DE2704099A1

DE2704099A1 - Filter fuer blut u.dgl. und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2704099A1
Application number: DE19772704099
Authority: DE
Inventors: Richard Paul Meyst; Ronald Mark Porten
Original assignee: Baxter Travenol Laboratories Inc
Current assignee: Baxter International Inc
Priority date: 1976-03-25
Filing date: 1977-02-01
Publication date: 1977-09-29
Also published as: GB1575753A; JPS52116969A; BE851244A; IL51209A; FR2345196A1; ES456859A1; SE8203932D0; SE8203932L; AU2275577A; BR7701407A; IL51209A0; IE45127B1; US4157967A; NO791914L; ZA77172B; SE7703364L; GB1575752A; IE45127L; CH614634A5; NO770977L

Description

Henkel, Kern, Feiler & Hänzel Patentanwälte

L ■■ U i* U Vi -3

Möhlstraße 37

D 8000 München 80

Tel.: 089/982085-87 Telex: 0529802 hnkld Telegramme: ellipsoid

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Baxter Travenol Laboratories, Inc.
Deerfield, 111., V.St.A.

Filter für Blut und dgl, und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft ein Filter für Blut und dgl., mit einem einen Einlaß für zu filtrierende Strömungsmittel und einen Auslaß für filtriertes Strömungsmittel aufweisenden Gehäuse und einem im Gehäuse angeordneten Stapel von Filterkissen aus thermo- plastischen Fasern, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Filters.

In neuerer Zeit ist erkannt worden, daß es viele Fälle gibt_f in denen gelagertes Spenderblut sowie andere Arten von Blut und Blutkomponenten vor der Verabreichung an einen Patienten zur Beseitigung von Mikroemboli aus zusammengeballten Blutelementen und dgl. filtriert werden sollten. Insbesondere hat es sich erwiesen, daß länger gelagertes Blut, dessen Lagerzeit sich dem Verfallsdatum nähert, durch Filtrieren erheblich verbessert werden kann_r so daß die Absetzung von Mikroemboli in den Lungen, im Gehirn und an anderen Stellen verhindert wird und damit verschiedene Verletzungsgrade und -arten am Patienten vermieden werden können,

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Für die Behandlung von gelagertem Gesamtblut oder für die Aufbereitung von Frischblut in Herz^Lungenmaschinen sowie von Blut, das durch eine Herzschnitt-Absaugvorrichtung (cardiotomy sucker) geströmt ist, ist derzeit eine beträchtliche Zahl verschiedener Blutfilter im Handel erhältlich.

Bei einem Blutfilter ist es selbstverständlich vorteilhaft, wenn das Filter möglichst viele der Teilchen abzutrennen vermag, die größer sind als rote Blutzellen oder -«-körperchen mit ihrer durchschnittlichen Größe von 7 ,um, während gleichzeitig eine große Durchsatzmenge des Bluts durch das Filter und eine hohe Leistungsfähigkeit für die Behandlung mehrerer Bluteinheiten gewährleistet werden sollen. Das Filter soll also nicht übermäßig häufig ausgewechselt werden müssen, wenn einem Patienten eine große Blutmenge verabreicht wird.

Außerdem sollte sich ein solches Filter für die Herstellung nach automatisierten industriellen Fertigungstechniken eignen, damit es nicht übermäßig teuer wird. Zudem muß es zuverlässig lecksicher sein. Darüber hinaus muß es frei sein von Nebenschlußdurchgängen, über welche das Blut um das Filterelement herumströmen könnte, ohne gefiltert zu werden.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines Filters, insbesondere Blutfilters, mit guten Strömungscharakteristiken sowie mit hervorragend großer Durchströmbarkeit bzw. Durchsatzmenge. Dieses Filter soll dabei gleichzeitig einen überraschend hohen Abtrenngrad für Teilchen aus dem Blut gewährleisten_f Außerdem soll es sich für eine zuverlässige, automatisierte Abdichtung gegen Nebenschluß- oder Umgehungsströmung des Bluts und für die sterile Abdichtung des Inhalts gegenüber der Außenumgebung auf der Basis niedriger Fertigungskosten eignen.

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Diese Aufgabe wird bei einem Filter der eingangs umrissenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Filterkissen des Filterstapels bzw. -elements unter Bildung einer einstückigen Filtereinheit an ihren Umfangsrändern durch eine thermische Schweißung miteinander verbunden sind.

Beim Zusammensetzen des Filters werden Bahnen oder Schichten des Filtermaterials in Form einer Vielzahl von Lagen stapelartig aufeinandergelegt. Sodann wird mittels einer Wärmeschweißeinrichtung, etwa einer Ultraschallschweißvorrichtung, eine kreisförmige oder andersartige, geschlossene, d,h, durchgehende Umfangsschweißnaht am Lagenstapel angebracht. Bei diesem Schweißvorgang wird das Material der Kunststoffkissen angeschmolzen, so daß die Lagen im Bereich der Schweiß· naht miteinander vereinigt werden. Nach dem Erstarren bildet der Schweißnahtbereich einen im wesentlichen steifen, nicht porösen ümfangsflansch am Filterstapel, der als Dichtring wirken und unter Bildung einer Umfangsdichtung am Filter mit einem äußeren Gehäuse zusammenwirken kann,

Gleichzeitig mit dem Schweißvorgang oder daran anschließend wird die einstückige Filtereinheit um ihren Umfangsrand herum vom restlichen Filtermaterial abgetrennt- Die Einheit wird sodann gewaschen und für den Einbau in ein Gehäuse vorbehandelt.

Gemäß einem speziellen Merkmal der Erfindung befindet sich der Einlaß des Gehäuses an einem ersten Filterkissen eines eine einheitliche oder einstückige Filtereinheit bildenden Kissenstapels, Der Auslaß des Filters ist nahe des letzten Kissens des gleichen Stapels, im allgemeinen an der vom Einlaß und vom ersten Kissen abgewandten Seite angeordnet.

Der Durchmesser der Fasern des letzten Filterkissens ist kleiner gewählt als der Durchmesser der Fasern des ersten Kissens, Die zwischen erstem und letztem Kissen des Stapels

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gelegenen Zwischenkissen weisen vorzugsweise Faserdurchmesser auf, die im allgemeinen mindestens so groß sind wie die Durchmesser der Fasern des in Richtung auf das letzte Kissen unmittelbar anschließenden Kissens, wobei die Faserdurchitiesser im allgemeinen von Filterkissen zu Filterkissen in Richtung auf das letzte Kissen insgesamt abnehmen. Beim Durchgang von Mikroemboli durch das erfindungsgemäße Filter treffen somit die großen Mikroemboli zunächst auf die Fasern größeren Durchmessers, so daß sie sich unter Haftung daran um diese Fasern herumschlingen können, wie dies im Artikel von Swank in "New England Journal of Medicine", Band 265, Seiten 728 733 (1961), beschrieben ist_r

Der Durchmesser der Fäden oder Fasern kann zweckmäßig mit optimaler Größe für das Abfangen der größten zu erwartenden Mikroemboli bemessen werden, Wenn das Blut sodann den Stapel der Filterkissen durchströmt, trifft es auf Fasern zunehmend kleineren Durchmessers, die für das Hängenbleiben kleinerer Mikroemboli bemessen sind.

Die kleinsten Mikroemboli treffen auf die typischerweise den kleinsten Durchmesser besitzenden Fasern des letzten Filterkissens, an denen sie auf offensichtlich ähnliche Weise, wie im oben genannten Artikel beschrieben, hängenbleiben, obgleich die Erfindung keineswegs auf eine spezielle theoretische Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Filters beschränkt sein soll.

Es kann angenommen werden, daß das erfindungsgemäße Filter eine wirkungsvollere Adhäsion von Mikroemboli gewährleistet als die typischen, bisher verwendeten Filter, bei denen Fasern oder Fäden konstanten Durchmessers zur Anwendung gelangen, Es kann vorausgesetzt werden, daß ein bestimmter Faserdurchmesser zu klein sein kann, um große Mikroemboli effektiv zurückzuhalten, während ein größerer Faserdurch messer zu groß sein kann, um das wirksame Hängenbleiben

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kleiner Mikroemboli zu gewährleisten. Infolgedessen kann angenommen werden, daß die beim erfindungsgemäßen Filter angewandte Abstufung der Faserdurchmesser eine gründlichere Abscheidung von Mikroemboli aller Größen gewährleistet,

Vorzugsweise sollte auch die durchschnittliche Größe der Zwischenräume zwischen den Fasern des letzten Kissens kleiner sein als die entsprechende Zwischenraumgröße beim ersten Kissen. Dieses Merkmal ermöglicht die selektive Ausfiltrierung größerer filtrierbarer Elemente aus dem Blut im Bereich des ersten Kissens sowie der kleinsten filtrierbaren Elemente im Bereich des letzten Kissens. Im allgemeinen verringert sich die Durchschnittsgröße der Zwischenräume zwischen den Fasern von Kissen zu Kissen in Richtung auf das letzte Kissen,

Die erwähnte durchschnittliche Zwischenraumgröße ist eine Funktion des Prozentsatzes des von den Fasern eingenommenen Gesamt-Kissenvolumens, d,h. die durchschnittliche Zwischenraumgröße nimmt mit einer Vergrößerung dieses Prozentsatzes ab.

Es hat sich gezeigt, daß nicht-gewebte bzw, sog, Gespinstoder Vliesfilterkissen und insbesondere Filterkissen aus Polyesterfasern in einem solchen Stapel ausgezeichnete Ergebnisse liefern. Polyesterfasern besitzen den Vorteil, daß sie sich leicht durch Ultraschall schweissen lassen. Vorgesehen ist jedoch auch die Verwendung anderer Fasermaterialien, wie Nylon, von Acry!materialien bzw, -harzen, etwa Poly(methylmethacrylat), Zelluloseesterstoffen, etwa Zelluloseacetat, und Polypropylen, Nicht-thermoplastische Fasern, wie Rayon und Glas, können ebenfalls für die Herstellung von Vorrichtungen gemäß dem zweiten Merkmal der Erfindung oder auch nach dem ersten Erfindungsmerkmal verwendet werden, wenn der unporöse Umfangsflansch durch Angießen eines fest haftenden Gummi- oder Kunststoffrings um den Umfang der Filterkissen herum hergestellt wird,

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ORIGINS

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefüqten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Aus-

führungsform eines erfindungsgemäßen Filters, das speziell für die Behandlung von gelagertem Spenderblut ausgelegt ist.

Fig. 2 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen Schnitt durch das Filter gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Stapels aus Filterkissen, wie sie bei der Vorrichtung gemäß Fig, 1 und 2 verwendet werden und die vor dem Einbau in das Filtergehäuse gemäß Fig_T 2 um ihren Umfang herum zu einer einstückigen Filter(element)einheit vereinigt worden sind, und

Fig. 4 einen in stark vergrößertem Maßstab gehaltenen

Teilschnitt durch einen Abschnitt der Konstruktion gemäß Fig, 2, und zwar vor dem Schweißvorgang zum Abdichten des Gehäuses, das im endgültigen Zustand die Form gemäß Fig, 2 besitzt.

Das in den Figuren dargestellte Filter weist ein Gehäuse 12 aus zwei zusammengepaßten Schalen 14, 16 auf. Das Filter kann mit einer Blutinfusionsvorrichtung o, dgl, verbunden sein, um von einem Blutbeutel her mit Blut beschickt zu werden. Die Schale 14 weist einen Einlaß 18 für die zu filtrierenden Strömungsmittel auf, während die Schale 16 einen Auslaß 20 für filtriertes Strömungsmittel aufweist, Die Schalen 14, 16 sind zudem mit zusammengepaßten bzw, komplementären Flanschen 22 bzw, 24 versehen, die bei 26 durch Ultraschallschweißung o. dgl, miteinander verbunden sein können. Jede Schale 14, 16 weist eine Reihe von radialen

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Rippen 27 bzw. 28 auf, die Strömungskanäle zur Verteilung des Strömungsmittels zwischen dem Filtermaterial und dem Einlaß 18 sowie dem Auslaß 20 bilden.

Eine einheitliche oder einstückige Filtereinheit 30 besteht aus einem Stapel von Filterlagen oder -kissen aus thermoplastischen Fasern, wobei diese Filterkissen im Gehäuse 12 angeordnet und durch einen Umfangsflansch 32 miteinander verbunden sind, der durch termisches Verschweißen gebildet sein kann. Hierdurch werden die Umfangsränder aller Kissen des Stapels 30 zu einer einstückigen, verschmolzenen, einen Flansch 32 bildenden Masse geformt. Dieser Vorgang ist in Fig. 3 veranschaulicht, gemäß welcher rohrförmige Schweißstempel 34, 36 die Kissen im Bereich des Umfangsflansches 32 zusammenpressen und z,B, durch Ultraschallschweißung, Hochfrequenzschweißung oder auf beliebige andere Weise miteinander verschweißen, so daß der Stapel der Kissen 3O eine einheitliche Masse bildet, die von einem verschmolzenen Flansch 32 umgeben ist,

Anschließend wird der Stapel 30 zwischen die Schalen 14,16 eingesetzt, die dann auf die in Fig. 2 gezeigte Weise um die Flansche 22, 24 herum miteinander verschweißt werden, An den Flanschen 22, 24 der Schalen 14 bzw. 16 angegossene Klemmringe pressen gegen den Flansch 32 des Stapels 30 an und stellen eine mechanische Dichtung zwischen dem Stapel 30 und den Schalen 14 _f16 her. Hierdurch wird die Bildung von um den Stapel 30 herumführenden Nebenschluß- oder ümgehungskanälen ausgeschlossen, Wahlweise kann zusätzlich zur mechanischen Dichtung auch eine Schweißdichtung im selben Bereich vorgesehen werden.

Bei der dargestellten speziellen Ausführungsform besteht der Filterstapel 30 aus fünf verschiedenen Filterkissen,

Ein Fiterkissen 40 bildet das erste Kissen des Stapels, Dieses

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besteht typischerweise aus einem Polyesterf<jser-Vl ies oder-Gespinst mit dem qrößten Faserdurchmesser im Filter. Diese Fasern können insbesondere 15 den (O,OO392 cm Durchmesser) besitzen, obgleich der Faserdurchmesser in Abhängigkeit von den qewünschten Fi1 triererqebnissen beträchtlich variieren kann. Das Kissen kann typischerweise eine Dicke von 25,4 - 38,1 mm und vorzugsweise etwa 31,75 mm besitzen, und zwar vor dem Verschweißen zur Ausbildunq des Stapels 3O, das zu einer Verdichtunq und Verringerung der Dicke führt.

Vor dem Zusammensetzen wird die Gespinstlaqe, aus der das Faserkissen 4O herqestellt ist, vorziujsweiso auf beiden Seiten mit einem Bindemittel beschichtet, beispielsweise mit einer wässriqen Emulsion eines selbstvernetzenden Acrylmaterials bzw. -harzes (insbesondere Röhm & Haas Rhoplex HA 12).

Etwa 70,9 q Bindemittelfeststoffe können auf ie 0,84 m des Fasermaterials des Kissens 4O aufqebracht werden. Die Oberseite 42 des Faserkissens 4O wird mit einer 25 % Feststoff enthaltenden Emulsion besprüht, während seine Unterseite 44 mit einer 5 % Feststoff enthaltenden Emulsion besprüht werden kann, so daß auf die Oberseite 42 etwa fünfmal soviel Bindemittel aufgebracht wird wie auf die Unterseite 44,

Wenn das Faserkissen 40 beim Verschweißen auf die in Fiq_f 3 qezeiqte Weise zusammengepreßt und beim Einsetzen in das Gehäuse 12 weiter zusammenqedrücktwird, tritt daher der yrößte Teil der Verdichtunq im unteren Bereich des Kissens 4O in der Nähe der Unterseite 44 auf, während das Fasermaterial im Bereich der Oberfläche 42 in einem weniger stark verdichteten Zustand bleibt_T Hierdurch wird ein natürlicher Filtriergradient qewährleistet, aufgrund dessen die qrößten Teilchen beim Durchgang des Strömunqs-

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mittels durch das Filterkissen 4O selektiv zuerst ausgefiltert werden.

Das Gesamtgewicht des Materials des Kissens 40 pro 0,84 m

(square yard) nach dem Auftragen des Bindemittels beträgt typischerweise etwa 255,1 - 311,8 g, wobei die Fasern etwa
4 -6 des Kissenvolumens einnehmen.

Das zweite Filterkissen 46 kann ein Polyesterfasergespinst mit Fasern von etwa 6 den, d.h. mit einem Faserdurchmesser von 0,00264 cm sein. Selbstverständlich können erfindungsgemäß auch andere Größenbereicho und Materialien für das Filterkissen 46 angewandt werden.

Vor dem Verschweißen zum Stapel 30 gemäß Fig, 3 kann die
Dicke des Filterkissens 46 im nicht zusammengedrückten Zustand typischerweise bei etwa 19.O5 - 25,4 mm und insbesondere bei etwa 22,23 mm liegen. Das Material kann auf dieselbe Weise wie das
Filterkissen 40 mit dem gleichen Bindemittel behandelt werden, so daß das Bindemittel etwa ein Viertel des Gesamtgewichts des erhaltenen Gebildes ausmacht. Nach dem Auftrag des Bindemittels kann das Gesamtgewicht des Materials des Kissens 46 pro 0,84 m im Bereich von etwa 99,2 - 127,6 g und speziell bei etwa
113,4 g liegen. Das von den Fasern eingenommene Kissenvolumen kann dabei etwa 11 % betragen.

Die bc?iden nächsten Lagen oder Filterkissen 48a, 48b können
aus dem gleichen Polyesterfasermaterial bestehen. Vor dem Verpressen der Lagen 48a, 48b im Stapel 3O können sie jeweils eine Dicke von etwa O,76 - 1,78 mm und insbesondere von 1,27 mm besitzen. Dieses Material wird bei der Behandlung und beim Einsetzen in das Gehäuse 12 wesentlich weniger stark verdichtet
als die vorhergehenden Lagen. Die Fasern dieses Lagenmaterials

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können ebenfalls eine Dicke von 6 den besitzen, doch kann es sich dabei um ein dichteres Material als dasjenige des Kissens 46 handeln, d.h. es kann ein Gewicht von etwa 184,3 - 238,1 g, z.B. 226,8 g, pro 0,84 m^ besitzen, wobei die Fasern etwa 11 % des Kissenvolumens einnehmen. Die Lagen 48a und 48b werden typischerweise nicht mit einem Bindemittel behandelt. Die speziellen Filterkissen 48a, 48b können als Träger ein polyester-spinngebundenes leichtes, grobes Baumwoll- oder Leinenmaterial bzw. -tuch (polyester spunbonded scrim material) enthalten.

Das Filterkissen 50 kann typischerweise ein Gemisch aus Fasern enthalten, von denen 50 Gew.-% eine Dicke von 3- 6 den, d.h. Faserdurchmesser von 0,00171 - O,OO264 cm, und 50 Gew.-% eine Dicke von 1,5 den, entsprechend einem Durchmesser von 0,00122 cm, besitzen. Das Material besteht typischerweise aus Polyesterfasern, und es besitzt im nicht verdichteten Zustand eine Dicke von etwa 0,76 - 1,27 mm, insbesondere von 1,02 mm. Das Material kann

2 eine Dichte von etwa 170,1 g pro 0,84 m besitzen, und die Fasern können etwa 15 % des Kissenvolumens einnehmen. Das Material wird von einem leichten, groben, nonwoven Rayon-Baumwoll- oder Leinenmaterial (rayon scrim material) getragen, und bei der speziellen Ausführungsform ist es nicht mit einem Bindemittel behandelt.

Das letzte Filterkissen 52 kann schließlich aus einem Fasergemisch aus 50 Gew.-% Fasern einer Dicke von etwa 3 den oder 4 den und 50 Gew.-% Fasern mit einem Denier-Grad von 1,5 bestehen. Das im unverdichteten Zustand eine Dicke von etwa 1,27 - 1,52 nun besitzende Kissen 52 wird von einem polyester-gewebten, leichten, groben Maschen-Baumwoll- oder Leinenmaterial (polyester woven

ο mesh material) getragen. Die Dichte kann etwa 340,2 g pro 0,84 m betragen, und die Fasern können etwa 30 % des Kissenvolumens einnehmen. Typischerweise wird kein Bindemittel angewandt.

Selbstverständlich können beim erfindungsgemäßen Filter auch andere Filterkissen mit unterschiedlichen Eigenschaften angewandt werden. Die vorstehenden Einzelheiten sollen rein beispielhaft verstanden werden.

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Δ i Ü A U ^ i

Die Gesamtdicke des Filterstapels 30 in seinem in das Gehäuse 12 eingebauten Zustand kann bei der dargestellten Ausführungsform etwa 19,05 - 25,4 mm und speziell etwa 22,23 mm betragen.

Nachdem die Filterkissen mit Hilfe der Ultraschallschweißelemente 34, 36 zu einem Stapel 3O verschweißt worden sind und der Stapel 30 entweder gleichzeitig mit dem Schweißvorgang oder zu einem späteren Zeitpunkt aus den Rollen des Filterlagenmaterials ausgeschnitten worden ist, wird der Stapel 30 gründlich gewaschen. Die Waschlösung kann dabei je 0,25 Gew.-% eines handelsüblichen Reinigungsmittels (Dupanol RA der DuPont Chemical Company) und Natriumkarbonat in destilliertem Wasser enthalten. Hierauf folgen ein dreimaliges Spülen des Stapels 3O in destilliertem Wasser sowie eine Trocknung des Stapels 30 in einem Taumeltrockner bei einer Temperatur unterhalb des Erweichungspunkts oder der Zersetzungstemperatur der Kunststoffasern im Stapel 30. '

Nach dem Trocknen des Filterstapels bzw, -elements 30 wird seine Unterseite 37 vor dem Einsetzen des Elements in das Gehäuse 12 thermisch gesintert. Hierbei werden einzelne freie Fasern und andere Teilchen zum Anhaften am Filterelement gebracht, wodurch die Menge der im Betrieb aus dem Filterelement herausfallenden Teilchenstoffe verringert wird. Das Sintern kann allgemein dadurch erfolgen, daß die Unterseite des Kissenstapels bzw, Filterelements 30 einige Sekunden lang, z.B. 5 s lang, mit Heißluft einer Temperatur von mindestens etwa 193 C und vorzugsweise von etwa 204 C angeblasen wird.

Sodann wird das Filterelement 30 in das Gehäuse 12 eingesetzt, wobei die Schalen 14, 16 zunächst auf die in Fig. 4 gezeigte Heise zusammengesetzt werden. Die Schalen 14, 16 können dann mittels Ultraschallenergie zusammengeschweißt werden, z.B. mit Hilfe einer handelsüblichen Ultraschallschweißvorrichtung (Series 4OO sonic sealer der Fa. Branson Sonic Power Company, Danbury, Conn./USA). Dabei wird mittels eines Ultraschallschweißstrahlers

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54 die Schale 14 gegen den Flansch 32 und die untere Schale 16 angepreßt. Die Ultraschallenergie führt dabei zum Anschmelzen eines ringförmigen Kunststoff-Rands oder -Stegs 56, so daß die Flansche 22-und 24 gemäß Fig. 2 in einem Bereich 26 anschmelzen und miteinander verschweißt werden.

Zum Verschweißen der Schalen 14, 16 des Gehäuses 12 kann die genannte Ultraschallschweißvorrichtung mit "Silber"-Verstärker bzw. Scharfeinsteller ("silver" booster) bei einer Leistungseinstellung auf 85 %, einer Schweißzeit von etwa 1,5 s, einem

2
Druck von 2,11 bar (kg/cm

von 1 s eingesetzt werden.

2
Druck von 2,11 bar (kg/cm ) und einer Halte- oder Andruckzeit

Zum Verschweißen der verschiedenen Filterkissen zur Ausbildung des Flansches 32 und des einheitlichen Stapels oder Filterelements 30 kann wiederum das gleiche Gerät mit dem "Grün"-Verstärker bzw. Scharfeinsteller ("green" booster) bei einer Leistungseinstellung von 85 %, einer Schweißzeit von etwa 5 s, einem Druck von etwa 3,52 bar (kg/cm )
etwa 6 s verwendet werden.

von etwa 3,52 bar (kg/cm ) und einer Halte- oder Andruckzeit von

Der Strahler der Ultraschallschweißvorrichtung kann so ausgebildet sein, daß er beim Schweißvorgang zur Bildung des Flansches gleichzeitig den Stapel 30 aus den Rollen des Filtermaterials ausstanzt.

Außerdem enthält dieser Strahler vorzugsweise einen elastischen Einsatz zum Zusammendrücken der Fasern speziell der Filterkissen 40 und 46 während des Schweißvorganges. Hierdurch kann die Gesamtdicke des Stapels oder Filterelements 30 verringert werden, woraus sich ein flacheres Filter mit kleinerem Blutvolumen ergibt.

Das beschriebene Filter vermag im allgemeinen fünf oder zehn

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Bluteinheiten zu behandeln, bevor ein Auswechseln nötig wird.

Es hat sich gezeigt, daß mit diesem Filter etwa 64 % der Teilchen einer Größe von 12 ,um, 94 - 95 % der Teilchen einer Größe von 16 ,um, 98 - 99 % oder mehr der Teilchen einer Größe von 20 - 32 ,um und alle noch größeren Teilchen ausgefiltert werden können.

Das Gehäuse 12 kann einen Durchmesser von etwa 9 cm besitzen. Das erfindungsgemäße Filter bietet, obgleich es klein ist, ein hohes Durchströmvermögen bzw. eine hohe Durchsatzleistung und ausgezeichnete Werte der Teilchenausfilterung, während es sich ohne weiteres kostensparend nach automatisierten Techniken fertigen läßt.

Selbstverständlich soll die vorstehende Offenbarung die Erfindung lediglich erläutern und keinesfalls einschränken, da dem Fachmann innerhalb des Rahmens der Erfidung ersichtlicherweise verschiedene Änderungen und Abwandlungen möglich sind.

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Claims

Patentansprüche

i- Filter für Blut und dgl., mit einem einen Einlaß für zu filtrierende Strömungsmittel und einen Auslaß für filtriertes Strömungsmittel aufweisenden Gehäuse und einem im Gehäuse angeordneten Stapel von Filterkissen aus thermoplastischen Fasern, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterkissen (40, 46, 48a, 48b, 5O, 52) des Filterstapels bzw, - elements (30) unter Bildung einer einstückigen Filtereinheit an ihren Umfangsrändern durch eine thermische Schweißung miteinander verbunden sind,
2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinheit an ihrem Umfang mittels einer zweiten Schweißung mit dem Gehäuse verbunden ist,
3. Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Einlaß in der Nähe eines ersten Filterkissens des Stapels und der Auslaß in der Hähe eines letzten Filterkissens des Stapels befindet und daß der durchschnittliche Durchmesser der Fasern des letzten Filterkissens kleiner ist als der Durchmesser der Fasern des ersten Filterkissens,
4. Filter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der durchschnittliche Durchmesser der Fasern jedes Filterkissens des Stapels mindestens so groß ist wie der Faserdurchmesser des in Richtung auf das letzte Filterkissen unmittelbar angrenzenden Filterkissens und daß der durchschnittliche Faserdurchmesser in Richtung auf das letzte Filterkissen im wesentlichen von Filterkissen zu Filterkissen abnimmt,

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5. Filter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der von den Fasern eingenommene Bruchteil des Filterkissenvolumens beim letzten Filterkissen größer ist als beim ersten Filterkissen,
6- Filter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der von den Fasern eingenommene Bruchteil des Filterkissenvolumens im wesentlichen in Richtung auf das letzte Filterkissen von Filterkissen zu Filterkissen zunimmt.
7. Filter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Teil der Fasern des Filterkissenstapels aus nonwoven- bzw. Vlies- oder Gespinstfasern besteht.
8. Filter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das

erste Filterkissen Fasern mit einer Denier-Zahl von 14 - 16

2 enthält und ein Gewicht von etwa 255,1 - 311,8 g pro O,84 m besitzt, daß das letzte Filterkissen Fasern mit einer Denier-Zahl von im wesentlichen 1,5-4 enthält und ein Gewicht von etwa 283,5 - 396,9 g pro 0,84 m besitzt und daß die zwischen erstem und letztem Filterkissen angeordneten Filterkissen Fasern mit Denier-Zahlen enthalten, die zwischen denen des ersten und des letzten Filterkissens liegen.
9. Filter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern

der Filterkissen im wesentlichen aus Polyesterfasern bestehen.
10. Filter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stapel im wesentlichen fünf verschiedene Filterkissen aufweist.
11. Filter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf beide Seiten des ersten Filterkissens ein Bindemittel aufgetragen ist und daß die auf der einlaßseitigen Fläche des ersten Filterkissens befindliche Bindmittelmenge größer ist als die Bindemittelmenge auf der gegenüberliegenden Seite.

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12, Verfahren zur Herstellung eines Filters nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stapel von Filterkissen bzw. -lagen aus thermoplastischen Fasern zusammengesetzt wird, daß die Umfangsränder der Filterkissen im Stapel zur Bildung einer einstückigen Filtereinheit mit einem einheitlichen Umfang thermisch verschweißt werden und daß die Filtereinheit in ein Filtergehäuse eingesetzt wird.
13, Verfahren nach Anspruch 12, v/obei die Filtereinheit einander gegenüberliegende, stromauf- und stromabseitige Außenflächen aufweist, die von dem Strömungsmittelstrom durch das Filter beaufschlagt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromabseitige Fläche auf eine solche Temperatur erwärmt wird, daß die Haftung etwaiger loser Kunststoffteilchen und -fasern am Filterkissen erhöht wird.
14, Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschweißen durch Ultraschallschweißen erfolgt,
15, Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das die stromaufseitige Außenfläche aufweisende Filterkissen auf seinen beiden Seiten mit einem Bindemittel versehen wird, wobei die an der die stromaufseitige Außenfläche bildenden Seite des Filterkissens vorhandene Bindemittelmenge größer ist als die entsprechende Menge an der anderen Seite des Filterkissens, so daß die Seite der stromaufseitigen Außenfläche des Filterkissens weniger stark zusammendrückbar bzw. verdichtbar ist als seine andere Seite,
16, Verfahren zur Herstellung eines faserhaltigen oder aus Fasern bestehenden Filterkissens zum Einsetzen in ein Filtergehäuse, v/obei auf beide Seiten des Filterkissens ein Bindemittel aufgebracht wird, um die Fasern aneinander haften zu lassen, und das Filterkissen in einem Filtergehäuse zusam-

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mengepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf die eine Seite des Filterkissens mehr Bindemittel aufgetragen wird als auf die andere Seite, um ersterer eine vergleichsweise größere Steifigkeit zu verleihen, und daß das Filterkissen so in das Gehäuse eingesetzt wird, daß die erstgenannte Seite dem Filtereinlaß des Gehäuses zugewandt ist, so daß das Filterkissen in seinem im Gehäuse zusanunengepreßten Zustand über seine Breite und/oder Dicke hinweg ein Dichtengefälle zeigt, wobei die zweitgenannte Seite des Filterkissens stärker zusammengepreßt ist als die erstgenannte Seite.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß auf die erstgenannte Seite des Filterkissens etwa fünfmal soviel Bindemittel aufgebracht wird wie auf seine andere Seite.
18. Filterkissen bzw. -element zum Filtern von Blut o. dgl., mit einem Gehäuse, das einen Einlaß für zu filtrierende Strömungsmittel, einen Auslaß für filtriertes Strömungsmittel und einen im Gehäuse angeordneten Stapel von Filterkissen aufweist, wobei sich der Einlaß in der Nähe eines ersten und der Auslaß in der Nähe eines letzten Filterkissens des Stapels befindet, dadurch gekennzeichnet, daß der durchschnittliche Durchmesser der Fasern des letzten Filterkissens des Stapels kleiner ist als derjenige der Fasern des ersten Filterkissens.
19. Filter nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der durchschnittliche Durchmesser der Fasern jedes Filterkissens des Stapels mindestens so groß ist wie der Faserdurchmesser des in Richtung auf das letzte Filterkissen unmittelbar angrenzenden Filterkissens und daß der Faserdurchmesser in Richtung auf das letzte Filterkissen im wesentlichen von Filterkissen zu Filterkissen abnimmt.

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20. Filter nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der von den Fasern eingenommene Bruchteil des Filterkissenvolumens beim letzten Filterkissen größer ist als beim ersten Filterkissen.
21. Filter nach Anspruch 2O, dadurch gekennzeichnet, daß der von den Fasern eingenommene Bruchteil des Filterkissenvolumens im wesentlichen in Richtung auf das letzte Filterkissen von Filterkissen zu Filterkissen zunimmt,
22. Filter nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Teil der Fasern des Filterkissenstapels aus nonwoven- bzw. Vlies- oder Gespinstfasern besteht.
23. Filter nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das erste

Filterkissen des Stapels auf beiden Seiten mit einem Bindemittel beschichtet ist, wobei die dem Einlaß zugewandte Seite des ersten Filterkissens mit einer größeren Bindemittelmenge versehen ist als die vom Einlaß abgewandte Seite, und daß der Filterkissen^-Stapel im Gehäuse zusammengepreßt ist, so daß das erste Filterkissen ein Pichtengefälle bietet,
24. Filter nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das

erste Filterkissen Fasern mit einer Denier-Zahl von 14 - 16

2 enthält und ein Gewicht von etwa 255,1 - 311,8 pro O_f84 m besitzt, daß das letzte Filterkissen Fasern mit einer Penier-Zahl von im wesentlichen 1,5 ^ 4 enthält und ein Gewicht von etwa 283,5 - 396,9 g pro O,84 m besitzt und daß die zwischen erstem und letztem Filterkissen angeordneten Filterkissen Fasern mit Denier-Zahlen enthalten, die zwischen denen des ersten und des letzten Filterkissens liegen,
25. Filter nach Anspruch 24_f dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern der Filterkissen im wesentlichen aus Polyesterfasern bestehen.

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26. Filter nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Stapel im wesentlichen fünf verschiedene Filterkissen aufweist.
27. Filter für Blut und dgl., bestehend aus einem Gehäuse mit einem Einlaß für zu filtrierende Strömungsmittel, einem Auslaß für filtriertes Strömungsmittel und einem im Gehäuse angeordneten Stapel aus faserhaltigen Filterkissen bzw. -lagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterkissen des Stapels an ihren Umfangsrändern durch eine feste oder massive Schweißnaht miteinander verbunden sind, se daß an ihrem Umfang ein unporöses, dichtringartiges, die Filterkissen in Form einer einstückigen Filtereinheit zusammenhaltendes Gebilde vorhanden ist, und daß die Filtereinheit durch eine zweite Schweißnaht zwischen dem Gehäuse und dem dichtringartigen Gebilde an ihrem Umfang mit dem Gehäuse verbunden ist.
28. Filter nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Einlaß in der Nähe eines ersten und der Auslaß in der Nähe des letzten Filterkj._SSens des Stapels befindet und daß der durchschnittliche Durchmesser der Fasern des letzten Filterkissens kleiner ist als derjenige der Fasern des ersten Filterkissens.
29. Filter nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Einlaß in der Nähe eines ersten Filterkissens des Stapels befindet, daß beide Seiten dieses ersten Filterkissens mit einem Bindemittel beschichtet sind, daß die Bindemittelmenge an der dem Einlaß zugewandten Seite des ersten Filterkissens größer ist als die Bindemittelmenqe auf der vom Einlaß abgewandten Seite und daß der Filterkissen-Stapel im Gehäuse zusammengedrückt bzw. -gepreßt ist, so daß durch das erste Filterkissen hindurch ein Dichtengradient bzw, -gefälle besteht.

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