DE19524661A1 - Flaches Ostomiefilter - Google Patents
Flaches OstomiefilterInfo
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- A61F5/44—Devices worn by the patient for reception of urine, faeces, catamenial or other discharge; Portable urination aids; Colostomy devices
- A61F5/441—Devices worn by the patient for reception of urine, faeces, catamenial or other discharge; Portable urination aids; Colostomy devices having venting or deodorant means, e.g. filters ; having antiseptic means, e.g. bacterial barriers
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Description
Die Erfindung betrifft ein flaches Filter zur Verwen
dung bei Ostomie und dazugehörige Vorrichtungen, z. B. Ostomie-
oder Ileostomiebeutel.
Ileostomie- und Ostomiebeutel oder -vorrichtungen wer
den seit langem mit Adsorptionsfiltern ausgestattet, die ge
eignet sind, übelriechende Gase, die in den Beutel eingeleitet
werden oder sich in dem Beutel bilden, zu filtern. Diese Fil
ter basieren im allgemeinen auf der Verwendung von Adsorpti
onspartikeln, z. B. Aktivkohle, die in einer Grundmasse, z. B.
in Polyurethanschaum oder in einem Fasergewebe, eingelagert
ist. Eine Flüssigkeitsableitung durch das Filter oder um das
Filter herum oder eine Gasableitung um die Filtervorrichtung
herum standen bisher im Mittelpunkt des Interesses. Um solche
Vorgänge zu verhindern, wird das Adsorptionsfilter häufig
durch eine flüssigkeitsundurchlässige und gasdurchlässige
Sperrschicht oder -folie geschützt, wobei die Sperrfolie am
Außenrand mit dem Ileostomie- oder Ostomiebeutel oder einer
ähnlichen Vorrichtung thermisch verschweißt bzw. warmverklebt
ist, um eine Flüssigkeitsableitung zu verhindern. Eine spezi
fische Konstruktion, die sich mit dem Problem der Flüssig
keits- und Gasableitung befaßt, ist in US-A-4 274 848 be
schrieben, die die Verwendung eines porösen Filterkissens vor
schlägt, das auf mindestens einer Seite durch eine thermisch
dichtende Schutzschicht geschützt ist, die porös ist und ein
Verschmutzen und eine Kontamination mit Partikeln verhindert.
In einer bevorzugten Anordnung würde die thermisch verschweiß
bare Schicht aus einem Zellulosematerial (KAYCEL) ausgebildet
sein, das so behandelt ist, daß es, wenn es gewünscht wird,
mit einer zusätzlichen porösen thermoplastischen Folien
schicht, z. B. mit DELNET oder GORTEX, thermisch verschweißbar
ist. Wenn das poröse Filterkissen einer Flüssigkeitsumgebung
ausgesetzt wird, ist die äußere Folie der Schutzschicht, die
mit der Flüssigkeit konfrontiert ist, vorzugsweise eine
thermoplastische Folie, z. B. GORTEX. Eine Flüssigkeitsablei
tung wird verhindert, indem eine flexible Flüssigkeitssperr
schicht 23 bereitgestellt wird, die getrennt und durchgehend
mit den beiden Schutzschichten, die beide Seiten des porösen
Filterkissens bedecken, thermisch verschweißt wird, wodurch
das Filter von der Flüssigkeit getrennt wird. Diese Sperrfolie
wird dann weiter mit der Kunststoffolie, die den Ileostomie-
oder Ostomiebeutel bildet, thermisch verschweißt, wodurch eine
Flüssigkeitsableitung um das Filter herum verhindert wird. Das
Filter selbst befindet sich auf der Innenseite des Ostomiebeu
tels. Die porösen Filterkissen werden vorzugsweise als ein Fa
serbahn aus thermoplastischen Fasern, die mit Kohlenstoff in
einem Mischungsverhältnis von 50 : 50 gemischt sind, beschrie
ben. Diese Vorrichtung ist äußerst kompliziert herzustellen
und erfordert zahlreiche Montageschritte und thermische
Schweißvorgänge, außerdem ist das Filter selbst sehr voluminös
und kann selbst dann, wenn es auf der Innenseite der Vorrich
tung angeordnet ist, eine unansehnliche Wölbung am Körper des
Trägers bilden.
Weitere innen angeordnete Filter in Ostomievorrich
tungen sind in US-A-4 203 445, US-A-5 250 042 und EP-B1-
358 361 beschrieben. In US-A-4 203 445 wird ein Filter be
schrieben, das ähnlich dem Filter ist, das in US-A-4 247 848
beschrieben wird, allerdings ohne die flexible Flüssigkeits
sperrschicht (die beiden Schutzschichten erstrecken sich über
das Filter hinaus, und die beiden Schichten sind mit der Beu
telwand thermisch verschweißt), und die nach außen weisende
Filterschutzschicht ist mit einer Serie von Löchern versehen,
um den Gasstrom zu erhöhen. Eine Gasableitung ist in diesem
Filter möglich. US-A-5 250 042 schützt ihr Filter mit einer
Mehrschichtsperrfolie, die um das Filter herum mit dem Osto
miebeutel thermisch verschweißt ist. Die beschriebenen geeig
neten Sperrschichten sind Schichtstoffe aus einer thermopla
stischen Folie und einer porösen Polytetrafluorethylenfolie,
die beide als gasdurchlässig beschrieben werden. Das eigentli
che Filter ist nicht geschützt und weist einen mit Kohlenstoff
imprägnierten Polyurethanschaum mit zwei nichtgewebten Deck
schichten, die auf beiden Seiten haften, auf. Dies wiederum
ist ein ziemlich dickes Filter, und es sind komplizierte Mon
tage- und Herstellungsschritte erforderlich, um die fertige
Vorrichtung herzustellen. EP-B1-358 316 beschreibt einen Po
lyurethanschaum, der mit Kohlenstoff imprägniert ist und in ei
nem festen thermoplastischen Filtergehäuse untergebracht ist.
Das Filtergehäuse ist seinerseits mit der Innenwand der Osto
mievorrichtung thermisch verschweißt. Dies ist ein extrem dic
kes, schweres Filter und würde für den Träger ziemlich teuer
und unbequem sein.
US-A-4 957 522 beschreibt ein herkömmliches Filter, das
von einer flüssigkeitsundurchlässigen, gasdurchlässigen Folie
umgeben ist. Das Filter wird als in Behälterentlüftungen, z. B.
für radioaktives Material, oder in einer Ostomievorrichtung
verwendbar beschrieben. Entweder sind die beiden Außenseiten
oder die Außenseiten und die Seitenabschnitte des Filters mit
einer mikroporösen oder porösen Folie überzogen. Kein spezifi
sches Filter oder keine mikroporöse Folie ist beschrieben.
Es wird ein Ostomie- oder ähnlicher Beutel bereitge
stellt mit thermisch (einschließlich durch herkömmliches Ther
moschweißen und Ultraschallschweißen) dichtbaren bzw. ver
schweißbaren Seitenwänden, wobei mindestens eine Seitenwand
eine Öffnung hat. An einer Außenseite der Seitenwandöffnung
ist ein thermisch dichtbares bzw. verschweißbares Ostomiebeu
telfilter mit der Seitenwand mittels einer thermisch dichtba
ren bzw. verschweißbaren mikroporösen Folienschicht des erfin
dungsgemäßen Filters thermisch dicht gemacht bzw. verschweißt.
Das erfindungsgemäße Filter weist mindestens auf: eine äußere
thermisch dichtbare bzw. verschweißbare, flüssigkeitsundurch
lässige, gasdurchlässige mikroporöse Folienschicht mit einer
Gurley-Zahl von unter ca. 100 s/50 cm³, eine innere Filter
schicht aus Adsorptionspartikeln, die gleichmäßig in einer aus
der Schmelze geblasenen Mikrofaserbahn verteilt sind, die ei
nen solchen Partikelaufnahmewert aufweist, daß ein Filter mit
einem Durchmesser von 40 mm an einer typischen Ostomievorrich
tung eine geschätzte Betriebslebensdauer von mehr als drei Ta
gen hätte, und eine zweite äußere poröse Deckschicht. Die min
destens eine äußere thermisch verschweißbare mikroporöse Foli
enschicht ist auf einer ersten Seite der inneren Filter
schicht, und die poröse Deckschicht ist auf einer zweiten Sei
te der Filterschicht, und die drei Schichten erstrecken sich
gemeinsam und durchgehend über die Filterschicht. Das Filter
ist mit dem Ostomiebeutel in einem durchgehenden äußeren Um
fangsbereich des Filters verschweißt, dessen äußerer Umfang
die Filterschicht um den vollen äußeren Umfang herum ein
schließt. Die Filterschicht ist dünn genug, so daß die mikro
poröse Folienschicht ohne weiteres über die Filterschicht mit
dem Ostomiebeutel thermisch verschweißt werden kann. Das Fil
ter ist dünn und anpassungsfähig ohne Flüssigkeitsableitung
oder Gasableitung um das Filter herum.
Fig. 1 ist eine Draufsicht des erfindungsgemäßen Osto
miefilters, das an der Außenseite einer Ostomievorrichtung be
festigt ist.
Fig. 2 ist eine geschnittene Seitenansicht des erfin
dungsgemäßen Ostomiefilters, das an der Außenseite einer Osto
mievorrichtung befestigt ist.
In Fig. 2 ist eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen
Filters 1 dargestellt, das aus einer thermisch dichtbaren bzw.
verschweißbaren mikroporösen Folienschicht 2, einer Filter
schicht aus einem mit Adsorptionspartikeln gefüllten, aus der
Schmelze geblasenen Mikrofasergewebe 3 und einer porösen Deck
schicht 4 ausgebildet ist. Wie in Fig. 1 und 2 dargestellt,
ist das Filter 1 mit der Außenseite der Wand 11 des Ostomie
beutels 10 entlang einem äußeren Umfang des Filters 1 und über
die mikroporösen Folienschicht 2 thermisch verschweißt. Die
drei Schichten 2, 3 und 4 erstrecken sich gemeinsam und durch
gehend über die Filterschicht. Die sich gemeinsam erstrecken
den und durchgehenden Schichten 2, 3 und 4 erstrecken sich in
den thermisch verschweißten Außenumfang 6 des Filters 1.
Die mikroporöse Folienschicht muß mit den Wänden 11 der
Ostomievorrichtung 10 thermisch verschweißbar sein, die, wie
bekannt, eine/ein flüssigkeits- und gasundurchlässige thermo
plastische Folie oder Folienlaminat sind. Die Wände 11 sind,
wie bekannt, Polymer- oder Copolymerfolien, die eine oder mehr
Schichten, z. B. eine oder zwei äußere Polyethylen- oder Polye
thylenvinylacetatschicht(en), haben, die durch Koextrusion mit
einer Polyvinylidenchloridinnenschicht extrudiert worden sind.
Die mikroporöse Folie könnte auch aus einem thermoplastischen
Polymer ausgebildet sein, das mit der Außenseite 12 der Wand
11 thermisch verschweißbar ist.
Das Filter 1 wird mit der Wand 11 der Ostomievorrich
tung entlang dem Filterumfang 5 über die thermisch verschweiß
bare mikroporöse Folienschicht thermisch verschweißt. Dieser
Umfangsverschluß 6 ist flüssigkeitsdicht. Folglich gibt es
keinen Abschnitt des Filters 1 oder des Filterverschlusses 6,
der möglicherweise für eine Flüssigkeitsableitung offen wäre.
Die thermisch verschweißbare mikroporöse Folie kann aus
einem thermoplastischen Polymer ausgebildet sein, das mit ei
ner Serie von miteinander verbundenen Poren mit einer effekti
ven Porengröße von 20 µm oder weniger und vorzugsweise 1 µm
oder weniger versehen ist. Die Poren können erzeugt werden:
nach irgendeinem bekannten Verfahren, einschließlich einer me
chanischen Bearbeitung einer Folie, indem Feststoffpartikel
(der Durchmesser der Partikel kann von 0,1 bis 250 µm reichen,
und die Partikel können mit Anteilen von 40 bis 70% in der
Folie vorhanden sein) in das thermoplastische Polymer, das die
Folie bildet, eingemischt werden und die ausgebildete Folie
dann so orientiert wird, daß Poren entstehen, oder durch Ver
wendung eines phasentrennenden, flüssigen oder festen Zusat
zes, wobei Zusätze danach durch Lösungsmittelextraktion ent
fernt werden können und wobei Folien so orientiert werden kön
nen, daß sich ihre Porosität vergrößert. Die Verwendung von
phasentrennbaren, flüssigen Zusätzen ist in US-A-4 902 553,
-4 539 256, -4 609 584, -4 726 989 oder -4 824 719 beschrie
ben. Das in diesen Patenten beschriebene Material ist eine mi
kroporöse Folie, die ausgebildet wird, indem ein kristallisa
tionsfähiges Polymermaterial in einem flüssigen Zusatz bei ei
ner Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des Polymermate
rials gelöst wird und diese Schmelze zu einer Folie geformt
wird, z. B. durch Extrusion. Die homogene Lösung läßt man dann
mit einer Geschwindigkeit abkühlen, die bewirkt, daß das kri
stallisationsfähige Polymer zu einer eindeutigen Verbundphase
kristallisiert, wobei das Polymer unter Umgebungs- oder Anwen
dungsbedingungen mit dem Zusatz unverträglich ist. Das phasen
eindeutige Folienmaterial wird dann uniaxial oder multiaxial
orientiert, wobei eine Folie mit Mikroporen entsteht, deren
Poren den nunmehr phaseneindeutigen flüssigen Zusatzstoff ent
halten.
Die Zusatzflüssigkeit kann in Mengen von etwa 5 bis 80
Gew.-% der ausgebildeten Folie, vorzugsweise 5 bis 50 Gew.-%
und am besten 10 bis 30 Gew.-% verwendet werden. Nukleierungs
mittel, z. B. solche, die in US-A-4 824 718 und -4 726 989 be
schrieben werden, können auch verwendet werden, um eine
gleichmäßige Kristallisation des Polymermaterials nach dem Ab
kühlen zu erzeugen.
Nach dem Ausfällen des thermoplastischen kristallisati
onsfähigen Polymers kann die Folie unorientiert oder vorzugs
weise orientiert, und zwar mit einem Dehnungsverhältnis in
mindestens einer Richtung von 0 bis 3, vorzugsweise von 1,5
bis 2,5, verwendet werden.
Erörterungen über kristallisationsfähige Polymere und
phasentrennende Zusätze findet man auch in US-A-4 247 498 und
US-A-4 100 238. Beispielsweise im Zusammenhang mit isotakti
schem Polypropylen beschreiben diese Patente die Verwendung
von phasentrennbaren Zusätzen, z. B. Poly-1-Buten, Polyethylen
wachs, Polyethylen mit niedrigem Molukulargewicht, Alkoholen,
Aldehyden, Aminen, Esthern, z. B. Methylbenzoat, Äther, z. B.
Dyphenyläther, Kohlenwasserstoffen, z. B. Transdiphenyletythen
oder Ketonen.
Im allgemeinen beträgt die Dicke der mikroporösen Folie
5 bis 250 µm, vorzugsweise 30 bis 200 µm. Vergleichsweise dün
nere Folien werden aufgrund der Kosten und der erhöhten Feuch
tigkeitsdampfdurchlässigkeit bevorzugt. Zu dünne Folien können
jedoch für das Erreichen eines angemessenen Festigkeitswerts,
der verhindern soll, daß die Folie bei der Herstellung oder
beim normalen Gebrauch zerreißt, ungeeignet sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform hat die thermisch
verschweißbare mikroporöse Folie einen Schmelzzusatz im
thermoplastischen Polymer, um Verschmutzung und Partikel
kontamination der Folie durch Ostomiefeststoffe zu verhindern.
Solche Zusätze sind u. a. fluorchemische und Silikonpolymer
schmelzzusätze, die sich in der thermoplastischen Polymer
schmelzphase lösen oder dispergieren und durch Extrusionspro
zeßbedingungen nicht zerstört werden. Der Zusatz muß auch in
relativ geringen Werten hinzugefügt werden, um die Funktion
der thermischen Verschweißbarkeit der thermoplastischen mikro
porösen Folie mit der Außenseite der Ostomievorrichtungswand
nicht negativ zu beeinflussen. Eine geeignete Klasse von
Schmelzzusätzen wird in US-A-5 025 052 (fluoroalyphatische,
Radikale enthaltende Oxazolidinon-Verbindungen) beschrieben,
wobei die Zusätze in Mengen von bis zu 5 Gew.-%, vorzugsweise
weniger als 2 Gew.-%, hinzugefügt werden können, um der Folie
zwischen 100 und 10000 ppm Fluorin an Gewicht hinzuzufügen.
Die flache Filterschicht 3 ist eine mit Adsorptionspar
tikeln versetzte, nichtgewebte, aus der Schmelze geblasene Mi
krofaserbahn. Die Filterschicht wird ausgebildet, indem Ad
sorptionspartikel in eine aus der Schmelze geblasene Bahn ein
gebracht werden, während die Bahn ausgebildet wird, wie bei
spielsweise in US-A-4 433 024, -4 868 032 oder -3 971 373 be
schrieben, deren Offenbarungen hier eingeschlossen werden. Die
aus der Schmelze geblasenen Mikrofasern werden vorzugsweise
aus einem thermoplastischen Polymer ausgebildet, das mit der
mikroporösen Folienschicht 2 verschweißbar ist. Wenn bei
spielsweise die mikroporöse Folie aus Polyethylen oder Poly
propylen ausgebildet wird, werden die aus der Schmelze gebla
senen Mikrofasern vorzugsweise aus einem Polyolefinpolymer,
z. B. aus einem Polyethylenpolymer oder -copolymer, ausgebildet
werden, das mit dem mikroporösen Folienpolyethylen thermisch
verschweißbar ist. Man kann auch mehrere Quellen verschiedener
Mikrofasern oder Mehrschichtmikrofasern beim Ausbilden der
Bahn verwenden, wie z. B. in US-A-5 207 970 (Joseph et al.) of
fenbart. Andere Komponenten können nach Bedarf hinzugefügt
werden, z. B. Stapelfasern oder Bindefasern, allerdings werden
die aus der Schmelze geblasenen Mikrofasern in Verbindung mit
Adsorptionspartikeln vorzugsweise allein verwendet, um die
flachste Filterbahn herzustellen.
Die Adsorptionpartikel werden in die aus der Schmelze
geblasene Bahn in einem solchen Maße eingebracht, daß ein Fil
ter mit einer effektiven Betriebslebensdauer von mindestens
drei Tagen entsteht. Dies kann eine Filterbahn mit einem Ak
tivkohleaufnahmewert von mindestens 0,25 g, vorzugsweise min
destens 0,30 g sein. Bei einer Trägerbahn von 50 g/m² mit ei
nem Durchmesser von 40 mm entspricht dieser Aufnahmewert einer
Filterbahn mit über 80 Gew.-% und vorzugsweise 85 Gew.-% Ak
tivkohlepartikeln. Aber Aktivkohleaufnahmewerte von 0,15 funk
tionieren mit mehr Aktivkohle, wobei die Filterbahn-
Aktivkohleaufnahmewerte vorzugsweise größer als 60% sind. Im
allgemeinen wird dieser hohe Aufnahmewert bei allen Filterbah
nen bevorzugt, die einen hohen Adsorptionswirkungsgrad sicher
stellen. Als Adsorptionpartikel wird Aktivkohlegranulat bevor
zugt, das so behandelt ist, daß es saures Gas besser adsor
biert. Eine geeignete Behandlung wäre die Behandlung der Ak
tivkohle mit einer K₂CO₃- oder NaOH- oder ähnlichen basischen
Lösung. Zusätzlich kann eine Oxidationsmasse, z. B. ein KI,
verwendet werden, um die Aktivkohle zu behandeln, z. B. aus ei
ner wäßrigen Lösung. Die mit Adsorptionspartikeln versetzte,
aus der Schmelze geblasene Mikrofaserfilterbahn hat vorzugs
weise eine Dicke von unter ca. 5 mm und vorzugsweise unter ca.
2,5 oder ein Quadratmetergewicht von weniger als 700 g/m² und
vorzugsweise weniger als 500 g/m², wobei die Trägerbahn ein
Quadratmetergewicht von unter 100 g/m², vorzugsweise 60 g/m²
hat.
Die schützende Deckbahn 4 unterbindet den Verlust von
Adsorptionspartikeln und hat vorzugsweise eine ausreichende
Dichte, um das Hindurchdringen von Adsorptionspartikeln zu
verhindern, und ist vorzugsweise poröser für das Hindurchdrin
gen von Luft als die mikroporöse Folie. Geeignete poröse Deck
bahnen sind gewebte und nichtgewebte Textilien, z. B. aus der
Schmelze geblasene Bahnen, verfestigte Spinnvliese, Streich
garnbahnen u. dgl.
Die Mehrschichtfilter können bei Bedarf auch mit ande
ren Schichten versehen werden, von denen alle vorzugsweise
miteinander thermisch verschweißbar wären. Beispielsweise
könnte die zweite mikroporöse Folie zusammen mit oder anstelle
von einer Deckbahn 4 verwendet werden, wenn die Wahrschein
lichkeit besteht, daß das Filter einer externen Kontamination
ausgesetzt ist.
Das erfindungsgemäße Mehrschicht-Verbundfilter 1 wird
leicht aus den Teilbahnen und/oder -folien hergestellt, die
durch Ultraschallschweißen, thermisches Schweißen, Kleben oder
mechanischen Eingriff, z. B. Nadeln (wenn die mikroporöse Folie
nicht genadelt ist) verbunden werden. Die Teilschichten können
vor, während oder nach ihrer Ausbildung zu einzelnen Filtere
lementen verbunden werden. In der bevorzugten Ausführungsform
werden die Filter mit erwärmten Stanzelementen gestanzt, die
auch die Mehrfachschichten am Umfang miteinander verbinden.
Die ausgebildeten Filter werden auch auf einfache Weise an ei
ner Ostomie- oder Ileostomievorrichtung mittels eines in einem
Schritt am Umfang erfolgenden thermischen Verbindens bzw. Kle
bens des Filters auf die Außenwand der Vorrichtung um ein Loch
bzw. um Löcher oder einen Schlitz herum befestigt. Dadurch
entsteht eine bequeme, billige, mit einem flachen Filter ver
sehene Vorrichtung ohne Herstellungs- und Betriebsprobleme ei
nes Filters, das an einer Innenseite der Vorrichtungswand be
festigt werden muß.
Die Prüfvorrichtung besteht aus einem Prüfgehäuse mit
der Expositionsgasversorgungsquelle, einem Druckmesser und ei
nem Durchflußmengenmesser auf der Eingangsseite des Gehäuses
und einem H₂S-Detektor auf der Ausgangsseite des Gehäuses. Das
Prüf-Expositionsgas bestand aus einem 80 : 20(Gew.-%-)Gemisch
aus Stickstoff und Methan mit 25 ppm H₂S, das mit einem Durch
satz von 500 ml/min bei Umgebungstemperatur durch ein Filter
prüfmuster mit 40 mm Durchmesser geführt worden ist. Filtermu
ster werden vor dem Prüfen 4 Stunden lang bei 22±2°C gehalten.
Der Endpunkt der Filtereffektivität ist als der Punkt defi
niert, wo die H₂S-Konzentration, die durch das Filter strömt,
einen Wert von 2 ppm erreicht. Die Adsorptionsrate und
-kapazität des Filters müssen so sein, daß in Strömungsrich
tung nach dem Filter für eine Zeitdauer von mindestens 15 min
nicht mehr als 2 ppm H₂S, vorzugsweise mindestens 18 min, ge
messen werden dürfen. Diese Kriterien entsprechen der vorgese
henen Betriebslebensdauer von mindestens drei Tagen bei norma
ler Verwendung.
Ein Modell mit einer Mindestlebensdauer von drei Tagen
basierte auf einer maximalen Flatus- oder Gasabgangsbearbei
tungskapazität von etwa 7,5 l (basierend auf Messungen, die
zeigen, daß die höchste beobachtete Gasabgangsmenge bei Pati
enten mit einer typischen westlichen Ernährungsgrundlage bei
etwa 2,4 1/Tag liegt). Bei der Exposition während der Prüfung
entsprechen 9 l Flatus, der in 18 min desodoriert wird, 3,75
Tagen der normalen maximalen Exposition bei normaler Verwen
dung.
Ein kreisförmiges Filterprüfmuster von 40 mm Durchmes
ser wird in einer Prüfvorrichtung befestigt, die der oben be
schriebenen ähnlich ist, außer daß sie auch einen Durchfluß
mengenmesser an der Ausgangsseite des Prüfgehäuses hat, so daß
der Umfang des Prüfmusters sicher und luftdicht ist. Diffe
renzluftdrücke von 2, 4, 6, 8 und 10 cm Wassersäule werden
dann an das Filter angelegt, und der resultierende Luftdurch
satz durch das Prüffilter wird bestimmt. Wenn die Prüfung be
standen werden soll, ist ein minimaler Durchsatz von 500
ml/min bei 10 cm Wassersäule Differenzluftdruck erforderlich.
Die Porosität der mikroporösen Folie wird nach der
ASTM-D-726-58-Methode A gemessen und in Gurley-Sekunden/50 Ku
bikzentimeter (cm³) angegeben. Legt man lediglich funktionale
Überlegungen zugrunde, so würde die Gurley-Zahl von 1800 s/50
cm³ einen Durchlässigkeitswert erbringen, der dem Abgang eines
Flatusvolumens von 2,4 1/Tag entspricht. Der Komfort eines Pa
tienten erfordert jedoch ein poröseres Sperrschichtmaterial,
das es ermöglicht, den Ostomiebeutel schneller zu entlüften
(nämlich annähernd 500 cm³ Flatus in etwa 10 min abzuführen).
Um diese Anforderung zu erfüllen, sollte die mikroporöse Folie
eine Gurley-Zahl von weniger als 55 s/50 cm³ und vorzugsweise
eine Gurley-Zahl von 42 s/50 cm³ haben, was es ermöglichen
würde, daß 500 cm³ Gasabgang in annähernd 7 min abgeführt wer
den. Gurley-Zahlen von bis zu 100 s/50 cm³ würden für bestimm
te Anwendungen akzeptabel sein.
Zusammensetzungen der mikroporösen Folie, die für er
findungsgemäße Filterkonstruktionen geeignet sind, wurden nach
den Vorgaben hergestellt, die in US-A-5 260 360 (Morzinski et
al.) beschrieben werden, deren Offenbarung hier eingeschlos
sen ist. Mikroporöse Folien mit den in Tabelle I angegebenen
Zusammensetzungen wurden hergestellt unter Verwendung einer
thermisch bewirkten Phasentrenntechnik durch Schmelzextrusion
der Zusammensetzung mit einem Doppelschneckenextruder, der mit
einem fallenden Temperaturprofil arbeitet, durch eine Gleit
spalt-Foliendüse auf ein glattes Stahlgießrad. Die phasenge
trennte Folie wurde in Maschinenrichtung (Länge) kontinuier
lich orientiert oder gestreckt bis zu den angezeigten Strec
kungsverhältnissen, gefolgt von einer kontinuierlichen Orien
tierung oder Streckung in der Richtung quer zur Maschine
(Breite) bis zu den angezeigten Streckungsverhältnissen, ge
folgt von einem Tempern. Die Kennwertdaten der mikroporösen
Folie sind auch in Tabelle I dargestellt.
Das fluorchemische Oxazolidinon (FCO), das verwendet
wird, um mikroporöse Folien herzustellen, war demjenigen ähn
lich, das in Beispiel 1 in US-A-5 025 052 (Crater et al.) be
schrieben wird, außer daß die Alkohol- und Isocyanatreagenzi
en, die verwendet worden sind, um Oxazolidinon herzustellen,
folgende waren: C₈F₁₇SO₂N ( CH₃) CH₂CH ( CH₂Cl ) OH bzw. OCNC₁₈H₃₇.
Mit Partikeln versetzte, geblasene Mikrofaser-
(BMF-)Filterbahnen wurden unter Verwendung eines Verfahrens
hergestellt, das dem ähnlich ist, das beispielsweise in Wente,
van A. "Superfine Thermoplastic Fibers" in Industrial Chemi
stry, Vol. 48, Seite 1324 ff. (1956) oder im Bericht Nr. 4364
der Naval Research Laboratories, veröffentlicht am 25. Mai
1954 unter dem Titel "Manufacture of Superfine Organic Fibers"
von Wente, V.A., Boone, C.D. und Fluharty, E.L. beschrieben
worden ist. Die BMF-Vorrichtung verwendete, wie bereits er
wähnt, entweder eine NLR-Düse, wie in den oben zitierten Quel
len beschrieben, oder eine gebohrte Düse mit kreisförmigen
glattflächigen Düsenöffnungen (10/cm) mit einem Durchmesser
von 0,43 mm (0,017 Zoll) und einem Verhältnis von 8 : 1 zwischen
Länge und Durchmesser. Die Prozeßvariablen für die BMF-
Trägerbahnen und Bahnkennwertdaten sind in Tabelle II darge
stellt. Ein Luftdruck von 0,34 bis 2,10 Bar (5 bis 30 psi) mit
einem Luftspalt von 0,076 cm Breite wurde sowohl für die NLR-
als auch für die gebohrte Düse aufrechterhalten, und der Poly
merdurchsatz betrug annähernd 145 g/h/cm Düsenbreite für Poly
propylenharze und annähernd 179 g/h/cm Düsenbreite für Ethy
lenvinylacetatharzgemische.
Das Einbringen der Adsorptionspartikel in die BMF-
Trägerbahnen wurde erreicht, indem die Partikel in einen
Schichtluftstromdiffusor mit einer 1,9-cm-(0,75-Zoll-)In
jektorvorrichtung eingebracht wurden und der Schichtluftstrom
die Partikel verteilen konnte, bevor sie zum Austritt der Par
tikeleinbringeinrichtung befördert wurden, wodurch bewirkt
wurde, daß die Partikel sich mit dem Mikrofaserstrom mischten,
wobei sie sich im geschmolzenen Faserstrom entweder in den Fa
sern verfingen oder sich mit den Fasern verbanden, bevor sie
die Sammlerfläche erreichten und sich verfestigten. Der
Schichtluftstrom wurde von einem 5-PS-Luftgebläse erzeugt, das
mittels eines aerodynamisch gestalteten Diffusors mit einem
Konuswinkel von 10 Grad einen Luftstrom lieferte. Der Luft
durchsatz durch den Diffusor war veränderlich und betrug weni
ger als 60 Kubikfuß pro Minute (SCFM). Der Injektor beförderte
die Partikel mit einer Geschwindigkeit von 400 gm/min oder we
niger mit dem Injektorluftdurchsatz von nicht mehr als 15 SCFM
in den konvergierenden Luftstrom. Der Luftdurchsatz und die
Injektorpartikelzuführung wurden verändert, um die gewünschten
Partikelbeladungswerte herzustellen. Die mit Partikeladsorpti
onsmittel versetzten BMF-Bahnen, die für die Erfindung geeig
net sind, sind in Tabelle III beschrieben.
Die Kokusnußkohle der Firma Calgon Carbon in der Fil
terbahn 1 wurde mit einer Caliumcarbonatlösung behandelt.
Viele verschiedene nichtgewebte Bahnen, einschließlich
geblasene Mikrofaserbahnen, kardierte Bahnen und Spinnvlies
bahnen können als Partikelsicherungsbahnen für die erfindungs
gemäßen Filter verwendet werden. Geeignete Bahnen haben keine
geringere Durchlässigkeit als die mikroporöse Folie, aber vor
zugsweise eine bessere als die mit Partikeln versetzte BMF-
Bahn und halten jedes Adsorptionspartikelmaterial fest, das
sich aus den mit Partikeln besetzten BMF-Bahnen entfernt. Au
ßerdem sollten die Partikelsicherungsbahnen auf Materialien
basieren, die ohne weiteres mit den anderen Teilbahnen des
Filteraufbaus sowie mit den Folienmaterialien verkleb
bar/verschweißbar sind, die normalerweise bei der Herstellung
von Ostomiebeuteln verwendet werden (nämlich Ethylenvinylace
tat/Polyvinylidenchlorid/Ethylenvinylacetatlaminatfolien). Re
präsentative Beispiele von Partikelsicherungsbahnen, die bei
der Herstellung von erfindungsgemäßen Filtern nützlich sind,
sind in Tabelle IV gegeben.
Ein vereinheitlichter Schichtenaufbau, bestehend aus
einer mikroporösen Folie (MPF), einer mit Adsorptionspartikeln
versetzten BMF-Bahn (ABW) und einer Partikelsicherungsbahn
(PCW), wurde durch Kaltschweißen eines konzentrischen Stapels
von 45 mm Durchmesser aufweisenden Scheiben des entsprechenden
Materials unter Verwendung einer dreigliedrigen Form, die aus
einem 24 mm Durchmesser aufweisenden Metallzylinder mit einer
1 mm dicken Wand bestand, die so bearbeitet worden war, daß
sie drei gleich beabstandete, 3 mm lange Bögen aufwies. Die
Bahnen wurden miteinander kaltverschweißt, indem ein Hammer
schlag auf die Form ausgeführt wurde, während sie sich auf dem
Scheibenstapel befand.
Ein vereinheitlichter Schichtenaufbau, bestehend aus
einer mikroporösen Folie, einer mit Partikeln versetzten BMF-
Bahn und einer Partikelsicherungsbahn, wurde hergestellt, in
dem der Umfang eines konzentrischen Stapels aus 45 mm Durch
messer aufweisenden Scheiben aus einer mikroporösen Folie, ei
ner 43 mm Durchmesser aufweisende Scheibe aus einer mit Parti
keln versetzten BMF-Bahn und einer 45 mm Durchmesser aufwei
sende Scheibe aus einer Partikelsicherungsbahn unter Verwen
dung eines Branson-Schweißgerätes der Serie 800 (erhältlich
bei der Firma Branson Sonic Power Co., Danbury, Connecticut)
ultraschallverschweißt wurden, der mit einem 51 mm (2 Zoll)
Durchmesser aufweisenden zylindrischen Aluminiumhorn konfigu
riert war, und zwar mit einer Schweißzeit von 0,5 bis 1,0 s
und einer Verweilzeit von 0,5 bis 1,0 s bei 60 psi.
Ein vereinheitlichter Schichtenaufbau, bestehend aus
einer mikroporösen Folie, einer mit Partikeln versetzten BMF-
Bahn und einer Partikelsicherungsbahn, wurde hergestellt, in
dem der Umfang eines konzentrischen Stapels aus 45 mm Durch
messer aufweisenden Scheiben aus einer mikroporösen Folie, ei
ner 42 mm Durchmesser aufweisenden Scheibe aus einer mit Par
tikeln versetzten BMF-Bahn und einer 45 mm Durchmesser aufwei
senden Scheibe aus einer Partikelsicherungsbahn thermisch ver
schweißt wurden. Der Verschluß wurde unter Verwendung einer
Contech-Presse (erhältlich bei der Firma Converting Tech.
Inc., Westgoodard, Kansas) erreicht, wobei die obere Platte
bei einer Temperatur von 110°C und die untere Platte bei
68°C gehalten wurde und eine zweite Verweilzeit von 1,0 s bei
500 psi eingehalten wurde, wobei eine 45 mm Außendurchmesser
aufweisende ringförmige Form 3 mm dicke Wände aufwies.
Ein vereinheitlichter Schichtenaufbau, bestehend aus
einer mikroporösen Folie, einer mit Partikeln versetzten BMF-
Bahn und einer Partikelsicherungsbahn, wurde durch Punktkleben
einer Schichtanordnung, die aus einer mikroporösen Folie, ei
ner mit Partikeln versetzten BMF-Bahn und einer Partikelsiche
rungsbahn bestand, hergestellt, indem die Schichtanordnung
durch einen Punktklebekalander mit einer regelmäßig beabstan
deten Stiftstruktur von 1,5 mm Durchmesser aufweisenden recht
eckigen Stiften geführt wurde, die annähernd 15% der Bahnflä
che mit Einprägungen versahen, wobei der Kalander bei 200 psi,
93°C (200°F) und 3,7 m/min (12 Fuß/min) arbeitete. Aus dem
durch die Stifte verklebten Laminat wurden 40 mm Durchmesser
aufweisende Scheiben geschnitten.
Unabhängig vom Ablauf, der für die Herstellung des Fil
teraufbaus verwendet wurde, wurde der vereinheitlichte Filter
aufbau dann mit der Außenseite des Folienmaterials, das den
Ostomiebeutel bildete, verschweißt, wobei die mikroporöse Fo
lienschicht der Filteranordnung dem Inneren des Ostomiebeutels
gegenüber lag. Das Verschweißen wurde normalerweise durchge
führt, indem eine 40 mm Außendurchmesser aufweisende ringför
mige Form mit 4 mm dicken Wänden in einer Presse verwendet
wurde, die bei 150°C gehalten wurde und die in einer Verweil
zeit von 0,5 s einen Druck von 50 psi verwendete.
Der Aufbau verschiedener erfindungsgemäßer Filter ist
in Tabelle V zusammen mit der Gurley-Zahl, der geprüften Be
triebslebensdauer und der geschätzten Betriebslebensdauer aus
führlich dargestellt, wie es in den oben beschriebenen Prüfab
läufen festgelegt wurde. Die Tabelle V enthält auch Gurley-
Zahl- und Betriebslebensdauerdaten für Filteraufbauarten, die
von handelsüblichen Ostomiebeuteln stammen.
Filteraufbauarten 1, 2, 8 und 9 haben, obwohl sie den
erfindungsgemäßen Filteraufbauarten ähnlich sind, Filtrierungs
leistungen, die denen vergleichbar sind, die die Filter
(Vergleichsstück 1 bis Vergleichsstück 3) haben, die bei han
delsüblichen Ostomiebeuteln verwendet werden. Im allgemeinen
haben diese Aufbauarten (1, 2, 8 und 9 und Vergleichsstück 1
bis Vergleichsstück 3) deutlich kürzere Betriebslebensdauern
(geprüft: < 5 min, geschätzt: 1 Tag bei tatsächlicher Verwen
dung) als die erfindungsgemäßen Filter. Die erfindungsgemäßen
Filter haben mindestens eine um einen Faktor 3 größere Be
triebslebensdauer in bezug auf ihre Adsorptionskapazität und
haben eine Fluorchemikalien enthaltende mikroporöse Sperr
schicht, die das Faulen von flüssigen und festen Exkrementen
im Filteraufbau minimiert.
Claims (20)
1. Flaches Filter für eine Ostomievorrichtung oder dgl.
mit mindestens einer äußeren thermisch dichtbaren flüssig
keitsundurchlässigen, gasdurchlässigen mikroporösen Folien
schicht mit einer Gurley-Zahl von weniger als ca. 100 s/50
cm³, einer inneren Filterschicht aus Adsorptionspartikeln, die
gleichmäßig in einer aus einer Schmelze geblasenen Mikrofaser
bahn verteilt sind, die einen solchen Partikelaufnahmewert
aufweist, daß ein 40 mm Durchmesser aufweisendes Filter bei
einer normalen Ostomievorrichtung eine geschätzte Betriebsle
bensdauer von mehr als drei Tagen bieten würde, und einer
zweiten äußeren porösen Deckschicht, wobei die mindestens eine
äußere thermisch dichtbare mikroporöse Folienschicht auf einer
ersten Seite der inneren Filterschicht und die poröse Deck
schicht auf einer zweiten Seite der Filterschicht ist und die
drei Schichten sich gemeinsam und durchgehend mindestens über
die Filterschicht erstrecken.
2. Ostomiefilter nach Anspruch 1, wobei die Filter
schicht eine aus einer Schmelze geblasene Bahn mit einem
Grundgewicht von weniger als 700 g/m² ist.
3. Ostomiefilter nach Anspruch 1, wobei die Filter
schicht eine aus einer Schmelze geblasene Bahn mit einem
Grundgewicht von weniger als 500 g/m² ist.
4. Ostomiefilter nach Anspruch 3, wobei die Filter
schicht eine aus einer Schmelze geblasene Bahn mit mindestens
80 Gew.-% Adsorptionsgranulat ist.
5. Ostomiefilter nach Anspruch 4, wobei die Filter
schicht eine aus einer Schmelze geblasene Bahn mit mindestens
85 Gew.-% Adsorptionsgranulat ist.
6. Ostomiefilter nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei das Adsorptionsgranulat saures Gas adsorbierendes Aktiv
kohlegranulat aufweist.
7. Ostomiefilter nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei die thermisch dichtbare mikroporöse Folienschicht aus
einem thermoplastischen Polymer mit einem schmutzbeständigen
Schmelzzusatz ausgebildet ist.
8. Ostomiefilter nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei die poröse Deckschicht eine gewebte oder nichtgewebte
Bahn mit einer Porosität ist, die größer ist als die der mi
kroporösen Folienschicht, und die mikroporöse Folienschicht
eine Gurley-Zahl von weniger als 55 s/50 cm³ hat.
9. Ostomiefilter nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei die poröse Deckschicht, die Filterschicht und die mikro
poröse Folienschicht mit der angrenzenden Filterschicht ther
misch dicht gemacht sind und die Filterschicht eine Dicke von
weniger als 5 mm hat und lediglich aus aus einer Schmelze ge
blasenen Mikrofasern ausgebildet ist.
10. Ostomievorrichtung mit thermisch dichtbaren Seiten
wänden, wobei mindestens eine Seitenwand eine Öffnung hat, die
Außenseite der Seitenwand eine Öffnung hat, die ein thermisch
dichtbares Ostomiefilter aufweist, das um die Öffnung herum
über eine thermisch dichtbare mikroporöse Folienschicht ther
misch dicht gemacht ist, wobei das Filter aufweist: mindestens
eine äußere thermisch dichtbare, flüssigkeitsundurchlässige
und gasdurchlässige mikroporöse Folienschicht, die eine Gur
ley-Zahl von weniger als ca. 100 s/50 cm³ aufweist, eine inne
re Filterschicht aus Adsorptionspartikeln, die gleichmäßig in
einer aus einer Schmelze geblasenen Mikrofaserbahn verteilt
sind, die einen solchen Partikelaufnahmewert aufweist, daß ein
40 mm Durchmesser aufweisendes Filter bei einer normalen Osto
mievorrichtung eine geschätzte Betriebslebensdauer von mehr
als drei Tagen bieten würde, und eine zweite äußere poröse
Deckschicht, wobei mindestens eine äußere thermisch dichtbare
mikroporöse Folienschicht auf einer ersten Seite der inneren
Filterschicht ist und die poröse Deckschicht auf einer zweiten
Seite der Filterschicht ist und die drei Schichten sich ge
meinsam erstrecken und durchgängig über die Filterschicht ver
laufen, wobei die sich gemeinsam erstreckenden und durchgehen
den Filterschichten sich in einen Umfangsbereich hinein um den
vollen Umfang des Filters herum erstrecken, wobei der Umfangs
bereich mit der Ostomievorrichtung thermisch dicht gemacht
ist.
11. Ostomievorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Fil
terschicht eine aus einer Schmelze geblasene Bahn mit einem
Grundgewicht von weniger als 700 g/m² ist und der Gurley-Wert
der mikroporösen Folie geringer als 55 s/50 m³ ist.
12. Ostomievorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Fil
terschicht eine aus einer Schmelze geblasene Bahn mit einem
Grundgewicht von weniger als 500 g/m² ist und der Gur
ley-Wert der mikroporösen Folge geringer ist als 42 s/50 m³.
13. Ostomievorrichtung nach einem der Ansprüche 10-12,
wobei die Filterschicht eine aus einer Schmelze geblasene Bahn
mit mindestens 80 Gew. -% Adsorptionsgranulat ist.
14. Ostomievorrichtung nach einem der Ansprüche
10-13, wobei die Filterschicht eine aus einer Schmelze geblasene
Bahn mit mindestens 85 Gew.-% Adsorptionsgranulat ist.
15. Ostomievorrichtung nach einem der Ansprüche
10-14, wobei das Adsorptionsgranulat saures Gas adsorbierendes
Aktivkohlegranulat aufweist.
16. Ostomievorrichtung nach einem der Ansprüche
10-15, wobei die thermisch dichtbare mikroporöse Folie aus einem
therinoplastischen Polymer mit einem schmutzbeständigen
Schmelzzusatz ausgebildet ist.
17. Ostomievorrichtung nach einem der Ansprüche
10-16, wobei die poröse Deckschicht eine gewebte oder nichtgeweb
te Bahn mit einer Porosität ist, die größer ist als die der
mikroporösen Folienschicht.
18. Ostomievorrichtung nach einem der Ansprüche
10-17, wobei die poröse Deckschicht, die Filterschicht und die
mikroporöse Folienschicht mit der angrenzenden Filterschicht
thermisch dicht gemacht sind, und die Filterschicht eine Dicke
von weniger als 5 mm hat und lediglich aus aus der Schmelze
geblasenen Mikrofasern ausgebildet ist.
19. Ostomiefilter nach Anspruch 7, wobei der schmutzbe
ständige Schmelzzusatz ein fluorchemisches Oxizolidinon auf
weist.
20. Ostomievorrichtung nach Anspruch 16, wobei der
schmutzbeständige Schmelzzusatz ein fluorchemisches Oxizolidi
non aufweist.
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