EP2550382A2 - Durch rotationsspinnverfahren hergestellte mehrkomponentenfasern - Google Patents

Durch rotationsspinnverfahren hergestellte mehrkomponentenfasern

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Publication number
EP2550382A2
EP2550382A2 EP11702926A EP11702926A EP2550382A2 EP 2550382 A2 EP2550382 A2 EP 2550382A2 EP 11702926 A EP11702926 A EP 11702926A EP 11702926 A EP11702926 A EP 11702926A EP 2550382 A2 EP2550382 A2 EP 2550382A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
container
component
fiber
raw material
fiber raw
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.)
Withdrawn
Application number
EP11702926A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wiebke SCHMITZ
Dirk Grafahrend
Denis Reibel
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.)
Gelita AG
Original Assignee
Carl Freudenberg KG
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 Carl Freudenberg KG filed Critical Carl Freudenberg KG
Publication of EP2550382A2 publication Critical patent/EP2550382A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/18—Formation of filaments, threads, or the like by means of rotating spinnerets
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/28—Formation of filaments, threads, or the like while mixing different spinning solutions or melts during the spinning operation; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/30—Conjugate filaments; Spinnerette packs therefor
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/10—Other agents for modifying properties
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/10—Other agents for modifying properties
    • D01F1/103—Agents inhibiting growth of microorganisms
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • 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
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2929—Bicomponent, conjugate, composite or collateral fibers or filaments [i.e., coextruded sheath-core or side-by-side type]

Definitions

  • Multicomponent fibers produced by spin spinning are Multicomponent fibers produced by spin spinning
  • the invention relates to a multi-component fiber, comprising a first component and a second component, which together a
  • Form fiber body wherein the first component of a first
  • Fiber raw material consists and wherein the second component consists of a second fiber raw material.
  • the invention further relates to a method in which a first fiber raw material is filled in a first container, wherein a second fiber raw material is filled in a second container, wherein both containers are rotated, wherein the first fiber raw material is discharged from the first container, wherein the second fiber raw material is discharged from the second container and wherein the fiber raw materials are brought together after leaving the containers.
  • EP 801 039 A2 discloses a method for
  • a first molten, mineral fiber raw material is discharged from a first rotating container via nozzles.
  • a second molten mineral fiber raw material is applied by the latter is thrown onto the outer wall of the first rotating container.
  • the first container is disposed away from the second container, wherein the containers can be rotated independently.
  • the invention is therefore based on the object to realize a multi-component fiber, in which heat-sensitive fiber raw materials are processed without damage.
  • the present invention achieves the aforementioned object by a
  • Multi-component fiber with the features of patent claim 1.
  • the multicomponent fiber is made by a spin spinning process.
  • a spin spinning process Such a method is characterized in that the
  • Containers are rotated about the same axis, with the first Fiber raw material is discharged through a first channel nozzle from the first container and wherein the second fiber raw material is discharged through a second channel nozzle from the second container.
  • Multicomponent fibers made by the process described herein are often twisted together. At least two multicomponent fibers are wound around each other analogously to two cords. This effect occurs especially in rotary spinning processes. This makes it clear whether multicomponent fibers were produced by a rotary spinning process.
  • Fiber raw materials can be manufactured. These fiber raw materials can not be used in classic spinning processes that use melts without being damaged. Specifically, it has been recognized that non-melt processable fiber raw materials can be spun from a spinning solution. Finally, it has been recognized that biodegradable substances and
  • Biopolymers which are mostly non-meltable or very temperature-sensitive, can be spun into multicomponent fibers or nonwovens. This is inventively realized in that two containers are rotated about the same axis. This allows easy merging of fiber raw materials discharged by centripetal forces
  • Multicomponent fibers By suitable choice of the rotational speed, the residence time of the fiber raw materials in the containers can be chosen such that they are exposed to heat only for a very short time and therefore do not take any temperature damage. In that regard, a multi-component fiber can be realized, in which heat-sensitive
  • Fiber raw materials are processed without prejudice. Consequently, the object mentioned above is achieved.
  • the multicomponent fiber could have a biocompatible component and / or exhibit biodegradability in the human or animal body.
  • the multicomponent fiber could be biodegradable in the human or animal body. This allows the
  • Multicomponent fiber are applied to a wound and easily grown together with the human or animal body tissue or degraded by this.
  • At least one component of the multicomponent fiber could be any component of the multicomponent fiber.
  • Medicines contain or be made of a medicine. This can be supplied to a human or an animal drug in fiber form. It is conceivable to produce wound dressings from nonwovens in the fibers of which drugs are integrated. Further applications are in the
  • At least one component could have a substance whose structure is heated after at least two minutes of heating at a temperature of
  • Destruction of the structure here also means a reduction in the specific activity of the substance.
  • a substance may be designed as a pharmaceutical, in particular as an antibiotic, enzyme, growth factor or pain-reducing agent. At least one component could contain an antibiotic. Antibiotics suppress the growth of bacteria or germs.
  • At least one component could contain an enzyme. Enzymes can control metabolic processes.
  • At least one component could contain a growth factor.
  • Growth factors can influence cell growth.
  • At least one component could contain a pain-reducing agent.
  • the multicomponent fibers can be applied to wounds and relieve wound pain.
  • the object mentioned above is also by a method with the
  • the fiber raw materials could be merged to complement each other to form a multicomponent fiber.
  • the still soft fiber raw materials can enter into an intimate, cohesive connection with each other after emerging from their associated nozzle nozzles.
  • the channel nozzles are combined in such a way that multicomponent fibers of different construction are formed.
  • bicomponent fibers in particular core-sheath fibers or side-by-side fibers, namely so-called “core-shell fibers" or "side-by-side fibers" can be produced.
  • the first container could be assigned to an inner rotor and the second container to an outer rotor, wherein the second container surrounds the first container circumferentially and wherein a nozzle nozzle of the first container is guided concentrically within a channel nozzle of the second container.
  • the first container could be assigned to a lower rotor part, wherein the second container is assigned to an upper rotor part and wherein a semicircular in cross section channel nozzle of the first container to a in the Cross-section semicircular channel nozzle of the second container is applied.
  • a multi-component fiber can be produced, which is designed as a side-by-side fiber, namely as a so-called "side-by-side fiber".
  • An apparatus for carrying out the method described here comprises two containers which are rotatable about the same axis, wherein a first container first channel nozzles and a second container second channel nozzles are associated and wherein the first channel nozzles and the second channel nozzles are aligned.
  • Channel nozzles can form an intimate solid, cohesive connection with each other.
  • the process described herein could be used to make drug-filled core-sheath fibers, which could be made of hydrogelling material, particularly gelatin, PVA, etc.
  • an active ingredient can be made from the core sheath
  • a core-sheath fiber could have a wound-healing or antibacterial core, eg, Medihoney, panthenol, chitosan, etc.
  • Core-sheath fibers with non-gelling core and gelling sheath for absorbent dressings could also be made also to make side-by-side fibers with gelling and non-gelling material.
  • a washable or removable core of a core-sheath fiber could be provided.
  • the core could be provided.
  • the hollow fiber has an increased surface area.
  • Non-spinnable or very difficult to spinnable fiber raw materials for the core of a sheath-core fiber could also be spun using the method described herein.
  • two fiber raw materials reacting with each other could also be spun.
  • a polymer is spun with its crosslinking agent.
  • the spinning process and a crosslinking reaction can be carried out in one step.
  • spinning solutions, dispersions, emulsions or melts of the following polymers and mixtures of these polymers could be used:
  • Synthetic biodegradable polymers such as polylactides, polylactide-co-glycolide copolymers, e.g. Resomer RG 502 H, polylactide block polyethylene oxides, e.g. Resomer RGP d 5055, polycaprolactones, polycaprolactone block polyethylene oxides, polyanhydrides, e.g. Polifeprosan, Polyorthoester,
  • Polyphosphoesters e.g. Polylactophates, synthetic biocompatible polymers or polymers used in medicine, such as polyethylene glycols, polyethylene oxides, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohols, polyethylenes,
  • biodegradable or biocompatible polymer-bound active agent or additive and copolymers of the above polymer classes.
  • the spinning solutions could be an addition of additives or active ingredients
  • Enzyme Enzyme, antimicrobial agents, vitamins, antioxidants, anti-infective agents, antibiotics, antiviral agents, anti-rejection agents,
  • Analgesics analgesic combinations, antiphlogistics, and
  • anti-inflammatory agents include wound healing agents, hormones, steroids, testosterone, estradiol, peptides and / or peptide sequences
  • immobilized adhesion promoting peptide sequences such as peptide sequences and peptide fragments of extracellular matrix proteins, in particular peptides containing one or more of the amino acid sequences RGD, LDV, GFOGER, IKVAV, SWYGLR, COMP, ADAM, POEM, YIGSR,
  • GVKGDKGNPGWPGAP-, cyclo-DfKRG-, KRSR- contain isolated and / or genetically engineered proteins, polysaccharides, glycoproteins, lipoproteins, amino acids, growth factors, in particular from the
  • TGF Growth factor families TGF, especially TGF- ⁇ ), FGF, PDGF, EGF, GMCSF, VEGF, IGF, HGF, IL-1B, IL8 and NG, RNA siRNA, mRNA and / or DNA, anticancer agents such as paclitaxel, doxorubicin, 1 , 3-bis-2-chloroethyl-1-nitrosourea BCNU, camphothecin, live cells, opiates, nicotine,
  • anticancer agents such as paclitaxel, doxorubicin, 1 , 3-bis-2-chloroethyl-1-nitrosourea BCNU, camphothecin, live cells, opiates, nicotine,
  • Sulfonamidopeptides peptide-analogous molecules based on D-amino acids, furanone derivatives, dexamethasone, ß-tricalcium phosphate and / or
  • Hydroxyapatite in particular especially hydroxyapatite nanoparticles, in
  • Polysaccharides especially sucrose to perform.
  • a first spinning solution namely a solution of polyvinyl pyrrolidone and polyvinyl alcohol
  • a second spinning solution namely a solution of gelatin and sodium alginate
  • non-spinnable fiber raw materials can be spun as the core of a fiber.
  • an aqueous solution with a dissolved active substance could be spun.
  • the multicomponent fibers produced by the process described herein could undergo post-treatments such as crosslinking reactions.
  • Multicomponent fibers could also be made into a nonwoven by solidification processes.
  • Fig. 1 is a sectional plan view of a device having a
  • Fig. 2 is a side sectional view of a device
  • FIG. 3 is a plan view of the outlet side of the channel nozzles of
  • Fig. 4 is a side sectional view of a device having an upper
  • Fig. 5 is a plan view of the outlet side of the channel nozzles of
  • Fig. 6 shows a core-sheath fiber and a side-by-side fiber.
  • Fig. 1 shows an apparatus for performing a method in which a first fiber raw material 1 is filled in a first container 2, wherein a second fiber raw material 3 is filled in a second container 4, wherein both containers 2, 4 are rotated, wherein the first Fiber raw material 1 from the first container 2 is discharged, wherein the second fiber raw material 3 is discharged from the second container 4 and wherein the fiber raw materials 1, 3 after leaving the containers 2, 4 are brought together.
  • the containers 2, 4 are rotated about the same axis A, wherein the first fiber raw material 1 is discharged through a first channel nozzle 5 from the first container 1 and wherein the second fiber raw material 3 is discharged through a second channel nozzle 6 from the second container 4.
  • Fiber raw materials 1, 3 are brought together in such a way that they complement each other to form a multicomponent fiber.
  • the first container 2 is associated with an inner rotor 7 and the second container 4 an outer rotor 8, wherein the second container 4 surrounds the first container 2 circumferentially and wherein a nozzle nozzle 5 of the first container 2 is guided concentrically within a channel nozzle 6 of the second container 4.
  • the inner rotor 7 and the outer rotor 8 are arranged concentrically.
  • the channel nozzles 5, 6 have outlet openings, from which the
  • Fiber raw materials 1, 3 emerge. 2 shows a side sectional view of a device for carrying out the method described above, the first container 2 being completely received in the second container 4 and surrounded concentrically by the latter.
  • Fig. 3 shows a plan view of the outlet openings of the concentrically arranged channel nozzles 5, 6 of FIGS. 1 and 2, through which a core-sheath fiber can be produced.
  • FIG. 4 shows a side sectional view of a device for carrying out the method described here, in which the first container 2 is assigned to a lower rotor part 9, wherein the second container 4 is assigned to an upper rotor part 10 and wherein a cross-sectionally semicircular Channel nozzle 9a of the first container 2 is applied to a semi-circular in cross-section channel nozzle 10a of the second container 4.
  • the channel nozzles 9a, 10a have outlet openings, from which the
  • FIG. 5 shows a plan view of the outlet openings of the channel nozzles 9a, 10a, which are adjacent to one another on their flat sides and which are semicircular in cross-section.
  • This channel nozzle profile is used to produce a side-by-side fiber, namely a side-by-side fiber.
  • Fig. 6 shows in the left view a multi-component fiber, which is designed as a core-sheath fiber, and in the right view of a
  • Multi-component fiber designed as a side-by-side fiber.
  • Fig. 6 shows two multicomponent fibers, each comprising a first
  • the multicomponent fibers are produced by means of a rotary spinning process.
  • Embodiment 1 The aforementioned fiber raw materials 1, 3 are designed as spinning solutions. Embodiment 1
  • a nonwoven fabric consisting of core-sheath fibers is produced with a device according to FIG. 1 by a rotary spinning process as follows: As spinning solution 1, a 20% gelatin solution is produced. to
  • gelatin of the type A PIGSKIN GELITA AG Use comes a gelatin of the type A PIGSKIN GELITA AG. The gelatin is stirred into water. Then the gelatin solution remains at rest for about one hour to swell. Subsequently, the gelatin solution is dissolved and kept at a temperature of 60 ° C for about 2 hours.
  • polyvinylpyrrolidone solution As spinning solution 3, an aqueous 40% polyvinylpyrrolidone solution is prepared.
  • the polyvinylpyrrolidone (MW about 40000 g / mol) is stirred in water and dissolved at 70 ° C in a water bath.
  • the spinning solution 1 is guided by means of a peristaltic pump into the container 2 of the inner rotor 7, the spinning solution 3 at the same time with a further peristaltic pump in the container 4 of the outer rotor 8.
  • the containers 2, 4 have a temperature of about 80 ° C and rotate at a speed of 4500 rev / min about the common axis A.
  • the inner rotor 7 is located within the outer rotor 8. go from the inner rotor 7
  • Channel nozzles 5 with a diameter of 0.5 mm. These open respectively in the channel nozzles 6 of a diameter of 1, 0 mm of the outer rotor 8 and together with these form a spinneret for the production of Bicomponent fibers with core-shell segmentation or even to
  • the fiber raw material 1, 3 is pressed through the channel nozzles 5, 6 and spun into bicomponent fibers by a
  • Embodiment 2 is a diagrammatic representation of Embodiment 1:
  • spinning solution 1 a 5% gelatin solution is used.
  • gelatin of the type A PIGSKIN GELITA AG Use comes a gelatin of the type A PIGSKIN GELITA AG. The gelatin is stirred into water. Then the gelatin solution remains at rest for about one hour to swell. Subsequently, the gelatin solution is dissolved and kept at a temperature of 60 ° C for about 2 hours.
  • the spinning solution 3 used is an aqueous active ingredient solution of acetylsalicylic acid having a concentration of 0.1 mg / L and 1% by weight of polyethylene oxide (M.W., about 900,000 g / mol).
  • the acetylsalicylic acid is dissolved in water.
  • the spinning solution 1 is guided by means of a peristaltic pump into the container 2 of the inner rotor 7, the spinning solution 3 with a further peristaltic pump in the container 4 of the outer rotor 8.
  • the containers 2, 4 have a temperature of about 60 ° C and rotate at a speed of 4500 U / min.
  • the inner rotor 7 is located within the outer rotor 8. From the inner rotor 7 go out channel nozzles 5 with a diameter of 0.5 mm. These open respectively in the channel nozzles 6 of a diameter of 1, 0 mm of the outer rotor 8 and together with these form a spinneret for the production of bicomponent fibers with core-shell segmentation or to
  • the fiber raw material 1, 3 is pressed through the channel nozzles 5, 6 and spun into bicomponent fibers by a
  • Polyvinylpyrrolidone solution prepared.
  • the polyvinylpyrrolidone (MW about 40000 g / mol) is stirred in water and dissolved at 70 ° C in a water bath.
  • a spinning solution 1 a 40% gelatin solution is prepared.
  • gelatin type A PIGSKIN GELITA AG For use comes gelatin type A PIGSKIN GELITA AG. The gelatin is stirred into water. Then the gelatin solution remains at rest for about one hour to swell. Subsequently, the gelatin solution is dissolved and kept there for about 2 hours at a temperature of 60 ° C.
  • the spinning solution 3 is guided by means of a peristaltic pump into the container 4 of the upper rotor part 10, the spinning solution 1 with a further peristaltic pump in the container 2 of the lower rotor part 9.
  • the containers 2, 4 have a temperature of about 80 ° C and rotate at a speed of 4500 U / min.
  • the rotor 9, 10 is divided into an upper container 4 and lower container 2.
  • the channel nozzles 9a, 10a with diameters of 0.3 mm of the lower
  • Container 2 and the upper container 4 are aligned on the outer wall of the rotor 9, 10 and together form a spinneret for the production of
  • the fiber raw material 1, 3 is pressed through the channel nozzles 9a, 10a and spun into bicomponent fibers, which are drawn by a suction device.
  • the suction device is located below the containers 2, 4.
  • the spinning solutions 1, 3 are adjusted in terms of their viscosity so that they show sufficient strength after leaving the channel nozzles 5, 6, 9a, 10a to form a fiber body. After leaving the Channel nozzles 5, 6, 9a, 10a can cool the spinning solutions 1, 3 and strongly solidify and / or crosslink.

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Abstract

Eine Mehrkomponentenfaser, umfassend eine erste Komponente und eine zweite Komponente, welche gemeinsam einen Faserkörper (11) ausbilden, wobei die erste Komponente aus einem ersten Faserrohmaterial (1) besteht und wobei die zweite Komponente aus einem zweiten Faserrohmaterial (3) besteht, ist im Hinblick auf die Aufgabe, eine Mehrkomponentenfaser zu realisieren, in welcher wärmeempfindliche Faserrohmaterialien unbeschadet verarbeitet sind, gekennzeichnet durch eine Herstellung mittels eines Rotationsspinnverfahrens. Ein Verfahren, bei welchem ein erstes Faserrohmaterial (1) in ein erstes Behältnis (2) gefüllt wird, wobei ein zweites Faserrohmaterial (3) in ein zweites Behältnis (4) gefüllt wird, wobei beide Behältnisse (2, 4) rotiert werden, wobei das erste Faserrohmaterial (1) aus dem ersten Behältnis (2) ausgetragen wird, wobei das zweite Faserrohmaterial (3) aus dem zweiten Behältnis (4) ausgetragen wird, wobei die Faserrohmaterialien (1, 3) nach dem Verlassen der Behältnisse (2, 4) zusammengeführt werden, wobei die Behältnisse (2, 4) um die gleiche Achse (A) rotiert werden, wobei das erste Faserrohmaterial (1) durch eine erste Kanaldüse (5, 9a) aus dem ersten Behältnis (2) ausgetragen wird und wobei das zweite Faserrohmaterial (3) durch eine zweite Kanaldüse (6, 10a) aus dem zweiten Behältnis (4) ausgetragen wird, löst die zuvor genannte Aufgabe.

Description

Durch Rotationsspinnverfahren hergestellte Mehrkomponentenfasern
Beschreibung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Mehrkomponentenfaser, umfassend eine erste Komponente und eine zweite Komponente, welche gemeinsam einen
Faserkörper ausbilden, wobei die erste Komponente aus einem ersten
Faserrohmaterial besteht und wobei die zweite Komponente aus einem zweiten Faserrohmaterial besteht. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren, bei welchem ein erstes Faserrohmaterial in ein erstes Behältnis gefüllt wird, wobei ein zweites Faserrohmaterial in ein zweites Behältnis gefüllt wird, wobei beide Behältnisse rotiert werden, wobei das erste Faserrohmaterial aus dem ersten Behältnis ausgetragen wird, wobei das zweite Faserrohmaterial aus dem zweiten Behältnis ausgetragen wird und wobei die Faserrohmaterialien nach dem Verlassen der Behältnisse zusammengeführt werden. Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Hohl-, Bi- oder
Mehrkomponentenfasern mit klassischen Spinnverfahren aus der Schmelze herzustellen und zu produzieren.
BESTÄTIGUIMGSKOPIE Vor diesem Hintergrund ist aus der EP 801 039 A2 ein Verfahren zur
Herstellung von Bikomponentenfasern mittels rotierender Behältnisse bekannt. Bei diesem Verfahren wird ein erstes aufgeschmolzenes, mineralisches Faserrohmaterial aus einem ersten rotierenden Behältnis über Düsen ausgetragen. Auf das ausgetragene erste mineralische Faserrohmaterial wird von außen ein zweites aufgeschmolzenes, mineralisches Faserrohmaterial aufgetragen, indem letzteres auf die Außenwand des ersten rotierenden Behältnisses geschleudert wird. Das erste Behältnis ist vom zweiten Behältnis entfernt angeordnet, wobei die Behältnisse unabhängig voneinander rotiert werden können.
Bei den bekannten Verfahren ist nachteilig, dass Mehrkomponentenfasern nur unter Anwendung hoher Temperaturen, nämlich durch Erzeugen von
Schmelzen, erzeugt werden können. Hierbei ist insbesondere nachteilig, dass wärmeempfindliche Faserrohmaterialien nicht in Bikomponentenfasern verarbeitet werden können, ohne geschädigt zu werden. Insbesondere
Arzneimittel, Fungizide, Bakterizide und ähnliche wärmeempfindliche
Materialien können mit den genannten Verfahren nicht verarbeitet werden. Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Mehrkomponentenfaser zu realisieren, in welcher wärmeempfindliche Faserrohmaterialien unbeschadet verarbeitet sind.
Die vorliegende Erfindung löst die zuvor genannte Aufgabe durch eine
Mehrkomponentenfaser mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Danach ist die die Mehrkomponentenfaser durch ein Rotationsspinnverfahren hergestellt. Ein solches Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die
Behältnisse um die gleiche Achse rotiert werden, wobei das erste Faserrohmaterial durch eine erste Kanaldüse aus dem ersten Behältnis ausgetragen wird und wobei das zweite Faserrohmaterial durch eine zweite Kanaldüse aus dem zweiten Behältnis ausgetragen wird. Mehrkomponentenfasern, die durch das hier beschriebene Verfahren hergestellt sind, sind häufig miteinander verdrillt. Dabei sind mindestens zwei Mehrkomponentenfasern analog zu zwei Schnüren umeinander gewickelt. Dieser Effekt tritt insbesondere bei Rotationsspinnverfahren auf. Hierdurch ist erkennbar, ob Mehrkomponentenfasern durch ein Rotationsspinnverfahren hergestellt wurden.
Erfindungsgemäß ist zunächst erkannt worden, dass Mehrkomponentenfasern durch ein Rotationsspinnverfahren aus temperaturempfindlichen
Faserrohmaterialien gefertigt werden können. Diese Faserrohmaterialien können bei klassischen Spinnverfahren, die Schmelzen verwenden, gerade nicht eingesetzt werden, ohne Schaden zu nehmen. Konkret ist erkannt worden, dass auch nicht thermoplastisch verarbeitbare Faserrohmaterialien aus einer Spinnlösung versponnen werden können. Schließlich ist erkannt worden, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bioabbaubare Stoffe und
Biopolymere, die meist nicht schmelzbar oder sehr temperaturempfindlich sind, zu Mehrkomponentenfasern oder Vliesen versponnen werden können. Dies wird erfindungsgemäß dadurch realisiert, dass zwei Behältnisse um die gleiche Achse rotiert werden. Dies erlaubt ein problemloses Zusammenführen der durch Zentripetalkräfte ausgetragenen Faserrohmaterialien zu
Mehrkomponentenfasern. Durch geeignete Wahl der Rotationsgeschwindigkeit kann die Verweilzeit der Faserrohmaterialien in den Behältnissen derart gewählt werden, dass diese nur sehr kurze Zeit mit Wärme beaufschlagt werden und daher keinen Temperaturschaden nehmen. Insoweit ist eine Mehrkomponentenfaser realisierbar, in welcher wärmeempfindliche
Faserrohmaterialien unbeschadet verarbeitbar sind. Folglich ist die eingangs genannte Aufgabe gelöst.
Die Mehrkomponentenfaser könnte eine biokompatible Komponente aufweisen und/oder eine biologische Abbaubarkeit im menschlichen oder tierischen Körper zeigen. Die Mehrkomponentenfaser könnte im menschlichen oder tierischen Körper biologisch abbaubar sein. Hierdurch kann die
Mehrkomponentenfaser auf eine Wunde aufgelegt werden und mit dem menschlichen oder tierischen Körpergewebe problemlos verwachsen oder von diesem abgebaut werden.
Zumindest eine Komponente der Mehrkomponentenfaser könnte ein
Arzneimittel enthalten oder aus einem Arzneimittel gefertigt sein. Hierdurch können einem Menschen oder einem Tier Arzneimittel in Faserform zugeführt werden. Es ist denkbar, Wundauflagen aus Vliesen zu fertigen, in deren Fasern Arzneimittel integriert sind. Weitere Anwendungsgebiete liegen in den
Bereichen Kosmetik, Tissue Engineering und Implantate.
Zumindest eine Komponente könnte einen Stoff aufweisen, dessen Struktur nach mindestens zwei Minuten Erwärmung bei einer Temperatur von
mindestens 50° C zerstört wird. Unter Zerstörung der Struktur wird hierbei auch eine Minderung der spezifischen Wirksamkeit des Stoffes verstanden. Ein solcher Stoff kann als Arzneimittel, insbesondere als Antibiotikum, Enzym, Wachstumsfaktor oder schmerzreduzierendes Mittel ausgestaltet sein. Zumindest eine Komponente könnte ein Antibiotikum enthalten. Antibiotika unterdrücken das Wachstum von Bakterien oder Keimen.
Zumindest eine Komponente könnte ein Enzym enthalten. Enzyme können Stoffwechselvorgänge steuern.
Zumindest eine Komponente könnte einen Wachstumsfaktor enthalten.
Wachstumsfaktoren können das Zellwachstum beeinflussen. Zumindest eine Komponente könnte ein schmerzreduzierendes Mittel enthalten. Hierdurch können die Mehrkomponentenfasern auf Wunden aufgelegt werden und Wundschmerzen lindern.
Die eingangs genannte Aufgabe wird auch durch ein Verfahren mit den
Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.
Um Wiederholungen in Bezug auf die erfinderische Tätigkeit zu vermeiden, sei auf die Ausführungen zur Mehrkomponentenfaser als solcher verwiesen.
Die Faserrohmaterialien könnten derart zusammengeführt werden, dass sie sich zu einer Mehrkomponentenfaser ergänzen. Hierbei können die noch weichen Faserrohmaterialien nach dem Austritt aus den ihnen zugeordneten Kanaldüsen eine innige, stoffschlüssige Verbindung miteinander eingehen. Die Kanaldüsen werden derart zusammengeführt, dass Mehrkomponentenfasem unterschiedlichen Aufbaus entstehen. So können Bikomponentenfasern, insbesondere Kern-Mantel-Fasern oder Seite-an-Seite-Fasern, nämlich sogenannte„Core-Shell-Fasern" bzw.„Side-by-Side-Fasern", gefertigt werden.
Das erste Behältnis könnte einem Innenrotor und das zweite Behältnis einem Außenrotor zugeordnet werden, wobei das zweite Behältnis das erste Behältnis umfänglich umgibt und wobei eine Kanaldüse des ersten Behältnisses konzentrisch innerhalb einer Kanaldüse des zweiten Behältnisses geführt wird. Durch ein solches Verfahren ist eine Mehrkomponentenfaser herstellbar, die als Kern-Mantel-Faser, nämlich als sogenannte„Core-Shell-Faser",
ausgestaltet ist.
Das erste Behältnis könnte einem unteren Rotorteil zugeordnet werden, wobei das zweite Behältnis einem oberen Rotorteil zugeordnet wird und wobei eine im Querschnitt halbkreisförmige Kanaldüse des ersten Behältnisses an eine im Querschnitt halbkreisförmige Kanaldüse des zweiten Behältnisses angelegt wird. Durch ein solches Verfahren ist eine Mehrkomponentenfaser herstellbar, die als Seite-an-Seite-Faser, nämlich als sogenannte„Side-by-Side-Faser", ausgestaltet ist.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des hier beschriebenen Verfahrens umfasst zwei Behältnisse, die um die gleiche Achse rotierbar sind, wobei einem ersten Behältnis erste Kanaldüsen und einem zweiten Behältnis zweite Kanaldüsen zugeordnet sind und wobei die ersten Kanaldüsen und die zweiten Kanaldüsen miteinander fluchten. Hierdurch können Mehrkomponentenfasern gefertigt werden, da die austretenden Faserrohmaterialien nach Verlassen der
Kanaldüsen eine innige feste, stoffschlüssige Verbindung miteinander eingehen können. Mit dem hier beschriebenen Verfahren könnten Kern-Mantel-Fasern mit Wirkstofffüllung, sogenannte„Drug-Release-Fasern" gefertigt werden. Der Mantel könnte aus hydrogelierendem Material bestehen, insbesondere aus Gelatine, PVA, u.a.. So kann ein Wirkstoff aus der Kern-Mantel-Faser diffundieren. Eine Kern-Mantel-Faser könnte einen wundheilungsfördernden oder antibakteriellen Kern, z.B. Medihoney, Panthenol, Chitosan u.a., aufweisen. Es könnten auch Kern-Mantel-Fasern mit nicht gelierendem Kern und gelierendem Mantel für absorbierende Wundauflagen gefertigt werden. Denkbar ist auch,„Side-by-side"-Fasern mit gelierendem und nicht gelierendem Material zu fertigen.
Zur Herstellung von Hohlfasern könnte ein herauswaschbarer oder entfernbarer Kern einer Kern-Mantel-Faser vorgesehen sein. Der Kern könnte
beispielsweise durch Temperaturbehandlung entfernt werden. Durch Entfernen des Kerns weist die Hohlfaser eine erhöhte Oberfläche auf. Durch eine
Erhöhung der zugänglichen Oberfläche der Faser wird die Oberflächenaktivität einer fasrigen Wundauflage erhöht. Mit dem hier beschriebenen Verfahren könnten auch nicht-verspinnbare oder nur sehr schwer verspinnbare Faserrohmaterialien für den Kern einer Kern- Mantel-Faser versponnen werden. Insbesondere ist denkbar, wässrige
Lösungen mit Wirkstoffen oder Proteinen zu verspinnen.
Mit dem hier beschriebenen Verfahren könnten auch zwei miteinander reagierende Faserrohmaterialien versponnen werden. Hierbei ist konkret denkbar, dass ein Polymer mit seinem Vernetzungsmittel versponnen wird. Hierdurch können der Spinnprozess und eine Vernetzungsreaktion in einem Schritt durchgeführt werden.
Bei dem hier beschriebenen Verfahren könnten Spinnlösungen, Dispersionen, Emulsionen oder Schmelzen der folgenden Polymere sowie Mischungen dieser Polymere verwendet werden:
Synthetische biodegradierbare Polymere wie Polylaktide, Polylaktid-co-Glykolid Copolymere, z.B. Resomer RG 502 H, Polylaktid-block-Polyethylenoxide, z.B. Resomer RGP d 5055, Polycaprolactone, Polycaprolacton-block- Polyethylenoxide, Polyanhydride, z.B. Polifeprosan, Polyorthoester,
Polyphosphoester, z.B. Polylactophate, synthetische biokompatible Polymere bzw. Polymere, die in der Medizin Verwendung finden, wie Polyethylenglykole, Polyethylenoxide, Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylalkohole, Polyethylene,
Polypropylene, Polyurethane, Polydimethylsiloxane, Polymethylmethacrylate, Polyvinylchloride, Polyethylenterephthalate, Polytetrafluoroethylene, Poly-2- hydroxyethylmethacrylate, Biopolymere wie Proteine und Peptide,
Polysaccharide, Lipide, Nukleinsäuren und speziell Gelatinen, Kollagene, Alginate, Cellulosen, Elastine, Stärken, Chitine, Chitosane, Hyaluronsäure, Dextrane, Schellack, Polymer-Wirkstoff-Konjugate, nämlich an ein
biodegradierbares oder biokompatibles Polymer gebundener Wirkstoff oder Additiv, und Copolymere der oben genannten Polymerklassen. Den Spinnlösungen könnte ein Zusatz an Additiven oder Wirkstoffen
beigemengt werden: Hier könnten Enzyme, antimikrobielle Agentien, Vitamine, Antioxydantien, Antiinfektiva, Antibiotika, Antivirale Wirkstoffe,„anti-rejection agents",
Analgetika, analgetische Kombinationen, Antiphlogistika,
entzündungshemmende Mittel, wundheilungsfördernde Mittel, Hormone, Steroide, Testosteron, Estradiol, Peptide und/oder Peptidsequenzen
immobilisierte adhäsionsfördernde Peptidsequenzen, wie Peptidsequenzen und Peptidfragmente von extrazellularen Matrixproteinen, insbesondere Peptide, welche eine oder mehrere der Aminosäuresequenzen RGD-, LDV-, GFOGER-, IKVAV-, SWYGLR-, COMP-, ADAM, POEM-, YIGSR-,
GVKGDKGNPGWPGAP-, cyclo-DfKRG-, KRSR- enthalten, isolierte und/ oder genetisch hergestellte Proteine, Polysaccharide, Glycoproteine, Lipoproteine, Aminosäuren, Wachstumsfaktoren, insbesondere aus den
Wachstumsfaktorfamilien TGF, besonders TGF-ß), FGF, PDGF, EGF, GMCSF, VEGF, IGF, HGF, IL-1 B, IL8 und NG, RNA siRNA, mRNA und/ oder DNA, Anticancer agents, wie Paclitaxel, Doxorubicin, 1 ,3-bis-2-chloroethyl-1- nitrosourea BCNU, Camphothecin, lebende Zellen, Opiate, Nikotin,
Nitroglycerin, Clonidin, Fentanyl, Scopolamin, Rapamycin, Sirolimus,
Gentamicinsulfat, Gentamicincrobefat, Aminosulfonsäuren,
Sulfonamidopeptide, peptidanaloge Moleküle auf Basis von D-Aminosäuren, Furanonderivate, Dexamethason, ß-Tricalciumphosphat und/oder
Hydroxyapatit, insbesondere speziell Hydroxyapatitnanopartikel, in
Konzentrationen von 0,000001 - 70% eingesetzt werden.
Durch das hier beschriebene Verfahren besteht eine große Bandbreite an verspinnbaren Faserrohmaterialien, wie Biopolymeren, insbesondere
Proteinen, Polysacchariden, und Polymeren in wässrigen Spinnlösungen oder in organischen Lösungsmitteln. Denkbar ist auch, das Verfahren mit Faserrohmaterialschmelzen, z.B.
Schmelzen von Polymeren, insbesondere Polycaprolacton, und
Polysacchariden, insbesondere Saccharose, durchzuführen.
Es könnten auch verschiedene Spinnlösungen gemischt werden. Insbesondere können eine erste Spinnlösung, nämlich eine Lösung aus Polyvinylpyrrolidon und Polyvinylalkohol, und eine zweite Spinnlösung, nämlich eine Lösung aus Gelatine und Natriumalginat, gemischt werden.
Denkbar ist auch, Dispersionen und Emulsionen als Spinnlösungen zu verwenden.
Mit dem hier beschriebenen Verfahren können auch an sich nicht verspinnbare Faserrohmaterialien als Kern einer Faser versponnen werden. Insbesondere könnte eine wässrige Lösung mit einem gelösten Wirkstoff versponnen werden.
Die mit dem hier beschriebenen Verfahren erzeugten Mehrkomponentenfasern könnten Nachbehandlungen wie Vernetzungsreaktionen erfahren. Die
Mehrkomponentenfasern könnten auch durch Verfestigungsverfahren zu einem Vliesstoff verarbeitet werden.
Die in der Beschreibung genannten Faserrohmaterialien könnten als
Spinnlösungen ausgestaltet sein.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiter zu bilden. Dazu ist einerseits auf die nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende
Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen
Verfahrens und der erfindungsgemäßen Mehrkomponentenfaser zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. Kurzbeschreibung der Zeichnung
In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 eine geschnittene Draufsicht auf eine Vorrichtung, die einen
Innenrotor und einen Außenrotor aufweist,
Fig. 2 eine seitliche Schnittansicht einer Vorrichtung, die einen
Innenrotor und einen Außenrotor aufweist, Fig. 3 eine Draufsicht auf die Austrittseite der Kanaldüsen der
Vorrichtungen gemäß den Fig. 1 und Fig. 2,
Fig. 4 eine seitliche Schnittansicht einer Vorrichtung, die einen oberen
Rotorteil und einen unteren Rotorteil aufweist,
Fig. 5 eine Draufsicht auf die Austrittseite der Kanaldüsen der
Vorrichtung gemäß Fig. 4 und
Fig. 6 eine Kern-Mantel-Faser und eine Seite-an-Seite-Faser.
Ausführung der Erfindung
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens, bei welchem ein erstes Faserrohmaterial 1 in ein erstes Behältnis 2 gefüllt wird, wobei ein zweites Faserrohmaterial 3 in ein zweites Behältnis 4 gefüllt wird, wobei beide Behältnisse 2, 4 rotiert werden, wobei das erste Faserrohmaterial 1 aus dem ersten Behältnis 2 ausgetragen wird, wobei das zweite Faserrohmaterial 3 aus dem zweiten Behältnis 4 ausgetragen wird und wobei die Faserrohmaterialien 1 , 3 nach dem Verlassen der Behältnisse 2, 4 zusammengeführt werden. Die Behältnisse 2, 4 werden um die gleiche Achse A rotiert, wobei das erste Faserrohmaterial 1 durch eine erste Kanaldüse 5 aus dem ersten Behältnis 1 ausgetragen wird und wobei das zweite Faserrohmaterial 3 durch eine zweite Kanaldüse 6 aus dem zweiten Behältnis 4 ausgetragen wird. Die
Faserrohmaterialien 1 , 3 werden derart zusammengeführt, dass sie sich zu einer Mehrkomponentenfaser ergänzen.
Das erste Behältnis 2 ist einem Innenrotor 7 und das zweite Behältnis 4 einem Außenrotor 8 zugeordnet, wobei das zweite Behältnis 4 das erste Behältnis 2 umfänglich umgibt und wobei eine Kanaldüse 5 des ersten Behältnisses 2 konzentrisch innerhalb einer Kanaldüse 6 des zweiten Behältnisses 4 geführt ist. Der Innenrotor 7 und der Außenrotor 8 sind konzentrisch angeordnet. Die Kanaldüsen 5, 6 weisen Austrittsöffnungen auf, aus denen die
Faserrohmaterialien 1 , 3 austreten. Fig. 2 zeigt eine seitliche Schnittansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens, wobei das erste Behältnis 2 vollständig im zweiten Behältnis 4 aufgenommen und von diesem konzentrisch umgeben ist.
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf die Austrittsöffnungen der konzentrisch angeordneten Kanaldüsen 5, 6 der Fig. 1 und 2, durch welche eine Kern- Mantel-Faser herstellbar ist.
Fig. 4 zeigt eine seitliche Schnittansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des hier beschriebenen Verfahrens, bei welcher das erste Behältnis 2 einem unteren Rotorteil 9 zugeordnet ist, wobei das zweite Behältnis 4 einem oberen Rotorteil 10 zugeordnet ist und wobei eine im Querschnitt halbkreisförmige Kanaldüse 9a des ersten Behältnisses 2 an eine im Querschnitt halbkreisförmige Kanaldüse 10a des zweiten Behältnisses 4 angelegt ist.
Die Kanaldüsen 9a, 10a weisen Austrittsöffnungen auf, aus denen die
Faserrohmaterialien 1 , 3 austreten.
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf die Austrittsöffnungen der an ihren Flachseiten aneinandergelegten, im Querschnitt halbkreisförmigen Kanaldüsen 9a, 10a. Dieses Kanaldüsenprofil wird zur Herstellung einer Seite-an-Seite-Faser, nämlich einer„Side-by-Side-Faser", verwendet.
Fig. 6 zeigt in der linken Ansicht eine Mehrkomponentenfaser, die als Kern- Mantel-Faser ausgestaltet ist, und in der rechten Ansicht eine
Mehrkomponentenfaser, die als Seite-an-Seite-Faser ausgestaltet ist.
Fig. 6 zeigt zwei Mehrkomponentenfasern, umfassend je eine erste
Komponente und je eine zweite Komponente, welche gemeinsam einen Faserkörper 1 1 ausbilden, wobei die erste Komponente aus einem ersten Faserrohmaterial 1 besteht und wobei die zweite Komponente aus einem zweiten Faserrohmaterial 3 besteht. Die Mehrkomponentenfasern sind mittels eines Rotationsspinnverfahrens hergestellt.
In den nachfolgenden Ausführungsbeispielen ist ausgeführt, wie mit den zuvor beschriebenen Vorrichtungen Mehrkomponentenfasern oder Vliese erzeugt werden.
Dabei sind die zuvor genannten Faserrohmaterialien 1 , 3 als Spinnlösungen ausgestaltet. Ausführungsbeispiel 1 :
Herstellung von Bikomponentenfasern, die als Kern-Mantel-Fasern ausgestaltet sind.
Ein Vliesstoff bestehend aus Kern-Mantel-Fasern wird mit einer Vorrichtung gemäß Fig. 1 durch ein Rotationsspinnverfahren wie folgt hergestellt: Als Spinnlösung 1 wird eine 20%ige Gelatine-Lösung hergestellt. Zur
Verwendung kommt eine Gelatine des Typs A PIGSKIN der Firma GELITA AG. Die Gelatine wird in Wasser eingerührt. Darauf verbleibt die Gelatine-Lösung etwa eine Stunde in Ruhe, um aufzuquellen. Anschließend wird die Gelatine- Lösung gelöst und darauf ca. 2 Stunden auf einer Temperatur von 60°C gehalten.
Als Spinnlösung 3 wird eine wässrige 40 %ige Polyvinylpyrrolidon-Lösung hergestellt. Das Polyvinylpyrrolidon (MG ca. 40000 g/mol) wird in Wasser gerührt und bei 70°C im Wasserbad gelöst.
Die Spinnlösung 1 wird mittels einer Schlauchpumpe in das Behältnis 2 des Innenrotors 7, die Spinnlösung 3 zeitgleich mit einer weiteren Schlauchpumpe in das Behältnis 4 des Außenrotors 8 geführt. Die Behältnisse 2, 4 haben eine Temperatur von ca. 80°C und rotieren mit einer Drehzahl von 4500 U/min um die gemeinsame Achse A. Der Innenrotor 7 befindet sich innerhalb des Außenrotors 8. Vom Innenrotor 7 gehen
Kanaldüsen 5 mit einem Durchmesser von 0,5 mm aus. Diese münden jeweils in den Kanaldüsen 6 eines Durchmessers von 1 ,0 mm des Außenrotors 8 und bilden mit diesen zusammen eine Spinndüse zur Herstellung von Bikomponentenfasern mit Kern-Mantel-Segmentierung oder auch zur
Herstellung von Hohlfasern.
Durch die Zentripetalkraft wird das Faserrohmaterial 1 , 3 durch die Kanaldüsen 5, 6 gepresst und zu Bikomponentenfasern gesponnen, die durch eine
Absaugeinrichtung verstreckt werden. Die Absaugeinrichtung befindet sich unterhalb der Behältnisse 2, 4.
Der Nachweis dass die Polymere durch dieses Verfahren keinen Abbau erlitten haben, kann durch Chromatografie geführt werden.
Ausführungsbeispiel 2:
Herstellung von Bikomponentenfasern, die als Kern-Mantel-Fasern mit nicht- verspinnbarem Kern ausgestaltet sind
Ein Vliesstoff bestehend aus Bikomponentenfasern mit Kern-Mantel- Segmentierung wird mittels einer Vorrichtung gemäß Fig. 1 durch ein
Rotationsspinnverfahren wie folgt hergestellt:
Als Spinnlösung 1 wird eine 5%ige Gelatine-Lösung verwendet. Zur
Verwendung kommt eine Gelatine des Typs A PIGSKIN der Firma GELITA AG. Die Gelatine wird in Wasser eingerührt. Darauf verbleibt die Gelatine-Lösung etwa eine Stunde in Ruhe, um aufzuquellen. Anschließend wird die Gelatine- Lösung gelöst und darauf ca. 2 Stunden auf einer Temperatur von 60°C gehalten.
Als Spinnlösung 3 wird eine wässrige Wirkstoff-Lösung aus Acetylsalicylsäure mit einer Konzentration von 0,1 mg/L und 1 Gew% Polyethylenoxid (MG. ca. 900000 g/mol) verwendet. Die Acetylsalicylsäure wird in Wasser gelöst. Die Spinnlösung 1 wird mittels einer Schlauchpumpe in das Behältnis 2 des Innenrotors 7, die Spinnlösung 3 mit einer weiteren Schlauchpumpe in das Behältnis 4 des Außenrotors 8 geführt. Die Behältnisse 2, 4 haben eine Temperatur von ca. 60°C und rotieren mit einer Drehzahl von 4500 U/min.
Der Innenrotor 7 befindet sich innerhalb des Außenrotors 8. Vom Innenrotor 7 gehen Kanaldüsen 5 mit einem Durchmesser von 0,5 mm aus. Diese münden jeweils in den Kanaldüsen 6 eines Durchmessers von 1 ,0 mm des Außenrotors 8 und bilden mit diesen zusammen eine Spinndüse zur Herstellung von Bikomponentenfasern mit Kern-Mantel-Segmentierung oder auch zur
Herstellung von Hohlfasern. Durch die Zentripetalkraft wird das Faserrohmaterial 1 , 3 durch die Kanaldüsen 5, 6 gepresst und zu Bikomponentenfasern gesponnen, die durch eine
Absaugeinrichtung verstreckt werden. Die Absaugeinrichtung befindet sich unterhalb der Behältnisse 2, 4. Ausführungsbeispiel 3:
Herstellung von Bikomponentenfasern, die als Seite-an-Seite-Fasern ausgestaltet sind, nämlich eine Side-by-Side-Segmentierung aufweisen Ein Vliesstoff bestehend aus Bikomponentenfasern mit Side-by-Side- Segmentierung wird mittels einer Vorrichtung gemäß Fig. 4 durch ein
Rotationsspinnverfahren wie folgt hergestellt:
Zur Herstellung einer Spinnlösung 3 wird eine wässrige 40 %ige
Polyvinylpyrrolidon-Lösung hergestellt. Das Polyvinylpyrrolidon (MG ca. 40000 g/mol) wird in Wasser gerührt und bei 70°C im Wasserbad gelöst. Zur Herstellung einer Spinnlösung 1 wird eine 40%ige Gelatine-Lösung hergestellt. Zur Verwendung kommt eine Gelatine des Typs A PIGSKIN der Firma GELITA AG. Die Gelatine wird in Wasser eingerührt. Darauf verbleibt die Gelatine-Lösung etwa eine Stunde in Ruhe, um aufzuquellen. Anschließend wird die Gelatine-Lösung gelöst und darauf ca. 2 Stunden auf einer Temperatur von 60°C gehalten.
Die Spinnlösung 3 wird mittels einer Schlauchpumpe in das Behältnis 4 des oberen Rotorteils 10, die Spinnlösung 1 mit einer weiteren Schlauchpumpe in das Behältnis 2 des unteren Rotorteils 9 geführt.
Die Behältnisse 2, 4 haben eine Temperatur von ca. 80°C und rotieren mit einer Drehzahl von 4500 U/min.
Der Rotor 9, 10 ist in ein oberes Behältnis 4 und unteres Behältnis 2 aufgeteilt. Die Kanaldüsen 9a, 10a mit Durchmessern von 0,3 mm des unteren
Behältnisses 2 und des oberen Behältnisses 4 fluchten an der Außenwand des Rotors 9, 10 und bilden zusammen eine Spinndüse zur Herstellung von
Bikomponentenfasern mit einer Side-by-Side-Segmentierung. Dies ist in den Fig. 4 und 5 gezeigt.
Durch die Zentripetalkraft wird das Faserrohmaterial 1 , 3 durch die Kanaldüsen 9a, 10a gepresst und zu Bikomponentenfasern gesponnen, die durch eine Absaugeinrichtung verstreckt werden. Die Absaugeinrichtung befindet sich unterhalb der Behältnisse 2, 4.
Die Spinnlösungen 1 , 3 sind im Hinblick auf ihre Viskosität derart eingestellt, dass sie nach Verlassen der Kanaldüsen 5, 6, 9a, 10a eine hinreichende Festigkeit zeigen, um einen Faserkörper zu bilden. Nach Verlassen der Kanaldüsen 5, 6, 9a, 10a können die Spinnlösungen 1 , 3 abkühlen und sich stark verfestigen und/ oder vernetzen.
Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lehre wird einerseits auf den allgemeinen Teil der Beschreibung und andererseits auf die beigefügten Patentansprüche verwiesen.

Claims

Patentansprüche
1. Mehrkomponentenfaser, umfassend eine erste Komponente und eine zweite Komponente, welche gemeinsam einen Faserkörper (11) ausbilden, wobei die erste Komponente aus einem ersten
Faserrohmaterial (1) besteht und wobei die zweite Komponente aus einem zweiten Faserrohmaterial (3) besteht,
gekennzeichnet durch eine Herstellung mittels eines
Rotationsspinnverfahrens.
2. Mehrkomponentenfaser nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch eine biokompatible Komponente und/oder biologische Abbaubarkeit im menschlichen oder tierischen Körper.
3. Mehrkomponentenfaser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass zumindest eine Komponente ein Arzneimittel enthält oder aus einem Arzneimittel gefertigt ist.
4. Mehrkomponentenfaser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Komponente einen Stoff aufweist, dessen Struktur nach mindestens zwei Minuten Erwärmung bei einer Temperatur von mindestens 50° C zerstört wird.
5. Mehrkomponentenfaser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Komponente ein Antibiotikum enthält.
6. Mehrkomponentenfaser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Komponente ein Enzym enthält.
7. Mehrkomponentenfaser nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Komponente einen
Wachstumsfaktor enthält.
8. Mehrkomponentenfaser nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Komponente ein
schmerzreduzierendes Mittel enthält.
9. Verfahren, bei welchem ein erstes Faserrohmaterial (1) in ein erstes Behältnis (2) gefüllt wird, wobei ein zweites Faserrohmaterial (3) in ein zweites Behältnis (4) gefüllt wird, wobei beide Behältnisse (2, 4) rotiert werden, wobei das erste Faserrohmaterial (1) aus dem ersten Behältnis (2) ausgetragen wird, wobei das zweite Faserrohmaterial (3) aus dem zweiten Behältnis (4) ausgetragen wird und wobei die
Faserrohmaterialien (1 , 3) nach dem Verlassen der Behältnisse (2, 4) zusammengeführt werden,
dadurch gekennzeichnet, dass die Behältnisse (2, 4) um die gleiche Achse (A) rotiert werden, wobei das erste Faserrohmaterial (1) durch eine erste Kanaldüse (5, 9a) aus dem ersten Behältnis (2) ausgetragen wird und wobei das zweite Faserrohmaterial (3) durch eine zweite Kanaldüse (6, 10a) aus dem zweiten Behältnis (4) ausgetragen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die
Faserrohmaterialien (1 , 3) derart zusammengeführt werden, dass sie sich zu einer Mehrkomponentenfaser ergänzen.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Behältnis (2) einem Innenrotor (7) und das zweite Behältnis (4) einem Außenrotor (8) zugeordnet wird, wobei das zweite Behältnis (4) das erste Behältnis (2) umfänglich umgibt und wobei eine Kanaldüse (5) des ersten Behältnisses (2) konzentrisch innerhalb einer Kanaldüse (6) des zweiten Behältnisses (4) geführt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Behältnis (2) einem unteren Rotorteil (9) zugeordnet wird, wobei das zweite Behältnis (4) einem oberen Rotorteil (10) zugeordnet wird und wobei eine im Querschnitt halbkreisförmige Kanaldüse (9a) des ersten Behältnisses (2) an eine im Querschnitt halbkreisförmige
Kanaldüse (10a) des zweiten Behältnisses (4) angelegt wird.
13. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahren nach einem der
Ansprüche 9 bis 12, umfassend zwei Behältnisse (2, 4), die um die gleiche Achse (A) rotierbar sind, wobei einem ersten Behältnis (2) erste Kanaldüsen (5, 9a) und einem zweiten Behältnis (4) zweite Kanaldüsen (6, 10a) zugeordnet sind und wobei die ersten Kanaldüsen (5, 9a) und die zweiten Kanaldüsen (6, 10a) miteinander fluchten.
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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2447397A1 (de) * 2010-10-29 2012-05-02 Carl Freudenberg KG Vliesstoffe aus synthetischen Polymeren sowie Rotationsspinnverfahren zur Herstellung derselben
CN102505155A (zh) * 2011-11-09 2012-06-20 无锡市宇翔化纤工程设备有限公司 双头复合化纤纺丝组件
DE102012002209A1 (de) 2012-02-07 2013-08-08 Carl Freudenberg Kg Biodegradierbares Vlies für medizinische Zwecke
DE102012224379A1 (de) * 2012-12-27 2014-07-03 Aesculap Ag Faserprodukt und Verfahren zu seiner Herstellung
CN103397396B (zh) * 2013-07-30 2015-10-28 苏州豪建纺织有限公司 一种可变径熔丝结构
DE102014202578A1 (de) * 2014-02-12 2015-08-13 Aesculap Ag Medizinisches Produkt und Verfahren zu seiner Herstellung
CN104928774B (zh) * 2014-03-21 2018-04-27 馨世工程教育有限公司 用于生产核-壳结构的复合纳米微米纤维离心纺丝设备
CN104928776B (zh) * 2014-03-21 2017-06-06 馨世工程教育有限公司 一种多功能离心纺丝设备
WO2015139659A1 (zh) * 2014-03-21 2015-09-24 馨世工程教育有限公司 用于生产多种结构的复合纳米微米纤维离心纺丝设备
CN104928777B (zh) * 2014-03-21 2017-08-25 馨世工程教育有限公司 用于生产若干种结构的复合纳米微米纤维离心纺丝设备
AU2015233952B2 (en) * 2014-03-21 2017-08-24 Neworld E & E Pty Ltd. Multifunctional spinning device
CN103993372A (zh) * 2014-05-26 2014-08-20 苏州东茂纺织实业有限公司 一种绒毛生成装置
KR102158145B1 (ko) * 2015-09-04 2020-09-21 주식회사 엘지화학 항균 섬유의 제조 방법
CN105386167B (zh) * 2015-11-26 2017-10-10 广东工业大学 基于高速离心纺丝的加捻成纱装置
JP2017160562A (ja) * 2016-03-10 2017-09-14 ナノサミット株式会社 導電性繊維及びその製造方法
JP6720384B2 (ja) * 2019-05-07 2020-07-08 シャープ株式会社 表示制御装置及びプログラム
CN110331453B (zh) * 2019-05-28 2020-12-15 武汉纺织大学 一种纺出皮芯结构纤维的离心纺丝喷头
CN110318105B (zh) * 2019-05-28 2020-11-27 武汉纺织大学 一种双向皮芯纤维的离心喷制装置
CN114059210A (zh) * 2020-07-30 2022-02-18 湖南科力嘉纺织股份有限公司 一种高吸湿性纱线及其制备方法
CN113463207B (zh) * 2021-06-10 2022-04-19 武汉纺织大学 一种核壳式复合罐体
CN113502551B (zh) * 2021-06-10 2022-04-19 武汉纺织大学 一种离心纺丝集成体
CN113502554B (zh) * 2021-06-10 2022-04-19 武汉纺织大学 一种反向双射式皮芯结构离心纺丝单元
CN113481616B (zh) * 2021-06-10 2022-04-19 武汉纺织大学 一种靠背式纤维制取罐

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997032061A1 (en) * 1996-02-29 1997-09-04 Owens Corning Bicomponent polymer fibers made by rotary process
WO2003042436A1 (en) * 2001-11-14 2003-05-22 University Of Leeds Centrifugal spinning process

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3075241A (en) * 1955-03-08 1963-01-29 Schiesser Ag Trikotfabriken Multiple hole spinning nozzle and process of manufacture
US3073005A (en) * 1957-12-30 1963-01-15 Owens Corning Fiberglass Corp Composite fibers
US2998620A (en) * 1958-06-09 1961-09-05 Owens Corning Fiberglass Corp Method and means for centrifuging curly fibers
US3358322A (en) * 1965-06-10 1967-12-19 Monsanto Co Process and apparatus for spinning bicomponent micro-denier fibers
US5474590A (en) * 1993-11-05 1995-12-12 Owens-Corning Fiberglas Technology, Inc. Spinner for manufacturing dual-component fibers having an angled array of orifices
US5514199A (en) * 1994-09-20 1996-05-07 Owens-Corning Fiberglas Technology, Inc. Spinner for producing dual component fibers
DE19614572A1 (de) 1996-04-12 1997-10-16 Gruenzweig & Hartmann Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Mineralfasern sowie damit hergestelltes Mineralfaserprodukt
DE19614570A1 (de) * 1996-04-12 1997-10-16 Gruenzweig & Hartmann Vorrichtung zum Zerfasern von mineralischen Schmelzen sowie Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung
US6737165B1 (en) * 1998-08-06 2004-05-18 Omlidon Technologies Llc Melt-processible poly(tetrafluoroethylene)
EP1310585B1 (de) * 2001-04-18 2007-10-10 Kabushikikaisha Igaki Iryo Sekkei Verfahren und vorrichtung zum schmelzspinnen
EP1448671B1 (de) 2001-11-19 2007-09-12 AMI Agrolinz Melamine International GmbH Erzeugnisse, insbesondere formmassen aus triazinsegmente enthaltenden polymeren, verfahren zu deren herstellung und verwendungen
FI119563B (fi) * 2003-07-15 2008-12-31 Fp Pigments Oy Menetelmä ja laite paperin-, kartongin- tai muun vastaavan valmistuksessa käytettävän kuitumateriaalin esikäsittelemiseksi
BRPI0417659A (pt) * 2003-12-18 2007-04-03 Procter & Gamble processos de fiação giratória para a formação de fibras contendo polìmero de hidroxila
EP1627941A1 (de) * 2004-08-17 2006-02-22 Mosaic Systems B.V. Funktionelle poröse Mehrschichtfaser und deren Herstellung
US7737060B2 (en) * 2006-03-31 2010-06-15 Boston Scientific Scimed, Inc. Medical devices containing multi-component fibers
JP2008170216A (ja) 2007-01-10 2008-07-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 流量計測装置
JP2010533247A (ja) 2007-07-10 2010-10-21 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー サブミクロン直径の繊維の製造及びその繊維からのウェブの製造のための方法及び装置
DE102007044648B4 (de) * 2007-09-18 2020-11-26 Carl Freudenberg Kg Bioresorbierbarer Gelatinevliesstoff
WO2009058990A2 (en) * 2007-10-31 2009-05-07 Cordis Corporation Vascular closure device
WO2010015709A2 (de) * 2008-08-08 2010-02-11 Basf Se Wirkstoffhaltige fasernflächengebilde mit einstellbarer wirkstofffreisetzung, ihre anwendungen und verfahren zu ihrer herstellung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997032061A1 (en) * 1996-02-29 1997-09-04 Owens Corning Bicomponent polymer fibers made by rotary process
WO2003042436A1 (en) * 2001-11-14 2003-05-22 University Of Leeds Centrifugal spinning process

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of WO2011116848A2 *

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