WO2002012381A1

WO2002012381A1 - Polymerzusammensetzung und daraus hergestellter formkörper mit einem gehalt an alkaloid

Info

Publication number: WO2002012381A1
Application number: PCT/EP2001/007714
Authority: WO
Inventors: Stefan Zikeli
Original assignee: ZiAG Plant Engineering GmbH
Current assignee: LL Plant Engineering AG
Priority date: 2000-08-03
Filing date: 2001-07-05
Publication date: 2002-02-14
Anticipated expiration: 2003-02-03
Also published as: GB0302452D0; GB2389853B; AT7008U1; DE10037983B4; DE10037983A1; GB2389853A; AU2001281956A1; GB2389853A9

Abstract

Das erfindungsgemässe Verfahren betrifft eine Polymerzusammensetzung, umfassend ein biologisch abbaubares Polymer und mindestens ein Alkaloid oder mindestens ein mindestens ein Alkaloid enthaltendes Material.

Description

Polvmerzusammensetzung und daraus hergestellter Formkörper mit einem Gehalt an Alkaloid

Die Erfindung betrifft eine Polymerzusammensetzung, die ein biologisch abbaubares Polymer umfaßt, sowie deren Verwendung zur Herstellung eines Formkörpers, den aus der Polymerzusammensetzung hergestellten Formkörper, ein Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung sowie ein Kleidungsstück, das den Formkörper in Form von Fasern umfaßt.

Polymerzusammensetzungen mit verschiedenen Additiven zur Herstellung von Formkörpern sind bekannt.

So beschreibt beispielsweise die US-A-5,766,746 ein Vlies aus Cellulosefasem, die eine flammwidrige, phosphorhaltige Komponente beinhalten.

Die US-A-5,565,007 beschreibt modifizierte Rayonfasern mit einem Modifiziermittel zur Verbesserung der Färbeeigenschaften der Fasern.

Weiter beschreibt die US-A-4,055,702 schmelzgesponnene, kaltgezogene Fasern aus einem synthetischen, organischen Polymer mit Additiven. Diese Additive können Rezeptoren, flammwidrigmachende Mittel, Antistatikmittel, Stabilisatoren, Mehltauinhibitoren oder Antioxidationsmittel sein.

Aus „Lenzinger Berichte", 76/97, Seite 126 ist außerdem eine Lyocellfaser bekannt, die aus einer Celluloselösung in N-Methylmorpholin-N-Oxid (im nachstehenden „NMMNO") gesponnen wurde, der 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Cellulose, an Vernetzern zur Verbesserung des Naßscheuerwerts einverleibt werden können. Außerdem ist beschrieben, Lyocellfasem Carboxymethylchitin, Carboxymethylchitosan oder Polyethylenimin zur Verbesserung der fungiziden Eigenschaften, Polyethylenimin zur Metallionenadsorption und Farbstoffaufnahme, Hyaluronsäure zur Verbesserung der Bacterizideneigenschaften, Xanthan, Guaran, Carubin, Bassorin oder Stärke zur Ver- besserung der Hydrophilie, der Wasseraufnahme und der Wasserdampfdurchlässigkeit oder Stärke zur beschleunigten enzymatischen Hydrolyse zuzugeben.

Die WO 98/58015 beschreibt weiter eine Zusammensetzung, welche feine Feststoffteilchen enthält, zurZumischung zu einer formbaren Lösung von Cellulose in einem wäss- rigen tertiären Aminoxid. Die Zusammensetzung besteht aus festen Teilchen, tertiärem Aminoxid, Wasser und mindestens einem weiteren Stoff. Dieser weitere Stoff kann ein Stabilisator oder ein Dispergiermittel sein. Die festen Teilchen können Pigmente sein.

Bekannt ist aber auch, daß hohe Konzentrationen an Eisen und Übergangsmetallen die Stabilität einer Spinnmasse aus Cellulose, NMMNO und Wasser beeinträchtigen. Hohe Konzentrationen an Eisen erniedrigen die Zersetzungstemperatur der Lösung so stark, daß explosionsartig verlaufende Zersetzungsreaktionen der Lösung auftreten können. In „Das Papier", F. A. Buitenhuijs, 40 ahrgang, Heft 12, 1986 ist die Zersetzung und Stabilisierung von Cellulose, gelöst in NMMNO, beschrieben. Dabei wird auch der Einfluß von Eisen(lll) auf diese Celluloselösungen dargelegt. Bei einem Zusatz von 500 ppm Eisen(lll) wurden über 40% des NMMNO in das Zersetzungsprodukt N-Methylmorpholin (im folgenden „NMM") überführt. Weiter wurde berichtet, das auch die Zugabe von Kupfer(ll)-Kationen die Lösungsstabilität vermindert. Die Zersetzungstemperatur (T on- set °C) wurde bei der Zugabe von Kupfer zu einer NMMNO-Celluloselösung ohne Kupfer von 175 °C auf 114 °C bei Anwesenheit von 900 mg Kupfer/kg Masse gesenkt. Weiterhin ist der positive Effekt von Stabilisatoren, wie Propylgallate und Ellagsäure, beschrieben.

Beim Zusatz von Additiven zu Fasern ergeben sich allerdings Schwierigkeiten, die in der Praxis notwendigen Eigenschaften der Fasern, wie mechanische Festigkeiten, Faserdehnungen, Schiingenfestigkeiten, Scheuereigenschaft sowie Anfärbbarkeit zu erhalten.

Allerdings werden gerade durch die starke Entwicklung von sogenannten funktionellen Fasern bzw. Kleidungsstücken gerade Fasern mit spezifischen Additiven stark nachgefragt. Dabei ist es wichtig, dass die oben beschriebenen Schwierigkeiten überwunden werden, so dass nicht nur funktionalisierte Fasern erhalten werden, sondern diese Fasern auch die an sie üblicherweise gestellten Anforderungen, gerade in mechanischer Hinsicht, erfüllen. Die dabei besonders interessierenden Additive sind Additive die eine Wirkung auf den Organismus zeigen können.

Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Polymerzusammensetzung, die ein Additiv enthält, mit einer guten Stabilität und Verarbeitbarkeit sowie einen daraus hergestellten Formkörper und ein Verfahren zu dessen Herstellung zur Verfügung zu stellen.

Die Lösung dieser Aufgabe ist eine Polymerzusammensetzung, die ein biologisch abbaubares Polymer und mindestens ein Alkaloid oder mindestens ein ein Alkaloid enthaltendes Material umfasst, ein daraus hergestellter Formkörper sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich jeweils aus den Unteransprüchen.

Das mindestens eine Alkaloid bzw. das mindestens ein Alkaloid enthaltende Material werden im folgenden auch als „erfindungsgemäßes Additiv" bezeichnet.

Das biologisch abbaubare Polymer wird vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Cellulose, modifizierte Cellulose, Latex, Eiweiß pflanzlicher sowie tierischer Herkunft, insbesondere Cellulose, sowie Gemischen davon. Polykondensations- und Polymerisationspolymere, Polyurethane, Polyester und Gemische dieser Materialien können ebenfalls verwendet werden, soweit diese biologisch abbaubar sind. Bevorzugt enthält die erfindungsgemäße Polymerzusammensetzung oder der daraus hergestellte Formkörper keine nicht biologisch abbaubaren Polymere oder Gemische aus solchen Polymeren.

Allerdings ist es nicht ausgeschlossen, dass erfindungsgemäße Polymerzusammensetzungen auch nicht biologisch abbaubare Polymere enthalten. Beispiele davon sind aromatische Polyamide (Aramide), Polyacrylnitril (PACN) oder Polyvinylalkohole (PVA). Diese Polymere können in die erfindungsgemäße Polymerzusammensetzung eingearbeitet werden. Diese Einarbeitung erfolgt bevorzugt in der folgenden Art und Weise: Bestimmte Polymerlösungsmittel, wie DMAc, DMSO oder DMF können auch synthetische Polymere, wie die oben genannten lösen. Solche Lösungen können wiederum in Kombination mit bekannten Celluloselösungsmitteln, wie LiCI/DMAc, DMSO/PF, tertiären Aminoxiden/Wasser zu einer Polymerzusammensetzung kombiniert werden.

Beispiele für modifizierte Cellulose beinhalten Carboxyethylcellulose, Methylcellulose, Nitratcellulose, Kupfercellulose, Viskosexanthogenat, Cellulosecarbamat und Cellulose- acetat. Beispiele für Polykondensations- und Polymersiationspolymere sind Polyamide, die z.B. mit Methyl-, Hydroxy- oder Benzylgruppen substituiert sind. Beispiele für Polyurethane sind solche, die auf der Basis von Polyesterpolyolen aufgebaut sind.

Das in der erfindungsgemäßen Polymerzusammensetzung enthaltene mindestens eine Alkaloid kann ein beliebiges Alkaloid sein. Bevorzugt ist das Alkaloid ausgewählt aus der Gruppe der Capsaicide, stärker bevorzugt Capsaicin und/oder Dihydrocapsaicin, insbesondere bevorzugt Capsaicin. Das mindestens ein Alkaloid enthaltende Material, das in die eriϊndungsgemäße Polymerzusammensetzung eingearbeitet werden kann, kann ein beliebiges Alkaloid enthaltendes natürlich vorkommendes Material sein. Bevorzugt ist dieses Material ein ein Capsaicid enthaltendes Material, insbesondere bevorzugt Chilipulver, Cayenne-Pfeffer oder Rosenpaprika, sowie Mischungen daraus. Weitere einsetzbare Pfeffersorten sind unter anderem Habanero-, Scotch Bonnet-, Jamaican Hot-, Thai-, Cayenne-, Tabasco-, Serrano-, Wax-, Jalapeno-, Rocotilo-, Poblano- und New Mexico-Pulver. Die Schärfe der Sorten kann durch eine subjektive Zuordnung in Schärfegrade bzw. in Scoville Einheiten ausgedrückt werden. Reines Capsaicin weist z.B. eine Schärfeeinheit nach Scoville von 16.000.000, Habanero 200.000 bis 300.000 auf.

Inhaltsstoffe typischer Chillisorten sind unter anderem:

Eiweiß 1 ,8%

Fett 0,6%

Kohlenhydrate Tabelle 1 ,5%

Alkali- und Erdalkaliionen 0,3%

Vitamine 0,2%

Capsaicin 0,05 bis 3,5%

Carotinoide 0, 12 bis 0,35% Das erfindungsgemäß verwendete mindestens ein Alkaloid enthaltendes Material wird üblicherweise ausgewählt unter im Handel erhältlichen Materialien. Für die erfindungsgemäßen Zwecke ist es möglich, Partikel des Materials im Korngrößenbereich von 200 bis 400 μm, vorzugsweise 150 bis 300 μm einzusetzen. Vorzugsweise werden auch Partikel mit kleinen Korngrößen verwendet, wie 1 bis 100 μm, stärker bevorzugt 1 bis 5 μm. Es können auch Korngrößengemische eingesetzt werden.

Das mindestens eine Alkaloid oder das mindestens ein Alkaloid enthaltende Material wird der Polymerzusammensetzung bevorzugt in einer Menge von 0,01 bis 2 Gew.-%, stärker bevorzugt von 0,05 bis 1,5 Gew.-% und insbesondere bevorzugt von 0,1 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des biologisch abbaubaren Polymeren, zugesetzt. Dabei bezieht sich die Angabe des Gehaltes auf die Menge an Alkaloid, d.h. die Menge des mindestens ein Alkaloid enthaltenden Materials kann höher sein, da in der hier verwendeten Mengenangabe lediglich der Alkaloidgehalt berücksichtigt wird.

Die erfindungsgemäßen Formkörper können mit herkömmlichen Verfahren aus der erfindungsgemäßen Polymerzusammensetzung hergestellt werden, wobei die Komponenten zur Herstellung der Polymerzusammensetzung zunächst gemischt und sodann der Formkörper hergestellt wird. Das Mischen der Komponenten kann kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen, beispielsweise mit Apparaten und Verfahren, beschrieben in WO96/33221, US-A-5,626,810 und WO96/33934.

Insbesondere bevorzugt liegt der eriϊndungsgemäße Formkörper in Form von Fasern, am stärksten bevorzugt in Form von Cellulosefasem vor.

Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Cellulosefasem sind bekannt, wie das Lyocell oder NMMNO-, Rayon- oder Viskose- oder Carbamat-Verfahren.

Das Lyocell-Verfahren kann wie nachstehend beschrieben durchgeführt werden. Zur Herstellung einer verformbaren Masse sowie anschließend daraus der erfindungsgemäßen Cellulosefaser, wird eine Lösung aus Cellulose, NMMNO und Wasser dadurch hergestellt, daß zunächst eine Suspension aus Cellulose, NMMNO und Wasser gebildet wird. Diese Suspension wird unter reduziertem Druck in einer 1 bis 20 mm dicken Schicht kontinuierlich über eine Wärmeaustauschfläche durch rotierende Elemente transportiert. Während dieses Vorgangs wird solange Wasser abgedampft, bis eine homogene Celluloselösung entstanden ist. Die so erhaltene Celluloselösung kann eine Menge an Cellulose von 2 bis 30 Gew.-%, an NMMNO von 68 bis 82 Gew.-% und an Wasser von 2 bis 17 Gew.-% enthalten. Falls erwünscht, können dieser Lösung Additive, wie anorganische Salze, anorganische Oxide, feinverteilte organische Substanzen oder Stabilisatoren, zugesetzt werden.

Der so erhaltenen Celluloselösung wird sodann das mindestens eine eriϊndungsgemäße Additiv in Form von Pulver, Pulversuspension oder in flüssiger Form, als Extrakt oder Suspension zugegeben. Das Zugeben kann kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen.

Verfahrensbedingt kann das mindestens eine eriϊndungsgemäße Additiv auch nach oder während der kontinuierlichen Zerkleinerung der trockenen Cellulose, in der oben beschriebenen Form, zugegeben werden. Wird eine Pulversuspension zugegeben, so kann die Pulversuspension in Wasser oder einem beliebigen Lösungsmittel in der gewünschten und für das Verfahren benötigten Konzentration hergestellt werden.

Des weiteren besteht auch die Möglichkeit das mindestens eine eriϊndungsgemäße Additiv einem Pulpprozeß mit gleichzeitiger Zerkleinerung zuzuführen. Das Pulpen kann entweder in Wasser, in Laugen oder aber in dem späteren zur Auflösung der Cellulose notwendigen Lösungsmittel durchgeführt werden. Auch hier kann das mindestens eine Alkaloid oder das mindestens eine Alkaloid enthaltende Material in der oben beschriebenen Form zugegeben werden.

Die mit dem mindestens einem Alkaloid oder dem mindestens ein Alkaloid enthaltenden Material angereicherte Polymerzusammensetzung kann unter Anwesenheit eines Deri- vatisierungsmittels und /oder eines für den Lösungsprozeß bekannten Lösungsmittels in eine verformbare Extrusionsmasse überführt werden.

Eine weitere Möglichkeit der Zugabe des mindestens einen erfindungsgemäßen Additivs ist die Zugabe während eines kontinuierlich geführten Lösungsvorganges, beschrieben in EP-A-356419, US-A-5,049,690 und US-A-5,330,567. Alternativ kann die Zugabe diskontinuierlich unter Erhalt eines Master-Batch der Celluloselösung, durchgeführt werden. Vorzugsweise wird das mindestens eine Alkaloid oder das mindestens ein Alkaloid enthaltende Material kontinuierlich zugegeben.

Das mindestens eine erfindungsgemäße Additiv kann aber auch in jeder anderen Stufe des Herstellungsverfahrens des Formkörpers zugesetzt werden. Beispielsweise kann es in ein Rohrleitungssystem mit entsprechender Vermischung durch darin angebrachte Statikmischerelemente bzw. Rührorgane, wie bekannte Inline Refiner oder Homogenisatoren, z.B. Geräte der Ultra Turrax, eingespeist werden . Wird das Verfahren im kontinuierlichen Batch Betrieb, z.B. über eine Rührkesselkaskade durchgeführt, so kann an der für das Verfahren optimalsten Stelle das mindestens eine Alkaloid oder das mindestens eine Alkaloid enthaltende Material in fester, pulverförmiger, suspensionsförmiger oder flüssiger Form eingebracht werden. Die Feinverteilung kann mit bekannten auf das Verfahren abgestimmten Rührelementen erreicht werden.

Erfolgt der Zusatz in Form von festen Partikeln, so kann die gebildete Extrusions- oder Spinnmasse anschließend filtriert werden. In Abhängigkeit von der Feinheit des eingesetzten festen Materials kann bei Spinnverfahren mit großen Düsendurchmessem allerdings auf eine Filtration auch verzichtet werden.

Handelt es sich um sehr sensitive Extrusions- oder Spinnmassen, so kann das mindestens eine Alkaloid oder das mindestens eine Alkaloid enthaltende Material in geeigneter Form direkt vor der Spinndüse oder dem Extrusionswerkzeug zugeführt werden, so dass das zugegebene Material nicht lange in der Zusammensetzung vorliegt, so dass nachteilige Reaktionen unterbunden werden. Bevorzugt erfolgt hierbei die Zugabe in flüssiger Form, wobei bevorzugt in der Spinn- bzw. Extrusionsmasse angepasste Viskosität eingestellt wird, um die Durchmischung zu vereinfachen.

Eine weitere Möglichkeit ist es, in flüssiger Form vorliegende Zusätze während des Spinnvorgangs dem kontinuierlich gesponnenen Faden zuzuführen.

Das Spinnen kann mit herkömmlichen Verfahren erfolgen, wie dem dry-jet-wet-; dem wet-spinning-; dem melt blown-Verfahren, dem Zentrifugenspinnen, dem Trichterspinnen oder dem Trockenspinnverfahren. Beispiele für die Herstellung von Cellulosefasem nach dem NMMNO-Verfahren sind in US-A-5,589,125, US-A-5,939,000, EP-A-0 574 870 und WO98/07911 genannt. Gegebenenfalls können die gebildeten Formkörper den herkömmlichen Chemiefasernnachbehandlungsverfahren für Filamente oder Stapelfasern unterworfen werden.

Neben den Spinnverfahren bieten sich auch noch Extrusionsverfahren zur Herstellung von Flachfolien, Rundfolien, Häuten (Wursthäuten) sowie Membranen an.

Das auch einsetzbare Viskose-Verfahren kann folgendermaßen durchgeführt werden. Zellstoff mit ca. 90 bis 92 Gew.-% α-Cellulose wird mit wässriger NaOH behandelt. Danach wird die Cellulose durch Umsetzen mit Schwefelkohlenstoff in Cellulosexantho- genat umgewandelt und eine Viskoselösung durch Zusatz von wässriger NaOH unter ständigem Rühren erhalten. Diese Viskoselösung enthält ca. 6 Gew.-% Cellulose, 6 Gew.-% NaOH und 32 Gew.-% Schwefelkohlenstoff, bezogen auf den Cellulosegehalt. Nachdem die Suspension gerührt wurde, wird das erfindungsgemäße Additiv entweder als Pulver oder flüssiger Extrakt, zugesetzt. Falls es erwünscht ist, können übliche Zuschlagstoffe, wie Tenside, Dispergiermittel oder Stabilisatoren, zugegeben werden.

Das erfindungsgemäße Additiv kann wiederum alternativ in jeder Stufe des Verfahrens zugegeben werden.

Sodann wird die so erhaltene Lösung zu Fasern gesponnen, wie in der US-A-4, 144,097 beschrieben.

Das Carbamat-Verfahren kann wie nachstehend beschrieben durchgeführt werden. Dazu wird aus Zellstoff mit ca. 92 bis 95 Gew.-% α-Cellulose Cellulose-Carbamat hergestellt, wie beispielsweise in der US-PS-5,906,926 oder der DE-PS-196 35707 beschrieben. Dabei wird Alkalicellulose aus dem eingesetzten Zellstoff durch Behandeln mit wässriger NaOH hergestellt. Nach dem Zerfasern wird die Alkalicellulose einer Reife unterworfen, und sodann wird die Natronlauge ausgewaschen. Die so aktivierte Cellulose wird mit Harnstoff und Wasser vermischt und in einen Reaktor in ein Lösungsmittel eingebracht. Das so erhaltene Gemisch wird erwärmt. Das entstandene Carbamat wird abgetrennt und daraus eine Carbamatspinnlösung hergestellt, wie in der DE-PS-197 57 958 beschrieben. Dieser Spinnlösung wird das eriϊndungsgemäße Additiv zugesetzt. Die so erhaltene Spinnlösung wird nach bekannten Verfahren zu Fasern gesponnen, und es werden eriϊndungsgemäße Cellulosefasem erhalten.

Es hat sich überraschend herausgestellt, daß die erfindungsgemäßen Cellulosefasem trotz des Zusatzes des erfindungsgemäßen Additivs dieselben hervorragenden Eigenschaften zeigen, wie reine Cellulosefasem, bezüglich ihrer Feinheit, Reißkraft, Reißkraftvariation, Dehnung, Naßdehnung, feinheitsbezogenen Reißkraft, feinheitsbezoge- nen Naßreißkraft, feinheitsbezogenen Schlingenreißkraft, Naßscheuerung bei Bruch, Naßscheuerungsvariation und Naßmodul. Gleichzeitig zeigen die Fasern die durch das Material verliehenen positiven Eigenschaften. Dies ist insbesondere überraschend, da der Zusatz von Additiven zu Spinnmassen aus Cellulose, NMMNO und Wasser sonst den Nachteil hat, daß sich diese bei der Verwendungstemperatur verfärben, nicht lagerstabil sind und Verunreinigungen in die cellulosischen Endprodukte einbringen.

Trotz des Einverleibens eines erfindungsgemäßen Additivs, insbesondere Chilipulver, wird überraschenderweise keine Zersetzung einer Spinnlösung aus Cellulose, NMMNO und Wasser beobachtet.

Ein weiterer, den erfindungsgemäßen Formkörpern durch die Zugabe von erfindungsgemäßen Additivs verliehener Vorteil ist der gleichmäßige Einbau der Wirkstoffe in die Fasermatrix bei unterschiedlich herstellbaren Faserquerschnitten. Weiterhin ist die Verarbeitung als Monofilament oder Endlosfilamentgam möglich. Dadurch ergibt sich ein besonders guter Einsatz von technischen Artikeln.

Insbesondere, wenn der eriϊndungsgemäße Formkörper aus einer Polymerzusammensetzung hergestellt ist, die ausschließlich biologisch abbaubares Material enthält, ist dessen vollständige biologische Abbaubarkeit vorteilhaft.

Die erfindungsgemäßen Formkörper können als Verpackungsmaterial, Fasermaterial, non wovens , Textilverbundstoffe, Faserverbundstoffe, Faservliese, Nadelfilze, Polsterwatte, Gewebe, Gestricke, als Heimtextilien, wie Bettwäsche, als Füllstoff, Beflockungs- stoff, Krankenhaustextilien, wie Unterlagen, Windel oder Matratzen, als Stoff für Wärmedecken , Schuheinlagen, sowie Wundverbände verwendet werden. Weitere Verwen- dungsmöglichkeiten sind in dem Lexikon dertextilen Raumausstattung, Buch und Medien Verlag Buurmann KG, ISBN 3-98047-440-2 beschrieben.

Wenn aus dem erfindungsgemäßen Formkörper in Form von Fasern ein Gewebe hergestellt wird, dann kann dieses entweder ausschließlich aus diesen Faser bestehen oder eine zusätzliche Komponente enthalten. Diese zusätzliche Komponente kann aus der Gruppe bestehend aus Baumwolle, Lyocell, Rayon, Carbacell, Polyester, Polyamid, Celluloseacetat, Acrylat, Polypropylen oder Gemischen davon ausgewählt sein. Die erfindungsgemäßen Fasern mit einem erfindungsgemäßen Additivs sind in dem Gewebe vorzugsweise in einer Menge von bis zu etwa 70 Gew.-% anwesend. Das erfindungsgemäße Additivs ist im Gewebe vorzugsweise in einer Menge von 0,05 bis 1,5 Gew.-% anwesend, bezogen auf den Gehalt an Alkaloid in der Faser.

Die erfindungsgemäße Faser kann aufgrund der inkorporierten Elemente, ggf. über eine aufzutragende Fettschicht, wie eine Cremeschicht, die Wirkstoffe an den Körper weitergeben. Da das Alkaloid Capsaicin nicht wasserlöslich ist, sich aber sowohl in Fett als auch in Alkohol löst, kann das aus diesem cellulosischen Material hergestellte Gewebe, auch mit alkoholischen Lösungen bzw. fettalkoholischen Lösungen imprägniert sein, um die Wirkstoffe an den Körper weitergeben zu können. Eine weitere Möglichkeit des Wirkstofftransports besteht in Verbindung mit der therapeutischen Anwendung der lon- tophorese. Wegen des cellulosischen Materials können auch atmungsaktive Gewebe hergestellt werden. Somit können die Wirkstoffe der Haut gezielt zugeführt werden. Durch die Inkorporation sind die Wirkstoffe lange in der Faser oder im Gewebe, sogar auch nach häufigem Waschen vorhanden.

Insbesondere der Einsatz der Capsaicide, bevorzugt Capsaicin und/oder Dihydro- capsaicin ermöglicht die Herstellung von Polymermassen bzw. von Fasern, Geweben oder Vliesen, die wertvolle gesundheitsfördernde Eigenschaften haben.

Deshalb können die erfindungsgemäßen Materialien zu therapeutischen Artikeln, wie Pflastern, Verbänden oder Binden weiterverarbeitet werden.

Die Capsaicide sind als traditionelle Medikamente zur analgetischen bzw. antiflamatori- schen Behandlung, üblicherweise in kutaner Form, bekannt. Die erfindungsgemäßen Fasern können also aufgrund ihres Gehaltes an Capsaiciden diesen Wirkstoff langfristig zur Verfügung stellen. Da Capsaicin und seine Derivate nur sehr schwer in Wasser löslich sind, sollte zur verstärkten Übertragung des Wirkstoffes eine Fettschicht verwendet werden. Die kann vorzugsweise direkt auf das erfindungsgemäße Vlies oder das erfindungsgemäße Gewebe aufgetragen werden, so dass anschließend die Kombination aus Gewebe/Vlies mit Fettschicht auf die Haut appliziert wird. Solche Strukturen können beispielsweise zur Behandlung Arthritis, Gürtelrose, Nervenschmerzen, Juckreizen durch Infektionen, Tumore, Parasiten usw. eingesetzt werden. Denkbar ist auch die Behandlung von rheumatischen Schmerzen, wobei das mit Fett beschichtete Vlies oder das mit Fett beschichtete Gewebe auf die zu behandelnde Hautstelle aufgelegt wird. Durch den Transfer des Alkaloids wird eine wärmestimulierende Behandlung möglich.

Das zur verbesserten Wirkstoffübertragung aufgebrachte Fett kann ein übliches Fett bzw. eine übliche Creme sein, die in medizinischen bzw. kosmetischen Bereichen Anwendung findet.

Wenn die erfindungsgemäße Faser in Form von Stapelfasern oder zerkleinerten Fila- menten vorliegt, können mit diesen Oberflächen von Trägern, wie Geweben oder Folien, beflockt werden. Dazu wird die Oberfläche des zu beflockenden Trägers mit einem Klebstoff behandelt und sodann werden die Stapelfasern oder zerkleinerten Filamente darauf aufgebracht. Anschließend kann ebenfalls eine oben beschriebene Fettschicht aufgetragen werden.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Beispielen erläutert.

Beispiel 1

3039 g NMMNO (62,1 %ig), 315 g MoDo-Zellstoff, DP 500, Trocken-Gehalt 94 %, 1 ,9 g Propylgallat (0,63 % bezogen auf den Cellulosegehalt) und 444 mg Capsaicin (fest, 0,15 Gew.-% bezogen auf den Cellulosegehalt) Type M 2028 von Sigma, wurden gemischt und das so erhaltene Gemisch auf 94°C erwärmt. Es wurde eine diskontinuierlich hergestellte Spinnlösung mit einem Cellulosegehalt von 12,1 % und einer Viskosität von 7.495 Pa • s erhalten. Die so erhaltene Spinnlösung wurde zu Fasern versponnen, wobei die folgenden Spinnbedingungen eingehalten wurden: Temperatur des Vorratsbehälters 90°C

Temperaturspinnblock, Düse 80°C

Spinnbad 5°C

Spinnbadkonzentration (Anfang) 0 % (destilliertes Wasser)

Spinnbadkonzentration (Ende) 6 % NMMNO

Spinnpumpe 20,0 cm³/min

Düsenfilter 19200 M/cm²

Spinn-Düse 165 Loch 70 μm; Au/Pt

Endabzug 30 m/min.

Die Fasern wurden händisch auf 40 mm Stapellänge geschnitten, lösungsmittelfrei gewaschen und mit einer 10 g/l Avivage (50 % Leomin OR - 50 % Leomin WG (stickstoffhaltiger Fettsäurepolyglykolester Fa. Clariant GmbH)) bei 45°C ausgerüstet bzw. die Fettauflage zur besseren Faserweiterverarbeitung aufgebracht und bei 105°C getrocknet. Im Anschluß an das Trocknen wurde eine Faserfeuchtigkeit von 11% eingestellt. Ein zusätzlicher Bleichvorgang vor dem Trocknen wurde in diesem Fall nicht durchgeführt

Das Spinnverhalten der gemäß diesem Beispiel erhaltenen Spinnlösung war gut. Der nachstehenden Tabellen sind die physikalischen Eigenschaften der so erhaltenen Cellulosefasem zu entnehmen.

Tabelle 1

Der Capsaicingehalt wurde mittels HPLC nach der Sigma-Aldrich Produktinformation für Capsaicin bestimmt (Produktnummer M2028).

Beispiel 2

2.932 g NMMNO (62,1 %ig), 305 g MoDo-Zellstoff, DP 500, Trockengehalt 94 %, 1,8 g Propylgallat (0,63 % bezogen auf den Cellulosegehalt) und 573 mg Capsaicin (fest, 0,15% bezogen aus den Cellulosegehalt) wurden gemischt und auf 94°C erwärmt. Es wurde eine Spinnlösung mit einem Cellulosegehalt von 12,1 % und einer Viskosität von 6.892 Pa • s erhalten. Die so hergestellte Spinnlösung wurde wie in Beispiel 1 zu Fasern versponnen. Das Spinnverhalten war gut.

Die physikalischen Eigenschaften der so erhaltenen Cellulosefasem sind in der nachstehenden Tabelle 2 enthalten.

Tabelle 2

Beispiel 3

Abweichend von Beispielen 1 und 2 wurde Cayennepfeffer vom Typ Habanero eingesetzt. Der Pfeffer hatte ein Größe von 200 μm (Fa. J. Kotanyi, A-2120, Wolkersdorf). Auf einer Gegenstrahlmühle vom Fließbett-Typ (Hosokawa Alpine AFG100) wurde weiter zerkleinert. Nach der Zerkleinerung wurde der Capsaicingehalt (s. Beispiel 1) zu 1 ,2 % bestimmt. 27,7 g des gemahlenen Pfeffers, 3.425 g NMMNO (60,8 %ig), 354 g MoDo- Zellstoff, DP 500, Trockengehalt 94 %, 2,1 g Propylgallat (0,63 % bezogen auf den Cellulosegehalt) wurden gemischt und auf 94°C erwärmt. Es wurde eine diskontinuierliche hergestellte Spinnlösung mit einem Feststoffgehalt von 13,2 % und einer Viskosität von 7.843 Pa • s erhalten. Die Verspinnung erfolgte wie in Beispiel 1.

Die physikalischen Eigenschaften der so erhaltenen Lyocell-Fasem sind in der nachstehenden Tabelle 3 enthalten.

Tabelle 3

Beispiel 4

Es wurden drei Versuche zur Herstellung von Lyocellfilamenten durchgeführt. Als Standardversuch wurde eine Standardspinnlösung (A) hergestellt, enthaltend 12% Cellulose, 0,63% GPE (Gallussäurepropylester). Die Verspinnung erfolgte einen Tag nach der Herstellung.

Weiterhin wurden zwei korrespondierende Spinnlösungen hergestellt, wobei die eine zusätzlich 0,15% Capsaicin enthielt (B) und die dritte Spinnlösung 0,15% Capsaicin aber kein GPE enthielt (C).

Die Spinnlösung mit 0,15% Capsaicin und 0,63% GPE wurde ebenfalls einen Tag nach der Herstellung versponnen. Die Spinnlösung ohne GPE wurde direkt nach der Herstel- lung versponnen. Die Verspinnung erfolgt durch eine Düse mit 2 x 165 Löchern mit 70 μm Bohrungsdurchmessern bei einem Soll-Titer von 650 dtex F330.

Die erhaltenen Filamente wurden in üblicher Art und Weise geprüft, die Ergebnisse sind in Tabelle 4 zusammengefasst.

Tabelle 4

Der Vergleich der Versuche (A) und (B) zeigt, dass die Zugabe von Capsaicin keine Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften hervorruft. Teilweise sind diese sogar gegenüber der Standardcellulose Lyocellfaser verbessert.

Der Versuch ohne GPE (C) zeigt, dass Capsaicin offensichtlich einen vergleichbaren stabilisierenden Effekt auf die Cellulosespinnlösung ausübt, der sonst durch das übliche Stabilisationsadditiv GPE ausgeübt wird.

Dies demonstriert, dass der Zusatz an Capsaicin überraschenderweise die mechanischen Eigenschaften von Cellulose Lyocellfilamenten sogar verbessern kann, wobei gleichzeitig wertvolle funktionalisierte Fasern erhalten werden.

Claims

Patentansprüche

1. Polymerzusammensetzung, umfassend ein biologisch abbaubares Polymer und mindestens ein Alkaloid oder mindestens ein mindestens ein Alkaloid enthaltendes Material.

2. Polymerzusammensetzung nach Anspruch 1 , wobei das biologisch abbaubare Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Cellulose, modifizierter Cellulose, Latex, Eiweiß pflanzlicher sowie tierischer Herkunft, und Gemischen davon.

3. Polymerzusammensetzungen nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das mindestens ein Alkaloid enthaltendes Material ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Chilipulver, Cayenne-Pfeffer, Rosenpaprika und Gemischen davon.

4. Polymerzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das mindestens eine Alkaloid ausgewählt ist aus der Gruppe der Capsaiciden.

5. Polymerzusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Polymerzusammensetzung einen Alkaloidgehalt von 0,01 bis 2%, bezogen auf das Gewicht des biologisch abbaubaren Polymeren, aufweist.

6. Polymerzusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das biologisch abbaubare Polymer Cellulose und das mindestens ein Alkaloid enthaltende Material Chilipulver, Habanero-, Scotch Bonnet-, Jamaican Hot-, Thai-, Cayenne-, Tabasco-, Serrano-, Wax-, Jalapeno-, Rocotilo-, Poblano- und New Mexico-Pulver ist.

7. Polymerzusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das biologisch abbaubare Polymer Cellulose und das mindestens eine Alkaloid ein Capsaicid ist.

8. Formkörper, umfassend eine Polymerzusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche.

9. Formkörper nach Anspruch 8, wobei der Formkörper ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Behältern, Folien, Membranen, Geweben und Fasern.

10. Formkörper nach Anspruch 9, wobei die Fasern Stapelfasern, Mono- oder Endlosfilamente sind.

11. Verwendung eines Formkörpers nach einem der Ansprüche 8 bis 10 als Verpackungsmaterial oder Fasermaterial.

12. Verwendung eines Formkörpers nach einem der Ansprüche 8 bis 10 in Form von Fasermaterial als Mischungskomponente zur Herstellung von Garnen.

13. Verwendung eines Formkörpers nach einem der Ansprüche 8 bis 10 in Form von Fasermaterial zur Herstellung von Vliesstoffen oder Geweben.

14. Verwendung eines Formkörpers nach einem der Ansprüche 8 bis 10 in der Form von Fasermaterial zur Herstellung von Vliesstoffen oder Geweben, wobei in dem Vliesstoff oder Gewebe zusätzlich eine Komponente ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Baumwolle, Lyocell, Rayon, Carbacell, Polyester, Polyamid, Celluloseacetat, Acrylat, Polypropylen oder Gemischen davon anwesend ist.

15. Verwendung eines Formkörpers nach Anspruch 14, wobei 0,1 bis 30 Gew.-% der zusätzlichen Komponente enthalten sind.

16. Gewebe, umfassend einen Formkörper nach einem der Ansprüche 8 bis 10.

17. Vliesstoff, umfassend einen Formkörper nach einem der Ansprüche 8 bis 10.

18. Gewebe oder Vliesstoff nach Anspruch 16 oder 17, weiter umfassend eine Fettschicht.

19. Kleidungsstück, umfassend einen Formkörper nach einem der Ansprüche 8 bis 10.

20. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers nach einem der Ansprüche 8 bis 10, umfassend die Schritte:

(A) kontinuierliches oder diskontinuierliches Mischen eines biologisch abbaubaren Polymeren und mindestens einen Alkaloids oder mindestens eines Alkaloid enthaltendes Material,

(B) Herstellen einer verformbaren Masse,

(C) Verarbeiten der in (B) erhaltenen Masse zu einem Formkörper, und

(D) Nachbehandeln des hergestellten Formkörpers.

21. Material nach einem der Ansprüche 9, 10, 16, 17, 18 und 19, weiter umfassend eine Imprägnierung mit Alkohol oder Fett.

22. Verwertung eines Materials nach einem der Ansprüche 9, 10, 16, 17, 18, 19 und 21 zur Herstellung eines Pflasters, Verbandes oder einer Binde.