ES2231703T5

ES2231703T5 - Productos de fibras bioactivos.

Info

Publication number: ES2231703T5
Application number: ES02735117T
Authority: ES
Inventors: Hartmut Last; Bernd A. Blech; Jorg Dahringer; Stefan Seibel
Original assignee: Trevira GmbH
Current assignee: Trevira GmbH
Priority date: 2001-04-04
Filing date: 2002-03-06
Publication date: 2008-03-16
Anticipated expiration: 2022-03-06
Also published as: CA2443238A1; MXPA03009085A; EP1383947B1; DE10116751C2; NO331085B1; WO2002081791A3; WO2002081791A8; WO2002081791A2; BR0208576A; DE10116751A1; JP4008822B2; EP1383947A2; EP1383947B2; AU2002311032B2; NO20034454D0; KR20030090702A; DE50201840D1; NO20034454L; DK1383947T4; ES2231703T3

Abstract

Productos de fibras bioactivos que contienen como componentes activos de forma bioactiva fibras de poliéster, compuestas exclusivamente, en gran parte o en parte por poliéster, que presentan elementos de cadena que contienen fósforo condensados a la vez y derivándose los elementos de cadena que contienen fósforo y que condensan a la vez de los compuestos según la fórmula I y/o la fórmula II, siendo preferentemente R1 = CH3. Fórmula 1 (Ver fórmula)

Description

Productos de fibras bioactivos.

La invención se refiere al empleo de fibras de poliéster para la elaboración de productos de fibras bioactivos, como hilos bioactivos y estructuras planas textiles, como velos, tejidos, tejidos de mallas y similares, así como los artículos correspondientemente confeccionados, como unidades textiles de ropa y para vestir, unidades textiles deportivas, unidades textiles para el hogar y unidades para cama, unidades textiles para higiene y medicina, unidades textiles para automóviles, embalajes para alimentos, unidades textiles técnicas para construcción y filtración, pañales, compresas, toallas y similares, así como hilos o fibras bioactivos especiales como por ejemplo hilos de costura quirúrgicos o bien hilos de recuperación de tampones.

Bioactivo en el marco de la invención significa que los artículos desarrollan una función biológicamente activa, es decir, que funcionan por ejemplo de forma bactericida, fungicida o acaricida, dicho brevemente que son activos frente a bacterias, ácaros, hongos, virus y microorganismos similares.

Es conocida desde hace mucho tiempo la práctica de fabricar productos de fibra bioactivos. Así se describen por ejemplo en Textiles Internacionales de América, vol. 25 (1996), Cuaderno 12, pág. 118, cortinas para camas de hospitales que son bioactivas, es decir, que desarrollan un efecto antimicrobiano. Las cortinas son fabricadas por hilos, que están constituidos sobre la base de una mezcla de fibras; al respecto se utiliza por un lado una fibra de poliéster ignífuga y por el otro una fibra de acetato de celulosa que está equipada de forma antimicrobiana mediante un aditivo antimicrobiano, el llamado Microban B.

Es un inconveniente en estas cortinas bioactivas que las mismas por un lado hayan de ser fabricadas a partir de una mezcla de fibras y por otro, que las fibras de acetato de celulosa hayan de ser equipadas de forma antimicrobiana separadamente mediante la adición de un aditivo antimicrobiano.

Además, no puede evitarse por completo que el elemento antimicrobiano se suelte al lavar con mayor o menor rapidez, que el elemento también pueda emigrar desde la unidad textil y pueda provocar alergias en personas sensibles.

Por lo demás, el efecto antibacteriano desciende con el uso.

En la solicitud japonesa JP07305279a con la fecha de publicación 21 de noviembre de 1995, se describe una fibra de poliéster que dispone de propiedades antibacterianas y que puede utilizarse correspondientemente. Para provocar el efecto antibacteriano, según las enseñanzas de esta solicitud de patente japonesa, se le añade al poliéster una sal amónica cuaternaria de un éster de alquilfosfato.

El poliéster que contiene el aditivo contiene compuestos de fósforo polimerizados para conferir propiedades ignífugas.

Incluso con productos que contienen las fibras allí descritas pueden producirse alergias, cuando el aditivo migra desde las fibras, por ejemplo al llevar el producto textil puesto o incluso en el lavado.

Aún cuando ya hay toda una serie de productos de fibras textiles bioactivos, existe aún una necesidad de productos de fibras bioactivos mejorados.

La tarea de la invención es poner a disposición productos de fibras bioactivos que son permanentemente bioactivos, cuya bioactividad no se reduzca o se reduzca sólo en pequeña medida al lavarlos y al llevarlos puestos, que no provoquen alergia alguna o considerablemente menos, que sean sencillos de fabricar y que dispongan de un amplio espectro de bioactividad.

Esta tarea se resuelve mediante el empleo según las características de la reivindicación 1. La forma constructiva preferida se describe en las reivindicaciones 2 a 15. Es asimismo objeto de la invención el producto de fibra según la reivindicación 16. Preferentemente, los productos de fibras bioactivos no contienen componentes bioactivos o aditivos adicionales. Bajo elemento de la cadena en el sentido de la invención se entienden elementos de la cadena que están dispuestos en la cadena lineal de la molécula de polímero (la cadena más larga), pero también que pueden estar dispuestos dado el caso en cadenas laterales o bien ramales existentes.

Los productos de fibras bioactivos son preferentemente estructuras planas como tejidos, tejidos de mallas y velos, así como unidades textiles de ropa y para vestir, unidades textiles deportivas, unidades textiles para el hogar y camas, unidades textiles para higiene y medicina, unidades textiles para automóviles, embalajes para alimentos, unidades textiles técnicas para construcción y filtración, pañales, compresas, toallas y similares, así como hilos o fibras especiales bioactivos, como por ejemplo hilos de costura quirúrgicos o bien hilos de recuperación de tampones.

En una forma constructiva especialmente ventajosa los productos de fibras bioactivos son productos terminados confeccionados para el servicio de hospitales (cortinas en camas y habitaciones para enfermos, ropa para médicos y personal cuidador, ropa para salas de operaciones, toallas, chaquetas para sanitarios de salvamento, material de apósito y paños protectores, revestimientos para ascensores para enfermos, hilos de costura quirúrgica, filtros para instalaciones de climatización, etc.), para la higiene veterinaria (aquí también protección frente a epidemias), para ropa de trabajo en la industria farmacéutica y de los alimentos (batas, ropa interior, etc), para artículos domésticos para la cocina y baño (cortinas de duchas, esteras de baño), para artículos de higiene como pañales, compresas femeninas, pañales para adultos, ropa interior para parturientas, así como para artículos deportivos (medias, ropa interior) y para numerosos campos técnicos de aplicación, como por ejemplo filtros para instalaciones de climatización y automóviles. Además de producción en masa, como enguatados, rellenos para camas y revestimiento interior para zapatos, los productos terminados a partir de fibras bioactivas son adecuados también para campos de aplicación muy exigentes, como la técnica espacial.

Las fibras bioactivas a partir de las cuales están constituidos los productos de fibras bioactivos, pueden servir como fibras cortas, filamentos y como monófilos para constituir el producto de fibras bioactivo. Al respecto, es posible constituir la fibra por completo a partir del polímero con los elementos de la cadena condensados que contienen fósforo. Pero también es posible emplear las llamadas fibras multicomponente. Las fibras multicomponente reúnen en una fibra varias materias primas diferentes. Éstas son por ejemplo fibras bicomponente, constituidas como fibras núcleo/envoltura o fibras lado-con-lado. Al respecto, en hilos lado-con-lado, una parte puede estar compuesta por componentes bioactivos de poliéster, y la otra por un material no bioactivo como por ejemplo un poliéster no bioactivo.

En hilos núcleo/envoltura hay que prever los componentes bioactivos en la envoltura.

Fibras en el sentido de la invención pueden ser fibras cortas, filamentos y monófilos.

En otra forma constructiva de la invención, se utilizan las fibras de poliéster bioactivas como las llamadas fibras híbridas o bien hilos híbridos.

Estas fibras híbridas o bien hilos híbridos están compuestos por varios, preferentemente dos componentes polímeros, de los cuales uno presenta un punto de fusión al menos 10ºC inferior al del otro. Es posible utilizar los componentes de poliéster bioactivos como componentes de bajo punto de fusión o también como componentes de punto de fusión más elevado.

En estos hilos híbridos es posible, mediante la acción de temperaturas más elevadas, lograr la fusión de los componentes de más bajo punto de fusión, los cuales sirven entonces como matriz para los componentes de fibra de más elevado poder de fusión o bien que entonces se ocupan, mediante la fusión o la unión por fusión, de una mejor consistencia en el tejido de estructura plana; por ejemplo mejora la resistencia de los tejidos al efecto cizalla o bien en velos mejora la consistencia de las fibras.

Tanto para multicomponentes como también para hilos híbridos, sucede que cuando se utilizan los componentes de poliéster bioactivos como componentes de bajo punto de fusión, por lo general la superficie aumenta mediante la fusión o la unión por fusión, con lo que puede mejorar el efecto bioactivo.

Se utilizan poliésteres en los que el elemento de la cadena condensado a la vez, que contiene fósforo, resulta de los siguientes compuestos:

Fórmula 1

1

En el poliéster pueden utilizarse también ésteres internos de la fórmula 2.

Fórmula 2

2

Donde R_{1} y R_{2} tienen los significados indicados en la fórmula 1.

Al realizarse la condensación, evidentemente se escinde el anillo. Es preferido R_{1} = CH_{3}.

Ya se conoce la fabricación de las correspondientes fibras de poliéster en la que el poliéster presenta elementos de cadena que contienen fósforo que se condensan a la vez. Se remite a este respecto a las siguientes solicitudes de patente o bien documentos de patente alemanes:

DE-OS 2 236 037; DE-OS 2 242 002, DE-OS 2 328 00 343, DE-PS 2 346 787, DE-PS 2 454 189.

Las fibras allí descritas se utilizaron hasta ahora como tales solamente allí donde se trata de una protección ignífuga. Cuando tenían que fabricarse productos de fibras bioactivos, entonces se utilizó siempre, como por ejemplo se indicó al principio, un aditivo, responsable de la acción bioactiva.

Sorprendentemente se encontró que es posible fabricar productos de fibras con acción bioactiva cuando solamente se emplean como componentes activos bioactivamente fibras de un poliéster que presentan elementos de cadena con contenido en fósforo que se condensan a la vez.

En otra forma constructiva de la invención, los poliésteres que presentan elementos de cadena con contenido en fósforo que se condensan a la vez, contienen adicionalmente un aditivo bioactivo para ampliar el espectro bioactivo, en particular compuestos de plata, plata metálica finamente distribuida o aditivos como por ejemplo se describe en la EP 116 865, WO 94/154 62 y DE 4 10 6 165, o bien un vidrio fosfatado con iones de plata. Tales aditivos se adicionan durante la fabricación del polímero o bien al polímero fundido.

En una forma constructiva ventajosa, contiene el poliéster metal de plata como aditivo adicional. En otra forma constructiva especialmente preferente, la plata elemental se encuentra en forma de nanopartículas con un diámetro de 1 a 500 nanómetros. Las nanopartículas con un diámetro de 1 a 100, en particular 1 a 10 nanómetros, son especialmente ventajosas. Las nanopartículas pueden obtenerse en el mercado.

Son asimismo objeto de la invención los productos de fibra según la reivindicación 16.

Los productos de fibras multicomponente con envolturas delgadas son muy ventajosos. Por un lado, pueden fabricarse estas fibras de manera sencilla mediante hilado de fusión, con una buena calidad. Las fibras de poliéster, en particular las fibras núcleo/envoltura, en las que exclusivamente se alojan partículas bioactivas y en las que el poliéster no presenta elementos de cadena que se condensan a la vez, se dejan elaborar mal en el hilado en fusión. También pueden lograrse los efectos adicionales que han de conseguirse mediante la adición de aditivos bioactivos, con un aditivo bastante menor. Así, por ejemplo, en un producto correspondiente a la invención en el que el poliéster como aditivo contiene solamente un 0,5% de fosfato cincónico de plata, puede lograrse la misma efectividad bioactiva que en un producto que contiene un 1% de fosfato cincónico de plata y que no tiene ningún elemento de cadena que contiene fosfato y que condensa a la vez.

La fabricación de los productos de fibras tiene lugar de por sí según métodos que son familiares al especialista promedio, es decir, los tejidos y géneros de punto se fabrican utilizando máquinas usuales, pudiendo fabricarse por ejemplo los velos a partir de fibras cortas o de fibras sinfín, aquí por ejemplo según el llamado procedimiento
"spunbond" (de hilada y lazo). Los velos, tejidos y tejidos de malla según la invención, pueden también elaborarse para constituir materias en capas o las llamadas materias compuestas, así como piezas moldeadas.

Resultó especialmente sorprendente que según la invención es posible, simplemente utilizando las fibras de poliéster que están compuestas por un poliéster, que presenta elementos de cadena que contienen fosfato y que se condensan a la vez, obtener un producto que desarrolla efectos bioactivos. Hasta ahora se pensaba que para obtener un efecto bioactivo a los poliésteres debían añadírsele otros aditivos o bien incluírseles otras sustancias.

En base a la invención es posible fabricar sencilla y rápidamente los correspondientes productos de fibras bioactivos. La bioactividad de los productos es permanente, y no se reduce por lavado, ya se trate de sistemas acuosos o también mediante limpieza química, donde se utilizan disolventes orgánicos. Los compuestos condensados no pueden migrar hacia el exterior y no producen potencial alérgico alguno, o bien considerablemente menos que cuando se trataba de los productos de fibras conocidos hasta ahora.

La invención se describirá más en detalle en base al siguiente ejemplo:

Fibras PET 1,7 dtex 38 mm se sometieron a hilado anular continuo para obtener hilos Nm 50 y se elaboraron para lograr un género de punto RL. La muestra 1 está formada por un 100% de PET normal. A las fibras de la muestra 2 se les añadió en el baño de polímero 1% de fosfato de zirconio a la plata. La muestra 3 está compuesta en un 100% por fibras del poliéster correspondiente a la invención. Los tres géneros de punto se colorearon bajo las mismas condiciones y se limpiaron a continuación de forma reductiva.

La bioactividad de las muestras se determinó según la norma japonesa JISL 1902:1998 Testing method for antibacterial of textiles (Método de prueba para antibacterianos de las unidades textiles). Como gérmenes de prueba se utilizaron estafilococo aureus ATCC 6538P y klebsiella pneumoniae DSM 789.

Este método determina tras un tiempo de incubación de 18 horas la diferencia S = Mb - Mc con

S: = valor biostático

Mb: = logaritmo de la cantidad de bacterias activas sobre la muestra no modificada tras un tiempo de incubación {}\hskip0,3cmde 18 horas

Mc: = logaritmo de la cantidad de bacterias activas sobre la muestra modificada tras un tiempo de incubación {}\hskip0,3cmde 18 horas

Como muestra no modificada se utilizó la muestra 1 de 100% PET normal.

Respecto a la muestra se midieron las siguientes reducciones logarítmicas S:

100

Es decir, la muestra 3 correspondiente a la invención mostró en un caso el mismo, y en el segundo caso un mejor efecto antimicrobiano (reducción logarítmica) que en una fibra PET normal modificada antibacterianamente.

Claims

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1. Aplicación de fibras de poliéster compuestas exclusivamente, en gran parte o en parte por poliéster y que presentan como componentes activos bioactivos solamente fibras de un poliéster de los elementos de cadena que contienen fósforo y que están condensados simultáneamente y derivándose los elementos de cadena que contienen fósforo y que están condensados simultáneamente de compuestos según la fórmula I y/o la fórmula II,

3
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```
4

teniendo los radicales el siguiente significado

R_{1} es igual = CH_{3}, C_{6}H_{5}, preferentemente CH_{3}

R_{2} es igual CH_{2}-CH_{2}

R_{3}, R_{4} es igual H,(CH_{2})-OH,(CH_{2})_{2}-O-(CH_{2})_{2}OH, CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}OH, CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}OH

para la fabricación de productos de fibras bioactivos.
2. Aplicación según la reivindicación 1,

caracterizado porque las fibras de poliéster no contienen ningún otro componente bioactivo o aditivo.
3. Aplicación según la reivindicación 1 ó 2,

caracterizada porque las fibras de poliéster están configuradas como estructuras textiles planas.
4. Aplicación según la reivindicación 3,

caracterizada porque la estructura textil plana es un tejido, un género de mallas, un velo y similares.
5. Aplicación según la reivindicación 1 ó 2,

caracterizada porque los productos de fibra son hilos o hilados.
6. Aplicación según la reivindicación 5,

caracterizada porque los hilos o hilados son hilos de costura quirúrgicos y similares.
7. Aplicación según una de las reivindicaciones 1 a 3,

caracterizada porque los productos de fibras bioactivos son productos confeccionados, como tejidos de ropa y para vestir, tejidos deportivos, tejidos para el hogar y productos para la cama, tejidos para la higiene y medicina, tejidos para automóviles, embalajes para alimentos, tejidos técnicos para construcción y filtración, pañales, compresas, toallas y similares.
8. Aplicación según al menos una de las reivindicaciones 1 a 7,

caracterizada porque la fibra bioactiva se encuentra como fibra multicomponente.
9. Aplicación según la reivindicación 8,

caracterizada porque la fibra bioactiva se encuentra como fibra bicomponente.
10. Aplicación según una de las reivindicaciones 1 a 7,

caracterizada porque las fibras bioactivas se encuentran como fibras híbridas.
11. Aplicación según la reivindicación 1 y una de las reivindicaciones 3 a 8,

caracterizada porque el poliéster contiene adicionalmente aditivos bioactivos.
12. Aplicación según la reivindicación 11,

caracterizada porque el poliéster contiene adicionalmente aditivos bioactivos que contienen plata.
13. Aplicación según la reivindicación 11,

caracterizada porque el poliéster contiene adicionalmente fosfato de plata y de circonio.
14. Aplicación según la reivindicación 1 a 13,

caracterizada porque las fibras de poliéster son fibras multicomponente núcleo/envoltura con una envoltura de poliéster y la proporción de envoltura es del 15-50%, preferentemente 15-20% referido a la sección superficial de las fibras.
15. Aplicación según la reivindicación 1 y 3 a 14,

caracterizada porque las fibras contienen plata metálica, preferentemente en forma de nanopartículas.
16. Productos de fibras bioactivos, que como componentes bioactivamente activos presentan fibras multicomponente núcleo/envoltura con una envoltura de poliéster, en la que como envoltura están compuestos exclusivamente, en gran parte o en parte por poliéster, que presentan elementos de cadena que contienen fósforo y que están condensados simultáneamente, y derivándose los elementos de cadena que contienen fósforo y que están condensados simultáneamente de compuestos según la fórmula I y/o fórmula II.

5
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6

teniendo los radicales el siguiente significado

R_{1} es igual = CH_{3}, C_{6}H_{5}, preferentemente CH_{3}

R_{2} es igual CH_{2}-CH_{2}

R_{3}, R_{4} es igual H,(CH_{2})_{2}-OH;(CH_{2})_{2}-O-(CH_{2})_{2}OH, CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}OH, CH_{2}-CH_{2}-CH_{2}OH

y la proporción de envoltura es 50% o menos, referida a la sección superficial de las fibras.