DE3240143A1 - Verfahren zum einbetten von membranen in ein thermoplastisches material - Google Patents
Verfahren zum einbetten von membranen in ein thermoplastisches materialInfo
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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Description
3240U3
A3GW32O3.O
Verfahren zum Einbetten von Membranen in ein thermoplastisches Material
A k ζ ο GmbH
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum dichten Einbetten von einer oder mehreren Membranen in ein thermoplastisches Material,
welches zugleich Dichtfläche zwischen mindestens zwei von den Membranen unterteilten Räumen eines Moduls ist.
Bei der Herstellung von Modulen, welche bei der Filtration, der Mikrofiltration, der Dialyse, der Blutoxigenation, der
.Plasmaphorese oder dergleichen eingesetzt werden, ist es erforderlich,
daß die Membranenden dicht in das Modulgehäuse eingebettet sind. Je geringer die Abmessungen der von der
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324U14
- 6 - j
Membran zurückzuhaltenden Teilchen des zu filternden Mediums sind, \
desto größere Anforderungen müssen an die Dichtigkeit der Ein- ί
bettungsstellen der Membran gestellt werden. f
Zum Einbetten der Membranen, welche als röhrenförmige Membranen i.
oder als Flachmembran vorliegen, werden die Membranen in der
Regel in ein Modulgehäuse eingesetzt. Die Membranenden werden
dann in ein aushärtbares Kunstharz oder in einen thermo- \
Regel in ein Modulgehäuse eingesetzt. Die Membranenden werden
dann in ein aushärtbares Kunstharz oder in einen thermo- \
plastischen Kunststoff eingegossen. Die Membranen sind somit \
fest mit dem Modulgehäuse verbunden. Sind die Membranen ver- ! braucht, muß der gesamte Modul gemeinsam mit dem Gehäuse aus- ~
getauscht werden. 1
Die meisten Membranen sind flexibel, so daß beim Eingießen =
die Membranenden teilweise aneinandergedrückt werden, wodurch ·
die Eingußmasse nicht immer an allen Stellen die Membranenden ;
umfließen kann. Undichtigkeiten sind die Folge; ein solcher i
Modul muß weggeworfen werden. '■■
Vor dem Einbetten der Membranenden in einen thermoplastischen
Kunststoff wird die Membran in das Modulgehäuse eingelegt.
Anschließend wird der thermoplastische Kunststoff zu Schmelze
erschmolzen und an den Einbettungsstellen in das Modulgehäuse eingespritzt. Beim Einspritzen in das kalte Modulgehäuse erstarrt die Schmelze sehr rasch. Dadurch ergibt sich,
daß die Schmelze nicht immer vollständig auch bis zu den Innenlagen der Membran vordringen kann. Undichtigkeiten sind auch
hier die Folge.
Kunststoff wird die Membran in das Modulgehäuse eingelegt.
Anschließend wird der thermoplastische Kunststoff zu Schmelze
erschmolzen und an den Einbettungsstellen in das Modulgehäuse eingespritzt. Beim Einspritzen in das kalte Modulgehäuse erstarrt die Schmelze sehr rasch. Dadurch ergibt sich,
daß die Schmelze nicht immer vollständig auch bis zu den Innenlagen der Membran vordringen kann. Undichtigkeiten sind auch
hier die Folge.
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Bei Flachmembranen werden häufig weitere Flächengebilde und/oder
Stützgitter beigefügt. Die Stützgitter stützen die Membran beim Filtervorgang ab. Die Flächengebilde können ebenfalls Membranen
oder textile Flächengebilde/ beispielsweise Vliese sein, die beispielsweise die Funktion eines Vorfilters haben. Die
Flächengebilde bzw. die Stützgitter sind der Membran benachbart angeordnet, wodurch das Eindringen des zu Schmelze erschmolzenen
thermoplastischen Kunststoffs zwischen die einzelnen Lagen
zusätzlich erschwert sind. Wiederum sind Undichtigkeiten die Folge.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, die oben beschriebenen Nachteile
zu vermeiden und ein Verfahren zum dichten Einbetten von einer oder mehreren Membranen in ein thermoplastisches Material,
welches zugleich Dichtfläche zwischen mindestens zwei von den Membranen unterteilten Räumen des Moduls ist, zur Verfügung zu
stellen, welches einfach und problemlos durchgeführt werden kann, und durch welches Undichtigkeiten beim fertigen Modul
vermieden werden.
Erfindungsgemäß zeichnet sich ein solches Verfahren dadurch aus, daß mindestens eines der den Modul bildenden Flächengebilde
aus thermoplastischem Material besteht, und mindestens eines der aus thermoplastischem Material bestehenden Flächengebilde
die Dichtflächenebene überragt, daß mit Hilfe eines Formflansches, dessen Oberflächentemperatur die Schmelztemperatur
des thermoplastischen Materials übersteigt, die überragenden Teile erschmolzen werden, und der Formflansch in
Richtung der Dichtfläche bewegt wird, so daß ein Teil des thermoplastischen Materials als Schmelze in die Zwischenräume
eindringt und der andere Teil als Dichtfläche geformt wird, wonach die Schmelze zum Erstarren gebracht wird.
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Durch dieses Verfahren wird auf einfache Weise erreicht, daß der themoplastische Kunststoff an den Stellen erschmolzen
wird, wo die Schmelze um die Membranenden herumfließen soll. Eine sichere, dauerhafte Einbettung der Membranenden in den
thermoplastischen Kunststoff wird dadurch erreicht. Durch diese Einbettung entsteht ein Membranmodul, der vorteilhafterweise
erst nach seiner Herstellung in das Modulgehäuse eingesetzt wird. Auf diese Weise kann beim Austausch von Modulen das
Modulgehäuse wieder verwendet werden.
Thermoplastische Kunststoffe sind beispielsweise Polyamide, Polyester, Polycarbonate, Polypropylen, Polyäthylen, Polyisobutylen,
PVC, Polytetrafluoräthvlen oder Polymonochlortrifluoräthylen.
Das aus thermoplastischem Material bestehende, die Dichtflächenebene überragende Flächengebilde kann die Membran selbst
und/oder Stützgitter und/oder Vlies sein. Es kann aber auch je Dichtfläche mindestens ein Folienstreifen sein, welcher zu
einem Teil jeweils ein Membranende überdeckt und zum anderen Teil die Dichtflächenebene überragt. Auf diese Weise wird in
direkter Nachbarschaft zur Membran das thermoplastische Material erschmolzen, wodurch nach Erstarren der Schmelze eine
sichere Einbettung der Membranenden gewährleistet ist.
Wegen des häufig sehr großen Hohlraumvolumens der Membranen ist es vorteilhaft, wenn entweder die Membran die Dichtflächenebene
sehr weit überragt oder noch weitere, möglichst der Membran benachbarte Flächengebilde bzw. Stützgitter aus thermoplastischem
Material sind. Weiterhin ist es empfehlenswert, wenn alle aus thermoplastischem Material bestehenden Körper
aus demselben thermoplastischen Material bestehen. Auf jeden
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Fall sollten thermoplastische Kunststoffe verwendet werden,
welche an der jeweiligen Membran gut haften.
Besonders günstige Ergebnisse erzielt man, wenn die den Modul bildenden Flächengebilde vor dem Einbetten gemeinsam in
Falten gelegt sind, welche in engem Abstand zueinander liegen.
Vorteilhaft läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren auch anwenden,
wenn die gemeinsam gefalteten Flächengebilde um eine mit radialen Löchern versehene Innenröhre geschlagen sind, wobei
die Endfalten miteinander dicht verbunden sind und die Dichtflächenebenen an beiden Enden der Innenröhre über die
durch die Faltenenden gebildeten Flächen sich erstrecken.
Die Einbettung kann auch dadurch in günstiger Weise durchgeführt werden, daß die gemeinsam gefalteten Flächengebilde
innerhalb einer mit radialen Löchern versehene Außenröhre gleichmäßig verteilt angeordnet sind, wobei die Endfalten miteinander
dicht verbunden sind und die Dichtflächenebenen an
beiden Enden der Außenröhre über die durch die Faltenenden gebildeten Flächen sich erstrecken.
Die gefalteten Flächengebilde können auch zwischen Innen-
und Außenröhre gleichmäßig verteilt angeordnet sein.
Es ist weiterhin empfehlenswert, daß die Innen- und/oder
Außenröhre aus thermoplastischem Material besteht bzw. bestehen und die Dichtflächenebenen überragt bzw. überragen.
Bei röhrenförmigen Membranen zeichnet sich ein erfindunqsgemäßes
Verfahren zum Einbetten von röhrenförmigen Membranen,
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-loderen Röhrenenden in den Dichtflächenebenen enden, dadurch aus,
daß die Membran aus thermoplastischem Material besteht, und die Röhrenenden der Membran die Dichtflächenebenen überragen,
daß mit Hilfe eines eine höhere Oberflächentemperatur als die
Schmelztemperatur des Membranmaterials aufweisenden Formflansches,
welcher für jedes Röhrenende einen Zapfen aufweist, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser der jeweiligen
Röhre entspricht, die Röhrenenden jeweils einer Seite gemeinsam erschmolzen werden, und der Formflansch in Richtung der Dichtfläche
bewegt wird, so daß ein Teil des thermoplastischen Materials als Schmelze zwischen die Röhren eindringt und der
andere Teil als Dichtfläche geformt wird, wonach die Schmelze zum Erstarren gebracht wird.
«
Es ist günstig, wenn alle den Modul bildenden Bestandteile aus thermoplastischem Material, oder noch besser aus demselben thermoplastischen Material bestehen, weil dadurch die Prüfung auf Toxizität weitgehend vereinfacht wird, wenn derartige Module im medizinischen Bereich eingesetzt werden.
Es ist günstig, wenn alle den Modul bildenden Bestandteile aus thermoplastischem Material, oder noch besser aus demselben thermoplastischen Material bestehen, weil dadurch die Prüfung auf Toxizität weitgehend vereinfacht wird, wenn derartige Module im medizinischen Bereich eingesetzt werden.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren und Beispiele
näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 den Querschnitt eines Moduls, in welchem eine in thermoplastischen Werkstoff eingebettete Membran
angeordnet ist
Figur 2 den prinzipiellen Aufbau einer zwischen zwei Röhren angesetzten Membran gemäß Figur 1 vor dem Einbetten
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Figur 3 eine in Palten gelegte Membran mit einem benachbart
angeordneten Vlies, welches die Membran überragt.
Figur 4 eine in Falten gelegte Membran, bei welcher an den Membranenden auf den Faltenrändern Folienstreifen
eingelegt sind
Figur 5 ein Formflansch zur Herstellung der Einbettung gemäß Figur 1.
In Figur 1 ist die Membran mit 1 bezeichnet, welche die Länge M hat. Die Membran ist in nicht dargestellter Weise
in Falten gelegt und in gefaltetem Zustand um eine mit radialen Löchern 3 versehene Innenröhre 2 geschlagen. Die
beiden Endfalten der Membran JL sind in nicht dargestellter Weise miteinander verbunden. Die Verbindung der beiden Endfalten
kann beispielsweise durch Verkleben oder, wenn die Membran aus einem thermplastischen Werkstoff besteht, durch
Schmelzschweißen erfolgen, über die Membran ist eine mit
radialen Löchern versehene Außenröhre 4 übergeschoben. Die
Membran ist in der Regel zwischen einem Vlies und einem Stützgitter eingebettet. Der Übersichtlichkeit halber sind Vlies
und Stützgitter nicht dargestellt. Membran 1, Vlies, Stützgitter, Innenröhre 2 und Außenröhre 4 sind in thermoplastischem
Werkstoff 5 an beiden axialen Enden eingebettet. Auf die beiden Dichtflächen 6 des thermoplastischen Werkstoffes 5 sind Übergangsstücke
7 und 8 angeklebt oder -geschweißt. Der auf diese Weise hergestellte Membranmodul kann in der in Figur 1 dargestellten
Form austauschbar in ein entsprechendes Modulgehäuse eingesetzt werden.
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In Figur 2 ist der prinzipielle Aufbau einer zwischen zwei
Röhren eingesetzten Membran nach Figur 1 vor dem Einbetten dargestellt. Die Membran 1 ist im gefalteten Zustand um die
Innenröhre 2 geschlagen. Der Übersichtlichkeit halber ist wiederum nur die Membran ohne Vlies und ohne Stützgitter
dargestellt. Ebenso sind nur wenige Falten dargestellt. In der Regel liegen die Falten dicht beieinander. Um die gefaltete
Membran 1 ist die Außenröhre 4 geschoben. Bei 9 sind die
beiden Endfalten der Membran miteinander verklebt und somit dicht verbunden. Bei diesem Aufbau ergeben sich zwei Dichtflächenebenen, die sich hierbei jeweils über eine von den entsprechenden
Enden der Innen- und Außenröhre begrenzten, kreisringförmigen
Ebene, die gleichzeitig Ebene der von den Faltenrändern gebildeten Fläche ist, erstreckt.
In Figur 3 ist die gefaltete Membran 1 in ebenem Zustand dargestellt.
Auf der Unterseite der Membran ist ein Vlies 10 der Membran benachbart angeordnet, welches die Membran 1 auf
beiden Breitseiten überragt. Das Vlies ist erfindungsgemäß
aus thermoplastischem Werkstoff. Auf der Oberseite der Membran 1 kann ebenfalls ein Vlies oder ein Stützgitter der Membran 1
benachbart angerodnet sein. Auch dieses Vlies oder Stützgitter kann die Membran an den Breitseiten überragen.
In Figur 4 ist ebenfalls die gefaltete Membran 1 dargestellt,
welcher an den Enden der Breitseite der Membran je ein Folienstreifen derart untergelegt ist, daß die Folienstreifen zum
Teil die beiden Membranenden überdecken und zum Teil die Membran überragen. Auch hier können die Folienstreifen auf
beiden Seiten der Membran anaeordnet sein.
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In Figur 5 ist ein Formflansch 12 dargestellt, mit Hilfe dessen die überragenden Teile erschmolzen, und die Dichtfläche
geformt werden kann. Dieser Formflansch kann mit einer an sich bekannten, nicht dargestellten Heizvorrichtung versehen sein.
Hierbei ist es günstig, wenn die Temperatur über Thermofühler geregelt wird.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine
in Falten gelegte Membran 1, bei der auf der einen Seite der Membran ein Vlies und auf der anderen Seite ein Stützgitter
angeordnet ist, und welche in Figur 3 schematisch dargestellt ist, in der in Figur 2 angegebenen Weise um eine Innenröhre 2
geschlagen. Anschließend wird eine Außenröhre 4 übergeschoben. Vorteilhaft ist es, wenn alle Teile aus thermplastischem
Material, beispielsweise aus Polyamid, sind und zwischen 2 und 5 cm über das Dichtflächenende 6 ragen. Nun wird der erhitzte
Flansch auf das eine axiale Ende des durch die beiden Röhren gebildeten Körpers aufgedrückt. Im Falle von Polyamid
ist eine Temperatur von etwa 180 bis 22O°C erforderlich.
Wenn die überragenden Teile anfangen zu schmelzen, wird der Formflansch 12 unter leichtem Druck axial in Richtung der
Membran gedrückt. Hierbei fließt nun ein Teil der Schmelze zwischen die einzelnen, von der Membran, dem Vlies und dem
Stützgitter gebildeten Lagen. Gleichzeitig füllt sich der Formflansch.
Nachdem die Schmelze erstarrt ist - hierzu ist ein Abschalteder Heizung im Formflansch erforderlich - kann der Formflansch
abgezogen werden und die gegenüberliegende Seite ebenfalls eingebettet werden. Es ist günstig, wenn die mit dem
thermoplastischen Werkstoff in Berührung kommenden Abschnitte des Formflansches entweder poliert sind oder mit einem
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Material überzogen sind, welches eine Haftung zwischen thermoplastischem
Material und Flansch verhindert (beispielsweise Polytetrafluoräthylen).
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Claims (13)
- 3240U3A3GW32O3OPatentansprücheVerfahren zum dichten Einbetten einer oder mehrerer Membranen in ein thermoplastisches Material, welches zugleich Dichtfläche zwischen mindestens zwei von den Membranen unterteilten Räumen eines Moduls ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der den Moflul bildenden Flächengebilde aus thermoplastischem Material besteht, und mindestens eines der aus thermoplastischem Material bestehenden Flächengebilde die Dichtflächenebene überragt, daß mit Hilfe eines Formflansches, dessen Oberflächentemperatur die Schmelztemperatür des thermoplastischen Materials übersteigt, die überragenden Teile erschmolzen werden, und der Formflansch in Richtung der Dichtfläche bewegt wird, so daß ein Teil des thermoplastischen Materials als Schmelze in die Zwischenräume eindringt und der andere Teil als Dichtfläche geformt wird, wonach die Schmelze zum Erstarren gebracht wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aus thermoplastischem Material bestehende, die Dichtflächenebene überragende Flächengebilde die Membran ist.L JBAD OBIGSSMALJZ4UUJ
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das aus thermoplastischem Material bestehende, die Dichtflächenebene überragende Flächengebilde ein Stützgitter für die Membran ist.
- 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das aus thermoplastischem Material bestehende, die Dichtflächenebene überragende Flächengebilde ein Vlies ist.
- 5. Verfahren nach einem der Ansnrüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das aus thermoplastischem Material bestehende, die Dichtflächenebene überragende Flächenge— bilde mindestens ein Folienstreifen je Dichtfläche ist, welcher zum einen Teil jeweils ein Membranende überdeckt und zum anderen Teil die Dichtflächenebene überragt.
- 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den Modul bildenden Flächengebilde vor dem Einbetten gemeinsam in Falten gelegt sind, welche in engem Abstand zueinander liegen.
- 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsam gefalteten Flächengebilde um eine mit radialen Löchern versehene Innenröhre geschlagen sind, wobei die beiden Endfalten miteinander dicht verbunden sind und die Dichtflächenebenen an beiden Enden der Innenröhre über die durch die Faltenränder gebildeten Flächen sich erstrecken.L _J3240U3
- 8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsam gefalteten Flächengebilde innerhalb einer mit radialen Löchern versehenen Außenröhre gleichmäßig verteilt angeordnet sind, wobei die beiden Endfalten miteinander dicht verbunden sind und die Dichtflächenebenen an beiden Enden der Außenröhre über die durch die Faltenränder gebildeten Flächen sich erstrecken.
- 9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenröhre, aus thermoplastischem Material besteht und die Dichtflächenebenen überragt.
- 10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenröhre aus thermoplastischem Material besteht und die Dichtflächenebenen überragt.
- 11. Verfahren zum Einbetten von röhrenförmigen Membranen, deren Röhrenenden in den Dichtflächenebenen enden, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran aus thermoplastischem Material besteht, und die Röhrenenden der Membran die Dichtflächenebenen überragen, daß mit Hilfe eines eine höhere Oberflächentemperatur als die Schmelztemperatur des Membranmaterials aufweisenden Formflansches, welcher für jedes Röhrenende einen Zapfen aufweist, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser der jeweiligen Röhre entspricht, die Röhrenenden jeweils einer Seite gemeinsam erschmolzen werden, und der Formflansch in Richtung der Dichtfläche bewegt wird, so daß ein Teil des thermoplastischen Materials als Schmelze zwischen die Röhren eindringt und der andere Teil als Dichtfläche geformt wird, wonach die Schmelze zum Erstarren gebracht wird.L -4- JBAD ORIGINALJ14 U I 4-A-
- 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß alle den Modul bildenden Bestandteile aus thermoplastischem Material bestehen.
- 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß alle den Modul bildenden Bestandteile aus demselben thermoOlastischen Material bestehen.L JOR|QiNÄf
Priority Applications (5)
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19823240143 DE3240143A1 (de) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | Verfahren zum einbetten von membranen in ein thermoplastisches material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3240143A1 true DE3240143A1 (de) | 1984-05-03 |
Family
ID=6176938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19823240143 Withdrawn DE3240143A1 (de) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | Verfahren zum einbetten von membranen in ein thermoplastisches material |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5987115A (de) |
| DE (1) | DE3240143A1 (de) |
| FR (1) | FR2536329A1 (de) |
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