DE10148768A1 - Hollow fibers, for use in membrane filters, are produced by spinning through a spinneret jet head into a precipitation bath containing a molding body with grooves, to give hollow fibers with a consistent straightness and roundness - Google Patents

Abstract

The hollow fibers, of an inorganic material which can be sintered, are formed by a molding body (13) with grooves (14) within a precipitation bath (12). The shaped hollow fibers have a tolerance for straightness of <= 0.5 mm along 35 mm, and a roundness tolerance of <= 3% from the mean radius. The fibers are spun by a spinneret jet head (17), connected to the supply container (15) through a hose (16).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Hohlfaser, aus einem anorganischen, sinterbaren Material, nach der Gattung des Patenanspruches 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der genannten Hohlfaser nach dem Oberbegriff des Anspruches 4. Zuletzt betrifft die Erfindung einen in diesem Verfahren verwendeten Formkörper nach der Gattung des Patentanspruches 6. The invention relates to a hollow fiber, made of an inorganic, sinterable material, according to the genus of patent claim 1. Furthermore, the invention relates to a method for the production of said hollow fiber according to the preamble of claim 4. Finally, the invention relates to a molding used in this method according to the Genus of claim 6.

Ein Verfahren, keramische Hohlfasern mittels Phaseninversion herzustellen, ist beispielsweise aus DE 199 10 012 C1 bekannt. Die in diesem Dokument offenbarten Hohlfasern werden mittels einer Ringdüse ersponnen und ausgehend von der Düse in ein Fällbad eingeleitet. Dort wird das Extrudat ausgefällt, wodurch der Hohlfaden, der in diesem Verfahrensstadium noch biegeschlaff ist, stabilisiert wird. One method of producing ceramic hollow fibers by means of phase inversion is known for example from DE 199 10 012 C1. The ones disclosed in this document Hollow fibers are spun using a ring nozzle and starting from the nozzle into one Precipitation bath initiated. There the extrudate is precipitated, causing the hollow thread that is in this stage of the process is still limp, is stabilized.

Die Hohlfaser kann z. B. aus einem Polymer bestehen, das aus der Gruppe der Polysacharide, Polysacharidderivate oder Polyvinylalkohole ausgewählt werden kann. Weiterhin ist ein beliebiger Zusatzstoff hinzugegeben, der insbesondere keramisch sein kann. Als Lösungsmittel für das Polymer wird Amin-N-Oxyd verwendet, mit dessen Hilfe gleichzeitig die Suspension mit dem Zusatzstoff hergestellt wird. The hollow fiber can e.g. B. consist of a polymer from the group of Polysaccharides, polysaccharide derivatives or polyvinyl alcohols can be selected. In addition, any additive is added, which can in particular be ceramic. Amine-N-oxide is used as a solvent for the polymer, with the help of which at the same time the suspension with the additive is produced.

Gemäß dem aufgeführten Dokument lässt sich mit dem beschriebenen Verfahren eine Hohlfaser herstellen, deren Außendurchmesser ca. 1 mm beträgt und die extrem dünne Wandstärken aufweist. Allerdings ist die Herstellung der beschriebenen Fasern bisher nur im Labormaßstab gelungen. Hierbei hat eine kontinuierliche Herstellung der Hohlfaser stattgefunden, die entsprechend der Herstellungsgeschwindigkeit durch das Fällbad geführt und anschließend aufgewickelt wurde. Jedoch sind die Hohlfasern auch nach Durchlaufen des Fällbades noch außerordentlich instabil, so dass durch das Aufwickeln eine Verformung stattfinden kann. Hierdurch lässt sich keine gleich bleibende Qualität der Hohlfaser erreichen, welche jedoch insbesondere für Filtrationsaufgaben von hervorragender Bedeutung ist. Weiterhin bereitet die extreme Schrumpfung von bis zu 30% der Hohlfaser während des Trocknungsvorganges Probleme, insbesondere durch die unkoordinierte Formveränderungen. Hierbei ist eine Herstellung von Fasern mit gleichbleibend guter Qualität nahezu unmöglich. Die Hohlfasern kommen hierbei insbesondere für Aufgaben der sog. Mikro-, Ultra- und Nanofiltration, sowie der Gastrennung zum Einsatz, d. h. dass die Hohlfaserwand, welche Poren bestimmter Größe aufweist lediglich für Atome, Moleküle oder Partikel mit bestimmten Eigenschaften durchlässig ist. Hierbei können geringste Qualitätsabweichungen bereits zu einem Versagen der Hohlfaser hinsichtlich ihrer Filtrationsaufgabe führen. According to the document listed, the described method can be used Produce hollow fiber, the outer diameter of which is approx. 1 mm and the extremely thin Has wall thicknesses. However, the production of the fibers described has so far only been possible succeeded on a laboratory scale. Here has a continuous production of the hollow fiber took place according to the production speed through the precipitation bath led and then wound up. However, the hollow fibers are also after Passing through the precipitation bath is still extremely unstable, so that by winding a deformation can take place. This means that the quality of the Reach hollow fiber, which, however, especially for filtration tasks of is of paramount importance. Furthermore, the extreme shrinkage of up to 30% of the Hollow fiber problems during the drying process, especially due to the uncoordinated changes in shape. Here, the production of fibers is constant good quality almost impossible. The hollow fibers come in particular for Tasks of so-called micro, ultra and nanofiltration, as well as gas separation for use, d. H. that the hollow fiber wall, which has pores of a certain size only for atoms, Molecules or particles with certain properties are permeable. Here you can slightest quality deviations already lead to failure of the hollow fiber with regard to its Perform filtration task.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, Hohlfasern zu schaffen, welche die qualitativen Anforderungen insbesondere für Filtrationsaufgaben erfüllen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1, 4 sowie 6 gelöst. The object of the invention is therefore to provide hollow fibers which are qualitative Fulfill requirements especially for filtration tasks. This task is accomplished by the Features of claims 1, 4 and 6 solved.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Hohlfasern können z. B. zur Filtration von Fluiden, zur Bildung von Emulsionen, zur Stoff- bzw. Energieübertragung oder Kathalyse eingesetzt werden. Die Hohlfaser muss zur Erreichung der eingangs geforderten Eigenschaften eine genügend gleichmäßige Geometrie aufweisen. Es hat sich gezeigt, dass hinsichtlich der Geradheit der Fasern eine Toleranzabweichung von 0,5 mm auf eine Länge von 350 mm ausreicht. Diese Toleranzabweichung wird ermittelt durch eine Abweichung von weniger als 0,5 mm von einer gedachten Geraden als Symmetrielinie durch die Hohlfaser. The hollow fibers according to the invention can, for. B. for the filtration of fluids, for the formation of Emulsions can be used for mass or energy transfer or cathalysis. The Hollow fiber must be sufficient to achieve the properties required at the outset have uniform geometry. It has been shown that in terms of straightness a tolerance of 0.5 mm over a length of 350 mm is sufficient for the fibers. This tolerance deviation is determined by a deviation of less than 0.5 mm from an imaginary straight line as a line of symmetry through the hollow fiber.

Die Geradheit ist von außerordentlicher Bedeutung für die Qualität der Hohlfaser. Dies lässt sich damit begründen, dass bei einem ungleichmäßigen Verlauf der Hohlfaser sofort Schwankungen in der Wandstärke auftreten, welche zu Schwachstellen bzw. Fehlstellen in der Wandung der Hohlfaser führen können. Diese beeinträchtigen sowohl das Filtrationsergebnis negativ, als auch die mechanische Stabilität weswegen die Qualitätsanforderungen an das Filtrat nicht erfüllt werden können. Durch gerade Hohlfasern lassen sich die genannten Probleme jedoch vollständig vermeiden. Weiterhin kann die Packungsdichte durch gerade Hohlfasern bei vergleichbarem Faserquerschnitt in einem Gehäuse deutlich erhöht werden. The straightness is extremely important for the quality of the hollow fiber. This can be justified that if the hollow fiber runs unevenly immediately Fluctuations in the wall thickness occur, which lead to weak points or defects can lead in the wall of the hollow fiber. These affect both that Filtration result negative, as well as the mechanical stability which is why Quality requirements for the filtrate cannot be met. With straight hollow fibers However, avoid the aforementioned problems completely. Furthermore, the Packing density due to straight hollow fibers with comparable fiber cross-section in one housing be significantly increased.

Ein weiteres Qualitätsmerkmal, welches zu einer gleichmäßigen Wandstärke, insbesondere einer konzentrischen Anordnung der Außenkontur zu der Innenkontur der Hohlfaser führt, ist die Rundheit der Faser. Durch eine Toleranzabweichung bezüglich der Rundheit von weniger als 3% bezogen auf den mittleren Radius der Außenkontur der Hohlfaser lassen sich die Hohlfasern ebenfalls mit gleich bleibenden Wandstärken herstellen, wodurch die genannten Anforderungen an Filtrationsaufgaben erfüllt werden können. Another quality feature that leads to a uniform wall thickness, in particular a concentric arrangement of the outer contour to the inner contour of the hollow fiber is the roundness of the fiber. Due to a tolerance deviation regarding the roundness of less than 3% based on the average radius of the outer contour of the hollow fiber the hollow fibers can also be produced with constant wall thicknesses, whereby the above-mentioned requirements for filtration tasks can be met.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung lassen sich die beschriebenen Hohlfasern durch ihre gleich bleibende Qualität hervorragend beschichten. Hierbei kann auf geraden Hohlfasern z. B. bei einem Tauchbeschichtungsverfahren eine gleichmäßigere Schicht ohne Tropfen- oder Schlierenbildung aufgebracht werden. Durch die Beschichtung lassen sich weitere vorteilhafte Wirkungen erzielen, die das Filtrationsergebnis positiv beeinflussen können. According to a further embodiment of the invention, the described Coating hollow fibers with their consistent quality is excellent. This can be done on straight hollow fibers e.g. B. in a dip coating process a more uniform Layer without drops or streaks can be applied. Through the Coating can achieve other beneficial effects that the filtration result can positively influence.

Sowohl für die Lösung mit den fein dispergierten Teilchen als auch für die Teilchen, die mit Hilfe der Beschichtung aufgebracht werden, können unterschiedliche Substanzen zur Anwendung kommen. Insbesondere lassen sich die genannten Vorteile der Erfindung jedoch bei keramischen Substanzen nutzen. Alternative Werkstoffe können z. B. Gläser, Oxyde oder auch Metalle sein. Im Unterschied z. B. zu reinen Polymerhohlfasern ergeben Hohlfasern aus einem anorganischen, sinterbaren Material nach der Trocknung bzw. Kühlung sehr spröde Strukturen, so dass die Wickeltechnik zur Lagerung und Weiterverarbeitung der Hohlfaser nicht geeignet ist. Both for the solution with the finely dispersed particles and for the particles which with the help of the coating, different substances can be used Application come. In particular, the advantages of the invention mentioned can be but use with ceramic substances. Alternative materials can e.g. B. glasses, Oxides or metals. In difference z. B. to pure polymer hollow fibers result in hollow fibers made of an inorganic, sinterable material after drying or Cooling very brittle structures, so that the winding technology for storage and Further processing of the hollow fiber is not suitable.

Daher wird zur Herstellung der Hohlfasern mit den oben aufgeführten Qualitätsmerkmalen hinsichtlich ihrer Geometrie ein Verfahren vorgestellt, mit dessen Hilfe sich die Hohlfasern auch im großtechnischen Maßstab herstellen lassen. Therefore, to manufacture the hollow fibers with those listed above Quality features with regard to their geometry presented a process with which the Have hollow fibers manufactured on an industrial scale.

Die Hohlfasern können durch unterschiedliche Verfahren hergestellt werden. Hierbei können Hohlfasern aus einer Polymerlösung mit fein dispergierten, anorganischen, sinterbaren Teilchenmittels Phaseninversion hergestellt werden. Die Polymerlösung besteht aus einem Lösungsmittel wie z. B. N-Methyl-Morpholin-N-Oxid oder N-Methyl-Pyrrolidon mit einer darin gelösten Trägersubstanz wie z. B. Zellulose und fein verteilten anorganischen, sinterbaren Teilchen wie z. B. Aluminiumoxid. Bei diesem Verfahren wird die Polymerlösung aus einer Düse, welche z. B. als Ringdüse oder Profildüse mit einem beliebigen Querschnitt ausgebildet ist, entsprechend ihrer Viskosität extrudiert oder gesponnen. Bei hochviskosen Polymerlösungen wird vorzugsweise extrudiert und bei Polymerlösungen mit einer niedrigen Viskosität kann gesponnen werden. Die aus der Düse ausgebrachte Hohlfaser ist zunächst ein biegeschlaffer Schlauch, welcher zur Stabilisierung in ein Fällbad geführt wird, wobei das Fällbad z. B. Wasser sein kann. Durch den Kontakt der ausgebrachten Polymerlösung mit dem Fällbad fällt die Trägersubstanz aus. Weiterhin übernimmt das Fällbad eine gewisse Stützfunktion, damit die Geometrie der Hohlfaser bestehen bleibt und kollabiert. Zur besseren Stabilisierung der Hohlfaser kann beim Austritt der Hohlfaser aus der Düse ein flüssiger Leitstrahl, welcher insbesondere aus dem gleichen Medium wie das Fällbad besteht, in das Innere der Hohlfaser eingespritzt werden. Dadurch ist die Hohlfaser, sowohl durch den, durch das Medium erzeugten Innendruck, als auch durch das Ausfällen der Trägersubstanz, von Innen stabilisiert. Die in das Fällbad eingebrachten Hohlfasern sind mechanisch sehr instabil und verformen sich bereits bei geringsten mechanischen Beanspruchungen. Daher ist darauf zu Achten, dass die Hohlfasern in diesem sogenannten Grünzustand nicht geknickt, gefaltet oder gestreckt werden. Die Hohlfaser kann anschließend auf einem Formkörper abgelegt werden. The hollow fibers can be produced by different processes. in this connection can hollow fibers from a polymer solution with finely dispersed, inorganic, sinterable particles can be made by phase inversion. The polymer solution exists from a solvent such as B. N-methyl-morpholine-N-oxide or N-methyl-pyrrolidone with a carrier substance dissolved therein, e.g. B. cellulose and finely divided inorganic, sinterable particles such. B. alumina. With this procedure the Polymer solution from a nozzle, which, for. B. as an annular nozzle or profile nozzle with a Any cross-section is formed, extruded or spun according to their viscosity. In the case of highly viscous polymer solutions, extrusion is preferred and at Low viscosity polymer solutions can be spun. The one from the nozzle deployed hollow fiber is initially a flexible tube, which for stabilization in a precipitation bath is performed, the precipitation bath z. B. can be water. Through contact The carrier substance precipitates out of the polymer solution with the precipitation bath. Furthermore, the precipitation bath takes on a certain support function, so that the geometry of the Hollow fiber persists and collapses. For better stabilization of the hollow fiber can If the hollow fiber emerges from the nozzle, a liquid guide jet, which in particular consists of the same medium as the precipitation bath is injected into the interior of the hollow fiber become. As a result, the hollow fiber, both through that generated by the medium Internal pressure, as well as from the failure of the carrier substance, stabilized from the inside. In the The hollow fibers introduced into the precipitation bath are mechanically very unstable and deform even with the slightest mechanical stress. It is therefore important to ensure that the hollow fibers in this so-called green state are not kinked, folded or be stretched. The hollow fiber can then be placed on a shaped body become.

Bei einem alternativen Verfahren zur Herstellung von Hohlfasern kann eine Lösung mit fein dispergierten, anorganischen Teilchen verwendet werden, wobei das Lösungsmittel nach dem Austritt der Hohlfaser aus der Düse verdampft wird. Die Lösung kann, wie oben bereits beschrieben, aus der Düse extrudiert oder gesponnen werden. Nach dem Austritt der Hohlfaser aus der Düse wird sie durch eine Heizzone geführt, wobei die Heizzone durch unterschiedlichste bekannte Bauteile wie z. B. eine Heizspirale gebildet werden kann. Die von der Heizzone erzeugte Temperatur reicht aus, die Hohlfaser derart zu erhitzen, dass das Lösungsmittel verdampft und die Hohlfaser dadurch verfestigt wird. Die verfestigte Hohlfaser kann auf einem Formkörper abgelegt werden. In an alternative method for producing hollow fibers, a solution can be used finely dispersed, inorganic particles are used, the solvent is evaporated after the hollow fiber emerges from the nozzle. The solution can be how already described above, extruded or spun from the nozzle. After this If the hollow fiber emerges from the nozzle, it is passed through a heating zone, the Heating zone through various known components such. B. formed a heating coil can be. The temperature generated by the heating zone is sufficient to close the hollow fiber heat so that the solvent evaporates and the hollow fiber is thereby solidified. The solidified hollow fiber can be placed on a shaped body.

Als weiteres Verfahren kann die Hohlfaser aus einer anorganischen Schmelze gebildet werden, welche aus einer Düse mit beliebigem Querschnitt ausgebracht wird. Ob die Schmelze extrudiert oder gesponnen wird, hängt von den Eigenschaften der Schmelze ab. Die aus der Düse ausgebrachte Hohlfaser wird durch eine Kühlzone geführt, wobei die Schmelze erstarrt. Die Kühlzone kann durch beliebige bekannte Kühlvorrichtungen gebildet werden, wobei auch unterschiedliche Kühlmedien wie z. B. Luft, Wasser oder Trockeneis verwendet werden können. Nach dem Erkalten kann die Hohlfaser auf einem Formkörper abgelegt werden. As a further method, the hollow fiber can be formed from an inorganic melt which is applied from a nozzle with any cross-section. If she Melt extruded or spun depends on the properties of the melt from. The hollow fiber discharged from the nozzle is passed through a cooling zone, whereby the melt solidifies. The cooling zone can be by any known cooling devices are formed, with different cooling media such. B. air, water or Dry ice can be used. After cooling, the hollow fiber can on a Shaped body are stored.

Bei einem alternativen Verfahren zur Herstellung von Hohlfasern wird die Hohlfaser aus einer Lösung mit einem UV-reaktiven (ultraviolett-reaktiven) Polymer, welches anorganische, sinterbare Teilchen in chemisch gebundener Form enthält, gebildet. Die Lösung wird aus einer beliebigen Düse, insbesondere einer Ringdüse, entsprechend den Eigenschaften der Lösung extrudiert oder gesponnen. Die aus der Düse ausgebrachte Hohlfaser wird zur Stabilisierung durch eine UV-Zone geführt, in welcher sich das UV-reaktive Polymer durch den Einfluss von UV-Strahlung vernetzt und dadurch die Hohlfaser stabilisiert. Nach dem Stabilisieren kann die Hohlfaser auf einem Formkörper abgelegt werden. In an alternative process for producing hollow fibers, the hollow fiber is made from a solution with a UV-reactive (ultraviolet-reactive) polymer, which contains inorganic, sinterable particles in chemically bound form. The solution is from any nozzle, especially a ring nozzle, according to the Properties of the solution extruded or spun. The one brought out of the nozzle Hollow fiber is guided through a UV zone for stabilization, in which the UV-reactive Polymer cross-linked by the influence of UV radiation and thereby the hollow fiber stabilized. After stabilization, the hollow fiber can be placed on a shaped body.

Die genannten Verfahren sind dadurch gekennzeichnet, dass zur Handhabung der Hohlfaser ein Formkörper zum Einsatz kommt, der eine Oberflächenstruktur aufweist, die sich zu einer in Formbringung der insbesondere in das Fällbad eingeleiteten Hohlfaser eignet. Zu diesem Zweck wird der Formkörper relativ zur Düse bewegt. Alternativ kann selbstverständlich auch die Düse bewegt werden, wobei der Formkörper ortsfest bleibt. Selbstverständlich ist auch eine Bewegung beider Bauteile denkbar. Aufgrund der Relativbewegung wird ein planmäßiges Ablegen der Hohlfaser möglich, so dass die gewünschte Geradheit der Hohlfaser durch eine entsprechende Verfahrensführung erzeugt werden kann. Im Prinzip ist jedoch auch jegliche anderweitige planmäßige Gestaltung der Hohlfaser denkbar. Zum Beispiel könnte diese spiralförmig auf dem Formkörper abgelegt werden, wodurch sich eine besonders große Länge der Hohlfaser auf beschränktem Raum verwirklichen ließe. The methods mentioned are characterized in that for handling the Hollow fiber a molded body is used, which has a surface structure that to form the hollow fiber introduced into the precipitation bath in particular suitable. For this purpose, the molded body is moved relative to the nozzle. Alternatively, you can the nozzle can of course also be moved, the shaped body remaining stationary. Of course, a movement of both components is also conceivable. Due to the Relative movement allows the hollow fiber to be laid down as planned, so that the desired straightness of the hollow fiber generated by an appropriate process can be. In principle, however, any other planned design of the Hollow fiber conceivable. For example, this could be placed in a spiral on the molded body be, whereby a particularly large length of the hollow fiber is limited Let space be realized.

Weiterer wesentlicher Verfahrensschritt entsprechend des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Trocknung der Hohlfaser, welche ebenfalls auf dem Formkörper erfolgt. Hierdurch wird die makroskopische Gestalt der Hohlfaser weitgehend stabilisiert, wobei ein Einfallen der Hohlfaser auf Grund von Aufwickeln oder ähnlicher Handhabungsmaßnahmen vollständig vermieden wird. Die getrocknete Hohlfaser kann nun weiter verarbeitet werden und genügt in ihrer Gestalt höchsten Anforderungen an eine gleichmäßige Geometrie. Hiermit ist insbesondere eine gleichmäßige Dicke der Wandstärke und des Ausendurchmessers gemeint, die durch eine gleichmäßige Rundheit bzw. eine geringe Abweichung von der geometrisch geplanten Symmetrielinie, die gerade oder auch in Kurven verlaufen kann, erreicht wird. Another essential process step in accordance with the invention The process is drying the hollow fiber, which is also carried out on the molded body. As a result, the macroscopic shape of the hollow fiber is largely stabilized, with a Collapse of the hollow fiber due to winding or the like Handling measures are completely avoided. The dried hollow fiber can now be processed further are and meet the highest demands on uniform in their form Geometry. This is in particular a uniform thickness of the wall thickness and Outside diameter meant by a uniform roundness or a small Deviation from the geometrically planned symmetry line that is straight or even in curves can run, is achieved.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Formkörper temperaturbeständig bis ca. 1.600°C ausgeführt ist. Dies ermöglicht eine Weiterverarbeitung der Hohlfaser insbesondere durch eine Wärmebehandlung, wie diese z. B. während eines Sinterprozesses notwendig wird. Bei besagtem Sinterprozess, welcher z. B. zwischen 5 und 20 Stunden dauern kann und dabei Temperaturen von 1.300 bis 1.600°C erreicht werden können, kann die Trägersubstanz wie insbesondere die Zellulose des Hohlfaserkörpers vollständig entfernt werden, wobei die dispergierten Teilchen der Lösung zu einem porösen Verband zusammenbacken, der die für Filtrationsaufgaben notwendigen Poren aufweist. An advantageous embodiment of the invention provides that the molded body temperature resistant up to approx. 1,600 ° C. This enables further processing of the Hollow fiber in particular by heat treatment such as this. B. during a Sintering process becomes necessary. In the said sintering process, which, for. B. between 5 and can last 20 hours, reaching temperatures of 1,300 to 1,600 ° C can be, the carrier substance, in particular the cellulose of the Hollow fiber body are completely removed, the dispersed particles of the solution Bake a porous bandage that has the necessary filtration tasks Has pores.

Der erfindungsgemäße Formkörper kann insbesondere derart ausgeführt werden, dass die Oberflächenstruktur durch Rillen gebildet ist, welche die Hohlfaser aufnehmen. Diese Rillen sind von oben leicht zugänglich, so dass die durch die Düse gebildete Hohlfaser ohne weiteres durch eine Relativbewegung zwischen Formkörper und Düse lediglich in horizontaler Richtung abgelegt werden kann. Beim Trocknungsvorgang, wenn die Hohlfasern sich verziehen oder krümmen wollen, werden sie durch den Formkörper in ihrer Bewegung eingeschränkt. Die Trocknung der Hohlfasern erfolgt in der durch den Formkörper vorgegebenen Lage und Kontur. Dadurch kann die erforderliche Geradheit erzielt werden. The molded body according to the invention can in particular be designed such that the surface structure is formed by grooves which receive the hollow fiber. This Grooves are easily accessible from above, so that the hollow fiber formed by the nozzle easily by a relative movement between molded body and nozzle only in can be stored in the horizontal direction. During the drying process, if the Hollow fibers want to warp or bend, they are through the molded body in their Restricted movement. The drying of the hollow fibers takes place in the Shaped body predetermined position and contour. This enables the required straightness to be achieved become.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung sind die genannten Rillen geradlinig und parallel zueinander angeordnet. Dieser Formkörper eignet sich daher zur Herstellung von Hohlfasern mit gerader Ausrichtung, welche im Vergleich zu anderen Geometrien technisch die größte Bedeutung haben. Durch die genannte Ausbildung der Rillen sind weiterhin die Relativbewegungen zwischen Formkörper und Spinndüse einfach zu realisieren. Hierbei handelt es sich um geradlinige Bewegungen mit konstanter Geschwindigkeit, wobei die optimalen Werte durch Versuche einfach zu ermitteln sind. Zu den genannten Rillen, in welchen die Hohlfasern abgelegt werden, können auch Querrillen vorgesehen sein, entlang welchen überstehende Enden oder Schlaufen abgeschnitten werden können. Bei einem kontinuierlichen Herstellungsprozess können Schlaufen beim Übergang von einer Rille zu der parallel angeordneten Rille entstehen. Bei einem getakteten Prozess entstehen keine Schlaufen an den Hohlfaserenden. Die Enden der Hohlfasern können jedoch eingefallen sein, so dass dieser, möglicherweise defekte Bereich von der Hohlfaser abgetrennt werden muss. Durch das Abtrennen der Endbereiche erhält man gleichmäßige qualitativ hochwertige Hohlfasern. According to a special embodiment of the invention, said grooves are arranged in a straight line and parallel to each other. This molded body is therefore suitable for Manufacture of straight alignment hollow fibers which are compared to others Geometries have the greatest technical importance. Through the aforementioned training of Grooves continue to be the relative movements between the molded body and the spinneret to realize. These are linear movements with constant Speed, whereby the optimal values can easily be determined by tests. To the grooves mentioned, in which the hollow fibers are deposited, can also Cross grooves are provided, along which protruding ends or loops can be cut off. With a continuous manufacturing process, loops can arise in the transition from a groove to the parallel groove. At a clocked process there are no loops at the hollow fiber ends. The ends of the However, hollow fibers may have collapsed, possibly causing defects Area must be separated from the hollow fiber. By separating the end areas you get uniform, high quality hollow fibers.

Weiterhin kann gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung der Rillengrund der Rillen im Formkörper der Außenkontur der Hohlfaser angepasst werden. Hiermit ist insbesondere ein abgerundeter Rillengrund gemeint, der genau der gewünschten Außenkontur der Hohlfaser entspricht. Der Rillengrund kann jedoch auch eckig, für z. B. drei oder mehreckig ausgebildete Hohlfasern, ausgebildet sein. Durch diesen Rillengrund lässt sich eine optimale Abstützung der Hohlfaser nach der Erspinnung erreichen. Weiterhin wird durch die Unterstützung der Außenkontur in einem größeren Bereich eine Stabilisierung des runden Querschnitts erreicht, so dass eine optimale innere und äußere Geometrie, insbesondere eine große Innengeometrie der Hohlfaser erhalten wird. Furthermore, according to an advantageous embodiment of the invention, the groove base the grooves in the molded body are adapted to the outer contour of the hollow fiber. Herewith is in particular a rounded groove base meant exactly that desired Outer contour of the hollow fiber corresponds. The groove base can also be angular, for z. B. three or polygonal hollow fibers. Through this groove bottom optimal support of the hollow fiber can be achieved after spinning. Furthermore, by supporting the outer contour in a larger area Stabilization of the round cross-section achieved, so that an optimal inner and outer Geometry, in particular a large internal geometry of the hollow fiber is obtained.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Formkörper stapelbar ausgeführt. Nach Erspinnung der Fasern können diese also zu mehreren zur Trocknung gestapelt werden, wobei die Tiefe der Rille insbesondere so ausgestaltet werden kann, dass der jeweils benachbarte Formkörper ebenfalls zur Stützung der Hohlfaser beiträgt. Der benachbarte Formkörper verhindert somit, dass sich die Hohlfasern nach oben zu der offenen Seite der Rille hin krümmen können. Durch spezielle Ausgestaltungen der übereinander gestapelten Formkörper bilden die benachbarten Formkörper eine Kammer, wobei der untere Formkörper die untere Hälfte und der obere Formkörper die obere Hälfte der Kammer bildet. Zur optimalen Ausrichtung der beiden übereinander angeordneten Formkörper zueinander können bei besonderen Ausgestaltungen Führungen und Aufnahmen vorgesehen sein, welche ineinander greifen. Hierdurch ist das Ergebnis der Rundheit der Hohlfaser noch verbesserbar. According to a further embodiment of the invention, the shaped bodies can be stacked executed. After the fibers have been spun, there can be several of them for drying can be stacked, the depth of the groove can in particular be designed such that the adjacent molded body also contributes to the support of the hollow fiber. The Adjacent moldings thus prevent the hollow fibers from moving upwards to the can bend open side of the groove. Through special designs of the molded articles stacked one on top of the other, the adjacent molded articles form a chamber, the lower molded body the lower half and the upper molded body the upper Half of the chamber forms. For optimal alignment of the two on top of each other arranged moldings to each other can guides and in special configurations Recordings are provided which interlock. This is the result of Roundness of the hollow fiber can still be improved.

Um die Handhabung der Formkörper nach der Erspinnung der Fasern zu vereinfachen, können diese gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung mit Ablauflöchern versehen werden. Die Ablauflöcher können eine beliebige Geometrie aufweisen, hierbei sind kreis- oder schlitzförmige Ablauflöcher vorteilhafte Ausgestaltungen. Da die Formkörper im wesentlichen plattenförmig ausgeführt sind, kann durch die Ablauflöcher das Fällbad schneller zurück fließen, sobald der Formkörper aus dem Fällbad herausgehoben wird. In order to simplify the handling of the shaped bodies after the fibers have been spun, can, according to an advantageous development of the invention, with drain holes be provided. The drain holes can have any geometry, here circular or slot-shaped drain holes are advantageous configurations. Since the Shaped body are essentially plate-shaped, can through the drain holes Flow back the precipitation bath faster as soon as the molded body is lifted out of the precipitation bath becomes.

Mittels der beschriebenen Vorrichtungen und dem beschriebenen Verfahren lässt sich ohne weiteres eine großtechnische Umsetzung eines Fertigungsverfahrens für die eingangs genannten Hohlfasern erreichen. Dieses Verfahren kann in großtechnischer Hinsicht weiter optimiert werden, indem beliebig viele Spinndüsen parallel angeordnet werden. Diese können auf einem gemeinsamen Schlitten befestigt werden, der einmalig über die beschriebenen Formkörper hinüberfährt und dabei die Herstellung mehrerer Hohlfasern gleichzeitig ermöglichen. Auf diese Weise lassen sich die von der Vorrichtung zur Herstellung der Hohlfaser zurückzulegenden Wege minimieren, was zu kürzeren Durchlaufzeiten führt. The devices and the method described can be used a large-scale implementation of a manufacturing process for the achieve the aforementioned hollow fibers. This process can be carried out on an industrial scale Regarding this can be further optimized by arranging any number of spinnerets in parallel become. These can be attached to a common sled that is unique the moldings described drives over and the production of several Allow hollow fibers at the same time. In this way, the device for Minimize manufacturing of the hollow fiber to travel, resulting in shorter paths Lead times.

Weiterhin können Rationalisierungseffekte erreicht werden, wenn die Anlage zur Herstellung der Hohlfasermembran optimal auf die anfallenden Herstellungsmengen angepasst wird. Neben der Düsenanzahl lässt sich die Anlage auch hinsichtlich anderer Aspekte variieren. Zum Beispiel können unterschiedlich lange Hohlfasern hergestellt werden. Die Formkörper können in unterschiedlicher Größe konzipiert werden. Insbesondere lässt sich die Anzahl der nebeneinander liegenden Rillen variieren. Rationalization effects can also be achieved if the system for Manufacture of the hollow fiber membrane optimally to the production quantities is adjusted. In addition to the number of nozzles, the system can also be used in relation to others Aspects vary. For example, hollow fibers of different lengths can be produced become. The moldings can be designed in different sizes. In particular the number of grooves next to each other can be varied.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. These and other features of preferred developments of the invention go besides from the claims also from the description and the drawing the individual characteristics individually or in groups in the form of Sub-combinations realized in the embodiment of the invention and in other fields be and can represent advantageous and protectable versions for which protection is claimed here.

Zeichnungdrawing

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematischen Ausführungsbeispielen beschrieben. Hierbei zeigt Further details of the invention are shown in the drawing using schematic Described embodiments. Here shows

Fig. 1 schematisch die Herstellung der Hohlfasern mit einer Spinndüse in einem Fällbad, Fig. 1 shows schematically the manufacture of the hollow fibers with a spinneret in a coagulation bath,

Fig. 2 einen Stapel mehrerer Formkörper, Fig. 2 shows a stack of several molded bodies,

Fig. 3 die Trocknung eines Plattenstapels, Fig. 3 shows the drying of a plate stack,

Fig. 4 zwei Plattenstapel in einem Sinterofen, Fig. 4, two plate stack in a sintering furnace,

Fig. 5 einen Ausschnitt aus den Formkörpern mit eingelegten Hohlfasern, Fig. 5 shows a detail of the shaped bodies with inserted hollow fibers,

Fig. 6 schematisch den Schnitt durch eine Ringdüse, Fig. 6 shows schematically a section through an annular die,

Fig. 7 schematisch den Schnitt durch ein Hohlfaserfilterelement, Fig. 7 shows schematically a section through a hollow fiber filter element

Fig. 8 eine schematische Vorrichtung zu Herstellung von Hohlfasern, Fig. 8 shows a schematic apparatus for the production of hollow fibers,

Fig. 9 eine Variante zur Herstellung von Hohlfasern, Fig. 9 shows a variant for the preparation of hollow fibers,

Fig. 10 eine weitere Variante zur Herstellung von Hohlfasern, Fig. 10 shows a further variant for the production of hollow fibers,

Fig. 11 eine weitere Variante zur Herstellung von Hohlfasern und Fig. 11 shows a further variant for the production of hollow fibers, and

Fig. 12 eine weitere Variante zur Herstellung von Hohlfasern. Fig. 12 shows a further variant for the production of hollow fibers.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Die schematisch, perspektivisch dargestellte Vorrichtung gemäß Fig. 1 weist einen Tisch 11 mit einem Behälter 12 für ein Fällbad auf. In diesem befindet sich ein Formkörper 13 mit geradlinigen Rillen 14, der durch das Fällbad vollständig umschlossen ist. The device schematically shown in perspective in FIG. 1 has a table 11 with a container 12 for a coagulation bath. In this there is a shaped body 13 with rectilinear grooves 14 , which is completely enclosed by the precipitation bath.

Aus einem unter Druck stehenden Vorratsbehälter 15 wird über einen beheizten Schlauch 16 die Suspension zu einem Düsenkopf 17 mit einer nicht näher dargestellten Ringdüse transportiert. Entsprechend der angedeuteten durchgezogenen Pfeile lässt sich der Düsenkopf 17 auf einer Traverse 18 horizontal bewegen. Die Traverse 18 wiederum lässt sich ebenfalls rechtwinklig zum Düsenkopf horizontal auf dem Tisch 11 bewegen. The suspension is transported from a pressurized storage container 15 via a heated hose 16 to a nozzle head 17 with an annular nozzle, not shown. According to the solid arrows indicated, the nozzle head 17 can be moved horizontally on a traverse 18 . The cross member 18 in turn can also be moved horizontally on the table 11 at right angles to the nozzle head.

Mit Hilfe der dargestellten Vorrichtung lässt sich daher die Hohlfaser aus der Suspension verspinnen. Im Düsenkopf können dafür auch mehrere Ringspaltdüsen angeordnet sein, um ein paralleles Herstellen von Hohlfasern bei einem Arbeitsgang zu ermöglichen. Typische geometrische Kenndaten könnten beispielsweise 120 bis 150 Rillen im Formkörper mit je einer Breite von 1 mm sein, wobei selbstverständlich auch andere Zahlenverhältnisse realisiert werden können. Die Länge des Formkörpers kann 400 bis 600 mm betragen. Damit lässt sich eine Hohlfaseroberfläche pro Formkörper von 0,08 bis 0,14 m² erzeugen. Diese Fläche ist auf 40 bis 75 lfd. m Hohlfaserlänge pro Formkörper verteilt. Die Größe der Formkörper kann selbstverständlich auch größer oder kleiner gewählt werden. Nach dem Befüllen wird der Formkörper 13 aus dem Fällbad entfernt und gemäß Fig. 2 mit weiteren Formkörpern zu einem Stapel 19 zusammengefasst. The device shown can therefore be used to spin the hollow fiber from the suspension. For this purpose, a plurality of annular gap nozzles can also be arranged in the nozzle head in order to enable parallel production of hollow fibers in one operation. Typical geometric characteristics could be, for example, 120 to 150 grooves in the molded body, each with a width of 1 mm, although other numerical ratios can of course also be realized. The length of the molded body can be 400 to 600 mm. A hollow fiber surface per molded body of 0.08 to 0.14 m ² can thus be produced. This area is distributed over 40 to 75 running meters of hollow fiber length per molded body. The size of the shaped body can of course also be chosen to be larger or smaller. After filling, the shaped body 13 is removed from the precipitation bath and, according to FIG. 2, combined with further shaped bodies to form a stack 19 .

Der Stapel 19 gemäß Fig. 2 besteht aus fünf übereinander gestapelten Formkörper 13, welche zur besseren Wärmeverteilung durch Abstandshalter (nicht dargestellt) beabstandet sind. Die Abstandshalter erzeugen einen Spalt zwischen den Formkörpern 13, wodurch die heiße Luft zirkulieren und somit einen gleichmäßigeren Sinterprozess schaffen kann. Bei einer besonderen Variante sind die mit den Hohlfasern gefüllten Formkörper 13 mit einer Abdeckung (nicht dargestellt) abgedeckt, wobei die Abdeckung insbesondere aus dem gleichen Material besteht wie der Formkörper 13. Das Material der Abdeckung sollte über eine ähnliche Wärmeübertragung verfügen, wie der Formkörper, wodurch eine gleichmäßige Erwärmung des Hohlkörpers gewährleistet und unnötige Spannungen vermieden werden. Die Abdeckung verfügt über eine Rillenstruktur, welche die Abstützung der Hohlfaser unterstützt. Die Abstandshalter können auf der Abdeckung aufgelegt, oder fest mit der Abdeckung verbunden sein. The stack 19 of FIG. 2 consists of five stacked molded body 13, which (not shown) for better heat distribution by spacers spaced. The spacers create a gap between the shaped bodies 13 , as a result of which the hot air can circulate and thus create a more uniform sintering process. In a special variant, the molded bodies 13 filled with the hollow fibers are covered with a cover (not shown), the cover consisting in particular of the same material as the molded body 13 . The material of the cover should have a heat transfer similar to that of the molded body, which ensures uniform heating of the hollow body and avoids unnecessary stresses. The cover has a groove structure that supports the hollow fiber. The spacers can be placed on the cover or fixed to the cover.

Gemäß Fig. 3 kann ein solcher Stapel 19 anschließend in einen Klimaschrank 20 verbracht werden, in dem die Trocknung erfolgt. Hier kann beispielsweise eine Temperaturbehandlung während einer Zeit von 3 Stunden bei 40 bis 50°C erfolgen, wobei die Luftfeuchtigkeit mit ca. 30% konstant gehalten wird. Während dieser Zeit ergibt sich eine Längenschrumpfung der Hohlfasern je nach verwendeten Materialien um ca. 30%. According to FIG. 3, such a stack 19 can subsequently be placed in a climatic cabinet 20 , in which drying takes place. Here, for example, a temperature treatment can be carried out for 3 hours at 40 to 50 ° C, the air humidity being kept constant at about 30%. During this time, the length of the hollow fibers shrinks by around 30% depending on the materials used.

Die getrockneten Fasern können in einem Ofen 21 einer Sinterbehandlung zugeführt erden. Hier findet die Keramisierung in einem Zeitraum von ca. 6 Stunden statt, wobei dabei Temperaturen von 1.300 bis 1.600°C erreicht werden. The dried fibers can be sintered in an oven 21 . The ceramization takes place here in a period of approx. 6 hours, whereby temperatures of 1,300 to 1,600 ° C are reached.

Der Aufbau der Formkörper ist in Fig. 5 detailliert dargestellt. Die Rillen 14 weisen einen Rillengrund 22 auf, der einem Kreisabschnitt gleicht. Damit passt sich der Rillengrund optimal, wie dargestellt, an eine Außenkontur 23 der Hohlfaser 24 an. Werden die Formkörper aufeinander gestapelt, so werden die Rillen derart abgedeckt, dass durch eine Unterseite 25 des Formkörpers eine zusätzliche Stützung der Außenkontur 23 der Hohlfasern erfolgt. Um die Handhabung der Formkörper zu vereinfachen, sind vorzugsweise in regelmäßigen Abständen Ablauflöcher 26 vorgesehen. Beim Ausheben des Formkörpers aus dem Fällbad kann durch diese Ablauflöcher das Fällbad schnell von der Oberfläche des Formkörpers entfernt werden. The structure of the shaped bodies is shown in detail in FIG. 5. The grooves 14 have a groove base 22 which resembles a segment of a circle. The groove base thus optimally adjusts, as shown, to an outer contour 23 of the hollow fiber 24 . If the moldings are stacked on top of one another, the grooves are covered in such a way that an additional support of the outer contour 23 of the hollow fibers is provided by an underside 25 of the moldings. In order to simplify the handling of the shaped bodies, drain holes 26 are preferably provided at regular intervals. When the shaped body is lifted out of the precipitation bath, the precipitation bath can be quickly removed from the surface of the shaped body through these drain holes.

Zuletzt ist in Fig. 6 ein Düsenkopf 17 mit einer Ringdüse 27 dargestellt. Der Düsenkopf 17 besteht aus einem Grundkörper 28 und einem Deckel 29, wobei ein Dorn 30 zur Bildung der Ringsdüse 27 in den Düsenkopf 17 eingebracht ist. In dem Düsenkopf 17 ist eine Zuführung 31 für die zu verspinnende Dispersion vorgesehen. Über diese Zuführung 31 wird die Dispersion in Pfeilrichtung einem Ringraum 33 zugeführt. Der Dorn 30 verfügt in seinem Inneren über einen Kanal 32, durch welchen Wasser hindurchströmen kann. Selbstverständlich können auch andere Fluide durch den Dorn 30 geleitet werden. Das Wasser wird bei der Herstellung von Hohlfasern in das Innere der Hohlfaser eingespritzt, wodurch diese von Innen Stabilisiert werden. Bei der Anordnung des Dornes 30 ist jedoch darauf zu Achten, dass das durch den Dorn 30 zugeführte Wasser erst außerhalb des Düsenkopfes 17 mit der versponnenen Dispersion in Kontakt kommt. Daher muss der Dorn 30 zumindest bündig mit dem Düsenkopf 17 enden. Bei anderen Ausführungen, welche nicht dargestellt sind, ragt der Dorn 30 aus dem Düsenkopf 17 heraus, wodurch die versponnene Dispersion erst nach dem Düsenkopf 17 mit dem Wasser in Kontakt kommt. Dadurch wird ein Verstopfen der Ringdüse 27 zuverlässig verhindert. Der beschriebene Düsenkopf 17 lässt sich beispielsweise in einer Vorrichtung gemäß Fig. 1 verwenden. Finally, a nozzle head 17 with an annular nozzle 27 is shown in FIG. 6. The nozzle head 17 consists of a base body 28 and a cover 29 , a mandrel 30 being introduced into the nozzle head 17 to form the annular nozzle 27 . A feed 31 for the dispersion to be spun is provided in the nozzle head 17 . Via this feed 31 , the dispersion is fed to an annular space 33 in the direction of the arrow. The mandrel 30 has in its interior a channel 32 through which water can flow. Of course, other fluids can also be passed through the mandrel 30 . During the production of hollow fibers, the water is injected into the interior of the hollow fiber, thereby stabilizing it from the inside. When arranging the mandrel 30 , however, care must be taken that the water supplied through the mandrel 30 only comes into contact with the spun dispersion outside the nozzle head 17 . Therefore, the mandrel 30 must end at least flush with the nozzle head 17 . In other embodiments, which are not shown, the mandrel 30 protrudes from the nozzle head 17 , as a result of which the spun dispersion does not come into contact with the water until after the nozzle head 17 . This reliably prevents the ring nozzle 27 from becoming blocked. The nozzle head 17 described can be used, for example, in a device according to FIG. 1.

Mit der dargestellten Vorrichtung und dem dargestellten Verfahren lassen sich gerade Fasern herstellen, die höchsten Anforderungen an ihre geometrische Gleichmäßigkeit hinsichtlich Rundheit und Geradheit erfüllen. Hierdurch lässt sich eine konstante Wandstärke erreichen, welche für Filtrationsaufgaben eine notwendige Voraussetzung ist. Weiterhin können mit der Vorrichtung und diesem Verfahren auch hohe Geschwindigkeiten bis zu ca. 1,5 m/s erreicht werden. With the device and the method shown, it is straightforward Manufacture fibers with the highest demands on their geometric uniformity in terms of roundness and straightness. This allows a constant Achieve wall thickness, which is a necessary prerequisite for filtration tasks. Furthermore, the device and this method can also be used for high Speeds of up to approx. 1.5 m / s can be achieved.

Die geraden Hohlfasern 24 können, wie in Fig. 7 dargestellt, in Filtermodulen 34 zusammengefasst werden, wobei deren Enden in Filterköpfen 35 gehalten sein können. Durch diese Anordnung kann eine Abdichtung zwischen einem Reinraum 36 und Rohraum 37 gelingt. Die Fasern können z. B. mit einem hochtemperaturbeständigen Kleber 38 in diese Filterköpfe 35 beispielsweise eingegossen werden. As shown in FIG. 7, the straight hollow fibers 24 can be combined in filter modules 34 , the ends of which can be held in filter heads 35 . With this arrangement, a seal between a clean room 36 and tubular room 37 can be achieved. The fibers can e.g. B. with a high temperature resistant adhesive 38, for example, poured into these filter heads 35 .

Zur Reinigung eines Fluides strömt dieses in Pfeilrichtung A in den Rohraum 37 des Filtermoduls 34 ein. Von dort wird es durch die Hohlfasern 24 geleitet. Die Hohlfasern 24 sind für bestimmte in dem Fluid enthaltene Bestandteile wie z. B. Sauerstoff, durchlässig, wodurch die übrigen Bestandteile des Fluides nicht durch die Hohlfaser 24 hindurchströmen können. Um ein Hindurchtreten des Filtrats zu ermöglichen, ist ein Auslass 39 vorgesehen, an welchem geringere Drücke herrschen, als in dem Rohraum 37. Dadurch tritt das Filtrat in Pfeilrichtung B aus dem Filtermodul 34 aus. Das Fluid strömt weiter durch die Hohlfasern 24 hindurch und tritt in Pfeilrichtung C aus dem Filtermodul 34 aus, wobei dem austretenden Fluid gewisse Bestandteile entzogen wurden. Da das Fluid kontinuierlich durch die Hohlfasern 24 strömt, werden diese ständig abgereinigt und können sich nicht so schnell zusetzen. To clean a fluid, it flows in the direction of arrow A into the tube space 37 of the filter module 34 . From there it is passed through the hollow fibers 24 . The hollow fibers 24 are for certain components contained in the fluid such. B. oxygen, permeable, whereby the other components of the fluid can not flow through the hollow fiber 24 . In order to allow the filtrate to pass through, an outlet 39 is provided, at which lower pressures prevail than in the tube space 37 . As a result, the filtrate emerges from the filter module 34 in the direction of arrow B. The fluid continues to flow through the hollow fibers 24 and emerges from the filter module 34 in the direction of arrow C, certain components having been removed from the emerging fluid. Since the fluid flows continuously through the hollow fibers 24 , they are constantly cleaned and cannot clog as quickly.

Die Geradheit der Fasern bewirkt auch bei der Herstellung dieser Filtermodule enorme Vorteile. Diese können dadurch dichter gepackt werden, wodurch sich ein optimales Verhältnis zwischen Filterfläche und Volumen einstellen lässt. Berührung zwischen den einzelnen Hohlfasern lassen sich vollständig vermeiden, wodurch die Filterfläche nicht durch Kontaktflächen zu benachbarten Hohlfasern verringert wird. The straightness of the fibers also has an enormous effect on the manufacture of these filter modules Benefits. This allows them to be packed more tightly, resulting in an optimal Ratio between filter area and volume. Touch between the Individual hollow fibers can be completely avoided, which means that the filter surface does not pass through Contact areas to neighboring hollow fibers is reduced.

Zuletzt lassen sich gerade Fasern auch besser weiter verarbeiten. Hierbei ist insbesondere an eine Beschichtung gedacht. Durch die Geradheit und die konstant runde Querschnittsform kann eine Beschichtung in einer gleichmäßigen Schichtdicke auf die Faser aufgebracht werden, so dass auch der Effekt, der durch die Beschichtung erzielt werden soll, ein konstantes Ergebnis liefert. Normalerweise werden die Beschichtungen zur Verringerung der Porengröße der Hohlfaser bzw. zur Erzeugung physikalischer oder chemischer Effekte auf der Oberfläche der Filterporen der Hohlfaser aufgebracht. Finally, fibers can also be processed better. Here is especially thought of a coating. Due to the straightness and the constant roundness Cross-sectional shape can be a coating in a uniform layer thickness on the fiber are applied, so that the effect achieved by the coating should provide a constant result. Usually the coatings are used Reduction of the pore size of the hollow fiber or to produce physical or chemical effects applied to the surface of the filter pores of the hollow fiber.

In Fig. 8 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Hohlfasern dargestellt. Der Fig. 1 entsprechende Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Diese Vorrichtung verfügt über einen Behälter 12 für ein Fällbad 40. Durch den Behälter 12 wird ein endloses Transportband 41 geführt, welches von einer Antriebsrolle 42 angetrieben wird. Damit das Transportband 41 über eine ausreichende Führung in dem Fällbad 40 verfügt, ist eine Umlenkrolle 43 vorgesehen. Anstelle des Transportbandes 41 kann selbstverständlich auch jedes andere Transportmittel verwendet werden. Hierbei können z. B. Schienensysteme oder Palettentransportsysteme verwendet werden. Auf das, durch das Fällbad 40 geführte Transportband 41 werden die Formkörper 13 einzeln aufgelegt, wobei die Rillen 14 gemäß Fig. 5 parallel zur Transportrichtung des Formkörpers ausgerichtet sind. Der Formkörper 13 wird durch das Transportband 41 zu dem Düsenkopf 17 befördert, wo die Hohlfaser erzeugt und auf dem Formkörper 13 abgelegt wird. Die Formkörper 13 sind zueinander beabstandet auf das Transportband 41 aufgebracht, weshalb der eigentliche Prozess zur Erzeugung der Hohlfasern gestoppt wird, wenn der Formkörper gefüllt ist. Nach dem Ablegen der Hohlfaser auf dem Formkörper 13 wird die Hohlfaser von einer Schneideinheit 44 abgeschnitten. Diese Schneideinheit kann z. B. als Fallmesser oder Rotationsmesser ausgebildet sein. Andere Schneideinheiten wie z. B. Wasserstrahl oder Laser können selbstverständlich auch verwendet werden. Auf den Formkörper 13 wird nach dem Aufbringen der Hohlfaser eine Abdeckung 45 aufgelegt, welche die Hohlfaser von oben stabilisiert. Dieser Verband aus Formkörper 13 und Abdeckung 45 mit der stabilisierten Hohlfaser wird durch das Transportband 41 aus dem Fällbad 40 herausbefördert und durch eine Trocknungszone 46 geführt. In der Trocknungszone 46 wird die Hohlfaser einer Temperatur ausgesetzt, welche das Lösungsmittel verdampft. Die Temperatur und Verweilzeit der Hohlfaser in der Trocknungszone 46 ist derart gewählt, dass die flüssigen Bestandteile der Hohlfaser verdunstet sind. Dieser Vorgang kann z. B. zwischen wenigen Minuten und mehreren Stunden Dauern. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Formkörper 13 mit der Hohlfaser und der Abdeckung 45 kontinuierlich durch die Trocknungszone 46 hindurchgefördert. Nach der Trocknungszone 46 werden die Formkörper 13 mit den Abdeckungen 45 und den Hohlfasern in einer Stapelvorrichtung 47 gestapelt. Die in der Stapelvorrichtung 47 gestapelten Formkörper 13 werden mitsamt der Stapelvorrichtung 47 in einen Sinterofen 48 befördert. Das Transportband 41, welches den Formkörper 13 transportiert hat endet vor dem Sinterofen 48. In dem Sinterofen 48 werden die Hohlfasern der Wärmebehandlung unterzogen, welche letztendlich die Eigenschaft der Hohlfasern definieren. In Fig. 8 shows a device for producing hollow fibers. Of FIG. 1, corresponding components are provided with identical reference numerals. This device has a container 12 for a precipitation bath 40 . An endless conveyor belt 41 is guided through the container 12 and is driven by a drive roller 42 . A deflection roller 43 is provided so that the conveyor belt 41 has sufficient guidance in the precipitation bath 40 . Instead of the conveyor belt 41 , any other means of transport can of course also be used. Here, for. B. rail systems or pallet transport systems can be used. The molded bodies 13 are placed individually on the conveyor belt 41 guided through the precipitation bath 40 , the grooves 14 according to FIG. 5 being aligned parallel to the transport direction of the molded body. The shaped body 13 is conveyed by the conveyor belt 41 to the nozzle head 17 , where the hollow fiber is produced and placed on the shaped body 13 . The shaped bodies 13 are applied to the conveyor belt 41 at a distance from one another, which is why the actual process for producing the hollow fibers is stopped when the shaped body is filled. After the hollow fiber has been deposited on the molded body 13 , the hollow fiber is cut off by a cutting unit 44 . This cutting unit can e.g. B. be designed as a drop knife or rotary knife. Other cutting units such as B. water jet or laser can of course also be used. After the hollow fiber has been applied, a cover 45 is placed on the shaped body 13 , which stabilizes the hollow fiber from above. This association of molded body 13 and cover 45 with the stabilized hollow fiber is conveyed out of the precipitation bath 40 by the conveyor belt 41 and passed through a drying zone 46 . In the drying zone 46 , the hollow fiber is exposed to a temperature which evaporates the solvent. The temperature and residence time of the hollow fiber in the drying zone 46 is selected such that the liquid components of the hollow fiber have evaporated. This process can e.g. B. between a few minutes and several hours. In this embodiment, the molded body 13 with the hollow fiber and the cover 45 is continuously conveyed through the drying zone 46 . After the drying zone 46 , the shaped bodies 13 with the covers 45 and the hollow fibers are stacked in a stacking device 47 . The shaped bodies 13 stacked in the stacking device 47 are conveyed together with the stacking device 47 into a sintering furnace 48 . The conveyor belt 41 , which has transported the molded body 13 , ends in front of the sintering furnace 48 . In the sintering furnace 48 , the hollow fibers are subjected to the heat treatment, which ultimately define the property of the hollow fibers.

In Fig. 9 ist eine Variante der Vorrichtung zur Herstellung von Hohlfasern dargestellt. Der Fig. 8 entsprechende Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die in Fig. 9 dargestellte Vorrichtung unterscheiden sich dadurch von der in Fig. 8 dargestellten Vorrichtung, dass die Formkörper 13 nach dem Entfernen aus dem Fällbad 40 zuerst in der Stapelvorrichtung 47 gestapelt werden und anschließend mit der Stapelvorrichtung 46 in die Trocknungszone 46 eingebracht werden. Von der Trocknungszone 46 wird dann die Stapelvorrichtung 47 in den Sinterofen 48 gebracht. Bei diesem Ausführungsbeispiel endet das Transportband 41 vor der Trocknungszone 46. In Fig. 9 a variant of the device is illustrated for the preparation of hollow fibers. Of Fig. 8 corresponding components are given the same reference numerals. The apparatus shown in Fig. 9 differ from that shown in Fig. 8 illustrated device, that the molded bodies are stacked after removal from the coagulation bath 40 is first in the stacking device 47 13 and are subsequently introduced with the stacking device 46 in the drying zone 46. The stacking device 47 is then brought from the drying zone 46 into the sintering furnace 48 . In this exemplary embodiment, the conveyor belt 41 ends before the drying zone 46 .

In Fig. 10 ist eine weitere Variante einer Vorrichtung zur Herstellung von Hohlfasern dargestellt. Der Fig. 9 entsprechende Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der Unterschied zwischen der in Fig. 10 dargestellten Vorrichtung und der in Fig. 9 dargestellten Vorrichtung besteht darin, dass die Trocknungszone 46 in den Sinterofen 48 integriert ist. Hierbei werden in dem Sinterofen 48 zunächst die Bedingungen für die Trocknungszone 46 eingestellt und nach erfolgter Trocknung der Hohlfasern auf die Sinterbedingungen umgestellt. Dadurch müssen keine unterschiedlichen Bereiche temperiert werden. Außerdem entfällt der Arbeitsgang der Beförderung der Stapelvorrichtung 47 in den Sinterofen 48. In Fig. 10, a further variant of an apparatus is illustrated for the preparation of hollow fibers. Components corresponding to FIG. 9 are provided with the same reference symbols. The difference between the device shown in FIG. 10 and the device shown in FIG. 9 is that the drying zone 46 is integrated in the sintering furnace 48 . In this case, the conditions for the drying zone 46 are first set in the sintering furnace 48 and, after the hollow fibers have been dried, they are switched to the sintering conditions. This means that no different areas need to be tempered. In addition, the operation of conveying the stacking device 47 into the sintering furnace 48 is omitted.

Die in Fig. 11 dargestellte Vorrichtung zur Herstellung von Hohlfasern ist eine weitere Variante, wobei die Bauteile, welche der Fig. 10 entsprechen mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Bei dieser in Fig. 11 dargestellten Variante erstreckt sich das Transportband 41 über die gesamte Vorrichtung und endet erst in dem Sinterofen 48. Der Sinterofen 48 ist derart aufgebaut, dass zwei Kammern 49 gebildet sind. In der ersten Kammer 49 ist die Trocknungszone 46 enthalten und in der zweiten Kammer 49 werden die Sinterbedingungen geschaffen. Die gestapelten Formkörper 13 werden als Stapel von dem Transportband 41 durch die Kammern 49 des Sinterofens 48 hindurchbefördert. Als weiterer Unterschied zu den vorangehenden Vorrichtungen der Fig. 8 bis 10 werden die Formkörper 13 beim Auflegen auf das Transportband 41 direkt aneinander angelegt, so dass der Spinnprozess der Hohlfaser als kontinuierlicher Prozess ausgestaltet ist. Die Hohlfasern werden abgeschnitten, bevor die Abdeckung 45 aufgelegt wird. The device for producing hollow fibers shown in FIG. 11 is a further variant, the components which correspond to FIG. 10 being provided with the same reference numerals. In this variant shown in FIG. 11, the conveyor belt 41 extends over the entire device and only ends in the sintering furnace 48 . The sintering furnace 48 is constructed in such a way that two chambers 49 are formed. In the first chamber 49, the drying zone is 46 and in the second chamber 49, the sintering conditions are created. The stacked molded bodies 13 are transported as a stack by the conveyor belt 41 through the chambers 49 of the sintering furnace 48 . As a further difference from the preceding devices in FIGS. 8 to 10, the molded bodies 13 are placed directly against one another when they are placed on the conveyor belt 41 , so that the spinning process of the hollow fiber is designed as a continuous process. The hollow fibers are cut off before the cover 45 is put on.

In Fig. 12 ist eine weitere Variante zur Herstellung von Hohlfasern dargestellt. Der Fig. 8 entsprechende Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Formkörper 13 unter den Düsenkopf 17 befördert und arretiert. Der Düsenkopf 17 legt die Hohlfasern auf dem Formkörper 13 ab, wobei der Düsenkopf 17 relativ zu dem Formkörper 13 bewegt wird. Nach dem Abschneiden der Hohlfasern wird die Abdeckung 45 auf den Formkörper 13 aufgebracht. Erst nachdem die Abdeckung 45 auf dem Formkörper 13 fixiert ist, wird dieser weiterbefördert. Die weitere Behandlung der Hohlfasern kann entsprechend den vorsehend beschriebenen Ausführungsbeispielen erfolgen. Weitere Kombinationen der beschriebenen Ausführungsbeispiele sind selbstverständlich auch denkbar. A further variant for the production of hollow fibers is shown in FIG . Of Fig. 8 corresponding components are given the same reference numerals. In this embodiment, a molded body 13 is conveyed and locked under the nozzle head 17 . The nozzle head 17 deposits the hollow fibers on the shaped body 13 , the nozzle head 17 being moved relative to the shaped body 13 . After the hollow fibers have been cut off, the cover 45 is applied to the molded body 13 . Only after the cover 45 is fixed on the molded body 13 is it conveyed onward. The further treatment of the hollow fibers can take place in accordance with the exemplary embodiments described above. Further combinations of the described exemplary embodiments are of course also conceivable.

Claims (13)

1. Hohlfaser (24) bestehend aus einem anorganischen, sinterbaren Material mit einem Außendurchmesser kleiner 5 mm und einer Wandstärke kleiner 0,5 mm, dadurch gekennzeichnet, dass diese Faser über eine Länge von 350 mm eine Toleranzabweichung hinsichtlich der Geradheit von weniger als 0,5 mm bezogen auf die als Gerade ausgeführte Symmetrielinie aufweist. 1. hollow fiber ( 24 ) consisting of an inorganic, sinterable material with an outside diameter of less than 5 mm and a wall thickness of less than 0.5 mm, characterized in that this fiber has a tolerance deviation with respect to straightness of less than 0 over a length of 350 mm, 5 mm with respect to the line of symmetry designed as a straight line. 2. Hohlfaser (24) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese Faser eine Toleranzabweichung bezüglich der Rundheit von weniger als 3% von dem mittleren Radius der Außenkontur (23) der Hohlfaser aufweist. 2. Hollow fiber ( 24 ) according to claim 1, characterized in that this fiber has a tolerance deviation in terms of roundness of less than 3% from the average radius of the outer contour ( 23 ) of the hollow fiber. 3. Hohlfaser (24) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese Faser beschichtet ist. 3. hollow fiber ( 24 ) according to claim 1 or 2, characterized in that this fiber is coated. 4. Verfahren zur Herstellung einer Hohlfaser (24) aus einer Polymerlösung mit fein dispergierten anorganischen, sinterbaren Teilchen mittels Phaseninversion, wobei die Lösung aus einer Düse (27) extrudiert oder gesponnen und zur Stabilisierung in ein Fällbad (12) geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Formkörper (13) zum Einsatz kommt,
welcher auf Grund seiner Oberflächenstruktur eine Abstützung der in das Fällbad eingeleiteten Hohlfaser (24) bewirkt, wobei zwischen Formkörper (13) und Düse (27) eine Relativbewegung stattfindet, die ein planmäßiges Ablegen der Hohlfaser im Formkörper bewirkt,
in welchem die Hohlfaser getrocknet wird, wodurch ihre makroskopische Gestalt erhalten wird. 4. A process for producing a hollow fiber ( 24 ) from a polymer solution with finely dispersed inorganic, sinterable particles by means of phase inversion, the solution being extruded or spun from a nozzle ( 27 ) and passed into a precipitation bath ( 12 ) for stabilization, characterized in that that a molded body ( 13 ) is used,
which, on account of its surface structure, supports the hollow fiber ( 24 ) introduced into the precipitation bath, a relative movement taking place between the shaped body ( 13 ) and the nozzle ( 27 ), which causes the hollow fiber to be deposited in the shaped body as planned,
in which the hollow fiber is dried, whereby its macroscopic shape is obtained. 5. Verfahren zur Herstellung einer Hohlfaser (24) aus einer Lösung mit fein dispergierten anorganischen, sinterbaren Teilchen mittels Verdampfen eines Lösungsmittels, wobei die Lösung aus einer Düse (27) extrudiert oder gesponnen und zur Stabilisierung durch eine Heizzone geführt wird, wobei das Lösungsmittel verdampft, dadurch gekennzeichnet, dass ein Formkörper (13) zum Einsatz kommt,
welcher auf Grund seiner Oberflächenstruktur eine Abstützung der durch die Heizzone geführten Hohlfaser (24) bewirkt, wobei zwischen Formkörper (13) und Düse (27) eine Relativbewegung stattfindet, die ein planmäßiges Ablegen der Hohlfaser im Formkörper bewirkt,
in welchem die Hohlfaser getrocknet wird, wodurch ihre makroskopische Gestalt erhalten wird. 5. A process for producing a hollow fiber ( 24 ) from a solution with finely dispersed inorganic sinterable particles by means of evaporation of a solvent, the solution being extruded or spun from a nozzle ( 27 ) and passed through a heating zone for stabilization, the solvent evaporating , characterized in that a molded body ( 13 ) is used,
which, due to its surface structure, supports the hollow fiber ( 24 ) guided through the heating zone, a relative movement taking place between the shaped body ( 13 ) and the nozzle ( 27 ), which causes the hollow fiber to be deposited in the shaped body as planned,
in which the hollow fiber is dried, whereby its macroscopic shape is obtained. 6. Verfahren zur Herstellung einer Hohlfaser (24) aus einer anorganischen Schmelze, wobei die Schmelze aus einer Düse (27) extrudiert oder gesponnen und zur Stabilisierung durch eine Kühlzone geführt wird, wobei die Schmelze erstarrt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Formkörper (13) zum Einsatz kommt,
welcher auf Grund seiner Oberflächenstruktur eine Abstützung der durch die Kühlzone geleiteten Hohlfaser (24) bewirkt, wobei zwischen Formkörper (13) und Düse (27) eine Relativbewegung stattfindet, die ein planmäßiges Ablegen der Hohlfaser im Formkörper bewirkt,
in welchem die Hohlfaser getrocknet wird, wodurch ihre makroskopische Gestalt erhalten wird. 6. A process for producing a hollow fiber ( 24 ) from an inorganic melt, the melt being extruded or spun from a nozzle ( 27 ) and passed through a cooling zone for stabilization, the melt solidifying, characterized in that a shaped body ( 13 ) is used,
which, due to its surface structure, supports the hollow fiber ( 24 ) guided through the cooling zone, a relative movement taking place between the shaped body ( 13 ) and the nozzle ( 27 ), which causes the hollow fiber to be deposited in the shaped body as planned,
in which the hollow fiber is dried, whereby its macroscopic shape is obtained. 7. Verfahren zur Herstellung einer Hohlfaser (24) aus einer Lösung mit einem UVreaktiven Polymer, wobei das UV-reaktive Polymer anorganische, sinterbare Teilchen in chemisch gebundener Form enthält, wobei die Lösung aus einer Düse (27) extrudiert oder gesponnen und zur Stabilisierung durch eine UV-Zone geführt wird, wobei da enthaltene Polymer vernetzt und die Hohlfaser (24) dadurch stabilisiert wird dadurch gekennzeichnet, dass ein Formkörper (13) zum Einsatz kommt,
welcher auf Grund seiner Oberflächenstruktur eine Abstützung der durch die UV- Zone geleiteten Hohlfaser (24) bewirkt, wobei zwischen Formkörper (13) und Düse (27) eine Relativbewegung stattfindet, die ein planmäßiges Ablegen der Hohlfaser im Formkörper bewirkt,
in welchem die Hohlfaser getrocknet wird, wodurch ihre makroskopische Gestalt erhalten wird. 7. A process for producing a hollow fiber ( 24 ) from a solution with a UV-reactive polymer, the UV-reactive polymer containing inorganic, sinterable particles in chemically bound form, the solution being extruded or spun from a nozzle ( 27 ) and used for stabilization a UV zone is guided, the polymer contained therein crosslinking and the hollow fiber ( 24 ) thereby being stabilized, characterized in that a shaped body ( 13 ) is used,
which, due to its surface structure, supports the hollow fiber ( 24 ) guided through the UV zone, a relative movement taking place between the shaped body ( 13 ) and the nozzle ( 27 ), which causes the hollow fiber to be deposited in the shaped body as planned,
in which the hollow fiber is dried, whereby its macroscopic shape is obtained. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper temperaturbeständig ausgeführt ist, in der Weise, dass die Hohlfaser im Formkörper einer Wärmebehandlung, insbesondere einem Sinterprozess, ausgesetzt werden kann. 8. The method according to any one of claims 4 to 7, characterized in that the Molded body is designed to be temperature-resistant in such a way that the hollow fiber in Shaped body exposed to a heat treatment, in particular a sintering process can be. 9. Formkörper zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dessen Oberflächenstruktur durch Rillen (14) gebildet ist, welche die Hohlfaser (24) aufnehmen. 9. Shaped body for performing a method according to one of claims 4 to 8, characterized in that its surface structure is formed by grooves ( 14 ) which receive the hollow fiber ( 24 ). 10. Formkörper nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen geradlinig parallel zueinander angeordnet sind. 10. Shaped body according to claim 9, characterized in that the grooves are rectilinear are arranged parallel to each other. 11. Formkörper nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rillengrund (22) der Rillen einer Außenkontur (23) der Hohlfaser angepasst ist. 11. Shaped body according to one of claims 9 or 10, characterized in that a groove base ( 22 ) of the grooves of an outer contour ( 23 ) of the hollow fiber is adapted. 12. Formkörper nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass dieser mit gleichartigen Formkörpern stapelbar ausgeführt ist. 12. Shaped body according to one of claims 9 to 11, characterized in that it is designed to be stackable with similar shaped bodies. 13. Formkörper nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Formkörper Ablauflöcher (26) für das Fällbad vorgesehen sind. 13. Shaped body according to one of claims 9 to 12, characterized in that drain holes ( 26 ) are provided for the precipitation bath in the shaped body.