專利名稱：中空纖維血液過濾膜的成形方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種中空纖維血液過濾膜的成形方法及其裝置，屬于纖維膜制作技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
聚醚砜或聚砜是特種工程塑料，因其玻璃化溫度高，物理化學(xué)性能穩(wěn)定，并經(jīng)多年的改進(jìn)和完善，目前是血液凈化用膜的主要材料之一。用聚醚砜或聚砜制成的中空纖維膜具有無毒、耐多種方法消毒，生物相容性優(yōu)異，清除性優(yōu)于一般中空纖維膜等特點(diǎn)。但用于血液透析的中空纖維膜制作要求比普通的中空纖維膜要求高，不僅要求中空纖維膜具有合適的內(nèi)、外徑比，而且還要求有均勻的壁厚及光滑圓整的膜壁表面，以保證良好的耐壓性能和超濾性能。這就必然要求中空纖維膜在制絲成形過程中，盡量使紡絲液流量達(dá)到連續(xù)和均勻。但目前國內(nèi)外在制作中空纖維膜時(shí)，是通過計(jì)量泵來控制紡絲液的流量，這種紡絲方法存在以下問題1、制成的中空纖維膜壁厚不均勻。由于中空纖維膜的直徑較小，采用的計(jì)量泵無論是齒輪泵還是柱塞泵，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，輸出的液體都會產(chǎn)生脈動，而這種脈動又引起壓力脈動，致使送到噴絲頭處的紡絲液的流量和壓力經(jīng)常發(fā)生變化，因此導(dǎo)致紡絲液從噴絲頭擠壓制成的過濾膜壁厚不能保持一致，且過濾膜表面光潔度不高，造成過濾膜微孔大小不均勻，致使過濾膜的清除率不高，故所制成的中空纖維膜用于血液透析效果不理想。另一方面，由于紡絲液供液的脈動性，使得制絲的連續(xù)性下降，故過濾膜成品率低，增加了制造成本。2、制成的中空纖維膜的清除率低。由于成形工藝均采用計(jì)量泵對紡絲液進(jìn)行計(jì)量、輸送，液體經(jīng)計(jì)量泵后，計(jì)量泵的壓力基本控制在0.1～0.4Mpa左右，由于壓力相對較大，不僅易造成紡絲液的泄露，噪聲大，而且因紡絲液通過噴絲頭孔擠壓速度較快，使纖維分子之間擠壓后排列緊密，故超濾系數(shù)一般在10～20ml/hmmHg。3、不易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。目前的中空纖維血液過濾膜成形是一個(gè)容器用一個(gè)計(jì)量泵，并向一個(gè)雙孔噴絲頭供料，由于生產(chǎn)效率降低，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種中空纖維血液過濾膜的成形方法，直接用容器內(nèi)的穩(wěn)定壓力來控制紡絲液從雙孔噴絲頭成形，不僅工藝簡單，而且成形出的纖維膜壁厚更均勻、膜壁更光滑，連續(xù)性好，便于工業(yè)化大生產(chǎn)。
而本發(fā)明所提供的中空纖維血液過濾膜的成形裝置，結(jié)構(gòu)簡單，能保證制膜的質(zhì)量，且能連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn)。
本發(fā)明為達(dá)到上述目的的技術(shù)方案是一種中空纖維血液過濾膜的成形方法，其特征在于將旋轉(zhuǎn)粘度600cp～9000cp(40℃)含有聚醚砜或聚砜的紡絲液送至密閉的容器中；向容器內(nèi)通入0.01MPa～0.10MPa的潔凈氣體；在潔凈氣體的壓力下，紡絲液經(jīng)水平設(shè)置在容器外部的分配管，以0.1～10ml/min的流量從分配管上的六個(gè)以上同心雙孔噴絲頭的外孔噴出，同時(shí)填充液在0.01MPa～0.10MPa的壓力下，以0.05～5ml/min的流量從雙孔噴絲頭的內(nèi)孔噴出，初生纖維經(jīng)空氣凝固后再進(jìn)入水浴凝固成形、卷繞，形成中空纖維血液過濾膜，壓力傳感器將分配管處的流體壓力信號反饋至控制器，控制器將檢測到的壓力值與設(shè)定壓力值比較后，控制器輸出信號控制容器進(jìn)氣壓力，保持雙孔噴絲頭穩(wěn)定的出液流量。
本發(fā)明制作上述中空纖維血液過濾膜的成形裝置，包括密閉的容器、進(jìn)液管和填充管以及同心的雙孔噴絲頭，其特征在于所述容器外部具有水平設(shè)置的分配管，且容器底部分配管相通，分配管上裝有六個(gè)以上雙孔噴絲頭，分配管上裝有壓力傳感器，容器上部的進(jìn)氣管路與潔凈壓縮氣源相通，且進(jìn)氣管路上裝有調(diào)節(jié)液面壓力的調(diào)節(jié)閥，填充管與雙孔噴絲頭的內(nèi)孔相通，壓力傳感器的輸出端與控制器的輸入端連接，控制器的輸出端接調(diào)節(jié)閥。
本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后具有以下優(yōu)點(diǎn)1、中空纖維血液過濾膜性能提高。本發(fā)明向密閉容器內(nèi)通入壓力穩(wěn)定的潔凈氣體，紡絲液在潔凈氣體壓力的作用下，擠壓紡絲液至外部水平設(shè)置的分配管處，再從雙孔噴絲頭的外孔噴出，而分配管處的壓力傳感器能及時(shí)反饋紡絲液的壓力信號，通過控制器及時(shí)調(diào)節(jié)容器的進(jìn)氣壓力，而保持紡絲液出液流量的穩(wěn)定性。因此本發(fā)明能使紡絲液能均勻地、連續(xù)地通過雙孔噴絲頭，使成形的中空纖維血液過濾膜膜壁光滑、均勻、可紡性好。由于本發(fā)明所制作的過濾膜微孔大小均勻，過濾膜的強(qiáng)度較高，因此具有較好的抗破壞性，較好的化學(xué)穩(wěn)定性以及優(yōu)良的耐壓耐熱性能，血液相容性得到進(jìn)一步的提高，使中空纖維膜的性能有了較大的改善。2、清除率好。本發(fā)明由于紡絲液通過雙孔噴絲頭處的流量穩(wěn)定均勻，故制得地中空纖維血液過濾膜壁厚均勻，聚醚砜或聚砜分子結(jié)構(gòu)排列疏松，清除率好，超濾率高，其超濾系數(shù)是原計(jì)量泵制得過濾膜的5倍以上。3、易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明由于取消了計(jì)量泵，不僅可解決泄露和噪聲的問題，而且一個(gè)容器能實(shí)現(xiàn)多個(gè)雙孔噴絲頭噴料，生產(chǎn)效率明顯提高，能降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大生產(chǎn)。4、成形裝置結(jié)構(gòu)合理、簡單，能提高紡絲質(zhì)量。本發(fā)明在分配管處設(shè)置了壓力傳感器，使壓力傳感器及時(shí)檢測紡絲液通過雙孔噴絲頭的流量，控制器將檢測到的壓力值與設(shè)定壓力值比較后，控制調(diào)節(jié)閥的開度，保持容器內(nèi)液面壓力在0.01MPa～0.10MPa，使紡絲液出口流量保持穩(wěn)定均勻，能連續(xù)制成均勻的纖維膜，不僅成品率高，而且紡絲質(zhì)量優(yōu)異。



下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
圖1是本發(fā)明中空纖維血液過濾膜的成形裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1-進(jìn)氣管路，2-壓力表，3-調(diào)節(jié)閥，4-填充管，5-進(jìn)液管，6-容器，7-分配管，8-雙孔噴絲頭，9-壓力傳感器，10-數(shù)顯壓力表，11-控制器。

具體實(shí)施例方式 見如圖1所示，本發(fā)明中空纖維血液過濾膜的成形裝置包括密閉的容器6、進(jìn)液管5和填充管4、分配管7、同心的雙孔噴絲頭8以及壓力傳感器9，填充管4與雙孔噴絲頭8的內(nèi)孔相通，填充管4內(nèi)裝有填充液，使制作的過濾膜保持中空。本發(fā)明的容器6外部具有水平設(shè)置的分配管7，以保持相同的流體壓力，容器6底部與分配管7相通，分配管7上安裝有六個(gè)以上的同心雙孔噴絲頭8，該雙孔噴絲頭8可8～20個(gè)安裝在分配管7上，壓力傳感器9裝在分配管7內(nèi)，分配管7上還裝有數(shù)顯壓力表10，可觀察到分配管7處的流體壓力值。容器6上部的進(jìn)氣管路1與潔凈壓縮氣源相通，進(jìn)氣管路1上裝有調(diào)節(jié)液面壓力的調(diào)節(jié)閥3和顯示進(jìn)氣管路1內(nèi)的氣體壓力值的壓力表2，通過調(diào)節(jié)閥3控制容器內(nèi)的液面壓力，而達(dá)到分配管7處流體壓力的穩(wěn)定性，本發(fā)明壓力傳感器8的輸出端接控制器11的輸入端，而控制器11的輸出端接壓力調(diào)節(jié)閥3，該控制器11可采用單片機(jī)或可編程控制器，而壓力調(diào)節(jié)閥3可為電磁閥，當(dāng)控制器11將檢測到的流體壓力值與設(shè)定壓力值比較后，輸出電信號控制調(diào)節(jié)閥3的開度，使容器6內(nèi)壓力值保持穩(wěn)定，保持雙孔噴絲頭8穩(wěn)定的出液流量。
實(shí)施例1 按重量百分比，將23％的聚醚砜，5％的聚乙烯吡咯烷酮，72％的二甲基乙酰胺，加入容器6內(nèi)在80℃條件下，進(jìn)行烘干1小時(shí)，將烘干的原料及其他組分放入容器6中，經(jīng)溶脹、攪拌、保溫后然后在恒溫下進(jìn)行脫泡，制得旋轉(zhuǎn)粘度在600cp～9000cp(40℃)的紡絲液，將紡絲液送至本發(fā)明的成形裝置內(nèi)。向容器6內(nèi)通入0.02MPa～0.06MPa的潔凈氣體，該潔凈氣體為潔凈的空氣或惰性氣體，如氮?dú)?、氬氣等，在潔凈氣體的壓力下，紡絲液經(jīng)水平設(shè)置在容器6外部的分配管7，以0.1～10ml/min流量從分配管7上的六個(gè)以上同心雙孔噴絲頭8的外孔噴出，同時(shí)填充液在0.01MPa～0.10MPa的壓力下，以0.05～5ml/min的流量從雙孔噴絲頭8的內(nèi)孔噴出，初生纖維經(jīng)過空氣段距離，在40℃左右的水溶液中凝固成形，以30～50m/min速度卷繞，形成中空纖維血液過濾膜。同時(shí)，壓力傳感器9則對分配管7處的流體壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，并將流體壓力信號反饋至控制器11，控制器11將檢測到的壓力值與設(shè)定壓力值比較后，控制器11輸出信號，通過控制器11隨時(shí)控制調(diào)節(jié)閥3動作，控制容器6進(jìn)氣壓力，保持雙孔噴絲頭8穩(wěn)定的出液流量，分配管7上的數(shù)顯壓力表10則對流體壓力信號顯示。用本發(fā)明方法成形制得的中空纖維血液過濾膜的膜面積為1.2m2，壁厚40～60um，纖維孔徑210～215um，超濾系數(shù)50～100ml/mmHg.h，尿素清除率150～200ml/min，肌肝清除率150～200ml/min，中分子VB12清除率40～150ml/min，紡制的中空纖維經(jīng)后續(xù)工序的處理后，制成成品，以聚碳酸脂作殼體，聚胺脂膠雙端離心封灌，制成血液透析器。
實(shí)施例2 按重量百分比，將18％的聚醚砜，6％的聚乙烯吡咯烷酮，76％的二甲基乙酰胺，加入容器內(nèi)在80℃條件下，進(jìn)行烘干1小時(shí)，將烘干的原料及其他組分放入容器中，經(jīng)溶脹、攪拌、保溫后然后在恒溫下進(jìn)行脫泡，制得旋轉(zhuǎn)粘度在1000cp～6000cp(40℃)的紡絲液，將紡絲液送至本發(fā)明的成形裝置內(nèi)。向容器6內(nèi)通0.01MPa～0.1Mpa的壓力下，紡絲液經(jīng)水平設(shè)置在容器6外部的分配管7，以0.1～10ml/min流量從分配管7上的六個(gè)以上同心雙孔噴絲頭8的外孔噴出，同時(shí)填充液在0.01MPa～0.03MPa的壓力下，以0.05～5ml/min的流量從雙孔噴絲頭8的內(nèi)孔噴出，初生纖維經(jīng)過空氣段距離，在40℃左右的水溶液中凝固成形，以10～30m/min速度卷繞，形成中空纖維血液過濾膜。同時(shí)壓力傳感器9則對分配管7處的流體壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，并將流體壓力信號反饋至控制器，控制器將檢測到的壓力值與設(shè)定的壓力值比較后，控制器輸出信號，通過控制器11隨時(shí)控制調(diào)節(jié)閥3動作，控制容器6進(jìn)氣壓力，保持雙孔噴絲頭8穩(wěn)定的出液流量。用本發(fā)明方法所制得中空纖維過濾膜的膜面積為1.40m2，壁厚45～55um，纖維孔徑220um，超濾系數(shù)200～300ml/mmHg.h，尿素清除率180～200ml/min，肌肝清除率160～200ml/min，中分子VB12清除率150～180ml/min，菊粉清除率100～150ml/min，成形制得的中空纖維經(jīng)后續(xù)工序的處理后，制成成品，以聚碳酸脂作殼體，聚胺脂膠雙端離心封灌，制成血液過濾器。
實(shí)施例3 按重量百分比，將13％的聚砜，5％的聚乙烯吡咯烷酮，82％的二甲基乙酰胺，加入容器內(nèi)在80℃條件下，進(jìn)行烘干1小時(shí)，將烘干的原料及其他組分放入容器中，經(jīng)溶脹、攪拌、保溫后然后在恒溫下進(jìn)行脫泡，制得旋轉(zhuǎn)粘度在1000cp～2500cp(40℃)的紡絲液，將紡絲液送至本發(fā)明的成形裝置內(nèi)。向容器6內(nèi)通0.01MPa～0.06Mpa的在潔凈氣體，在潔凈氣體的壓力下，紡絲液經(jīng)水平設(shè)置在容器6外部的分配管7，以0.2～8ml/min流量從分配管7上的六個(gè)以上同心雙孔噴絲頭8的外孔噴出，同時(shí)填充液在0.01MPa～0.04MPa的壓力下，以0.01～4ml/min的流量從雙孔噴絲頭8的內(nèi)孔噴出，初生纖維經(jīng)過17cm的空氣段距離，在40℃左右的水溶液中凝固成形，以10～20m/min速度卷繞，形成中空纖維血液過濾膜。同時(shí)壓力傳感器9則對分配管7處的流體壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，并將流體壓力信號反饋至控制器11，控制器11將檢測到的壓力值與設(shè)定的壓力值比較后，控制器11輸出信號，通過控制器11隨時(shí)控制調(diào)節(jié)閥3動作，控制容器6的進(jìn)氣壓力，保持雙孔噴絲頭8穩(wěn)定的出液流量。用本發(fā)明方法所制得的中空纖維血液過濾膜，膜面積為0.8m2，壁厚60～80um，纖維孔徑250～280um，超濾系數(shù)200～300ml/mmHg.h，尿素清除率200ml/min，肌肝清除率200ml/min，中分子VB12清除率200ml/min，菊粉清除率200ml/min，白蛋白篩分系數(shù)80％～95％紡制的中空纖維經(jīng)后續(xù)工序的處理后，制成成品，以聚碳酸脂作殼體，聚胺脂膠雙端離心封灌，制成血漿分離器。
表1為計(jì)量泵紡絲膜面積為1.2m2血液透析器產(chǎn)品性能指標(biāo)，表2是采用本發(fā)明的方法成形制得膜面積為1.2m2血液透析器產(chǎn)品的性能指標(biāo)；表3是采用本發(fā)明的方法成形制得膜面積為1.4m2血液過濾器產(chǎn)品的性能指標(biāo)； 表4是采用本發(fā)明的方法成形制得膜面積為0.8m2血漿分離器產(chǎn)品的性能指標(biāo)。
表1
表2
表3
表4
從表1和表2中可以看出，本發(fā)明制得的纖維血液過濾膜與傳統(tǒng)計(jì)量泵制成的纖維血液過濾膜相比，產(chǎn)品壁厚均勻，尿素清除率和肌肝清除率提高，尤其在超濾系數(shù)明顯得到改善。從表3和表4的可以看出，根據(jù)本發(fā)明的方法可制得對血液中小分子量、中分子量和大分子量的物質(zhì)清除的血液過濾膜。
權(quán)利要求
1、一種中空纖維血液過濾膜的成形方法，其特征在于將旋轉(zhuǎn)粘度600cp～9000cp(40℃)含有聚醚砜或聚砜的紡絲液送至密閉的容器中；向容器內(nèi)通入0.01MPa～0.10MPa的潔凈氣體；在潔凈氣體的壓力下，紡絲液經(jīng)水平設(shè)置在容器外部的分配管，以0.1～10ml/min的流量從分配管上的六個(gè)以上同心雙孔噴絲頭的外孔噴出，同時(shí)填充液在0.01MPa～0.10MPa的壓力下，以0.05～5ml/min的流量從雙孔噴絲頭的內(nèi)孔噴出，初生纖維經(jīng)空氣凝固后再進(jìn)入水浴凝固成形、卷繞，形成中空纖維血液過濾膜；同時(shí)，壓力傳感器將分配管處的流體壓力信號反饋至控制器，控制器將檢測到的壓力值與設(shè)定壓力值比較后，控制器輸出信號控制容器進(jìn)氣壓力，保持雙孔噴絲頭穩(wěn)定的出液流量。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的中空纖維血液過濾膜的成形方法，其特征在于所述容器內(nèi)的壓力在0.02MPa～0.06Mpa，填充液的壓力在0.01MPa～0.03MPa。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的中空纖維血液過濾膜的成形方法，其特征在于所述紡絲料的旋轉(zhuǎn)粘度1000cp～6000cp(40℃)。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的中空纖維血液過濾膜的成形方法，其特征在于所述的潔凈氣體為潔凈的空氣或惰性氣體。
5、一種中空纖維血液過濾膜的成形裝置，包括密閉的容器(6)、進(jìn)液管(5)和填充管(4)以及同心的雙孔噴絲頭(8)，填充管(4)與雙孔噴絲頭(8)的內(nèi)孔相通，其特征在于所述容器(6)外部具有水平設(shè)置的分配管(7)，且容器(6)底部分配管(7)相通，分配管(7)上裝六個(gè)以上雙孔噴絲頭(8)，分配管(7)上裝有壓力傳感器(9)，容器(6)上部的進(jìn)氣管路(1)與潔凈壓縮氣源相通，且進(jìn)氣管路(1)上裝有調(diào)節(jié)液面壓力的調(diào)節(jié)閥(3)，壓力傳感器(9)的輸出端與控制器(11)的輸入端連接，控制器(11)的輸出端接調(diào)節(jié)閥(3)。
6、根據(jù)權(quán)利要求4所述的中空纖維血液過濾膜的成形裝置，其特征在于所述8～20個(gè)雙孔噴絲頭(8)安裝在分配管(7)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種中空纖維血液過濾膜的成形方法，將設(shè)定旋轉(zhuǎn)粘度的紡絲液送至密閉的容器中；容器內(nèi)通入0.01MPa～0.10MPa潔凈氣體，在該氣體壓力下紡絲液經(jīng)水平設(shè)置的分配管以0.1～10ml/min流量從雙孔噴絲頭的外孔噴出，填充液在0.01MPa～0.10MPa壓力下以0.05～5ml/min流量從內(nèi)孔噴出，初生纖維經(jīng)空氣凝固后再進(jìn)入水浴凝固成形、卷繞制得過濾膜；同時(shí)壓力傳感器將分配管處的流體壓力信號反饋至控制器，控制器控制容器進(jìn)氣壓力，保持雙孔噴絲頭穩(wěn)定的出液流量。本發(fā)明通過控制容器內(nèi)的壓力，保持雙孔噴絲頭出液流量，工藝簡單，產(chǎn)品膜壁厚均勻、光滑，連續(xù)性好，便于工業(yè)化大生產(chǎn)。
文檔編號B01D71/00GK101288831SQ200810123909
公開日2008年10月22日 申請日期2008年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月12日
發(fā)明者張亞琴 申請人:張亞琴