Método para el tratamiento de cuerpos moldeados de celulosa.

Método para el tratamiento de un cuerpo moldeado de celulosa en forma de fibras,

caracterizado en que el cuerpo moldeado se pone en contacto con una dispersión alcalina que contiene partículas de quitosano no disueltas, las fibras son fibras de lyocell, fibras de modal, fibras polinósicas y/o fibras de viscosa y las fibras nunca se han secado.

Método para el tratamiento de cuerpos moldeados de celulosa

La invención se refiere a un método para el tratamiento de un cuerpo moldeado de celulosa.

En particular, la invención se refiere a un método para modificar las propiedades de cuerpos moldeados de celulosa por medio de quitosano.

La quitina y el quitosano son polímeros naturales, biodegradables, no tóxicos, no alergénicos, bioactivos y biocompatibles y de estructura similar a la celulosa. La quitina se obtiene de los caparazones de crustáceos, un producto de desecho de la industria de cangrejos y gambas. El interés mundial relativo a las posibilidades de uso de quitina ha aumentado mucho en los últimos años, ya que se ve como la segunda mayor fuente de recursos para polisacáridos naturales junto a la celulosa.

El quitosano está compuesto de poli- (1, 4) -2-amino-2-desoxi-beta-D-glucosa y se produce mediante la desacetilación de quitina (poli- (1, 4) -2-acetamida-2-desoxi-beta-D-glucosa) . Por motivos de solubilidad –la quitina es insoluble en agua, disolventes orgánicos, ácidos y bases diluidos-el quitosano, que es soluble en ácidos diluidos, metanol acuoso y glicerol, tiene un significado mucho mayor.

Las áreas de uso para la quitina y el quitosano son en biotecnología para la inmovilización de células y enzimas, en medicina para el tratamiento de heridas, en el campo de los alimentos como aditivo de productos alimenticios y conservante, en la agricultura para la conservación de semillas, en sistemas de alcantarillado como floculantes y agentes quelantes con metales pesados.

No obstante, para la mayoría de las áreas de uso se debe llevar a cabo una modificación de la quitina/quitosano, para mejorar la solubilidad en sistemas acuosos.

El uso de quitosano en la industria textil se divide en tres en áreas de uso: 30 -la producción de fibras de quitosano al 100% y producción de “fibras artificiales” con incorporación de

quitosano, respectivamente -el terminado y recubrimiento de fibras textiles, -materiales auxiliares de proceso para la industria textil.

Las fibras de quitosano encuentran su uso en el campo médico, por ejemplo como revestimiento de heridas e hilo de suturas quirúrgicas debido a las propiedades antibacterianas y la inhibición del crecimiento de gérmenes patógenos. La quitina y el quitosano, respectivamente, se pueden degradar mediante fermentos endógenos de forma enzimática

o hidrolítica y por tanto, son fibras resorbibles. El efecto de estos polímeros naturales en la cicatrización consiste en

la liberación gradual de N-actilglucosamina, la organización de mucopolisacáridos del colágeno así como la influencia positiva en el crecimiento de tejido en el curso de la cicatrización (documentos EP 0 077 098, US 4309534, JP81/112937, JP84/116418 y muchos más) .

No obstante, la desventaja de fibras de quitosano al 100% es que poseen baja resistencia en seco (fibras de

45 quitosano de Innovative Tecnology Ltd., Winsford, Inglaterra: título 0, 25 tex; resistencia de las fibras condicionada 9 cN/tex, alargamiento de las fibras condicionado 12, 4%; fibras de quitosano de Korea Chitosan Co LTD: resistencia de las fibras condicionada 15 cN/tex, alargamiento de las fibras condicionado 26%) , son extremadamente frágiles y la resistencia en húmedo asciende solo al 30% de la resistencia en seco. Por tanto, las fibras de quitosano o se mezclan con otras fibras artificiales o se añade quitosano a la masa de hilado ya en el proceso de producción de, por

50 ejemplo, fibras de viscosa.

Las fibras de viscosa con quitina/quitosano incorporado (en adelante: “fibras de viscosa con quitosano incorporado”) están comercialmente disponibles, por ejemplo, bajo los nombres comerciales de Crabyon (Omikenshi Co) y Chitopoly (Fuji Spinning Co) . Estas fibras se fabrican, por ejemplo, dispersando quitosano o quitosano acetilado en

55 forma de polvo con un tamaño de grano menor de 10 μm en una cantidad del 0, 5 al 2% en peso en agua y añadiéndolo a la solución de hilado de viscosa (documento US 5.320.903) . Posteriormente, se producen las fibras según el proceso convencional de viscosa o el proceso polinósico.

Se describen procedimientos de fabricación adicionales para fibras de viscosa con quitosano incorporado en los

60 documentos US-A 5.756.111 (procesos complejos antes y después de la disolución a baja temperatura, para obtener soluciones alcalinas de quitina-quitosano que se van a añadir a la solución de viscosa) , US-A 5.622.66 (adición de quitosano microcristalino y un polímero natural soluble en agua y/o álcali, por ejemplo, alginato de sodio, que puede formar enlaces iónicos con el quitosano, como dispersión a la solución de hilado de viscosa) y PCT/FI90/00292 y FI 78127, respectivamente (adición de quitosano microcristalino a la masa de hilado) .

Las fibras de viscosa con quitosano incorporado tienen una afinidad por colorantes aumentada, un valor de retención de agua aumentado, propiedades antifungicidas y de reducción de olor, pero también la conocida baja resistencia en húmedo de las fibras de viscosa. Puesto que el quitosano previene el crecimiento de las bacterias nocivas para la piel y elimina los efectos alérgicos, por ejemplo, los tejidos de Chitopoly son especialmente adecuados para los pacientes de dermatitis.

La desventaja de todos los métodos descritos consiste en que las fibras obtenidas de esta manera contienen partículas de quitosano muy finas, ya que el quitosano no es soluble en la masa de hilado.

La aglomeración secundaria del quitosano en la masa de hilado o la distribución no homogénea, respectivamente produce un deterioro de las propiedades de hilado, el hilado de fibras con título bajo es extremadamente difícil. Por este motivo tampoco se puede aumentar la cantidad de quitosano incorporado, ya que con ello se produciría inmediatamente una pérdida en los datos textiles o durante el hilado se producirían numerosas roturas de fibras, respectivamente. Además, puesto que el quitosano es soluble en ácidos, en el baño de hilado se producen pérdidas de quitosano. Para la incorporación de quitosano se necesitan complejos pasos adicionales.

Además, para garantizar el efecto del quitosano en el producto final, se debe incorporar una cantidad de al menos aproximadamente el 10% en peso de quitosano en las fibras, ya que solo entonces habrá suficiente quitosano en la superficie de las fibras. Es decir, el quitosano incorporado en el interior de las fibras es inaccesible y por tanto no eficaz.

A continuación también se intentó incorporar quitosano en fibras de celulosa hiladas en disolvente, que se habían producido según el método del óxido de amina (denominadas “fibras de lyocell”) , especialmente debido a la alta resistencia en húmedo y seco de las fibras de lyocell.

En el documento DE 195 44 097 se describe un método para la fabricación de cuerpos moldeados de mezclas de polisacáridos, en donde se disuelven celulosa y un segundo polisacárido en un disolvente polisacarídico orgánico miscible con agua (preferiblemente NMMO) , que también puede contener un segundo disolvente.

Además, en el documento KR-A 9614022 se describe la producción de fibras de quitina-celulosa, llamadas “quitulosa”, en donde quitina y celulosa se disuelven en un disolvente del grupo dimetilimidazolina/LiCl, dicloroacetato/compuesto organoclorado, dimetilacetamida/LiCl, N-metilpirrolidona/LiCl y después del proceso de hilado en húmedo se producen hilos. En las reivindicaciones no se menciona NMMO.

En el documento EP-A-0 883 645 se reivindica, entre otros, la adición de quitosano a la solución como compuesto modificado para aumentar la elasticidad de envoltorios para productos alimenticios. Los compuestos modificadores deben ser miscibles con la solución celulosa/NMMO/agua.

El documento KR-A-2002036398 describe la incorporación de derivados de quitosano con grupos de amonio cuaternarios en fibras, que se producen de forma compleja.

En el documento DE-A 100 07 794 se describe la producción de composiciones de polímeros, que comprenden un polímero biodegradable y un material de plantas marinas y/o caparazones de animales marinos, así como la producción de cuerpos moldeados a partir de... [Seguir leyendo]

1. Método para el tratamiento de un cuerpo moldeado de celulosa en forma de fibras, caracterizado en que el cuerpo moldeado se pone en contacto con una dispersión alcalina que contiene partículas de quitosano no

disueltas, las fibras son fibras de lyocell, fibras de modal, fibras polinósicas y/o fibras de viscosa y las fibras nunca se han secado.

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado en que las partículas de quitosano en la dispersión están

presentes en un tamaño de partícula desde 0, 1 hasta 1500 μm, preferiblemente de 1 a 800 μm. 10

3. Método según la reivindicación 1 o 2, caracterizado en que el valor de pH de la dispersión asciende a más de 7, preferiblemente de 9 a 11.

4. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado en que el contenido de las

partículas de quitosano en la dispersión asciende del 0, 001 al 10% en peso, preferiblemente del 0, 1 al 2% en peso.

5. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado en que el quitosano usado para

la producción de la dispersión muestra una viscosidad de 200 mPa·s o más en una solución al 1% en ácido 20 acético al 1% .

2. 25ºC.

6. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado en que las fibras están en forma de textil no tejido.

7. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado en que las fibras antes del tratamiento muestran una humedad residual desde el 50% hasta el 500%.

8. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado en que el cuerpo moldeado

después del tratamiento con la dispersión se somete a un tratamiento con vapor sobrecalentado. 30

9. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado en que para la producción de la dispersión el quitosano se disuelve en un ácido inorgánico u orgánico y después se añade álcali para precipitar el quitosano.

10. Método según la reivindicación 9, caracterizado en que la dispersión se produce in situ mediante la adición de una solución de quitosano ácida en un líquido de tratamiento alcalino, preferiblemente un baño de avivaje y que el cuerpo moldeado se trata al mismo tiempo con el líquido de tratamiento y la dispersión producida in situ.

11. Método según la reivindicación 9, caracterizado en que la dispersión se produce in situ mediante la aplicación de una solución de quitosano ácida sobre una superficie de fibra alcalina debido a un pretratamiento alcalino.

12. Cuerpo moldeado, que se puede obtener mediante un método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 45 11.

13. Cuerpo moldeado según la reivindicación 12, caracterizado en que la superficie del cuerpo moldeado muestra partículas de quitosano distribuidas en forma de puntos.

50 14. Uso de un cuerpo moldeado según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 13 como producto antibacteriano, como producto reductor del olor, en productos no tejidos y/o como fibra de relleno.