DE3016034A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von formkoerpern durch elektroablagerung faserartiger substanzen mit elektrophoretischen eigenschaften - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung von formkoerpern durch elektroablagerung faserartiger substanzen mit elektrophoretischen eigenschaften

Info

Publication number
DE3016034A1
DE3016034A1 DE19803016034 DE3016034A DE3016034A1 DE 3016034 A1 DE3016034 A1 DE 3016034A1 DE 19803016034 DE19803016034 DE 19803016034 DE 3016034 A DE3016034 A DE 3016034A DE 3016034 A1 DE3016034 A1 DE 3016034A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fibrous substance
electrodeposition
aqueous suspension
cathode
guide plates
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19803016034
Other languages
English (en)
Other versions
DE3016034C2 (de
Inventor
Masayuki Funabashi
Tohshichi Kitago
Naohiro Murayama
Masakazu Takaiwa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kureha Corp
Original Assignee
Kureha Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kureha Corp filed Critical Kureha Corp
Publication of DE3016034A1 publication Critical patent/DE3016034A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3016034C2 publication Critical patent/DE3016034C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/26—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it also being fibrous or filamentary
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D1/00—Electroforming
    • C25D1/12—Electroforming by electrophoresis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/20—All layers being fibrous or filamentary
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/20—Properties of the layers or laminate having particular electrical or magnetic properties, e.g. piezoelectric
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
    • Y10T428/1324—Flexible food casing [e.g., sausage type, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
    • Y10T428/1334—Nonself-supporting tubular film or bag [e.g., pouch, envelope, packet, etc.]
    • Y10T428/1345—Single layer [continuous layer]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
    • Y10T428/1352—Polymer or resin containing [i.e., natural or synthetic]
    • Y10T428/1372—Randomly noninterengaged or randomly contacting fibers, filaments, particles, or flakes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft den in den Patentansprüchen angegebenen Gegenstand.
Der verwendete Ausdruck "faserartige Substanz mit elektrophoretischer Eigenschaft" bezeichnet faserartige Proteine, z.B. Kollagen, das in der Haut und den Sehnen von Säugetieren enthalten ist. Fibroin in Seide, Keratin in Haaren, Fibrinogen in Blut, Myosin in Muskeln und Casein in Milch.
Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, z.B. von Hüllen für die Verpackung von Würsten, Fäden für chirurgische Operationen, Saiten für Tennisschläger und Bahnen für Kunststoffhäute und -schichten, durch mittels Elektroablagerung bewirkte Verformung einer faserartigen Substanz mit elektrophoretischer Eigenschaft, z.B. einer Proteinfibrille wie Kollagen, sind bekannt. Zur Durchführung eines derartigen bekannten Verfahrens, wie es z.B. in der japanischen Patentveröffentlichung 13636/71 beschrieben ist, wird eine wässrige Suspension der angegebenen Proteinfibrille in ein mit mindestens einer Kathode und mindestens einer Anode ausgestattetes Gefäß eingebracht und durch Anlegen eines elektrischen Gleichstrompotentials zwischen den beiden Elektroden wird die angebene Proteinfibrille auf der Oberfläche einer der beiden Elektroden durch Elektroablagerung angesammelt unter Bildung von Formkörpern·
Wird beim angegebenen Verfahren der pH-Wert der wässrigen Suspension auf unter 6 eingestellt, so werden die Proteinfibrillen selektiv auf der Oberfläche der Kathode elektrisch abgelagert, und wird andererseits auf einen pH-Wert von über 9 eingestellt, so werden die Proteinfibrillen selektiv auf
0300U/0896
der Oberfläche der Anode elektrisch abgelagert.
Beim angegebenen Verfahren der Elektroablagerung bewegen sich aufgrund der Tatsache, daß die durch Elektroablagerung gebildeten Formkörper kontinuierlich von der Elektrode weggeführt und die wässrige Suspension der Proteinfibrille in das Elektroabscheidungsgefäß kontinuierlich als Rohmaterial eingespeist werden, die Proteinfibrillen in der wässrigen Suspension elektrophoretisch in praktisch der gleichen Richtung wie die Flußrichtung der wässrigen Suspension (welche im Elektroabscheidungsgefäß in einer festgelegten Richtung fließt) und lagern sich auf der Oberfläche der Elektrode ab.
Die durch Elektroablagerung auf diese Weise gebildeten Formkörper besitzen daher eine Struktur, in der die Proteinfibrillen praktisch in ein- und dieselbe festgelegte Richtung orientiert sind, was den Nachteil hat, daß die mechanische Festigkeit des Formkörpers vergleichsweise gering ist.
Zur Behebung dieser Schwierigkeiten wird in der japanischen Patentveröffentlichung 24257/1972 das folgende Verfahren beschrieben, das eine Verbesserung der mechanischen Festigkeit der durch kontinuierliche Elektroablagerung erhaltenen Formkörper bewirkt.
Zur Durchführung dieses bekannten Verfahrens wird eine wässrige Suspension von Proteinfibrillen kontinuierlich in das Elektroabscheidungsgefäß in gleicher Weise wie beim erstgenannten bekannten Verfahren eingebracht und die Proteinfibrillen werden aus der Suspension auf die vorbestimmte Oberfläche der Elektrode elektrisch abgelagert, worauf der auf diese Weise durch Elektroablagerung gebildete Formkörper aus
0 30 044/0896
— ο —
Proteinfibrillen kontinuierlich aus dem Gefäß entfernt wird, wobei jedoch die Fließrichtung der wässrigen Suspension im Elektroabscheidungsgefäß unterschiedlich von der Richtung ist, in welcher der Formkörper entfernt wird, so daß die auf dem Formkörper abgelagerten Fibrillen eine verschlungene und verfilzte Struktur haben, was die mechanische Festigkeit des Formkörpers verbessert.
In der letztgenannten Druckschrift wird ferner eine Vorrichtung zur Herstellung der angegebenen Formkörper beschrieben, welche ein Elektroabscheidungsgefäß umfaßt, das Versehen ist mit mindestens einer säulenförmigen Elektrode als Basis für die Elektroablägerung, mindestens einer entgegengesetzten Elektrode, Einrichtungen zur kontinuierlichen Entfernung des durch elektrische Ablagerung auf der Oberfläche der als Basis für die Elektroabscheidung dienenden Elektrode gebildeten Formkörpers aus dem Elektroabscheidungsgefäß, sowie Einrichtungen, die der in das Elektroabscheidungsgefäß eingespeisten wässrigen Suspension von Proteinfibrillen eine Richtung verleihen, die verschieden ist von der Richtung, in welcher der angegebene Formkörper aus dem Gefäß entfernt wird. Die angegebenen Einrichtungen zur Richtungsänderung der wässrigen Suspension ermöglichen ein Verfahren, bei dem eine spiralförmig nach oben gerichteter Fluß in der angegebenen wässrigen Suspension bewirkt wird, indem ein oder mehrere Spiralstreifen an der Innenfläche des Elektroabscheidungsgefäßes angebracht und die wässrige Suspension vom unteren Bereich des Gefäßes in tangentialer Richtung gegen den Querschnitt des Gefäßes befördert werden, oder sie ermöglichen die Durchführung eines Verfahrens, bei dem ein rotierender Fluß in der angegebenen wässrigen Suspension erzeugt wird durch Rotation eines Rührers um die säulenförmige Elektrode, auf welcher die faserartige Substanz durch Elektroabscheidung abgelagert
030044/0896
werden soll, wobei der Rührer an der entgegengesetzten Elektrode oder separat installiert ist.
Diese aus der japanischen Patentveröffentlichung 24257/1972 bekannten Verfahrens- und Vorrichtungsmerkmale führen zwar dazu, daß die Proteinfibrillen in dem durch Elektroablagerung auf der Elektrode gebildeten Formkörper gegenseitig verschlungen und verfilzt sind aufgrund des innerhalb des Gefäßes erzeugten Flusses der wässrigen Suspension in eine Richtung, die von der Richtung, in der der Formkörper entfernt wird, verschieden ist, doch besteht aufgrund der Tatsache, daß dabei der wässrigen Suspension nur eine Richtung der Drehbewegung verliehen wird, der durch Elektroablagerung auf der Elektrode gebildete Formkörper aus einer einzigen Schicht, in der praktisch nur ein- und dieselbe Struktur vorliegt. Die mechanische Festigkeit des nach diesem Stand der Technik erhaltenen Formkörpers ist daher nicht befriedigend.
Demgegenüber besitzt der erfindungsgemäße Formkörper eine stark verbesserte mechanische Festigkeit, da von der Überlegung ausgegangen wurde, daß die mechanische Festigkeit eines durch Elektroablagerung der angegebenen faserartigen Substanz erzeugten Formkörpers wesentlich verbessert sein wird, wenn dem Formkörper eine schichtförmige Struktur aus der faserartigen Substanz verliehen wird und wenn die Schichten eine voneinander unterschiedliche Orientierungsrichtung der faserartigen Substanz aufweisen. Es zeigte sich, daß erfindungsgemäß derartige übereinander angeordnete Schichten durch Elektroablagerung im gebildeten Formkörper erzielbar sind und daß die mechanische Festigkeit des auf diese Weise erhaltenen Formkörpers extrem verbessert ist, wobei zur Herstellung dieses Formkörpers mindestens zwei voneinander
030044/0896
verschiedene Fließrichtungen in der wässrigen Suspension der faserartigen Substanz während der Elektroablagerung erzeugt werden.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist daher aus einer wässrigen Suspension einer elektrophoretisch^! faserartigen Substanz ein Formkörper herstellbar, der sich durch ausgezeichnete mechanische Festigkeit auszeichnet und eine Struktur aus übereinander angeordneten Schichten der faserartigen Substanz aufweist, in denen die Orientierungsrichtung der faserartigen Substanz von Schicht zu Schicht verschieden ist.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Formkörper des erfindungsgemäßen Typs aus der angegebenen wässrigen Suspension der faserartigen Substanz kontinuierlich herstellbar.
Die erfindungsgemäßen Formkörper verdanken ihre hohe mechanische Festigkeit der angegebenen Struktur, in der übereinander angeordnete Schichten der faserartigen Substanz vorliegen, wobei die Orientierungsrichtung der faserartigen Substanz von einer Schicht zur anderen unterschiedlich ist.
Die Erfindung wird durch die beigefügte Zeichnung veranschaulicht in der darstellen
Figur 1 ein Vertikalquerschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform,
Figur 2 ein Vertikalquerschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform und
030044/0896
Figur 3 ein Querschnitt in Richtung A-A' der Figur 2.
Die erfinderischen Merkmale sind darin zu sehen, daß bei der Elektroablagerung bei einer faserartigen Substanz, die eine elektrophoretische Eigenschaft aufweist und in einem wässrigen Medium suspendiert ist, mindestens zwei unterschiedliche Fließrichtungen in der in das Elektroabscheidungsgefäß eingespeisten wässrigen Suspension erzeugt werden, insbesondere in Nachbarschaft zur Oberfläche der Elektrode, auf der die in der wässrigen Suspension vorliegende faserartige Substanz abgelagert wird. In der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird daher eine Einrichtung angebracht, welche den angegebenen speziellen Fluß in der wässrigen Suspension innerhalb des Elektroabscheidungsgefäßes bewirkt.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst eine wässrige Suspension einer faserartigen Substanz mit elektrophoretischen Eigenschaften, die als Ausgangsmaterial dient, in üblicher bekannter Weise hergestellt. Dient z.B. eine Rohhaut von Säugetieren als Ausgangsmaterial, so wird diese in einer Schneidma schine fein zerschnitten und nach dem Spalten und einer Feinzerkleinerung mit einem Refiner wird das Material in eine wässrige Suspension mit einem Feststoffgehalt von etwa 1% überführt und der pH-Wert der wässrigen Suspension wird auf unter 6, z.B. auf 3,5, eingestellt zur Herstellung des Ausgangsmaterials.
Danach wird die auf diese Weise gewonnene wässrige Suspension in ein zylindrisches Elektroabscheidungsgefäß des in Beispiel 1 dargestellten Typs eingebracht. Das zylindrische Elektroabscheidungsgefäß 1 (im folgenden als ED-Gefäß bezeichnet) zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist mit mindestens einer zylindrischen Anode 2 im Inneren des ED-
03G04W0896
Gefäßes 1 sowie mit mindestens einer zylindrischen Kathode 3 im Zentralbereich des ED-Gefäßes versehen. Um die Kathode 3 werden 2 spiralförmige Führungsplatten 4 und 4' installiert, welche in solcher Weise ausgestaltet sind, daß durch sie der Fluß der wässrigen Suspension im ED-Gefäß in mindestens zwei voneinander verschiedene Richtungen abgelenkt wird. Im unteren Bereich des ED-Gefäßes 1 befindet sich eine Zuführöffnung 5 für die wässrige Suspension und im oberen Bereich des ED-Gefäßes ist eine Rolle 6 vorgesehen zum Herausnehmen des auf der Kathode durch Elektroablagerung gebildeten Formkörpers aus dem ED-Gefäß 1 .
Die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung ist ferner mit einem Diaphragma 8 zwischen der Anode 2 und Kathode 3 versehen und eine saure Lösung, z.B. eine wässrige Salzsäurelösung, wird zwischen das Diaphragma 8 und die Anode 2 eingebracht, um Schwankungen des pH-Wertes in den in der Anodenkammer und der Kathodenkammer befindlichen Flüssigkeiten zu verhindern. In Figur 1 sind der Auslaß für die abfließende wässrige Suspension mit 7, der Einlaß für die saure Lösung mit 9 und der Auslaß für die saure Lösung mit 10 bezeichnet.
Zur Formkörperbildung durch Elektroablagerung wird die wässrige Suspension in das ED-Gefäß 1 durch die Zuführöffnung 5 eingespeist und ein elektrisches Gleichstrompotential wird zwischen der Anode 2 und Kathode 3 angelegt.
Die eingespeiste wässrige Suspension fließt sodann längs der Führungsplatten 4 und 4' in einer Spiral- oder Schraubenbewegung, wobei die Richtung der Spiralbewegung, wie aus Figur ersichtlich, im Bereich des unteren Teils der Kathode 3 durch die Führungsplatte 4 entgegen der Uhrzeigerrichtung erfolgt.
030044/0896
301603A
andererseits jedoch im Bereich des oberen Teils der Kathode 3 durch die Führungsplatte 4' in Uhrzeigerrichtung bewirkt wird. Selbstverständlich haben fast alle in der wässrigen Suspension vorliegenden Fibrillen Längsrichtungen, die gleich der Richtung der Spiralbewegung der im Fluße befindlichen wässrigen Suspension sind, und demzufolge weist der durch Elektroablagerung der faserartigen Substanz auf der Kathode 3 gebildete Formkörper übereinander angeordnete Schichten auf, die eine unterschiedliche Orientierung der faserartigen Substanz von Schicht zu Schicht haben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann dann, wenn die faserartige Substanz auf die Außenfläche einer Elektrode durch Elektroablagerung aufgebracht werden soll, mit mehr als mindestens zwei Führungsplatten 4 in Spiralform mit mindestens mehr als einem Gang versehen sein, z.B. mit vier oder sechs Platten, deren Spiralrichtung jeweils entgegengesetzt ist. Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Führungsplatten 4 fast über die gesamte Oberfläche der Elektrode, auf welcher die faserartige Substanz durch Elektroablagerung abgeschieden werden soll, installiert sind, doch werden in bestimmten Fällen die Führungsplatten nur an den Endabschnitten der Elektrode installiert. Der Leitwinkel der Führungsplatte beträgt vorzugsweise 30 bis 60°, insbesondere 40 bis 50°. Ist dieser Winkel kleiner als 30°, so fließt wegen des zu großen Widerstands, den die Platte auf die Flüssigkeit ausübt, die Flüssigkeit geradlinig zwischen der Elektrode und der Führungsplatte, was zur Folge hat, daß die Orientierung der faserartigen Substanz in die Fließrichtung der Flüssigkeit gerichtet wird. Der angestrebte Zweck der Anbringung dieser Führungsplatte wird auf diese Weise natürlich nicht erreicht. Ist andererseits dieser Winkel größer als 60°, so ist der Effekt der Ausrichtung der Orientierung der Längsrichtungen der faser-
030044/0896
artigen Substanz zu schwach- Ein Winkel, der größer als 60° ist, erweist sich daher als ungünstig.
Ferner ist es vorteilhaft, die Führungsplatten in einem Abstand von 1 bis 13 mm, vorzugsweise von 3 bis 8 mm von der Oberfläche der Elektrode, auf welcher sich die faserartige Substanz ansammelt, anzubringen.
In den Figuren 2 und 3 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform gezeigt, in der das ED-Gefäß 1 mit zwei plattenförmigen Elektroden 11 und 12, deren Frontseiten sich gegenüberstehen, versehen ist. Benachbart zur Oberfläche derjenigen Elektrode, auf welcher die faserartige Substanz durch Elektroablagerung aufgebracht werden soll (Elektrode 11 in den Figuren), sind mehr als zwei Führungsplatten 13, 13' ... installiert, welche verschiedene Richtungen haben.
Ebenso wie bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform sind auch in der in den Figuren 2 (und 3) gezeigten Vorrichtung der Einlaß 5 für die wässrige Suspension, die Rolle 6 zur Herausnahme des Formkörpers, die Zuführöffnung 9 für die saure Lösung und die Ausflußöffnung 10 für diese Lösung vorgesehen.
Zur Durchführung der Elektroablagerung mit Hilfe der in den Figuren 2 (und 3) gezeigten Vorrichtung werden vorzugsweise ähnliche Verfahrensweisen wie bei Verwendung der Vorrichtung gemäß Figur 1 angewandt. Da in diesem Falle die in das ED-Gefäß 1 eingespeiste wässrige Suspension der faserartigen Substanz längs der Führungsplatten 13, 13' ... fließt, werden Formkörper erhalten, die übereinander angeordnete Schichten aufweisen, wobei jede Schicht die abgelagerte faserartige
030044/0896
Substanz in einer Orientierungsrichtung enthält, die von Schicht zu Schicht unterschiedlich ist, je nach Zahl der im ED-Gefäß 1 vorgesehenen Führungsplatten. So werden z.B. mit vier Führungsplatten, die so installiert sind, daß ihre Richtung jeweils unterschiedlich ist, Formkörper mit vierschichtiger Struktur erhalten, in der die Orientierungsrichtung der abgelagerten faserartigen Substanz von Schicht zu Schicht verschieden ist.
Ferner sind mehrschichtige Formkörper auch dadurch erzielbar, daß der Leitwinkel der Führungsplatten 13, 13' ... im Bereich zwischen 30 bis 60° geändert wird, während die Fließrate der wässrigen Suspension im Bereich zwischen 5 bis 50 cm/s während der Elektroabscheidung geändert wird.
Selbstverständlich ist es auch möglich, durch Elektroabscheidung der faserartigen Substanz unter Verwendung der Vorrichtungen gemäß den Figuren 1 oder 2 die faserartige Substanz auf der Oberfläche der Anode abzuscheiden durch Einstellung des pH-Wertes der wässrigen Suspension in den alkalischen Bereich.
Erfindungsgemäß können Proteinfasern wie Kollagen, Fibroin, Keratin, Fibrinogen, Myosin und Casein durch Elektroablagerung im Formkörper in der angegebenen Weise überführt werden.
Ferner können die zur Elektroablagerung verwendeten wässrigen Suspensionen der jeweiligen Substanzen verschiedene Zusatzstoffe enthalten, falls diese keine nachteiligen Einfluß auf die Elektroablagerung haben. Typische geeignete derartige Zusatzstoffe sind z.B. Verstärkungsfasern, Füllstoffe, Entschäumungsmittel, oberflächenaktive Mittel und dergleichen.
030044/0896
Der Gehalt an Festsubstanz in der für die Elektroablagerung zur Formkörperbildung erfindungsgemäß verwendeten wässrigen Suspension ist nicht sonderlich beschränkt und beträgt ebenso wie in üblichen bekannten Verfahren vorzugsweise etwa 0,3 bis 1,0 Gew.%, bezogen auf das Trockengewicht der faserartigen Substanz.
Auch die Temperatur und die Fließrate der zur Durchführung des erfindungsgemäßen ElektroabscheidungsVerfahrens verwendeten wässrigen Suspension sowie die angewandte Gleichstromspannung kann ebenso wie bei bekannten Verfahren ohne besonders beschränkt zu sein entsprechend gewählt werden.
Erfindungsgemäß können durch Wahl der Form und Ausgestaltung der Elektrode, auf welcher die faserartige Substanz durch Elektroablagerung abgeschieden wird, nicht nur röhrenförmige Formkörper hergestellt werden, sondern auch verschieden geformte Artikel, z.B. Bahnen für Kunststoffhaute. Fäden für chirurgische Operationen und Saiten für Tennisschläger.
Da die erfindungsgemäß gewonnenen Formkörper übereinander angeordnete Schichten aufweisen, in denen die Orientierungsrichtung der schichtbildenden faserartigen Substanz von Schicht zu Schicht verschieden ist, bestehen kaum Unterschiede in der mechanischen Festigkeit in Längsrichtung zu derjenigen in Querrichtung, und die mechanische Festigkeit ist unvergleichlich viel höher als diejenige von nach bekannten Verfahren gewonnenen Formkörpern, wobei insbesondere die Reißfestigkeit der erfindungsgemäß hergestellten Formkörper wesentlich verbessert ist.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, wobei die Überlegenheit des erfindungsgemäßen Verfahrens
030044/0896
gegenüber bekannten Verfahren durch Vergleichsbeispiele veranschaulicht ist.
Beispiel 1
Zur Durchführung der Elektroablagerung wurde ein zylinderförmiges ED-Gefäß des in Figur 1 gezeigten Typs verwendet, das aus Vinylchloridharz bestand, einen Innendurchmesser von 100 mm und eine Höhe von 700 mm hatte, und ausgestattet war mit einem zylinderförmigen Platindraht-Netzwerk von 75 mm Durchmesser innerhalb des Gefäßes als Anode, einem Diaphragma innerhalb des Drahtnetzwerkes, einer Röhre aus rostfreiem Stahl mit 17 mm Außendurchmesser als Kathode im Zentralbereich des Gefäßes und einer spiralförmigen Führungsplatte um die Anode. Der Leitwinkel der Führungsplatte betrug 45° und die Spirale hatte vier Gänge, so daß die in das ED-Gefäß eingespeiste wässrige Suspension entgegen dem Uhrzeigersinn im Bereich des unteren Teils der Kathode und im Uhrzeigersinn im Bereich des oberen Teils der Kathode rotierte.
Nach Einleiten einer wässrigen Salzsäurelösung mit einem pü-Wert von 2,5 zwischen die Kathode und das Diaphragma wurde eine zuvor hergestellte wässrige Suspension mit 0,5 Gew.% faserartigem Kollagen, deren pH-Wert 3,6 betrug, durch die Zufuhröffnung in den Zwischenraum zwischen der Kathode und dem Diaphragma mit einer Fließrate von 25 cm/s eingeführt, während eine Spannung von 500 V zwischen den Elektroden angelegt wurde zur elektrischen Ablagerung des faserartigen Kollagens auf der Kathode. Der auf diese Weise durch Elektroablagerung erhaltene röhrenförmige Formkörper wurde aus dem ED-Gefäß durch eine Rolle, die im oberen Bereich des Gefäßes installiert war, mit einer Abziehgeschwindigkeit von 8 m/min entnommen.
03C044/0896
wobei das Verfahrensprodukt als Kollagengehäuse (A) mit einer Dicke von 15 Mikron vorlag.
Beispiel 2
In dem in Beispiel 1 verwendeten ED-Gefäß wurden statt der spiralförmigen Führungsplatte vier Platten solcher Ausgestaltung installiert, daß dem Fluß der wässrigen Suspension nacheinander Rotationsbewegungen entgegen dem Uhrzeigersinn, im Uhrzeigersinn, entgegen dem Uhrzeigersinn und danach im Uhrzeigersinn verliehen wurden.
Ein Kollagengehäuse (B), dessen Dicke 15 Mikron betrug, wurde mit Hilfe der in der angegebenen Weise modifizierten Vorrichtung unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 hergestellt.
Vergleichsbeispiel 1
Nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren jedoch mit der Ausnahme, daß statt des in Beispiel 1 angegebenen ED-Gefäßes ein ED-Gefäß ohne die im Inneren angebrachte spiralförmige Führungsplatte verwendet wurde, erfolgte die Herstellung eines Kollagengehäuses (C).
Vergleichsbeispiel· 2
Nach dem in Beispiel· 1 beschriebenen Verfahren jedoch mit der Ausnahme, daß statt des ED-Gefäßes mit einer spiralförmigen Führungspiatte zur Erzeugung eines rotierenden Flusses der wässrigen Suspension ein ED-Gefäß verwendet wurde, das mit einem eine Drehbewegung um die Kathode bewirkenden Rührer ausgestattet war, wurde ein Koilagengehäuse (D) hergestellt.
030044/0896
Die Zugfestigkeit und Reißfestigkeit der nach den Beispielen 1 und 2 sowie den Vergleichsbeispielen 1 und 2 erhaltenen Produkte (A), (B), (C) und (D) wurde nach den Testmethoden des Japanese Industrial Standard (JIS) P8113 bzw. P8116 bestimmt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.
Tabelle
Produkt Zugfestigkeit
(kg/mm2)		 Reißfestigkeit
(g.cm/cm)		 32
in Längsrich- in Querrich
tung tung		 in längsrich- in Querrich
tung tung		 35
(A) 2,7 2,8 30 20
(B) 2,7 2,9 38 21
(C) 2,8 1,5 12
(D) 2,5 1,8 15
Die Ergebnisse zeigen, daß die erfindungsgemäß erhaltenen Kollagengehäuse (A) und (B) den in den Vergleichsbeispielen nach bekannten Verfahren gewonnenen Produkten (C) und (D) in Bezug auf Zugfestigkeit und Reißfestigkeit ganz klar überlegen sind.
030044/0896

Claims (10)

  1. MULLKIt-HOHi: · DHUFÜL · SUI1ÖN · IiIiHTKL
    PATE NTAN-WALTE
    DR. WOLFGANG MÜLLER-BORE (PATENTANWALTVON 1927- IS75) DR. PAUL DEUFEL. DlPL-CHEM. DR. ALFRED SCHÖN, DIPL.-CHEM. WERNER HERTEL. DIPL.-PHYS.
    ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT MANDATAIRES AGRf is PRES L1OFFICE EUROPEEN DES BREVETS
    ί :, April 1%0
    D/R/Hf - K 1470
    Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Tokyo, Japan
    Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Formkörpern durch Elektroablagerung faserartiger Substanzen mit elektro-
    phoretischen Eigenschaften
    Patentansprüche
    1, Formkörper, der durch Elektroablagerung einer als wässrige Suspension vorliegenden faserartigen Substanz mit elektrophoretischen Eigenschaften gebildet ist, gekennzeichnet durch eine Struktur, in der mindestens zwei Schichten aus der faserartigen Substanz übereinander in solcher Weise angeordnet sind, daß die Orientierungsrichtung der faserartigen Substanz von Schicht zu Schicht verschieden ist, sowie durch eine Zugfestigkeit von mindestens 2,5 kg/mm2 und eine Reißfestigkeit von mindestens 25 g.cm/cm.
    030044/0896
    MÜNCHEN 86. S1EBERTSTR. 4 · POB 860720 ■ KABEL: MUEBOPAT · TEL. (089) 47 4005 ■ TELECOPIER XEROX 400 · TELEX 5-24 28S
  2. 2. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus einer faserartigen Substanz mit elektrophoretischen Eigenschaften durch Elektroablagerung aus einer wässrigen Suspension der faserartigen Substanz, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Fluß der faserartigen Substanz benachbart zur Oberfläche einer Elektrode, auf der die faserartige Substanz elektrisch abgelagert werden soll, mindestens zwei voneinander verschiedene Drehbewegungen erteilt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Fluß der wässrigen Suspension mindestens zwei . Drehbewegungen dadurch erteilt, daß mindestens zwei in verschiedene Richtungen weisende Führungsplatten benachbart zur Oberfläche der Elektrode angeordnet werden.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Fluß der wässrigen Suspension mindestens zwei Drehbewegungen dadurch erteilt, daß mindestens zwei spiralförmige Führungsplatten, von denen jede mindestens einen in unterschiedliche Richtungen weisenden Gang aufweist, benachbart zur Oberfläche der Elektrode angeordnet werden.
  5. 5. Vorrichtung zur Formkörperbildung durch Elektroablagerung einer faserartigen Substanz mit elektrophoretischen Eigenschaften, wobei die Vorrichtung mit mindestens einer Kathode und mindestens einer Anode versehen ist, gekennzeichnet durch mindestens zwei zusätzlich angebrachte Führungsplatten, die in unterschiedliche Richtungen weisend benachbart zur Oberfläche einer der beiden Elektroden, auf welcher die faserartige Substanz elektrisch abgelagert werden soll, vorgesehen sind.
    030044/0896
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Führungsplatte einen Leitwinkel von 30 bis 60° aufweist.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsplatten im Abstand von 1 bis 13 mm von der Oberfläche der Elektrode, auf welcher die faserartige Substanz elektrisch abgelagert werden soll, angeordnet sind.
  8. 8. Vorrichtung zur Formkörperbildung durch Elektroablagerung einer faserartigen Substanz mit elektrophoretischen Eigenschaften, wobei die Vorrichtung mit mindestens einer Kathode und mindestens einer Anode versehen ist, gekennzeichnet durch mindestens zwei spiralförmige Führungsplatten mit mindestens einem Gang, die in unterschiedliche Richtungen weisend benachbart zur Oberfläche der Kathode oder Anode, bzw. benachbart zu den Oberflächen der Kathoden oder Anoden, auf denen die faserartige Substanz elektrisch abgelagert werden soll, vorgesehen sind.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede spiralförmige Führungsplatte einen Leitwinkel von 30 bis 60° aufweist.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die spiralförmigen Führungsplatten im Abstand von 1 bis 13 mm von der Oberfläche der Kathode oder Anode bzw. den Oberflächen der Kathoden oder Anoden, auf denen die faserartige Substanz elektrisch abgelagert werden soll, angeordnet sind.
    030044/0896
DE3016034A 1979-04-26 1980-04-25 Formkörper, der durch Elektroablagerung einer als wässrige Suspension vorliegenden faserartigen Substanz mit elektrophoretischen Eigenschaften gebildet ist, sowie Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung Expired DE3016034C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5193879A JPS55158292A (en) 1979-04-26 1979-04-26 Method and apparatus for formation of fibrous substance having electrophoresis charge by electrodeposition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3016034A1 true DE3016034A1 (de) 1980-10-30
DE3016034C2 DE3016034C2 (de) 1982-04-29

Family

ID=12900800

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3016034A Expired DE3016034C2 (de) 1979-04-26 1980-04-25 Formkörper, der durch Elektroablagerung einer als wässrige Suspension vorliegenden faserartigen Substanz mit elektrophoretischen Eigenschaften gebildet ist, sowie Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4264422A (de)
JP (1) JPS55158292A (de)
AU (1) AU536944B2 (de)
CA (1) CA1139263A (de)
DE (1) DE3016034C2 (de)
FR (1) FR2455095A1 (de)
GB (1) GB2048950B (de)
NL (1) NL8002473A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4874495A (en) * 1986-09-24 1989-10-17 Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho Apparatus for producing a fiber aggregate

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58213890A (ja) * 1982-06-07 1983-12-12 Kureha Chem Ind Co Ltd 電気泳動電荷を持つ繊維性物質の積層成形物の製造方法及び装置
US4764264A (en) * 1984-05-11 1988-08-16 Adrien Castegnier Printing method by electrolytic colloid coagulation
JPS6385151A (ja) * 1986-09-26 1988-04-15 株式会社豊田自動織機製作所 繊維集積体の製造方法
US5468358A (en) * 1993-07-06 1995-11-21 General Atomics Fabrication of fiber-reinforced composites
WO2002059395A2 (en) * 2000-12-28 2002-08-01 The Board Of Regents Of The University Of Nebraska Electrolytic deposition of coatings for prosthetic metals and alloys
US20100131064A1 (en) * 2006-04-05 2010-05-27 University Of Nebraska Bioresorbable polymer reconstituted bone and methods of formation thereof
ITMO20060404A1 (it) * 2006-12-12 2008-06-13 Eurocoating S P A Metodo di ricopertura e/o impregnazione
GB201808106D0 (en) 2018-05-18 2018-07-04 Cambridge Entpr Ltd Collagen biomaterials and methods for manufacturing collagen biomaterials

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL134689C (de) * 1967-06-15 1900-01-01
DE1914317A1 (de) * 1968-03-21 1970-10-08 Trw Inc Verfahren zur Herstellung eines als Verbundstoff ausgebildeten Halbfertigerzeugnisses
US4170542A (en) * 1975-04-25 1979-10-09 Agence Nationale De Valorisation De La Recherche (Anvar) Method and machine for manufacturing a plate-like material made from agglomerated particles and in particular ceramic products obtained thereby

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NICHTS ERMITTELT *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4874495A (en) * 1986-09-24 1989-10-17 Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho Apparatus for producing a fiber aggregate

Also Published As

Publication number Publication date
AU5779480A (en) 1980-10-30
NL8002473A (nl) 1980-10-28
JPS55158292A (en) 1980-12-09
FR2455095B1 (de) 1984-03-23
GB2048950A (en) 1980-12-17
AU536944B2 (en) 1984-05-31
JPS5649997B2 (de) 1981-11-26
DE3016034C2 (de) 1982-04-29
GB2048950B (en) 1984-01-25
CA1139263A (en) 1983-01-11
US4264422A (en) 1981-04-28
FR2455095A1 (fr) 1980-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3108380C2 (de) Verfahren zur Oberflächenbehandlung von hochfesten Kohlenstoffasern
DE3342823C2 (de)
DE2543149A1 (de) Polymerhaltige poroese bahnmaterialien, verfahren zur herstellung solcher bahnmaterialien und deren verwendung
DE3016034C2 (de) Formkörper, der durch Elektroablagerung einer als wässrige Suspension vorliegenden faserartigen Substanz mit elektrophoretischen Eigenschaften gebildet ist, sowie Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung
DE3413362A1 (de) Zigarettenfilter und ihre herstellung
DE2351928A1 (de) Tierischem haar aehnelnde kunstfaser und deren verwendung zur herstellung eines haargewebes
DE3810919C2 (de)
DE1619252B2 (de) Kunstleder und verfahren zur herstellung desselben
DE2318797C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines Kohlenstoffverstärkungsmaterials und dessen Verwendung
DE2252128C3 (de) Kohlenstoffäden und -fasern mit einer Polymerhülle, Verfahren zu deren Herstellung und ihre Verwendung
DE1620997A1 (de) Lineare faserbildende Terpolyamide und Verfahren zu deren Herstellung
DE3490675C2 (de)
DE10106913C5 (de) Verfahren zum elektrostatischen Spinnen von Polymeren zum Erhalt von Nano- und/oder Mikrofasern
EP0338511B2 (de) Verfahren zur Herstellung von Folien aus linearem Polyethylen sehr niedriger Dichte
DE2406412A1 (de) Bleiakkumulator
DE2720701A1 (de) Verfahren zur herstellung von kunststoff-fasern
DE2326306A1 (de) Siebgewebe aus monofilen kunststofffasern und verwendung desselben
DE745018C (de) Spinnduese, insbesondere fuer die Herstellung von Kunstseidefaeden
DE3320576C2 (de) Verfahren und Einrichtung zur elektrophoretischen Abscheidung von eine elektrische Ladung tragenden faserartigen Substanzen
DE2358506A1 (de) Verfahren zum herstellen von ueberzogenem papier mit grosser oberflaechenfestigkeit
DE2148724C3 (de) Verfahren zur Herstellung von Fasernetzwerken
DE2658679C2 (de) Elektroisolierendes Plattenmaterial
DE3731823C2 (de)
DE2659821C3 (de) Verfahren zur Herstellung von Fibrillen
DE1817968C3 (de) Elastische Mattenbahn

Legal Events

Date Code Title Description
OAP Request for examination filed
OD Request for examination
D2 Grant after examination
8330 Complete disclaimer