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Schematische Darstellung einer Hohlfaser. 1-Mantel, 2-Kern (hohl)

Unter einer Hohlfaser versteht man eine zylinderförmige Faser, die im Querschnitt einen oder mehrere durchgängige Hohlräume aufweist.

Inhaltsverzeichnis

TextilienBearbeiten

In der Textilindustrie werden Hohlfasern als Dämmmaterial oder wegen ihrer Kapillarkräfte als saugfähiges Füllmaterial hergestellt. Die Baumwollfaser ist eine Hohlfaser natürlichen Ursprungs. Synthetische textile Hohlfasern auf Polyamid-Basis sind z. B. Anso-tex, auf Polyester-Basis z. B. Hollofil, Quallofil (7-Kanal), Coolmax (4-Kanal oder 6-Kanal) oder Thermicfibre (4-Kanal oder 6-Kanal) sowie auf Polypropylen-Basis z. B. D.Fens. Die synthetischen Hohlfasern werden meistens als Füllmaterial in Polstermöbeln und Bettwäsche eingesetzt.

LeichtbauBearbeiten

Eine Sonderform der in Verbundstoffen eingesetzten Glasfaser, die Hohlglasfaser, besitzt einen Hohlquerschnitt und ermöglicht dadurch ein bis zu 40 % niedrigeres Gesamtgewicht der gehärteten Schichtstoffe.

OptikBearbeiten

 
Hohlkern Glasfaser (HC-PBF: Hollow core photonic bandgap fiber)

In der Optik werden neben herkömmlichen Lichtleitern mit Vollquerschnitt auch Hohlfasern zur Leitung von Licht verwendet. Solche Hohlfasern bestehen entweder aus einem Polymer (siehe auch Polymere optische Faser) oder aus Glas (siehe auch Glasfaser). Die Lichtleitung kann nicht wie bei herkömmlichen Fasern durch Totalreflexion erfolgen, sondern erfolgt entweder durch Reflexion bei streifendem Einfall oder mithilfe eines Photonischen Kristalles („Hohlkern photonischer Kristall-Faser“, kurz HC-PCF, von englisch „hollow-core photonic-crystal fiber“ bzw. HC-PBF für „hollow-core photonic bandgap fiber“). Solche Hohlfasern haben im Vergleich zu herkömmlichen Fasern ohne Hohlraum mehrere Vorteile. Zum einen ist die Wechselwirkung des Lichtes mit dem Fasermaterial geringer, was sich in einigen Spektralbereichen in einer geringeren Dämpfung bemerkbar macht. Zum anderen reduziert eine Hohlkernfaser störende nichtlineare optische Effekte bei sehr hohen Lichtleistungen oder verhindert gar die Zerstörung der Faser durch zu intensives Licht.

Glashohlfasern können zum einen zur Durchführung von Funktionselementen, z. B. Lichtleitfasern, und daneben auch zur Lichtleitung dienen.[1]

MembrantechnikBearbeiten

In der Membrantechnik werden Hohlfasern (auch Kapillarmembran oder Hohlfäden genannt) mit teildurchlässigen Strukturen hergestellt, so dass die Wände der Faser als Membran wirken. Zum Aufbau von Filtermodulen werden Hohlfasern mit einer Länge zwischen 25 und über 100 cm zu Modulen von bis zu vielen Quadratmetern Filterfläche zusammengefasst, und an beiden Enden gegen hydraulischen Kurzschluss (Leckage zwischen der Permeatseite und der Retentatseite einer Filtrationseinheit) vergossen (gepottet).

 
Skizze zur Erläuterung des Nassspinnverfahrens von Hohlfasermembranen
 
Hohlfasermembranmodule

HerstellungBearbeiten

Hohlfasermembranen bestehen heute meist aus Polyethersulfon, Polysulfon oder Polyacrylnitril (PESU, PSU, PAN). Aber auch Keramik oder Sintermetall kommen zum Einsatz. Polymerfasern werden in der Regel mittels Phaseninversion im Nassspinnverfahren hergestellt. Teilweise werden sie auch gesintert (PTFE, PP, PE) oder extrudiert und gereckt.

AnströmungBearbeiten

Man kann Hohlfasermembranen grundsätzlich auf zwei Arten und in zwei Richtungen anströmen:

Die Wahl der Verfahren und deren Kombination ist abhängig von der zu erwartenden Fracht und der Partikelgröße.

EinsatzgebieteBearbeiten

In der Trinkwasseraufbereitung und der Abwasserbehandlung (MBR) aber auch in der Bioverfahrenstechnik sind sie von zunehmender Bedeutung.

LiteraturBearbeiten

  • Munir Cheryan: Handbuch Ultrafiltration, B. Behr's Verlag GmbH&Co, Hamburg 1990, ISBN 3-925673-87-3

WeblinksBearbeiten

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. Chirurgisches Instrument. 2. Mai 2002 (freepatentsonline.com [abgerufen am 19. Juli 2018]).