CN113573800A - 用于制造中空纤维膜的***和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造至少一个中空纤维膜的设备和方法，其中，纺丝质体经由纺丝单元挤出以形成纺丝线并在析出缸中析出以形成中空纤维膜，所述中空纤维膜可选地在漂洗缸中漂洗，其中，中空纤维膜还通过至少一个干燥单元，其中，所述干燥单元包括压力区段，所述压力区段被构造成：使得可以在压力区段中设置与大气压力相比而言的正压力，被包含在所述至少一个中空纤维膜中的析出剂或漂洗剂的至少一部分与所述至少一个中空纤维膜分离。

Description

用于制造中空纤维膜的***和方法

技术领域

本发明涉及一种用于制造中空纤维膜的设备。特别地，本发明涉及一种用于制造中空纤维膜的设备，其中，该设备包括改进的干燥单元。

在进一步的方面，本发明涉及用于制造中空纤维膜的方法。特别地，本发明涉及用于利用改进的中空纤维膜的干燥工艺制造中空纤维膜的方法。

背景技术

中空纤维膜广泛用于过滤技术。中空纤维膜特别用于医疗技术中，例如用于透析中，以便去除肾脏疾病患者血液中的有害代谢物。中空纤维膜也用于水处理以处理受污染的水。对于此类应用，中空纤维膜内置于中空纤维膜过滤器中，正如它们被称为中空纤维膜过滤器。在这些中空纤维膜过滤器中，大量的中空纤维膜布置在中空纤维膜过滤器的圆柱形壳体内，以形成中空纤维膜束。用于透析的中空纤维膜过滤器包含10,000个长度在这种过滤器的典型版本中约为23cm的中空纤维膜。在医疗技术领域、特别是在透析领域，出于卫生原因，提供这种中空纤维膜过滤器以用作一次性使用物品。因此，仅在透析中就对中空纤维膜过滤器有着巨大的需求，以便能够为肾病患者提供重要的透析治疗。

为了满足用于制造中空纤维膜过滤器的中空纤维膜的巨大需求，对中空纤维膜的制造过程的生产率提出了巨大的要求。在干湿纺丝工艺中已经确立了自己的方法，正如它所指的那样，在干湿纺丝工艺中，最初提供流体纺丝质体，将其挤出成纺丝线并在相转化过程中凝结成中空纤维膜，并析出。此类纺丝工艺的设计方式是，将大量同时生产的中空纤维膜组合以形成一组中空纤维膜，然后将其在卷轴上卷起以形成束股。然后将束股分成所需长度的单个中空纤维膜束，然后用于中空纤维膜过滤器。

现有技术中已知的使用干湿工艺制造中空纤维膜的方法基于制备的纺丝质体。典型的纺丝质体通常以疏水聚合物、亲水聚合物、可选的其他添加剂和极性非质子溶剂的聚合物溶液的形式生产。

纺丝质体通过喷丝头在纺丝单元中被挤出。纺丝单元可以配备有大量的喷丝头，使得可以通过喷丝头挤出一组中空纺丝线。单个喷丝头被构造成使得纺丝线的腔充满凝结介质，这导致纺丝线中的纺丝质体发生相转化。在本申请中，术语“腔”和“管腔”用作同义词。这种类型的喷丝头在现有技术中是已知的。例如，这里提到了WO 03/076701 A1的图1至图5所示的喷丝头。各个纺丝线被竖直引导通过析出间隙并被送入析出缸中，例如在水中，在那里中空纤维膜的膜结构被进一步固结。然后通过滑轮将各个中空纤维膜送出析出缸，并且通常经由另外的滑轮和引导装置将其引导到一个或多个漂洗缸中，以便从膜中去除溶剂和过量的聚合物。漂洗缸通常含有水作为漂洗介质。

在通过析出缸和漂洗缸之后，中空纤维膜完全充满液体、特别是水，即中空纤维膜的腔和中空纤维膜的壁的孔充满液体、特别是水。因此，中空纤维膜在被引导出析出缸或漂洗缸之后输送例如数倍于其自身重量的液体。

在离开漂洗缸之后，中空纤维膜根据已知的制造方法通过经由滑轮和合适的引导装置将单独引导的中空纤维膜引入到干燥室中来干燥。在干燥室中，被中空纤维膜覆盖的距离由滑轮和引导装置确定。根据输送速度，这使得中空纤维膜在干燥室中的预定停留时间。干燥是通过提高温度来实现的。在此，温度被设置在使得在中空纤维膜中输送的液体、特别是水蒸发的水平。蒸发的液体从干燥室排出，使得中空纤维膜在通过干燥室之后以干燥状态从干燥室排出，并能够被送入进一步的加工步骤。

在制造过程中，在中空纤维膜干燥之后，可以进行中空纤维膜的波形步骤。在此，中空纤维膜借助于合适的齿轮被机械压印成波形。此外，已知将一组中空纤维膜聚集在一起并由卷轴卷起。用于制造中空纤维膜过滤器所需的中空纤维膜束是通过从已经缠绕到卷轴上的中空纤维膜上切下单个束股而获得的。

纺丝质体的挤出速率、滑轮和引导装置以及用于接收中空纤维膜的卷轴决定了中空纤维膜可以被输送通过用于制造中空纤维膜的设备的速度。大约450mm/s的输送速度从用于制造中空纤维膜的现有技术中已知。中空纤维膜的输送速度最终决定了制造过程的生产率。然而，输送速度不能随意提高，因为在输送期间对中空纤维膜的机械冲击增加很可能导致受损纤维的数量增加。特别地，可以预料到，如果输送速度选择得太高，各个纤维将会断裂或塌陷。中空纤维膜的这种损坏使得已经被聚集在一起并被卷轴卷起的中空纤维膜不能以其分离的中空纤维膜束的形式用于进一步加工成中空纤维膜过滤器。

已知制造方法的干燥过程也可能对中空纤维膜具有破坏作用。为了实现期望的高生产率，根据现有技术的方法需要使用高温，以便在干燥室中以指定的输送速率完全干燥纤维。如果温度太高，会在中空纤维膜上观察到变形，这使得它们不适合用于中空纤维膜过滤器的构造。此外，如果暴露在高温下的时间过长，可能会对中空纤维发生热氧化损伤。此外，干燥室中的高干燥温度需要大量能量，这反过来又使制造过程更加昂贵。

GB 731,415公开了一种用于干燥纺织纤维、特别是人造丝的装置。GB 731,415描述了一种干燥通道，例如平行布置的多个纺织纤维通过该干燥通道。干燥通道包括加热元件。还描述了向干燥通道供应空气以干燥纺织纤维。

US 2,509,279描述了用流体或气体处理纤维的装置。纤维通过管，在管中纤维可以被供应气体。

DE 509 429示出了一种用于干燥纺成的人造丝线的装置。人造丝线用冷水洗涤，然后通过用于干燥的管，该管被通入热空气。然后将这些线引导到加热板之上并缠绕到卷轴上。

发明内容

从今天的观点来看，现有技术中已知的用于制造中空纤维膜过滤器的方法在其生产率和效率方面不再令人满意。特别是从中空纤维膜过滤器的制造的角度来看，持久地需要提高中空纤维膜的制造速度。此外，还需要以节能和成本有效的方式优化中空纤维膜生产中的制造工艺。

在第一方面，所述目的通过一种具有权利要求1的特征的装置来解决。从属权利要求2至10代表替代性的实施例。

在第二方面，所述目的通过一种具有根据权利要求11的特征的方法来解决。从属权利要求12至15代表进一步的优选实施例。

在第三方面，所述目的通过一种用于制造中空纤维膜的方法来解决，其特征在于，将中空线的纺丝速度设置为超过550mm/s、优选超过65 0mm/s、更优选超过750mm/s。

在第一方面，本发明涉及一种用于制造至少一个中空纤维膜的设备，所述设备包括

包括至少一个环形间隙喷嘴的纺丝单元，所述环形间隙喷嘴流体连接到纺丝质体的源和凝结介质的源，以便从纺丝质体挤出至少一个中空纺丝线，所述中空心纺丝线的腔填充有凝结介质，

用于析出所述至少一个纺丝线以形成至少一个中空纤维膜的析出缸，

可选地，用于漂洗所述至少一个中空纤维膜的至少一个漂洗单元，

用于干燥所述至少一个中空纤维膜的至少一个干燥单元，

可选地，用于将所述至少一个中空纤维膜接收在支撑件上的接收单元，

其特征在于，

所述至少一个干燥单元包括压力区段，所述压力区段被构造成：使得可以在所述压力区段中设置与大气压力相比而言的正压力。

所述设备被构造成：使得至少一个纺丝线被送入析出缸中并析出成至少一个中空纤维膜，其中，进一步

将从所述析出缸中获得的至少一个中空纤维膜可选地引入到漂洗缸中并漂洗，其中，进一步

将从所述析出缸中获得的至少一个中空纤维膜，或从所述漂洗缸中获得的所述至少一个中空纤维膜送入所述干燥单元并干燥，其中，进一步

所述设备可以被构造成使得在所述干燥单元中干燥的至少一个中空纤维膜被引导到接收单元并被接收在支撑件上。

为了简化起见，在进一步的说明中，除非另有说明，否则术语“至少一个环形间隙喷嘴”或“环形间隙喷嘴”、“至少一个纺丝线”或“纺丝线”、“至少一个中空纤维膜”或“中空纤维膜”也应理解为始终包括复数，即“多个环形间隙喷嘴”、“多个纺丝线”和“多个中空纤维膜”。现代中空纤维纺丝设备可以包括超过1000或2000个环形间隙喷嘴。

可以使用上述设备生产的至少一个中空纤维膜的壁优选是多孔的。当中空纤维膜通过析出缸和漂洗缸(如果存在)时，中空纤维膜的孔以及腔、即管腔填充有液体、特别是水。发明人发现，当已经制造的中空纤维膜通过干燥单元的压力区段时，液体、特别是水的至少一部分可以借助于设置的与大气压力相比而言的正压力从中空纤维膜的孔和中空纤维膜的腔、即管腔中分离出来。载有液体的中空纤维膜的重量由此显著降低。令人惊讶的是，可以提高设备中中空纤维膜的输送速度，而不会因此发生纤维断裂或诸如扁平化等其它损坏。特别地，在相同干燥程度的情况下，还可以在较低的温度或较短的中空纤维膜区段长度下进行热干燥，使得在中空纤维膜的制造过程中总体上可以实现显著的节能，并且减少了中空纤维的热氧化损伤。此外，用根据本发明的设备生产的中空纤维具有特别低的纺丝质体溶剂残留含量。

在本申请的意义上，术语“用于制造至少一个中空纤维膜的设备”应被理解为意味着权利要求1中定义的设备可以用于同时生产一个中空纤维膜或多个中空纤维膜。在本申请的意义上，术语“制造至少一个中空纤维膜”是指从纺丝质体形成一个或多个纺丝线、将一个或多个纺丝线析出成一个或多个中空纤维膜、可选地漂洗一个或多个中空纤维膜、除此之外干燥一个或多个中空纤维膜、以及可选地将所述一个或多个中空纤维膜接收在支撑件上的过程。术语“制造”还可以涵盖未提及的其它中间步骤。

在本申请的意义上，术语“纺丝单元”应被理解为是指借助于其将纺丝质体挤出成纺丝线的部件的组件。

在本申请的意义上，术语“纺丝质体”应被理解为是指聚合物溶液，其中，至少一种聚合物溶解在溶剂中。特别地，在本申请的意义上，纺丝质体可以包括至少一种疏水聚合物和至少一种亲水聚合物的聚合物溶液。此外，疏水聚合物可以特别是聚砜(PSU)，并且亲水聚合物可以特别是聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。溶剂可以是极性非质子溶剂，特别是N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N，N-二甲基乙酰胺或二甲亚砜(DMSO)。这种材料在透析器的制造中是优选的，而对于氧合器，例如使用非常疏水的材料，例如聚丙烯(PP)或聚甲基戊烯(PMP)。

在本申请的意义上，术语“纺丝线”应被理解为是指已经从纺丝质体中挤出并且尚未呈现出待生产的中空纤维膜的多孔结构的线。特别地，在本申请的意义上，在引入到析出缸中之前在“析出间隙”中挤出成线的纺丝质体被称为纺丝线。“析出间隙”被理解为纺丝线从其挤出到其进入析出缸的距离。在本申请的意义上，纺丝线通过析出间隙的速度被称为“抽出速度”。“输送速度”与抽出速度相适应或可以略高于抽出速度，以确保中空纤维膜以拉紧的方式引导通过设备。如果输送速度提高，则抽出速度也相应提高。

纺丝单元包括一个或多个环形间隙喷嘴。在本申请的意义上，术语“环形间隙喷嘴”应被理解为是指挤出喷嘴，借助于所述挤出喷嘴可以将纺丝质体挤出成中空纺丝线。环形间隙喷嘴具有中央孔，凝结介质可以通过所述中央孔被挤出。此外，环形间隙喷嘴具有相对于中央孔同心的环形间隙，纺丝质体通过所述环形间隙被挤出。这种类型的环形间隙喷嘴在现有技术中是已知的。术语“环形间隙喷嘴”也被理解为涵盖这样的挤出喷嘴，所述挤出喷嘴包括相对于中央孔同心布置的多个环形间隙。

所述纺丝单元进一步包括进料通道，以便将纺丝质体的源与环形间隙或环形间隙喷嘴的同心布置的环形间隙以及将凝结介质的源与环形间隙喷嘴的中央孔流体连接。纺丝质体和凝结介质通过环形间隙喷嘴共挤出以形成中空纺丝线，由此使纺丝线的腔填充有凝结介质。

在本申请的意义上，术语“凝结介质”应被理解为是指一种液体介质，所述液体介质与中空纺丝线的内部接触，引起纺丝线中纺丝质体的相转化。对于本申请中描述的方法，选择由非质子极性溶剂和极性质子溶剂的混合物组成的凝结介质。在根据本发明的特定实施例中，凝结介质由N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N，N二甲基乙酰胺或二甲亚砜(DMSO)和水组成。借助于这种凝结介质引发的纺丝线的凝结也被称为“非溶剂诱导相分离”(NIPS)。此外，在本申请的意义上，还可以借助于“温度诱导相分离”(TIPS)方法来引发纺丝线的凝结。纺丝线的相转化和凝结是由温度降低引发的。

在本申请的意义上，术语“析出缸”应被理解为是指包括挤出的纺丝线被引入到其中的析出介质的储存器的结构单元。在析出缸中，纺丝线被析出，由此纺丝线的凝结结构进一步固化成多孔中空纤维膜。根据本发明，优选使用极性质子溶剂、特别是水作为“析出介质”。然而，作为替代方案或作为混合物的一部分，它还可以包含醇或其它质子液体。析出介质还可以包含极性非质子溶剂作为组分。在中空纤维膜通过析出缸之后，中空纤维膜的孔和腔内填充有液体。

术语“漂洗单元”应被理解为是指包括将从析出缸中获得的中空纤维膜引入到其中的漂洗液体的储存器的结构单元。中空纤维膜被去除残留的溶剂和聚合物组分，这些溶剂和聚合物组分在析出缸之后仍可以粘附在中空纤维膜上。根据本发明，优选使用水作为漂洗液体。然而，漂洗单元还可以包括多个包含不同漂洗液体的储存器。在中空纤维膜通过漂洗单元之后，其孔和腔填充有液体、特别是水。

术语“干燥单元”应被理解为是指包括中空纤维膜被引入到其中并且所述中空纤维膜可以在其中被干燥的空间的结构单元。优选地，借助于干燥单元将从析出缸或可选地从漂洗缸获得并且填充有液体、特别是水的中空纤维膜干燥到基于纤维的总重量的残留液体含量小于按重量计10％、更优选地小于按重量计3％。所述干燥单元可以包括中空纤维膜被引入到其中的空间，并且所述中空纤维膜在所述空间中经由滑轮和引导装置指定行进的距离，使得中空纤维膜根据输送速度在干燥单元(的空间)中保持指定的一段时间段。

术语“接收单元”应被理解为是指包括准备用于接收中空纤维膜的支撑件的装置。特别地，所述支撑件可以是卷轴、鼓、卷绕机或卷。

在本申请意义上，术语“压力区段”应被理解为是指干燥单元中的结构单元，在所述结构单元中可以相对于根据权利要求1的安装设备的环境压力设置正压力。术语“正压力”是相对于1013.25hPa的正常大气压力而言的，在本申请的上下文中，是指高于正常大气压力的压力。

本领域技术人员将了解用于制造中空纤维膜的设备的进一步细节。特别地，本领域技术人员将知道，用于制造中空纤维膜的设备包括用于引导纺丝线和中空纤维膜的装置，以便引导纺丝线通过析出缸并将从中获得的中空纤维膜输送通过析出缸、通过漂洗缸、通过干燥单元并输送到接收单元。在此上下文中，本领域技术人员将熟悉相应的引导辊、引导耙或引导板。

此外，本领域技术人员将熟悉影响纺丝质体的挤出和中空纤维膜的形成的相应工艺参数和纺丝条件。特别地，本领域技术人员将知道环形间隙喷嘴的温度、析出间隙中的相对大气湿度、析出间隙的高度、纺丝质体和凝结介质的组成、以及析出缸的温度对中空纤维膜的膜结构的形成、例如其孔隙率及其分离特性有影响。例如，TIPS方法的工艺参数从WO17184817A1已知。

本发明的第一方面的进一步的实施例的特征在于，干燥单元的压力区段包括压力室，所述压力室包括内部空间、用于将至少一个中空纤维膜引入到所述压力室的内部空间中的入口、用于将至少一个中空纤维膜从所述压力室的内部空间排出的出口和至少一个气体入口，其中，所述至少一个气体入口与至少一个气体源流体连通，并且所述压力区段被进一步构造成使得可以经由所述气体源在所述压力室的内部空间中产生正压力。

根据本实施例，可以施加正压力，所述正压力可以特别有效地作用在引导通过压力室的中空纤维膜上。例如，压力室可以被构造为通道，所述通道例如是管状或狭缝状的，并且气体被引入到所述通道中以设置正压力。在某些实施例中，可以设想压力室的内径不是恒定的，但特别是它相对于压力室的入口和出口被扩大。设想至少一个中空纤维膜或一组中空纤维膜被引导通过压力室，并且在中空纤维膜中输送的水的至少一部分被设置的正压力去除。正压力可以借助于通过气体入口流入压力室的气体的流入来设置。如果液体、特别是水，特别是在与中空纤维膜的输送方向相反的方向从压力室中排出，使得已经从中空纤维膜中分离出来的水可以从压力室的入口排出，则水的去除是特别有效的。

在本申请的意义上，术语“压力室”是指其中可以设置与环境压力相比更高的压力的限定的空间。在本申请的意义上，压力室包括用于中空纤维膜的通过的入口开口和出口开口。

术语“气体源”应被理解为是指能够在相对于环境大气的正压力下供应气体的设备。特别地，本申请意义上的气体源可以是加压气体容器，例如气瓶。然而，气体源也可以替代性地是借助于其提供压缩空气的压缩机。根据所描述的实施例，被引入到压力室中的气体可以通过压力室的入口和出口逸出。

术语“流体连接”应被理解为是指借助于其可以将气体从气体源引导到压力室的气体入口的连接件。这种流体连接件可以是管道或软管。

本发明的第一方面的进一步的实施例的特征在于，所述设备以使得干燥设备的压力区段中的压力为1100hPa至10,000hPa、或1200hPa至5000hPa、或1200hPa至4000hPa的方式被构造。已经表明，根据膜孔隙率和分离性能，可以在所述范围内最佳地调整压力，从而实现良好的液体去除。

本发明的第一方面的进一步的实施例的特征在于，用于将至少一个中空纤维膜引入到压力室的内部空间中的入口的横截面积，以及用于将至少一个中空纤维膜从压力室排出的出口的横截面积小于一个中空纤维膜的横截面积或多个中空纤维膜的横截面积的总和的30倍、优选小于20倍、更优选小于10倍、进一步优选小于5倍。根据一个实施例，所述入口的横截面积大于所述一个中空纤维膜的横截面积或所述多个中空纤维膜的横截面积的总和的1.1倍、或大于2倍、或大于3倍。

根据通过压力室的中空纤维膜的数量，压力室的入口和出口的横截面积的大小可以用于调整压力累积。如果入口和出口的横截面积太小，则更难以引导中空纤维膜通过压力室。如果入口或出口的横截面积小于一个中空纤维膜的横截面积或多个中空纤维膜的横截面积的总和的1.1倍，就会出现这种情况。如果横截面积太大，则正压力的设置变得更加困难，并且达到期望的气体压力所需的气体量增加。

压力室的入口和出口可以以使得多达128个纤维可以穿过压力室的方式被构造。如果更大量中空纤维膜通过压力室，则更难以从中空纤维膜组内部的纤维中部分去除液体、特别是水。优选地，一组2至64个中空纤维膜被引导通过压力室，在替代性的实施例中，一组5至32个中空纤维膜，在另一替代性的实施例中，一组10至20个中空纤维膜。如果需要借助于气体气氛的正压力同时从更多的中空纤维膜中去除液体，则可以在制造中空纤维膜的设备中同时平行设置多个压力室。

本发明的第一方面的进一步的实施例的特征在于，干燥单元包括具有加热装置的调温区段，所述加热装置被布置成使得可以在所述调温区段中设置50至230℃的温度。

已经表明，包括压力区段和调温区段的组合的干燥单元对于中空纤维膜的干燥是特别有效和高效的。特别地，根据本实施例，设想借助于压力区段实现从中空纤维膜中部分去除液体、特别是水。这使得纤维在调温区段更高效地被干燥，因为热空气可以渗透到中空纤维膜的孔和腔中。

术语“调温区段”是指干燥单元的一个区段，在所述区段中，温度被设置在50℃至230℃之间。选择温度范围使得中空纤维膜不被损坏，但另一方面使得也可以实现中空纤维膜的充分干燥。在这点上，提供特别是70℃或更高、或90℃或更高、或110℃或更高、以及210℃或更低、或190℃或更低、或170℃或更低、特别是70℃至210℃、或90℃至190℃、或110℃至170℃的温度范围，以用于干燥区段中的中空纤维膜的干燥。替代性地，也可以提供在170℃至230℃之间的温度下的干燥，这将实现特别快速的干燥。

本发明第一方面的进一步的实施例的特征在于，干燥单元的调温区段包括调温室，所述调温室具有用于引入至少一个中空纤维膜的入口和用于排出至少一个中空纤维膜的出口。

本发明的第一方面的进一步的实施例的特征在于，压力室和调温室是分开的室，并且所述设备以使得从析出缸或可选地从漂洗缸获得的至少一个中空纤维膜首先通过压力室，然后通过调温室的方式被进一步构造。压力室和干燥室的分离的优点在于，液体可以已经在上游压力室中被去除而不必蒸发液体。然后可以将液体输送回到漂洗缸中，这减少了漂洗缸中的液体消耗，或单独收集液体并重复使用。在进入干燥室之后，需要蒸发的液体显著减少，这加快了干燥过程和/或通过降低所需的蒸发焓来降低能耗。

本发明的第一方面的进一步的实施例的特征在于，压力区段的压力室被分成多个隔室。有利地，可以在压力室的不同隔室中设置不同的压力。根据本实施例，可以在压力室中的多个隔室上产生压力梯度。压力梯度使得从压力室特别高效地排出液体、特别是水，从而从至少一个中空纤维膜高效地去除液体。

根据本实施例，气体入口布置在压力室的至少一个隔室处。用于排出与中空纤维膜分离的水的水出口可以布置在压力室的另外的隔室处。隔室可以通过压力室的内部的合适几何设计形成在压力室内，并且可以与另一个隔室分开。隔室可以通过分隔壁彼此分隔开。在此上下文中，术语“分离”意味着不同的压力建立在隔室中，因此第一隔室中的第一压力不同于压力室的第二隔室中的第二压力。隔室朝向中空纤维膜到中空纤维膜的中央通道区域敞开。

本发明的第一方面的进一步的实施例的特征在于，压力室的内部空间在横截面上的净跨度在平行于中空纤维膜的行进方向上具有至少一个横截面扩增区和至少一个横截面缩减区，其中，所述横截面扩增区和所述横截面缩减区优选地使得产生压力室的内侧的锥形形状。

压力室的锥形内侧具有以下优点：可以特别有效地去除已经与中空纤维膜分离的水。由于水的有效去除，可以将压力室在纤维方向上的总长度保持在小于50cm、优选小于20cm、更优选小于12cm，这使得用于制造中空纤维膜的设备的结构能够更紧凑。根据一个特定实施例，压力室的总长度至少为5cm。

根据一个优选实施例，多个横截面扩增区和横截面缩减区在压力腔内一个接一个地形成，使得在压力室的内部空间中形成多个具有锥形截面的隔室。

本发明的第一方面的进一步的实施例的特征在于，所述压力室的至少一个气体入口布置在所述压力室的内部空间的净跨度的横截面具有最大值的位置处、优选布置在用于将至少一个中空纤维膜引入到压力室中的入口与用于将至少一个中空纤维膜从所述压力室排出的出口之间的中央位置。本实施例有利于气体流向一个或多个中空线的入口和出口。

本发明的第一方面的进一步的实施例的特征在于，所述压力室具有用于排出液体、特别是水的一个或多个出口，其中，所述出口优选地布置在所述压力室的内部空间的净跨度的横截面具有最大值的位置处。与至少一个中空纤维膜分离的液体、特别是水可以经由所述出口从所述压力室的内部空间排出。这提高了压力室中干燥过程的效率，因为液体可以特别快速且高效地排出。

本发明的第一方面的进一步的实施例的特征在于，压力室具有用于中空线的入口和出口，其中，漏斗形开口接合到所述入口上。这在将中空纤维膜或中空纤维膜组引入到压力室中时保护它们。还可以规定，所述出口具有漏斗形开口。所有边缘、特别是所述入口的所有边缘优选地是倒圆的。

特别地，在本发明的第一方面的一个实施例中，用于生产至少一个中空纤维膜的设备的特征在于，它被构造成用于生产“高通量中空纤维膜”、“中截留”中空纤维膜、“高截留”中空纤维膜或用于体外血液治疗的血浆分离的中空纤维膜。

如本文所使用的，术语“高通量”是指具有在5kDa至10kDa之间的起始分子量(“MWRO”)和在25kDa至65kDa之间的截留分子量(“MWRO”)的中空纤维膜，这可以通过根据Boschetti等人(2013)的葡聚糖筛分系数测量确定。平均孔半径在3.5至5.5nm范围内，其中，孔尺寸由MWCO根据Boschetti-de-Fierro等人(2013)和Granath等人(1967)的葡聚糖筛分系数以及在Sephadex J Chromatogr A.1967；28(C):69-81用凝胶色谱分析分子量分布来确定。高通量膜与低通量膜之间的主要区别在于更高的水渗透性和去除诸如β2微球蛋白等中小分子的能力。

术语“中截留”膜用于分离特性介于高通量膜与高截留膜之间的膜。“低通量”膜具有的分离特性的特征在于比高通量膜更陡峭的筛分曲线。

如本文中所使用的术语“高截留”是指MWRO为15至20kDa之间和MWCO为170至320kDa之间的中空纤维膜。中空纤维膜的特征在于选择性层表面上的孔半径介于8至12nm之间。这里所说的“高截留”中空纤维膜的MWRO和MWCO的测定是按照Boschetti-de-Fierro等人(2013)的方法测定的。

用于血浆分离的中空纤维膜的特征在于，它们的MWCO高于为“高截留”中空纤维膜定义的值。特别地，用于血浆分离的中空纤维膜的孔径大小使得只有血液的细胞成分被膜保留。

“高通量”中空纤维膜、“中截留”中空纤维膜、“高截留”中空纤维膜或用于血浆分离的中空纤维膜可以根据根据第二方面描述的内容特别好地生产。所提及的中空纤维膜具有高的液体渗透性、特别是高的水渗透性，使得可以特别有效地从压力室中的中空纤维膜中去除液体、特别是水。这特别适用于MWRO为10-20kDa的“高截留”中空纤维膜。

根据本发明，两个或更多个压力室也可以串联连接。每当在第一压力室中仅能去除相对较小部分的液体时，这是特别有利的。这可能是必要的，例如，在“低通量”中空纤维膜的制造中，由于其小孔径，因此需要增加的干燥工作量。

在第二方面，本发明涉及一种生产一个或多个中空纤维膜的方法，所述方法包括以下步骤：

提供纺丝质体的源，

提供凝结介质的源，

将纺丝质体和凝结介质通过至少一个环形间隙喷嘴共挤出成至少一个中空纺丝线，所述中空纺丝线的腔填充有凝结介质，

将所述至少一个纺丝线引入到含有析出剂的析出缸中并将所述至少一个纺丝线析出成至少一个中空纤维膜，

可选地随后将所述至少一个中空纤维膜引入到含有漂洗剂的漂洗缸中，

将已经从析出缸获得的至少一个中空纤维膜引入到干燥单元中，或者可选地，将从漂洗缸获得的至少一个中空纤维膜引入到干燥单元中，

可选地，使从所述干燥单元获得的至少一个中空纤维膜被接收在支撑件上，

其特征在于

所述至少一个中空纤维膜通过所述干燥单元中的压力区段，在所述压力区段中通过将气体引入到所述压力区段中产生与大气压力相比而言的正压力，并且在所述压力区段中，被包含在所述至少一个中空纤维膜中的析出剂或漂洗剂的至少一部分与所述至少一个中空纤维膜分离。

本领域技术人员将知道用于制造中空纤维膜的方法的基本程序和细节。特别地，已知在用于生产中空纤维膜的方法中，使用用于引导纺丝线和中空纤维膜的装置来引导纺丝线通过析出缸并离开所述析出缸，然后将其输送到漂洗缸、干燥单元和接收单元。在此上下文中，本领域技术人员将知道可以用于执行根据本发明的方法的相应的引导辊、引导耙、引导板或波形工具。

本领域技术人员还将知道用于挤出纺丝质体和用于形成中空纤维膜的工艺参数和纺丝条件。特别地，本领域技术人员将知道中空纤维膜的膜结构的形成，例如其孔隙率受环形间隙喷嘴的温度、析出间隙中的相对大气湿度、析出间隙的高度、纺丝质体和凝结介质的组分以及析出缸的温度的影响。特别地，根据第二方面的方法适用于生产用于纳米过滤、超过滤和微过滤的中空纤维膜。纺丝线的凝结优选根据“非溶剂诱导相分离”(NIPS)的原理进行。替代性地，也可以根据“温度诱导相分离”(TIPS)来控制纺丝线的凝结。使用疏水性聚合物的TIPS方法特别适用于气体的分离，特别是在氧合器中。这特别适用于聚合物PMP(聚甲基戊烯)和聚丙烯(PP)。

本发明的第二方面的进一步的实施例的特征在于，波形工具布置在干燥单元的下游并且可能布置在接收单元的上游。在本申请的上下文中，“波形工具”应被理解为是指一种工具，借助所述工具可以将中空纤维膜形成为波浪形几何形状。相应的工具在现有技术中是已知的。特别参考DE 10 2017 204 524 A1中公开的细节。

根据第二方面的方法适用于中空纤维膜的制造。所述方法同样适用于同时生产一组(多个)中空纤维膜。在这种情况下，纺丝质体和凝结介质经由布置在纺丝单元中的多个环形间隙喷嘴挤出，以形成一组纺丝线，这些纺丝线按照根据本发明的方法进一步被加工成干燥的中空纤维膜。特别地，用于制造中空纤维膜的设备可以以使得可以同时生产1至64个中空纤维膜、或5至32个中空纤维膜、或10至20个中空纤维膜、或多达128个中空纤维膜的方式被构造。

在制造方法中，如上面已经描述的，当中空纤维膜通过析出缸和(如果存在的话)漂洗缸时填充有液体、特别是水。在制造方法中，中空纤维膜的重量可以通过干燥单元的压力区段显著降低。特别地，这使得在不发生纤维断裂或诸如扁平化等其它纤维损伤的情况下，能够提高用于制造中空纤维膜的设备中的中空纤维膜的输送速度。特别地，在相同的干燥程度的情况下，还可以在较低的温度或较短的距离下进行热干燥，使得可以在制造过程中总体上实现显著的节能和/或可以减少或避免对中空纤维的热氧化损伤。此外，根据本发明生产的中空纤维具有特别低的纺丝质体溶剂含量。

本发明的第二方面的进一步的实施例的特征在于，将压力区段中的正压力(与大气压力相比而言)设置为1100hPa至10,000hPa、或1200至5000hPa、或1200至4000hPa的压力。已经发现规定的压力范围有利于在制造方法期间去除包含在中空纤维膜的孔中和腔中的水的至少部分。

本发明的第二方面的进一步的实施例的特征在于，气体选自由空气、氮气、氩气、二氧化碳、水蒸气或其混合物组成的组。这些气体已被证明是有利的，因为它们相对于中空纤维膜的材料是惰性的。优选的气体是氮气和合成空气。

本发明的第二方面的进一步的实施例的特征在于，压力区段被调温到30至125℃、优选30至110℃、更优选30至90℃。在压力区段中升高的温度下，观察到水与中空纤维膜的分离得到改善。特别地，中空纤维膜可以在高于100℃的温度下进行部分消毒。在这种情况下，将压力区段中的水蒸气气氛设置为正压力和120℃是有利的。

本发明的第二方面的进一步的实施例的特征在于，施加到压力室的气体的部分在漂洗单元中、特别是在漂洗缸中排出。根据中空纤维膜的类型和压力室的几何形状，这根据本发明通过调整气体压力直到在漂洗缸中出现足够程度的气泡来调节。那么可以肯定的是，保证了特别有效的液体去除。

第二方面的进一步的实施例的特征在于，中空纤维膜的输送速度为550mm/s至1000mm/s、优选大于650mm/s至900mm/s、进一步优选为750mm/s到800mm/s。

根据第二方面的进一步的实施例，所生产的中空纤维膜是“高通量”、“中截留”、“高截留”中空纤维膜、或用于血浆分离的中空纤维膜。

根据本发明的第二方面的进一步的实施例，在压力室中从膜的孔和腔、即管腔中去除大部分液体、特别优选大于75％或大于90％的液体。这确保了液体的高效去除。

在第三方面，本发明涉及一种用于制造一个或多个中空纤维膜的方法，所述方法包括以下步骤：

提供纺丝质体的源，

提供凝结介质的源，

将纺丝质体和凝结介质通过至少一个环形间隙喷嘴共挤出成至少一个中空纺丝线，所述中空纺丝线的腔填充有凝结介质，

将所述至少一个纺丝线引入到含有析出剂的析出缸中并将所述至少一个纺丝线析出以形成至少一个中空纤维膜，

可选地，随后将所述至少一个中空纤维膜引入到含有漂洗剂的漂洗缸

将从析出缸获得的至少一个中空纤维膜引入到至少一个干燥单元中，或者可选地，将从漂洗缸获得的至少一个中空纤维膜引入到至少一个干燥单元中，

可选地，使从所述干燥单元获得的至少一个中空纤维膜被接收在支撑件上，

其特征在于，所述中空纤维膜的输送速度为550mm/s至1000mm/s、优选为650mm/s以上至900mm/s、更优选为750mm/s～800mm/s。

第三方面的一个实施例的特征在于

所述至少一个干燥单元包括压力区段，在所述压力区段中设置了与大气压力相比而言的正压力。

在这些纺丝速度下，可以特别经济地制造中空纤维膜。本发明的第二方面的实施例也是本发明第三方面的主题。

具体实施方式

在下文中，根据附图说明本发明的进一步的实施例。

图1示出了根据本发明的用于制造至少一个中空纤维膜的设备100的一个实施例的示意图。图1示出了环形间隙喷嘴101的横截面的示意性简化表示。图1中未示出纺丝质体的源和凝结介质的源。此外，图1示意性示出了纺丝线102，所述纺丝线102被引导通过析出间隙102b、通过析出缸103。此外，示意性地示出了滑轮105a至105l，借助于滑轮105a至105l，纺丝线和中空纤维膜被引导通过该设备。在析出缸103中形成的中空纤维膜104借助于滑轮被引导到漂洗缸106中。在替代性的实施例中，可以一个接一个地布置多个漂洗缸(图1中未示出)。图1还示意性地示出了用于图1中所示的一个中空纤维膜104的具有入口201和出口202的压力室200。中空纤维膜104通过压力室并借助于入口301、滑轮105h至105l和出口302被引导通过调温室300。示意性地示出了卷轴400，其接收中空纤维膜104并将其组合成中空纤维膜束股。为了简单起见，在图1的示意图中仅示出了一个中空纤维膜的制造。然而，图1所示的设备同样适合于制造大量中空纤维膜。压力室200和调温室300一起形成干燥单元350。在图1所示的示意性实施例中，调温室可以在100至230℃的温度范围内操作。图1中未示出波形工具。在调温室300与卷轴400之间可以附加地布置波形工具。图1中也未示出压力室200处的气体入口。这在随后的附图中示出。利用所示的***100，可以根据NIPS和TIPS原理制造中空纤维膜。

图2示出了根据一个实施例的压力室200的横截面的示意性表示。图2示出了经由入口201和出口202被引导通过压力室200的中空纤维膜104。还示出了气体入口203和阀204，所述阀204可以存在以调节进入压力室的气流。压力室具有形成如图所示的腔的内部空间205。当气体通过气体入口203引入时，正压力(与大气压力相比而言)在内部空间205中建立。

图3示出了根据进一步的实施例的压力室200的横截面的示意性表示。与图2类似，图3示出了用于引入至少一个中空纤维膜的入口201、用于排出至少一个中空纤维膜104的出口202、气体入口203、阀204以及内部空间205。根据本实施例，压力室可以具有管状几何形状或狭缝形状的几何形状。

图4示出了根据本发明的设备100的一部分的示意性表示。如下所示：漂洗缸106、被引导通过漂洗缸并通过压力室200的中空纤维膜104、压力室的入口201和出口202以及压力室的气体入口203。由于通过气体入口203将气体引入到内部空间中，在压力室中建立了正压力(与大气压力相比而言)，因此，在中空纤维膜104中输送的水或液体的一部分与中空纤维膜分离。特别地，气体渗透到中空纤维膜的孔和腔中，并在中空纤维膜的腔内沿与中空纤维膜的输送方向相同的方向和与中空纤维的输送方向相反的方向扩散。在压力室中3000hPa的压力下，中空纤维膜中的气体逆着输送方向扩散到一程度，以使得可以在位于上游的漂洗缸或位于上游的析出缸中观察到气泡的发展。

图5示出了压力室200的进一步的实施例的示意性表示，其中内部空间205被两个壁206a和206b分成两个隔室205a和205b，并且中空纤维膜104经由入口201和出口202被引导通过压力室200。气体入口203位于隔室205b上。流入的气体在隔室205b中产生具有压力P1的第一正压力(与大气压力相比而言)，而在第二隔室205a中建立具有压力P2的第二正压力(与大气压力相比而言)。根据图5所示的实施例，P1大于P2。压力P1可以是3000hPa。压力P2可以是1500hPa。借助于隔室，在压力室内设置压力梯度。

图6示出了压力室200的进一步的实施例的示意性表示，其中，内部空间205被四个壁206a、206b、206c和206d分成隔室205a、205b和205c，并且中空纤维膜104经由入口201和出口202被引导通过压力室200。气体入口203位于隔室205a上。流入的气体在隔室205a中产生具有压力P1的第一正压力(与大气压力相比而言)，而在隔室205b中建立具有压力P2的第二正压力(与大气压力相比而言)，并且在隔室205c中产生具有压力P3的第三正压力(与大气压力相比而言)。根据图6所示的实施例，P1大于P2。压力P1可以是3000hPa并且大于压力P2。压力P2大于压力P3，其可以是1500hPa。

图7示出了压力室200的进一步的实施例的示意性表示，其中，内部空间205具有多个横截面扩增区和多个横截面缩减区，其中，横截面扩增区和横截面缩减区形成压力室的内部的多个锥形区段。三个隔室205a、205b和205c由压力室200的内部空间中的锥形区段形成，由此中空纤维膜104经由入口201和出口202通过压力室200。压力室的内部的锥形区段相对于气体入口203对称布置。气体入口203位于隔室205a上。流入的气体在隔室205a中产生具有压力P1的第一正压力(与大气压力相比而言)，而在隔室205b中建立具有压力P2的第二正压力(与大气压力相比而言)，并且在隔室205c中产生具有压力P3的第三正压力(与大气压力相比而言)。根据图6所示的实施例，P1大于P2。压力P1可以是3000hPa并且大于压力P2。压力P2大于压力P3，其可以是1500hPa。根据图7，压力室200的至少一个气体入口203布置在压力室的内部空间净跨度的横截面具有最大值的位置207处，其中，气体入口位于压力室的入口与出口之间的中央位置。图7所示的压力室的内部空间的净跨度的横截面的最大值207、207a和207b具有相同的尺寸。

利用图5至7中所示的实施例，可以从中空纤维膜中特别高效地分离水。可以规定，图5至7中所示的隔室具有用于水的出口开口。然而，也可以经由压力室的入口201和出口202排出水。

图8示出了根据进一步的实施例的压力室200的横截面的示意性表示。图8示出了用于引入至少一个中空纤维膜104的入口201、用于排出至少一个中空纤维膜104的出口202、气体入口203以及内部空间205。根据本实施例，压力室的内部空间205被细分为两个不对称的锥形区段。

图9示出了压力室200的进一步的实施例的示意性表示，其中，内部空间205借助于多个横截面扩增区和横截面缩减区而形成锥形区段，其将内部空间细分为两个隔室205a和205b，其中，中空纤维膜104经由入口201和出口202被引导通过压力室200。锥形区段不对称地布置在压力室的内部空间内。气体入口203位于隔室205a上。流入的气体在隔室205a中产生具有压力P1的第一正压力(与大气压力相比而言)，而在第二隔室205b中建立具有压力P2的第二正压力(与大气压力相比而言)。根据图5所示的实施例，P1大于P2。压力P1可以是3000hPa。压力P2可以是1500hPa。借助于隔室，在压力室内设置了压力梯度。图9中所示的内部空间的净跨度的横截面的最大值207a大于内部空间的净跨度的横截面的最大值207。

图8和9示出了接合到入口201上的锥形形状具有开口角度α的实施例。此外，图8和9示出了接合到出口202上的锥形形状具有开口角度β的实施例。根据图8和9的实施例，α大于β。

图10示出了压力室200的进一步的实施例的示意性表示，其中，内部空间205具有多个横截面扩增区和多个横截面缩减区，其中，横截面扩增区和横截面缩减区形成压力室的内部的多个锥形区段。三个隔室205a、205b和205c由压力室200的内部空间中的锥形区段形成，由此中空纤维膜104经由入口201和出口202通过压力室200。压力室的内部的锥形区段相对于气体入口203对称布置。气体入口203位于隔室205a上。流入的气体在隔室205a中产生具有压力P1的第一正压力(与大气压力相比而言)，而在隔室205b中建立具有压力P2的第二正压力(与大气压力相比而言)，并且在隔室205c中产生具有压力P3的第三正压力(与大气压力相比而言)。根据图6所示的实施例，P1大于P2。压力P1可以是3000hPa并且大于压力P2。压力P2大于压力P3，其可以是1500hPa。根据图10，压力室200的至少一个气体入口203布置在压力室的内部空间的净跨度的横截面具有最大值207的位置处，其中，气体入口位于压力室的入口201与出口202之间的中央位置。图10中所示的压力室的内部空间的净跨度的横截面的最大值207、207a和207b具有不同的尺寸。特别地，横截面的最大值207小于横截面的最大值207b和207a。

图10示出了接合到入口201上的锥形形状具有开口角度α的一个实施例。此外，图10示出了接合到中央布置的气体入口203的横截面的最大值207b或207a上的锥形形状具有开口角度γ的一个实施例。在本实施例中，α小于γ。这具有可以特别好地去除已分离的水的优点。这可以将压力室200在被引导通过压力室的中空纤维膜104的延伸方向上的总长度限制为小于50cm、优选地小于20cm、优选地小于12cm。

图11示出了压力室200的进一步的实施例的示意性表示。该实施例基本上对应于图10中所示的实施例，由此与图10中所示的实施例相比，横截面的最大值207、207a和207b具有相同的尺寸，并且用于液体、特别是水的相应的出口208、208a和208b布置在横截面的最大值207、207a和207b中的每一个处，所述水与压力室200中的中空纤维膜104分离，其中，气体入口203附加地布置在横截面的最大值207处。

图12示出了压力室200的进一步的实施例的示意性表示。该实施例基本上对应于图6中所示的实施例，由此，与图6中的实施例相比，用于与压力室200中的中空纤维膜104分离的水的出口208、208a和208b分别布置在隔室205a、205b和205c上。

图13示出了压力室200的一个实施例的示意性表示，其对应于图10中所示的实施例。图13示出了该实施例的进一步细节。图13是示意性表示，其中以半透明的方式图示了所示的压力室的一部分。根据所示实施例，压力室以管状方式构造。此外，除了气体入口200之外，压力室相对于其纵向延伸范围的轴线以旋转对称的方式构造。其纵向延伸范围的轴线对应于一直线，中空纤维膜104在该直线上被引导通过压力室。在所示的示意性表示中，标记为104的中空纤维膜位于纵向延伸范围的轴线上。在图13中，以半透明的方式图示了压力室的包围管壁212以及气体入口203的结构部分。在压力室的中央区域217a中，壁217具有比在端部217b、217c处的区域中更大的直径。压力室200的内部空间205被细分为锥形区段，由此锥形区段211、212、213、214、215和216相互连接接合。第一锥形区段211从用于中空纤维膜的入口201延伸到压力室200的内部空间205的横截面的第一最大值。此后，第二锥形区段212从横截面的第一最大值217b延伸到横截面的最小值210a。此后，第三锥形区段213从横截面的第一最小值210a延伸到横截面的第二最大值207。此后，第四锥形区段214从横截面的第二最大值207延伸到横截面的第二最小值210b。此后，第五锥形区段215从横截面的第二最小值210b延伸到横截面的第三最大值207a。此后，第六锥形区段216从横截面的第三最大值延伸到用于中空纤维膜104的出口202。通过气体入口流入的气体在压力室的内部空间205中形成正压力(与大气压力相比而言)，所述正压力从用于中空纤维膜201的入口延伸到用于中空纤维膜的出口202。漏斗形开口201a和202a接合到入口201和出口202上。这在进入和离开压力室时保护中空纤维膜或中空纤维膜组。特别地，压力室的内部空间205中的所有边缘都是倒圆的以避免损坏一个或多个中空纤维膜。锥形区段的开口角度α和β由锥形区段的内侧相对于压力室的纵向延伸范围的直线的布置来定义。在第一和第六锥形区段211、216中，开口角度被指定为α。在第二和第五锥形区段中，开口角度被指定为β。优选地，α小于β，如图10所示。压力室200的内部空间205的相邻锥形区段211、212、213、214、215、216形成三个隔室205a、205b和205c，使得当气体流入内部空间205时，在从气体入口到用于中空纤维膜201的入口和用于中空纤维膜202的出口的区域中建立如已经结合图10的实施例所描述的压力梯度。

示例

比较示例1

根据DE 10 2016 224 627中公开的实施例中的一个同时生产16个中空纤维膜。以下说明书用于中空纤维膜的制造：

将由按重量计16份聚砜(来自Solvay的P3500)、按重量计4.4份聚乙烯吡咯烷酮(来自Ashland的K82-86)和按重量计79.6份DMAC组成的纺丝溶液在搅拌、加热至60℃并脱气下加工成均匀的纺丝质体。纺丝质体通过具有中央孔的环形间隙喷嘴共挤出——凝结介质通过所述中央孔，以形成纺丝线。由35％DMAC和65％水组成的凝结介质被引导到中空纺丝线内部。环形间隙喷嘴的温度为70℃。挤出的纺丝线通过大气相对湿度为100％的析出间隙。析出间隙的高度为200mm，设置0.4s的析出间隙中的停留时间。因此，纺丝线的抽出速度为650mm/s。纺丝线在析出间隙中的停留时间取决于抽出速度并且可以在替代性的比较示例中变化。纺丝线被引入到容纳被调温到80℃的水的析出缸中，纺丝线被析出成中空纤维膜。然后中空纤维膜通过调温到75℃至90℃温度的漂洗缸。然后，中空纤维膜在100℃至150℃的温度下通过干燥单元的调温室并由此干燥。中空纤维膜的输送速度与抽出速度相适应。

然后16个中空纤维膜由卷轴卷起并组合。针对任何可能的纤维缺陷分析缠绕的中空纤维膜。在卷绕的中空纤维膜中，检测到多个扁平化的纤维或纤维断裂的情况。

比较示例2

根据比较示例1选择用于制造中空纤维膜的条件。纺丝线的和中空纤维膜的抽出速度被降低到450mm/s。中空纤维膜的输送速度与抽出速度相适应。获得的中空纤维膜没有纤维扁平化和纤维断裂。

示例1

与比较示例1相比，在示例1中，根据图10的实施例，在通过漂洗缸之后和在被引入到调温室中之前，16个中空纤维膜的组被引导通过压力室。经由压力室的气体入口引入空气，使得压力室的中央锥形腔中产生3000hPa的压力、在压力室的第二锥形腔中产生1500hPa的压力和在压力室的第三锥形腔中产生1300hPa的压力。将干燥的中空纤维膜卷起并检查任何可能的缺陷。根据示例1的中空纤维膜的制造在不同的抽出速度下进行。据此，在650mm/s的抽出速度下未发现纤维损坏。术语抽出速度旨在指中空纤维膜通过用于制造中空纤维膜的设备的速度。

根据示例1，因此可以提高抽出速度，使得在与比较示例相比并因此与现有技术相比时产生更高的制造速度。这也使得实现每1公里中空纤维的节能。替代性地，由此还可以缩短调温区段中的距离，使得可以以降低的构造成本操作用于制造中空纤维膜的设备。

Claims (15)

1.一种用于制造至少一个中空纤维膜的设备(100)，其包括：

包括至少一个环形间隙喷嘴(101)的纺丝单元，所述环形间隙喷嘴(101)流体连接到纺丝质体的源和凝结介质的源，以便从纺丝质体挤出至少一个中空纺丝线(102)，所述中空纺丝线的腔填充有凝结介质，

析出缸(103)，其用于析出所述至少一个纺丝线(102)以形成至少一个中空纤维膜(104)，

可选地，至少一个漂洗单元(106)，其用于漂洗所述至少一个中空纤维膜(104)，

至少一个干燥单元(350)，其用于干燥所述至少一个中空纤维膜(104)，

可选地，接收单元(400)，其用于使所述至少一个中空纤维膜(104)被接收在支撑件上，

其特征在于，

所述至少一个干燥单元包括压力区段，所述压力区段被构造成：使得能够在压力区段中设置与大气压力相比而言的正压力。

2.根据权利要求1所述的设备(100)，其特征在于，所述干燥单元的压力区段包括压力室(200)，所述压力室(200)包括：内部空间(205)；用于将所述至少一个中空纤维膜(104)引入到所述压力室的内部空间(205)中的入口(201)；用于将所述至少一个中空纤维膜(104)从所述压力室的内部空间(205)排出的出口(202)；和至少一个气体入口(203)，其中，所述至少一个气体入口(203)与气体源流体连通，所述压力区段还被构造成：使得能够经由所述气体源在所述压力室(200)的内部空间(205)中产生正压力。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述设备被构造成：使得所述干燥单元的压力区段中的压力为1100hPa至10,000hPa、或1200hPa至5000hPa、或1200hPa至4000hPa。

4.根据权利要求2或3所述的设备，其特征在于，用于将所述至少一个中空纤维膜(104)引入到所述压力室(200)的内部空间中的入口(201)的横截面积以及用于将所述至少一个中空纤维膜(104)从所述压力室(200)排出的出口(202)的横截面积小于中空纤维膜(104)的横截面积或多个中空纤维膜的横截面积的总和的30倍、优选小于20倍、更优选小于10倍、更优选小于5倍、是中空纤维膜(104)的横截面积或多个中空纤维膜的横截面积的总和的至少1.1倍或更多。

5.根据权利要求1至4中至少一项所述的设备(100)，其特征在于，所述干燥单元(350)还包括具有加热装置的调温区段，所述加热装置被布置成使得能够在所述调温区段中设置50℃至230℃的温度。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述干燥单元的调温区段包括调温室(300)，所述调温室(300)具有用于引入所述至少一个中空纤维膜(104)的入口(301)和用于排出所述至少一个中空纤维膜(104)的出口(302)。

7.根据权利要求6所述的设备(100)，其特征在于，所述压力室(200)和所述调温室(300)是分开的室，所述设备还被构造成：使得从析出缸或可选地从漂洗缸获得的至少一个中空纤维膜或多个中空纤维膜首先通过所述压力室(200)，然后通过所述调温室(300)。

8.根据权利要求2至7中至少一项所述的设备，其特征在于，所述压力区段的压力室(200)被分成多个隔室(205a、205b、205c)。

9.根据权利要求2至8中至少一项所述的设备，其特征在于，所述压力室(200)的内部空间(205)的净跨度在横截面中在平行于所述至少一个中空纤维膜的行进方向上具有至少一个横截面扩增区和至少一个横截面缩减区，其中，所述横截面扩增区和所述横截面缩减区优选地产生所述压力室的内侧的锥形形状。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述压力室(200)的至少一个气体入口(203)布置在所述压力室(200)的内部空间的净跨度的横截面具有最大值(207)的位置处、优选布置在用于将所述至少一个中空纤维膜(104)引入到所述压力室(200)中的入口(201)与用于将所述至少一个中空纤维膜(104)从所述压力室(200)排出的出口(202)之间的中央位置处。

11.根据权利要求2至10中至少一项所述的设备，其特征在于，所述压力室(200)具有用于排出液体、特别是水的一个或多个出口(208、208a、208b)，其中，所述一个或多个出口优选地布置在所述压力室(200)的内部空间的净跨度的横截面具有最大值的位置处。

12.一种生产至少一个中空纤维膜(104)的方法，其包括以下步骤：

提供纺丝质体的源，

提供凝结介质的源，

将纺丝质体和凝结介质通过至少一个环形间隙喷嘴(101)共挤出成至少一个中空纺丝线(102)，所述中空纺丝线(102)的腔填充有凝结介质，

将所述至少一个纺丝线(102)引入到含有析出剂的析出缸(103)中并将所述至少一个纺丝线(102)析出成至少一个中空纤维膜(104)，

可选地，随后将所述至少一个中空纤维膜(104)引入到含有漂洗剂的漂洗缸(106)中，

将从析出缸(103)获得的所述至少一个中空纤维膜(104)引入到干燥单元(350)中，或者可选地，将从漂洗缸(106)获得的所述至少一个中空纤维膜引入到干燥单元(350)中，

可选地，使从所述干燥单元(350)获得的所述至少一个中空纤维膜(104)被接收在支撑件上，

其特征在于，

所述至少一个中空纤维膜(104)通过所述干燥单元中的压力区段，在所述压力区段中，通过将气体引入到所述压力区段中而产生与大气压力相比而言的正压力，该气体优选地选自由空气、氮气、氩气、二氧化碳、水蒸气或它们的混合物组成的组，并且在所述压力区段中，被包含在所述至少一个中空纤维膜(104)中的析出剂或漂洗剂的至少一部分与所述至少一个中空纤维膜分离。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述压力区段中的与大气压力相比而言的正压力被设置为1100hPa至10,000hPa、或1200hPa至5000hPa、或1200hPa至4000hPa的压力。

14.根据权利要求12或13中至少一项所述的方法，其特征在于，所述压力区段被调温到30℃至125℃、优选30℃至110℃、更优选30℃至90℃。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其特征在于，纺丝线的输送速度为550mm/s至1000mm/s、优选为650mm/s至900mm/s、进一步优选为750mm/s至800mm/s。

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