DE2534935A1 - Fasermattenmaterial, insbesondere in form von wundverbaenden oder von auskleidungen oder oberflaechenbeschichtungen von prothetischen vorrichtungen, und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents
Fasermattenmaterial, insbesondere in form von wundverbaenden oder von auskleidungen oder oberflaechenbeschichtungen von prothetischen vorrichtungen, und verfahren zu seiner herstellungInfo
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Description
Dipl.-Chem. Bühling Dipl.-lng. Kinne
9CO/QOC 8 München 2, Postfach 202403
/LO O 4 Ό O O Bavariaring4
Tel.: (0 89) 53 96 53 -
Telex: 5 24345 tipat
cable: Germaniapatent München
5. August 1975
B 6770
Imperial Chemical Industries Limited London, Großbritannien
"Fasermattenmaterial, insbesondere in Form von Wundverbänden oder
von Auskleidungen oder Oberflächenbeschichtungen von prothetischen Vorrichtungen, und Verfahren zu seiner Herstellung"
Die Erfindung betrifft ein Fasermattenmaterial. Insbesondere betrifft
die Erfindung das vorstehende Fasermattenmaterial in Form von Wundverbänden oder von Auskleidungen oder Oberflächenbeschichtungen
von prothetischen Vorrichtungen. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des vorstehenden Fasermattenmaterials.
Das elektrostatische Spinnen von Flüssigkeiten einschließlich Lösungen zu Fasern stellt ein bekanntes Verfahren dar und ist in
einer Vielzahl von Patentschriften, wie auch in der allgemeinen Literatur, beschrieben worden.
Beim elektrostatischen Spinnen (nachstehend auch als "Ziehen" bezeichnet)
wird eine Flüssigkeit in ein elektrisches Feld überführt unä dadurch werden aus der Flüssigkeit Fasern erzeugt, die eine
Neigung aufweisen, zur Elektrode gezogen zu werden. Die aus der Flüssigkeit gezogenen Fasern härten üblicherweise beim Ziehen z.B.
durch Abkühlen (wie dies bei Flüssigkeiten der Fall ist, die bei
» 4. 4. -Ku „ « 609808/0932
Raumtemperaturen üblicherweise
253493^
ein festes Material darstellen), durch chemisches Härten (wie durch Behandeln mit härtenden Dämpfen) oder durch Verdampfen des
Lösungsmittels (wie durch Dehydratisieren). Die als Produkt erhaltenen Pasern können auf oder in einer an geeigneter Stelle angeordneten
Sammeleinrichtung gesammelt und dann von dieser abgezogen werden.
Mittels des elektrostatischen Ziehens erhält man dünne Fäden mit Durchmessern von ungefähr 0,1 bis 25 Mikron, vorzugsweise von
0,5 bis 10 Mikron und insbesondere von 1,0 bis 5 Mikron.
Es wurde gefunden, daß in Form einer Matte mit geeigneter Dicke gesammelte Fasern wegen der den hergestellten Matten innewohnenden
Porosität ein nicht-gewebtes Material bilden, das sich für eine Vielzahl von Anwendungszwecken eignet, welche von der Zusammensetzung
der Fasern, der Dichte ihrer Ablagerung, den Faserdurchmessern und der Faserfestigkeit, sowie von der Dicke und
der Form' der aus den Fasern hergestellten Matten abhängen. Es ist außerdem möglich, die hergestellten Matten zur Modifizierung
ihrer Eigenschaften mit anderen Materialien nachzubehandeln, wodurch
z.B. die Festigkeit oder die Wasserbeständigkeit der Matten verbessert werden kann.
Durch entsprechende Wahl der Zusammensetzung der Fasern, wie durch
Ziehen aus einer Flüssigkeit-aus einer Vielzahl von Komponenten,
die, jede für sich, zur Erzielung der erwünschten Eigenschaften des fertigen Produkts beitragen, oder durch gleichzeitiges Ziehen
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- 3 - 7534935
von Fasern mit verschiedenen Zusammensetzungen aus verschiedenen Ausgangsflüssigkeiten und gleichzeitiges Ablagern der Fasern zu
einer Matte aus innig vermischten Fasern verschiedener Zusammensetzung ist es möglich. Fasern bzw. Matten mit unterschiedlichen
Eigenschaften herzustellen. Außerdem ist es möglich, Matten aus mehreren Schichten verschieden zusammengesetzter Fasern (oder
aus Fasern gleicher Zusammensetzung, die jedoch unterschiedliche sonstige Eigenschaften, wie unterschiedliche Durchmesser aufweisen)
herzustellen, indem man z.B. die Zeitdauer verändert, innerhalb der die Fasern auf der Oberfläche der Sammeleinrichtung
abgelagert werden. Eine Möglichkeit einer solchen Abwandlung wäre z.B. die Verwendung einer beweglichen Sammeleinrichtung,
die sich nacheinander an mehreren Spinndüsen vorbeibewegt, aus denen elektrostatisch Fasern gezogen werden, die nacheinander auf
die Sammeleinrichtung aufgebracht werden, sobald diese die entsprechende Stelle, relativ zu den einzelnen Spinndüsen, erreicht
hat.
Auf diese Weise ist es möglich, ein erfindungsgemäßes Fasermattenmaterial
herzustellen, das aus einer Vielzahl von organischen Fasern besteht, die elektrostatisch aus einer, das betreffende
Material oder ein Ausgangsmaterial zur Herstellung des betreffenden Materials enthaltenden Flüssigkeit gezogen worden sind.
Unter "Fasermattenmaterial" werden in der vorliegenden Beschreibung
alle Ablagerungsschichten aus elektrostatisch gezogenen Fasern, sowohl in Form von drei- wie von zweidimensionalen Gegenständen
verstanden.
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-H-
Gemäß einer Ausführungsform betrifft die Erfindung Formstücke aus Matten aus elektrostatisch gezogenen Fasern in zur Verwendung
als Wundverband geeigneter Form. Ein besonderer Vorteil der Verwendung von aus elektrostatisch gezogenen Fasern hergestellten "
Materialien als Wundverband besteht darin, daß die Fasern sehr kleine Durchmesser aufweisen können und man auf diese Weise ein
Fasermattenmaterial mit sehr kleinen Zwischenräumen zwischen den einzelnen Fasern des Materials erhält, das demgemäß eine große
Oberfläche aufweist. Sofern der Wundverband aus einem benetzbaren Polymerisat hergestellt worden istj neigt das Blut oder das
Serum aus der Wunde dazu, in den Verband einzudringen, bzw. diesen zu durchdringen und in diesem Fall fördert eine hohe Oberfläche
des Wundverbandes die Gerinnung, Derartige Wundverbände aus Materialien mit hohen Oberflächen können deshalb als Notverbände zur
Stillung von Blutungen verwendet werden. Geeignete Polymerisate zur Herstellung von Materialien für solche Wundverbände mit
hohen Oberflächen sind z.B. die Polyurethane. Ein aus einem nicht benetzbaren Polymerisat hergestellter Wundverband weist insbesondere
den Vorteil auf, daß er bei ausreichend kleinen-Zwischenräumen
zwischen den einzelnen Fasern von z.B. 1 bis 100 Mikron nicht von Gewebeflüssigkeit einschließlich Blut durchtränkt wird, so daß diese Flüssigkeiten in der Nähe der Wunde
zurückgehalten werden und dort gerinnen. Außerdem wird anschließend die Entfernung des Wundyerbandes erleichtert, da dieser wegen
der nichtvorhandenen Durchtränkung beim Gerinnen der Gewebeflüssigkeiten nicht mit der Wunde verklebt. Außerdem weisen derartige
Wundverbände den Vorteil auf, daß sie wegen ihrer ausreichend großen Porosität einen Austausch von Sauerstoff und Wasser-
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7534935
dampf zwischen der Atmosphäre und der Wundoberfläche erlauben. Für den vorbeschriebenen Zweck geeignete, nicht benetzbare Polymerisate
sind ζ.B.gesättigte Polyester, wie Polyäthylenterephtalat,
fluorierte Verbindungen und insbesondere Fluorkohlenwasserstoffe, wie Polytetrafluoräthylen und die Silikone.
Die vorbeschriebenen Wundverbände' können natürlich auf geeignete
Unterlagen oder Verstärkungsmaterialien, wie auf gewebte Fasermatten mit anderen erwünschten Eigenschaften , aufgebracht werden
oder sie können durch Oberflächen- oder andere Behandlungen mit antiseptischen oder andere Wundheileigenschaften aufweisenden Materialien
verbunden werden.So kann z.B. die Blutgerinnung durch Einverleiben oder Aufbringen eines Gerinnungsbeschleunigungsmittels
oder eines Gerinnungsinitiators in oder auf die Fasermatte und/oder die mit ihr verbundenen Materialien gefördert werden.
Außerdem kann die erfindungsgemäße Fasermatte auf Materialien, wie
wasserdichte Schichten zum Schutz der Matte gegen die unerwünschten Wirkungen von z.B. Feuchtigkeit bzw. Schmutz aufgebracht
werden.
Vorzugsweise enthält der erfindungsgemäße Wundverband eine Matte aus einem flexiblen, nicht absorbierenden, porösen und hydrophoben
Material und ist außerdem auf einer nicht absorbierenden Unterlage befestigt. Diese Unterlage besteht vorzugsweise aus einem hydrophoben
Material, was jedoch nicht von wesentlicher Bedeutung ist. Der erfindungsgemäße Wundverband kann außerdem Mittel zum Aufpressen
des Fasermattenmaterials , wie eine dehnbare elastische Bandage
enthalten.
Gemäß einer vorzugsweisen Ausführungsform besteht der erfindungsgemäße
Wundverband im wesentlichen aus einer Unterlage, die auf einer Seite eine klebende Oberfläche aufweist, auf welche
ein Streifen des erfindungsgemäßen Pasermattenmaterials mit der erforderlichen Porosität aufgeklebt worden ist und weist
gegebenenfalls zwischen der vorgenannten Unterlage und dem erfindungsgemäßen Fasermattenmaterial ein Polster aus einem
. absorbierenden bzw. einem nicht absorbierenden Material auf.'
Nicht klebende erfindungsgemäße Wundverbände wurden auf ihre
Wirksamkeit geprüft, indem man sie auf die Oberflächen von Wunden von Kaninchen aufbrachte, denen an dieser Stelle die Haut
in ihrer vollen üicke entfernt worden ist, wonach die fortschreitende
Heilung der Wunde beobachtet und mit der von Kontrollwunden verglichen wurde. Der erfindungsgemäße Wundverband führte
zu einer normalen Heilung mit nur geringfügigem bzw. keinem Durchsickern von Flüssigkeit durch den Verband und unter denkbar
geringem Ankleben des Wundverbandes am Wundschorf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung Formstücke aus Matten aus elektrostatisch gezogenen Fasern in
Form von Auskleidungen oder Oberflächenbeschichtungen von Vorrichtungsgegenständen,
welche in Kontakt mit Körperflüssigkeiten, wie Blut oder Lymphserum, stehen können. Es kann sich dabei um
röhrenförmige oder unregelmäßig geformte Matten handeln.
Die Schwierigkeit der Entwicklung von in zufriedenstellender
Weise mit Blut oder Körpergewebe verträglichen Oberflächen auf z.B. künstlichen Herzen bzw. anderen kreislaufstützenden Vorrichtungen,
sowie von verträglichen Auskleidungen von beschädigten natürlichen, wie von künstlichen Blutgefäßen stellt ein Hindernis
fürdie Entwicklung von sicheren künstlichen Organen und Geweben dar. Es wurde jetzt gefunden, daß das Überziehen der Oberflächen
von künstlichen Organen und Geweben mit Beschichtungen aus dünnen Fasern eines geeigneten Materials zur Verbesserung
der Verträglichkeit dieser künstlichen organe bzw. Gewebe mit dem Blut und anderen Körperflüssigkeiten führen kann. Für diesen
Zweck ist es jedoch wünschenswert, Überzüge aus sehr dünnen Schichten aufzubringen. Es hat sich jetzt gezeigt, daß sich für
solche sehr dünnschichtige überzüge Beschichtungen aus elektrostatisch
gezogenen Fasermatten besonders eignen, welche alle kritischen Anforderungen erfüllen.
Besonders wünschenswerte Eigenschaften solcher vorbeschriebenen überzüge sind zum Beispiel:
(a) Sehr kleine Faserdu.rchmesser (im Verhältnis zur Größe der Zellen), so daß sich Faserdurchmesser von 0,1 bis zu 10 Mikron
und insbesondere von 0,5 bis zu 5 Mikron besonders eignen.
(b) Eine das Eindringen der Zellen in die Poren erlaubende Porosität
und somit mittlere Porendimensionen von ungefähr 5 bis
25 und vorzugsweise von ungefähr 7 bis 15 Mikron.
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(c) Eine Dicke der Beschichtung von vorzugsweise ungefähr 10 bis 50 Mikron.
(d) Die Beschichtung sollte mittels eines Verfahrens mit dem Gegenstand,
der mit ihr beschichtet werden soll, verbunden werden .können, das nicht zu einer Verschlechterung der vorbeschriebenen
Eigenschaften führt.
(e) Die Beschichtung darf keine Stoffe oder Materialien enthalten,
welche bei Kontakt mit dem Körper, den Körperzellen oder den Körperflüssigkeiten diesem (diesen) gegenüber eine schädliche
Wirkung entfalten..
Das elektrostatische Ziehen von Fasern stellt ein Verfahren zur Herstellung solcher Überzugsschichten zur Verfügung, die sich auf
vollkommene Weise den Dimensionen und Konturen der zu beschichtenden
Gegenstände anpassen lassen, indem man die Oberfläche dieses Gegenstandes oder einen Positiv- oder Negativabdruck dieses Gegenstandes
als Sammeleinrichtung beim elektrostatischen Herstellungsverfahren für die erfindungsgemäßen Fasermatten verwendet.
Zur Herstellung solcher Überzugsschichten eignen sich zum Beispiel
Polymerisate und insbesondere inerte Polymerisate. Vorzugsweise werden zu. Herstellung dieser Überzugsschichten fluorierte Kohlenwasserstoffe,
wie Polytetrafluoräthylen, aus dessen Dispersion in einem geeigneten Dispersionsmediun bequem F'asem gezogen werden.können,
sowie Polyurethane, deren Fasern sich aus Polyurethanlösungen ziehen lassen, verwendet. .
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Für einige Anwendungszwecke kann die Matte als solche eine ausreichende
Festigkeit aufweisen und aus ausreichend dicken Fasern hergestellt sein, um ohne unterstützende bzw. verstärkende Unterlage
oder unterstützendes Trägermaterial verwendet werden zu können, in welchem Fall die Matte nicht als Auskleidung oder Überzugs- bzw.
Oberflächenbeschichtung zu bezeichnen ist. So können z.B. aus elektrostatisch gezogenen Fasern selbsttragenden röhrenförmige Gegenstände
aus Materialien, wie Polytetrafluoräthylen oder Polyurethanen hergestellt werden, die z.B. als prothetische Blutgefäße verwendet
werden können.
Die aus elektrostatisch gezogenen Fasern hergestellten Produkte, wie röhrenförmige Gegenstände oder andere Formteile, können, wie
vorstehend beschrieben, ohne Verstärkung eine ausreichende Festigkeit
aufweisen, üblicherweise wird das Material jedoch vorzugsweise
verstärkt und z.B. auf eine Seite des erfindungsgemäßen Materials eine Verstärkungsschicht aufgebracht, die ihrerseits ebenfalls
aus elektrostatisch hergestellten Fasern hergestellt worden sein kann, oder die Verstärkung wird in das erfindungsgemäße Material
so eingearbeitet, daß es von dessen Wänden vollständig umschlossen wird. Demgemäß können durch elektrostatisches Ziehen von Fasern gewonnene
Produkte durch Einarbeiten von gewebten oder nicht gewebten Textilmaterialien oder von anderen Faseranordnungen in das betreffende
Produkt verstärkt werden. Insbesondere wird als Verstärkung eine Spirale aus geeigneten Fasern verwendet, die in röhrenförmige
Gegenstände aus dem erfindungsgemäßen Material eingearbeitet wird. Obwohl die Verstärkung üblicherweise so in die aus dem
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erfindungsgemäßen Material hergestellten Gegenstände eingearbeitet
wird, daß sie von den Wänden dieser Gegenstände vollständig eingeschlossen wird, wird die Möglichkeit nicht ausgeschlossen,
die Verstärkung, sofern dies nicht zu Nachteilen führt, auf der Oberfläche des Produkts aus dem erfindungsgemäßen Material anzubringen.
Die Dicke der Verstärkung hängt unter anderem von der Dicke des erfindungsgemäßen Fasermattenmaterxals, vom Platz der
Verstärkung und von der erwünschten Festigkeit ab. Im allgemeinen weist die VeiStärkung eine geringere Dicke als das erfindungsgemäße,
zu verstärkende Mattenmaterial auf, obwohl in Fällen, in denen die Verstärkung auf der Oberfläche des Gegenstandes aus dem
erfindungsgemäßen Mattenmaterial angebracht ist und gegebenenfalls über diese hinausragt, die Verstärkung dicker
als das Mattenmaterial sein kann. Im allgemeinen beträgt die Dicke der Verstärkung oder Verstärkungsfasern ungefähr das 0,1-bis
10-fache und vorzugsweise das 0,2- bis 0,8-fache der Dicke
des erfindungsgemäßen Mattenmaterials.
Als Verstärkungsmaterialien eignen sich z.B. metallische und Polymerisatmaterialien,
sowie Glasfasern. Röhrenförmige Gegenstände aus dem erfindungsgemäßen Fasermattenmaterial und andere prothetische
Vorrichtungen aus diesem Material weisen gegenüber den herkömmlicherweise für diesen Zweck verwendeten Gegenständen den
Vorteil auf, daß sie zur Bildung einer dünneren Schicht an einkapselndem natürlichem Gewebe führen, so daß Röhren mit geringerem Durchmesser verwendet werden können, ohne daß es zu einem
Verstopfen der Röhren durch natürliches Gewebe kommt.
G09SÖ8/G932
Das erfindunggemäße Fasermattenmaterial kann aus elektrostatisch aus einer Lösung oder einer Dispersion eines Polymerisats oder eines
Ausgangsmaterials zur Herstellung des betreffenden Polymerisats gezogenen Fasern hergestellt worden sein. Polymerisate, deren Fasern
zweckdienlicherweise aus den Polymerisatlösungen gezogen werden j sind z.B die faserbildenden Thermoplastmaterialien mit hohen
Molekulargewichten und insbesondere die Polyurethane, die Polyamide,
und die Polyacrylnitrile. Polymerisate, deren Fasern geeigneterweise
aus Polymerisatdispersionen gezogen werden, sind z.B.Polytetrafluoräthylen und die Polyester, sowie die vorgenannten Polymerisate.
Ausgangsmaterialien zur Herstellung von Polymerisaten, die sich zum Ziehen von Polymerisatfasern aus den betreffenden Ausgangsmateriallösungen
eignen, sind z.B. Harnstoff-Formaldehydlösungen, bei denen nach dem Ziehen der Fasern die Komponenten durch Behandeln mit Säuredämpfen
vernetzt werden können.
Bei wasserlöslichen Polymerisaten, wie Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon
und Polyäthylenoxid, werden die Fasern geeigneterweise aus den wässrigen Polymerisatlösungen gezogen. Obwohl erfindungsgemäße
Fasermatten aus wasserlöslichen Polymerisaten gegebenenfalls auch in unbehandeltem Zustand verwendet werden können, werden sie
vorzugsweise doch durch Vernetzen in eine ein gewisses Mindestmaß an Wasserunlöslichkeit aufweisende Form überführt.
Werden die Fasern für die erfindungsgemäßen Fasermatten aus einer Dispersion gezogen, so wird vorzugsweise ein Ausgangsmaterial verwendet,
das außerdem eine Lösung einer zusätzlichen Komponente enthält, welche zu einer Erhöhung der Viskosität der Suspension
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und zur Verbesserung ihrer Faserbildungseigenschaften führt. Es wurde jetzt gefunden, daß es für diesen Zweck besonders bequem
ist, ein zusätzliches organisches Polymerisatmaterial zuzusetzen,
das sich erwünschtenfalls nach der Faserbildung beim Sintern zerstören
läßt.
In diesem Fall wird als Ausgangsmaterial für das Ziehen der Fasern
eine Lösung oder eine Suspension verwendet, die vorzugsweise eine zur Herstellung von Fasern ausreichende Menge eines organischen
Polymerisats enthält und.die solche Kohäsionseigenschaften aufweist,
daß die Faserform während jeder nach der Faserbildung durchgeführten Härtung beibehalten wird, bis die Faser ausreichend gehärtet
ist, um beim Abziehen von einer geeigneten Stelle der Unterlage, auf die sie aufgebracht bzw. auf der sie gesammelt worden
ist, ihre Faserform nicht zu verlieren.
Sofern die erfindungsgemäßen Fasermatten aus Fasern hergestellt
werden,die aus einer Lösung gezogen worden sind, enthalten sie
fest miteinander verbundene Fasern und weisen häufig eine für ihre
Verwendung ohne weitere Behandlungsmaßnahmen" ausreichende Festigkeit
auf.
Sofern die erfindungsgemäßen Fasermatten aus Fasern hergestellt werden, die aus Dispersionen gezogen worden sind, weisen sie eine
Neigung zum Brüchigwerden auf und stellen nur Agglomerate aus diskreten·
Teilchen dar, die in Form von Fasern durch die zusätzlich vorhandene organische Polymerisatkompcnente zusammengehalten werden.
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Solche Matten werden vorzugsweise gesintert, wobei die Teilchen erweichen und ineinanderfließen, so daß die Pasern dadurch fest
miteinander verbunden werden. Im Fall von Polytetrafluoräthylen wird das Sintern bequemerweise bei Temperaturen von 330 bis 450 (
und vorzugsweise bei 370 bis 390 0C durchgeführt. Beim Sintern
kann das erfindungsgemäße Fasermattenmaterial gleichzeitig sterilisiert werden. Die beim Sintern von Polytetrafluoräthylen angewendete
Temperatur ist üblicherweise ausreichend hoch, um gegebenenfalls vorhandene unerwünschte organische Materialien im fertigen
Produkt, wie nur zum Zwecke der Erhöhung der Viskosität zugesetzte Materialien oder Emulgatoren, zu zerstören.
Die zusätzliche organische Komponente muß nur in einer verhältnismäßig
geringen Menge verwendet werden (üblicherweise in einer Konzentration von 0,001 bis 12 Gewichtsprozent und vorzugsweise
von 0,01 bis 3 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Suspension) und die genaue in jedem einzelnen Anwendungsfall erforderliche
Konzentration läßt sich leicht durch einige Versuche ermitteln.
Der Polymerisationsgrad der zusätzlichen organischen Komponente ist vorzugsweise größer als ungefähr 2000 Einheiten (linear) und
es eignen sich für diesen Zweck eine Vielzahl von Polymerisaten. Eine wichtige Bedingung für die zusätzliche organische Komponente
stellt die Löslichkeit des Polymerisats im verwendeten Lösungsmittel bzw. Suspensionsmedium, das vorzugsweise aus Waser
besteht, dar. Geeignete wasserlösliche organische Polymerisate
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sind z.B. Polyäthylenoxid, Polyacrylamid, Polyvinylpyrrolidon und Polyvinylalkohol. Wenn zum Ziehen der Fasern ein Ausgangsmaterial
verwendet wird, das ein organisches Medium entweder als einziges flüssiges Lösungsmittel oder als Lösungsmittelkomponente
enthält, so eignen sich für diesen Zweck eine Reihe weiterer organischer Polymerisate, wie Polystyrol und Polymethylmethacrylat.
Der Polymerisationsgrad des Polymerisats wird in Anhängigkeit von der erforderlichen Löslichkeit und der erforderlichen Fähigkeit des
Polymerisats, der Ausgangsflüssigkeit für die Faserherstellung die
erwünschten Eigenschaften hinsichtlich ihrer Kohäsion und Viskosität zu verleihen, gewählt.
Es wurde gefunden, daß die Viskosität der Ausgangsflüssigkeit im allgemeinen mehr als 0,1, jedoch höchstens 150 Poise betragen muß
bzw. darf, was nur durch das faserbildende Polymerisat oder teilweise auch durch die zusätzliche organische Polymerisatkomponente
erreicht werden kann. Vorzugsweise wird eine Ausgangsflüssigkeit mit einer Viskosität von 0,5 bis 50 Poise und insbesondere von 1
bis 10 Poise verwendet. Die vorgenannten Viskositäten wurden bei geringer Scherbeanspruchung gemessen. Die bei Verwendung eines bestimmten
zusätzlichen organischen Polymerisats erforderliche Viskosität hängt vom Molekulargewicht des Polymerisats in der Weise
ab, daß ein Polymerisat mit niedrigerem Molekulargewicht eine höhere Endviskosität erforderlich macht. Umgekehrt läßt ein Polymerisat
mit höherem Molekulargewicht die Erzielung guter Faserzieheigenschaften der Ausgangsflüssigkeit schon bei niedrigeren Polymerisatkonzentrationen
zu.
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So wurde zum Beispiel, wie in den nachstehenden Beispielen erläutert, gefunden, daß bei der Herstellung von Fasermattenmaterial
aus Polytetrafluoräthylen unter Verwendung eines Polyäthylenoxids mit einem Molekulargewicht von 100000 als zusätzlicher
organischer Polymerkomponente eine Konzentration von ungefähr 12 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Polytetrafluoräthylenkomponente,
zur Erzielung zufriedenstellender Faserbildungseigenschaften nötig ist , während bei Verwendung eines
Polyäthylenoxids mit einem Molekulargewicht von 300000 schon eine Konzentration von 1 bis 6 Gewichtsprozent ausreicht. Beträgt das
Molekulargewicht des Polyäthylenoxids 600000, so reicht schon, eine Konzentration von 1 bis U Gewichtsprozent und bei einem solchen
von M · 10 eine Konzentration von nur 0,2 Gewichtsprozent zur Erzielung entsprechender Eigenschaften hinsichtlichtlich
der Faserbildung aus.
Die Konzentration an zu Fasern ziehbarem Polymerisat hängt von der zur Erzielung der erwünschten Fasereigenschaften erforderlichen
Polymerisatmenge ab und außerdem von der erforderlichen Viskosität
der herzustellenden Ausgangsflüssigkeit und von der Aushärtgeschwindigkeit der aus ihr hergestellten Fasern. Sofern die
Fasern aus einer Dispersion gezogen werden, wird eine Konzentration von «?twa 25 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Dispersion,
bis zur Sättigungskonzentration angewendet(Bei einer Dispersion wird unter "Sättigungskonzentration" die Höchstkonzentration
an Polymerisat verstanden, die der Dispersion zugesetzt werder kann, ohne die guten Ziehbarkeitseigenschaften der Dispersion
zu zerstören). Vorzugsweise wird eine Polymerisatkonzentration von 40 bis.70 Gewichtsprozent und insbesondere eine solche von
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50 bis 60 Gewichtsprozent angewendet.
Sofern die Fasern aus einer Lösung gezogen werden, wird eine PoIymerisatmenge
von etwa 10 bis 60 Gewichtsprozent und vorzugsweise eine solche von 20 bis 35 Gewichtsprozent, bezogen auf das
Gewicht der Lösung, verwendet.
Es versteht sich natürlich, daß die Konzentration jeder einzelnen Komponente u.a. in Abhängigkeit von der Gegenwart von gegebenenfalls
vorhandenen anderen Komponenten, von deren Konzentration und deren relativen Auswirkungen auf die Viskosität der Ausgangsflüssigkeit
gewählt werden muß.
Das Ausgangsmaterial für das Ziehen der Pasern muß eine gewisse
elektrische Leitfähigkeit aufweisen, die jedoch erheblich schwanken kann. Vorzugsweise werden z.B. Ausgangslösungen mit einer
Leitfähigkeit von 1- 10 bis 5 » 10 fL -cm verwendet.
Das Ausgangsmaterial für das Ziehen der Fasern kann mittels eines,
beliebigen Verfahrens in das elektrostatische Feld überführt werden. Dies kann z.B. geschehen, indem man das Ausgangsmaterial .an eine
geeignete Stelle im elektrostatischen Feld bringt, wobei man es zu einer Düse zuspeist, von der es durch das elektrostatische Feld
abgezogen wird und wobei die Fasein gezogen werden. Für diesen Zweck kann jede geeignete Einrichtung verwendet werden. So kann
das Ausgangsmaterial z.B. vom Füllraum einer Injektionsspritze zur Spitze der geerdeten Injektionsnadel, die sich in geeigneter
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Entfernung von einer elektrostatisch aufgeladenen Fläche befindet,
gedrückt werden. Beim Ausströmen aus der Injektionsnadel werden
zwischen der Spitze der Injektionsnadel und der aufgeladenen Fläche die Fasern gezogen.
Tropfen des Ausgangsmaterials für das Ziehen der Fasern können auch auf andere Weise in das elektrostatische Feld gebracht werden,
wobei nur darauf zu achten ist, daß sie im Feld in einem gewissen Abstand von der aufgeladenen Oberfläche gehalten werden,
so daß es zur Faserbildung kommt. So kann das Ausgangsmaterial zum Beispiel auf einem kontinuierlichen Träger, wie einem Metalldraht,
in das elektrostatische Feld gebracht werden.
Sofern eine Flüssigkeit durch eine Düse in das elektrostatische Feld eingedüst wird, können natürlich zur Erhöhung der bei der
FaserhersteH vr.g erzielten Ausbeute auch mehrere Düsen verwendet
werden. Andsrerseits können auch Vorrichtungen, wie perforierte
Platten, denen durch ein Leitungssystem die Ausgangsflüssigeeit zugespeist wird, zum überführen dieser Flüssigkeit in das elektrostatische
Feld eingesetzt werden.
Gemäß einer Ausführungsform werden die Fasern zu einer kontinuierlichen
aufgeladenen Fläche gezogen, wie zu einer Trommel, über welche ein Band läuft, das von der aufgeladenen Fläche wegführt
und welches die hergestellten auf dem Band abgelagerten Fasern mit sich transportiert. Diese A'usführungsform ist in den Zeichnungen
dargestellt. Figur 1 stellt eine diagrammatische Seitenan-
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sieht der in dieser Ausführungisform verwendeten Anlage dar.
In Figur 1 ist die geerdete Injektionsnadel durch die Bezugszahl 1 gekennzeichnet. Zu dieser Injektionsnadel
wird aus einem Vorratsbehälter das Ausgangsmaterial für das Ziehen der Fasern mit einer in Abhängigkeit von der Menge
der hergestellten Fasern gewählten Geschwindigkeit zugespeist. Das Gazeband 2 wird von einer Antriebsrolle 3 angetrieben und
läuft über eine elektrostatisch aufgeladene Leerlaufrolle 4, die von
einem Generator 3 gespeist wird (Im vorliegenden Fall von einem
Van-de-Graaff-Generator).
Das Abziehen der Fasermatte 6 vom Transportband 1 kann mittels beliebiger Verfahren durchgeführt werden, wie durch Absaugen mittels
eines Druckluftstrahls oder mittels eines anschließenden weiteren Bandes oder einer zweiten Rolle. Vorzugsweise wird die
Fasermatte zerschnitten und abgehoben. In der Figur ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der die Matte durch eine gegen das
Band rotierende Rolle 7 abgenommen wird.
Die bestmögliche Entfernung der Düse von der elektrostatisch aufgeladenen
Fläche wird auf verhältnismäßig einfache Weise durch wiederholte Versuche festgestellt. Es -wurde gefunden, daß
die bestmögliche Entfernung bei Anlegung eines elektrostatischen Potentials von 20 kV von 5 bis 35 cm beträgt, daß diese bestmögliche
Entfernung jedoch mit sich verändernder elektrostatischer Aufladung, anderen Dimensionen der verwendeten Düse, veränderten
Fließgeschwindigkeiten und elektrostatisch aufgeladenen Flächen jedoch ebenfalls andere Werte annimmt, so daß sie-am besten von
Fall zu Fall versuchsweise ernittelt wird.
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Ein anderes Verfahren zum Sammeln der hergestellten Fasermatten
ist die Verwendung einer rotierenden großen zylindrischen im wesentlichen wie vorstehend beschrieber
arbeitenden Sammelfläche, von der die aufgesammelten Fasern jedoch anstelle eines Bandes durch eine nicht elektrisch
leitende Aufnahmevorrichtung von einer anderen Stelle abgenommen werden. Bei wieder einer anderen Ausführungsform kann die elektrostatisch
aufgeladene Oberfläche aus den Seiten eines rotierenden Rohres bestehen, das koaxial zur Düse und in geeigneter Entfernung
von ihr angeordnet ist. Die Ablagerung der Fasern und die Herstellung eines Rohrer körnen auch mittels eines zylindrischen
Formers durchgeführt werden. Der Former kann aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt werden. Vorzugsweise wird ein metallischer
Former verwendet, der insbesondere aus Aluminium besteht. Das hergestellte Rohr kann vom Former mittels vieler Verfahren
abgezogen werden. Insbesondere wird ein hergestelltes Polyurethanrohi
von einem Aluminiumformer vorzugsweise abgeschält, während
man ein Polytetrafluoräthylenrohr vorzugsweise durch Lösen eines Aluminiumformers in einer Natriumhydroxidlösung herstellt. Um
das Abschälen des Polyurethanrohres vom Aluminiumformer zu erleichtern, wird dieser einfach mit einer Schicht aus elastischem
Polyurethanschaum beschichtet.
Das angelegte elektrostatische Potential beträgt üblicherweise
von 5 bis 1000 kV, vorzugsweise von 10 bis 100 kV und insbesondere von 10 bis 50 kV. Das erforderliche elektrostatische Potential
kann auf jede geeignete V/eise erzeugt werden. In Figur 1 ist demgemäß
die Verwendung eines herkömmlichen Van-de-Graaff-Generators
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dargestellt, es können jedoch auch andere handelsübliche und bekanntermaßen
bequemere Vorrichtungen zur Erzeugung des erforderlichen Potentials eingesetzt werden.
Natürlich ist es wichtig, die elektrostatische Ladung nicht von der.aufgeladenen Fläche abzuleiten und,sofern diese Fläche in Kontakt
mit zusätzlichen Einrichtungen, wie dem Sammelband für die hergestellten Fasern,steht, müssen diese Zusatzeinrichtungen aus
nicht leitendem Material hergestellt sein (wodurch aber natürlich die aufgeladenene Fläche nicht von dem in Fasern zu ziehenden
Material isoliert werden darf. Es wurde gefunden, daß sich ein Band aus dünnem Terylen-(RlM)-Netz mit einer Maschenweite von 3mm
gut für den erfindungsgemäßen Zweck eignet . Natürlich werden alle
tragenden Teile, Lager und alle anderen Bestandteile der Anlage in dem erforderlichen und geeigneten Maß isoliert. Diese Vorkehrungen
sind aber selbstverständlich.
Zur Erzielung großer Produktionsgeschwindigkeiten muß das Här-,
ten der Fasern sehr schnell durchgeführt werden, was durch Verwendung konzentrierter Ausgangsmaterialien für das Ziehen der
Fasern (so daß eine möglichst geringe Flüssigkeitsmenge entfernt werden muß), von leicht flüchtigen Lösungsmitteln (z.B. kann die
Flüssigkeit vollständig oder teilweise aus niedrig siedenden organischen
Flüssigkeiten bestehen) und durch Anwendung von verhältnismäßig hohen Temperaturen in der Nähe des Faserbildungsgebietes
erreicht wird. Die Verwendung eines gasförmigen, üblicherweise aus Luft bestehenden Gebläsestroms und insbesondere eines warmen
Gasstroms führt häufig zu einer Beschleunigung des Aushärtens der
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Fasern. Ein genaues Ausrichten des Luftstroms kann auch zur Ablagerung
der Fasern in der erwünschten Lage oder Richtung verwendet werden. Bei Anwendung·der in den Beispielen beschriebenen Bedingungen
sind jedoch zur Sicherstellung einer ausreichend raschen Aushärtung der Fasern keine zusätzlichen Vorkehrungen erforderlich.
Es wurde gefunden, daß während der Bildung der Fasern und während ihrer Überführung von der Düse zum Band ein ausreichendes
Aushärten (im beschriebenen Fall ein Dehydratisieren) schon bei Raumtemperatur stattfindet, ohne daß die Anwendung zusätzlicher,
das Aushärten fördernder Hilfsmaßnahmen erforderlich ist.
Erfindungsgemäß hergestellte Fasermatten können eine Dicke zwischen
wenigen Mikron und mehreren Zentimetern aufweisen, wobei die Dicke der hergestellten Matten natürlich von deren Anwendungszweck abhängt. So weisen für Auskleidungen und Überzugsschichten
bzw.Oberflächenbeschichtungen bestimmte Matten Dicken von 5 bis
100 und vorzugsweise von 10 bis 50 Mikron und erfindungsgemäße Matten für Wundverbände eine Dicke von 25 bis I5OO und vorzugsweise
von 50 bis 1000 Mikron auf. ' ' '
Die Porengröße der erfindungsgemäßen Fasermatten beträgt geeigneterweise
von 0,001 bis 5OO Mikron. Matten für Auskleidungen und
Beschichtungen weisen zweckmäßigerweise eine ausreichende Porosität auf, um das Eindringen der Zellen in die Poren zu gestatten
und vorzugsweise betragen die Porendimensionen ungefähr 5 bis Mikron und insbesondere 7 bis 15 Mikron. Fasermatten für Wundver-
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bände werden hinsichtlich ihrer Porengröße in Abhängigkeit von der Hydrophobität des verwendeten Polymerisats und je nachdem gewählt,
ob sie bei ihrer Anwendung kleben oder nicht kleben sollen. D^e Porengröße von klebenden Polyurethan-Wundverbänden
beträgt typischerweise 50 bis 100 Mikron und die von nicht klebenden Polytetrafluoräthylen-Wundverbänden
von 1 bis 50 Mikron.
Die Pasermatten weisen nach ihrer Herstellung aus den gezogenen Fasern in unverändertem Zustand Porositäten von 55 bis 95 Prozent
auf, welche sich durch geeignete Komprimierungs-Nachbehandlurren
auf solche von nur 1 Prozent verringern lassen. Die gewählte Porosität hängt von der im Einzelfall beabsichtigten Anwendung
ab und beträgt typischerweise für Auskleidungen bzw. Oberflächenbeschichtungen 75 Prozent, für klebende Wundverbände'80
und für nicht klebende Wundverbände 60 Prozent. Unter Porosität wird der von T.pprräumen eingenommene Volumenanteil der erfindungsgemäßen
Fasermatte verstanden.
Sofern die Fasern aus einer Dispersion gezogen werden, verwendet man Ausgangsdispersionen mit einer Größe der dispergierten Teilchen
von 0,01 bis 1 Mikron und vorzugsweise von 0,1 bis 0,3 Mikron.
Wegen der großen Oberfläche der erfindungsgemäßen Matten ist es erforderlich, eine Reihe aktiver Teilchen zu.immobilisieren, so
daß sie dadurch gezwungen werden, an der Stelle zu wirken, auf die sie aufgebracht worden sind, so daß sie nicht den ganzen Kör-
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- 23 per durchdringen.
Zu immobilisierende Teilchen sind z.B. Enzyme,Medikamerteund Aktivkohle.
Diese Teilchen werden gegebenenfalls zu den zu ziehenden Lösungen oder Dispersionen zugesetzt oder die hergestellten Fasermatten werden anschließend mit ihnen behandelt.
Obwohl für einige Anwendungszwecke Fasermattenmaterialien mit großer Oberfläche, d.h. mit dünnen Fasern, erforderlich ist, erfordern
andere Anwendungszwecke Fasermatten mit hoher Porosität. In unserer GB-Patentanmeldung ^l 873/7^ wird ein Verfahren zur
Herstell'.:r:p- von Materialien mit einer Kombination aus der erwünschten
Porosität und der erwünschten spezifischen Oberfläche beschrieben, gemäß dem ein Elektrolyt zum Ausgangsmaterial für
das Faserziehen zugesetzt oder die Matte nach ihrer Herstellung einer Komprimierungsbehandlung unterworfen wird.
Polytetrafluoräthylen und Polyester werden bei nicht benetzenden Anwendungszwecken vorzugsweise als Polymerisate eingesetzt, was
jedoch nicht ausschließt, daß die vorgenannten Polymerisate nach Zusetzen eines benetzbaren Zusatzmittels auch bei Änwendungsdungszwecken
verwendet werden, die eine Benetzung erfordern. Als benetzbares Zusatzmittel wird vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise,
ein anorganisches, zweckdienlicherweise hitzebeständiges Material verwendet, das bei den angewendeten Bedingungen
eine ausreichende Stabilität aufweist. Obwohl das benetzbare Zusatzmittel gegenüber den Körperflüssigkeiten vorzugsweise stabil
ist und nicht zu schnell oder überhaupt nicht ausgelaugt wird, besteht doch die Möglichkeit, daß in manchen Fällen eine Reaktion
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oder ein Lösen des benetzbaren Zusatzmittels mit oder in der Körperflüssigkeit nützlich bzw. wünschenswert ist. Wie ohne
weiteres ersichtlich, ist es außerdem wichtig, daß die Gegenwart eines benetzbaren Additivs die Festigkeit des erfindungsgemäßen
Fasermattenmaterials nicht soweit herabsetzt, daß dessen Handhabung oder Verwendung unnötig schwierig wird oder daß
die Dimensionsstabilität der hergestellten Matten in unerwünschtem Ausmaß beeinträchtigt wird. Vorzugsweise wird als benetzbares
Zusatzmittel ein anorganisches Oxid oder Hydroxid verwendet, wie Zirkoniumoxid', Titanoxid und Chromoxid, sowie die Oxide
und Hydroxide von Magnesium und Calcium, obwohl auch andere geeignete Materialien oder Gemische solcher Materialien eingesetzt
werden können. Verfahren zum Einarbeiten von benetzbaren Zusatzmitteln sind in der GB-Patentanmeldung ;41 873/7^ beschrieben.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.
In diesem Beispiel wird die in Figur 1 dargestellte Ausführungsform einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens verwendet. Das verwendete Band besteht aus einem "Terylen"-(RTM)-Netz mit einer Breite von 15 cm, die Ziehdüse
weist einen Durchmesser von 0,25 mm auf und befindet sich in einem Abstand von 15 cm von der elektrostatisch aufgeladenen
Rolle, deren Durchmesser 10 cm und deren Breite 16 cm betragen.
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Zu 80 g einer wässrigen Dispersion von Polytetrafluoräthylen mit
einer mittleren Teilchengröße (Zahlenmittel) von 0,22 Mikron (Das spezifische Standardgewicht des Polymerisats beträgt 2190)»
die 3,6 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Dispersion, an Netzmittel (Triton X 100, Hersteller : Rohm & Haas) enthält
und einen Polymerisatgehalt (als Feststoff) von 60 Gewichtsprozent aufweist, werden 20 g einer 10 gewichtsprozentigen wässrigen Lösingwi
Polyäthylenoxid (PEO) mit einem mittleren Molekulargewicht (MW) von 2 * 10"3 zugesetzt. Das fertige Gemisch enthält 48 Gewichtsprozent
Polytetrafluoräthylen und ungefähr 2 Gewichtsprozent Polyäthylenoxid und weist eine elektrische Leitfähigkeit von 1,8 10~ n." cm"
auf.
Die Suspension wird gut durchgemischt und aus dem Füllraum einer Injektionspritze durch eine geerdete Injektionsnadel gedrückt.
Die verwendete Elektrode weist eine elektrostatische Aufladung von 20 kV auf und zieht einen feinen Flüssigkeitsstrahl von der
aus der Injektionsnadel bestehenden Düse ab, der dann auf einer
Sammleroberfläche gesammelt wird. Die auf diese Weise gesammelten
Fasern sind trocken und weisen einen gleichmäßigen Querschnitt (1,0 bis 2,0 Mikron) auf. Die Fasern sind sehr brüchig und werden
vorsichtig vom Sammler abgezogen, bei 80 0C getrocknet und dann
in einem Titandioxidbett 15 Minuten bei 380 0C gesintert. Nach
dieser Behandlung hat die 200 Mikron dicke Fasermatte ihre Faserstruktur beibehalten und weist, da sie aus Fasern mit Durchmessern
von 1 bis 2 Mikron besteht,eine verhältnismäßig hohe Festigkeit auf.
Der mittels eines modifizierten "Owens und Wendt"-Verfahrens gemessene
Kontaktwinkel der Matte (Journal of Applied Polymer Science 1969, 13, Seiten 17^1 bis 17*17) beträgt 137° und bei einer Wassersäulen-Druckprüfung
führt ein Druck von 50 cm Wassersäule nicht zu einem Durchdringen dei Matte (Wassersäulen-Druckprüfung gemäß
BS 2823). Eine Scheibe der Matte mit einem Durchmesser von 1,3 cm wird auf die Oberfläche einer Wunde eines Kaninchens aufgebracht,
dem an der betreffenden Stelle die Haut in ihrer vollen Dicke entfernt worden ist. Die Geschwindigkeit der Haut-Neubildung ist
dabei geringfügig größer als bei einer offenen Vergleichswunde. Es wird kein Einsickern von Körperflüssigkeit in die aufgebrachte
Fasermatte beobachtet.
Das vorstehend beschriebene Herstellungsverfahren wird wiederholt und damit eine Matte mit einer Dicke von 800 Mikron, einer Porosität
von 83 Prozent und der in der nachstehenden Tabelle I angegebenen PorengrÖßenverteilung erhalten. Die Matte wird 3 Minuten bei
100 0C unter Anwendung eines Druckes von 28,12 at auf eine Dicke
von 300 Mikron komprimiert und dann 15 Minuten auf eine Temperatur
von 38O C erhitzt. Nach dieser Behandlung erhält man eine
Matte mit einer Dicke von ^00 Mikron, einer Porosität von 59 Prozent
und einer PorengrÖßenverteilung, welche die in Tabelle II angegebenen Werte aufweist.
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Tabelle I
Porengrößenverteilung der unbehanddten Pasermatte unmittelbar
nach ihrer Herstellung
Porendurchmesser, Mikron Prozent an Poren mit kleineren
Durchmessern
100 | Tabelle II | 100 |
60 | 80 | |
8 | 50 | |
2 | 30 | |
Porengrößenverteilung der nachbehandelten Pasermatte
Porendurchmesser, Mikron Prozent an Poren mit kleineren
Durchmessern
100 100
.15 85
2,5 75
2 ■ 67 · ' ■ "
.1,2 50
Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß zur Erzielung einer Leitfähigkeit des Ausgangsmaterials
von 1,2 10~ jtl"1 ' cm" Kaliumchlorid zum Ausgangsmaterial
zugesetzt wird. Die erhaltenen Fasern weisen nach dem Sintern
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Durchmesser von 0,5 bis 1,4 Mikron auf.
Beispiel 1 wird wiederholt, dabei jedoch Polyäthylenoxid mit einem
mittleren Molekulargewicht von 2 · ICK verwendet. Die erhaltenen
Fasern weisen nach dem Sintern Durchmesser von 0,9 bis 1,6 Mikron auf und es werden 50 Mikron dicke Matten hergestellt.
Der Kontaktwinkel der Matten (Gemessen wie in Beispiel 1) beträgt 123° und die Matte wiedersteht einem Wasserdruck von 16,5 cm
Wassersäule.
Beispiel 1 wird wiederholt, dabei jedoch die in Figur 2 dargestell
te Sammleroberfläche aus Metallgaze verwendet, auf welcher die Fasermatte beim anschließenden Sintern aufgebracht bleibt.
Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt, dabei jedoch eine Lösung mit einem Gehalt von 25 Gewichtsprozent Polyurethan (DeI-taflex
330 S_) in einem Dimethylformamid/Methyläthylketongemisch
mit einer elektrischen Leitfähigkeit von 1 10~ jQ. - era" verwendet
und es wird als Sammlereinrichtung ein Metallrohr (10) mit einer Manschette (11) aus flexiblem offenzelligem Polyurethanschaum
(vgl. Figur 3) eingesetzt, das mit 100 UpM rotiert.
Die Polyurethaniksern weisen nach ihrer Herstellung mittlere
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Durchmesser von 2 bis· 4 Mikron auf und werden in Form eires Rohres
gesammelt, das nach Beendigung des Ziehens eine Dicke von ungefähr 2 mm aufweist und vom Polyurethanschaum abgezogen werden
kann.
Das Verfahren gemäß Beispiel 5 wird wiederholt, dabei das Produkt
jedoch in Form einer flachen Matte mit einer Dicke von 75 Mikron gesammelt.
Der Kontaktwinkel der Matte (gemessen wie in Beispiel 1) beträgt 73° und die Matte widersteht einem Druck von 1,5 cm Wassersäule.
Ein Teil der Matte wird, wie in Beispiel 1, auf seine Wirksamkeit als Wundverband geprüft. Die heilende Wunde weist ein
ordentliches und sauberes Aussehen auf und es sind keine groben Strukturen zu beobachten.
Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt, dabei jedoch ein röhrenförmiger Aluminiumsammler mit 0,5 mm dicken Wänden verwendet
und die hergestellten Polytetrafluoräthylenfasern werden direkt auf dem Metall gesammelt. Es wird eine erste Polytetrafluoräthylenschicht
auf den Sammler aufgebracht, dann eine enganliegende Nicrom-Drahtspirale mit einem Durchmesser von 0,2 mm
und anschließend wird auf diese noch einmal eine Schicht aus
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Polytetrafluoräthylenfasern aufgebracht. Dann wird das gesamte
hergestellte Mehrkcmponentenrohr auf dem Sammler gesintert. Das Rohr wird vom Sammler durch Auflösen des Sammlers in konzentrierter
Natriumhydroxidlösung entfernt.
Das in Beispiel 7 beschriebene Verfahren wird wiederholt, es wird jedoch dabei eine spiralenförmig gewundene Glasfaser mit einem
Durchmesser von 0,02 mm als Verstärkung verwendet. Die Glasfaser wird in mehreren Schichten aufgebracht. Es werden mittels der
in den Beispielen 7 und 8 beschriebenen Verfahren Rohre mit Durchmessern von 1 bis 10 cm hergestellt.
Unter Verwendung eines porösen, elektrisch leitenden Formers wird auf diesem unregelmäßige Konturen aufweisenden Former eine
Oberflächenbeschichtung aufgebracht. Dabei wird eine ausreichende Saugwirkung in von der Oberfläche, auf welche die Fasern aufgebracht
werden, wegführender Richtung angelegt, um eine den Konturen des Formers genau entsprechende Beschichtung mit der
Fasermatte zu erhalten. Eine solche Beschichtung kann z.B. auf ein künstliches Körperteil mittels eines geeigneten Klebstoffes ■>
wie Nylon in Ameisensäure oder Polyurethan in Dimethylformamid, aufgeklebt werden.
Eine Staubmaske zur Pollenfiltration wird durch Anfertigen eines
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genau -über Mund und Nase passenden Modells, durch Metallisieren der Oberfläche dieses Modells, um ihr eine ausreichende elektrische
Leitfähigkeit zu verleihen, und durch Aufbringen einer ungefähr 3 mm dicken Matte aus Polyurethanfasern auf dieses Modell
hergestellt, die nach dem Trockenen vom Modell abgetrennt wird und eine genau passende, sowohl leichte als auch ausreichend
elastische Gesichtsmaske darstellt.
Gemäß dem in Beispiel 1 beschriebenen allgemeinen Verfahren hergestellte
.Matten mit einem Durchmesser von 10 cm, einem mittleren
Faserdurchmesser von 1 bis 2 Mikron, mit einer mittleren Porengröße von 5 Mikron und einer Porosität von 80 Prozent werden als
Luftfilter eingesetzt und, sofern das verwendete Polymerisat geeignete Eigenschaften aufweist jauch als Filter für Flüssigkeiten,
wie für Wasser oder Bier. Sofern die Matte aus einem hydrophoben Material, wie Polytetrafluoräthylen besteht, kann zum Durchpressen
einer wässrigen Flüssigkeit durch die Fasermatte ein gewisser Druck erforderlich sein. Bei der Verwendung der Fasermatte als
Diaphragma für z.B. Blut oder andere flüssige Oxygenierungsverfahren
ist jedoch eine gewisse Hydrophobität erwünscht.
Unter Verwendung eines zylindrischen Formers aus Edelstahl mit einem Durchmesser von 1,6 cm, der mit einem Potential von 20 kV
elektrostatisch aufgeladen istjwird eine 10 gewichtsprozentige
Polyur-ethanlösung ("Daltamold" 338 E) in Dimethylformamid elektrostatisch
mit einer Geschwindigkeit von 0,7 g Polyurethan je Stunde durch eine Injektionsnadel zu einer Faser gezogen. Das erhal-
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tene röhrenförmige. Formteil weist eine Wandstärke von 0,4 mm ein Gesamtporenvolumen von 1800 mm /g und einen mittleren Porenradius
von 9,4 Mikron auf und besteht aus.Polymerisatkügelchen mit
Durchmessern von ungefähr 10 Mikron die über 0,4 Mikron dicke
Fasern miteinander vernetzt sind.
Fasern miteinander vernetzt sind.
Ein Teil dieses Produkts wird durch Vernähen in die absteigende Aorta eines Schweins implantiert, das Schwein 10 Tage danach getötet
und das Transplantat untersucht. Im großen und ganzen
zeigt diese Untersuchung, daß das Transplantat verträglich ist
und es v/erden keine Anzeichen von intravasculärer Thrombose gefunden. Die histologische Untersuchung ergibt, daß Verbindungsgewebe gebildet worden ist, das kapillar in die Zwischenräume
zwischen den Fasern des Transplantats hineingewachsen ist.
zeigt diese Untersuchung, daß das Transplantat verträglich ist
und es v/erden keine Anzeichen von intravasculärer Thrombose gefunden. Die histologische Untersuchung ergibt, daß Verbindungsgewebe gebildet worden ist, das kapillar in die Zwischenräume
zwischen den Fasern des Transplantats hineingewachsen ist.
Beispiel 1 wird wiederholt, dabei jedoch eine Lösung von 10 Gewichtsprozent
Polyamid (Maranyl A 100) in Ameisensäure als Ausgangsmaterial für das Faserziehen verwendet. Die gesammelten Fasern weisen trockene Konsistenz auf und einen gleichmäßigen
Querschnitt von 0,06 bis 0,5 Mikron.
Querschnitt von 0,06 bis 0,5 Mikron.
Das vorstehende Herstellungsverfahren wird wiederholt, dabei jedoch
eine Lösung von 16 Gewichtsprozent Maranyl A 100 in Ameisensäure verwendet. Die gesammelten Fasern weisen ebenfalls trockene
Konsistenz und gleichmäßige Querschitte von 0,70 bis 2,8 Mikron auf,
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- 33 Beispiel 13
Beispiel 1 wird wiederholt, dabei jedoch eine Lösung von 12 Gewichtsprozent Polyacrylnitril in Dimethylformamid als Ausgangsmaterial
für das Faserziehen verwendet. Die gesammelten Pasern sind trocken und weisen einen gleichmäßigen Querschnitt von
0,8 bis 1,1 Mikron auf.
Beispiel 1 wird wiederholt, es wird dabei jedoch eine 10 gewichts·
prozentige Lösung eines Polyacrylnitril/Vinylidenchlorid-Mischpolymerisats
(Viclan A -85/02)in Tetrahydrofuran als Ausgangsmaterial
für das Ziehen der Fasern verwendet. Die gesammelten Fasern sind trocken und weisen gleichmäßige Querschnitte von
1,0 bis 2,0 Mikron auf.
Es wird ein Wundverband, wie in Figur 4 dargestellt, aus einer Unterlage
aus einem gewebten Textilmaterial 12 mit einer klebenden Oberfläche 13, einem Polster aus absorbierendem Material 1*J und
einer dieses Polster bedeckenden Schicht 15 aus einem erfindungsgemäßen Fasermattenmaterial, das gemäß dem in Beispiel 1 beschriebenen
Verfahren erhalten worden ist, hergestellt. Die klebende Schicht 13 der Unterlage wird durch einen Schutzüberzug 16 geschützt,
der vor dem Aufkleben des Wundverbandes abgezogen wird.
Patentansprüche:
609808/0932
Claims (1)
- Patentansprüche/1. Fasermattenmaterial, dadurch gekennzeichrn e t , daß es durch elektrostatisches Ziehen eines organischen Materials zu Fasern und Aufnehmen der Fasern in oder auf einer geeigneten Sammelvorrichtung hergestellt worden ist.2. Fasermattenmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es hauptsächlich aus Fasern mit einer mittleren Porengröße von 0,001 bis 500 Mikron besteht.3. Fasermattenmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Porosität von 1 bis 95 Prozent aufweist.1J. Fasermattenmaterial nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß es hauptsächlich aus Fasern besteht, die aus faserbildenden thermoplastischen Materialien mit hohem Moleku-. largewicht, Fluorkohlenwasserstoffen, Silikonen oder Harnstoff-Formaldehydmaterial Len hergestellt- worden sind.5. Fasermattenmaterial nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es in Form eines Wundverbandes vorliegt.6. Wundverband nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daßer Fasermattenmaterial mit einer Dicke von 2? bis 1500 Mikron enthält..&098US/09327. Wundverband nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daßer Fasermattenmaterial mit einer Dicke von 50 bis 1000 Mikron enthält.8. Wundverband nach Anspruch 5> 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß er Fasermattenmaterial mit einer mittleren Porengröße von " 1 bis 100 Mikron enthält.9. Wundverband nach Anspruch 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß er Fasermattenmaterial mit einer Porosität von 60 bis 80 Prozent enthält.10.Wundverband nach Anspruch 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß er Fasermattenmaterial aus elektrostatisch gezogenen Fasern auf einer Unterlagenschicht enthält.11. Wundverband nach Anspruch 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß er Fasermattenmaterial aus elektrostatisch gezogenen Fasern auf einer Unterlagenschicht enthält, und daß zwischen dieser Unterlagenschicht und dem Fasermattenmaterial ein absorbierendes Polster angeordnet ist, das flächenmäßig kleiner als die Fasermatte ist oder die gleiche Fläche wie diese aufweist.12. Fasermattenmaterial nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es in Form einer prothetischen Vorrichtung vorliegt.-603303/093213. Fasermattenraaterial nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß es in Form einer Auskleidung oder einer Oberflachenbeschichtung einer prothetischen Vorrichtung vorliegt und eine Dicke von 5 bis 100 Mikron aufweist.lh."Auskleidung bzw. Oberflachenbeschichtung nach Anspruch 13* dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Mattendicke von 10 bis 50 Mikron aufweist.15. Auskleidung bzw. Oberflachenbeschichtung nach Anspruch 12, 13 oder 14,-dadurch gekennzeichnet, daß die Matte eine mittlere Porengröße von 5 bis 25 Mikron aufweist.16. Auskleidung bzw. Oberflachenbeschichtung nach Anspruch 12 bis15, dadurch gekennzeichnet, daß die Matte eine mittlere Porengröße von 7 bis 15 Mikron aufweist.17. Auskleidung bzw. Oberflachenbeschichtung nach Anspruch 12 bis16, dadurch gekennzeichnet, daß die Matte eine Porosität von 70 bis 80 Prozent aufweist.18. Auskleidung bzw. Oberflachenbeschichtung nach Anspruch 12 bis17, dadurch gekennzeichnet, daß die Matte mit einem Verstärkungsmaterial verstärkt ist.19. Auskleidung bzw. Oberflachenbeschichtung nach Anspruch l8, dadurch gekennzeichnet, daß die Matte mittels eines metallischen609808/0932oder Polymerisatmaterials oder unter Verwendung von Glasfasern als Verstärkungsmaterial verstärkt ist.20. Auskleidung oder Oberflächenbeschichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Matte mittels eines gewebten oder nichtgewebten Textilmaterials bzw. mittels einer Spirale aus dem Verstärkungsmaterial verstärkt ist.21. Fasermattenmaterial nach Anspruch 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß es auf der Oberfläche der Fasern fixierte, unbewegliche Enzyme, Arzneimittel oder Aktivkohlen enthält.22. Fasermattenmaterial nach Anspruch 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern ein ihnen einverleibtes anorganisches Material enthalten.23. Fasermattenmaterial nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern als anorganisches Material einen Elektrolyten enthalten.2h. Fasermaterial nach Anspruch 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß es Polytetrafluoräthylenfasern enthält.25. Verfahren zur Herstellung des Fasermaterials nach Anspruch 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lösung des faser-■ bildenden Material? in einem geeigneten Lösungsmittel elektrostatisch zu Fasern gezogen wird, welche anschließend auf oder in einer geeigneten Sammelvorrichtung in Form einer Matte609808/0932mit der erwünschten Form gesammelt werden.26. Verfahren zur Herstellung eines Fasermattenmaterials nach Anspruch 1 bis 2k, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern elektrostatisch aus einer Dispersion den faserbildenden Materials gezogen und anschließend in geeigneter Form auf der Sammelvorrichtung gesammelt werden.27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermattenmaterial nach seiner Herstellung gesintert wird.28· Verfahren nach Anspruch 25 bis 2J, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgangsmaterial für das Ziehen der Fasern eine zusätzliche, die Viskosität erhöhende organische Polymerisatkomponente zugesetzt wird.0 0/0932Leerseite
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