CH507012A - Verfahren zur Herstellung einer Kapillare für Membrankapillaren-Austauscher - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer Kapillare für Membrankapillaren-AustauscherInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung einer Kapillare für Membrankapillaren-Austauscher
Die Erfindung beschäftigt sich mit der Herstellung von Kapillaren für Membrankapillaren-Austaucher. In solchen Austauschern sind die Austauschmembranen mit den Wänden von Kapillaren identisch, weiche in Abständen voneinander und praktisch parallel zeeinander angeordnet sind und in ihren Stirnseitenbereichen, d. h. an ihnen Enden, in gegenüberliegende Trennwände unter Offenhaltung ihrer Stirnseiten eingedichtet sind.
Derartige Austanscher werden beispielsweise für die Blutdialyse benötigt, bei weicher in intrakapillaren Raum das zu reinigende Blut fliesst und im interka kapillaren Raum die Dialysierflüssigkeit. Bei solchen #künstlichen Nieren# besteht die die Austauschermembran bildende Kapillarenwand beispielsweise aus Hydratzellulose.
Bisher existielrten zwei Probleme bei der Herstellung solcher Membrankapillaren-Austauscher. Das erste ist die Erzeugung von dünnwandigen Kapillaren von geringem Durchmesser aus den -für die Austauschvorgänge geeigneten Membran-Materialien (die Stärke der Kapillarwand soll im obigen Beispiel der künstlichen Nieren weniger als 25 Mikron, und der Durchmesser der Kapillaren weniger als 1 mm betragen).
Das zweite Problem besteht darin, derartige dünnwandige Kapillaren in die beiden Abschlusstrennwände stabil und dicht einzusetzen, ohne dass auch nur eine einzige der für einen Membranaustauscher der genannten Verwendung sonst erforderlichen grossen Anzahl von Kapillaren verletzt wird.
Die Erfindung liefert nun eine Lösung des ersteren Problems.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung einer dünnwandigen Kapillare ist dadurch gekennzeichnet, dass eine aus einer in bestimmten Lösungsmitteln löslichen Hilfssubstanz gebildete Hilfskapillare zwecks Aufbringen einer oder mehrerer Membranschichten auf dieselbe mit einer Lösung oder mit Lösungen der die Membran selbst bildenden Substanz oder eines in die letztere Substanz umwandelbaren Zwis chenprodukts behandelt wird, wobei im Falle des Beschichtens der Hilfskapillare mit einem Zwischenprodukt das letztere in die eigentliche Membransubstanz -umgewandett wird.
Die Hilfskapillare besteht beispielsweise aus einem thermoplastischen material, wie z. B. Polystyrol.
Auch kann die Hilfskapillare durch Einführen eines nur die Hilfssubstanz, aber nicht die Membransubstanz oder deren Zwischenprodukt auflösenden Lösungsmft- teis iin dlas Hilfskapillareninnere herausgelöst werden, wobei im Falle des Beschichtens der Hilfskapillare mit einem Zwischenprodukt das letztere anschliessend oder nach einem der darauf folgenden Verfahrensschritte in die eigentliche Membransubstanz umgewandelt wird.
Die Wand der inneren Hilfskapillaren kann um ein Wesentliches stärker sein als die Wand der eigentlichen Membrankapillaren, für welche die Hilfskapillaren als Seele dienen. Die lichte Weite der Hilfskapillaren ist dabei, wie weiter unten an einem praktischen Beispiel gezeigt, vorzugsweise wesentlich grösser als die doppelte gemeinsame Dicke von Hilfskapillarenwandung und Beschichtung derselben. Die Hilfskapillaren können insbesonderte schmelzspinntechnisch aus thermoplastischem Material in bekannter Weise mit äusserst glatter Oberfläche erzeugt werden.
Die Ausbildung ein- oder mehrschichtiger, die Aus tauschfunktion übernehmender Membranhüllen auf den Hilfskapillaren kann dadurch geschehen, dass man die Hilfskapillaren mit einer Lösung der die Membran bil denden Substanz oder mit einer Lösung eines Zwi- schenprodukts überzieht, das nachträglich durch chemische und/oder physikalische Behandlung in die Membransubstanz umgewandelt wird.
Beispielsweise wird eine schmelzgesponnene, aus Polystyrol bestehende Hohlkapillare von 0,5 mm Aussendurchmesser und 80 Mikron Wandstärke durch ein Bad von in Äther-Alkohol gelöster Kollodiamwolle geführt, Saus diesem Bad herausgenommen, getrocknet und durch eine wässrige Natriumsulfhydratlösung in bekannter Weise denitriert (selbstverständlich unter Anwesenheit der inneren Hilfskapillare, die diesem Deni trierungsprozess eine genügende Stabilität im technischen Sinne verleiht, auch dann, wenn die äussere, zunächst aus Kollodiamwolle bestehende Membrankapil- lare sehr dünnwandig, z.
B. 5 Mikron stark ist).
Diese Beschichtung der Hilfskapillare (im Beispiel mit Kollodiumwollelösung), die Trocknung der Be schichtungsschicht und deren allfällige chemische Nachbehandlung (in unserem Beispiel DenitrieIung) kann mehrmals wiederholt werden und damit eine mehr- schichtige Membranhülle auf der Hilfskapillare aufgebaut werden.
Als weitere Beispiele seien genannt die Beschichtung einer Hilfskapillare mittels Zeiluiose-Kupferoxyd- ammoniak-Lösung und Ausfällung dieser Beschichtungshaut im sauren Bad in bekannter Weise unter Bildung einer Hülle aus Hydratzellulose, oder die Beschichtung mit einer mit entsprechenden Härte und Lösungsmitteln versehenen SilikonkautschuklösSung, welche nach Austrocknung, z. B. durch Verflüchtigung des Lösungsmittels und nach chemischer Einwirkung des Härters, eine polymerisierte Sllikonkautschukhaut auf der Hilfskapillare erzeugt.
Dabei kann, wie gesagt, die Umwandlung des Zwischenprodukts, also z.B. der Kollodiumwolle in Hydratzellulose unmittelbar nach der Beschichtung der Hilfskapillare, oder im Anschluss an die Einführung der Enden der beschichteten Kapillare in die Bohrungen der Trumwände, oder auch, vorzugsweise, im Anschluss an das Vergiessen mit aushärtharem Material oder schliesslich sogar im Anschluss an das Herauslösen der Hilfskapillare erfolgen.
Die vorzunehmende Herausiösung der inneren Hffs- kapillaren kann im letzteren Fall vorgenommen werden, ohne dass die äusseren, nur noch aus den Membranhüllen bestehenden Kapillaren Schaden erleiden.
Dieser Herauslösungsprozess geschicht zweckmässig, wie bereits gesagt, dergestalt, dass man ein für die Hilfskapillaren spezifisches, organisches LösemitteJl imbraka pillar durch die Hilfskiapilllaren fliessen lässt, welches in radialer Richtung von innen her die Hilfskapillaren abträgt. Im oben genannten Beispiel, in weichem als Material der Hilfskapillaren Polystyrol vorgeschlagen wurde, können als spezifische Lösemittel z. B. chio- rierte Kohlenwasserstoffe verwendet werden.
Die Löslichkeit der Substanz der inneren Hilfskapillaren und der Substanz der die endgültigen KapillFa- ren bildenden, äusseren ein- oder mehrschichtigen Membranhaut muss während des Beschichtungsprozesses und während des Herauslösungsprozesses mindestens für einige Lösemittel unterschiedlich sein. So ist z. B. Kol- lodiumwolle in einer Alkohol-iithef < Mischung löslich.
Polystyrol jedoch nicht. Anderseits ist die denitrierte Kollodiumwolle, die Hydratzellulose, unlöslich z.B. in chlorierten Kohlenwasserstoffen, dagegen Polystyrol darin löslich.
Schliesslich sei noch erwähnt, dass die allfälllige physikalische und/oder chemische Behandlung der äusseren, durch Beschichtung aufgebrachten Membeanhaut auch nach dem Eindichten der Kapillaren in die Trennwandbohrungen in der Gesamtanordnung erfolgen kann, und zwar entweder vor dem Herauslösen der Hilfslkapillaren oder auch danach.
PATENTANSPRUCH I
Verfahren zur Herstellung einer dünnwandigen Kapillare für Membrankapillaren-Austauscher, dadurch gekennzeichnet, dass eine aus einer in bestimmten Lösungsmitteln löslichen Hilfssubstanz gebildete Hilfskapillare zwecks Aufbringen einer oder mehrerer Mem branschichten auf dieselbe mit einer Lösung oder mit Lösungen der die Membran selbst bildenden Substanz oder eines in die letztere Substanz umwandelbaren Zwischenprodukts behandelt wird, wobei im Falle des Beschichtens der Hilfskapillare mit einem Zwischeupro- dukt das letztere in die eigentliche Membransubstanz umgewandelt wird.
UNTERANSPRÜCHE
1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass aus der erhaltenen beschichteten Kapillare die Hilfskapillare durch Einführung eines nur die Hilfssubstanz, aber nicht die Membransubstanz oder deren Zwischenprodukt lösenden Lösungsmittels in das Hilfskapillaren-Innere herausgelöst wird, wobei im Falle des Beschichtens der Hilfskapillare mit einem Zwischenprodukt das letztere nachfolgend in die eigentliche Membransubstanz umgewandelt wird.
2. Verfahren nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfskapillare schmelzspinntechnisch erzeugt wird.
3. Verfahren nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfssubstanz ein thermoplastisches Material ist.
4. Verfahren nach Patentanspruch I oder Unteren spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfssubstanz Polystyrol ist.
5. Verfahren nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfskapillare mit einer Zellulose-Kupferoxydammoniak-Lösung beschichtet und die beschichtete Kapillare anschliessend in einem sauren Bad behandelt wird, wobei die Zellulose in der Schicht als Hydratzellulose ausfällt.
6. Verfahren nach Patentanspruch I oder Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfskapillare mit einer Kollodium-Lösung beschichtet und die Schicht anschliessend getrocknet wird.
7. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfskapillare mit einer Kollodiumwolle-Lösung beschichtet und die gebildete Schicht anschliessend denitriert wird.
8. Verfahren nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hiliskapil- lare mit einer Härtemittei enthaltenden Silikonkautschuk-Lösung beschichtet, die gebildete Schicht tge- trocknet und anschliessend unter Erzeugung einer polymerisierten Silikonkautschukhaut gehärtet wird.
9. Verfahren nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwand- lung des Zwischenprodükts in die Membransubstanz unmittelbar nach Beschichtung der Hiliskapillare erfolgt.
10. Verfahren nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfssubstanzkapillare aus Polystyrol besteht und mit einer KoilodiumwolleLösung oder einer Zeilulosekupferoxyd- ammoniak-Lösung beschichtet und die Beschichtung in eine HydratzellUose-Hülle umgewandelt wird, wobei die Polystyrol-Hilfskapillare durch Einführung einer Polystyrol lösenden, Hydratzellulose jedoch nicht lösenden
**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.
Claims (1)
- **WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **. trierungsprozess eine genügende Stabilität im technischen Sinne verleiht, auch dann, wenn die äussere, zunächst aus Kollodiamwolle bestehende Membrankapil- lare sehr dünnwandig, z. B. 5 Mikron stark ist).Diese Beschichtung der Hilfskapillare (im Beispiel mit Kollodiumwollelösung), die Trocknung der Be schichtungsschicht und deren allfällige chemische Nachbehandlung (in unserem Beispiel DenitrieIung) kann mehrmals wiederholt werden und damit eine mehr- schichtige Membranhülle auf der Hilfskapillare aufgebaut werden.Als weitere Beispiele seien genannt die Beschichtung einer Hilfskapillare mittels Zeiluiose-Kupferoxyd- ammoniak-Lösung und Ausfällung dieser Beschichtungshaut im sauren Bad in bekannter Weise unter Bildung einer Hülle aus Hydratzellulose, oder die Beschichtung mit einer mit entsprechenden Härte und Lösungsmitteln versehenen SilikonkautschuklösSung, welche nach Austrocknung, z. B. durch Verflüchtigung des Lösungsmittels und nach chemischer Einwirkung des Härters, eine polymerisierte Sllikonkautschukhaut auf der Hilfskapillare erzeugt.Dabei kann, wie gesagt, die Umwandlung des Zwischenprodukts, also z.B. der Kollodiumwolle in Hydratzellulose unmittelbar nach der Beschichtung der Hilfskapillare, oder im Anschluss an die Einführung der Enden der beschichteten Kapillare in die Bohrungen der Trumwände, oder auch, vorzugsweise, im Anschluss an das Vergiessen mit aushärtharem Material oder schliesslich sogar im Anschluss an das Herauslösen der Hilfskapillare erfolgen.Die vorzunehmende Herausiösung der inneren Hffs- kapillaren kann im letzteren Fall vorgenommen werden, ohne dass die äusseren, nur noch aus den Membranhüllen bestehenden Kapillaren Schaden erleiden.Dieser Herauslösungsprozess geschicht zweckmässig, wie bereits gesagt, dergestalt, dass man ein für die Hilfskapillaren spezifisches, organisches LösemitteJl imbraka pillar durch die Hilfskiapilllaren fliessen lässt, welches in radialer Richtung von innen her die Hilfskapillaren abträgt. Im oben genannten Beispiel, in weichem als Material der Hilfskapillaren Polystyrol vorgeschlagen wurde, können als spezifische Lösemittel z. B. chio- rierte Kohlenwasserstoffe verwendet werden.Die Löslichkeit der Substanz der inneren Hilfskapillaren und der Substanz der die endgültigen KapillFa- ren bildenden, äusseren ein- oder mehrschichtigen Membranhaut muss während des Beschichtungsprozesses und während des Herauslösungsprozesses mindestens für einige Lösemittel unterschiedlich sein. So ist z. B. Kol- lodiumwolle in einer Alkohol-iithef < Mischung löslich.Polystyrol jedoch nicht. Anderseits ist die denitrierte Kollodiumwolle, die Hydratzellulose, unlöslich z.B. in chlorierten Kohlenwasserstoffen, dagegen Polystyrol darin löslich.Schliesslich sei noch erwähnt, dass die allfälllige physikalische und/oder chemische Behandlung der äusseren, durch Beschichtung aufgebrachten Membeanhaut auch nach dem Eindichten der Kapillaren in die Trennwandbohrungen in der Gesamtanordnung erfolgen kann, und zwar entweder vor dem Herauslösen der Hilfslkapillaren oder auch danach.PATENTANSPRUCH I Verfahren zur Herstellung einer dünnwandigen Kapillare für Membrankapillaren-Austauscher, dadurch gekennzeichnet, dass eine aus einer in bestimmten Lösungsmitteln löslichen Hilfssubstanz gebildete Hilfskapillare zwecks Aufbringen einer oder mehrerer Mem branschichten auf dieselbe mit einer Lösung oder mit Lösungen der die Membran selbst bildenden Substanz oder eines in die letztere Substanz umwandelbaren Zwischenprodukts behandelt wird, wobei im Falle des Beschichtens der Hilfskapillare mit einem Zwischeupro- dukt das letztere in die eigentliche Membransubstanz umgewandelt wird.UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass aus der erhaltenen beschichteten Kapillare die Hilfskapillare durch Einführung eines nur die Hilfssubstanz, aber nicht die Membransubstanz oder deren Zwischenprodukt lösenden Lösungsmittels in das Hilfskapillaren-Innere herausgelöst wird, wobei im Falle des Beschichtens der Hilfskapillare mit einem Zwischenprodukt das letztere nachfolgend in die eigentliche Membransubstanz umgewandelt wird.2. Verfahren nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfskapillare schmelzspinntechnisch erzeugt wird.3. Verfahren nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfssubstanz ein thermoplastisches Material ist.4. Verfahren nach Patentanspruch I oder Unteren spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfssubstanz Polystyrol ist.5. 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Verfahren nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hiliskapil- lare mit einer Härtemittei enthaltenden Silikonkautschuk-Lösung beschichtet, die gebildete Schicht tge- trocknet und anschliessend unter Erzeugung einer polymerisierten Silikonkautschukhaut gehärtet wird.9. Verfahren nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwand- lung des Zwischenprodükts in die Membransubstanz unmittelbar nach Beschichtung der Hiliskapillare erfolgt.10. Verfahren nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfssubstanzkapillare aus Polystyrol besteht und mit einer KoilodiumwolleLösung oder einer Zeilulosekupferoxyd- ammoniak-Lösung beschichtet und die Beschichtung in eine HydratzellUose-Hülle umgewandelt wird, wobei die Polystyrol-Hilfskapillare durch Einführung einer Polystyrol lösenden, Hydratzellulose jedoch nicht lösendenorganischen Kohlenwasserstoff-Verbindung in das Hilfskapillaren-Innere aus der Hydratzellulose-Hülle herausgelöst wird.PATENTANSPRUCH II Dünnwandige Kapillare, hergestellt nach dem Ver fahren von Patentanspruch I.UNTERANSPRUCH 11. Dünnwandige Kapillare nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung der Hilfskapillare wesentlich stärker ist als die der Beschichtung und dass die lichte Weite der Hilfskapillare wesentlich grösser ist als die gemeinsame Dicke der Hilfskapillar wandung und Beschichtung.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PL | Patent ceased |