具有三维卷曲部的空心纤维膜制造技术

本发明专利技术涉及一种空心纤维膜，具有呈第一波形部形状的至少一个第一卷曲部和呈第二波形部形状的至少一个第二卷曲部，该第一波形部通过第一振动平面和第一波长表征，该第二波形部通过第二振动平面和第二波长表征，其特征在于，所述第一振动平面和所述第二振动平面相互围成不同于零的角度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有三维卷曲部的空心纤维膜
本专利技术涉及一种具有三维卷曲部的空心纤维膜、一种用于制造所述纤维的方法、一种包括所述纤维的束以及一种包括该束的过滤器装置。过滤器装置优选是用于血液透析的空心纤维透析器。
技术介绍
空心纤维透析器典型地具有空心纤维束，该空心纤维束布置在柱形的过滤器壳体中。在透析时血液流经纤维内部并且透析液在纤维和过滤器壳体之间的空间中相对于血液逆向地流动。透析液的任务是引起通过空心纤维的壁的物质交换。已知的是，为了提升在用于血液透析的空心纤维中的物质交换效率，提供呈卷曲的空心纤维形状的空心纤维。WO01/60477涉及一种优选用于血液透析的过滤器装置，该过滤器装置由柱形的过滤器壳体和卷曲的(起绉的)空心纤维的束组成。EP2119494涉及空心纤维膜和包含空心纤维的模块。空心纤维具有卷曲部，其中，卷曲部的波长为15至25mm。EP1714692涉及一种透析过滤器，该透析过滤器具有呈波形的空心纤维。DE2851687涉及用于在流体分离时使用的空心的、半渗透的纤维，其中，纤维具有多个波形部。因为在那里所述的制造中施加到空心纤维上的力随着空心纤维在束内部的深度而改变，所以导致空心纤维上的不规律波形的构造，其中，束的外面部分具有比布置在束的内部中心处的空心纤维更小的、更广泛的起绉部。EP0116155涉及一种用于制造线束的方法和装置，其中，线具有卷曲部(波形部)。在这里，空心纤维曲折形状地围绕在两个平面中并且相对彼此间隔开布置的圆形杆受引导，所述杆以与空心纤维相同的速度持续地穿过固定区。线束可以用于材料和热量传递，例如用于血液透析。该文献也公开了，设置使空心线穿过两个啮合的但并不接触的齿轮的方法可能在技术上不利于制造卷曲的空心纤维。
技术实现思路
由于对适用于血液透析的新空心纤维膜的持续需求，本专利技术的任务是提供具有改善特性的空心纤维膜。该任务可以通过如在权利要求1、11或13中任一项所限定的空心纤维膜解决。优选的实施方式在从属权利要求中限定。并列权利要求在使用所述空心纤维的情况下限定了本专利技术的其他方面。下面在引号和结束符号中所使用的概念是在本专利技术的意义中定义的。本专利技术在第一方面中限定了空心纤维膜，该空心纤维膜具有至少一个呈第一波形部形状的第一卷曲部和至少一个呈第二波形部形状的第二卷曲部，该第一波形部通过第一振动平面(Schwingungsebene)和第一波长表征，该第二卷曲部通过第二振动平面和第二波长表征，其特征在于，第一振动平面和第二振动平面围成不同于零的角度。概念“空心纤维膜”表示具有由有机材料组成的膜状壁的空心纤维。这种空心纤维膜由现有技术已知并且可以根据已知的方法制造，例如通过喷丝方法。合适的空心纤维膜的示例性实施方式由90％至99％重量百分比的疏水性第一聚合物和10％至1％重量百分比的亲水性第二聚合物组成。在此，疏水性第一聚合物例如从下列组中选择：聚芳砜、聚碳酸酯、聚酰胺、聚氯乙烯、改性丙烯酸、聚醚、聚氨酯或它们的共聚物。亲水性第二聚合物例如从下列组中选择：聚乙烯吡咯烷酮、聚乙基乙二醇、聚乙二醇单酯、聚乙基乙二醇和聚丙二醇的共聚物、纤维素或聚山梨醇酯的水溶性衍生物。在优选实施方案中，纤维包括聚砜和聚乙烯吡咯烷酮这些材料。概念“卷曲部”意味着，纤维沿着它的长度不完全是直的，而是具有相对于直线的偏移。概念“卷曲部”意味着在现有技术中所使用的概念如“鬈曲部”、“起绉部”、“波浪形部”、“波形部”或“纹理”的集合概念。下面概念“卷曲部”参照概念“波形部”限定。因此，概念“卷曲部”包括一个波形部或周期性波形部或者与一个波形部或周期性波形部等同，即卷曲部以波形部的形状存在。周期性波形部在物理意义上显示为与位置和时间有关的物理参数在空间上传播的振动，该振动至少通过振动平面和波长表征。根据本专利技术，空心纤维膜具有至少两个不同的卷曲部，其中，所述卷曲部(因为所述卷曲部包括波形部或由波形部组成)中的每个卷曲部可以分别通过一个振动平面和一个波长来描述。因此，呈第一波形部形状的第一卷曲部通过第一振动平面和第一波长表征，并且呈第二波形部形状的第二卷曲部通过第二振动平面和第二波长表征。根据本专利技术，第一振动平面和第二振动平面相互围成不同于零的角度。因此，概念“第一振动平面和第二振动平面相互围成不同于零的角度”也意味着，第一和第二振动平面可以相对彼此不平行或者不位于一个平面中。在一实施方式中，所述角度为70°至110°。在另一实施方式中，所述角度为85°至95°。在另一实施方式中，所述角度为90°，即振动平面相互垂直。该实施方式是优选的，因为这种布置可以具有特别好的机械稳定性。在另一实施方式中，根据本专利技术的空心纤维膜也可以具有在至少两个振动平面之间的不同的角度。根据本专利技术，第一和第二波形部的波长相等或相对彼此不同。优选地，在一实施方式中第一波形部的波长为3至15mm。在另一实施方式中，第一波形部的波长为4至10mm。在另一实施方式中，第一波形部的波长为6至8mm。优选地，第二波形部的波长为20至50mm。在另一实施方式中，第二波形部的波长为25至40mm。在另一实施方式中，第二波形部的波长为25至35mm。在一实施方式中，第一波形部的波长为3至15mm并且第二波形部的波长为20至50mm。在另一实施方式中，第一波形部的波长为4至10mm并且第二波形部的波长为25至40mm。在另一实施方式中，第一波形部的波长为6至8mm并且第二波形部的波长为25至35mm。除了振动平面和波长之外，波形部也可以通过幅度表征。在一实施方式中，第一幅度具有0.2至0.6mm的值。在另一实施方式中，第一幅度为0.3至0.5mm。在一实施方式，第二幅度具有2.0至6.0mm的值。在另一实施方式中，第二幅度为2.5至4.5mm。在一实施方式中，第一幅度为0.2至0.6mm并且第二幅度为2.0至6mm。在另一实施方式中，第一幅度为0.3至0.5mm并且第二幅度为2.5至4.5mm。在确定的实施方式中，空心纤维膜通过由第一波长和它的幅度、第二波长和它的幅度以及第一和第二波形部的振动平面相对彼此的角度的组合来表征。在一实施方案中，第一空心纤维膜的波长为3至15mm，并且它的幅度为0.2至0.6mm，第二波形部的波长为20至50mm，它的幅度为2至6mm，并且通过波形部的振动平面围成的角度为70°至110°。在另一实施方式中，空心纤维膜的第一波形部的波长为6至8mm，它的幅度为0.2至0.6mm，第二波形部的波长为25至35mm并且它的幅度为2至6mm，并且由波形部的振动平面围成的角度为80°至100°。在另一实施方案中，纤维的第一波长为7mm，并且它的幅度为0.4mm。第二波长为30mm并且它的幅度为3.5mm。第一和第二波形部的振动平面具有90°的角度。在一实施方式中，第一卷曲部和第二卷曲部包括周期性波形部形状或由周期性波形部形状组成。典型的周期性波形部形状是三角形波、锯齿波、方波或正弦波(正弦曲线波)或者这些波中的两个或多个的叠加。在一实施方式中，第一波形部和第二波形部均是正弦形(正弦曲线)。相比于具有相对较简单的卷曲部的空心纤维，本专利技术的空心纤维具有改善的、例如抗扭绞的机械强度。结果，所述空心纤维能够更好地加工。例如所述空心纤维在切割时提供更整本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.空心纤维膜，具有呈第一波形部形状的至少一个第一卷曲部和呈第二波形部形状的至少一个第二卷曲部，该第一波形部通过第一振动平面和第一波长表征，该第二波形部通过第二振动平面和第二波长表征，其特征在于，所述第一振动平面和所述第二振动平面相互围成不同于零的角度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.01 DE 102016002440.21.空心纤维膜，具有呈第一波形部形状的至少一个第一卷曲部和呈第二波形部形状的至少一个第二卷曲部，该第一波形部通过第一振动平面和第一波长表征，该第二波形部通过第二振动平面和第二波长表征，其特征在于，所述第一振动平面和所述第二振动平面相互围成不同于零的角度。2.根据权利要求1所述的空心纤维膜，其中，所述角度为70至110°。3.根据权利要求1或2所述的空心纤维膜，其中，所述角度为85至95°。4.根据前述权利要求中任一项所述的空心纤维膜，其中，所述角度为90°。5.根据前述权利要求中任一项所述的空心纤维膜，其中，所述第一波长和所述第二波长彼此不同。6.根据前述权利要求中任一项所述的空心纤维膜，其中，所述第一波形部的波长为3至15mm。7.根据前述权利要求中任一项所述的空心纤维膜，其中，所述第二波形部的波长为20至50mm。8.根据前述权利要求中任一项所述的空心纤维膜，其中，所述第一波形部具有在0.2至0.6mm范围内的第一幅度。9.根据前述权利要求中任一项所述的空心纤维膜，其中，所述第二波形部具有在2.0至6.0mm范围内的第二幅度。10.根据前述权利要求中任一项所述的空心纤维膜，其中，所述第一波形部和所述第二波形部是正弦形的。11.根据前述权利要求中任一项所述的空心纤维膜，其特征在于，当将由所述空心纤维膜制造的、具有16896个纤维的空心纤维膜束从具有41.4mm直径的柱形套管中脱出时，所述空心纤维膜具有作用在所述空心纤维膜束上的3.4至10.0N的脱模力。12.根据权利要求11所述的空心纤维膜，其特征在于，所述脱模力为3.4...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·朗，D·贝希特尔，
申请(专利权)人：费森尤斯医疗护理德国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE