SOPORTE NO TEJIDO BASADO EN FIBRAS DE CARBONO ACTIVADO Y SU USO.

Soporte basado en carbón activado y quitosano, caracterizado porque la totalidad o parte del carbón activado y el quitosano está presente en la forma de fibras

Soporte no tejido basado en fibras de carbono activado y su uso.

La invención se refiere a un soporte no tejido que asocia fibras de carbón activado y fibras de quitosano. También se refiere al uso de este soporte como gasa o como medio de filtración, especialmente para la filtración de efluentes líquidos, sólidos o gaseosos. En una realización ventajosa, el soporte de la invención se utiliza debido a sus propiedades antimicrobiales, especialmente en el campo de los envases para alimentos. Otra aplicación puede ser para suela de zapatos.

El quitosano es un producto desacetilado de la quitina. Igual que con la quitina, es un polisacárido que puede encontrarse en estado natural en las paredes celulares de hongos o en los caparazones de cangrejos, langostas, gambas u otros crustáceos.

La quitina y el quitosano se han conocido durante mucho tiempo en el campo médico, especialmente por su capacidad de curación, pero también en el campo de la filtración, y especialmente para la fijación de metales iónicos contenidos en los efluentes líquidos.

Así, el documento US-A-3 903 268 describe un soporte tejido o no tejido que incluye quitina obtenida de paredes celulares de hongos o mariscos, o de derivados de la quitina.

El documento GB-A-2 165 865 describe gasas no tejidas que asocian quitina y quitosano. En la práctica, el cultivo de un hongo llamado "hyphae" se somete a un tratamiento en una solución alcalina que permite la disolución de las proteínas contenidas en las paredes celulares. Considerando el bajo nivel del tratamiento alcalino, el producto obtenido contiene una mezcla de quitina y quitosano. En la práctica, el material obtenido está presente en la forma de una malla de fibra para integrar fibras de carbono, utilizada para reforzar las propiedades mecánicas del soporte. No se hace ninguna referencia al posible uso de las fibras de carbono activado y en lugar de las fibras de carbono.

El documento EP-A-291587 también describe una gasa realizada de fibras compuestas de una mezcla de quitina y quitosano. Como anteriormente, las fibras se obtienen de un hongo natural (mucore mucebo) tratado con una solución de hidróxido de sodio que permite la disolución de las proteínas contenidas en la capa exterior de las paredes celulares y la exposición de la quitina y el quitosano. En consecuencia, el producto que se obtiene corresponde a una mezcla incierta de quitina, quitosano y paredes celulares residuales.

El documento JP-02-127596 describe un soporte de papel impregnado con una solución de quitina y quitosano. En la práctica, la solución se coloca en la superficie del soporte, y después la mezcla de quitina y quitosano se precipita mediante el secado o el tratamiento alcalino.

El documento EP-A-311 364 describe el uso de fibras de carbón activado en gasas, permitiendo así la absorción de los olores de los exudados de las heridas. En la práctica, la capa basada en fibras de carbón activado está presente en la forma de un material tejido o no tejido y se incorpora en un sobre protector también en la forma de un material tejido o no tejido. Nada en este documento muestra la presencia, en la capa, de un agente que permite unir las fibras de carbón entre sí. En consecuencia, puede esperarse que la capa basada en carbón activo, cuando está presente en la forma de un material no tejido, se desintegre en el sobre debido a la ausencia de cohesión entre las fibras, cuyo tamaño es muy pequeño, es decir, entre 2 y 5 micrómetros.

El documento WP 02/066085 describe una gasa que asocia al menos dos capas separadas, una primera capa basada en carbón de madera activo (carbón vegetal) y una segunda capa que tiene un efecto antimicrobiano, respectivamente. En la práctica, la primera capa está presente en la forma de una tela que tiene carbón de madera, en forma de polvo. La segunda capa puede ser una tela tejida, no tejida o de punto, pudiéndose obtener el efecto antimicrobiano según tres procedimientos distintos. Según un primer procedimiento, el material textil se impregna con un agente antimicrobiano. Según un segundo procedimiento, las fibras de textil ya contienen el agente antimicrobiano antes de la fabricación del textil. En este caso, si los hilos o filamentos textiles existen en la forma de polímeros, el agente antimicrobiano se introduce cuando tiene lugar la polimerización. Según un tercer procedimiento, el textil se reviste con una película que contiene un agente antimicrobiano. En una realización particular, el agente antimicrobiano está compuesto, además de iones metálicos, de quitina o quitosano. No se da ninguna información en relación con las proporciones y las características físicas o químicas del quitosano utilizado. Uno de los inconvenientes de una gasa de este tipo es que, en suma, tiene una actividad muy baja en tanto en cuanto contiene una proporción considerable de fibras inertes que componen la primera y segunda capa.

Dicho de otro modo, el problema que la invención propone resolver es cómo proporcionar un soporte integrado, cuya actividad sea óptima. En consecuencia, la invención propone un soporte, por ejemplo, un soporte no tejido basado en carbón activado y quitosano, caracterizado porque la totalidad o parte del carbón activado y el quitosano están presentes en la forma de fibras.

El Solicitante ha observado que, de modo muy sorprendente, la presencia de fibras de quitosano permitió asegurar la cohesión de las fibras de carbón activado entre sí, especialmente mediante la fijación. En la técnica anterior no se indica nunca que las fibras de quitosano pudieran fijar las fibras de carbón activado. Según el Solicitante, esta propiedad podría ser el resultado de la técnica de fabricación del soporte mediante el procedimiento en húmedo, por ejemplo en una máquina de fabricación de papel. En efecto, la hidratación de las fibras de quitosano provocaría la formación de enlaces intermoleculares de hidrógeno, permitiendo atrapar las fibras de carbón activo en una malla de fibras de quitosano. Además, otra ventaja de las fibras de quitosano es que tienen esta capacidad para fijar las fibras de carbón activado sin tapar los poros del citado carbono activado, de modo que conserve toda su actividad. Cuando el soporte de la invención se utiliza como gasa, la función de las fibras de carbón activado es atrapar físicamente los exudados, mientras que las fibras de quitosano actúan biológicamente en la curación, permitiendo la formación de un nuevo tejido cerca de la piel sana, y del mismo modo efectuar la desinfección debido a su carácter bacteriostático y fungistático. Cuando el soporte de la invención se utiliza para la filtración de por ejemplo efluentes líquidos, la función de las fibras de carbón activado es atrapar las moléculas, especialmente los compuestos orgánicos o sales minerales, debido a su porosidad, mientras que la función de las fibras de quitosano es atrapar los metales disueltos mediante la complejación química de iones metálicos con la función de amina libre del quitosano. Dicho de otro modo, y en todos los casos, las fibras de quitosano no solo efectúan la función de fijación que podría ser efectuada por una agente de fijación convencional (sin embargo, en un nivel menor dado que dicho agente tendría como resultado que se taparan los poros del carbón activado) sino también una función biológica o química dependiendo de la aplicación final.

Según una característica esencial de la invención, el soporte no contiene quitina como en el caso de los documentos conocidos de la técnica anterior del Solicitante, sino que en lugar de la quitina existe exclusivamente quitosano en la forma de fibras.

Esta característica específica permite obtener un producto puro, caracterizado perfectamente, y que tiene un elevado nivel de desacetilado que permite la "optimización de las propiedades deseadas".

En la práctica, el peso molecular del quitosano que compone las fibras está entre 10⁴ y 10⁶ g.mol.l^-1, preferentemente entre 10⁵ y 5 10⁵ g.mol, y el nivel de desacetilado por encima del 80%, ventajosamente por encima del 95%.

Además, y según otra característica, las fibras de quitosano tienen una longitud de entre 2 y 50 mm., ventajosamente entre 5 y 15 mm., y un diámetro entre 0,1 y 50 micrómetros, ventajosamente entre 5 o 20 micrómetros. En una realización particular, las fibras de quitosano son nanofibras, es decir, fibras de quitosano cuyo diámetro está entre 0,1 y 1 micrómetro, ventajosamente cerca de 0,5 micrómetros.... [Seguir leyendo]

1. Soporte basado en carbón activado y quitosano, caracterizado porque la totalidad o parte del carbón activado y el quitosano está presente en la forma de fibras.

2. Soporte según la reivindicación 1, caracterizado porque al menos el 50%, preferentemente al menos el 70% en peso del carbón activado, está presente en la forma de fibras, consistiendo el resto hasta el 100% de polvo y/o granos.

3. Soporte según la reivindicación 1, caracterizado porque al menos el 50%, ventajosamente al menos el 70% en peso del quitosano está presente en la forma de fibras, consistiendo el resto hasta el 100% de una solución de quitosano y/o dispersión y/o impregnación de polvo de quitosano.

4. Soporte según la reivindicación 1, caracterizado porque al menos el 50%, preferentemente al menos el 70% en peso del carbón activado, está presente en la forma de fibras, consistiendo el resto hasta el 100% de polvo y/o granos, y al menos el 50%, ventajosamente al menos el 70% en peso del quitosano, está presente en la forma de fibras, consistiendo el resto hasta el 100% de una solución de quitosano y/o dispersión y/o impregnación de polvo de quitosano.

5. Soporte según la reivindicación 1, caracterizado porque la totalidad del carbón activado y el quitosano está presente en la forma de fibras.

6. Soporte según la reivindicación 1, caracterizado porque el peso molecular del quitosano que compone las fibras está entre 10⁴ y 10⁶ g.mol.l^-1, preferentemente entre 105 y 5 105 g.mol./l, y el nivel de desacetilado por encima del 80%, ventajosamente por encima del 95%.

7. Soporte según la reivindicación 1, caracterizado porque las fibras de quitosano tienen una longitud de entre 2 y 50 mm., ventajosamente entre 5 y 15 mm., y un diámetro entre 0,1 y 50 micrómetros.

8. Soporte según la reivindicación 1, caracterizado porque las fibras de carbón activado tienen una longitud de entre 3 y 50 mm., ventajosamente entre 5 y 15 mm., y un diámetro de entre 1 y 25 micras, ventajosamente entre 7 y 18 micras.

9. Soporte según la reivindicación 1, caracterizado porque el germicida se absorbe en las fibras de carbón activado y/o las fibras de quitosano.

10. Soporte según la reivindicación 1, caracterizado porque el germicida es una sal metálica elegida entre el grupo que comprende la sal de plata, la sal de cobre, la sal de zinc y la sal de platino.

11. Soporte según la reivindicación 1, caracterizado porque está presente en la forma de una estructura monocapa que comprende del 10 al 90% en peso de fibras de quitosano y del 10 al 90% en peso de las fibras de carbón activado.

12. Soporte según la reivindicación 11, caracterizado porque la estructura monocapa está compuesta únicamente de las fibras de carbono activado y las fibras de quitosano.

13. Soporte según la reivindicación 11, caracterizado porque el soporte contiene al menos el 20% en peso, ventajosamente al menos el 50% de fibras de quitosano, ventajosamente al menos el 50% en peso de fibras de quitosano, consistiendo el resto hasta el 100% de fibras de carbón activado.

14. Soporte según la reivindicación 1, caracterizado porque está presente en la forma de una estructura bicapa que asocia una primera capa que comprende fibras de quitosano, y una segunda capa que comprende fibras de carbón activado, respectivamente.

15. Soporte según la reivindicación 14, caracterizado porque la primera capa contiene exclusivamente fibras de quitosano.

16. Soporte según la reivindicación 14, caracterizado porque la primera capa consiste en al menos en un 20%, ventajosamente al menos el 50% en peso de la capa, de fibras de quitosano, consistiendo el resto hasta el 100% de fibras elegidas del grupo que comprende las fibras de unión térmica, las fibras orgánicas y/o inorgánicas, y las fibras de carbono activado, solas o como mezcla.

17. Soporte según la reivindicación 14, caracterizado porque la segunda capa consiste en al menos un 20%, ventajosamente al menos el 50% en peso de la capa, de fibras de carbono activado, consistiendo el resto hasta el 100% de fibras elegidas del grupo que comprende las fibras de quitosano, las fibras de unión térmica, las fibras orgánicas y/o inorgánicas, solas o como mezcla.

18. Soporte según la reivindicación 17, caracterizado porque el resto hasta el 100% consiste exclusivamente de fibras de quitosano.

19. Soporte según la reivindicación 1, caracterizado porque está presente en la forma de una estructura tricapa compuesta de tres capas sucesivas, de dos capas externas que comprenden fibras de quitosano, y una capa medida que comprende fibras de carbono activado, respectivamente.

20. Soporte según la reivindicación 19, caracterizado porque las capas externas contienen exclusivamente fibras de quitosano.

21. Soporte según la reivindicación 19, caracterizado porque las capas externas consisten en al menos un 20%, ventajosamente al menos el 50% en peso de la capa, de fibras de quitosano, consistiendo el resto hasta el 100% de fibras elegidas del grupo que comprende las fibras de unión térmica, las fibras orgánicas y/o inorgánicas, y las fibras de carbono activado, solas o como mezcla.

22. Soporte según la reivindicación 19, caracterizado porque la capa intermedia consiste en al menos un 20%, ventajosamente al menos el 50% en peso, de fibras de carbón activado, consistiendo el resto hasta el 100% de fibras orgánicas y/o inorgánicas las fibras de unión térmica o las fibras de quitosano, solas o como mezcla.

23. Soporte según la reivindicación 1, caracterizado porque se incorpora en un sobre no tejido que contiene fibras de quitosano.

24. Soporte según la reivindicación 23, caracterizado porque las fibras de quitosano representan al menos un 20%, ventajosamente un 100% en peso del sobre.

25. Soporte según la reivindicación 1, caracterizado porque está cubierto en ambos lados con nanofibras de quitosano.

26. Soporte según la reivindicación 1, caracterizado porque está fabricado mediante el procedimiento continuo en húmedo en una máquina de tipo de procedimiento en húmedo.

27. Uso del soporte objeto de la reivindicación 1, como gasa.