形成水凝胶的多组分纤维制造技术

本发明专利技术涉及一种形成水凝胶的多组分纤维，其包含至少一种第一纤维组分和至少一种第二纤维组分，其中第一和第二纤维组分彼此独立地选自多糖和/或多糖衍生物，并且其中第一纤维组分由水溶性大于50重量％，优选大于80重量％，最优选大于95重量％的多糖和/或多糖衍生物制备，并且其中所述多组分纤维具有小于15重量％的水溶性。

Multi component fibers forming hydrogels

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】形成水凝胶的多组分纤维
本专利技术涉及一种形成水凝胶的多组分纤维、一种包含所述多组分纤维的纺织面料，及其制备方法和其用于医学应用的用途。
技术介绍
形成水凝胶的纤维原则上是已知的。因此，GB2518199描述了一种制备可溶胀纤维的方法，所述可溶胀纤维具有至少一种掺入的用于伤口护理的抗微生物制剂。在此，借助于通过喷嘴的湿法挤出，通过掺入(具有8至15个碳原子的)乙二醇、甘油等将可溶胀的、水溶性的聚合物变形为可溶胀的纤维。作为抗微生物制剂，将金属(盐)经由凝结浴掺入到纤维中。所述方法的缺点是，通过与纺丝浴中所含的金属盐交联产生相对较脆的纤维，所述纤维仅可利用足量的柔软剂(乙二醇、甘油等)加工成纺织品表面(织物、机织物和/或非织造物等)。所述交联对于产生足够的稳定性是必需的。此外，不利的是，聚合物在溶解时发生化学变化，以及需要柔软剂。US2008/0082065A描述了一种由羧甲基纤维素(CMC)(60％至99％)、聚半乳甘露聚糖或聚葡甘露聚糖(1％至20％)和纤维素(短)纤维(在最简单的情况下：纸浆纤维-2％至15％)构成的复合纤维，所述复合纤维通过金属离子交联。同时，描述了一种用于制备这种复合纤维的方法，其中将CMC和半乳聚糖或葡甘露聚糖与纤维素纤维一起分散在水中，并且随后与选择的金属离子交联，所产生的凝胶随后溶解在可与水混合的溶剂中并变形成纤维，随后将所述纤维与第二种交联的金属盐再次交联，其中使用基于Al，Ti，Bi，B或Zr的化合物的特殊的、含水的金属盐溶液。通过搅拌可在水中混合的溶剂来生产纤维。所描述的方法的缺点是得到具有受限制的凝胶形成能力的定向性差且强度低的纤维。在这里，交联是必须的，以便产生足够的稳定性。此外，不利的是，聚合物在溶解时发生化学变化，并且需要金属离子。US2014/0322512A1描述了一种由疏水的、赋予强度的芯聚合物和亲水的鞘聚合物构成的芯鞘纤维，一种用于借助于电纺丝制备所述芯鞘纤维的方法及其在医疗制品中的用途。鞘的体积可以在100：1到1：1之间变化。更亲水的鞘聚合物是交联的。主要缺点是表面交联的纤维的触觉受限制，纤维表面的凝胶形成受限和纤维的机械强度相对较低。该方法的缺点还有，电纺丝是非常昂贵且迄今为止效率较低的成形工艺。另外，纤维的几何形状局限于芯鞘纤维。US2005/0136253A1描述了即使在温度提高的情况下含羟基的聚合物(5至100％淀粉、淀粉衍生物、PVA等)借助于离心喷嘴/旋转纺丝在选择的偶极质子的和非质子的溶剂或其混合物中的变形过程。同样描述了BiKo纤维结构(这两种成分的芯鞘的、并排的和不连续的统计学混合物)。该方法的缺点是受限的机械稳定性和对于水或含水溶液，特别是对于0.9％的含水氯化钠溶液的低的结合能力。另外的缺点是，所得到的纤维的强度相对较低。另外，材料选择限于水溶性聚合物，其中随后的交联是必须的。还已知有羧甲基化纤维，即通过随后将粘胶纤维羧甲基化来制备的纤维(可作为“Convatec公司的Aquacel”纤维在市场上购得；US6548730B；AU757461B；WO00/01425A1；EP1091770A1)。然而，这些纤维虽然能够实现非常高的吸水率，然而其在与水接触时在完全丧失纤维结构的情况下形成凝胶，这并不是对于所有可能的应用所希望的。此外，具有羧甲基纤维素(CMC)含量的粘胶纤维是已知的。其涉及混合纤维，其通过将羧甲基纤维素纺丝成粘胶纺丝体而获得。这样的纤维也已经商业化生产(US4,199,367A、US4,289,824A)。这些混合纤维的缺点是在吸收性聚合物含量高的情况下缺乏可纺性或纤维强度受限。另外，吸水能力受限。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种形成水凝胶的纤维，借助于其可以至少部分地消除上述缺点。尤其是，纤维应当与不同液体接触而形成尽可能均匀的透明凝胶并且仍保持其机械整体性。所述目的通过形成水凝胶的多组分纤维实现，其包含至少一种第一纤维组分和至少一种第二纤维组分，其中第一纤维组分和第二纤维组分彼此独立地选自多糖和/或多糖衍生物，并且其中第一纤维组分由水溶性大于50重量％、优选大于80重量％、特别优选大于95重量％的多糖和/或多糖衍生物制备，并且其中多组分纤维具有小于15重量％的水溶性。根据本专利技术的多组分纤维是形成水凝胶的多组分纤维。其中术语“水凝胶”在一般意义上应理解为含水但不溶于水的聚合物，其分子化学地，例如通过共价键或离子键、或者氢键、或者物理地，例如通过聚合物链成环来连接成三维网络。通过掺入亲水的聚合物组分，形成水凝胶的纤维在水和/或水溶液中溶胀，体积显著增加，但又不损失其材料内聚力。因此，根据本专利技术，形成水凝胶的多组分纤维应理解为至少与水和/或含水的溶液、特别是0.9％的含水的氯化钠溶液和/或测试溶液A(根据DINEN13726-01，第3.2.2.3节)一起形成水凝胶的纤维。在此，纤维在这些溶剂中溶胀，从而体积增加，而不会失去其材料内聚力，因此所述纤维仍具有光学可识别的纤维形状。在实际实验中已经发现，在测试溶液A中，根据本专利技术的多组分纤维形成均匀的透明的“纤维凝胶”，例如图2中所示。就此而言，根据本专利技术的多组分纤维也可以被视为形成“纤维-凝胶”的多组分纤维。因此，根据本专利技术的多组分纤维的一个特征是，所述多组分纤维例如至少在水和/或水溶液、特别是0.9％的氯化钠水溶液和/或测试溶液A中溶胀，从而体积增加，例如纤维直径(20℃，测试溶液A，10分钟后)增大超过100％，例如100％至600％，和/或150％至500％，和/或200％至400％。根据本专利技术的多组分纤维的另一个特征是，所述多组分纤维在水和/或水溶液，特别是0.9％的氯化钠水溶液和/或测试溶液A中溶胀时，不失去其材料的内聚力，使得所述多组分纤维即使在溶胀后仍然具有光学可识别的纤维形状(“纤维-凝胶”)。根据本专利技术的多组分纤维的另一个特征是，所述多组分纤维具有的水溶性小于15重量％，例如0重量％至15重量％，优选0重量％至10重量％，更优选0重量％至5重量％，特别是0重量％至3重量％。这是令人惊讶的，因为第一纤维组分是基于水溶性的多糖和/或多糖衍生物制备的，更重要的是，因为已经发现为了设定低的水溶性，多组分纤维不需要通过共价键和/或离子键进行化学交联，并且优选不进行化学交联。不使用化学交联的优点是，例如在伤口护理中使用纤维时，不会释放出由于交联而引入的任何异物。在不受任何机制束缚的情况下，做以下猜测：多组分纤维的水溶性相对于用作原材料的第一纤维组分减小的原因在于，第一纤维组分和第二纤维组分形成混合相从而彼此稳定化。如果混合相构成为使得第一纤维组分和第二纤维组分彼此形成缠绕网络和/或交织网络，那么可以特别好地进行这种稳定化。缠绕网络和/或交织网络在此应理解为物理网络，其通过在第一纤维组分和第二纤维组分之间的相界处的多糖和多糖衍生物的大分子相互穿透而形成，使得纤维组分不形成清晰的相界。特别优选地，纤维组分在此以统计学分布的形式存在。这样的混合相或这样的缠绕网络和/或交织网络例如可以通过由纺丝溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形成水凝胶的多组分纤维，其包含至少一种第一纤维组分和至少一种第二纤维组分，其中所述第一纤维组分和第二纤维组分彼此独立地选自多糖和/或多糖衍生物，所述第一纤维组分由水溶性大于50重量％、优选大于80重量％、最优选大于95重量％的多糖和/或多糖衍生物制备，并且所述多组分纤维具有小于15重量％的水溶性。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170627 DE 102017006025.81.一种形成水凝胶的多组分纤维，其包含至少一种第一纤维组分和至少一种第二纤维组分，其中所述第一纤维组分和第二纤维组分彼此独立地选自多糖和/或多糖衍生物，所述第一纤维组分由水溶性大于50重量％、优选大于80重量％、最优选大于95重量％的多糖和/或多糖衍生物制备，并且所述多组分纤维具有小于15重量％的水溶性。


2.根据权利要求1所述的形成水凝胶的多组分纤维，其特征在于，所述多组分纤维不具有所述第一纤维组分和/或第二纤维组分的经由共价键和/或离子键实现的化学交联。


3.根据权利要求1或2所述的形成水凝胶的多组分纤维，其特征在于，所述多组分纤维在测试溶液A中溶胀，使得纤维直径增大超过100％。


4.根据上述权利要求中一项或多项所述的形成水凝胶的多组分纤维，其特征在于，所述第一纤维组分和所述第二纤维组分以混合相存在，并且优选彼此形成缠绕网络和/或交织网络。


5.根据权利要求4所述的形成水凝胶的多组分纤维，其特征在于，所述混合相和/或所述缠绕网络和/或交织网络以芯-鞘配置、分区段配置，特别是分区段的饼、并排型配置和/或海岛型配置的组分存在。


6.根据上述权利要求中一项或多项所述的形成水凝胶的多组分纤维，其特征在于，所述多组分纤维通过共同溶解至少一种第一聚合物组分和第二聚合物组分而获得，其中所述第一聚合物组分和第二聚合物组分彼此独立地选自多糖和/或多糖衍生物，并且所述第一聚合物组分是水溶性大于50重量％的多糖和/或多糖衍生物。


7.根据上述权利要求中一项或多项所述的形成水凝胶的多组分纤维，其特征在于，在经调节状态下的与纤度相关的撕裂强度在10cN/tex和40cN/tex之间，和/或在经调节状态下的与纤度相关的断裂伸长率在5％和15％之间，和/或对测试溶液A的吸收能力在5g/g和30g/g之间。


8.根据上述权利要求中一项或多项所述的形成水凝胶的多组分纤维，其特征在于，所述第一纤维组分和第二纤维组分的数量比在80:20和10:90之间。


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【专利技术属性】
技术研发人员：B·科桑，M·穆兹，F·梅斯特，
申请(专利权)人：科德宝两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE