| (19) |
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(11) |
EP 1 483 435 B1 |
| (12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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02.09.2009 Patentblatt 2009/36 |
| (22) |
Anmeldetag: 13.02.2003 |
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| (51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
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| (86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/EP2003/001447 |
| (87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 2003/076701 (18.09.2003 Gazette 2003/38) |
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| (54) |
HOHLFASER-SPINNDÜSE
HOLLOW-FIBER SPINNING NOZZLE
FILIERE DE FIBRES CREUSES
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| (84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT SE SI SK TR |
| (30) |
Priorität: |
13.03.2002 DE 10211052
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| (43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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08.12.2004 Patentblatt 2004/50 |
| (60) |
Teilanmeldung: |
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09008291.8 |
| (73) |
Patentinhaber: Fresenius Medical Care Deutschland GmbH |
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61352 Bad Homburg v.d.H. (DE) |
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| (72) |
Erfinder: |
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- KELLER, Torsten
54411 Hermeskeil (DE)
- STAHL, Jens-Holger
66646 Marpingen-Urexweiler (DE)
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| (74) |
Vertreter: Laufhütte, Dieter et al |
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Lorenz-Seidler-Gossel
Widenmayerstrasse 23 80538 München 80538 München (DE) |
| (56) |
Entgegenhaltungen: :
WO-A-98/01705 US-A- 5 877 580
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US-A- 5 320 512
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- PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 004, no. 140 (C-026), 3. Oktober 1980 (1980-10-03)
& JP 55 090608 A (TANAKA KIKINZOKU KOGYO KK), 9. Juli 1980 (1980-07-09)
- PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2000, no. 26, 1. Juli 2002 (2002-07-01) & JP 2001 254221
A (TORAY IND INC), 21. September 2001 (2001-09-21)
- PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 016, no. 269 (C-0952), 17. Juni 1992 (1992-06-17) &
JP 04 065505 A (TEIJIN LTD), 2. März 1992 (1992-03-02)
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft eine Hohlfaser-Spinndüse nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
[0002] Es sind bereits Hohlfaser-Spinndüsen bekannt, die zur Herstellung von polymeren Hohlfasermembranen
dienen. Wie in der Figur 1 gemäß der beigefügten Zeichnung dargestellt, bestehen derartige
Hohlfaser-Spinndüsen 10 aus einem Grundkörper 12 aus Metall, in welchen mehrere Bohrungen
14, 16, 18, 22 eingebracht sind. In die Bohrung 14 ist ein Röhrchen 20 eingepasst,
in welchem ein Fällmittel- bzw. Stützmittelkanal 22 zum Einbringen des Fällmittels
bzw. Stützmittels ausgebildet ist. Die Bohrungen 16 und 18 bilden Massezuführkanäle
für ein Polymer, das über einen Ringkanal 22, der ja ebenfalls aus einer entsprechenden
Bohrung besteht, austritt. Bei der Herstellung der bekannten Hohlfaser-Spinndüsen
10 werden Verfahren der üblichen Metallbearbeitung angewandt. Hier entsteht also die
Düsenstruktur durch den Zusammenbau beider Düsenteile, wobei sich eine Ungenauigkeit,
beispielsweise der Geometrie des Ringraums 22 aufsummiert aus den Fertigungsfehlern
beim Fertigen des Grundkörpers 12 und des Röhrchens 20. Es treten darüber hinaus mögliche
Montagefehler hinzu, die ebenfalls zu einer Ungenauigkeit der Geometrie führen können.
Schließlich sind die gemäß dem Stand der Technik bekannten Hohlfaser-Spinndüsen nicht
beliebig verkleinerbar.
[0003] Aufgabe der Erfindung ist es daher, Hohlfaser-Spinndüsen an die Hand zu geben, mit
denen auch feine Kapillarmembranen herstellbar sind, wobei die Fertigungstoleranzen
minimiert werden und das Herstellverfahren für diese Hohlfaser-Spinndüsen deutlich
verbilligt wird.
[0004] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Kombination der Merkmale des Anspruchs
1 gelöst. Somit wird eine vollständig neuartige Konstruktionsweise für Hohlfaser-Spinndüsen
geschaffen, da sich die Erfindung von der konventionellen Metallbearbeitung abwendet
und Verfahren der Mikrostrukturtechnik anwendet. Erfindungsgemäß werden nämlich mindestens
zwei mittels Mikrostrukturtechnik strukturierte plattenförmige Körper zu der Hohlfaser-Spinndüse
zusammengefügt. Dabei wird bevorzugt auf eine erste mittels Mikrostrukturtechnik gebildete
Platte eine zweite unstrukturierte Platte gefügt, wobei die zweite Platte erst nach
dem Aufbringen auf die erste Platte strukturiert wird. Die Platten werden flächig
miteinander verbunden. Mit der neuen Fertigungsmethode eröffnet sich eine Vielzahl
von Vorteilen. Zunächst lässt sich eine wesentlich kleinere Abmessung der Düsenstruktur
mittels der Mikrostrukturtechnik realisieren. Darüber hinaus ist eine wesentlich höhere
Präzision hinsichtlich der Düsenstruktur realisierbar. Diese Präzision kommt dadurch
zustande, dass die Düsenstruktur in einem Schritt entsteht. Sie ist nur durch die
Genauigkeit der zu Grunde liegenden Lithographiemaske, die bei der Mikrostrukturtechnik
verwendet wird, beschränkt. Derartige Lithographiemasken lassen sich jedoch mit Toleranzen
von 100 nm extrem genau fertigen. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
liegt in den wesentlich geringeren Produktionskosten der Spinndüsen.
[0005] Besondere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den sich an den Hauptanspruch
anschließenden Unteransprüchen.
[0006] Grundsätzlich lassen sich natürlich für die Realisierung der Hohlfaser-Spinndüsen
nach der Erfindung alle Materialien der Mikrostrukturtechnik einsetzen, sofern diese
anisotrop geätzt und gebondet werden können. Besonders vorteilhaft sind aber einkristallines
Silizium, Galliumarsenid (GaAs) oder Germanium einsetzbar.
[0007] Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung besteht eine Hohlfaser-Spinndüse
aus zwei Platten, wobei in der ersten Platte die Massezuführkanäle, eine Massestrom-Vergleichmäßigungszone,
eine Fällmittel/Stützmittelzuführbohrung und ein Nadelstumpf ausgenommen sind, während
in der zweiten Plattte eine Düsenstruktur mit Masse-Ringspalt und eine Nadel mit einer
Fällmittel/Stützmittelbohrung ausgenommen sind.
[0008] Alternativ ist auch eine Konstruktion denkbar, bei der die zweite Platte zusätzlich
die Massezuführkanäle und die Massestrom-Vergleichmäßigungszone enthält: Dort entfallen
auf der ersten Platte diese Elemente und der Nadelstumpf. Ein besonderes Merkmal dieser
Konstruktion ist es, dass die Nadel der Spinndüse nur an einer Stirnfläche mit der
erste Platte verbunden ist.
[0009] Diese bevorzugten Ausgestaltungen für eine Hohlfaser-Spinndüse, mit der eine einfache
Kapillar-Hohlfasermembran herstellbar ist, weisen vorteilhaft folgende Abmessungen
auf:
| Dicke der ersten Platte : |
0,250 - 1,500 mm |
| Dicke der zweiten Platte: |
0,050 -1,500 mm |
| Außendurchmesser der Nadel: |
0,020 -1,500 mm |
| Länge der Nadel incl. Nadelstumpf: |
0,100 - 2,000 mm |
| Durchmesser der Fällmittelbohrung: |
0,010 - 1,000 mm |
| Länge der Fällmittelbohrung: |
0,150 - 2,500 mm |
| Außendurchmesser des Ringspalts: |
0,040 - 3,000 mm |
| Länge des Ringspalts: |
0,050 - 1,500 mm |
| Höhe der Spinndüse: |
0,300 - 3,000 mm |
| Kantenlänge der Spinndüse: |
1,000 -. 25,00 mm. |
[0010] Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht aus drei Platten, wobei
die erste Platte Zuführkanäle, eine Vergleichmäßigungszone und einen Nadelstumpf mit
einer zentralen Zuführbohrung enthält, eine zweite Platte, die sich an die erste Platte
anschließt, Zuführkanäle, eine Vergleichmäßigungszone und einen weiteren Nadelstumpf
mit einem konzentrischen Ringkanal sowie eine Nadelverlängerung mit einer zentralen
Bohrung aufweist, und wobei eine dritte Platte, die sich wiederum an die zweite Platte
anschließt, eine Düsenstruktur bestehend aus einer zentralen Bohrung und zwei konzentrischen
Ringspalten aufweist. Mittels dieser erfindungsgemäßen Hohlfaser-Spinndüse lassen
sich Kapillarmembranen mit koextrudierten Doppelschichten herstellen.
[0011] Eine alternative Ausführungsvariante ergibt sich dadurch, dass die Hohlfaser-Spinndüsen
aus drei einzelnen Platten aufgebaut ist, wobei die erste Platte eine zentrale Zuführungsbohrung
aufweist, eine sich an die erste Platte anschließende zweite Platte parallele Zuführkanäle
und zu diesen angeordnete Vergleichmäßigungszonen sowie ein Nadelstumpf mit konzentrischem
Ringkanal und eine zentrale Bohrung aufweist und wobei die an die zweite Platte anschließende
dritte Platte eine Düsenstruktur bestehend aus einer zentralen Bohrung und zwei konzentrischen
Ringspalten aufweist.
Vorteilhaft ist der äußere Durchmesser der Mehrkanal-Hohlfaser-Spinndüse kleiner als
1 mm. Besonders vorteilhaft ist der äußere Durchmesser der Mehrkanal-Hohlfaser-Spinndüse
kleiner oder gleich 0,45 mm. Mit dieser ist eine Dialysemembran mit einem Innendurchmesser
von 200-300 µm herstellbar.
[0012] Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
- Figur 1:
- einen schematischen Schnitt durch eine Hohlfaser-Spinndüse gemäß einer Ausführungsform
nach dem Stand der Technik,
- Figur 2:
- einen schematischen Schnitt durch eine Hohlfaser-Spinndüse nach einer ersten Ausgestaltung
der Erfindung,
- Figur 3:
- eine schematische Schnittdarstellung einer Hohlfaser-Spinndüse nach einer zweiten
Ausführungsvariante der Erfindung, wobei drei Varianten der Anordnung der Massezuführkanäle
gezeigt sind,
- Figur 4:
- eine teilweise geschnittene dreidimensionale Darstellung einer Hohlfaser-Spinndüse
gemäß Figur 2 und
- Figur 5:
- eine teilweise geschnittene dreidimensionale Darstellung einer Hohlfaser-Spinndüse
gemäß der Ausführungsvariante nach Figur 3.
[0013] In Figur 2 ist eine Hohlfaser-Spinndüse 10 nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung
gezeigt. Hier ist der gesamte Grundkörper 26 aus zwei einzelnen Platten 30 und 32
zusammengesetzt. In der ersten Platte 30 sind Massezuführkanäle 34, eine Massenstrom-Vergleichmäßigungszone
36, eine Fällmittelzuführungsbohrung 38 und ein Nadelstumpf 40 durch einen entsprechenden
Ätzvorgang, der später noch im einzelnen beschrieben wird, gebildet. Die dreidimensionale
Ausgestaltung der hier in Figur 2 dargestellten Hohlfaser-Spinndüse ergibt sich aus
Figur 4. Dort ist zu sehen, dass die Massezuführkanäle, d.h. die Kanäle zur Zuführung
der auszufällenden polymeren Masse im hier dargestellten Ausführungsbeispiel kreuzförmig
angeordnet sind. Die Massestrom-Vergleichmäßigungszone 36 ergibt sich als Ringraum
um den Nadelstumpf 40 herum. Die Fällmittelzuführungsbohrung 38 ist in ihrem zur Oberseite
hinweisenden Bereich verbreitert, wie das insbesondere der Figur 2 zu entnehmen ist.
[0014] Aus den Figuren 2 und 4 ist auch der Aufbau der zweiten Platte 32 zu entnehmen, die
eine Masse-Austrittsöffnung 42 aufweist, der unmittelbar an die Massestrom-Vergleichmäßigungszone
36 anschließt. Diese Masse-Austrittsöffnung bzw. der Masse-Ringspalt 42 ergibt mit
der Nadel 44 mit Fällmittelbohrung 46 die hochpräzise Düsenstruktur 48. Das in den
Figuren 2 und 4 dargestellte Ausführungsbeispiel aus einkristallinem Silizium hat
beispielsweise eine Dicke der ersten Platte von 0,4 mm, eine Dicke der zweiten Platte
von 0,1 mm, einen Außendurchmesser der Nadel von 0,05 mm, eine Länge der Nadel inklusive
Nadelstumpf von 0,15 mm, ein Durchmesser der Fällmittelbohrung 38 im erweiterten Bereich
von 0,1 mm, einen Außendurchmesser des Ringspalts 42 von 0,1 mm und eine Länge des
Ringspalts 42 von 0,1 mm. Die Höhe des Grundkörpers 26, d.h. die Höhe der gesamten
Spinndüse 10, beträgt demnach 0,5 mm, während eine Kantenlänge des Grundkörpers 26
der Spinndüse 10 2 mm beträgt.
[0015] Bei der Herstellung von Hohlfaser-Spinndüsen mittels Mikrostrukturtechnik wird von
2 runden Waferscheiben mit 100 bis 300 mm Durchmesser ausgegangen. Aus diesen Wafern
werden gleichzeitig viele Spinndüsenstrukturen hergestellt. Die einzelnen Hohlfaser-Spinndüsen
10 erhält man dann durch Zerteilen der fertig bearbeiteten Wafer. Die vereinzelten
geteilten Spinndüsen können jeweils eine einzige Düsenstruktur, wie hier dargestellt,
aber auch mehrere Düsenstrukturen in einem Düsenstrukturverbund enthalten. Dies erreicht
man dadurch, dass nicht alle Düsenstrukturen, die auf dem Wafer gebildet wurden, voneinander
getrennt werde, sondern dass mehrere Düsenstrukturen zusammen eine Mehrfach-Düseneinheit
bilden, die entlang ihrer Außenkontur vom Wafer ausgeschnitten werden.
[0016] Die Herstellung der Spinndüsen 10 beginnt mit der beidseitigen Strukturierung eines
ersten Wafers, der die Elemente 34, 36, 38, 40 der Platte 30 der Spinndüse 10 aufnimmt.
Die Strukturen werden mit einer Folge von Standard-Lithographieverfahren, d.h. Masken
aus Photoresist, SiO, Si-N oder ähnlichem, und Standard-Ätzverfahren gefertigt. Bei
den Standard-Ätzverfahren sind insbesondere das reaktive Ionen-Ätzen (RIE), das reaktive
lonen-Tiefenätzen (D-RIE) und das Kryo-Ätzen zu nennen. Besonders geeignet sind spezielle
Tiefenätzverfahren wie das D-RIE und das Kryo-Ätzen. Die Lithographie-Masken für die
Vorder- und Rückseite müssen optisch zueinander ausgerichtet werden. Anschließend
wird der zweite Wafer, aus dem die zweite Platte hergestellt werden soll, auf den
entsprechend strukturierten ersten Wafer gebondet. Dabei können sämtliche Bondverfahren
eingesetzt werden, das Anodische Bonden, das Direktbonden oder ähnliches.
[0017] Besonders geeignet ist aber das Direktbonden, da die höchsten Festigkeiten erreicht
werden und damit ein guter Halt der Nadel auf der ersten Platte gewährleistet wird.
Im nächsten Schritt wird die Düsenstrukur 48 mit Ringspalt 42 und Fällmittelbohrung
46 in einem zweistufigen Ätzverfahren hergestellt. Im ersten Schritt wird nur die
tiefere Fällmittelbohrung vorangetrieben. Im zweiten Schritt werden dann beide Strukturen
fertig geätzt. Zur Anwendung kommen dabei wieder die genannten Lithographie- und Ätzverfahren,
wobei hier die Verwendung der Tiefenätzverfahren noch eher angeraten ist als bei der
Bearbeitung des ersten Wafers. Im letzten Schritt werden die einzelnen Spinndüsen,
wie bereits zuvor beschrieben, durch geeignete Trennverfahren, wie Wafer-Sägen oder
Laserbearbeitung aus dem Wafer herausgeschnitten.
[0018] Anhand der Figuren 3 und 5 werden weitere alternative Ausgestaltungen der Erfindung
erläutert. Hier ist eine Hohlfaser-Spinndüse 10 zur Herstellung einer aus zwei Schichten
koextrudierten Hohlfaser gezeigt. Hier ist eine Hohlfaser-Spinndüse 10 mit eines Grundkörpers
100 bestehend aus drei einzelnen Platten 102, 104 und 106 gezeigt. Die einzelnen Platten
bestehen wiederum aus einkristallinem Silizium. In der ersten Platte 102 ist ein Zuführkanal
108 für das Fällmittel ausgenommen. Zusätzlich sind Zuführkanäle 110, 112 für ein
erstes Polymer vorgesehen, die in eine zugehörige Vergleichmäßigungszone 114 einmünden.
Die Vergleichmäßigungszone 114 umgibt einen entsprechenden Nadelstumpf 116.
[0019] In der zweiten Platte 104 ist ebenfalls eine Fällmittelbohrung 118 ausgenommen, die
von einem weiterem Nadelstumpf 120 und einem Ringraum 122 umgeben ist. Weiterhin sind
weitere Zuführkanäle 124 mit anschließender Vergleichmäßigungszone 126 in der zweiten
Platte 104 ausgenommen. Schließlich weist die dritte Platte 106 zwei Ringspalten 128
und 130 für die jeweiligen polymeren Materialien, die koextrudiert werden sollen,
auf, sowie eine Nadel 132 mit Fällmittelbohrung 134. Bei den Varianten der Figur 3a,
Figur 3b und Figur 3c sind die Zuführkanäle 124 jeweils anders ausgestaltet. Während
in der Ausführungsvariante gemäß der Figur 3a der Zuführungskanal 124 für das zweite
Polymer lediglich in der zweiten Platte 104 vorgesehen ist, verläuft der in der Variante
gemäß der Figur 3b sowohl durch die zweite Platte 104 wie auch durch die dritte Platte
106. In der Ausführungsvariante gemäß der Figur 3c verläuft der Zuführkanal 124 für
das zweite Polymer durch die zweite Platte 104 und die erste Platte 102, wie hier
in der Figur 3c dargestellt. Die Darstellung gemäß Figur 5 entspricht dem Schnitt
gemäß Figur 3a, wobei hier deutlich wird, dass 8 Zuführkanäle 112 sternförmig angeordnet
sind, während lediglich 4 Zuführkanäle 124 kreuzförmig angeordnet sind.
[0020] Die drei Platten 102, 104 und 106 werden wiederum durch ein geeignetes Bondverfahren,
vorteilhaft ein Direktbonden, miteinander zum Grundkörper 100 verbunden. Ansonsten
entspricht das Herstellverfahren für die Hohlfaser-Spinndüse 10 gemäß der Figuren
3 und 5, analog demjenigen, wie es bereits anhand der Figur 2 und 4 im einzelnen erläutert
wurde.
1. Hohlfaser-Spinndüse, bei der in einem Grundkörper Fällmittel/Stützmittel - und Massezuführungskanäle
und eine mit diesen verbundene Düsenstruktur mit einer Masse-Austrittsöffnung und
einer Nadel mit Fällmittel/Stützmittelbohrung ausgebildet sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens zwei mittels Mikrostrukturtechnik strukturierte plattenförmige Körper
zu dem Grundkörper zusammengefügt sind.
2. Hohlfaser-Spinndüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einkristallinem Silizium, aus Galliumarsenid (GaAs) oder Germanium besteht.
3. Hohlfaser-Spinndüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse Austrittsöffnung ein Ringspalt ist.
4. Hohlfaser-Spinndüse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus zwei Platten besteht, wobei in der ersten Platte die Massezuführkanäle, eine
Massestrom-Vergleichmäßigungszone, eine Fällmittel/Stützmittelzuführbohrung und ein
Nadelstumpf ausgenommen sind, während in der zweiten Platte eine Düsenstruktur mit
Masse-Ringspalt und eine Nadel mit einer Fällmittel/Stützmittelbohrung ausgenommen
sind.
5. Hohlfaser-Spinndüse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus zwei Platten besteht, wobei in der ersten Platte eine Fällmittel/Stützmittelzuführbohrung
ausgenommen ist, während in der zweiten Platte die Massezuführkanäle, eine Massestrom-Vergleichmäßigungszone
und eine Düsenstruktur mit Masse-Ringspalt und eine Nadel mit einer Fällmittel/Stützmittelbohrung
ausgenommen sind.
6. Hohlfaser-Spinndüse nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, dass ihre einzelnen Bestandteile folgende Abmessungen aufweist:
| Dicke der ersten Platte: |
0,250 -1,500 mm |
| Dicke der zweiten Platte: |
0,050 -1,500 mm |
| Außendurchmesser der Nadel: |
0,020 -1,500 mm |
| Länge der Nadel incl. Nadelstumpf: |
0,100 - 2,000 mm |
| Durchmesser der Fällmittelbohrung: |
0,010 -1,000 mm |
| Länge der Fällmittelbohrung: |
0,150 -2,500 mm |
| Außendurchmesser des Ringspalts: |
0,040 - 3,000 mm |
| Länge des Ringspalts: |
0,050 -1,500 mm |
| Höhe der Spinndüse: |
0,300 - 3,000 mm |
| Kantenlänge der Spinndüse: |
1,000 - 25,00 mm. |
7. Hohlfaser-Spinndüse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus drei Platten besteht, wobei die erste Platte Zuführkanäle, eine Vergleichmäßigungszone
und einen Nadelstumpf mit einer zentralen Zuführbohrung enthält, eine zweite Platte,
die sich an die erste Platte anschließt, Zuführkanäle, eine Vergleichmäßigungszone
und einen weiteren Nadelstumpf mit einem konzentrischen Ringkanal sowie eine Nadelverlängerung
mit einer zentralen Bohrung aufweist und wobei eine dritte Platte, die sich wiederum
an die zweite Platte anschließt, eine Düsenstruktur bestehend aus einer zentralen
Bohrung und zwei konzentrischen Ringspalten aufweist.
8. Hohlfaser-Spinndüse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper aus drei einzelnen Platten aufgebaut ist, wobei die erste Platte
eine zentrale Zuführungsbohrung aufweist, eine sich an die erste Platte anschließende
Platte parallele Zuführkanäle und zu diesen zugeordnete Vergleichmäßigungszonen sowie
einen Nadelstumpf mit konzentrischem Ringkanal und einer zentralen Bohrung aufweist
und wobei die an die zweite Platte anschließende dritte Platte eine Düsenstruktur
bestehend aus einer zentralen Bohrung und zwei konzentrischen Ringspalten aufweist.
9. Hohlfaser-Spinndüse nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Durchmesser der Mehrkanal-Hohlfaser-Spinndüse kleiner als 1 mm, vorzugsweise
kleiner oder gleich 0,45 mm, ist.
1. A hollow fiber spinning nozzle in which coagulation agent/support agent passages and
mass supply passages and a nozzle structure connected to these and having a mass discharge
opening and a needle with a coagulation agent/support agent bore are formed in a base
body,
characterized in that
at least two plate-shaped bodies structured by means of microstructure technology
are joined together to form the base body.
2. A hollow fiber spinning nozzle in accordance with claim 1, wherein it consists of
mono-crystalline silicon, gallium arsenide (GaAs) or germanium.
3. A hollow fiber spinning nozzle in accordance with either of claims 1 or 2, wherein
the mass discharge opening is an annular gap.
4. A hollow fiber spinning nozzle in accordance with any of claims 1 to 3, wherein it
consists of two plates, with the mass supply passages, a mass flow homogenization
zone, a coagulation agent/support agent supply bore and a needle stub being cut out
in the first plate, while in the second plate a nozzle structure with a mass annular
gap and a needle with a coagulation agent/support agent bore are cut out.
5. A hollow fiber spinning nozzle in accordance with any of claims 1 to 3, wherein it
consists of two plates, with a coagulation agent/support agent supply bore being cut
out in the first plate, while in the second plate mass supply passages, a mass flow
homogenization zone and a nozzle structure with a mass annular gap and a needle with
a coagulation agent/support agent bore are cut out.
6. A hollow fiber spinning nozzle in accordance with either of claims 4 or 5, wherein
its individual components have the following dimensions:
| Thickness of the first plate: |
0.250 - 1.500 mm |
| Thickness of the second plate: |
0.050 - 1.500 mm |
| Outer diameter of the needle: |
0.020 - 1.500 mm |
| Length of the needle, incl. needle stub: |
0.100 - 2.000 mm |
| Diameter of the coagulation agent bore: |
0.010 - 1.000 mm |
| Length of the coagulation agent bore: |
0.150 - 2.500 mm |
| Outer diameter of the annular gap: |
0.040 - 3.000 mm |
| Length of the annular gap: |
0.050 - 1.500 mm |
| Height of the spinning nozzle: |
0.300 - 3.000 mm |
| Edge length of the spinning nozzle: |
1.000 - 25.00 mm. |
7. A hollow fiber spinning nozzle in accordance with any of claims 1 to 3, wherein it
consists of three plates, with the first plate including supply passages, a homogenization
zone and a needle stub with a central supply bore, a second plate which adjoins the
first plate having supply passages, a homogenization zone and a further needle stub
with a concentric ring passage as well as a needle extension with a central bore and
with a third plate which in turn adjoins the second plate, having a nozzle structure
consisting of a central bore and two concentric annular gaps.
8. A hollow fiber spinning nozzle in accordance with any of claim 1 to 3, wherein the
base body is made up of three individual plates, with the first plate having a central
supply bore, a plate adjoining the first plate having parallel supply passages and
homogenization zones associated with these as well as a needle stub with a concentric
ring passage and a central bore and with the third plate adjoining the second plate
having a nozzle structure consisting of a central bore and two concentric annular
gaps.
9. A hollow fiber spinning nozzle in accordance with either of claims 7 or 8, wherein
the outer diameter of the multi-passage hollow fiber spinning nozzle is smaller than
1 mm, preferably smaller than or equal to 0.45 mm.
1. Filière de fibres creuses, dans laquelle des canaux d'acheminement de précipitants
et de stabilisateurs et des canaux d'acheminement de la matière et une structure de
filière, reliée à ceux-ci et comportant un orifice de sortie de la matière et une
aiguille munie d'une forure pour les précipitants et les stabilisateurs, sont réalisés
dans un corps de base,
caractérisée en ce qu'au moins deux corps en forme de plaque, structurés au moyen d'une technique de microstructure,
sont assemblés pour former le corps de base.
2. Filière de fibres creuses selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est réalisée en silicium monocristallin, en arséniure de gallium (GaAs) ou en
germanium.
3. Filière de fibres creuses selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'orifice de sortie de la matière est une fente annulaire.
4. Filière de fibres creuses selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle est formée par deux plaques, sachant que les canaux d'acheminement de la matière,
une zone d'homogénéisation du flux de matière, une forure d'admission de précipitants
et de stabilisateurs et un tronc d'aiguille sont évidés dans la première plaque, alors
qu'une structure de filière avec la fente annulaire de sortie de la matière et une
aiguille avec une forure pour les précipitants et les stabilisateurs sont évidées
dans la deuxième plaque.
5. Filière de fibres creuses selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle est formée par deux plaques, sachant qu'une forure d'admission de précipitants
et de stabilisateurs est évidée dans la première plaque, alors que les canaux d'acheminement
de la matière, une zone d'homogénéisation du flux de matière et une structure de filière
avec une fente annulaire pour la matière et une aiguille avec une forure d'admission
de précipitants et de stabilisateurs sont évidés dans la deuxième plaque.
6. Filière de fibres creuses selon la revendication 4 ou 5,
caractérisée en ce que les différents composants de ladite filière ont les dimensions suivantes:
| épaisseur de la première plaque: |
0,250-1,500 mm |
| épaisseur de la deuxième plaque: |
0,050-1,500 mm |
| diamètre extérieur de l'aiguille: |
0,020-1,500 mm |
| longueur de l'aiguille, y compris le tronc d'aiguille: |
0,100-2,000 mm |
| diamètre de la forure d'admission de précipitants: |
0,010-1,000 mm |
| longueur de la forure d'admission de précipitants: |
0,150-2,500 mm |
| diamètre extérieur de la fente annulaire: |
0,040-3,000 mm |
| longueur de la fente annulaire: |
0,050-1,500 mm |
| hauteur de la filière: |
0,300-3,000 mm |
| longueur d'arête de la filière: |
1,000-25,00 mm |
7. Filière de fibres creuses selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle est formée par trois plaques, la première plaque comportant des canaux d'acheminement,
une zone d'homogénéisation et un tronc d'aiguille avec une forure d'admission centrale,
une deuxième plaque, située dans le prolongement de la première plaque, comportant
des canaux d'acheminement, une zone d'homogénéisation et un autre tronc d'aiguille
avec un canal annulaire concentrique, ainsi qu'un prolongement d'aiguille avec une
forure centrale, et une troisième plaque, située dans le prolongement de la deuxième
plaque, comportant une structure de filière formée par une forure centrale et deux
fentes annulaires concentriques.
8. Filière de fibres creuses selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le corps de base est constitué de trois plaques individuelles, la première plaque
comportant une forure d'admission centrale, une plaque adjacente à la première plaque
comportant des canaux d'acheminement parallèles et des zones d'homogénéisation associées
à ceux-ci, ainsi qu'un tronc d'aiguille avec un canal annulaire concentrique et une
forure centrale, et la troisième plaque, adjacente à la deuxième plaque, comportant
une structure de filière formée par une forure centrale et deux fentes annulaires
concentriques.
9. Filière de fibres creuses selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que le diamètre extérieur de la filière de fibres creuses à plusieurs canaux est inférieur
à 1 mm, de préférence inférieur ou égal à 0,45 mm.