Proceso para conservar preparaciones acuosas de materiales minerales, preparaciones acuosas conservadas de materiales minerales y uso de compuestos conservantes en preparaciones acuosas de materiales minerales.

Proceso para conservar una preparación acuosa de material mineral,

caracterizado porque el proceso comprendelos siguientes pasos:

(a) proporcionar una preparación acuosa de por lo menos un material mineral;

(b) adicionar a la preparación acuosa del paso a) una o más fuentes de iones litio en una cantidad tal que lacantidad total de iones litio en la preparación acuosa sea de 750 a menos de 3.000 ppm, calculada en relación conel agua en la preparación;

(c) adicionar a la preparación acuosa del paso a) una o más fuentes de iones sodio y/o potasio y/o magnesio en unacantidad tal que la cantidad total de iones sodio y/o potasio y/o magnesio en la preparación acuosa sea de 3.000 amenos de 7.500 ppm, calculada en relación con el agua en la preparación, en donde los pasos (b) y (c) se puedenrealizar simultáneamente, o por separado en cualquier orden.

Proceso para conservar preparaciones acuosas de materiales minerales, preparaciones acuosas conservadas de materiales minerales y uso de compuestos conservantes en preparaciones acuosas de materiales minerales [0001] La presente invención se refiere a un proceso para conservar una preparación acuosa de materiales minerales, a preparaciones acuosas conservadas obtenidas mediante este proceso y al uso de compuestos conservantes en preparaciones acuosas de materiales minerales.

En la práctica, las preparaciones acuosas de materiales minerales se usan extensamente en procesos para preparar papel, pintura, caucho y plásticos, entre otras aplicaciones. Por ejemplo, en la industria del papel se usan suspensiones o dispersiones de carbonato de calcio, talco o caolín en grandes cantidades como sustancia de carga y/o como componente de formulaciones para recubrimiento de papel. Las preparaciones acuosas típicas de materiales minerales se caracterizan porque comprenden agua, uno o más materiales minerales y opcionalmente otros aditivos, tales como agentes auxiliares de dispersión y/o trituración, que forman una suspensión o dispersión con un contenido de sólidos de 1 a 80% en peso seco en relación con el peso total de la preparación. Los polímeros y copolímeros que se pueden usar como agentes auxiliares de dispersión y/o trituración en una preparación de este tipo se describen, por ejemplo, en el documento US 5.278.248.

Las preparaciones acuosas antes mencionadas están sujetas frecuentemente a contaminación por microorganismos tales como bacterias aerobias y anaerobias que dan como resultado cambios en las propiedades de la preparación, tales como cambios en la viscosidad y/o pH, decoloraciones o reducciones en otros parámetros de calidad, que afectan negativamente a su valor comercial. Por lo tanto, los fabricantes de dichas preparaciones acuosas normalmente adoptan medidas para desinfectar y conservar las suspensiones o dispersiones. Por ejemplo, el documento EP 1 139 741 describe suspensiones o dispersiones acuosas de minerales, sustancias de carga y/o pigmentos, que contienen un agente microbicida en forma de una solución y derivados de fenol en forma parcialmente neutralizada. El documento WO 01/85659 menciona formulaciones acuosas que contienen uno o más fenolatos y por lo menos un inhibidor de cristalización que se pueden usar para conservar pastas aguadas (slurries) minerales. El documento US 5.496.398 se refiere a un proceso para la reducción de microorganismos en pastas aguadas de arcilla de caolín mediante una combinación de calor de baja temperatura y niveles reducidos de un agente microbicida. El documento WO 02/052941 describe composiciones biocidas para la incorporación en pinturas, recubrimiento, yesos y plásticos, que comprenden por lo menos un óxido metálico y por lo menos una sal metálica. El documento US 4.655.815 menciona una composición antimicrobiana que comprende un donante de formaldehído.

El documento WO 2004/040979 A1 se refiere a mezclas antimicrobianas sinérgicas que contienen 1, 2bencisotiazolinona (BIT) y bencilhemiformal (BHF) . Por ejemplo, se usan las mezclas correspondientes para pastas aguadas (slurries) de pigmentos.

A efectos de la presente invención, a los medios químicos para la desinfección se les hace referencia como “desinfectantes” y se entiende que comprenden sustancias que destruyen microorganismos. Por ejemplo, el documento US 2001/0009682 se refiere a concentrados desinfectantes que tienen actividad biocida mejorada y que pueden contener un aldehído tal como glutaraldehído, un glicol y un tampón basado en litio. El documento WO 2006/079911 menciona un proceso para la desinfección y/o conservación y/o reducción y/o control de contaminación microbiana de dispersiones y/o suspensiones acuosas de sustancia mineral, que presenta por lo menos una etapa de aumentar la concentración de iones OH- de las dispersiones o suspensiones acuosas a un valor mayor que o igual a 1 x 10-2 mol/l, y por lo menos una etapa de dispersar y/o triturar las dispersiones y/o suspensiones acuosas.

A efectos de la presente invención, se hace referencia a los medios químicos para la conservación como “conservantes” y se entiende que los mismos comprenden sustancias que inhiben el desarrollo y la reproducción de microorganismos. Por ejemplo, el documento US 2006/0111410 menciona una mezcla que comprende 1, 2bencisotiazolinona (BIT) y tetrametilolacetilendiurea (TMAD) para proteger materiales y productos industriales del ataque de microorganismos.

Con respecto a esta última clase de conservantes usados en preparaciones acuosas de materiales minerales, el ejemplo clásico usado ampliamente en la industria es el ortofenilfenol (OPP) .

Sin embargo, una Directiva reciente del Consejo europeo ha dado a conocer que el OPP se clasificará nuevamente como un pesticida en aplicaciones de protección de alimentos, pienso y plantas. Esta nueva clasificación implica que muchos usuarios de preparaciones minerales acuosas que requieren conservación, preferirán preparaciones minerales acuosas conservadas con alternativas al OPP que no estén asociadas a residuos tóxicos en su aplicación, tal como aplicaciones que involucran contacto con alimentos, ni a residuos tóxicos en productos de desecho tal como aguas residuales. Cualquier planta de fabricación que produzca preparaciones acuosas de materiales minerales y que tenga uno o más clientes que implementan dichas preparaciones en aplicaciones de protección de alimentos, pienso y plantas, se verá entonces obligada a implementar globalmente una alternativa al OPP esencialmente para todos los clientes, debido al riesgo de contaminación con OPP a través de la planta.

Así, hay una necesidad urgente de composiciones adecuadas que proporcionen una conservación suficiente de preparaciones acuosas de materiales minerales sin implementar sustancias que provoquen residuos tóxicos.

Como respuesta, la presente solicitud ha encontrado sorprendentemente un sistema de conservación que satisface estas necesidades de los expertos. Por consiguiente, el primer objetivo de la presente invención reside en un proceso para conservar una preparación acuosa de material mineral, caracterizado porque el proceso comprende los siguientes pasos:

(a) proporcionar una preparación acuosa de por lo menos un material mineral;

(b) adicionar a la preparación acuosa del paso a) una o más fuentes de iones litio en una cantidad tal que la cantidad total de iones litio en la preparación acuosa sea de 750 a menos de 3.000 ppm, calculada en relación con el agua en la preparación;

c) adicionar a la preparación acuosa del paso a) una o más fuentes de iones sodio y/o potasio y/o magnesio en una cantidad tal que la cantidad total de iones sodio y/o potasio y/o magnesio en la preparación acuosa sea de 3.000 a menos de 7.500 ppm, calculada en relación con el agua en la preparación,

en donde los pasos (b) y (c) se pueden llevar a cabo simultáneamente, o por separado en cualquier orden.

De acuerdo con la presente invención, se puede evaluar el contenido de iones litio, sodio, potasio y magnesio en agua, filtrando los sólidos en la suspensión mediante filtración con membrana (tamaño de poro de 0, 2 micras) y midiendo el contenido de estos iones en el filtrado por cromatografía líquida.

De acuerdo con la presente invención, la conservación se evalúa como una carencia de “desarrollo significativo” de bacterias en el tiempo, empezando desde una preparación acuosa de material mineral que tiene un valor de ufc/ml (unidad formadora de colonias por mililitro) de menos de 104 ufc/ml. Dichos iones litio y sodio se adicionan a esta preparación acuosa inicial de material mineral. Después de esto, a la preparación acuosa se le inoculan bacterias y se determina el desarrollo de ufc/ml tal como se describe en la sección de ejemplos más adelante. Desarrollo significativo significa un desarrollo de bacterias mayor que el error asociado a la técnica de medición de ufc/ml.

El uso de bicarbonato de sodio solo como inhibidor del desarrollo de bacterias en alimentos se ha descrito por Corral, L y otros (“Research Note: Antimicrobial Activity”, Journal of Food Science, Volumen 53, N.º 3, 1988, pág. 981) . La Tabla 1 de esta publicación muestra que las cantidades de bicarbonato de sodio requeridas para inhibir el desarrollo son del orden de 1%. No se hace mención de ningún uso de iones litio para permitir que se utilicen cantidades bastante menores de bicarbonato de sodio en el contexto de una preparación acuosa de materiales minerales. Por otra parte, las especies bacterianas que son el objetivo son diferentes de aquellas encontradas típicamente en las... [Seguir leyendo]

1. Proceso para conservar una preparación acuosa de material mineral, caracterizado porque el proceso comprende los siguientes pasos:

(a) proporcionar una preparación acuosa de por lo menos un material mineral;

(b) adicionar a la preparación acuosa del paso a) una o más fuentes de iones litio en una cantidad tal que la cantidad total de iones litio en la preparación acuosa sea de 750 a menos de 3.000 ppm, calculada en relación con el agua en la preparación;

(c) adicionar a la preparación acuosa del paso a) una o más fuentes de iones sodio y/o potasio y/o magnesio en una cantidad tal que la cantidad total de iones sodio y/o potasio y/o magnesio en la preparación acuosa sea de 3.000 a menos de 7.500 ppm, calculada en relación con el agua en la preparación, en donde los pasos (b) y (c) se pueden realizar simultáneamente, o por separado en cualquier orden.

2. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicha preparación acuosa tiene un contenido de sólidos de 1 a 85%, preferentemente de 10 a 82%, y más preferentemente de 20 a 80%, en peso seco con respecto al peso total de la preparación acuosa.

3. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque dicha preparación acuosa del paso a) tiene un valor de pH de 6 a 10, 5, y preferentemente de 7 a 10.

4. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque dicha preparación acuosa del paso a) tiene una viscosidad de 50 a 800 mPa·s, y más preferentemente de 80 a 600 mPa·s.

5. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque dicho material mineral es natural o sintético y se selecciona del grupo consistente en carbonato de calcio, caolín, arcilla caolinítica, arcilla caolinítica calcinada, talco, sulfato de calcio, cuarzo, atapulgita, montmorillonita, tierra de diatomeas, sílice dividida finamente, óxido de aluminio, hidróxido de aluminio, silicatos, piedra pómez, sepiolita, dolomita, materiales de pigmento compuestos que incluyen carbonato de calcio precipitado, mica, dióxido de titanio, y mezclas de los mismos, y preferentemente del grupo consistente en carbonato de calcio triturado, tal como mármol, piedra caliza, creta o mezclas de los mismos, carbonato de calcio precipitado, dolomita, caolín, arcilla caolinítica, arcilla caolinítica calcinada y mezclas de los mismos.

6. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque dichos iones litio se proporcionan en forma de un compuesto de litio soluble en agua, preferentemente en forma de sales de litio, seleccionándose dichas sales de litio más preferentemente de carbonato de litio, sales poliméricas de litio y mezclas de carbonato de litio con sales poliméricas de litio, seleccionándose preferentemente dichas sales poliméricas de litio de sales de litio de homopolímeros acrílicos, copolímeros acrílicos, tales como copolímeros de ácido acrílico y ácido maleico y/o acrilamida, polifosfatos y mezclas de los mismos, siendo dicha sal polimérica de litio más preferentemente Li2Na2polifosfato, hexametafosfato de sodio-litio o poliacrilato de litio, siendo dichas sales de litio de la manera más preferida carbonato de litio.

7. Proceso de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque en la realización en donde dicho compuesto de litio soluble en agua es una mezcla de carbonato de litio y sales poliméricas de litio, la relación en peso de dicho carbonato de litio : sales poliméricas de litio es de 50:50 hasta 99, 9:0, 1.

8. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque se proporcionan dichos iones litio a la preparación acuosa del paso a) en una cantidad tal que la cantidad total de iones litio en la preparación acuosa es de 750 a 1.500 ppm, calculada con respecto al agua en la preparación.

9. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque dichos iones sodio y/o potasio y/o magnesio se proporcionan en forma de un compuesto de sodio y/o potasio y/o magnesio soluble en agua, seleccionándose preferentemente, dicho compuesto de sodio y/o potasio y/o magnesio soluble en agua, de carbonato de sodio y/o potasio y/o magnesio, cloruro de sodio y/o potasio y/o magnesio, mezclas de cloruro de sodio y/o potasio y/o magnesio con sales poliméricas de sodio y/o potasio y/o magnesio, y mezclas de carbonato de sodio y/o potasio y/o magnesio con sales poliméricas de sodio y/o potasio y/o magnesio, seleccionándose más preferentemente, dicho compuesto de sodio y/o potasio y/o magnesio soluble en agua, de carbonato de sodio y/o potasio y/o magnesio, siendo dicho compuesto de sodio y/o potasio y/o magnesio soluble en agua de la manera más preferida, carbonato de sodio.

10. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque dichos iones sodio y/o potasio y/o magnesio se suministran a la preparación acuosa del paso a) en una cantidad tal que la cantidad total de iones sodio en la preparación acuosa es de 5.000 a 7.000 ppm, calculada con respecto al agua en la preparación.

11. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque dichos iones litio del paso b) y dichos iones sodio y/o potasio y/o magnesio del paso c) se adicionan simultáneamente a la preparación acuosa del paso a) .

12. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque dichos iones litio del paso b) y dichos iones sodio y/o potasio y/o magnesio del paso c) se adicionan de manera separada a la preparación acuosa del paso a) .

13. Proceso de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque en el caso en el que dichos iones litio se proporcionen por medio de una sal polimérica, la sal polimérica de litio se adiciona antes a dichos iones sodio y/o potasio y/o magnesio.

14. Proceso de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque en el caso en el que dichos iones sodio y/o potasio y/o magnesio se proporcionen en parte por medio de una sal polimérica, la sal polimérica de sodio y/o potasio y/o magnesio se adiciona antes a dichos iones litio.

15. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque en el proceso de la presente invención no se usa ningún biocida además del biocida formado combinando litio con magnesio y/o sodio y/o potasio.

16. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque después de la adición de dichos iones sodio y/o potasio y/o magnesio y dichos iones litio, dicha preparación acuosa se seca para obtener un producto seco.

17. Preparación acuosa que se puede obtener mediante el proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15.

18. Preparación acuosa de acuerdo con la reivindicación 17, caracterizada porque se conserva con respecto a bacterias seleccionadas del grupo consistente en Thermus sp., Propionibacterium sp., Rhodococcus sp., Panninobacter sp., Caulobacter sp., Brevundimonas sp., Asticcacaudis sp., Sphingomonas sp., Rhizobium sp., Ensifer sp., Bradyrhizobium sp., Tepidimonas sp., Tepidicella sp., Aquabacterium sp., Pelomonas sp., Alcaligenis sp., Achromobacter sp., Ralstonia sp., Limnobacter sp., Massilia sp., Hydrogenophaga sp., Acidovorax sp., Curvibacter sp., Delftia sp., Rhodoferax sp., Alishewanella sp., Stenotrophomonas sp., Dokdonella sp., Methylosinus sp., Hyphomicrobium sp., Methylosulfomonas sp., Methylobacteria sp., Pseudomonas sp. y mezclas de de las mismas, y más preferentemente contiene bacterias seleccionadas del grupo consistente en Pseudomonas putida, Pseudomonas mendocina, Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas alcaligenes, Pseudomonas pseudoalcaligenes, Pseudomonas entomophila, Pseudomonas syringae, Methylobacterium extorquens, Methylobacterium radiotolerants, Methylobacterium dicloromethanicum, Methylobacterium organophilu, Hyphomicrobium zavarzini y mezclas de las mismas.

19. Uso de la preparación acuosa de acuerdo con la reivindicación 17 ó 18 en la fabricación de papel, tal como en formulaciones para fabricación de papel base y/o recubrimiento de papel, o en formulaciones de pinturas.

20. Producto seco que puede obtenerse de acuerdo con el proceso de la reivindicación 16.

21. Uso del producto seco de acuerdo con la reivindicación 20 en aplicaciones de plásticos, alimentos, pienso o cosméticos.

22. Uso de una composición que comprende

(a) una o más fuentes de iones litio en una cantidad tal que la cantidad total de iones litio en la preparación acuosa es de 750 a menos de 3.000 ppm, calculada en relación con el agua en la preparación, y

(b) adicionar a la preparación acuosa del paso a) una o más fuentes de iones sodio y/o potasio y/o magnesio en una cantidad tal que la cantidad total de iones sodio en la preparación acuosa es de 3.000 a menos de 7.500 ppm, calculada en relación con el agua en la preparación;

como conservante en una preparación acuosa de materiales minerales.

23. Uso de acuerdo con la reivindicación 22, caracterizado porque no se usa ningún otro aditivo que proporcione actividad biocida.