Procedimientos y composiciones para superficies tratadas con nanopartículas metálicas.

Procedimiento para convertir una superficie elastomérica en eléctricamente conductora

, que comprende,

a) poner en contacto una superficie elastomérica con una solución que comprende nanopartículas de plata para que las nanopartículas se adhieran a la superficie, y

b) enjuagar la superficie.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2007/003390.

Solicitante: Avent, Inc.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 5405 Windward Parkway Alpharetta, GA 30004 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: KARANDIKAR,BHALCHANDRA M, GIBBINS,BRUCE L.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PULVERIZACION O ATOMIZACION EN GENERAL; APLICACION... > PROCEDIMIENTOS PARA APLICAR LIQUIDOS U OTRAS MATERIAS... > Tratamiento previo de superficies sobre las que los... > B05D3/10 (por otros medios químicos)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PRODUCTOS ESTRATIFICADOS > PRODUCTOS ESTRATIFICADOS, es decir, HECHOS DE VARIAS... > Productos estratificados compuestos esencialmente... > B32B15/02 (que no sea en forma de hoja, p. ej. en hilos, en partículas)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PULVERIZACION O ATOMIZACION EN GENERAL; APLICACION... > PROCEDIMIENTOS PARA APLICAR LIQUIDOS U OTRAS MATERIAS... > Tratamiento previo de superficies sobre las que los... > B05D3/04 (por exposición a gases)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > FUNDICION; METALURGIA DE POLVOS METALICOS > TRABAJO DE POLVOS METALICOS; FABRICACION DE OBJETOS... > Fabricación de capas compuestas, de piezas u objetos... > B22F7/08 (con una o varias partes no realizadas a partir de polvos)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > FUNDICION; METALURGIA DE POLVOS METALICOS > TRABAJO DE POLVOS METALICOS; FABRICACION DE OBJETOS... > Fabricación de capas compuestas, de piezas u objetos... > B22F7/04 (con una o varias capas no realizadas a partir de polvos, p. ej. a partir de chapas)

PDF original: ES-2532238_T3.pdf

 

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Procedimientos y composiciones para superficies tratadas con nanopartículas metálicas.

Fragmento de la descripción:

Procedimientos y composiciones para superficies tratadas con nanopartículas metálicas SECTOR DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a la aplicación de soluciones que comprenden nanopartículas de plata a superficies o artículos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La plata, que se utiliza de forma habitual en joyería, es conocida además por sus propiedades antlmlcroblanas y ha encontrado una amplia utilización en aplicaciones biológicas y médicas. Se utilizan un gran número de productos médicos comerciales con plata antlmicrobiana para el cuidado de heridas y otras aplicaciones médicas. La plata tiene una elevada conductividad eléctrica (63,1 x 1® S/m a 2°C) y conductividad térmica (429 W/m-K) lo que ha conducido a su aplicación en los sectores de transferencia térmica, eléctrica y electrónica. Además, la plata tiene una reflectividad muy elevada y baja emisividad y ha encontrado utilizaciones en óptica adaptatlva, y en la fabricación de artículos ópticos tales como espejos y reflectores.

La plata se ha utilizado para hacer elastómeros conductores. Estos elastómeros se pueden encontrar en forma de láminas o juntas y están cargados con hasta el 6% de plata en forma de polvo fino y estas construcciones tienen conductividades elevadas. Típicamente, estos elastómeros pueden mantener sus conductividades incluso después de estirarse hasta en un 3%. Un ejemplo de utilización de dichos productos es un elastómero en forma de lámina cargado de polvo de plata aplicado a la superficie de un objeto grande, tal como un avión. La lámina cargada con polvo de plata absorbe frecuencias de radio que, de este modo, hacen a la superficie invisible al radar. Estos objetos cubiertos de material elastomérico con polvo de plata son potencialmente útiles en aplicaciones militares. La cobertura de las superficies con estos materiales añade un peso considerable al objeto porque el sesenta por ciento del peso de la cubierta es plata o de otro metal conductor.

Un enfoque para hacer elastómeros conductores más ligeros es aplicar una capa metálica sólo en la superficie. La capa o recubrimiento se aplica por procedimientos tradicionales tales como un anodlzado no eléctrico o depósito de vapor. En general, las fibras recubiertas no son robustas dado que el metal no se adhiere bien al sustrato de elastómero subyacente y, a menudo, falla en las fibras más pequeñas. Recubrimientos o capas metálicas, tales como plata, se han utilizado en muchos tipos de fibras u otras superficies para convertir la superficie en antlmicrobiana o para resistir el crecimiento de organismos, o para proporcionar una superficie altamente reflectante. Estos recubrimientos o capas liberan a menudo metal, debido a las fuerzas químicas o mecánicas, y de este modo liberan una cantidad excesiva metálicas al medio ambiente o la superficie no cumple con la utilización prevista.

Lo que se necesita son procedimientos y composiciones para tratar superficies con nanopartículas metálicas, de manera que el metal se mantiene en la superficie y la superficie sea capaz de cumplir con su utilización prevista durante un tiempo prolongado.

CARACTERÍSTICAS DE LA INVENCIÓN

La presente Invención da a conocer un procedimiento para convertir una superficie elastomérica en eléctricamente conductora, según la reivindicación 1.

La presente Invención da a conocer un procedimiento para convertir un artículo o superficie, en contacto con un fluido, en resistente a la formación de biopelícula, según la reivindicación 4.

La presente Invención se refiere a procedimientos que utilizan composiciones que comprenden nanopartículas de plata, tales como nanopartículas de plata estabilizadas, que se forman en un entorno fluido. Las nanopartículas pueden estar en el Intervalo de tamaño de ,1 a 1 nm, siendo aproximadamente 5 nm la proporción mayor de una distribución de tamaños de nanopartículas.

Las composiciones que se pueden utilizar en la presente Invención que comprenden nanopartículas de plata se pueden hacer con disolventes acuosos o no acuosos. Las composiciones que se pueden utilizar en la presente invención poseen una vida útil buena y se pueden utilizar para proporcionar superficies con un recubrimiento de nanopartículas metálicas. Las composiciones no acuosas pueden estar basadas en disolventes que tienen un intervalo de puntos de ebullición desde temperatura ambiente hasta por encima de 3°C en algunos fluidos de transferencia térmica. Las composiciones no acuosas de nanopartículas metálicas se pueden preparar mediante la extracción de las nanopartículas desde composiciones acuosas a una fase no acuosa. Tal como se utiliza en la presente memoria descriptiva, no acuoso significa medios orgánicos que son generalmente Inmiscibles con agua en grandes intervalos de composición, tal como es entendido de forma general por los técnicos en la materia. La cantidad de metal, tal como plata, contenida en las composiciones de nanopartículas se puede ajustar

seleccionando la cantidad deseada de metal en la preparación de la composición inicial. La presente invención utiliza nanopartículas metálicas que son nanopartículas de plata.

Se pueden conseguir diferentes cantidades de carga metálica (por cantidad de nanopartículas fijadas) en las superficies, por ejemplo, mediante múltiples tratamientos sucesivos o por inmersión continua del objeto o superficie tratados en una composición uniforme de nanopartículas hasta que se alcanza la cantidad de carga metálica deseada. En general, las composiciones no son viscosas lo que permite la facilidad en el recubrimiento de muchos artículos preformados de manera uniforme y, de este modo, los transforma en artículos con tratamiento metálico. A menudo, las técnicas tales como los procesos de evaporación térmica o de depósito de plasma no son adecuadas para lograr el depósito uniforme de metales, tales como la plata, en el interior de objetos con orificios de radio pequeño y longitudes largas, debido a los gradientes de concentración inherentes. Las composiciones utilizadas en la presente invención recubren o tratan fácilmente estas superficies, además de superficies uniformes y no uniformes, en parte debido a la baja viscosidad y baja tensión superficial de una composición de nanopartículas.

Los materiales que pueden ser tratados con plata utilizando los procedimientos y composiciones de la presente invención incluyen, sin que constituyan limitación, catéteres (venosos, urinarios, de Foley o de tratamiento del dolor o variaciones de los mismos), "stents", tapones abdominales, tubos de alimentación, gasas de algodón, vendajes fibrosos para heridas (láminas y cuerdas hechas de alginatos, CMC o mezclas de los mismos, celulosa reticulada o no reticulada), materiales de espuma, matrices de colágeno o proteínas, materiales hemostáticos, películas adhesivas, lentes de contacto, cajas para lentes, vendajes, suturas, mallas para hernias, recubrimientos de heridas de tipo malla, ostomía y otros productos para heridas, hidrogeles, cremas, lociones, geles (a base de agua o base de aceite), emulsiones, liposomas, microesferas, ungüentos, adhesivos, soportes inorgánicos porosos tales como óxido de titanio y los descritos en la patente de EE.UU. No. 4.96.466, polvos de quitosano o quitina, implantes ortopédicos de base metálica, tornillos y placas metálicas, telas sintéticas, fibras o tejidos de nylon o sus mezclas, y fibras de tejido y materiales tejidos y no tejidos, como la seda, rayón, lana, poliéster, acrílico, acetato. Otras superficies, entre las que se incluyen productos de cirugía dental y veterinarios y dispositivos no médicos, hechos de silicona, poliuretanos, poliamidas, acrilatos, cerámica, termoplástico y materiales elastoméricos pueden ser tratados con... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para convertir una superficie elastomérica en eléctricamente conductora, que comprende,

a) poner en contacto una superficie elastomérica con una solución que comprende nanopartículas de plata para que las nanopartículas se adhieran a la superficie, y

b) enjuagar la superficie.

2. Procedimiento, según la reivindicación 1, que comprende además,

c) poner en contacto la superficie elastomérica con las nanopartículas de plata adheridas a la misma con una solución acuosa de peróxido de hidrógeno, y

d) enjuagar la solución de peróxido de hidrógeno de la superficie.

3. Procedimiento, según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que la superficie de contacto es de silicona, poliuretano, caucho sintético o natural, polímero sintético o natural, polímeros flexibles de poliimidas, poliamidas, poliacetales, polisulfonas, PBT, PBO, polímeros en base etileno y propileno, polímeros de acetato, poliacrilatos, policarbonato, PET, PEN o mezclas de los mismos o derivados copoliméricos.

4. Procedimiento para convertir un artículo o superficie, en contacto con un fluido, en resistente a la formación de biopelículas, que comprende,

a) poner en contacto el artículo o superficie con una solución que comprende nanopartículas de plata para que las nanopartículas se adhieran a la superficie, y

b) enjuagar la superficie

5. Procedimiento, según la reivindicación 1 o la reivindicación 4, en el que las etapas de puesta en contacto y enjuagado se repiten múltiples veces para aumentar el número de nanopartículas que se adhieren a la superficie.

6. Procedimiento, según la reivindicación 4, que comprende además,

c) poner en contacto la superficie elastomérica con las nanopartículas de plata adheridas a la misma con una solución acuosa de peróxido de hidrógeno, y

d) enjuagar la solución de peróxido de hidrógeno de la superficie.

7. Procedimiento, según la reivindicación 4 ola reivindicación 6, en el que un artículo o superficie en contacto con un fluido que se pone en contacto con las nanopartículas de plata está hecho de acero, acero inoxidable, vidrio, titanio, cobre, oro, polímeros sintéticos y naturales, polipropileno, policarbonato, poliuretano, cloruro de polivinilo, poliestireno, polisulfona, siliconas, HTV, RTV, mezclas o derivados copoliméricos.

8. Procedimiento, según la reivindicación 1 ola reivindicación 4, en el que el nivel de carga de plata de la superficie es de ,1 pg/cm2 a 1 pg/cm2