PRZYBYLSKI, Peter (Sudermannstr. 4, Ludwigshafen, 67061, DE)
LIEBMANN, Burghard (Ringgartenstr. 53, Bensheim, 64625, DE)
KLIMOV, Evgueni (Brunckstraße 41, Ludwigshafen, 67063, DE)
PRZYBYLSKI, Peter (Sudermannstr. 4, Ludwigshafen, 67061, DE)
LIEBMANN, Burghard (Ringgartenstr. 53, Bensheim, 64625, DE)
| Patentansprüche 1 . Verfahren zur Herstellung von beschichteten Polymerfasern, bei dem aus einer Lösung, Dispersion oder Schmelze eines Polymers Fasern mit einem Durchmes- ser im Bereich von 10 nm bis 10 μηη hergestellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern während oder nach ihrer Herstellung mit einem 2- Cyanacrylsäureester kontaktiert werden. 2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung der Fasern durch ein Elektrospinn- oder ein Zentrifugenspinnverfahren erfolgt. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer ein wasserlösliches oder wasserquellbares Polymer ist. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lösung, Dispersion oder Schmelze des Polymers ein Wirkstoff zugesetzt wird, der auf einen lebenden Organismus gezielt eine spezifische Wirkung entfaltet. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern aus einer Lösung des Polymers in Wasser oder einem organischen Lösungsmittel oder einer Dispersion des Polymers in Wasser hergestellt werden. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerfasern während oder nach ihrer Herstellung mit gasförmigem 2- Cyanacrylsäureester kontaktiert werden. 7. Beschichtete Polymerfasern, herstellbar nach einem der Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 6. 8. Verwendung der beschichteten Polymerfasern gemäß Anspruch 7 zur Herstellung von Faserflächengebilden. 9. Faserflächengebilde, umfassend beschichtete Polymerfasern gemäß Anspruch 7. 10. Verwendung von Faserflächengebilden gemäß Anspruch 9 zur Herstellung von Filtern, Vliesen, Kosmetikerzeugnissen, Textilien, Reinigungsprodukten, Medizinprodukten, Hygieneprodukten, Zellkulturträgern oder Katalysatorträgern. |
Verfahren zur Herstellung von Polymerfasern sind in der Literatur beschrieben und dem Fachmann bekannt (s. beispielsweise A. Echte, Handbuch der Technischen Polymerchemie, VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim, 1993, Kap. 9.6„Herstellung von Chemiefasern", S. 563-581 ). Beispielsweise lassen sich synthetische Polymere zu Fasern verspinnen, indem Schmelzen oder Lösungen der Polymere durch Löcher gepreßt und anschließend durch Abkühlung bzw. Verdampfung des Lösungsmittels verfestigt und verstreckt werden.
Die Herstellung von sogenannten Nano- und Mesofasern, d.h. Fasern mit einem Durchmesser von wenigen nm bis einigen μηη, lässt sich besser auf andere Weise durchführen, beispielsweise nach Elektrospinn- oder Zentrifugenspinnverfahren, um nur einige davon zu nennen.
Verfahren zum Elektrospinnen sind dem Fachmann ebenfalls bekannt und in der Literatur beschrieben, beispielsweise in D. H. Reneker und H. D. Chun, Nanotechn. 7 (1996) 216 f. und A. Greiner und J. Wendorff, Angew. Chemie Int. Ed. 1 19 (2007) 5770-5805.
Zur Herstellung von Nanofasern geeignete Zentrifugenspinnverfahren sind beispielsweise in EP 624 665 A und der EP 1 088 918 A offenbart. Bei diesen Zentrifugen- spinnverfahren wird die polymerhaltige Lösung oder Dispersion in ein rotierendes Behältnis gebracht und durch Zentrifugalkräfte aus dem Behältnis in Form von Fasern ausgetragen.
Die nach diesen Elektrospinn- oder Zentrifugenspinnverfahren erhaltenen Fasern können in der Regel auch direkt, beispielsweise durch Abscheidung auf einem Träger, in Form von Faserflächengebilden, beispielsweise Vliesen, abgeschieden und erhalten werden.
Eines der Haupteinsatzgebiete für Polymerfasern ist die Herstellung von Faserflächengebilden wie Gewebe oder Vliese. Diese finden verbreiteten Einsatz, beispielsweise in Massenanwendungen wie Textilien, als technische Vorrichtungen wie Filter oder auch für spezielle Anwendungen wie Wundabdeckungen im medizinischen Sektor. Für die meisten Anwendungen dieser Art ist es wichtig, daß die Polymerfasern eine gute Was- ser- bzw. Feuchtigkeitsstabilität aufweisen. Diese ist normalerweise nicht gegeben, wenn die Polymerfaser aus wasserlöslichen Polymeren, z.B. Polyvinylalkohol, hergestellt wurde. Aber auch gemeinhin als wasserunlöslich bezeichnete Polymere, z.B. Sty- rol-Acrylester-Copolymere, haben oftmals den Nachteil, daß aus ihnen hergestellte Faserflächengebilde zumindest bei längerer Einwirkung von Wasser bzw. Feuchtigkeit an Stabilität oder Festigkeit verlieren können. Auch gibt es Polymere, beispielsweise natürlich vorkommende Polymere auf Polysaccharidbasis, die sich zwar unter Wassereinwirkung ebenfalls nicht lösen, die aber Wasser aufnehmen und einbauen können, so daß aus diesen Polymeren hergestellte Fasern oder Flächenfasergebilde beispiels- weise aufquellen und somit ebenfalls in ihrer Mechanik oder - insbesondere bei Filtern - in ihrer Durchlässigkeit verändert werden.
Zur Verbesserung der Wasser- bzw. Feuchtigkeitsbeständigkeit von Polymerfasern oder daraus hergestellter Faserflächengebilde sind in der Literatur diverse Maßnahmen beschrieben.
So können Fasern aus wasserlöslichen Polymeren durch Vernetzung oder Umstrukturierung (Nachkristallisation) unlöslich gemacht werden. Die Stabilität von Polyvinylalko- holfasern gegen Wasser konnte z.B. durch Behandlung mit Methanol (siehe Yao L. et al., Chem Mater. 15 (2003) 1860-1864), Vernetzung mit Polyacrylsäure (siehe Zeng J. et al., e-polymers 78 (2004)) oder UV-Vernetzung von modifiziertem Polyvinylalkohol (siehe Zeng J. et al., Macromol. Rapid Commun. 26 (2005) 1557-1562) erhöht werden. Bei diesen Vernetzungsmethoden wurde der Vernetzer bereits in die polymerhaltige Spinnlösung gegeben und mitversponnen. Es ist eine thermische oder strahlungsindu- zierte Nachbehandlung erforderlich, die in der Regel aufwändig und kostenintensiv ist.
Die WO 2006/089522 A1 offenbart Verfahren zur Herstellung von Polymerfasern, wobei eine Dispersion eines wasserunlöslichen Polymers in einem wässrigen Medium elektroversponnen wird. In diesem Verfahren ist es erstmals gelungen, wasserunlösli- che Polymere ohne Einsatz organischer Lösungsmittel mittels eines Elektrospinnver- fahrens zu verspinnen, wobei Polymerfasern, insbesondere Nano- oder Mesofasern, erhalten werden. Eine Möglichkeit, die Wasserstabilität von aus wäßrigen Dispersionen durch Elektrospinnen wasserunlöslicher Polymere gewonnener Fasern zu verbessern, besteht in der interpartikulären Vernetzung der Fasern gemäß WO 2009/074630, eine weitere in der gezielten Abstimmung von Glastemperatur des Polymers und Verarbeitungstemperatur beim Elektrospinnen gemäß WO 2009/010443.
Auch die Bildung von Poly-2-cyanacrylat-Fasern ist beschrieben, und zwar indem Mo- nomerdämpfe auf ein Substrat abgeschieden und mit Initiator zur Polymerisation ge- bracht wurden (s. S. V. Doiphode et al., Polymer 47(12) (2006) 4328^1332). Die Adhä- sions- und Klebewirkung von 2-Cyanacrylaten bzw. ihren Polymerisaten, sowie ihre relativ geringe Wasserlöslichkeit sind dem Fachmann bekannt. U.a. aufgrund dieser Eigenschaften werden 2-Cyanacrylate bzw. ihre Polymerisate zur Verklebung von Wunden, zur Verbesserung der Haftung von Polymerfolien (s. Dong Y. W. et al., J. Adhesion Sei. Technol. 9(4) (1995) 501 -525) und als sogenannter Sekundenkleber benutzt. In der US 6,126,776 wird ein Verfahren offenbart, bei denen ein festes, mit UV-Strahlung bzw. mit einem Plasma vorbehandeltes Polymersubstrat, beispielsweise Folien oder Vliesstoffe, mit Dämpfen von 2-Cyanacrylat behandelt wird, um die Haftung eines nachträglich aufgebrachten organischen Materials zu verbessern. In GB 2447933 sind spezielle Cyanacrylatmonomere offenbart, die zu Polymeren mit verbesserter Wasserstabilität umgesetzt werden können. Dennoch sind Polycyanacrylate und Ver- klebungen mit Cyanacrylat-Klebstoffen nicht dauerhaft feuchtigkeitsstabil, da unter entsprechenden Bedingungen das Polymer wieder gespalten werden kann (siehe http://de.wikipedia.org/wiki/Klebstoff vom 17.07.2009, Kap. 4.2, Cyanacrylat- Klebstoffe). Trotz dieser bekannten Verfahren sind günstigere und effizientere Methoden wünschenswert, um die Wasser- bzw. Feuchtigkeitsbeständigkeit von Polymerfasern, insbesondere der sogenannten Nanofasern, zu verbessern.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Polymerfasern, insbesondere soge- nannte Nanofasern, und daraus erhältlich Faserflächengebilde bereit zu stellen, die eine verbesserte Wasser- bzw. Feuchtigkeitsbeständigkeit aufweisen, d.h. unter Wasser- bzw. Feuchtigkeitseinwirkung eine verringerte Löslichkeit, Quellung und/oder Veränderung der mechanischen Eigenschaften und/oder der Durchflußeigenschaften und/oder der Faserstruktur aufweisen. Die Verwendung organischer Lösungsmittel sollte bei der Herstellung solcher wasser- bzw. feuchtigkeitsstabileren Fasern und Faserflächengebilde aus toxikologischen, arbeitssicherheitsbedingten und zulassungsrechtlichen Gründen weitgehend vermieden werden.
Diese Aufgabe wird durch die eingangs genannten Verfahren gelöst, wobei erfin- dungswesentlich ist, daß die Fasern während oder nach ihrer Herstellung mit einem 2- Cyanacrylsäureester kontaktiert werden.
Die nach den erfindungsgemäßen Verfahren herstellbaren beschichteten Polymerfasern sowie Faserflächengebilde besitzen gegenüber bekannten Nanofasern eine ver- besserte Wasser- bzw. Feuchtigkeitsbeständigkeit, d.h. sie weisen unter Wasser- bzw. Feuchtigkeitseinwirkung eine verringerte Löslichkeit, Quellung und/oder Veränderung der mechanischen Eigenschaften und/oder der Durchflußeigenschaften und/oder der Faserstruktur auf. Die Verwendung organischer Lösungsmittel wird bei den erfindungsgemäßen Verfahren weitgehend vermieden.
Die erfindungsgemäßen Gegenstände, Verfahren und Verwendungen werden im Folgenden beschrieben. Grundsätzlich können in den erfindungsgemäßen Verfahren alle Polymere eingesetzt werden, die sich aus Lösung, Dispersion oder Schmelze nach dem Fachmann bekannten und in der Literatur beschriebenen Verfahren zu Fasern mit einem Durchmesser im Bereich von 10 nm bis 10 μηη, bevorzugt von 20 nm bis 5 μηη, besonders bevorzugt von 50 nm bis 2 μηη, verarbeiten lassen.
Der Begriff„Polymere" umfasst dabei sowohl Homo- als auch Copolymere. Als Copolymere kommen sowohl statistische als auch alternierende Systeme, Blockcopolymere oder Pfropfcopolymere in Frage. Der Begriff Copolymere umfasst Polymere, die aus zwei oder mehr verschiedenen Monomeren aufgebaut sind, oder aber bei denen sich der Einbau mindestens eines Monomers in die Polymerkette auf verschiedene Art und Weise realisieren lässt, wie es z.B. bei den Stereoblockcopolymeren der Fall ist. Es können auch Abmischungen von Homo- und Copolymeren eingesetzt werden. Die Homo- und Copolymere können miteinander mischbar oder nicht mischbar sein. Die für die erfindungsgemäßen Verfahren geeigneten Polymere können synthetischen Ursprungs sein, es können aber auch natürlich vorkommende Polymere, beispielsweise auf Polysaccharidbasis, sein.
Bevorzugte Polymere zum Einsatz in den erfindungsgemäßen Verfahren sind solche, die nicht wasser- bzw. feuchtigkeitsbeständigkeit sind, insbesondere solche, die wasserlöslich oder wasserquellbar sind. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind als „wasserlöslich" alle Polymere zu verstehen, deren Löslichkeit in Wasser bei 23°C höher als 0,1 Gew.-% ist (bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung). Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind als„wasserquellbar" alle Polymere zu verstehen, deren Gewichtszunahme nach 6-stündiger Lagerung bei 50°C im Umluftschrank und anschließender 30-minütiger Lagerung in Wasser bei 23°C mehr als 5 % beträgt (bezogen auf das Gewicht des Polymers nach der 6-stündigen Lagerung bei 50°C). Besonders bevorzugte wasserlösliche oder wasserquellbare Polymere, die für den Einsatz in den erfindungsgemäßen Verfahren geeignet sind, sind Polyvinylalkohol, Poly-N- vinylpyrrolidon, Polyvinylformamid, Polyethylenoxid, Polyvinylamin, Polyvinylacetat, Polyacrylsäure, Polyacrylsäureester, Polyacrylamid, Polyaccharide wie Cellulose, Cel- luloseether wie z.B. Methylcellulose (mit einem Substitutionsgrad von 3 bis 40 %), E- thylcellulose, Butylcellulose, Hydroxymethylcellulosen; Hydroxyethylcellulosen; Hydro- xypropylcellulosen, Isopropylcellulose, Celluloseester wie z.B. Celluloseacetat, Stär- ken, modifizierte Stärken wie z.B. Methylether-Stärke und Alginat. Besonders bevorzugte wasserlösliche oder wasserquellbare Polymere sind Polyvinylalkohol und Polyvinylformamid.
Geeignete, dem Fachmann bekannte Verfahren zum Herstellen von Polymerfasern des genannten Durchmessers aus der Schmelze sind beispielsweise in A. Echte, Handbuch der Technischen Polymerchemie, VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim, 1993, Kap. 9.6.3.1„Schmelzspinnen", S. 572-574, beschrieben. Zur Herstellung von Fasern aus der Schmelze sind als Polymere bevorzugt dem Fachmann bekannte und in der Literatur beschriebene synthetische Polyamide und Polyester geeignet.
Geeignete, dem Fachmann bekannte Verfahren zum Herstellen von Polymerfasern des genannten Durchmessers aus Lösung sind beispielsweise in A. Echte, Handbuch der Technischen Polymerchemie, VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim, 1993, Kap. 9.6.3.2„Trockenspinnen" und 9.6.3.3„Naßspinnen" S. 575-577, beschrieben. Zur Herstellung von Fasern aus Lösungen in nicht-wäßrigen Lösungsmitteln sind als Polymere bevorzugt dem Fachmann bekannte und in der Literatur beschriebene Celluloseacetate und Polyacrylnitril geeignet. Bevorzugte Herstellverfahren aus Lösungen sind solche, bei denen als Lösungsmittel Wasser zum Einsatz kommt, da dadurch mögliche toxikologische, arbeitssicherheitsbedingte und zulassungsrechtliche Schwierigkeiten vermieden werden können. Zur Herstellung von Fasern aus Lösungen in wäßrigen Lösungsmitteln sind als Polymere bevorzugt dem Fachmann bekannte und in der Literatur be- schriebene Polyvinylalkohole geeignet.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugte, dem Fachmann bekannte Verfahren zum Herstellen von Polymerfasern des genannten Durchmessers aus Schmelze, Lösung oder aus Dispersion sind Elektrospinn- oder Zentrifugenspinnverfahren, insbe- sondere Elektrospinnverfahren. Verfahren zum Elektrospinnen sind beispielsweise in D. H. Reneker und H. D. Chun, Nanotechn. 7 (1996) 216 f., A. Greiner und J. Wen- dorff, Angew. Chemie Int. Ed. 1 19 (2007) 5770-5805, WO 2006/089522 A1 , WO 2009/074630, WO 2009/010443 beschrieben. Zentrifugenspinnverfahren, bei denen die polymerhaltige Schmelze, Lösung oder Dispersion in ein rotierendes Behältnis ge- bracht und durch Zentrifugalkräfte aus dem Behältnis in Form von Fasern ausgetragen wird, sind beispielsweise beschrieben in EP 624 665 A und EP 1 088 918 A.
Zur Herstellung von Fasern aus Lösungen in nicht-wäßrigen Lösungsmitteln nach dem Verfahren des Elektrospinnens sind als Polymere bevorzugt dem Fachmann bekannte und in der Literatur beschriebene Celluloseacetate und Polyacrylnitril geeignet. Bevorzugte Herstellverfahren mittels Elektrospinnen aus Lösungen sind solche, bei denen als Lösungsmittel Wasser zum Einsatz kommt, da dadurch mögliche toxikologische, arbeitssicherheitsbedingte und zulassungsrechtliche Schwierigkeiten vermieden werden können. Zur Herstellung von elektrogesponnenen Fasern aus Lösungen in wäßri- gen Lösungsmitteln sind als Polymere bevorzugt dem Fachmann bekannte und in der Literatur beschriebene Polyvinylalkohole geeignet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung lassen sich Elektrospinnverfahren zur Herstellung von Fasern der genannten Größe aus Dispersionen, insbesondere wäßrigen Dispersionen, einsetzen. Erfindungsgemäß wird dabei eine Dispersion wenigstens eines wasserunlöslichen Polymers in einem wässrigen Medium elektroversponnen. Eine Dispersion im Sinne der vorliegenden Erfindung bezeichnet im Einklang mit dem Lehrbuchwissen eine Mischung von mindestens zwei nicht miteinander mischbaren Phasen, wobei eine der wenigstens zwei Phasen flüssig ist. In Abhängigkeit von dem Aggregatzustand der zweiten bzw. weiteren Phase werden Dispersionen in Aerosole, Emulsionen und Suspensionen unterteilt, wobei die zweite oder weitere Phase bei Aerosolen gasförmig, bei Emulsionen flüssig und bei Suspensionen fest ist.
Grundsätzlich können die Polymerdispersionen durch alle dem Fachmann zu diesem Zweck bekannten Verfahren hergestellt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren beim Elektrospinnen eine wässrige Dispersion eines aus der aus Poly-(p-xylylen), Polyvinylidenhalogeniden, Polyestern, Polyethern, Polyethylen, Polypropylen, Poly(Ethylen/Propylen) (EPDM), Polyolefinen, Polycarbonaten, Polyurethanen, natürlichen Polymeren, Polycarbonsäuren, Polysulfonsäuren, sulfatier- ten Polysacchariden, Polylactiden, Polyglycosiden, Polyamiden, Poly-a-methylstyrolen, Polymethacrylaten, Polyacrylnitrilen, Polyacrylamiden, Polyimiden, Polyphenylenen, Polysilanen, Polysiloxanen, Polybenzimidazolen, Polybenzthiazolen, Polyoxazolen, Polysulfiden, Polyesteramiden, Polyarylenvinylenen, Polyetherketonen, Polyurethanen, Polysulfonen, Ormocerenen, Polyacrylaten, Siliconen, vollaromatischen Copolyestern, Polyhydroxyethylmethacrylaten, Polymethylmethacrylaten, Polyethylenterephthalaten, Polybutylenterephthalat, Polymethacrylnitrilen, Polyvinylacetaten, Neopren, Buna N, Polybutadien, Polytetrafluorethylen, modifizierten und nicht modifizierten Cellulosen, Homo- und Copolymerisaten von α -Olefinen bestehenden Gruppe ausgewählten wasserunlöslichen Polymers eingesetzt. Alle vorgenannten Polymere können in den erfindungsgemäß einzusetzenden Dispersionen jeweils einzeln oder in beliebiger Kombina- tionen miteinander eingesetzt werden und in jedem beliebigen Mischungsverhältnis. Insbesondere mit Homo- oder Copolymerisaten basierend im Wesentlichen auf Acryla- ten, Styrolen, Vinylacetaten, Vinylethern, Butadienen, Isoprenen, Methacrylaten, alpha- Methylstyrolen, Acrylamid, Vinylsulfonsäure, Vinylsulfonsäureestern, Vinylester, Vinyl- alkohol, Acrylnitril, Vinylsulfonenen und/oder Vinylhalogeniden, werden gute Ergebnis- se erzielt.
Besonders gute Ergebnisse beim Elektrospinnen werden mit Polymersuspensionen erhalten, wobei der durchschnittliche Teilchendurchmesser des wenigstens einen wasserunlöslichen Polymers vorzugsweise zwischen 100 nm und 1 μηη beträgt. Im Allgemeinen liegt der durchschnittliche Teilchendurchmesser der suspendierten Partikel zwischen 0,03 μηη und 2,5 μηη, bevorzugt zwischen 0,05 μηη und 1 ,2 μηη (bestimmt nach W. Scholtan und H. Lange in Kolloid-Z. und Polymere 250 (1972), S. 782-796 mittels Ultrazentrifuge).
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die Dispersion zum Elektrospinnen neben dem wenigstens einen wasserunlösli- chen Polymer zusätzlich wenigstens ein wasserlösliches Polymer. Grundsätzlich können der Dispersion wenigstens eines wasserunlöslichen Polymers in einem wässrigen Medium alle dem Fachmann bekannten wasserlöslichen Polymere zugesetzt sein, wo- bei insbesondere mit aus der aus Polyethylenoxiden, Hydroxymethyxlcellulosen, Hydroxyethylcellulosen, Hydroxypropylcellulosen, Carboxymethylcellulosen, Maleinsäuren, Alginaten, Collagenen, Polyvinylalkohol, Poly-N-vinylpyrrolidon, Kombinationen hiervon, Copolymeren hiervon, Pfropfcopolymeren hiervon, Sternpolymeren hiervon, hochverzweigten Polymeren hiervon und Dendrimeren hiervon bestehenden Gruppe ausgewählten wasserlöslichen Polymeren besonders gute Ergebnisse erzielt werden. Die Herstellung der Dispersionen wenigstens eines wasserunlöslichen Polymers in einem wässrigen Medium des weiteren enthaltend wenigstens ein wasserlösliches Polymer gemäß der weiteren Ausführungsform der Erfindung kann auf jede dem Fach- mann bekannte Weise erfolgen, beispielsweise durch Emulsionspolymerisation. Unabhängig von der Ausführungsform beträgt der Feststoffgehalt der erfindungsgemäß einzusetzenden Dispersion - bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersion - vorzugsweise 2 bis 80 Gew.-%, besonders bevorzugt 10 bis 60 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt 15 bis 50 Gew.-%.
In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach dem Elektrospinnprozeß, bei der in dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Dispersion umfassend wenigstens ein wasserunlösliches und wenigstens ein wasserlösliches Polymer in einem wässrigen Medium eingesetzt wird, beträgt der Gewichtsanteil des wasserlöslichen Polymers, bezogen auf das Gewicht des eingesetzten wasserunlöslichen Polymers, in der Regel 0,1 bis 120 Gew.-%, besonders bevorzugt 2 bis 70 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt 5 bis 50 Gew.-%.
Die beim Elektrospinnen einzusetzende Schmelze, Lösung oder Dispersion kann auf alle dem Fachmann bekannten Arten elektroversponnen werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Elektrospinnens wird die zu verspinnende Schmelze, Lösung oder Dispersion in ein elektrisches Feld mit der Stärke von im Allgemeinen zwischen 0,01 bis 10 kV/cm, bevorzugt zwischen 1 und 6 kV/cm und besonders bevorzugt zwischen 2 und 4 kV/cm, eingebracht, indem sie aus einer oder mehreren Kanülen unter geringem Druck ausgepresst wird. Sobald die elektrischen Kräfte die Oberflächenspannung der Tropfen an der Kanülenspitze übersteigen, erfolgt der Massentransport in Form eines Jets auf die gegenüberliegende Elektrode. Das ggf. vorliegende Lösungsmittel verdampft im Zwischenelektrodenraum und der polymerhaltige Feststoff liegt dann in Form von Fasern auf der Gegenelektrode vor. Das Spinnen kann in beiden vertikalen Richtungen (von unten nach oben und von oben nach unten) und in horizontaler Richtung erfolgen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung des Elektrospinnverfahrens wird eine cylin- der-basierte Vorrichtung, z.B. Nanospider der Fa. Elmarco (Czech Rep.), eingesetzt. Die eingesetzte Lösung, Dispersion oder Schmelze befindet sich in einem Behälter, in dem eine Metallwalze permanent rotiert bzw. die Spinnformulierung wird auf die Walze mit separater Einrichtung dosiert. Die Walze kann glatt, strukturiert oder mit Metalldrähten versehen sein. Dabei befindet sich ein Teil der Formulierung beständig auf der Walzenoberfläche. Das elektrische Feld zwischen der Walze und der Gegenelektrode (oberhalb der Walze) bewirkt, dass sich aus der Formulierung erst flüssige Jets ausbilden, die dann auf dem Weg zur Gegenelektrode ggf. vorhandenes Lösungsmittel verlieren bzw. die Schmelze erstarrt. Ein Nanofaservlies (Faserflächengebilde) entsteht auf dem Substrat (z.B. aus Polypropylen, Polyester oder Cellulose), das zwischen den beiden Elektroden vorbeigeführt wird. Das elektrische Feld hat im Allgemeinen eine Stärke zwischen 0,01 bis 10 kV/cm, bevorzugt zwischen 1 und 6 kV/cm und besonders bevorzugt zwischen 2 und 4 kV/cm. Insbesondere hat das elektrische Feld in dieser Ausführungsform eine Stärke von 2,1 kV/cm (82 kV bei 25 cm Elektrodenabstand). Das Spinnen kann in beiden vertikalen Richtungen (von unten nach oben und von oben nach unten) und in horizontaler Richtung erfolgen.
Der Lösung, Dispersion oder Schmelze des Polymers können Additive zugegeben werden, um beispielsweise die Viskosität oder Oberflächenspannung zu verändern, wodurch sich bei den erfindungsgemäßen Verfahren z.B. die Faserbildung oder Fa- sermorphologie gezielt beeinflussen läßt. Bevorzugte Additive sind dem Fachmann bekannte und in der Literatur beschriebene Verdicker und Tenside.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können der Lösung, Dispersion oder Schmelze des Polymers können ein oder mehrere Wirkstoffe zugesetzt werden, die auf einen lebenden Organismus gezielt eine spezifische Wirkung, insbesondere eine pharmakologische, agrochemische, medizinische oder kosmetische Wirkung, entfalten. Bei diesen Wirkstoffen kann es sich um Pharmawirkstoffe, kosmetische Effektstoffe, agrochemische Wirkstoffe (Fungizide, Herbizide, Insektizide), Nahrungs- oder Futtermittelzusätze, biologische Wirkstoffe (Peptide, Wachstumsfaktoren, Bakterien) oder Kombination von mehreren dieser Wirkstoffe handeln. Die Art oder Formulierung der Wirkstoffe, ihre einzusetzenden Mengen und Konzentrationen sowie die gezielte spezifische Wirkung im lebenden Organismus sind dem Fachmann als solche bekannt und in der Literatur beschrieben (s. beispielsweise WO 2001/54667, WO 2004/014304, WO 2007/082936, WO 2007/093232, und die nicht vorveröffentlichten EP 09156540.8 (Aktenzeichen) und EP 08162122.9 (Aktenzeichen)). In der Regel werden in dieser Ausführungsform der Erfindung Wirkstoffmengen von 0,01 bis 80 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 70 Gew.-%, besonders bevorzugt 5 bis 50 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht von Polymer und Wirkstoff, eingesetzt.
Ziel des Zusatzes der genannten Wirkstoffe ist, daß diese nach der in der Folge noch beschriebenen Applikation der erfindungsgemäßen beschichteten Polymerfasern oder Faserflächengebilde an oder auf lebenden Organismen freigesetzt bzw. abgegeben werden, und an oder in dem lebenden Organismus gezielt eine gewünschte spezifische Wirkung entfalten. Die nach den genannten Verfahren aus Lösung, Dispersion oder Schmelze eines Polymers herstellbaren Fasern haben in der Regel einen Durchmesser im Bereich von 10 nm bis 10 μηη, bevorzugt von 20 nm bis 5 μηη, besonders bevorzugt von 50 nm bis 2 μηι.
Erfindungswesentlich ist, daß diese Fasern während oder nach ihrer Herstellung mit einem 2-Cyanacrylsäureester kontaktiert werden.
Geeignete 2-Cyanacrylsäureester, die dem Fachmann grundsätzlich bekannt und in der Literatur beschrieben sind, sind beispielsweise Methyl-, Ethyl-, n-Butyl-, Octyl-, Allyl-, oder Methoxyethylester der 2-Cyanacrylsäure, insbesondere Ethyl-2-cyanacrylat.
Die Kontaktierung der Polymerfasern kann erfindungsgemäß erfolgen, indem die Fasern während ihrer Herstellung einer Atmosphäre ausgesetzt sind, die gasförmige 2- Cyanacrylsäureester enthält. Der Partialdruck der 2-Cyanacrylsäureester in der Gasphase ist dabei gleich oder kleiner als der Dampfdruck des eingesetzten 2- Cyanacrylsäureesters bei der jeweiligen Verarbeitungstemperatur. Bei druckloser Verfahrensführung liegt der Partialdruck der eingesetzten 2-Cyanacrylsäureester in der Regel im Bereich von 1 mbar bis 1 bar, bevorzugt im Bereich von 50 mbar bis 800 mbar, besonders bevorzugt im Bereich von 100 mbar bis 500 mbar. Bei einer Druckfahrweise können die Partialdrucke der eingesetzten 2-Cyanacrylsäureester auch deut- lieh über diesen Werten liegen.
Bevorzugt erfolgt die Kontaktierung der Polymerfasern mit gasförmigem 2- Cyanacrylsäureester, indem die Fasern nach ihrer Herstellung einer Atmosphäre ausgesetzt sind, die gasförmige 2-Cyanacrylsäureester enthält. D.h. es werden in einem ersten Schritt die Polymerfasern nach den oben beschriebenen Verfahren hergestellt, und erst in einem zweiten separaten Schritt erfolgt die Kontaktierung der Polymerfasern mit gasförmigem 2-Cyanacrylsäureester. Der Vorteil dieser Variante besteht darin, daß die temperaturabhängigen Dampfdrücke der 2-Cyanacrylsäureester unabhängig von der Temperatur der Polymerfaserherstellung gewählt werden können. Bei drucklo- ser Verfahrensführung liegt der Partialdruck der eingesetzten 2-Cyanacrylsäureester in der Regel im Bereich von 1 mbar bis 1 bar, bevorzugt im Bereich von 50 mbar bis 800 mbar, besonders bevorzugt im Bereich von 100 mbar bis 500 mbar. Bei einer Druckfahrweise können die Partialdrücke der eingesetzten 2-Cyanacrylsäureester auch deutlich über diesen Werten liegen.
Die Kontaktierung der Polymerfasern mit gasförmigem 2-Cyanacrylsäureester sowohl während, als auch nach ihrer Herstellung erfolgt üblicherweise über einen Zeitraum von 1 s bis 60 min, bevorzugt von 10 s bis 30 min, besonders bevorzugt von 1 min bis 10 min.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Kontaktierung der Polymerfasern mit 2-Cyanacrylsäureester auch erfolgen, indem die 2-Cyanacrylsäureester be- reits der Schmelze, Lösung oder Dispersion des Polymers zugesetzt werden, aus der die Polymerfasern hergestellt werden (selbstverständlich ist diese Ausführungsform nicht möglich, wenn die Inhaltsstoffe der Schmelze, Lösung oder Dispersion chemisch mit den 2-Cyanacrylsäureestern reagieren oder ihre Polymerisation hervorrufen, was beispielsweise bei wäßrigen Lösungen der Fall ist). Die Konzentration der 2-
Cyanacrylsäureester in der Schmelze, Lösung oder Dispersion liegt bei dieser Ausführungsform der Erfindung üblicherweise im Bereich von 0,1 bis 10 Gew.-%, bevorzugt von 0,5 bis 5 Gew.-%, besonders bevorzugt von1 bis 5 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmelze, Lösung oder Dispersion.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Kontaktierung der Polymerfasern mit 2-Cyanacrylsäureester auch erfolgen, indem die Fasern nach ihrer Herstellung mit einer Lösung enthaltend die 2-Cyanacrylsäureester behandelt werden. Geeignete Lösungsmittel für 2-Cyanacrylsäureester sind beispielsweise Aceton oder 2- Butanon. Die Konzentration der 2-Cyanacrylsäureester in dieser Lösung liegt bei dieser Ausführungsform der Erfindung üblicherweise im Bereich von 0,1 bis 10 Gew.-%, bevorzugt von 0,5 bis 5 Gew.-%, besonders bevorzugt von1 bis 5 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung. Die Temperatur, bei der die Kontaktierung erfolgt, liegt üblicherweise im Bereich von 5 bis 90 °C, bevorzugt von 15 bis 50 °C, be- sonders bevorzugt von 18 bis 30 °C. Die Kontaktierung der Polymerfasern mit der Lösung der 2-Cyanacrylsäureester erfolgt in der Regel über einen Zeitraum von 1 s bis 60 min, bevorzugt von 10 s bis 30 min, besonders bevorzugt von 1 min bis 10 min.
Von den beschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verfahren ist die Kontaktierung der Polymerfasern mit 2-Cyanacrylsäureester bevorzugt, bei der die
Fasern nach oder während ihrer Herstellung einer Atmosphäre ausgesetzt werden, die gasförmige 2-Cyanacrylsäureester enthält.
Die beschriebenen Beschichtungen der Polymerfasern mit 2-Cyanacrylsäureester sind nicht auf die Fasern als solche beschränkt, sondern können entsprechend auch an den aus den Polymerfasern gebildeten Faserflächengebilden durchgeführt werden.
Die im Verlauf der erfindungsgemäßen Verfahren herstellbaren Polymerfasern haben einen Durchmesser im Bereich von 10 nm bis 10 μηη, bevorzugt von 20 nm bis 5 μηη, besonders bevorzugt von 50 nm bis 2 μηη. Die Länge der Fasern hängt vom Verwendungszweck ab und beträgt in der Regel 50 μηη bis hin zu mehreren Kilometern.
Durch die Kontaktierung der Polymerfasern oder der Faserflächengebilde mit 2- Cyanacrylsäureester scheidet sich monomeres 2-Cyanacrylat ab und wird zu Poly-2- cyanacrylaten polymerisiert. Die Abscheidung erfolgt in der Regel in Form einer auf der Polymerfaser haftenden, besonders bevorzugt vollständigen, Beschichtung. Die Be- schichtung kann aber auch teilweise erfolgen, d.h. die Oberfläche der Polymerfasern wird nicht vollständig beschichtet. Je nach Morphologie der Fasern ist es auch möglich, daß die gebildeten Poly-2-cyanacrylate nicht oder nur zum Teil in Form einer Beschich- tung an der Faser haften, sondern stattdessen oder auch in der Faser oder an der Faser haften.
Die erfindungsgemäßen beschichteten Polymerfasern sind nach den erfindungsgemäßen Verfahren herstellbar. Bevorzugte erfindungsgemäße beschichtete Polymerfasern umfassend Polymerfasern mit einem Durchmesser im Bereich von 10 nm bis 10 μηη, bevorzugt von 20 nm bis 5 μηη, besonders bevorzugt von 50 nm bis 2 μηη, und eine auf den Polymerfasern haftende Beschichtung aus Poly-2-Cyanacrylsäureester, wobei die Dicke der Beschichtung besonders bevorzugt im Bereich von 1 bis 200 nm, insbesondere von 10 bis 100 nm, liegt.
Die erfindungsgemäßen beschichteten Polymerfasern eignen sich insbesondere zur Herstellung von Faserflächengebilden. Die Herstellung der Faserflächengebilde kann entweder schon im gleichen Verfahrensschritt wie die Herstellung der Polymerfasern erfolgen, beispielsweise wie oben beschrieben bei der direkten Herstellung von Faserflächengebilden durch Elektrospinnen, oder in einem separaten Verfahrensschritt nach dem Fachmann bekannten und in der Literatur beschriebenen Verfahren im Anschluß an die Herstellung der erfindungsgemäßen beschichteten Polymerfasern.
Diese erfindungsgemäßen Faserflächengebilde können in zahlreichen verschiedenen Anwendungsbereichen eingesetzt werden, zum Beispiel zur Herstellung von Filtern bzw. Filterteilen, insbesondere für Gas/Luft- und Flüssigkeitsfiltration, Non-wovens o- der Vliesen, insbesondere Vliesen zur Anwendung in kosmetischen Erzeugnissen, Textilien, insbesondere Haushaltstextilien, Reinigungsprodukten, Medizinprodukten (wie Wundabdeckungen oder Gesichtsmasken), Hygieneprodukte, Zellkulturträger oder Katalysatorträger. Die genannten Gegenstände können ganz oder nur teilweise aus den Faserflächengebilden bestehen, z.B. in Form von Beschichtungen oder/und Be- standteilen. Bevorzugt werden die erfindungsgemäßen Faserflächengebilde als Filter und medizinische Träger verwendet.
Die nach den erfindungsgemäßen Verfahren herstellbaren beschichteten Polymerfasern sowie Faserflächengebilde besitzen gegenüber bekannten Nanofasern eine ver- besserte Wasser- bzw. Feuchtigkeitsbeständigkeit, d.h. sie weisen unter Wasser- bzw. Feuchtigkeitseinwirkung eine verringerte Löslichkeit, Quellung und/oder Veränderung der mechanischen Eigenschaften und/oder der Durchflußeigenschaften und/oder der Faserstruktur auf. Die Verwendung organischer Lösungsmittel wird bei den erfindungsgemäßen Verfahren weitgehend vermieden. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemä- ßen beschichteten Polymerfasern besteht darin, daß polymerisierte 2-
Cyanacrylsäureester aus medizinischer bzw. toxikologischer Sicht unbedenklich sind (s. beispielsweise Handbook of Adhesive Technology, 2nd Ed., A. Pizzi, K. Mittal, Mar- cel Decker (Ed.), 2003, S. 809) und für viele Anwendungen, beispielsweise im Medizinsektor, zugelassen sind.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine lichtmikroskopische Aufnahme der in Beispiel V-1 erhaltenen Polymerfasern (Polyvinylalkoholfasern, nicht kontaktiert, vor Wasserbehandlung)
Fig. 2 eine lichtmikroskopische Aufnahme der in Beispiel 1 erhaltenen beschichteten Polymerfasern (Polyvinylalkoholfasern, kontaktiert mit Ethyl-2-cyanacrylat, vor Wasserbehandlung) Fig. 3 eine lichtmikroskopische Aufnahme der in Beispiel 1 erhaltenen beschichteten Polymerfasern (Polyvinylalkoholfasern, kontaktiert mit Ethyl-2-cyanacrylat, nach Wasserbehandlung) eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme der in Beispiel V-2 erhaltenen Polymerfasern (Polystyrol-co-acrylat-Polyvinylalkoholfasern, nicht kontaktiert, vor Wasserbehandlung) eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme der in Beispiel V-2 erhaltenen Polymerfasern (Polystyrol-co-acrylat-Polyvinylalkoholfasern, nicht kontaktiert, nach Wasserbehandlung)
Fig. 6 eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme der in Beispiel 2 erhaltenen Polymerfasern (Polystyrol-co-acrylat-Polyvinylalkoholfasern, kontaktiert mit E- thyl-2-cyanacrylat, nach Wasserbehandlung)
Beispiele:
Nicht erfindungsgemäße Beispiele, die dem Vergleich dienen, sind mit vorangestelltem „V-" gekennzeichnet.
Polymerfaserherstellung:
Die in den Beispielen beschriebenen Polymerfasern wurden nach den folgenden entweder spitzenbasierten oder walzenbasierten Elektrospinnverfahren hergestellt. Wei- tergehende spezifische Angaben werden bei den einzelnen Beispielen genannt.
Spitzenbasiertes Elektrospinnverfahren: Zur Herstellung der Polymerfasern nach dem spitzenbasierten Elektrospinnverfahren wurde eine Vorrichtung eingesetzt, bei der eine mit einem Pol einer Spannungsquelle verbundenen Kapillardüse zum Verdüsen der Polymerschmelze, -dispersion oder - lösung verwendet wird. Gegenüber dem Ausgang der Kapillardüse ist in einem Ab- stand von etwa 20 cm eine mit dem anderen Pol der Spannungsquelle verbundene quadratische Gegenelektrode angeordnet, die als Kollektor für die gebildeten Fasern fungiert. Während des Betriebs der Vorrichtung wird an den Elektroden eine Spannung zwischen 15 kV und 35 kV eingestellt und die Polymerschmelze, -dispersion oder - lösung unter einem geringen Druck durch die Kapillardüse ausgetragen. Aufgrund der durch das starke elektrische Feld von 0,9 bis 2 kV/cm erfolgenden elektrostatischen Aufladung der Polymerschmelze, -dispersion oder -lösung entsteht ein auf die Gegenelektrode gerichteter Materialstrom, der sich auf dem Wege zur Gegenelektrode unter Faserbildung verfestigt, infolge dessen sich auf der Gegenelektrode Fasern mit Durchmessern im Mikro- und Nanometerbereich abscheiden.
Walzenbasiertes Elektrospinnverfahren:
Zur Herstellung der Polymerfasern nach dem walzenbasierten Elektrospinnverfahren wurde eine Vorrichtung eingesetzt, bei der sich eine als Elektrode geschaltete gezackte Walze in einem Behälter mit Polymerschmelze, -dispersion oder -lösung dreht (Na- nospider-Apparatur der Firma Elmarco). Die Gegenelektrode befindet sich oberhalb der Walze. Die Polymerschmelze, -dispersion oder -lösung geriet bei jeder Drehung der Walze in das starke elektrische Feld und mehrere Materialströme wurden gebildet. Die Fasern wurden auf einem ruhenden Trägervlies abgeschieden. Kontaktierung mit 2-Cyanacrylsäureestern:
Die erfindungsgemäßen beschichteten Polymerfasern wurden entweder mit gasförmigen oder in einem Lösungsmittel gelösten 2-Cyanacrylsäureestern kontaktiert. Weitergehende spezifische Angaben werden bei den einzelnen Beispielen genannt.
Test der Wasser- bzw. Feuchtigkeitsbeständigkeit:
Die gemäß den Beispielen und Vergleichsbeispielen hergestellten Polymerfasern und erfindungsgemäßen beschichteten Polymerfasern wurden zur Ermittlung der Wasser- bzw. Feuchtigkeitsbeständigkeit für einen Zeitraum von 24 h in ruhendes Wasser mit einer Temperatur von 23°C eingebracht. Nach anschließender Trocknung wurden licht- bzw. elektronenmiskroskopische Aufnahmen angefertigt (s. Fig). Durch Vergleich per Augenschein mit entsprechenden elektronenmiskroskopischen Aufnahmen der identischen Polymerfaserproben vor der Wasserbehandlung läßt sich erkennen, ob und wie stark sich die Fasern, ihre Morphologie oder Gefügestruktur unter der Wassereinwirkung verändert hat, d.h. wie wasser- bzw. feuchtigkeitsbeständig die Fasern sind. Beispiel V-1 und 1 :
Als Polymer wurde ein Polyvinylalkohol Mowiol ® 40-88 in Form einer 12 gew.-%igen Lösung in Wasser mit einem mittleren Molekulargewicht M w von ca. 127000 g/mol und einem Hydrolysegrad von ca. 88% eingesetzt.
Das Polymer wurde nach dem spitzenbasierten Elektrospinnverfahren zu Polymerfasern verarbeitet, wobei folgende Verfahrensparameter gewählt wurden:
Spannung: 60 kV
Elektrodenabstand: 15 cm
relative Luftfeuchte: 20%
Temperatur: 21 °C
Substrat: Glas
Die so erhaltenen Polymerfasern (Beispiel V-1 ) werden in Fig. 1 gezeigt.
Ein Teil der in Beispiel V-1 erhaltenen Polymerfasern wurde wie oben beschrieben bzgl. der Wasser- bzw. Feuchtigkeitsbeständigkeit getestet. Die Fasern lösten sich vollständig auf. Ein anderer Teil der in Beispiel V-1 erhaltenen Polymerfasern wurde wie folgt mit Ethyl- 2-Cyanacrylat kontaktiert:
0,5 g Ethyl-2-Cyanacrylat der Fa. Sigma Aldrich wurden in ein Glasfläschchen mit einem Volumen von 50 ml gegeben und anschließend bei einer Temperatur von 150 °C in die Gasphase gebracht, d.h. verdampft. Anschließend wurde das Substrat mit den in Beispiel V-1 erhaltenen Polymerfasern für einen Zeitraum von 5 Minuten in dieser Gasphase kontaktiert. Die so erhaltenen beschichteten Polymerfasern (Beispiel 1 ) werden in Fig. 2 gezeigt. Ein Teil der in Beispiel 1 erhaltenen beschichteten Polymerfasern wurde wie oben beschrieben bzgl. der Wasser- bzw. Feuchtigkeitsbeständigkeit getestet. Fig. 3 zeigt diese beschichteten Polymerfasern nach dem Test.
Ergebnis: Während sich die nicht mit 2-Cyanacrylat kontaktierten Polymerfasern in Wasser auflösten blieb die Faserstruktur der mit 2-Cyanacrylat kontaktierten beschichteten Polymerfasern weitgehend erhalten.
Beispiel V-2 und 2: Es wurde die folgende Polymerdispersion eingesetzt:
265,7 Gewichtsteile einer wäßrigen Dispersion eines Copolymers, hergestellt aus gleichen Gewichtsteilen der Monomere Styrol und n-Butylacrylat, mit einem Feststoffgehalt von 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersion, wurden mit 83,3 Gewichtsteilen einer 12 gew.-%igen Lösung eines Polyvinylalkohol Mowiol ® 40-88 mit einem mittleren Molekulargewicht M w von ca. 127000 g/mol und einem Hydrolysegrad von ca. 88% in Wasser sowie weiteren 150,9 Gewichtsteilen Wasser gemischt.
Die Polymerdispersion wurde nach dem walzenbasierten Elektrospinnverfahren zu Polymerfasern verarbeitet, wobei folgende Verfahrensparameter gewählt wurden: Spannung: 82 kV
Elektrodenabstand: 19 cm
relative Luftfeuchte: 36%
Temperatur: 20°C
Die so erhaltenen Polymerfasern (Beispiel V-2) werden in Fig. 4 gezeigt. Ein Teil der in Beispiel V-2 erhaltenen Polymerfasern wurde wie oben beschrieben bzgl. der Wasser- bzw. Feuchtigkeitsbeständigkeit getestet. Fig. 5 zeigt diese Polymerfasern nach dem Test.
Ein anderer Teil der in Beispiel V-2 erhaltenen Polymerfasern wurde wie folgt mit Ethyl- 2-Cyanacrylat kontaktiert:
0,2 g Ethyl-2-Cyanacrylat der Fa. Sigma Aldrich wurden in ein Glasfläschchen mit einem Volumen von 10 ml gegeben und anschließend bei einer Temperatur von 150 - 170°C in die Gasphase gebracht, d.h. verdampft. Anschließend wurde das Substrat mit den in Beispiel V-2 erhaltenen Polymerfasern für einen Zeitraum von 1 Minute in dieser Gasphase kontaktiert. So wurden beschichtete Polymerfasern (Beispiel 2) erhalten.
Ein Teil der in Beispiel 2 erhaltenen beschichteten Polymerfasern wurde wie oben beschrieben bzgl. der Wasser- bzw. Feuchtigkeitsbeständigkeit getestet. Fig. 6 zeigt die- se beschichteten Polymerfasern nach dem Test.
Ergebnis: Während sich die nicht mit 2-Cyanacrylat kontaktierten Polymerfasern in ihrer Faserstruktur deutlich veränderten, blieb die Faserstruktur der mit 2-Cyanacrylat kontaktierten beschichteten Polymerfasern weitgehend erhalten.
Die Beispiele belegen, daß die nach den erfindungsgemäßen Verfahren herstellbaren beschichteten Polymerfasern sowie Faserflächengebilde gegenüber bekannten Nano- fasern eine verbesserte Wasser- bzw. Feuchtigkeitsbeständigkeit besitzen, d.h. sie weisen unter Wasser- bzw. Feuchtigkeitseinwirkung eine verringerte Löslichkeit, Quel- lung und/oder Veränderung der mechanischen Eigenschaften und/oder der Durchflußeigenschaften und/oder der Faserstruktur auf.
Next Patent: SYSTEM FOR THERMALLY CONTROLLING AN APPARATUS