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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Beutel oder Sack zum Aufnehmen
von Ausscheidungen aus dem menschlichen Körper, wobei der Beutel eine distale
Wand und eine proximale Wand, jede aus gas- und flüssigkeitsundurchlässigem,
heißsiegelbarem
oder schweißbarem
thermoplastischem Material, deren Kanten miteinander versiegelt
sind und den Innenraum des Beutels zwischen den Wänden bildet, wobei
die proximale Wand eine Stomaöffnung
aufweist und eine der Wände
eine im Abstand zu der Stomaöffnung
angeordnete Gasentlüftungsöffnung aufweist,
einen Filter zum Desodorieren von Gas, das durch die Gasentlüftungsöffnung entlüftet wird, und
so angeordnet, dass alles Gas, das durch die Entlüftungsöffnung den
Beutel verlässt,
durch den Filter strömt,
eine Zwischensperrmembran, die zwischen dem Filter und dem Innenraum
des Beutels so angeordnet ist, dass alles Gas, das durch den Filter den
Beutel verlässt,
durch die Sperrmembran strömt, und
um Flüssigkeiten
und Festkörper
im Innenraum des Beutels daran zu hindern, den Filter zu berühren, während Gas
ermöglicht
wird, durch die Sperrmembran aus dem Innenraum des Beutels zu dem
Filter zu strömen,
umfasst, wobei die Sperrmembran vorzugsweise durch Heißsiegeln
oder Schweißen
an der einen Wand festgeklebt ist und der Filter ein Kissen umfasst,
wobei eine erste Oberfläche
des Kissens, die, der Sperrmembran gegenüberliegt, von einem gasundurchlässigen Film
abgedeckt wird, der vorzugsweise daran geklebt ist, so dass der
Gasströmungsweg
durch das Filterkissen sich bis zu oder von dessen Umfangskante
erstreckt.
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Beutel
oder Säcke
für den
Einsatz bei Kolostomie- und Ileustomie-Patienten machen eine sehr wirkungsvolle
und zuverlässige
Ableitung von Blähungsgasen
in Kombination mit sehr wirkungsvoller Desodorierung von Gasen vor
dem Ablassen an die Umgebung erforderlich. Es sind verschiedenartige Filter
zum Desodorieren der abgelassenen Blähungsgase bekannt. Ein häufig auftretendes
Problem bei vielen der bekannten Filter-/Entlüftungsanordnungen besteht darin,
dass der Filter durch Flüssigkeit/Aufschlämmung, Feststoffe,
die in dem in den Beutel abgeleiteten Material vorhanden sind, verstopft
wird, so dass es zu einem nicht annehmbaren Druckanstieg in dem
Beutel beim Einsatz kommt. Dieses Problem ist besonders bei Ileustomie-Patienten
aufgrund der relativ flüssigen
Natur des abgeleiteten Materials akut.
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Es
sind verschiedenartige Lösungen
für dieses
Problem vorgeschlagen worden, die den Einsatz einer Sperrmembran
umfassen, die zwischen dem Filter und dem abgeleiteten Material
in dem Beutel angeordnet wird. Die vorgeschlagenen Sperrmembranen
sind den Erläuterungen
zufolge in vielen Fällen flüssigkeitsundurchlässig, gasdurchlässig und
haben eine flüssigkeitsabstoßende Fläche, die
dem abgeleiteten Material zugewandt ist, wobei hier nicht im Einzelnen
auf die Eigenschaften eingegangen werden soll, die erforderlich
sind, um dies in der Praxis auf zuverlässige und kostengünstige Weise
zu erreichen.
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Da
die Beutel normalerweise täglich
oder häufiger
ausgetauscht werden, ist es sehr wichtig, dass die Beutel kostengünstig sind,
wobei gleichzeitig keine Einschränkung
hinsichtlich der Zuverlässigkeit
beim Ablassen und Desodorieren der Blähungsgase annehmbar sind. Daher
sind jegliche Verbesserungen, durch die die Zuverlässigkeit
des Beutels erhöht
wird, ohne dass der Preis wesentlich zunimmt, ganz zu schweigen
von der Verringerung des Preises, außerordentlich wünschenswert,
und machen jeden derart verbesserten Beutel den Beuteln nach dem
Stand der Technik weit überlegen.
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EP 0 443 728 B1 offenbart
einen Beutel des betreffenden Typs, wobei die Sperrmembran, die
zwischen dem Filter und dem Innenraum des Beutels angeordnet ist,
einen aus Thermoplast bestehenden, gasdurchlässigen, heißsiegelbaren oder schweißbaren Film
umfasst, der mit einer flüssigkeitsundurchlässigen,
gasdurchlässigen
Folie aus Polytetrafluorethylen (PTFE) laminiert ist. Da die PTFE-Folie
nicht heißsiegelbar
ist, ist der heißsiegelbare
bzw. schweißbare
Film erforderlich, um die Membran in einem Bereich um den Filter
und die Entlüftungsöffnung herum
an einer Innenfläche
des Beutels heißzusiegeln
oder zu schweißen.
Die flüssigkeitsabstoßenden Eigenschaften
von PTFE werden damit genutzt, jedoch um den Preis, dass ein Laminat
hergestellt werden muss, und zwar teilweise, um die relativ empfindliche
PTFE-Folie zu verstärken,
und teilweise, um ein praktisches und zuverlässiges Heißsiegeln der Membran an der
Beutelwand zu ermöglichen.
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Neben
dem Aufwand und den Kosten für
das Laminieren der zwei Materialien und der relativ teuren PTFE-Folie
ist diese Lösung
anfällig
für die Schichtablösung an
der Membran und damit die Gefahr des Reißens der relativ empfindlichen
PTFE-Folie und den anschließenden
Ausfall der Entlüftungswirkung
aufgrund des Verstopfen des Filters durch nichtgasförmige Materialien,
die durch den gerissenen Bereich der Folie hindurchtreten.
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Das
in
EP 0 443 728 B1 offenbarte
Filterelement hat die Form eines flachen Kissens mit zwei einander
gegenüberliegenden
Flächen
und einer Kantenfläche
und ist von dem Typ, bei dem die Blähungsgase in einer Richtung
im Wesentlichen quer zu den einander gegenüberliegenden Flächen durch das
Kissen hindurchströmen
und so aufgrund der kurzen Kontaktzeit zwischen Gasen und Filtermaterial
und ungleichmäßigen Strömungsmengen
durch die verschiedenen Bereiche des Kissens aufgrund unvermeidbarer
Unterschiede des Strömungswiderstands
wegen ungleichmäßiger Dicke,
ungleichmäßiger Dichte
usw. eine relativ geringe Nutzung der Filterfähigkeit des Filtermaterials
zulassen.
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GB-A-2
059 797 offenbart eine geruchsabsorbierende Gasablass-Filteranordnung,
die an der Wand eines Auffangbeutels des betreffenden Typs angeklebt
wird. Eine Sperrmembran ist zwischen dem Filterkissen und dem Innenraum
des Beutels angeordnet, wobei die Sperrmembran entweder ein Laminat-
oder Zellulosematerial ist, das mit einer wasserbeständigen Schicht überzogen
und wahlweise mit einem weiteren andersartigen Film versehen ist. Diese
Filteranordnung ist relativ kompliziert in der Herstellung und aufgrund
der Laminierung und Beschichtung sowie der Empfindlichkeit des Zellulosematerials
nicht zuverlässig.
Der Strömungsweg
der Gase durch das Filterkissen ist so, dass die Filterfähigkeit
des Filtermaterials nur schlecht genutzt wird.
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GB-A-2
296 660 offenbart einen Blähungsfilter,
der ein Filterelement in Form einer einzelnen Schicht aus Aktivkohle-Gewebe
umfasst, die mit einer gasundurchlässigen Schicht verbunden ist,
so dass das Blähungsgas
durch die Aktivkohle-Gewebeschicht vom Umfangsrand zum Mittelabschnitt
derselben strömen
muss. Die Filterwirkung dieses Filters nach dem Stand der Technik
ist aufgrund des relativ schmalen Gasdurchlasses, der durch die
Dicke der einzelnen Schicht aus Gewebe gebildet wird und durch den
der Filter anfällig
für Fehlfunktion
oder eingeschränkte
Kapazität
wird, nicht zuverlässig.
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Eine
Hauptaufgabe der Erfindung besteht darin, einen Beutel des betreffenden
Typs zu schaffen, der im Einsatz zuverlässig und relativ kostengünstig und
unkompliziert herzu stellen ist, so dass die oben beschriebenen Nachteile
der bekannten Beutel beseitigt oder erheblich verringert werden.
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Für die Kosten
und den Tragekomfort sowie für
die Attraktivität
der Filter-/Entlüftungsanordnung ist
es wichtig, dass die Abmessungen des Filterelements selbst auf einem
Minimum gehalten werden, wobei gleichzeitig effektive und im Wesentlichen
konstante Filterwirkung über
einen Zeitraum von normalerweise wenigstens 24 Stunden aufrechterhalten wird.
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Eine
Filter-/Entlüftungsanordnung,
die eine effektive, zuverlässige,
relativ sterile und relativ kostengünstige Lösung für diese Kombination von Problemen
bietet, ist daher überaus
wünschenswert.
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Gemäß der Erfindung
wird diese Aufgabe mit den Merkmalen gelöst, die im kennzeichnenden
Teil von Anspruch 1 aufgeführt
sind.
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Es
hat sich herausgestellt, dass ein Filter mit diesem Aufbau den gegenwärtig im
Zusammenhang mit Beuteln des betreffenden Typs im Einsatz befindlichen
Filtern weit überlegen
ist, da die Menge an Aktivkohle pro Volumeneinheit ein Maximum erreicht und
die Übereinanderanordnung
von wenigstens zwei Schichten, die durch eine gasdurchlässige Klebefolie
verbunden sind, eine relativ lange Kontaktzeit zwischen Blähungsgasen
und Filtermaterial ermöglicht,
wobei gleichzeitig im Wesentlichen die gesamte Masse des Filters
mit den Blähungsgasen
mit im Wesentlichen gleicher Strömungsintensität in Kontakt kommt.
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Zusätzlich zum
Problem des Ableitens und Desodorierens der Blähungsgase ist es außerordentlich
wünschenswert,
wenigstens einen Teil und vorzugsweise im Wesentlichen alle der
Bakterien zu entfernen, die in den Blähungsgasen vorhanden sind, bevor
diese abgeleitet werden. Dem Anmelder sind keine Bemühungen bekannt,
die sich speziell diesem Ziel widmen.
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Gemäß der Erfindung
wird diese Aufgabe mit dem Film gelöst, der eine Porosität hat, die
im Wesentlich nur Teilchen in dem Gasstrom durch die Sperrmembran
hindurchtreten lässt,
die eine maximale Abmessung von weniger als 2 μm, vorzugsweise 1,9 μm, noch besser
1,8 μm,
noch besser vorzugsweise 1,7 μm,
des Weiteren vorzugsweise 1,6 μm, weiterhin
vorzugsweise 1,5 μm,
weiterhin vorzugsweise 1,4 μm,
weiterhin vorzugsweise 1,3 μm,
weiterhin vorzugsweise 1,2 μm,
weiterhin vorzugsweise 1,1 μm,
weiterhin vorzugsweise 1,0 μm,
weiterhin vorzugsweise 0,9 μm,
weiterhin vorzugsweise 0,8 μm, weiterhin
vorzugsweise 0,7 μm,
weiterhin vorzugsweise 0,6 μm,
weiterhin vorzugsweise 0,5 μm
haben.
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Da
die meisten Bakterien, die in menschlichem Darm oder Fäkalien enthalten
sind, größer als ungefähr 1 μm sind, werden
viele oder alle der Bakterien durch die Sperrmembran zurückgehalten,
die eine Porosität
hat, wie sie oben aufgeführt
ist.
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In
der gegenwärtig
bevorzugten Ausführung hat
die Folie eine Porosität,
die im Wesentlichen nur Teilchen in dem Gasstrom durch die Sperrmembran hindurchtreten
lässt,
die eine maximale Abmessung von weniger als 0,45 μm haben.
Damit werden praktisch alle Bakterien im menschlichen Darm oder
Fäkalien
daran gehindert, aus dem Beutel mit dem Strom von Blähungsgasen
auszutreten. Eine derartige Membran gemäß US-Patent Nr. 4,778,601 kann von
Millipore Corporation (Bedford, Massachusetts) bezogen werden.
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Trotz
der Einschränkung
durch die erforderliche Gesamt-Strömungsmenge durch die Filter-/Entlüftungsanordnung,
die einen bestimmten maximalen Strömungswiderstand pro Flächeneinheit
der Sperrmembran erforderlich macht, kann die Durchströmfläche der
Sperrmembran so groß sein,
dass die Porosität
der Sperrmembran im Wesentlichen nur Teilchen in dem Gasstrom durch
die Sperrmembran hindurchtreten lässt, die eine maximale Abmessung
haben, die kleiner ist als 0,3 μm,
vorzugsweise 0,2 μm. Damit
wird zumindest ein erheblicher Teil der Viren im menschlichen Darm
daran gehindert, aus dem Beutel in dem Strom von Blähungsgasen
auszutreten. Eine derartige Membran kann ebenfalls von Millipore
Corporation bezogen werden.
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Gemäß der Erfindung
können
Abstandsmittel bzw. -einrichtungen zwischen dem Filter und der Sperrmembran
angeordnet sein, um einen Zwischenraum zwischen ihnen zu gewährleisten
und einen Gasstrom in dem Zwischenraum zu ermöglichen.
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Damit
wird gewährleistet,
dass der größtmögliche Teil
der Gesamtfläche
der Sperrmembran, der zum Hindurchtreten von Blähungsgasen zur Verfügung steht,
dafür genutzt
wird, indem sichergestellt wird, dass Anliegen der Sperrmembran
an dem Filter oder der dritten Folie, die mit dem Filter verbunden ist,
den Strom von Gasen durch die Sperrmembran nicht einschränkt.
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Die
Erfindung wird im Folgenden ausführlicher
als Beispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei:
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1 eine
Draufsicht auf die gegenwärtig bevorzugte
Ausführung
eines Beutels gemäß der vorliegenden
Erfindung von der distalen Wand her gesehen zeigt, in der die Entlüftungsöffnung angeordnet
ist,
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2 eine
schematische Schnittansicht des oberen Bereiches des Beutels in 1 zeigt,
der eine Filteranordnungseinheit gemäß der Erfindung hat, die an
der Innenfläche
der distalen Wand haftet,
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3 eine
vergrößerte schematische
weggeschnittene Schnittansicht der Filteranordnung in 1 zeigt,
die den Strom von Blähungsgas
andeutet,
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4 eine
schematische Schnittansicht des oberen Bereiches einer alternativen
Ausführung
eines Beutels gemäß der Erfindung
zeigt, der eine alternative Ausführung
einer Filteranordnungseinheit gemäß der Erfindung aufweist, die
an der Außenfläche der
distalen Wand haftet,
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5 eine
vergrößerte schematische
weggeschnittene Schnittansicht der Filteranordnung in 4 zeigt,
die den Strom von Blähungsgas
andeutet,
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6 eine 2 und 4 entsprechende Ansicht
einer Doppel-Filteranordnung zeigt, bei der Filtereinheiten sowohl
an der Außen-
als auch der Innenfläche
der distalen Wand eines Beutels gemäß der Erfindung haften,
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7–10 vier
alternative Ausführungen einer
Filteranordnung gemäß der Erfindung
zeigen, die vier verschiedene Ausführungen einer Abstandshalteeinrichtung
zwischen dem Filterkissen und der Sperrmembran umfassen, und
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11 eine
schematische Ansicht einer Anbringungsvorrichtung zum Herstellen
einer Filteranordnung gemäß der Erfindung
zeigt.
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Es
ist anzumerken, dass der Übersichtlichkeit
und der Darstellung der konstruktiven Details halber die relativen
Abmessungen der Elemente in 2–11 nicht
korrekt sind und die Formen und Positionen der verschiedenen Elemente
zueinander nicht der Realität
entsprechen, in der die Folien und Elemente stärker aneinanderliegen, als
dies dargestellt ist.
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Ein
Beutel bzw. Sack 1 wird, wie unter Bezugnahme auf 1–3 zu
sehen ist, durch zwei Beutelfolien gebildet, die an den Rändern derselben heißgesiegelt
oder verschweißt
sind und eine distale Wand 2 sowie eine proximate Wand 3 des
Beutels 1 bilden. Die Beutelbahnen bestehen aus fünf Folieschichten,
wobei eine PVDC-Folie zwischen zwei Paaren, die vorzugsweise aus
EVA- und/oder PE-Folie bestehen, eingeschlossen ist, so dass geeignete gas-
und flüssigkeitsundurchlässige, heißsiegelbare Thermoplastwände 2 und 3 entstehen.
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Eine
Rückschicht
aus weichem Leinen, Filz oder dergleichen ist an der Außenfläche der
distalen und der proximalen Wand 2 und 3 angebracht,
um dem Benutzer des Beutels Tragekomfort zu bieten.
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Die
proximate Wand 3 ist mit einer Stomaöffnung 5 versehen,
die von einer benutzerfreundlichen Klebeplatte 6 umgeben
ist, mit der der Beutel 1 an einem Patienten befestigt
wird, und die in 7 an der proximalen Wand 3 angesiegelt
ist. Die distale Wand 2 ist mit einer Entlüftungsöffnung 8 zum
Ablassen von Blähungsgasen
aus dem Inneren des Beutels 1 an die Umgebung versehen.
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Ein
heißgesiegelter
Bereich, der mit 9 angedeutet ist, ist in der Rückschicht 4 die
Entlüftungsöffnung 8 umgebend
vorhanden, um eine ausreichend glatte Fläche zum vorübergehenden Ankleben einer Abreißfasche
zu erzeugen, um die Entlüftungsöffnung 8 zu verschließen und
zu verhindern, dass Wasser in den Beutel 1 über die Öffnung 8 fließt, wenn
ein Patient, der den Beutel 1 trägt, ein Bad nimmt.
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Eine
Filteranordnungseinheit umfasst ein Aktivkohle-Filterkissen 10,
das zwischen einer Sperrmembran 11 aus Polyethylen mit
extrem hohem Molekulargewicht (PE) und einer ungefähr 100 μm dicken
Trägerfolie 12 aus
Polyethylen mit 10 % EVA eingeschlossen ist, die eine Entlüftungsöffnung 12a mit
einem Durchmesser von ungefähr
5 mm aufweist. Die Filteranordnungseinheit ist an der Innenfläche von
Beutelwand 2 in 13 heißgesiegelt.
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Das
Filterkissen 10 ist, wie unter Bezugnahme auf 7–10 zu
sehen ist, ein 20 × 20
mm großer
Filter aus 100 % Aktivkohle des Typs FM7/250, der von Charcoal Cloth
(GB) bezogen werden kann und eine Dicke von ungefähr 1,3 mm
hat. Das Aktivkohlegewebe besteht aus carbonisiertem, gewebtem Viskoseseidestoff.
Die Carbonisierung wird in einem nichtstöchiometrischen Prozess (Atmosphäre mit geringem
Sauerstoffgehalt, um Verbrennen des Materials zu verhindern) bei
einer Temperatur von 800–1000°C durchgeführt. Das
Textilmaterial des Kissens besteht aus vier Schichten, die paarweise
miteinander verwebt sind, wobei die Paare der Schichten 14 und 15 durch
eine gasdurchlässige
Schicht 16 aus Klebstoff aus Polyurethan oder EVA miteinander
verklebt sind, die als ein poröses Netz
ausgebildet ist.
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Der
Aktivkohlefilter ist mit einer Lösung
von 5 Gew.-% Kupfer imprägniert,
um eine schnellere und bessere Adsorption von Blähungsgasen zu erreichen, sowie
mit einer Lösung
von 5 Gew.-% Fluor, um die Kohlenstoffteilchen in dem Material zu
binden/ halten, d. h. Kohlenstoffstaub zu vermeiden.
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Die
Aktivkohleschichten 14 und 15 sind an Folien 17 bzw. 18 laminiert,
die einander gegenüberliegende
Außenflächen des
Filterkissens bilden. Die Folie 17 ist gasdurchlässig und
besteht aus PE-Vliesmaterial, das an der Aktivkohleschicht 14 mittels
eines EVA-Klebstoffs
angeklebt ist, der als ein poröses Netz
ausgeführt
ist, während
die Folie 18 gasundurchlässig ist und aus einem Material
besteht, das PVDC enthält
und mittels eines EVA-Klebstoffs an der Aktivkohleschicht 15 angeklebt
ist.
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Der
Aktivkohlefilter an sich ist nicht oder nur teilweise flüssigkeitsabstoßend, ist
jedoch außerordentlich
wirkungsvoll als desodorierender Filter. Die carbonisierten Stoffschichten
enthalten 0,16–0,18
g Kohlenstoff (trocken), und gemäß dem modifizierten Testverfahren
nach British Standard BS 7120 adsorbiert der Filter mehr als 30–40 l Gasgemisch,
30 ppm H2S in N2.
Ein entsprechender Test mit (CH3)2S zeigt, dass der Filter mehr als 40–60 l Gasgemisch,
30 ppm (CH3)2S in
N2, adsorbieren kann. Der Filter hat einen Gegendruck
von maximal 4,5 mbar bei einem Gasstrom von 100 mm/min bei einem
Druck von 0,1 bar. Dieser geringe Gegendruck ermöglicht es, dass die Blähungsgase
relativ schnell durch den Filter strömen, so dass Aufblähung des
Beutels 1 vermieden wird.
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Die
Sperrmembran 11 aus Polyethylen mit extrem hohem Molekulargewicht
gemäß US-Patent Nr. 4,778,601
kann von Millipore Corporation (Bedford, Massachusetts) bezogen
werden. Sie hat ein Porenvolumen von 70–80 % und ist so ausgeführt, dass
im Wesentlichen alle Teilchen in den Blähungsgasen mit einer maximalen
Abmessung von 0,45 μm nicht
durch die Sperrmembran hindurchtreten können, d. h. von ihr zurückgehalten
werden, so dass diese Teilchen nicht aus dem Innenraum des Beutels 1 zu
dem Filterkissen 10 gelangen können. Die Dicke der Sperrmembran 11 beträgt 1148 μm ± 20 μm. Die Größe beträgt ungefähr 32 × 32 mm.
Die Durchlaufzeit liegt im Bereich zwischen ungefähr 150 s/500
ml und 300 s/500 ml in 100 %igen IPA (geltend für eine kreisförmige Membran
mit einem Durchmesser von 47 mm und einem Druck von 0,98 bar (14,2
psi)). Die Porosität,
die mit dem Bubble Point-Verfahren bestimmt wird, liegt im Bereich
zwischen ungefähr
1,03 bar (15 psi) und ungefähr
1,45 bar (21 psi) in 100 %igen IPA.
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Die
Trägerfolie 12 ist
breiter als das Filterkissen und wird so an der Folie 17 des
Filterkissens 10 heißgesiegelt
oder angeklebt, dass die Öffnung 12a mittig
in Bezug auf das Filterkissen angeordnet ist.
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Die
Folie 17 des Filterkissens 10 wird so an die Trägerfolie
heißgesiegelt/angeklebt,
dass ein kreisförmiger
nicht gesiegelter bzw. nicht angeklebter Bereich des Filterkissens,
der größer ist
als die 5 mm große Öffnung 12a,
mittig um die Öffnung 12a herum angeordnet
ist. Die Sperrmembran 11 wird über dem Filterkissen 10 an
der gegenüberliegenden
Seite angeordnet und so an der Trägerfolie 12 heißgesiegelt/angeklebt,
dass das Filterkissen 10 in einer Einheit eingeschlossen
ist, die auf einer Seite eine gasdurchlässige, flüssigkeitsundurchlässige Membran 11 und
auf der anderen Seite eine heißsiegelbare PE-Trägerfolie 12 mit
einer mittigen Entlüftungsöffnung 12a umfasst.
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Die
Filtereinheit kann anschließend
an der Beutelwand 2 angebracht werden, in die eine Entlüftungsöffnung 8,
die kleiner ist als die Öffnung 12a, gestanzt
worden ist. Die Anbringung an der Innenfläche der Wand 12a kann
entweder durch Randverschweißen/Heißsiegeln
der Trägerfolie 12/der
Membran 11 an der Wand 2 in 13 oder durch
Ankleben der Einheit an der Wand 2 mit einem geeigneten
Klebstoff ausgeführt
werden.
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Die
Membran 11 aus Polyethylen mit extrem hohem Molekulargewicht
hat eine glatte weiche Oberfläche,
und die Oberflächenspannung
ist gemäß ISO 82296
(1987) mit 36 mn/m gemessen worden, während Kontaktwinkel-Messungen
entsprechend der Wihelmy-Platten-Methode zeigen, dass die Oberfläche der
Membran hinsichtlich der Reibung Teflon ähnelt. Daher ist die Membranoberfläche in der
Lage, Flüssigkeit
so abzustoßen,
dass kein Film aus Flüssigkeit,
der verhindert, dass Gas durch die Membran hindurchtritt, auf ihrer
Oberfläche
ausgebildet wird. Das Porenvolumen des Membranmaterials von 70–80 % und
die Struktur (siehe 12–16) mit sehr schmalen Durchlassen, die
nur Teilchen hindurchlassen, die kleiner als 0,5 μm sind, führt dazu,
dass das Blähungsgas
leicht hindurchtreten kann, während menschliche
Darm- oder Fäkalbakterien
in dem Blähungsgas
oder Fäkalien
durch die Membran 11 zurückgehalten werden.
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Des
Weiteren wird verhindert, dass Flüssigkeit durch die Membran
strömt.
Labormessungen, bei denen die Membran mit 700 mm Wassersäule belastet
wurde, ergaben, dass kein Wasser hindurchströmte und selbst nach einer Testdauer
von 8 Tagen keine Tröpfchen
an der Oberfläche
entstanden.
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Ein
Test mit künstlichem
Stuhl (Testverfahren des Anmelders), das darin besteht, dass Beutel 1 mit künstlichem
Stuhl gefüllt
werden und die Beutel so umgedreht werden, dass die Filteranordnung 24 Stunden
lang mit künstlichem
Stuhl bedeckt war, wobei beobachtet wird, ob künstlicher Stuhl durch die Membran
hindurchtritt, ergab ausgezeichnete Ergebnisse. Der künstliche
Stuhl besteht aus Bohnen, Salzen, Darmenzymen und anderen Substanzen,
die äquivalent
zum Inhalt des menschlichen Darms sind, so dass dieser Test den
Einfluss auf die Membran in der Praxis simuliert.
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Die
Sperrmembran 11 weist einen Gegendruck von ungefähr 2–3 mbar
bei einem Luftstrom von 100 ml/min bei einem Druck von 0,1 bar auf.
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Der
Gasstrom durch die Filteranordnung ist in 3 durch
Pfeile angedeutet, wobei das Gas durch die Membran 11 und
in das Filterkissen 10 vom Umfang her in Richtung der Mitte
derselben und über die Öffnung in
der Wand 2 nach außen
strömt.
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In 4–5 ist
eine alternative Position der Filteranordnung an der Außenfläche der
Wand 2 dargestellt, wobei die gleichen Bezugszeichen die gleichen
Elemente wie in
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2 darstellen.
Das Filterkissen 10 ist an der Außenfläche der Wand mittig um die
Entlüftungsöffnung 8 herum
angeordnet angeklebt. Eine Sperrmembran 14' aus Polyethylenmaterial mit extrem
hohem Molekulargewicht, das identisch zum Material der Sperrmembran 11 in 2 ist,
wird mit der Trägerfolie 12 an
der Innenfläche
der Wand 2 heißgesiegelt
oder angeschweißt.
Das Filterkissen 10 wird durch eine Schutzmembran 15' aus gasdurchlässigem,
flüssigkeitsundurchlässigem Material
abgedeckt, das das gleiche Polyethylenmaterial mit extrem hohem
Molekulargewicht wie das Material der Membran 14' oder jedes
beliebige andere geeignete Material sein kann. Der Strom von Blähungsgasen durch
die Filteranordnung ist mit den Pfeilen in 5 angedeutet.
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In 6 ist
eine weitere alternative Ausführung
einer Filteranordnung gemäß der Erfindung,
die die Ausführungen
in 2 und 4 kombiniert, dargestellt.
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Für den Fachmann
liegt auf der Hand, dass andere Filterkonstruktionen eingesetzt
werden können
und dass die Anordnung und die Anzahl von Filterkissen in Bezug
auf die Entlüftungsöffnung verändert werden
kann. Des Weiteren können
mehrere Entlüftungsöffnungen
in der Wand 2 kombiniert mit einem oder mehreren Filterkissen
angeordnet werden.
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In 7–10 sind
verschiedene Ausführungen
von Abstandshalteeinrichtungen, die zwischen dem Filterkissen und
der Sperrmembran 11 angeordnet sind, dargestellt, wobei
die Abstandshalteeinrichtungen einen Gasstrom-Zwischenraum zwischen
dem Filterkissen 10 und der Sperrmembran 11 gewährleisten.
In 7 sind Höcker
bzw. Spitzen 21 in der Oberfläche der Sperrmembran 11 ausgebildet oder
daran angebracht. In 9 sind Fäden oder Kugeln 22 entweder
an der Folie 18 oder der Membran 11 angeklebt.
In 10 ist eine Schicht aus offenzelligem Schaumstoffmaterial
entweder an der Folie 18 oder der Membran 11 angeklebt.
In allen Ausführungen
wird erreicht, dass im Wesentlichen die gesamte Fläche der
Sperrmembran 11 für
den Strom von Blähungsgasen
zu dem Filterkissen 10 zur Verfügung steht.
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In 11 ist
eine Vorrichtung zum Herstellen einer Filteranordnung gemäß der Erfindung,
wie sie in 2 dargestellt ist, schematisch
dargestellt.
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Eine
Zuführrolle 30 der
Sperrmembran 11 führt
die Membran in einer kontinuierlichen Bahn über eine Laufrolle 31 unter
einer Positioniervorrichtung 32 zum Positionieren von Filterkissen 10 auf
der Membranbahn mit einem vorgegebenen Abstand zu. Eine zweite Zuführrolle 33 der
Trägerfolie 12 führt die Trägerfolie
in einer kontinuierlichen Bahn über
eine Laufrolle 34 unter einer Stanzvorrichtung 32, 36 zum Stanzen
von Löchern 12a in
der Trägerfolie
in dem Abstand der Filterkissen 10 entsprechenden Abstand zu.
Die gestanzte Trägerfolie
läuft weiter über eine Laufrolle 37,
so dass die Trägerfolie
auf die Membran 11 und die Filterkissen 10 aufgelegt
wird, wobei die Löcher 12a in
Bezug auf die Kissen 10 mittig angeordnet sind.
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Eine
Heißsiegelvorrichtung 38, 39 führt Heißsiegeln
der Trägerfolie 12 an
der gasundurchlässigen
Folie 17 des Filterkissens 10 durch, und anschließend führt eine
Heißsiegelvorrichtung 40, 41 Heißsiegeln
der Trägerfolie 12 an
der Membran 11 durch, wobei anschließend eine Schneidvorrichtung 42, 43 die
zusammengesetzte Trägerfolie 12 und
die Membran 11 in der Mitte der Heißsiegelung, die von der Vorrichtung 41, 42 ausgeführt wurde,
so schneidet, dass einzelne Filteranordnungseinheiten 44 entstehen,
die an der Wand 2 des Beutels 1 angebracht werden.
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Das
Heißsiegeln
wird sorgfältig
durchgeführt,
um Zusammendrücken
des relativ spröden
Filtergewebes zu vermeiden und zu verhindern, dass dieses zerdrückt wird.
Der durch die Vorrichtung 38, 39 ausgeübte Druck
beträgt
lediglich 4 kg bei 3–4
bar, was einem Gesamt-Filterschweißdruck von lediglich 0,15–0,20 N/mm2 (Filterfläche) entspricht.
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Es
versteht sich, dass, obwohl der dargestellte und beschriebene Beutel 1 um
den gesamten Umfang herum vollständig
von einer kompletten Verschweißung
oder Heißsie gelung
verschlossen ist, der Beutel auch von dem Typ sein kann, der eine
Abschlussöffnung
aufweist, die entsteht, indem die unteren Randbereiche an den zwei
Beutelbahnen nicht miteinander verschweißt werden.