Composición.

Composición antiincrustación que comprende:

(i) un material de recubrimiento de superficie, y

(ii) un cristal enzimático reticulado o agregado enzimático reticulado en el que la enzima se reticula con un agente de reticulación multifuncional seleccionado de quitosano o un agente de reticulación multifuncional de la siguiente estructura:

A-L-B

en la que:

A y B son grupos funcionales seleccionados de alcohol, aldehído, imida, cianato, isocianato y mezclas de los mismos,

L es un grupo de unión seleccionado de alquileno y dextrano.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/GB2010/050177.

Solicitante: Dupont Nutrition Biosciences ApS.

Nacionalidad solicitante: Dinamarca.

Dirección: Langebrogade 1, Postboks 17 1001 Copenhagen K DINAMARCA.

Inventor/es: KRAGH,KARSTEN,MATTHIAS, BESENBACHER,FLEMMING, LAURESEN,BRIAN SØGAARD, KRISTENSEN,JAKOB BROBERG, SUTHERLAND,DUNCAN, SHIPOVSKOV,STEPAN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO, p. ej. PINTURAS,... > Composiciones de revestimiento, p. ej. pinturas,... > C09D5/16 (Pinturas antisuciedad; Pinturas subacuáticas)

PDF original: ES-2525012_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Composición

Campo de la invención Esta invención se refiere a una composición antiincrustación. En particular, esta invención se refiere a una composición que comprende un material de recubrimiento de superficie y una enzima reticulada con un agente multifuncional. La invención también se refiere a un procedimiento para producir la composición y a un método para inhibir la formación de una biopelícula usando la composición.

Descripción de la técnica anterior

La bioincrustación es un problema en cualquier superficie que está de manera constante o intermitente en contacto con agua. La unión y el crecimiento de organismos vivos sobre superficies provocan problemas higiénicos y funcionales en muchos tipos de equipo y dispositivos que van desde implantes médicos y circuitos electrónicos a construcciones más grandes, tales como equipo de procesamiento, fábricas de papel y barcos.

En muchos casos, la bioincrustación consiste en impurezas orgánicas microscópicas o una capa fangosa visible de sustancias poliméricas extracelulares (SPE) que contienen bacterias y otros microorganismos. Esta categoría de bioincrustación se denomina microincrustación, o más comúnmente biopelícula, y se produce en cualquier sitio en entornos tanto naturales como industriales en los que superficies están expuestas al agua. La bioincrustación en entornos marinos también incluye organismos macroscópicos, tales como algas y percebes. Este tipo de bioincrustación es un problema particular para barcos y estructuras sumergidas, tales como tuberías, cables, redes de pesca, los pilares de puentes y plataformas petrolíferas y otras construcciones portuarias o hidrotécnicas. El consumo de combustible de barcos puede aumentar hasta en un 40% debido a la bioincrustación. La figura 1 es una visión general esquemática de la química de componentes estructurales de sustancias poliméricas extracelulares (SPE) implicadas en biopelículas bacterianas.

En particular, tal como se comenta en el documento US 5071479, el crecimiento de organismos marinos sobre las partes sumergidas del casco de un barco es un problema particular. Tal crecimiento aumenta la resistencia de rozamiento del casco al paso por el agua, lo que conduce a un aumento del consumo de combustible y/o una reducción en la velocidad del barco. Los crecimientos marinos se acumulan tan rápidamente que el remedio de limpieza y nuevo pintado tal como se requiere en dique seco se considera generalmente demasiado caro. Una alternativa, que se ha puesto en práctica con eficacia creciente a lo largo de los años, es limitar la extensión de la incrustación aplicando al casco una pintura de acabado que incorpora agentes antiincrustación. Los agentes antiincrustación pueden ser biocidas que se liberan de la superficie de la pintura a lo largo de un periodo de tiempo a una concentración que es lo suficientemente alta como para inhibir la incrustación por organismos marinos en la superficie del casco.

Previamente, el tributil-estaño (TBT) ha sido un biocida ampliamente usado, particularmente en antiincrustantes marinos. Sin embargo, debido a preocupaciones crecientes sobre los efectos medioambientales provocados por el uso de biocidas de estaño orgánicos a sus niveles comerciales como componente activo antiincrustante en composiciones de recubrimiento para aplicaciones acuáticas (marinas) , se ha detenido efectivamente el uso. Se ha 45 mostrado que, debido al uso extendido de compuestos de tipo tributil-estaño en particular, a concentraciones de hasta el 20% en peso en pinturas para fondos de barcos, la contaminación del agua circundante debido a lixiviación ha alcanzado un nivel tal como para producir la degradación de organismos de concha y mejillones. Se han detectado estos efectos a lo largo del litoral franco-británico y se ha confirmado un efecto similar en las aguas estadounidenses y de Extremo Oriente. El Convenio Internacional de la Organización Marítima Internacional (OMI) sobre el control de los sistemas antiincrustantes perjudiciales (Convenio AFS) adoptado en una conferencia diplomática de la OMI en octubre de 2001 prohíbe la aplicación de recubrimientos de TBT en barcos a partir del 1 de enero de 2003 seguido por la eliminación de recubrimientos de TBT activos de barcos, que entró en vigor el 17 de septiembre de 2008.

Actualmente, las pinturas antiincrustación más ampliamente usadas son a base de cobre con biocidas secundarios (Yebra et al, 2004. Progress in Organic Coatings 50:75-104) . Sin embargo, los biocidas secundarios, por ejemplo, piritiona de cobre o isotiazolona son necesarios para complementar la acción biocida del cobre, que es ineficaz frente a algunas especies de algas extendidas tolerantes al cobre (por ejemplo, Enteromorpha spp) . Los biocidas secundarios están igualmente bajo sospecha de ser perjudiciales para el medio ambiente. La seguridad de los biocidas secundarios se ha revisado por varios autores (Boxall, 2004. Chemistr y Today 22 (6) :46-8; Karlsson y Eklund, 2004. Marine Pollution Bulletin 2004; 49:456-64; Kobayashi y Okamura, 2002. Marine Pollution Bulletin 2002; 44:748-51; Konstantinou y Albanis, 2004. Environment International 2004; 30:235-48; Ranke y Jastorff, 2002 Fresenius Environmental Bulletin 2002; 11 (10a) :769-72) .

Existe, por tanto, el deseo de proporcionar componentes antiincrustación respetuosos con el medio ambiente. Se sabe a partir de la técnica anterior cómo usar diferentes enzimas en composiciones antiincrustación, tales como, por

ejemplo composiciones de recubrimiento. Sin embargo, el mantenimiento a largo plazo de la actividad en una pintura es un reto significativo puesto que la mayor parte de las enzimas difundirán inherentemente fuera del recubrimiento relativamente rápido una vez que se hidrata. Además, la estabilidad de las enzimas en la pintura húmeda se ve cuestionada por el disolvente en pinturas a base de disolventes orgánicos. La presente invención mitiga estos problemas puesto que los cristales enzimáticos reticulados (CLEC) y los agregados enzimáticos reticulados (CLEA) tienen una estabilidad aumentada en comparación con las enzimas en disolución. Además, las partículas de CLEC y CLEA se conservarán en la pintura debido a su tamaño físico.

En un aspecto la presente invención se proporciona como la reivindicación 1.

En otro aspecto, la presente invención se proporciona como la reivindicación 10.

En otro aspecto, la presente invención se proporciona como la reivindicación 11.

Se definen aspectos adicionales de la invención en las reivindicaciones adjuntas.

En la presente memoria descriptiva, el término “incrustación” se refiere a la acumulación de material no deseado sobre una superficie. Este material no deseado puede comprender organismos y/o materia no viva (o bien orgánica o bien inorgánica) .

En la presente memoria descriptiva, los “incrustantes” a los que se hace referencia mediante los términos “antiincrustante (s) ”, “antiincrustación” y “antiincrustantes” incluyen organismos y materia no viva que pueden unirse y/o residir y/o crecer sobre la superficie que se ha tratado con la presente composición. Los organismos incluyen microorganismos tales como bacterias, hongos y protozoos (en particular, bacterias) , y organismos tales como algas, plantas y animales (en particular vertebrados, invertebrados, percebes, moluscos, briozoos y poliquetos) . El organismo pueden ser organismos marinos.

En la presente memoria descriptiva, una “actividad antiincrustación” se refiere a una actividad del cristal enzimático reticulado o agregado enzimático reticulado para impedir o reducir la acumulación de material no deseado sobre una superficie. Es decir, para... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Composición antiincrustación que comprende:

(i) un material de recubrimiento de superficie, y

(ii) un cristal enzimático reticulado o agregado enzimático reticulado en el que la enzima se reticula con un agente de reticulación multifuncional seleccionado de quitosano o un agente de reticulación multifuncional de la siguiente estructura:

A-L-B

en la que:

A y B son grupos funcionales seleccionados de alcohol, aldehído, imida, cianato, isocianato y mezclas de los mismos,

L es un grupo de unión seleccionado de alquileno y dextrano.

2. Composición según la reivindicación 1, en la que la enzima se selecciona de hidrolasas, oxidorreductasas, transferasas, liasas e isomerasas.

3. Composición según la reivindicación 1 ó 2, en la que la enzima se selecciona de una proteasa, hexosa oxidasa,

glucosa oxidasa y alcohol deshidrogenasa (ADH) . 25

4. Composición según la reivindicación 3, en la que la proteasa es una subtilisina.

5. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la composición es una pintura a base de aceite.

6. Composición según la reivindicación 5, en la que el cristal enzimático reticulado o agregado enzimático reticulado se seca antes de añadirse a la pintura a base de aceite.

7. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la composición comprende

además un sustrato en el que el cristal enzimático reticulado o agregado enzimático reticulado genera un compuesto antiincrustante cuando actúa sobre el sustrato.

8. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la composición comprende además una primera enzima y un primer sustrato, en la que la acción de la primera enzima sobre el primer sustrato proporciona un segundo sustrato; y en la que el cristal enzimático reticulado o agregado enzimático reticulado genera un compuesto antiincrustante cuando actúa sobre el segundo sustrato.

9. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el material de recubrimiento de superficie comprende componentes seleccionados de resinas de poli (cloruro de vinilo) en un sistema a base de

disolventes, cauchos clorados en un sistema a base de disolventes, resinas acrílicas y resinas de metacrilato en sistemas acuosos o a base de disolventes, sistemas de copolímero de cloruro de vinilo-acetato de vinilo como dispersiones acuosas o sistemas a base de disolventes, poli (vinil metil éter) , copolímeros de butadieno tales como cauchos de butadieno-estireno, cauchos de butadieno-acrilonitrilo y cauchos de butadieno-estireno-acrilonitrilo, aceites secantes tales como aceite de linaza, resinas alquídicas, asfalto, resinas epoxídicas, resinas de uretano, resinas de poliéster, resinas fenólicas, colofonia (natural) , derivados de colofonia, colofonia desproporcionada, colofonia parcialmente polimerizada, colofonia hidrogenada, gomorresina, gomorresina desproporcionada, sistemas de aglutinantes en dispersión no acuosa, sistemas de aglutinantes de acrilato sililados, sistemas de aglutinantes de acrilato de metal, derivados y mezclas de los mismos.

10. Proceso para la preparación de una composición antiincrustación, que comprende las etapas de:

(a) preparar un cristal enzimático o un agregado enzimático y hacer reaccionar el cristal enzimático o agregado enzimático con un agente de reticulación multifuncional seleccionado de quitosano o un agente de reticulación multifuncional de la siguiente estructura:

A-L-B

en la que:

A y B son grupos funcionales seleccionados de alcohol, aldehído, imida, cianato, isocianato y mezclas de los mismos,

L es un grupo de unión seleccionado de alquileno y dextrano;

para producir un cristal enzimático reticulado o un agregado enzimático reticulado; 5

(b) opcionalmente secar el cristal enzimático reticulado o agregado enzimático reticulado;

(c) opcionalmente aumentar la hidrofobicidad de la superficie del cristal enzimático reticulado o agregado enzimático

reticulado; y 10

(d) añadir el cristal enzimático reticulado o agregado enzimático reticulado a un material de recubrimiento de superficie para producir una composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.

11. Uso de un cristal enzimático reticulado o un agregado enzimático reticulado en el que la enzima se reticula con 15 un agente de reticulación multifuncional seleccionado de quitosano o un agente de reticulación multifuncional de la siguiente estructura: A-L-B

en la que: A y B son grupos funcionales seleccionados de alcohol, aldehído, imida, cianato, isocianato y mezclas de los mismos,

L es un grupo de unión seleccionado de alquileno y dextrano; para inhibir la incrustación.

12. Uso de un cristal enzimático reticulado o un agregado enzimático reticulado según la reivindicación 11, para 30 inhibir la incrustación provocada por la formación de biopelícula.

13. Uso de un cristal enzimático reticulado o un agregado enzimático reticulado según la reivindicación 11 ó 12, en el que la enzima se selecciona de hidrolasas, oxidorreductasas, transferasas, liasas e isomerasas.

14. Uso de un cristal enzimático reticulado o un agregado enzimático reticulado según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, en el que la enzima se selecciona de una proteasa, hexosa oxidasa, glucosa oxidasa y alcohol deshidrogenasa (ADH) .

15. Uso de un cristal enzimático reticulado o un agregado enzimático reticulado según la reivindicación 14, en el que 40 la proteasa es una subtilisina.

16. Método para inhibir la formación de biopelícula sobre un artículo que comprende poner en contacto el artículo con una cantidad eficaz de una composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.

17. Método para inhibir la formación de biopelícula sobre un artículo que comprende aplicar al artículo una cantidad eficaz de una composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.

18. Artículo dotado de una composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.