroms der ersten Spinnmasse
42 Spinnmassenstrom der zweiten Spinnmasse
50 Strömungsleitelement; Massenstromteiler der zweiten Kaskadenstufe
51 Strömungsleitelement; Massenstromteiler der dritten Kaskadenstufe
52 Strömungsleitelement; Massenstromteiler der dritten Kaskadenstufe 53 Strömungsleitelement; Massenstromteiler der dritten Kaskadenstufe
54 Strömungsleitelement; Massenstromteiler der dritten Kaskadenstufe
55 Strömungsleitelement; Massenstromteiler der vierten Kaskadenstufe
56 Strömungsleitelemente der fünften Kaskadenstufe
70 Durchströmöffnungen
71 Bondfläche
72 A erster Strömungsweg
72 B zweiter Strömungsweg
80 Massenstromteiler gemäß einer geschweiften Klammer A Düsenaustrittsachse

Claims

Patentansprüche
1 . Spinndüse (1 , 10) zur Extrusion einer Hohlfaser aus einer oder mehreren Spinnmassen, insbesondere zur Extrusion einer Hohlfasermembran aus einer oder mehreren Spinnmassen, wobei die Spinndüse (1 , 10) für jede zu extrudierende Spinnmasse eine Eintrittsöffnung (12, 13, 14) zum Einbringen der Spinnmasse in die Spinndüse (1 , 10), wenigstens eine Austrittsöffnung zum Austritt einer oder mehrerer Spinnmassen entlang einer Austrittsachse (A) aus der Spinndüse (1 , 10) und wenigstens einen Spinnmassenströmungskanal zum Leiten wenigstens einer zu extrudierenden Spinnmasse von der zugehörigen Eintrittsöffnung (12, 13, 14) zur zugehörigen Austrittsöffnung aufweist, wobei wenigstens ein Spinnmassenströmungskanal einen Strömungsbeeinflussungsabschnitt mit einem Einlass und einem Auslass aufweist, wobei der Strömungsbeeinflussungsabschnitt zur Beeinflussung wenigstens einer den Spinnmassenströmungskanal durchströmenden Spinnmasse (41 , 42) zwischen Einlass und Auslass des Strömungsbe- einflussungsabschnitts eine strömungsführende Struktur (18, 19, 20) aufweist, wobei die strömungsführende Struktur (18, 19, 20) wenigstens eines Strömungs- beeinflussungsabschnitts dazu ausgestaltet ist, die Spinnmassenströmung derart zu beeinflussen, dass die den Spinnmassenströmungskanal durchströmende Spinnmasse den Spinnmassenströmungskanal zumindest teilweise entlang wenigstens zweier verschiedener Strömungswege (72A, 72B) durchströmt, dadurch gekennzeichnet, dass
sämtliche der wenigstens zwei durch den Spinnmassenströmungskanal verlaufenden Strömungswege (72A, 72B) wenigstens eine im Wesentlichen gleiche Weglänge zwischen dem Einlass des Strömungsbeeinflussungsabschnitts und der zugehörigen Austrittsöffnung des Spinnmassenströmungskanals aufweisen.
2. Spinndüse (1 , 10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche der zumindest teilweise wenigstens zwei, durch den Spinnmassenströmungskanal verlaufenden Strömungswege (72A, 72B), vorzugsweise sämtliche Strömungswege (72A, 72B), eine im Wesentlichen gleiche Weglänge zwischen dem Einlass des Strömungsbeeinflussungsabschnitts und dem Auslass des Strömungsbeein- flussungsabschnitts aufweisen.
3. Spinndüse (1 , 10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spinndüse wenigstens eine Eingangsöffnung (1 1 ) zum Einbringen eines Stützmittels und/oder eines Fällmittels in die Spinndüse (1 , 10), wenigstens eine Austrittsöffnung zum Austritt des Stützmittels und/oder des Fällmittels entlang einer Austrittsachse (A) aus der Spinndüse (1 , 10) und wenigstens einen Zuführkanal (1 1 A) zum Leiten des Stützmittels und/oder des Fällmittels von der zugehörigen Eintrittsöffnung (1 1 ) zur zugehörigen Austrittsöffnung aufweist, wobei die Austrittsöffnung des Stützmittels und/oder des Fällmittels vorzugsweise in radialer Richtung innerhalb der innersten Spinnmassen-Austrittsöffnung angeordnet ist und insbesondere konzentrisch zu dieser innersten Spinnmassen-Austrittsöffnung angeordnet und ausgebildet ist.
4. Spinndüse (1 , 10) einem der vorgenannten Ansprüche, dass wenigstens ein Strömungsbeeinflussungsabschnitt senkrecht zur zugehörigen Austrittsachse (A) orientiert angeordnet ist, insbesondere normal zur zugehörigen Austrittsachse (A), bezogen auf eine mittlere Strömungsrichtung einer den Strömungsbeeinflus- sungsabschnitt durchströmenden Spinnmasse (41 , 42).
5. Spinndüse (1 , 10) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, bezogen auf einen funktionsgemäßen Verwendungszustand der Spinndüse (1 , 10), wenigstens eine Eingangsöffnung (1 1 , 12, 13, 14) an einer Oberseite der Spinndüse (1 , 10) angeordnet ist, wobei vorzugsweise sämtliche Eingangsöffnungen (1 1 , 12, 13, 14) an der Oberseite der Spinndüse (1 , 10) angeordnet sind.
6. Spinndüse (1 , 10) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Eingangsöffnung und/oder ein Einlass wenigstens eines Strömungsbeeinflussungsabschnitts, insbesondere der Einlass eines zuge- hörigen Strömungsbeeinflussungsabschnitts, exzentrisch zur zugehörigen Austrittsachse (A) angeordnet ist, und bezogen auf die Austrittsachse (A) insbesondere in radialer Richtung außerhalb von der Austrittsöffnung angeordnet ist.
Spinndüse (1 , 10) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass wenigstens eines Strömungsbeeinflussungsabschnitts konzentrisch zur zugehörigen Austrittsachse (A) angeordnet ist, wobei der Auslass wenigstens eines Strömungsbeeinflussungsabschnitts vorzugsweise kongruent zur zugehörigen Austrittsöffnung ausgebildet ist und insbesondere in Richtung der Oberseite der Spinndüse (1 , 10) parallel zur zugehörigen Austrittsöffnung angeordnet ist.
Spinndüse nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die strömungsführende Struktur (17, 18, 19, 20) wenigstens eines Strö- mungsbeeinflussungsabschnitts ein oder mehrere Strömungsleitelemente (21 , 22, 25, 27, 29, 30, 33, 34, 50-56) und/oder ein oder mehrere Stauelemente (23, 26, 31 , 35) aufweist.
Spinndüse (1 , 10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Strömungsleitelement (21 , 22, 25, 27, 29, 30, 33, 34, 50-56) durch eine sich von einer Bodenfläche bis zu einer Deckenfläche des Strömungsbeeinflussungs- abschnitts erstreckende Erhebung mit einer Wandung gebildet ist, insbesondere durch eine Erhebung mit einer sich zumindest teilweise senkrecht zur Bodenfläche und/oder senkrecht zur Deckenfläche des Strömungsbeeinflussungsab- schnitts erstreckenden Wandung, wobei die Wandung zumindest teilweise eine Strömungsleitfläche bildet und eine definierte Strömungsleitkontur aufweist.
Spinndüse (1 , 10) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Strömungsleitelement (21 , 22, 25, 27, 29, 30, 33, 34, 50-56) zumindest teilweise als Massenstromteiler ausgebildet ist oder einen Massenstromteiler bildet, vorzugweise als ein einen Spinnmassenstrom mit einem definierten Ver- hältnis teilender Massenstromteiler, insbesondere als ein den Spinnmassenstrom halbierender Massenstromteiler.
1 1 . Spinndüse (1 , 10) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Strömungsleitelement (21 , 22, 25, 27, 29, 30, 33, 34, 50-56), insbesondere wenigstens ein Massenstromteiler, eine zu einer ersten Symmetrieebene symmetrische Strömungsleitkontur aufweist, wobei sich die erste Symmetrieebene des Strömungsleitelementes vorzugsweise senkrecht zum zugehörigen Strömungsbeeinflussungsabschnitt erstreckt, insbesondere parallel zur zugehörigen Austrittsachse (A).
12. Spinndüse (1 , 10) nach einem der Ansprüche 8 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Strömungsleitelement (21 , 22, 25, 27, 29, 30, 33, 34, 50-56), insbesondere wenigstens ein Massenstromteiler, eine Strömungsleitkontur gemäß einer geschweiften Klammer aufweist.
13. Spinndüse (1 , 10) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die strömungsführende Struktur (17, 18, 19, 20) wenigstens eines Strö- mungsbeeinflussungsabschnitts mehrere, in einer Kaskade angeordnete Strömungsleitelemente (21 , 22, 25, 27, 29, 30, 33, 34, 50-56) aufweist, insbesondere mehrere, in einer Kaskade angeordnete Massenstromteiler, vorzugsweise in einer 3-stufigen Kaskade angeordnete Strömungsleitelemente (21 , 22, 25, 27, 29, 30, 33, 34, 50-54), insbesondere in einer 5-stufigen Kaskade angeordnete Strömungsleitelemente (21 , 22, 25, 27, 29, 30, 33, 34, 50-56).
14. Spinndüse (1 , 10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die strömungsführende Struktur (17, 18, 19, 20) wenigstens eines Strömungsbeeinflus- sungsabschnitts in einer ersten Stufe der Kaskade ein einziges Strömungsleitelement (27) aufweist, insbesondere einen einzigen Massenstromteiler, und in einer zweiten Stufe der Kaskade zwei Strömungsleitelemente (25, 50) , insbesondere zwei Massenstromteiler, wobei die Strömungsleitelemente (25, 50) der zwei- ten Stufe vorzugsweise um etwa +/- 90° versetzt orientiert zu dem Strömungsleitelement (27) der ersten Stufe angeordnet sind.
15. Spinndüse (1 , 10) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass in der n-ten Stufe für n > 2 jeweils 2<n 1) Strömungsleitelemente (25, 50-56), insbesondere jeweils Massenstromteiler, vorgesehen sind, die vorzugsweise um jeweils 180°/2(n 1) versetzt zu den Strömungsleitelementen (21 , 22, 27, 29, 30, 33, 34) der (n-1 )-ten Stufe angeordnet sind, insbesondere symmetrisch versetzt zu diesen.
16. Spinndüse (1 , 10) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Länge der Strömungsleitkontur wenigstens eines Strömungsleitelements (25, 50-56) der n-ten Stufe 1 /4 der Länge der Strömungsleitkontur wenigstens eines Strömungsleitelementes (21 , 22, 27, 29, 30, 33, 34) der (n-1 )-ten Stufe beträgt, wobei vorzugsweise eine geometrische Form wenigstens zweier Strömungsleitelemente (25, 27, 50, 51 -54, 55, 56) benachbarter Kaskadenstufen identisch und/ oder selbstähnlich ist.
17. Spinndüse (1 , 10) nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Strömungsleitelement (56) eine Leitschaufel aufweist oder eine Leitschaufel ist, vorzugsweise eine einen Spinnmassenstrom (41 , 42) zumindest teilweise zur Austrittsöffnung hinleitende Leitschaufel, insbesondere eine einen Spinnmassenstrom (41 , 42) zumindest teilweise in radialer Richtung nach innen leitende Leitschaufel (56).
18. Spinndüse (1 , 10) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die strömungsführende Struktur (17, 18, 19, 20) wenigstens eines Strömungsbeeinflus- sungsabschnitts mehrere, konzentrisch zur Austrittsöffnung und in Umfangsrich- tung gleichmäßig verteilt angeordnete Leitschaufeln (56) aufweist, deren in radialer Richtung nach innen, zum Auslass des Strömungsbeeinflussungsabschnitts und/oder zur zugehörigen Austrittsöffnung hin liegenden Enden vorzugsweise auf einer Kreisbahn mit konstantem Radius angeordnet sind, wobei die Leitschaufeln (56) insbesondere derart ausgebildet und angeordnet sind, dass ein an den Leitschaufeln (56) entlangströmender Spinnmassenstrom (41 , 42) die Leitschaufeln (56) jeweils mit einer tangentialen Richtung, bezogen auf den Auslass des Strö- mungsbeeinflussungsabschnitts und/oder die zugehörige Austrittsöffnung, ver- lässt.
19. Spinndüse (1 , 10) nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Leitschaufeln (56) auf der von der Strömungsleitkontur abgewandten Seite der Strömungsleitelemente (56) der höchsten Kaskadenstufe angeordnet ist, wobei vorzugsweise wenigstens eine Leitschaufel (56) einstückig mit einem Strömungsleitelement (56) der höchsten Kaskadenstufe ausgebildet ist.
20. Spinndüse (1 , 10) nach einem der Ansprüche 8 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die strömungsführende Struktur (17, 18, 19, 20) wenigstens eines Strö- mungsbeeinflussungsabschnitts wenigstens ein Stauelement (23, 26, 31 , 35) aufweist, das durch eine sich von der Bodenfläche bis zur Deckenfläche des Strömungsbeeinflussungsabschnitts erstreckende Wandung gebildet ist mit mehreren, durch die Wandung hindurch verlaufenden Durchströmöffnungen (70).
21 . Spinndüse (1 , 10) nach einem der Ansprüche 8 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die strömungsführende Struktur (17, 18, 19, 20) wenigstens eines Strö- mungsbeeinflussungsabschnitts ein durch einen Kreiszylindermantel gebildetes Stauelement (23, 26, 31 , 35) aufweist, welches vorzugsweise konzentrisch zum Auslass des Strömungsbeeinflussungsabschnitts und/oder konzentrisch zu einer Austrittsöffnung und/oder zu einer Austrittsachse (A) angeordnet ist.
22. Spinndüse (1 , 10) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die strömungsführende Struktur (17, 18, 19, 20) wenigstens eines Strömungsbeeinflussungsabschnitts wenigstens ein von einer den Strömungsbe- einflussungsabschnitt durchströmenden Spinnmasse (41 , 42) zu überströmendes und/oder zu unterströmendes Hindernis (24, 28, 32, 36) aufweist, wobei sich das Hindernis (24, 28, 32, 36) vorzugsweise von der Bodenfläche und/oder der Deckenfläche des Strömungsbeeinflussungsabschnitts in den Strömungsbeeinflus- sungsabschnitt hineinerstreckt, insbesondere senkrecht, und bis auf einen definierten Spalt an die Deckenfläche und/oder die Bodenfläche heranreicht.
23. Spinndüse (1 , 10) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die strömungsführende Struktur (17, 18, 19, 20) wenigstens eines Strömungsbeeinflussungsabschnitts einen mittels Mikrostrukturtechnik strukturierten, plattenförmigen Körper (17, 18, 19, 20) aufweist, insbesondere eine mittels Mikrostrukturtechnik strukturierte Platte (17, 18, 19, 20) oder durch eine mittels Mikrostrukturtechnik strukturierte Platte (17, 18, 19, 20) gebildet ist.
24. Spinndüse (1 , 10) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spinndüse (1 , 10) wenigstens zwei mittels Mikrostrukturtechnik strukturierte Platten (17, 18, 19, 20) aufweist, wobei die Platten (17, 18, 19, 20) parallel übereinander angeordnet sind und zumindest teilweise durch tempern miteinander verbündet sind.
25. Vorrichtung zum Extrudieren einer Vielzahl an Hohlfasern oder Hohlfasermembranen aus einer oder mehreren Spinnmassen (41 , 42), wobei die Vorrichtung für jede zu extrudierende Hohlfaser oder Hohlfasermembran eine Spinndüse (1 , 10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens eine Spinndüse (1 , 10), vorzugsweise sämtliche Spinndüsen (1 , 10), gemäß einem der Ansprüche 1 bis 24 ausgebildet ist.
26. Verfahren zur Extrusion einer Hohlfaser oder einer Hohlfasermembran aus einer oder mehreren Spinnmassen (41 , 42) mithilfe einer Spinndüse (1 , 10), gekennzeichnet durch die Schritte: o Bereitstellen einer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 24 ausgebildeten Spinndüse (1 , 10) oder einer gemäß Anspruch 25 ausgebildeten Vorrichtung,
o Bereitstellen einer oder mehrerer Spinnmassen (41 , 42) und gegebenenfalls einer oder mehrerer Stützmittel und/oder Fällmittel,
o Zuführen der Spinnmassen (41 , 42) und gegebenenfalls von Stützmittel und/oder Fällmittel zur bereitgestellten Spinndüse (1 , 10) und Einbringen der Spinnmassen (41 , 42) und gegebenenfalls der Stützmittel und/oder Fällmittel über die zugehörigen Eingangsöffnungen (1 1 , 12, 13, 14) in die bereitgestellte Spinndüse (1 , 10) oder die bereitgestellte Vorrichtung, und o Extrudieren der Hohlfaser oder der Hohlfasermembran mittels der bereitgestellten Spinndüse (1 , 10) oder der bereitgestellten Vorrichtung.
Filter, insbesondere Dialysator, Plasmaaustauschfilter oder Filter für die extrakorporale Membranoxygenierung, hergestellt mittels einer Spinndüse (1 , 10) nach einem der vorherigen Ansprüche oder mittels einer Vorrichtung nach Anspruch 25 oder mittels eines Verfahrens nach Anspruch 26.
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