DE1977103U

DE1977103U - Sterilisierfaehiger gasdurchlaessiger stopfen aus fasermaterial.

Info

Publication number: DE1977103U
Application number: DE1965H0051493
Authority: DE
Inventors: Heinz Herenz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-03-12
Filing date: 1965-03-12
Publication date: 1968-01-18

Description

Fasermaterial

Die Neuerung betrifft einen sterilisierfähigen gasdurchlässigen Stopfen aus Fasermateriäl,insbesondere Zellstoff, zum Verschließen von Reagenzgläsern, Glaskolben und anderen Gefäßen mit einer Mündung in Form eines kurzen, im wesentlichen zylinderförmigen HalsStückes.

In bakteriologischen Laboratorien werden Glasgefäße mit Bakterienkulturen mit Wattepfropfen oder zusammengedrehten Zellstoffabschnitten verschlossen, um ein Eindringen von Fremdkeimen zu verhindern, ohne daß der Gasaustausch mit der Aussenluft beeinträchtigt wird. Oft ist es auch erforderlich, ein derart verschlossenes Gefäß zu sterilisieren, ohne daß der Verschluß durch den inneren Gasdruck herausgedrückt wird, wie es bei gasundurchlässigen Stopfen der Fall wäre.. Das ständige Zurechtdrehen der Stopfen aus einer Zellstoffschicht, die entsprechend zugeschnitten werden muß oder das Formen eines Pfropfens aus einer unförmigen Wattemasse verursacht insbesondere bei Serienversuchen einen erheblichen Zeitaufwand.

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Zur Vermeidung dieses Nachteiles ist es bereits bekannt, kegelstumpfförmige Zellstoffstopfen vorzufertigen, die unmittelbar Verwendung finden können. Darüber hinaus ist ein Reagenzglasverschluß für bakteriologisches Arbeiten aus Gummi oder anderem elastischen Werkstoff bekannt, der eine durch den Stopfen führende, mit einem Wattetampon ausgefüllte Bohrung aufweist. Beide .Stopfenarten haben den wesentlichen Nachteil, daß sie nur bei Reagenzgläsern mit einer bestimmten Halsweite innerhalb eines engen Toleranzbereiches verwendbar sind. Da die Halsweiten selbst bei Gefäßen mit gleichem Rauminhalt von der Fertigung her erheblich voneinander abweichende Maße.-.haben und andererseits beim bakteriologischen Arbeiten Gefäße mit den unterschiedlichsten Halsweiten zu verschließen sind, ergab sich die Notwendigkeit, viele Stopfengrößen vorrätig zu haben. Bei dem genannten Gummistopfen mit Zellstoffeinlage macht sich noch die Tatsache unangenehm bemerkbar, daß sie:; hitzeempfindlich sind und die enge Verbindung zur Außenluft nur einen schwachen Gasaustausch durch den Stopfen zuläßt.

Die Aufgabe vorliegender Neuerung besteht in der Schaffung eines sterilisierfähigen gasdurchlässigen Stopfens, mit dem Gefäße mit erheblich unterschiedlichen lichten Halsweiten sicher verschlossen werden können, wobei ein optimaler Gasaustausch durch den Stopfen gewährleistet ist. Auf diese Weise soll die Anzahl der auf Vorrat zu haltenden Stopfen-'-

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größen erheblich verringert werden, die je Stopfen aufzuwendende Menge an Fasermaterial soll herabgesetzt und der Herstellungspreis dadurch verringert werden.

Neuerungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst* daß die der Wandung des Halsstückes zugekehrte Seite des Stopfens in wenigstens zwei kegelstumpfförmige Bereiche mit unterschiedlichem öffnungswinkel unterteilt ist. Dadurch, daß der Stopfen mehrere kegelstumpfförmige Bereiche mit unterschiedlichem öffnungswinkel hat, ist es möglich, mit diesem Stopfen Gefäße : mit größerer Sicherheit zu verschließen, deren Halswetten einen verhältnismäßig großen Toleranzbereich aufweisen.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß die kegelstumpfförmigen Bereiche auf der Außenseite des Stopfens ausgebildet sind und der Bereich mit größerem öffnungswinkel in Richtung zunehmenden Stopfendurchmessers hinter dem Bereich mit kleinerem öffnungswinkel angeordnet ist. Naturgemäß sitzt ein Kegels tump ff örmiger Stopfen in einem zylindrischen Hals um so fester, je kleiner sein Öffnungswinkel ist. Im unteren Bereich mit kleinerem Öffnungswinkel ist ein besonders fester Sitz gewährleistet, während der obere Bereich, - insbesondere bei Hohlstopfen, eine so große Flexibilität besitzt, daß auch hier ein fester Sitz_an der Glaswand gegeben ist, deren Zylinderform im

oberen Bereich häufig entsprechend .der Stopfenform aufgeweitet ist. Zweckmäßigerweise ist in dem Stopfen ein zu seiner Unter- oder Oberseite hin offener Hohlraum enthalten. Dadurch wird die Nachgiebigkeit des Stopfens insbesondere im oberen Bereich und damit der Sitz verbessert. Darüber hinaus wird auch die Gasdurchlässigkeit des Stopfens erheblich gesteigert, da diese etwa proportional ansteigt, wenn die von dem Gas zu durchströmende Faserschichtdicke abnimmt. Außerdem kann durch derartige Hohlstopfen eine beträchtliche Masse des erforderlichen Werkstoffes eingespart werden.

Eine andere Ausführungsform sieht vor,, daß die kegelstumpfförmigen Bereiche auf der Innenseite eines Hohlstopfens ausgebildet sind und in Richtung abnehmender lichter Weite des Stopfens der Bereich mit größerem öffnungswinkel hinter dem Bereich mit kMnerem öffnungswinkel angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform greift der Stopfen wie eine Kappe über das zylinderförmige Rohrstück, wobei sie mit der Außenseite des Gefäßhalses in Eingriff kommt. Selbstverständlich ist es auch möglich, sowohl auf der Innen- als auch auf der Außenseite eines Hohlstopfens derartige kegelstumpfförmige Bereiche vorzusehen. Ein solcher Stopfen ist besonders vMseitig verwendbar, da die Innen- und Außenabmessungen naturgemäß sehr

unterschiedlich sind. Beispielsweise können die Innenmaße so gewählt sein, daß der Stopfen auf ein Reagenzglas aufgesteckt werden kann, und die Außenmaße des Stopfens können beispielsweise der lichten Weite eines Erlenmeyer-Kolbens entsprechen. Dabei kann der Übergang der Bereiche mit unterschiedlichem öffnungswinkel stetig ausgebildet sein.

Eine weitere Ausfuhrungsform sieht vor, daß auf der der Wandung des Rohrstückes zugekehrten Seite Erhebungen und/oder Vertiefungen ausgebildet sind. Hierdurch wird die Nachgiebigkeit und damit die Anpassungsfähigkeit an. verschiedene Halsweiten noch erhöht. Es ist möglich, daß diese Erhebungen und Vertiefungen nur auf einem Bereich angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Erhebungen und Vertiefungen ringförmig um die der Wandung des HalsStückes zugekehrten Seite herumlaufend ausgebildet. Dadurch wird erreicht, daß die ".Seitenwand des Stopfens an mehreren ringförmigen, durch ringförmige Luftkanäle voneinander getrennten Flächen mit der Halswandung in Eingriff kömmt. Es wird so eine Art Labyrinthdichtung geschaffen, die ein Eindringen von Fremdkeimen unmittelbar an der Halswandung verhindert.

Es ist weiter vorzugsweise vorgesehen, daß der Hohlraum von einem Füllstopfen ausgefüllt ist, der aus einem starren Werkstoff hergestellt sein kann. Der in dem Stopfen ausgebildete

Hohlraum führt zu einer beträchtlichen Materialersparnis. In den Fällen, wo auf eine möglichst große Formstabilität des Stopfens Wert gelegt wird, wird man den Hohlraum durch einen Füllkörper ausfüllen. Der Füllkörper wird gewöhnlich immer wieder verwendet, während der Hohlstopfen nach einmaliger Benutzung verworfen wird. Der Füllkörper ist so geformt, daß er in den Hohlraum des Stopfens genau hineinpaßt. Gewöhnlich ist er aus Kunststoff oder Holz hergestellt.

Um ein Festkleben des Stopfens am Glashals zu vermeiden, das insbesondere dann möglich ist, wenn der Stopfen mit dem Nährboden in Berührung gekommen ist, werden zweckmäßigerweise seine mit der Glaswand in Berührung kommenden Seiten mit einer hitzebeständigen Isolierschicht versehen. Diese kann aus einer plastischen oder elatischen Masse, beispielsweise Silikonfett, bestehen. Zur Erhöhung des Zusammenhaltes und der Formstabilität kann der Stopfen durch wenigstens eine Einlage aus Textilgewebe verstärkt sein.

Zur Herstellung eines solchen Stopfens geht man vorzugsweise

e von einem dünnen, endlosen, aus Fasermaterial vorgefertigten Band aus und spult dieses Band auf eine rotierende Spindel, die von einer wenigstens über einen Teil des Spindelumfanges reichenden Form koaxial umgeben ist, unter Zugabe eines bei Sterilisiertemperatur beständigen Klebemittels bis zur Aus-

füllung der Form auf und trocknet den so geformten Stopfen bei Temperaturen unter 28o°C. Durch dieses Aufspulverfahren ist es möglich, einen Stopfen der gewünschten Form in kürzester Zeit herzustellen. Die Bandbreite kann dabei geringer als die Höhe des Stopfens sein. Das Aufspulen erfolgt an einem Ende der Spindel durch Hin- und Herführen des Bandes, wobei auch das Spindelende überdeckt wird. Nachdem der Stopfen die gewünschte Form erreicht hat, wird der'Hohlstopfen von der Spindel abgezogen. Zweckmäßigerweise wird das Band vor der Aufspulung mit einer Kunstharzlösung oder -dispersion besprüht oder getränkt. Es ist aber auch möglich, den fertig geformten Stopfen mit einer Kunstharzlösung oder -dispersion zu tränken. Dazu wird vornehmlich eine wässerige Polyvinylazetat-Dispersion benutzt, die unter verschiedenen Bezeichnungen im Handel 1st. ,

Der Stopfen kann auch aus faserförmigem Material direkt hergestellt werden, in-dem das Fasermaterial mit einer ein Klebemittel enthaltenden Flüssigkeit zu einer Masse mit breiartiger Konsistenz angemacht wird, mit diesem. Faserbrei eine dem Stopfen entsprechende Siebform gefüllt und der geformte Stopfen nach Ablauf der Flüssigkeit bei Temperaturen unter 20O⁰G getrocknet wird. Der vorzugsweise aus Zellstoff bestehende Stopfen kann so in besonders einfacher Weise hergestellt werden, wobei in

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einem Arbeitsgang eine Viehlzahl von Siebformen mit Faserbrei gefüllt wird, so daß sich insbesondere zur Herstellung großer Stückzahlen ehe optimale Arbeitsweise ergibt. Zweckmäßigerweise wird das Fasermaterial mit einer Kunstharzlösungoder -dispersion, vorzusweise einer wässerigen Polyvinylazetatdispersion, gegebenenfalls unter Zusatz geringer Mengen eines organischen Lösungsmittels angemacht. Mit einem derar/Lgen Bindemittel entsteht nach der Trocknung ein festgebundener Stopfen, der auch bei den erforderlichen Beanspruchungen und Verformun-

gen während der Benutzung seinen Zusammenhalt bewhrt und jegliches Ablösen von Fasern, die dann in die Bakterienkultur fallen könnten, verhindert.

In anderer Ausbildung, des Verfahrens wird das Fasermaterial mit einer wenigstens teilweise aus Bindemittel bestehenden Flüssigkeit gemischt, in einer Presse zu einem Strang gepreßt, von dem ein Teil in einer Form zu einem Stopfen geformt, auf Stopfenlänge abgeschnitten und nach dem Abbinden des Bindemittels bei erhöhter Temperatur'aus der Form entfernt wird. Als Bindemittel finden wiederum die bereits erwähnten Kunstharze Verwendung.

Die Neuerung wird nun anhand der Zeichnung an mehreren Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Stopfen nach einer ersten neuerungsgemäßen Ausführungsform,

Fig. 2 " einen Schnitt durch einen Stopfen nach einer zweiten neuerungsgemäßen Ausfuhrungsform,

Fig. 5 einen Schnitt .durch einen Stopfen nach einer dritten neuerungsgemäßen Ausfuhrungsform,

Fig. 4 eine weitere neuerungsgemäße Ausfuhrungsform eines Stopfens, der sowohl auf der Innen- als

auch auf der Außenseite benutzt werden kann, Fig. 5 eine weitere Ausfuhrungsform.

Fig. 1 zeigt einen neuerungsgemäßen Vollstopfen, der die Form von zwei aneinandergesetzten Kegelstümpfen hat. Der öffnungswinkel oC des unteren Kegelstumpfes ist kleiner als der öffnungswinkel des oberen Kegelstumpfes. Das untere Teil des Stopfens paßt sich der zylinderförmigen Glaswand gut an, während das Oberteil mit größerem öffnungswinkel des Hereinrutschen des Stopfens in den .Glasbehälter vermeidet. Der in den Figuren dargestellte ausgeprägte Knick an der Verbindungsstelle der beiden Kegelstümpfe tritt bei den Stopfen meistens nicht in diesem Maße in Erscheinung, insbesondere dann nicht, wenn sie aus einem Band gewickelt sind.

Die. Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 dadurch, daß auf dem unteren kegelstumpfförmigen Bereich 1 ringförmigen, um den Stopfen herumlaufende Erhebungen 4 ausgebildet sind. Die Höhe dieser Erhe-

bungen J- beträgt beispielsweise 2 bis 3 mm· Vorzugsweise haben sie eine etwas spitze Form, so daß sie beim Hineindrücken des Stopfens in einen Glashals nach der Seite ausweichen oder sich abplatten können.

In Fig. 3 ist ein Stopfen mit einem Hohlraum 6 dargestellt, der über fast die gesamte Höhe des Stopfens reicht. In dem unteren kegelstumpfförmigen Bereich 1 sind "Vertiefungen 7 ausgespart, die ringförmig um den Stopfen herumreichen. Beim Hineindrücken dieses Stopfens in eine Glasöffnung kann das der Glaswandung anliegende Stopfenmaterial teilweise in die Vertiefungen 7 ausweichen, so daß ein guter Preßsitz gewährleistet ist. Die bei eingesetzten Stopfen abgeschlossenen Vertiefungen 7 stellen eine gute Abdichtung zwischen Glaswand und Stopfenteil 1 sicher. Das obere kegelstumpfförmige Teil 2 ist in dieser Ausführungsform nur kurz ausgebildet. Der Öffnungswinkel ρ dieses Teiles ist verhältnismäßig groß.. In dieser Ausfuhrungsform dient dieser Bereich als Rand, der den evtl. verbleibenden Spalt zwischen Glaswand und Stopfen abdeckt,, so daß hierdurch ein zusätzlicher Abschluß gegeben ist. Derartige Stopfen eignen sich besonders für Glaskolben, deren zylinderförmiger Hals am oberen Ende häufig nach außen aufgeweitet ist. Zwecks Materialersparnis ist das obere, aus dem Glas herausragende Ende des Stopfens verjüngt ausgebildet. Trotz des verhältnismäßig großen Hohlraumes β haben diese Stopfen.infolge der hohen Materialdichte und des Bindemittelgehaltes eine große Formstabilität,

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Die in Pig· 4 dargestellte Ausführungsform ist ein Hohlstopfen, der zur Überkappung von Reagenzgläsern dient. Die Innenwand 8 kommt daher mit der Außenseite der Glaswand in Eingriff. Der untere kegelstumpfförmige Bereich 1 trägt entsprechend der Ausführungsform nach Fig. 2 ringförmige Erhebungen k-, welche die Abdichtung zwischen Stopfen und Glaswand verbessern. Die Anzahl dieser Erhebungen ist naturgemäß ohne große Bedeutung. Man wird gewöhnlieh drei oder mehr Erhebungen vorsehen.

Die Ausführungsform nach Fig. 5 stellt eine Kombination der

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Ausführungsforn/nach den Fign. 2 und 4 dar. Dieser Stopfen kann mit der Außenseite eine veürältnismäßig weite öffnung,, beispielsweise eines Erlenmeyer-Kolbens., verschließen. Er kann auch wie der Stopfen nach Fig. k auf ein Reagenzglas gestülpt werden, wobei die Dichtung auf der Innenfläche 8 bzw. den Erhebungen 4 erfolgt.

Die beschriebenen Stopfen werden vorzugsweise durch Aufwikkeln eines vorgefertigten Zellstoffbandes auf einer rotierenden Spule hergestellt. Die Befestigung der übereinanderliegenden Lagen des Bandes erfolgt durch ein Kleqmittel, vorzugsweise eine wässerige Polyvinylazetat-Dispersion. Es können jedoch auch andere Klebemittel Verwendung finden, die bis zu Temperaturen von 280°C in Gegenwart von Wasserdampf beständig sind. Das sind ungefähr die maximalen Sterilisierbedingungen.

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Die Neuerung ist nicht ; auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt.' Die Form des Stopfens kann in mannigfacher Weise abgewandelt werden. Die Erhebungen und Vertiefungen können in beliebiger Weise., beispielsweise gekreuzt spiralförmig, um den Stopfen laufen. Auch andere Faserstoffe können Verwendung finden, beispielsweise Baumwolle, Glaswolle, Asbest. Das vorzugsweise verwendete Material ist jedoch Zellstoff.

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Claims

1. Sterilisierfahiger gasdurchlässiger Stopfen aus Fasermaterial,, insbesondere Zellstoff, zum Verschließen von Reagenzgläsern, Glaskolben und anderen Gefäßen mit einer Mündung in Form eines kurzen., im wesentlichen zylinderförmigen Halsstückes, dadurch gekennzeichnet, daß die der Wandung des Halsstückes zugekehrte Seite des Stopfens in zwei kegelstumpfförmige Bereiche {1,2) mit unterschiedlichen Öffnungswinkeln (oCtß ) unterteilt ist.

2. Stopfen nach Anspruch I₄ dadurch gekennzeichnet, daß die kegelstumpfförmigen Bereiche (1,2) auf der Außenseite des Stopfens ausgebildet sind und in Richtung zunehmenden Stopf* durchmessers der Bereich (2) mit größerem öffnungswinkel ( ß) hinter dem Bereich (l) mit kleinerem Öffnungswinkel (oC ) angeordnet ist.

STSCHECK: HAMBtTHGl ISSO 96

3· Stopfen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in ihm ein zu seiner Unter- oder Oberseite hin offener Hohlraum (6) enthalten ist.

4. Stopfen nach einem der Ansprüche Ϊ bis 3, dadurch gekennzeichnet., daß die kegelstumpfförmigen Bereiche (1, 2) auf der Innenseite (8) eines Hohlstopfens ausgebildet sind und in Richtung abnehmender lichter Weite des Stopfens der Bereich (2) mit größerem öffnungswinkel hinter dem Bereich (1) mit -kleinerem Öffnungswinkel angeordnet ist.

5· Stopfen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang (j5) der Bereiche (1,2) mit unterschiedlichem öffnungswinkel stetig ausgebildet ist.

6. Stopfen, nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Wandung des HalsStückes zugekehrten Seite Erhebungen (4) und/oder Vertiefungen (7) ausgebildet sind.

7· Stopfen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die

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Erhebung/(4) und/oder Vertiefung/(7) nur in dem Bereich mit dem kleineren Öffnungswinkel (l) angeordnet sind.

8. Stopfen nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen (4) und Vertiefungen (7) ringförmig um die der Wandung des Halsstückes zugekehrte Seite herumlaufend ausgebildet sind.

9· Stopfen nach einem der Ansprüche 3 his 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (6) von einem Füllkörper ausgefüllt ist.

10. Stopfen nach Anspruch 1 bis 9* dadurch gekennzeichnet, daß seine mit der Glaswand in Berührung kommenden Seiten mit einer hitzebeständigen Isolierschicht versehen sind.

11. Stopfen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß er durch wenigstens eine Textileinlage verstärkt ist. .