控制微生物污染的方法、所得矿物悬浮液及其用途的制作方法

文档序号:1108847阅读:297来源:国知局
专利名称:控制微生物污染的方法、所得矿物悬浮液及其用途的制作方法
专利说明控制微生物污染的方法、所得矿物悬浮液及其用途 本发明的第一目的涉及矿物材料水分散体和/或水悬浮液的消毒和/或防腐和/或降低和/或控制微生物污染的方法,在BrookfieldTM粘度方面为所述矿物材料水分散体和/或悬浮液提供令人满意的稳定性。
本发明的另一目的在于矿物材料水分散体和/或水悬浮液,其在BrookfieldTM粘度方面具有令人满意的稳定性并具有非常低的微生物菌种(germe)数和/或可以通过本发明的方法控制其微生物菌种浓度。
本发明的另一目的是所述矿物材料水悬浮液和/或分散体在矿物工业中,在纸工业中,优选在造纸和/或纸涂布中,以及在水性油漆特别是在大漆(laques)和清漆(vernis)制备领域中的用途。
本发明的最后目的在于矿物制剂、造纸制剂,特别是纸张和造纸涂布液(sauces)、水性油漆、大漆和清漆,其特征在于它们含有根据本发明的所述矿物材料水悬浮液和/或分散体。
本发明的第一目的因此是矿物和/或填料和/或颜料的水悬浮液和/或分散体的消毒和/或防腐和/或降低和/或控制微生物污染的方法,以用于在面临微生物污染时提供保护和/或在所述分散体和/或悬浮液的制备、储存、运输过程中以及当它们经过一定时间间隔(这可以由使用者决定)进行改性和/或处理时有意地控制微生物生长。优选地,该方法在矿场中,在纸工业中以及在清漆和油漆工业中使用。
该方法的目的主要是降低传统杀生物剂的浓度和/或避免使用传统杀生物剂,该传统杀生物剂特别描述于“XXXVI Empfehlung”vomBgVV(Bundesinstitut für gesundheitlichen Verbraucherschutz undVetrinrmedizin,Deutschland)中,“Kunststoffe imLebensmittelverkehr”Carl Heymanns Verlagkg,Kln,Berlin,Bonn,Munich,以及Code Fédéral 21§176.300中,2001年4月1日修订。由此降低了在只根据现有技术通常以高浓度使用这类杀生物剂时导致污染和人类中毒和损害环境的风险。
另一目的是创造一种具有可以自由选择的时间段的方法,在该时间段内该体系有效。
另一主要目的是不影响或者在不可避免时以正面方式影响所处理产品的性质和/或其随后的应用。
另一目的是将这种处理结合到矿物和/或颜料和/或填料生产的常规步骤中,例如特别是所述填料在水中分散和/或研磨的普通步骤中。
最后目的是提供不改变由此获得的矿物材料水悬浮液和分散体的BrookfieldTM粘度的稳定性的方法。
在本申请中,术语“微生物”表示具有细菌性质的所有好氧或厌氧的生物体和/或微生物,例如细菌,特别是嗜温好氧细菌,例如作为革兰氏阴性代表物的铜绿假单胞菌、肠炎沙门氏菌和大肠埃希杆菌,和作为革兰氏阳性代表物的枯草杆菌、金黄色葡萄球菌、单核细胞增多性李氏菌和藤黄微球菌,以及厌氧细菌和厌氧硫酸还原细菌,例如脱硫脱硫弧菌,以及真菌,特别是黑曲霉,以及酵母,特别是酿酒酵母。
对于术语“消毒和/或防腐”,还要理解的是,主要通过防止所述微生物生长和/或通过破坏所述微生物,从而保护含有矿物材料的水和/或水溶液和/或水悬浮液和/或水分散体免受微生物侵袭和/或防止微生物感染的风险。
这些消毒和防腐的概念因而涵盖了在保护所述矿物材料水悬浮液和/或分散体免受微生物侵袭方面的所有治疗性和防护性作用。
最后,术语矿物材料“分散体”和“悬浮液”在本申请中是指含有水、矿物材料(其干重量浓度大于或等于0.1%,相对于所述分散体和悬浮液总重量)以及任选的其它添加剂(例如特别是分散剂、研磨助剂和防沫剂)的组合物。
目前,为了实现含矿物材料的水和/或水溶液和/或水悬浮液和/或水分散体的消毒和保护,本领域技术人员有两种解决方案,它们可被单独或组合使用使用被称作杀生物剂的有机化学品,或者采用不涉及这些杀生物剂的处理方法。本申请人现在将指出与这两种方法有关的技术状况,同时着重指出所有这些现有解决方案的不足。
矿物和/或填料和/或颜料的水分散体和悬浮液习惯上使用杀生物剂防腐,这些杀生物剂可以单独或结合使用。在2000年4月修订的Code of Federal Regulations 21,§170至§199,章节176.300,Slimicides中尤其列出了用在矿物材料水悬浮液和/或水分散体中和用在工业循环水中的具有杀生物作用的惯用物质。这些物质也涵盖在著作“Praxis der Sterilisation,Desinfektion-Konservierung”中,Karl Heinz Wallhusser著,Geory Thieme Verlag出版的完全修订第5版,Stuttgart和文献“Microbicides for the protectionof materials,a handbook by Wilfried Paulus”第一版,1993年,Chapman & Hall出版,2-6 Boundary Row,London SE1 8HN中。此外,在2001年4月修订的Code of Federal Regulations 21,§170至§199中,在章节176.170和176.300中也描述了具有杀生物作用的这类物质。
在广泛使用的杀生物制剂中,其中的一些含有1,2苯并异噻唑啉-3-酮。这类制剂的缺点是被称作“假单胞菌窗”的现象,即该物质对多种细菌具有杀生物作用,但对某些细菌,在这种情况下是假单胞菌,则具有较低的效力。此外,这种物质造成皮肤敏感,并因此对使用者是危险的。另一缺点在于所述产品的稳定性,因此在随后的应用过程中,1,2苯并异噻唑啉-3-酮的杀菌作用没有消去,其随后通过穿过食品的包装材料而影响食品和/或食品的使用对象。此外,这种化合物差的降解性及其强毒性在所述产品迁移穿过包含其的包装材料时或在所述包装材料降解时对环境具有破坏作用。
此外,本领域技术人员还可以使用5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉酮和2-甲基-4-异噻唑啉酮。在此的缺点在于单独的5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉酮表现出对细菌的足够效力;不过这种物质暴露在碱性pH值下和在受热时非常不稳定,因此当在碱性pH值环境中和/或在高于40℃的温度下使用时迅速丧失其效力。此外,这些物质还对皮肤具有致敏作用。
还可以使用含溴的物质,更通常为卤化产物的组合。这类组合在许多情况下是不合意的,因为它们可能破坏环境,特别是在可能接触到水的领域中。由于它们对中性和碱性pH值的不稳定性,这类杀生物剂必须在酸性pH值下稳定化,并原样使用。在一次和/或数次制成的剂型中,调节至中性和/或碱性pH值的颜料溶液可能发生相容性问题。这类溶液在其BrookfieldTM粘度方面的稳定性因此降低。特别对于具有高矿物材料(尤其是碳酸钙和/或高岭土)浓度的水分散体或悬浮液,可以观察到粘度的提高和附聚物的形成。
使用戊二醛也是已知的。戊二醛在40至45℃以上不稳定并分解或形成环状结构,由此丧失其效力。此外,戊二醛目前是许多毒理学研究的对象,特别是关于其致癌性实际上,不确定这种产品在诱变方面对人类完全无害。尽管这方面还没有清楚证实,可是公知的是,戊二醛可以导致慢性呼吸道疾病和过敏症。因此,其对使用者而言构成明确的危险。
另一非常大的杀生物剂类型是分解产生甲醛的产品。一般而言,这些产品在热条件下不是非常稳定并在60℃以上自发分解成甲醛。甲醛被怀疑是致癌的根据欧盟建立的分类法,其作为“由于可能的致癌作用而为人关注的物质”被归入类别n°3,且由于其高挥发性(对于纯净产物,Teb=-19.2℃),其在使用时构成重大风险。O-缩甲醛和N-缩甲醛,乙二醇双半缩甲醛和苄基-双-半缩甲醛主要用作甲醛离解剂。根据名为“Praxis der Sterilisation,Desinfektion-Konservierung”的著作,Karl-Heinz Wallhusser著,Geory Thieme Verlag出版的完全修订第5版,Stuttgart,1995,第43页,已知将苯酚衍生物作为抗微生物活性成分。
在文献DE10027588A1中,提出邻苯基酚及其碱金属盐作为防腐剂。其实际上对碱性pH值是稳定的并对多数微生物有效,但是由于它们令人满意的化学和热稳定性,难以使它们失活。但有时必须的是,它们的抗菌效果不应该是永久的这是尤其在造纸领域中发现的最重要的要求。因此,文献WO 04/90148描述了在造纸中用作凝结剂和/或粘合剂和/或增稠剂的丙烯酰胺类聚合物的酶促合成。此外,文献CN1 483 773教导了在将纸脱墨的方法中使用酶促化合物。还可以提到文献JP 2004 169 243,其描述了使用酶将造纸中所用的纸浆漂白的方法。因此,这些文献令人满意地证明了某些酶在造纸领域中可能具有的重要性因此,获得下述微生物防护措施是重要的,该微生物的活性可以控制以便不损害某些造纸法中必需的所述酶的存在。此外,已知的是,邻苯基酚具有治疗性和防护性作用这两方面对本领域技术人员而言同样重要。治疗性和防护性作用分别是指用于确保分别对随后感染或已发生的感染的保护的方法或物质的特性(如文献“Wrterbuch der Mikrobiologie H.Weber,Gustav Fischer Verlag,Jena,Stuttgart,Lüber,Ulm”,1997年,分别在第449页和321页中所述)。
此外,用于水悬浮液和/或分散体的消毒和防腐的杀微生物物质的定量给料方法在保护人类、热稳定性和/或破坏环境方面具有缺点因此必须避免它们的使用。
另一确保含矿物材料的水和/或水悬浮液和/或水分散体的消毒和防腐的方法是使用不涉及化学品的处理方法。
在这方面,在食品领域中,首先,特别使用热(例如UHT法)将具有杀微生物作用的物质消毒和防腐。但是太高的热量会造成要保护的产品的变性,因此在许多情况下不推荐。太高的温度会破坏例如维生素。
在文献中,还描述了利用电泳的方法。在这种情况下,生成初生态的氢或氧。但是,公知的是,初生态的氢,特别是在氧的存在下,具有爆炸危险(爆炸性气体)。
同样已知的是,借助X-射线实现灭菌。但X-射线源如果以不规范的方式操作,则可能是危险的;它们要求专门培训过的人员并因此具有昂贵和难以付诸实施的缺点。
此外,已知的是,使用臭氧作为消毒剂。但是,臭氧是有毒的且制备昂贵,因此尤其不适合现场使用。臭氧也可以降低分散剂例如聚丙烯酸钠的效果,这又导致处理的水悬浮液和/或分散体粘度的不合意提高。
还使用紫外线辐射,特别是UV-C辐射进行灭菌。但是,紫外线辐射是危险的。紫外光例如用于水的灭菌。但是混浊物质使用紫外线辐射处理效果差(阴影现象)。
“Hochschule CH-8820 Wdenswil”,瑞士公开了使用强电脉冲减少细菌的方法(“High Electric Field Puls”法和ASE/AES公告3/01,第44页)这也涉及要求对矿物材料制备法作出重大改变的方法。
此外,在著作“J.Food Prot.卷64 No.10 2001,第1579至1583页,Author-Department of Applied Chemistry,KanagawaInstitute of Technology,Atsugi,日本”中,描述了使用锻烧的蟹壳进行食品消毒的方法。在该方法中,将蟹壳在850℃以上烘烤,制成的CaO经提议作为食品的消毒剂。没有探究对被加工的产品的任何副作用的详情。本领域技术人员不能根据该文献获得与对所得颜料的水悬浮液或分散体和对其性质例如粘度性质的改变所产生的影响有关的任何知识。此外,没有提到随时间受限的效力问题,且没有提出旨在创建该体系的有效时间段的另一可能的处理。
此外,在Brock-Biology of Microorganisms-(第9版),Madigan,M.T.和Martinko,J.M.和Perker,J.,2000,Upper Saddle River,(Prentice-Hall,Inc.),第154至155页,在图5.18中和在“Allgemeine Mikrobiologie,(第7版),Schlegel,H.G.,1992,Georg Thieme Verlag,Stuttgart-New York,第194至196页中,提到数种微生物如杆菌属也可以在极碱性环境中存活。在该文献中,没有提到下述事实通过提高或降低pH值,可以获得矿物材料水悬浮液的临时防腐而不改变所述悬浮液在粘度方面的物理性质。此外,该文献表明某些微生物可以在碱性pH值环境中生存,其不鼓励本领域技术人员采用这类碱性pH值环境,确切地在作为本发明目的的保护和/或消毒矿物材料水悬浮液的方面。申请人特别强调,这种方法和使用热、臭氧、X射线或紫外线或电脉冲的方法都不能够在要处理的矿物材料悬浮液中控制微生物生长。之前已经提到,这是本领域技术人员的重要要求,特别是在造纸工业中。
最后,文献DE 19 811 742描述了通过添加氧化钙或氢氧化钙将pH值提高至超过12,优选超过12.6-12.8的值来提纯带有碳酸钙和高岭土的水的水处理方法。此文献,无疑不在处理矿物材料水悬浮液以从中去除细菌的方法的特定技术领域中,其不可被本领域技术人员忽视其涉及以提纯为目的处理这类矿物材料悬浮液的更通常处理方法。其指出,氧化钙或氢氧化钙的添加在这种情况下造成悬浮的矿物材料的絮凝,这是在申请人设法解决的技术问题(微生物生长的减少或控制)中的意外效果。但是,令人惊讶地是,使用本申请中开发的方法成功地解决了提出的问题,而不会导致悬浮的矿物材料可能由于氧化钙或氢氧化钙的添加而絮凝。因此,令人惊讶地,本发明的方法不会造成使用该方法的矿物材料水悬浮液和分散体的絮凝。
最后,现有技术中所述的杀生物剂的使用在对人类的危险和/或对环境的破坏方面具有许多缺点。
另一方面,目前用于净化矿物材料水悬浮液的方法通常证实是昂贵的,难以结合到制备所述矿物材料的方法中,并且就它们而言,并非对环境和人类没有危险。
此外,惯用的化学品和已知净化方法都不能在所述矿物材料水悬浮液中随时间控制微生物的生长演变即微生物细胞分裂演变和/或微生物总数。但是,如申请人之前指出,这是本领域技术人员的基本要求,特别是在造纸领域中。
此外,需要开发出不改变由此获得的矿物材料水分散体和/或悬浮液在BrookfieldTM粘度方面的稳定性的方法。
本发明完全解决了这些问题,该方法在于矿物材料水分散体和/或水悬浮液的消毒和/或防腐和/或降低和/或控制微生物污染的方法,其特征在于该方法采用 a)至少一个将所述水分散体和/或悬浮液的OH-离子浓度提高到大于或等于1×10-2摩尔/升的值的步骤, b)至少一个分散和/或研磨所述水分散体和/或悬浮液的步骤,该步骤在步骤a)之前、之中或之后进行,任选地采用至少一种分散剂和/或至少一种研磨助剂, c)任选地,至少一个将所述水分散体和/或悬浮液的OH-离子浓度降低至小于或等于1×10-2摩尔/升的值的步骤,该步骤在步骤a)之后进行, d)任选地,至少一个添加至少一种具有杀微生物作用的物质和/或使用物理净化方法的步骤,该步骤在步骤a)和/或b)和/或c)之前、之中或之后进行。
申请人:强调,一旦由此定义了该方法,则可以如本领域技术人员认为合适的那样根据需要多次重复步骤a)、b)、c)和d);本领域技术人员应该知道如何根据其预计处理的矿物材料水分散体和/或悬浮液调整本发明的方法。
该方法因此具有下述特征使用一种或多种OH-离子给体,例如碱金属和/或碱土金属氧化物和/或碱金属和/或碱土金属氢氧化物提高OH-离子浓度,从而降低生物细胞分裂的速度和/或导致生物细胞分裂停止和/或破坏所述水分散体和/或悬浮液中存在的微生物。
根据需要,使用一种或多种单价和/或多价弱、中等强度或强的H3O+离子给体,例如特别是在碳酸水中离解的气态CO2,从而降低水悬浮液和/或分散体的OH-离子浓度;这使得能够重新建立微生物菌种的天然生长。
该方法在限制微生物菌种生长的步骤和在所述菌种繁殖的步骤中均能够防止矿物材料水悬浮液和/或分散体在其随后的应用方面的任何劣化,例如,其适于储存性、可泵送性的劣化和/或其在粘度方面的流变性的任何改变。
本发明的重要目的因此是简化与其它制备步骤,例如特别是与所述矿物材料的研磨和/或分散步骤结合的矿物材料水悬浮液和/或分散体的消毒和/或防腐操作程序,而不会改变所述矿物材料水悬浮液和/或分散体在BrookfieldTM粘度方面的稳定性。
本发明的另一目的是通过下述方法提供矿物材料水悬浮液和/或分散体,该方法能够消毒和/或保护所述水悬浮液和/或分散体以防止任何微生物污染和/或微生物侵袭,同时对人类、环境或天然资源破坏极小。特别地,必须确保不必使用危险的化学物质,注意本发明的方法与具有极小害处的适当用量和/或更低量的化学物质如邻苯基酚及其盐的结合可以构成优选实施方案。该方法必须能够适用于好氧和厌氧物种。
本发明的另一重要目的是控制微生物随时间的生长演变(即生物细胞分裂的演变)和/或微生物总量,从而不超过微生物的预定数量。此外,使用完全与本发明方法相容的酶,可以简单地抑制杀微生物作用,而不会改变处理的水悬浮液和/或分散体在BrookfieldTM粘度方面的稳定性,且不会限制其随后的应用,特别是在造纸领域中。
本发明的另一目的涉及储罐,铁路和公路运输容器,例如混凝土和钢罐,铁路罐车,罐槽和容器的净化和消毒。用于运输颜料的水悬浮液的铁路罐车装有液体形式的残余量的颜料,其由于干燥而部分浓缩。它们在送回时必须清洗和消毒以防止污染装载的新产品。这同样适用于任何储存和运输“容器”,无论其尺寸和体积如何。在这种情况下,刚刚好地(just in time)进行杀微生物作用的消除是绝对必要的,以免使人类、动物和环境面临任何危险。
由于提供了以下方法,该问题根据本发明得以解决,该方法单独或与其它方法(例如附加使用具有杀微生物作用的适当物质,或物理方法,例如高压脉冲,或热处理)结合使用时能够降低和/或消除和/或控制微生物生长,其是一种具有有限作用时间并可以控制的方法。该方法如其具有防护性作用那样具有许多治疗性作用。最后,所述方法不会改变或仅很少改变由此处理的所述矿物材料水分散体和/或悬浮液在BrookfieldTM粘度方面的稳定性。
本发明的第一目的因此是矿物材料水分散体和/或水悬浮液的消毒和/或防腐和/或降低和/或控制微生物污染的方法,其特征在于其使用 a)至少一个将所述水分散体和/或悬浮液的OH-离子浓度提高到大于或等于1×10-2摩尔/升的值的步骤, b)至少一个分散和/或研磨所述水分散体和/或悬浮液的步骤,该步骤在步骤a)之前、之中或之后进行,任选地采用至少一种分散剂和/或至少一种研磨助剂, c)任选地,至少一个将所述水分散体和/或悬浮液的OH-离子浓度降低至小于或等于1×10-2摩尔/升的值的步骤,该步骤在步骤a)之后进行, d)任选地,至少一个添加至少一种具有杀微生物作用的物质和/或使用物理净化方法的步骤,该步骤在步骤a)和/或b)和/或c)之前、之中或之后进行。
此方法的特征在于与步骤a)有关的OH-离子浓度值优选大于或等于2×10-2摩尔/升。
此方法的特征还在于借助于一种或多种OH-离子给体,例如碱金属和/或碱土金属氧化物和/或碱金属和/或碱土金属氢氧化物,从而进行与步骤a)有关的OH-离子浓度的提高。
此方法的特征还在于与步骤c)有关的OH-离子浓度值优选小于或等于1×10-3摩尔/升,非常优选小于或等于1×10-4摩尔/升。
此方法的特征还在于,借助于一种或多种单价和/或多价的弱、中等强度或强的H3O+离子给体,例如特别是在碳酸水中离解的气态CO2,从而进行与任选的步骤c)有关的OH-离子浓度的降低。
此方法的特征还在于,添加至少一种具有杀微生物作用的物质和/或使用杀微生物的物理净化方法的任选步骤d)使用至少一种杀生物剂,特别是邻苯基酚和/或其盐或它们的混合物,和/或至少一种含有微生物菌种,优选假单胞菌菌种,更优选铜绿假单胞菌菌种的破坏性菌种的产品,并且这种破坏性菌种是蛭弧菌属,非常优选为食菌蛭弧菌菌种。
该方法的特征还在于,添加至少一种具有杀微生物作用的物质和/或使用杀微生物的物理净化方法的任选步骤d)使用至少一种物理方法,例如优选基于温度升高的方法。
在与步骤c)的实施相关的该方法的变化形式中,所述方法的特征在于,步骤c)优选在步骤a)之后的一周至一个月进行。
根据这种变化形式,则在待处理的矿物材料水分散体和/或悬浮液中不使用具有杀微生物作用的物质。
此方法的特征还在于,该方法可以根据本领域技术人员非常熟悉的术语不连续、半连续或连续地进行。
此方法的特征还在于,其对于待处理的矿物材料的水和/或水分散体和/或悬浮液具有治疗性和/或防护性作用。
此方法的特征还在于,该方法所使用的矿物和/或颜料和/或填料选自高岭土,氢氧化铝,二氧化钛,滑石,石膏,缎光白,云母,含有碳酸钙的矿物和/或填料和/或颜料,特别是天然碳酸钙,大理石,石灰石,白云石和它们的混合物,它们与其它矿物的混合物,例如滑石-碳酸钙混合物,碳酸钙-高岭土混合物,或者碳酸钙与三氢氧化铝或三氧化铝的混合物,或者与合成或天然纤维的混合物,或者矿物的共结构物(co-structures),例如滑石-碳酸钙或滑石-二氧化钛共结构物,或它们的混合物,和/或含有白云石的碳酸钙,以及通过沉淀以合成方式制成的碳酸钙,和/或含有其它矿物的碳酸钙沉淀物。优选地,这些矿物和/或颜料和/或填料选自天然和/或沉淀碳酸钙,非常优选选自天然碳酸钙,特别选自大理石,方解石,白垩和它们的混合物。
最后,此方法的特征在于该方法被用在矿物工业领域中,特别是在储罐,铁路和公路运输容器中,例如混凝土和钢罐,铁路罐车,罐槽和容器中,在纸工业中,优选在造纸中,和/或在纸涂布中,和在水性油漆生产领域中,以及在大漆和清漆中。
本发明的另一目的在于使用本发明方法获得的矿物材料水分散体和/或悬浮液。
这些分散体和/或悬浮液的特征还在于,它们含有矿物和/或颜料和/或填料,该矿物和/或颜料和/或填料选自高岭土,氢氧化铝,二氧化钛,滑石,石膏,缎光白,云母,含有碳酸钙的矿物和/或填料和/或颜料,特别是天然碳酸钙,大理石,石灰石,白云石和它们的混合物,它们与其它矿物的混合物,例如滑石-碳酸钙混合物,碳酸钙-高岭土混合物,或者碳酸钙与三氢氧化铝或三氧化铝的混合物,或者与合成或天然纤维的混合物,或者矿物的共结构物,例如滑石-碳酸钙或滑石-二氧化钛共结构物,或它们的混合物,和/或含有白云石的碳酸钙,以及通过沉淀以合成方式制成的碳酸钙,和/或含有其它矿物的碳酸钙沉淀物。优选地,这些矿物和/或颜料和/或填料选自天然和/或沉淀碳酸钙,非常优选选自天然碳酸钙,特别是大理石、方解石、白垩和它们的混合物。
在不使用本发明方法的步骤c)的第一实施方案中,这些所述分散体和/或悬浮液的特征在于 a)它们具有大于或等于1×10-2摩尔/升,优选大于或等于2×10-2摩尔/升的OH-离子浓度, b)它们具有小于或等于100个微生物/克,优选小于或等于10个微生物/克的微生物浓度, c)并且它们含有 1.矿物材料, 2.水, 3.任选地,至少一种分散剂和/或至少一种研磨助剂, 4.任选地,至少一种防沫剂, 5.任选地,至少一种杀微生物剂。
根据此实施方案,这些分散体和/或悬浮液的特征还在于它们含有,相对于所述分散体和/或悬浮液的总重量 1. 0.1至85干重量%的矿物材料, 2. 15至99.9重量%的水, 3. 0至5干重量%的至少一种分散剂和/或至少一种研磨助剂, 4. 0至5干重量%的至少一种防沫剂, 5. 0至5干重量%的至少一种杀微生物剂。
这些水分散体和/或悬浮液的特征还在于具有杀微生物作用的物质选自邻苯基酚、其盐或它们的混合物,和/或至少一种含有破坏微生物菌种,优选假单胞菌菌种,更优选铜绿假单胞菌菌种的破坏性菌种的产品,并且该破坏性菌种是蛭弧菌属,非常优选为食菌蛭弧菌。
再根据此实施方案,当根据步骤d)使用基于温度升高的方法时,这些水分散体和/或悬浮液的特征还在于微生物浓度小于10个微生物/克。
在使用本发明方法的步骤c)且不使用根据步骤d)的具有杀微生物作用的物质的第二实施方案中,所述这些水分散体和/或悬浮液的特征在于 a)它们具有小于或等于1×10-2摩尔/升,优选小于或等于1×10-3摩尔/升,非常优选小于或等于1×10-4摩尔/升的OH-离子浓度, b)它们具有小于或等于100个微生物/克,优选小于或等于10个微生物/克的微生物浓度, c)并且它们含有 1.矿物材料, 2.水, 3.至少一种分散剂和/或至少一种研磨助剂, 4.和任选地,至少一种防沫剂。
根据此实施方案,本发明的这些分散体和/或悬浮液的特征还在于它们含有,相对于所述分散体和/或悬浮液的总重量 1. 0.1至85干重量%的矿物材料, 2. 10至99.89重量%的水, 3. 0.01至5干重量%的至少一种分散剂和/或至少一种研磨助剂, 4. 0至5干重量%的至少一种防沫剂。
根据此实施方案,防沫剂特别选自硅氧烷化合物、脂肪酸酯和它们的混合物。
再根据此实施方案,当根据步骤d)使用基于温度升高的方法时,这些水分散体和/或悬浮液的特征还在于微生物浓度小于或等于10个微生物/克。
本发明的另一目的是所述矿物材料水悬浮液和/或分散体在矿物工业,纸工业,优选在造纸中,和/或在纸涂布中,以及在水性油漆的制备领域中和在大漆和清漆中的用途。
本发明的最后一个目的是矿物制剂,造纸制剂,特别是纸张和造纸涂布液、水性油漆、大漆和清漆,其特征在于它们含有本发明的所述悬浮液和/或分散体。
下面使用实施例和对比例更详细地描述本发明。但本发明不限于下列实施例。本领域技术人员使用本说明书,结合权利要求,无需任何独创性活动就能够设计其它实施例并发现其它应用领域。
实施例 关于操作方式的一般性说明 食品工业中和纸和颜料工业中测定菌种的惯用方法例如被描述于“关于食品的瑞士手册”,章节56,段落7.01,1985版,1988年修订,名为“Bestimmung von aeroben Bakterien und Keime”中和在“关于食品的瑞士手册”,章节56,段落7.22,1985版,1988年修订,名为“Bestimmung von Pilzen”中。习惯上,在能够进行测定之前的培养时间每次为大约48小时。使用5天的培养时间以测定孢子的存在。
Microbial Systems Ltd公司已经开发出以CellfactsTM R为名出售的用于分析粒子的设备和方法。在名为Labor flash 9/96的期刊(为实验室和研究提供读者服务),Ott Verlag+Druck AG,Ch-3607 Thun,瑞士中可以找到关于该主题的更多信息。
这些设备能够测定样品中的细菌浓度,其作为电场中存在的粒子任选地通过外推法测定。在欧洲专利EP 1 149 172中详细描述了所述设备与测量方法和相关计算。
实施例中所用的颜料悬浮液通过在聚丙烯酸钠存在下的研磨和/或分散制备。初始样品的质量为5千克。使用带有搅拌器的容积等于2升的Dynomill型球磨机,该搅拌器具有直径50毫米的带齿盘。作为研磨体,使用直径2毫米的玻璃珠和直径0.5至2毫米的硅酸锆珠,以及其它类型的研磨珠,特别例如瓷器、硅酸锆、氧化锆,例如斜锆石,和它们的混合物,和/或氧化铝或自生研磨剂。
将矿物材料水悬浮液和/或分散体在高压釜中在141℃灭菌1小时以检查本发明的方法的防护作用。
将悬浮液和/或分散体在培养箱中在32℃培养1周,然后再与相应量和类型的受试细菌混合,以检查本发明的方法的治疗作用。
以一定的时间间隔,根据方法“Bestimmung von aerobenmesophilen Keimen”,Schweizerisches Lebensmittelbuch,章节56,段落7.01,1985版,1988年修订,从而确定菌种数量。
总是在22℃测定OH-离子摩尔浓度值(水的离解常数,pKw,等于14) 对于22℃的水,其中CH30+=COH-=10-7M,则得出K水(Kw)(22℃)=10-14M2。
水的离解常数pKw是温度的函数。因此,在22℃测得的pH值10相当于在100℃测量时使pH值等于11的OH-离子浓度。
因此,为了考虑温度的影响,使用下表确定水的离解常数值 此外,在本申请的所有剩余部分中,要指出的是,术语BrookfieldTM粘度是指在相同名称的RVT型粘度计上以100RPM的速度使用模件n°3测得的BrookfieldTM粘度。
实施例1 本实施例的目的是例证以其治疗性模式应用于碳酸钙矿物材料的水悬浮液的本发明的方法。
其目的还在于例证,本发明的方法能够在这种悬浮液中控制微生物菌种的生长演变而不会明显改变其稳定性。
颜料悬浮液 使用相对于矿物材料干重量的0.65干重量%的用市售钠/镁混合物中和的聚丙烯酸盐,制备通过研磨获得的78.3重量%天然大理石(其中90重量%的粒子具有小于2微米的直径,65重量%的粒子具有小于1微米的直径)的水悬浮液。
研磨后的悬浮液在20℃测得的pH值为9.7。
每次制备2份1千克颜料悬浮液样品。
微生物悬浮液 制备7种不同类型微生物的混合物,其是革兰氏阴性的,主要产自假单胞菌属(主要是铜绿假单胞菌),从来自奥地利的天然带有菌种的碳酸钙的悬浮液中分离出来。
这7种不同类型的微生物能够使用本领域技术人员公知的并由BIOMERIEUXTM公司开发的APITM试验识别。
在该悬浮液中,微生物菌种浓度为5×106个菌种/毫升。
样品1 第一样品相当于1千克所述颜料悬浮液,通过在充分搅拌下添加氢氧化钠,使其与0.025摩尔OH-离子混合。(NaOH作为2.5摩尔浓度溶液添加)。
刚加入氢氧化钠后的BrookfieldTM粘度为3O8mPa.s。
样品2 使用第二样品作为与现有技术状况有关的对比例,并相当于在实施例1的开头所述的1千克颜料悬浮液,但不添加OH-离子给体溶液。
BrookfieldTM粘度为389mPa.s。
然后将两个样品都与10毫升微生物悬浮液混合,然后每次在培养箱中在30℃培养24小时在本申请的剩余部分中,这种作用被称作暴露(exposition)。对于每一实施例,使样品暴露在相同的细菌悬浮液中。
对于每一样品,随后测量菌种浓度(数目/毫升)、OH-离子浓度值(摩尔/升)和BrookfieldTM粘度(mPa.s)。
数据显示在表1和2中。
表1 这些结果证明本发明的处理对样品1的保护作用微生物数目没有增加。
表2 此外,本发明的样品的BrookfieldTM粘度不受影响其以与未处理的样品类似的方式变化。
最后,在搅拌之后测得的在26天的BrookfieldTM粘度非常接近初始BrookfieldTM粘度本发明的处理因此在BrookfieldTM粘度方面没有影响矿物材料水悬浮液的稳定性。
在26天后,通过引入气态CO2,处理经过之前暴露的本发明的一部分样品1,从而将OH-离子浓度降至等于5×10-5摩尔/升的值。
对于这种新样品,这一时刻相当于时刻T=0。
这部分样品1下面被称作样品1-2,并代表了本发明,对其施以一定次数的附加暴露。
对于样品1-2,随后进行OH-离子浓度、微生物菌种数和BrookfieldTM粘度的测量。
结果显示在表3和4中。
表3(样品1-2) 表4(样品1-2) 没有搅拌本发明的样品1-2时的BrookfieidTM粘度在储存期间与对比样品相比仅略微提高。稳定性没有降低。26天后在搅拌过的状态下的BrookfieldTM粘度与根据本发明处理之前的初始BrookfieidTM粘度几乎相同本发明的样品在BrookfieldTM粘度方面的稳定性因此不受影响。
在26天后,通过引入硝酸,处理经过如本实施例开头所述的预先暴露的本发明的另一部分样品1,从而将OH-离子浓度降至等于8×10-5摩尔/升的值。
对于这种新样品,这一时刻相当于时刻T=0。
这部分样品1下面被称作样品1-3,并代表了本发明,对其施以新的暴露。
对于样品1-3,随后进行OH-离子浓度和微生物菌种数的测量。
结果显示在表5中。
表5(样品1-3) 经由柠檬酸的添加引入H3O+离子,即通过本发明的方法,再次消除了抑制作用。
在26天后,通过引入磷酸,处理经过如本实施例开头所述的预先暴露的本发明的另一部分样品1,从而将OH-离子浓度降至等于2.5×10-5摩尔/升的值。
对于这种新样品,这一时刻相当于时刻T=0。
这部分样品1下面被称作样品1-4,并代表了本发明,使其进行新的暴露。
对于样品1-4,随后进行OH-离子浓度和微生物菌种数的测量。
结果显示在表6中。
表6(样品1-4) 经由磷酸的添加引入H3O+离子,即通过本发明的方法,再次消除了抑制作用。
实施例2 本实施例的目的是例证以其治疗性和防护性模式应用于碳酸钙矿物材料的水悬浮液的本发明的方法。
其目的还在于例证,本发明的方法能够在这种悬浮液中控制微生物菌种的生长演变而不会明显改变其在BrookfieldTM粘度方面的稳定性。
颜料悬浮液 使用相对于矿物材料干重量的0.65干重量%的用市售钠/镁混合物中和的聚丙烯酸盐,制备通过研磨获得的78.3重量%天然大理石(其中90重量%的粒子具有小于2微米的直径,65重量%的粒子具有小于1微米的直径)的水悬浮液。研磨后的悬浮液在20℃测得的pH值为9.7。
由该颜料悬浮液制备2份1千克的样品。
微生物悬浮液 制备7种不同的革兰氏阴性细菌的混合物,其主要包含假单胞菌属(主要是铜绿假单胞菌),从来自奥地利的天然育有菌种的碳酸钙浆料中分离出来。
这7种不同类型的微生物能够使用本领域技术人员公知的并由BIOMERIEUXTM公司开发的APITM试验识别。
此悬浮液的微生物菌种浓度为5×106个菌种/毫升。
样品3 此样品用于例证在其防护模式下的本发明的处理。
此样品相当于1千克所述颜料悬浮液,其在充分搅拌下与含有2.6×10-2摩尔/升OH-离子的研磨Ca(OH)2(平均粒径等于2微米)溶液混合。
刚完成之前的添加后的BrookfieldTM粘度为357mPa.s。
本发明的此样品随后数次与10毫升的微生物悬浮液混合,随后在培养箱中在30℃培养24小时。
对样品3施以一定次数的暴露,随后也测量菌种浓度(数目/毫升)、OH-离子浓度值(摩尔/升)和BrookfieldTM粘度(mPa.s)。
相应结果显示在表7和8中。
表7(样品3) 这些结果证明本发明的处理对样品3的保护作用微生物菌种数目没有增加。
表8(样品3) 此外,本发明的样品的BrookfieldTM粘度不受影响其以与样品2所代表的未处理样品类似的方式变化。
最后,在搅拌之后测得的在26天的BrookfieldTM粘度非常接近初始BrookfieldTM粘度本发明的处理因此能够恢复BrookfieldTM粘度。
在26天后,通过引入气态CO2,处理经过之前暴露的本发明的一部分样品3,从而将OH-离子浓度降至等于5×10-5摩尔/升的值。
对于这种新样品,这一时刻相当于时刻T=0。
这部分样品3下面被称作样品3-2,并代表了本发明,对其施以一定次数的暴露。
对于样品3-2,随后进行OH-离子浓度(摩尔/升)、微生物菌种数(数目/克)和BrookfieldTM粘度(mPa.s)的测量。
相应的结果显示在表9和10中。
表9(样品3-2) 这些结果证明,在根据本发明降低OH-离子浓度后,微生物菌种重新开始生长本发明的方法由此能够控制矿物材料水悬浮液中微生物菌种的生长。
表10(样品3-2) 此外,本发明的该样品的BrookfieldTM粘度不受影响其以与样品2所代表的未处理样品类似的方式变化。
最后,在搅拌后测得的在26天的BrookfieldTM粘度非常接近初始BrookfieldTM粘度本发明的处理因此能够恢复BrookfieldTM粘度。
样品4 此样品用于例证在其治疗模式下的本发明的处理。
本发明的样品相当于1千克本实施例开头所述的颜料悬浮液,其在充分搅拌下与10毫升微生物悬浮液混合,随后在培养箱中在32℃下培养7天。在1周培养后微生物浓度为2×107个菌种/毫升。该样品在充分搅拌下与含有2.6×10-2摩尔/升OH-离子的研磨Ca(OH)2(平均粒径等于2微米)溶液混合。
刚完成之前的添加后的BrookfieldTM粘度为389mPa.s。
对样品4施以新暴露,随后也测量OH-离子浓度值(摩尔/升)、微生物菌种浓度(数目/克)和BrookfieldTM粘度(mPa.s)值。
相应结果显示在表11和12中。
表11(样品4) 这些结果证实了本发明的处理的治疗作用。
表12(样品4) 此外,该BrookfieldTM粘度没有降低。
在7天后,通过引入气态CO2,处理经过之前暴露的本发明的一部分样品4,从而将OH-离子浓度降至等于3×10-5摩尔/升的值。这部分样品4,称作样品4-2,随后再次暴露在1毫升微生物悬浮液下。
对于这种新样品,这一时刻相当于时刻T=0。
对于样品4-2,随后进行OH-离子浓度(摩尔/升)、微生物菌种浓度(数目/克)和BrookfieldTM粘度(mPa.s)的测量。
相应的结果显示在表13和14中。
表13(样品4-2) 这些结果证实,本发明的方法能够使微生物菌种浓度再次增加本发明的方法由此能够控制样品中的微生物浓度。
表14(样品4-2) 此外,通过使用本发明的方法,BrookfieldTM粘度没有降低。
通过加入液体CO2,将被称作样品4-3的由第一治疗性防腐获得的一部分样品4的OH-浓度降至等于3×10-5摩尔/升的值。
该样品在充分搅拌下与含有2.6×10-2摩尔/升OH-离子的研磨Ca(OH)2(平均粒径等于2微米)溶液混合。
选择此时刻作为新的时间基点。
刚完成之前的添加后的BrookfieldTM粘度现在为425mPa.s。
在20℃测量的OH-离子浓度值为6.3×10-3摩尔/升。
对样品4-3,随后进行OH-离子浓度(摩尔/升)、微生物菌种浓度(数目/克)和BrookfieldTM粘度(mPa.s)的测量。
这些结果显示在表15和16中。
表15(样品4-3) 表16(样品4-3) 这些结果证实,本发明的方法能够通过OH-离子浓度的再次提高而终止微生物的生长本发明的方法由此能够控制样品中的微生物浓度。
此外,BrookfieldTM粘度没有降低。
在7天后,通过引入气态CO2,处理本发明的一部分样品4-3,从而将OH-离子浓度降至等于3×10-5摩尔/升的值。这部分样品4,称作样品4-4,随后再次暴露在1毫升微生物悬浮液下。
对于这种新样品,这一时刻相当于时刻T=0。
对于样品4-4,随后进行OH-离子浓度(摩尔/升)、微生物菌种浓度(数目/克)和BrookfieldTM粘度(mPa.s)的测量。
表17(样品4-4) 这些结果证实,本发明的方法能够使微生物菌种浓度再次增加本发明的方法由此能够控制样品中的微生物浓度。
表18(样品4-4) 此外,使用本发明的方法没有降低BrookfieldTM粘度。
实施例3 本实施例的目的是例证以其治疗性模式应用于高岭土矿物材料的水悬浮液的本发明的方法。
其目的还在于例证本发明的方法能够控制这种悬浮液中微生物菌种的生长演变。
颜料悬浮液 使用相对于矿物材料干重量的0.25干重量%的市售聚丙烯酸钠,通过研磨至25重量%浓度,随后在粉碎干燥机中干燥,并分散在水中,由此制备含有63.3干重量%美洲高岭土(Géorgie)(其中95重量%的粒子具有小于2微米的直径,70重量%的粒子具有小于1微米的直径)的水悬浮液。
研磨后的悬浮液在20℃测得的pH值为7.7。
由该颜料悬浮液制备2份1千克的样品。
微生物悬浮液 制备7种不同类型细菌的混合物,其是革兰氏阴性的,主要由假单胞菌属构成(主要是铜绿假单胞菌),从来自奥地利的天然生成菌种的碳酸钙的悬浮液中分离出来。
这7种不同类型的微生物能够使用本领域技术人员公知的并由BIOMERIEUXTM公司开发的APITM试验识别。
微生物浓度为5×106个菌种/毫升。
样品5 样品5相当于1千克所述颜料悬浮液,其在充分搅拌下混合在0.053摩尔OH-离子(以2.7M浓度的CaO乙二醇溶液形式加入)中。
刚加入CaO后的高岭土水悬浮液的BrookfieldTM粘度为327mPa.s。
OH-离子浓度值为1.25×10-2摩尔/升。
样品6 样品6显示了现有技术,并相当于该颜料悬浮液与该微生物悬浮液的混合物。
通过使用之前的概念,对样品6和7施以一定次数的暴露,并随后测量OH-离子浓度(摩尔/升)、微生物菌种浓度(数目/克)和BrookfieldTM粘度(mPa.s)。
这些结果显示在表19和20中。
表19(样品5和6) 这些结果证明本发明的方法在其防护性方面的效力。
表20(样品5和6) 此外,本发明的该样品的BrookfieldTM粘度与现有技术的样品相比没有降低。
在26天后,通过引入气态CO2,处理经过之前暴露的本发明的一部分样品5,从而将OH-离子浓度降至等于2×10-6摩尔/升的值。
对于这种新样品,这一时刻相当于时刻T=0。
这部分样品5下面被称作样品5-2,并代表了本发明,对其施以一定次数的附加暴露。
对于样品5-2,随后进行OH-离子浓度(摩尔/升)、微生物菌种数(数目/克)和BrookfieldTM粘度(mPa.s)的测量。
这些结果显示在表21和22中。
表21(样品5-2) 这些结果证明,本发明的方法能够再次提高微生物菌种浓度本发明的方法由此能够控制矿物材料水悬浮液中的微生物生长。
表22(样品5-2) 此外,与代表现有技术的样品相比,BrookfieldTM粘度没有降低。
实施例4 本实施例的目的是例证以其治疗性和防护性模式应用于高岭土矿物材料的水悬浮液的本发明的方法,并且本发明的方法根据步骤d)使用邻苯基酚杀生物剂。
其目的还在于例证本发明的方法能够控制这种悬浮液中微生物菌种的生长演变。
颜料悬浮液 使用相对于矿物材料干重量的0.65干重量%的用市售钠/镁混合物中和的聚丙烯酸盐,制备通过研磨获得的78.3重量%天然碳酸钙(其为大理石)(其中90重量%的粒子具有小于2微米的直径,65重量%的粒子具有小于1微米的直径)的水悬浮液。
研磨后的悬浮液在20℃测得的pH值为9.7。
由该颜料悬浮液制备2份1千克样品。
微生物悬浮液 制备由7种不同的革兰氏阴性细菌形成的混合物,主要包含假单胞菌属(主要是铜绿假单胞菌),从来自奥地利的天然带有菌种的碳酸钙的悬浮液中分离出来。
这7种不同类型的微生物能够使用本领域技术人员公知的并由BIOMERIEUXTM公司开发的APITM试验识别。
微生物浓度为5×106个菌种/毫升。
样品7 此样品用于例证在其治疗性模式下并与邻苯基酚杀生物剂结合的本发明的处理。
本发明的这种样品相当于1千克所述颜料悬浮液,其在搅拌下,与10毫升微生物悬浮液混合,随后在培养箱中在32℃培养7天。
培养1周后的细菌浓度为2×107个菌种/毫升。
随后在充分搅拌下,在该样品中添加200ppm邻苯基酚,其为以每摩尔邻苯基酚1.07摩尔浓度KOH溶解在含KOH的溶液中的45%邻苯基酚溶液的形式。还以微细研磨悬浮液(研磨后的平均粒径为2微米)的形式,以2.7摩尔浓度Ca(OH)2加入1270ppm的Ca(OH)2。
刚添加了Ca(OH)2的碳酸钙悬浮液的BrookfieldTM粘度为271mPa.s。
随后将该样品数次与10毫升微生物悬浮液混合,然后每次在培养箱中在30℃培养24小时。
然后测定OH-离子浓度(摩尔/升)、微生物菌种浓度(数目/克)和BrookfieldTM粘度(mPa.s)值。
这些结果显示在表23和24中。
表23(样品7) 这些结果证实,本发明的方法能够治疗性处理矿物材料的水悬浮液。
表24(样品7) 此外,本发明的矿物材料水悬浮液的BrookfieldTM粘度没有降低。
样品8 该样品用于例证现有技术,并使用邻苯基酚杀生物剂。
本发明的第二样品相当于1千克所述颜料悬浮液,其在充分搅拌下与10毫升微生物悬浮液混合,随后在培养箱中在32℃培养7天。
在培养1周后的细菌浓度为2×107个菌种/毫升。
随后在充分搅拌下,在该第二样品中加入200ppm邻苯基酚,其为每摩尔邻苯基酚为1.07摩尔KOH所溶解而得的45%邻苯基酚溶液形式。
刚刚加入邻苯基酚后的BrookfielTM粘度为285mPa.s。
随后测定OH-离子浓度(摩尔/升)和微生物菌种浓度(数目/克)。
这些结果显示在表27中。
表27(样品8) 代表现有技术的样品8表明,与治疗性范围中使用的菌种相比,该邻苯基酚表现出不充分的杀微生物作用。
防腐作用不完全并且不充分。相反,采用本发明的样品7能够表明,结合了邻苯基酚的使用和提高OH-离子浓度的步骤的本发明的方法能够在矿物材料水悬浮液中的微生物菌种减少方面获得非常令人满意的结果。
实施例5 本实施例的目的是例证对于货车洗水来说,本发明的方法的治疗性和防护性模式。
货车洗水的防腐 为了模拟货车洗水,使用包含获自实施例1的3重量%碳酸钙悬浮液的缓冲食盐溶液。
然后在两种不同样品上进行消毒试验。
样品9 该样品用于例证本发明的方法的防护性模式。
Ca(OH)2溶解在0.85重量%的无菌磷酸盐缓冲溶液(PBS)中,在30℃下储存24小时后与表28中所示细菌/酵母混合物混合。
样品再次在30℃培养24小时,随后从盘中移出。
在光学显微镜下检查已经生长的菌种。
样品10 该样品用于描述本发明的方法的治疗性模式。
一方面将细菌混合物(在PBS中),另一方面将细菌/酵母混合物(在PBS中)与Ca(OH)2混合,储存,随后出模。
表28(微生物混合物的组成) 表29和30显示了对于不同的Ca(OH)2初始浓度,经24小时培养后在样品中测得的OH-离子浓度(摩尔/升)和菌种和酵母浓度(数目/毫升)。
表29(样品9) 1)Ca(OH)2的剂量活性量/总量 表30(样品10) 1)Ca(OH)2的剂量活性量/总量 由此,表29表明,对于200ppm的Ca(OH)2初始浓度,在24小时后获得1000个/毫升的微生物菌种浓度和5×10-4摩尔/升的OH-离子浓度。
对于500ppm的Ca(OH)2初始浓度,微生物菌种的浓度值降至50个/毫升;随后获得3×10-3摩尔/升的OH-离子浓度。
这些结果确实证明了本发明的方法的防护性效果。
最后,对于500ppm的Ca(OH)2起始浓度,微生物菌种的浓度值降至低于10个/毫升的量;随后获得3×10-3摩尔/升的OH-离子浓度。
后一结果表明这样的事实采用防护性模式的本发明方法能够获得具有非常低的微生物菌种量,特别是低于10个/毫升的量的矿物材料水悬浮液。
同时,表30表明本发明的方法在其治疗性模式下的效力,因为在24小时后,微生物浓度会由于Ca(OH)2初始浓度大而显著降低。
由此表明,采用1000ppm的Ca(OH)2初始浓度,非常大部分的微生物菌种被杀灭,因为24小时后其浓度低于10个/毫升。
后一结果表明这样的事实采用治疗性模式的本发明方法能够获得具有非常低的微生物菌种量,特别是低于10个/毫升的量的矿物材料水悬浮液。
在30℃下将Ca(OH)2初始浓度等于1000ppm的样品9和10出模到称为PCA(平板计数琼脂)的细菌培养基上。
要指出,这些培养基相当于下列著作中所述的细菌制剂“American Public Health AssociationStandard Methods for theExamination of Dairy Products,15th ed.,1985”、“American PublicHealth Association,American Water Works Association and WaterPollution Control FederationStandard Methods for theExamination of Water and Wastewater,20th ed.,Washington,1998”和“An improved agar medium for the detection of proteolyticorganisms in total bacterial counts,J.Appl.Bact.,33;363-370(1970)”。
在48小时培养后,样品再次出模到相同的PCA型培养基上。
在微生物菌种方面,每毫升数出小于40个细菌,且每毫升数出少于100个细菌以外的微生物。
这些结果由此证明了本发明在治疗模式下的效力。
对于被称作9-2的一部分样品9,通过添加气态CO2,将OH-离子浓度降至5×10-7摩尔/升的值。将其在28中所述的细菌和酵母混合物存在下再培养24小时。然后将其出模到前述PCA型细菌培养基上。
如前所述,随后测量随初始Ca(OH)2浓度变化的微生物菌种浓度这些结果显示在表31中。
表31(样品9-2) 1)Ca(OH)2的剂量活性量/总量 这些结果表明,通过加入液体CO2以降低OH-浓度,由此可以使用本发明的方法消除防护性作用并重新开始微生物生长。
实施例6 此实施例说明本发明的方法,其中降低OH-离子浓度的步骤与物理方法结合,该物理方法在此情况下是基于升高温度的方法。
颜料悬浮液 使用相对于矿物材料干重量的0.65干重量%的用市售钠/镁混合物中和的聚丙烯酸盐,制备含有通过研磨获得的0.1干重量%的天然碳酸钙(其为大理石)(其中90重量%的粒子具有小于2微米的直径,65重量%的粒子具有小于1微米的直径)的水悬浮液。
每次制备2个样品。
微生物悬浮液 制备浓度等于104个微生物/克的微生物悬浮液,表32中给出了其组成。
样品11 此样品说明本发明,并由颜料悬浮液组成,在其中混合微生物悬浮液并向其中加入含500ppm Ca(OH)2的溶液。
将该样品在20℃培养24小时。
样品12 此样品显示了现有技术,并除了不含Ca(OH)2外,与样品11相同。该样品在20℃下培养24小时。
样品13 此样品说明本发明,并由颜料悬浮液构成,在其中混合微生物悬浮液并向其中加入含有500ppm Ca(OH)2的溶液。
将该样品在40℃培养24小时。
样品14 此样品显示现有技术,并除了不含Ca(OH)2外,与样品13相同。
将该样品在40℃培养24小时。
表31(微生物混合物的组成) 对每个样品,测量其OH-离子浓度(摩尔/升),和细菌浓度,以及细菌以外的微生物浓度(数目/毫升);这些结果显示在表33中。
表33 表33证明,OH-离子浓度降低步骤,其为本发明的方法的代表,在20℃能够减少所有类型的微生物菌种的数目(样品11)。
还证明,与温度升至40℃的物理方法结合的该OH-离子浓度降低步骤(所述结合也是本发明的方法的代表)能够以非常显著的方式降低所有类型的微生物的浓度,因为该浓度随后低于10个/毫升。
对于本发明的样品11和13,随后通过加入CO2,将OH-离子浓度降至3.2×10-6摩尔/升的值。这些样品随后再在上述微生物混合物中培养,随后在30℃出模到PCA型微生物混合物上,使所述混合物作用24小时。
OH-离子浓度随后等于1×10-4摩尔/升,并随后观察到微生物菌种的新的增长因此,通过本发明的方法,可以重新开始微生物的生长。
实施例7 本实施例的目的是例证通过研磨以其治疗性模式应用于碳酸钙矿物材料的水悬浮液上的本发明的方法。
其目的还在于例证,本发明的方法能够在这种悬浮液中控制微生物菌种的生长演变,而不会改变其在BrookfieldTM粘度方面的稳定性。
微生物悬浮液 制备7种不同的革兰氏阴性细菌的混合物,主要包括假单胞菌属(主要是铜绿假单胞菌),从来自奥地利的天然育有菌种的碳酸钙的浆料中分离出来。
这7种不同类型的微生物能够使用本领域技术人员公知的并由BIOMERIEUXTM公司开发的APITM试验识别。
微生物浓度为5×106个菌种/毫升。
样品15 此样品用于显示现有技术;其如下获得将碳酸钙悬浮液暴露在微生物悬浮液下,随后研磨所述碳酸钙悬浮液。
由77.3干重量%天然大理石(其中30重量%的粒子具有小于2微米的直径,8重量%的粒子具有小于1微米的直径)的水悬浮液制备5千克干燥碳酸钙。
用10毫升微生物悬浮液处理所述悬浮液,并在30℃储存24小时。
通过使用相对于矿物材料干重量的0.65干重量%的用市售钠和镁的混合物中和的聚丙烯酸盐进行研磨,制备悬浮液,其中88重量%的粒子具有小于2微米的直径,64重量%的粒子具有小于1微米的直径。
研磨后的悬浮液在20℃测得的pH值为9.7。
研磨后24小时的BrookfieldTM粘度为284mPa.s。
研磨后该悬浮液的微生物菌种浓度大于105个菌种/毫升。
样品16 该样品用于例证本发明的处理的防护性模式。
由77.1重量%天然大理石(其中30重量%的粒子具有小于2微米的直径,8重量%的粒子具有小于1微米的直径)的水悬浮液制备5千克干燥碳酸钙。
用10毫升微生物悬浮液处理所述悬浮液,并在30℃储存24小时。
此后,在充分搅拌下在含有2×10-2摩尔/升OH-离子的研磨Ca(OH)2(平均粒径等于2微米)溶液中混合该样品。
通过用相对于矿物材料干重量的0.65干重量%的用市售钠和镁的混合物中和的聚丙烯酸盐进行研磨,制备悬浮液,其中91重量%的粒子具有小于2微米的直径,66重量%的粒子具有小于1微米的直径。
研磨后悬浮液在20℃测得的pH值为12.2。
上述加入后24小时的BrookfieldTM粘度为253mPa.s。
研磨后该悬浮液的微生物菌种浓度大于102个菌种/毫升。
这些结果表明相对于现有技术的处理,本发明的方法能够非常明显地降低该样品的微生物污染,而不会改变本发明的样品在BrookfieldTM粘度方面的稳定性。
在2天后,通过引入气态CO2处理本发明的样品16,从而将OH-离子浓度降至等于2×10-5摩尔/升的值。
在之前CO2加入后24小时的BrookfieldTM粘度为222mPa.s。
研磨后该悬浮液的菌种浓度低于102个菌种/毫升。
随后,通过引入气态CO2再处理本发明的样品16。
其随后用1毫升微生物悬浮液处理并在30℃储存48小时。该悬浮液的菌种浓度大于106个菌种/毫升。这些结果表明,通过加入气态CO2,本发明的方法能够再开始样品中的微生物生长。
实施例8 本实施例的目的是例证以治疗性模式应用于沉淀碳酸钙矿物材料的水悬浮液的本发明的方法。
其目的还在于例证,本发明的方法能够在这类悬浮液中控制微生物菌种的生长演变。
颜料悬浮液 制备含有50.0干重量的OMYATM公司出售的SyncarbTM F474型沉淀碳酸盐的水悬浮液。在20℃下测得的悬浮液pH值为9.7。
由该颜料悬浮液制备2份1千克的样品。
细菌悬浮液 制备7种不同类型的细菌的混合物,其为革兰氏阴性的,主要包括假单胞菌属(主要是铜绿假单胞菌),从来自奥地利的天然带菌种的碳酸钙的悬浮液中分离出来。
菌种浓度为2×105个菌种/毫升。
样品17 将1千克沉淀碳酸钙悬浮液的第一样品在剧烈搅拌下与0.075摩尔OH-离子(以2.7摩尔浓度Ca(OH)2在水中的悬浮液的形式加入)混合。
该沉淀碳酸钙悬浮液的粘度在刚刚加入Ca(OH)2后等于227mPa.s。
该悬浮液的pH值等于12.1。
该悬浮液现在相当于说明本发明的样品17。
样品18 将沉淀碳酸钙悬浮液的另一个1千克样品与该细菌悬浮液混合。
该悬浮液的粘度等于257mPa.s。
该悬浮液现在相当于说明现有技术的样品18。
如表34中所示,随后对样品17和18施以一定次数的暴露。
也如表34中所示,随后测定每个样品的OH-离子浓度值,以及不同时刻的微生物菌种浓度(根据前述方法)。
表34 这些结果证明了本发明方法在其防护性方面的效力。
此外,在T=2天和T=4天测量的本发明的样品n°17的粘度等于227mPa.s和232mPa.s与代表现有技术的样品相比,它们由此没有降低。
在4天后,通过引入气态CO2处理一部分本发明的样品17,从而将OH-离子浓度降至等于4×10-6摩尔/升的值。
这部分样品17下面被称为样品17b。
如表35所示,随后对该样品17b施以一定次数的暴露。
如表35所示(时刻T=0相当于将气态CO2引入到样品17中时刻,下面称为样品17b),随后测定OH-离子浓度值,以及不同时刻的微生物菌种浓度(根据前述方法)。
表35 这些结果证明,本发明的方法能够使菌种浓度再次提高本发明的方法由此能够控制沉淀碳酸钙的水悬浮液中的微生物生长。
权利要求
1.矿物材料水分散体和/或水悬浮液的消毒和/或防腐和/或降低和/或控制微生物污染的方法,其特征在于该方法采用
a)至少一个将所述水分散体和/或悬浮液的OH-离子浓度提高到大于或等于1×10-2摩尔/升的值的步骤,
b)至少一个分散和/或研磨所述水分散体和/或悬浮液的步骤,该步骤在步骤a)之前、之中或之后进行,任选地采用至少一种分散剂和/或至少一种研磨助剂,
c)任选地,至少一个将所述水分散体和/或悬浮液的OH-离子浓度降低至小于或等于1×10-2摩尔/升的值的步骤,该步骤在步骤a)之后进行,
d)任选地,至少一个添加至少一种具有杀微生物作用的物质和/或使用物理净化方法的步骤,该步骤在步骤a)和/或b)和/或c)之前、之中或之后进行。
2.根据权利要求1的方法,其特征在于与步骤a)有关的OH-离子浓度值优选大于或等于2×10-2摩尔/升。
3.根据权利要求1或2之一的方法,其特征在于借助于一种或多种OH-离子给体,例如碱金属和/或碱土金属氧化物和/或碱金属和/或碱土金属氢氧化物,从而进行与步骤a)有关的OH-离子浓度的提高。
4.根据权利要求1至3之一的方法,其特征在于与步骤c)有关的OH-离子浓度值优选小于或等于1×10-3摩尔/升,非常优选小于或等于1×10-4摩尔/升。
5.根据权利要求1至4之一的方法,其特征在于,借助于一种或多种单价和/或多价的弱、中等强度或强的H3O+离子给体,优选借助于在碳酸水中离解的气态CO2,从而进行与任选的步骤c)有关的OH-离子浓度的降低。
6.根据权利要求1至5之一的方法,其特征在于添加至少一种具有杀微生物作用的物质和/或使用杀微生物的物理净化方法的任选步骤d)使用至少一种杀生物剂,该杀生物剂选自邻苯基酚和/或其盐或它们的混合物,和/或选自至少一种含有破坏微生物菌种,优选假单胞菌菌种,更优选铜绿假单胞菌菌种的破坏性菌种的产品,并且这种破坏性菌种是蛭弧菌属,非常优选为食菌蛭弧菌菌种。
7.根据权利要求1至6之一的方法,其特征在于添加至少一种具有杀微生物作用的物质和/或使用杀微生物的物理净化方法的任选步骤d)使用至少一种基于温度升高的处理方法。
8.根据权利要求1至5之一的方法,其特征在于步骤c)是必需的,且不根据步骤d)使用杀微生物剂,且步骤c)优选在步骤a)之后的一周至一个月进行。
9.根据权利要求1至8之一的方法,其特征在于该方法以不连续、半连续或连续方式进行。
10.根据权利要求1至9之一的方法,其特征在于该方法对于待处理的矿物材料水分散体和/或悬浮液具有治疗性和/或防护性作用。
11.根据权利要求1至10之一的方法,其特征在于该方法所使用的矿物和/或颜料和/或填料选自高岭土,氢氧化铝,二氧化钛,滑石,石膏,缎光白,云母,含有碳酸钙的矿物和/或填料和/或颜料,特别是天然碳酸钙,大理石,石灰石,白云石和它们的混合物,它们与其它矿物的混合物,例如滑石-碳酸钙混合物,碳酸钙-高岭土混合物,或者碳酸钙与三氢氧化铝或三氧化铝的混合物,或者与合成或天然纤维的混合物,或者矿物的共结构物,例如滑石-碳酸钙或滑石-二氧化钛共结构物,或它们的混合物,和/或含有白云石的碳酸钙,以及通过沉淀以合成方式制成的碳酸钙,和/或含有其它矿物的碳酸钙沉淀物。
12.根据权利要求11的方法,其特征在于这些矿物和/或颜料和/或填料选自天然和/或沉淀碳酸钙。
13.根据权利要求12的方法,其特征在于这些矿物和/或颜料和/或填料选自天然碳酸钙,优选选自大理石、方解石、白垩和它们的混合物。
14.根据权利要求1至13之一的方法,其特征在于该方法被用在矿物工业领域中,特别是在储罐,铁路和公路运输容器中,例如混凝土和钢罐,铁路罐车,罐槽和容器,在纸工业中,优选在造纸中,和/或在纸涂布中,和在水性油漆生产领域中,以及在大漆和清漆的水性体系中。
15.根据权利要求1至14之一的方法,其特征在于步骤c)是必需的,且不根据步骤d)使用杀微生物物质。
16.矿物材料水分散体和/或悬浮液,其特征在于它们通过权利要求1至14之一的方法获得。
17.矿物材料水分散体和/或悬浮液,其特征在于
a)它们具有大于或等于1×10-2摩尔/升,优选大于或等于2×10-2摩尔/升的OH-离子浓度,
b)它们具有小于或等于100个微生物/克,优选小于或等于10个微生物/克的微生物浓度,
c)并且它们含有
1.矿物材料,
2.水,
3.任选地,至少一种分散剂和/或至少一种研磨助剂,
4.任选地,至少一种防沫剂,
5.任选地,至少一种杀微生物剂。
18.根据权利要求17的矿物材料水分散体和/或悬浮液,其特征在于它们含有,相对于所述分散体和/或悬浮液的总重量
1.0.1至85干重量%的矿物材料,
2.15至99.9重量%的水,
3.0至5干重量%的至少一种分散剂和/或至少一种研磨助剂,
4.0至5干重量%的至少一种防沫剂,
5.0至5干重量%的至少一种杀微生物剂。
19.根据权利要求17或18之一的矿物材料水分散体和/或悬浮液,其特征在于具有杀微生物作用的物质选自邻苯基酚、其盐或它们的混合物,和/或选自至少一种含有破坏微生物菌种,优选假单胞菌菌种,更优选铜绿假单胞菌菌种的破坏性菌种的产品,并且这种破坏性菌种是蛭弧菌属,非常优选为食菌蛭弧菌菌种。
20.矿物材料水分散体和/或悬浮液,其特征在于它们通过权利要求15的方法获得。
21.矿物材料水分散体和/或悬浮液,其特征在于
a)它们具有小于或等于1×10-2摩尔/升,优选小于或等于1×10-3摩尔/升,非常优选小于或等于1×10-4摩尔/升的OH-离子浓度,
b)它们具有小于或等于100个微生物/克,优选小于或等于10个微生物/克的微生物浓度,
c)并且它们含有
1.矿物材料,
2.水,
3.至少一种分散剂和/或至少一种研磨助剂,
4.和任选地,至少一种防沫剂。
22.根据权利要求21的矿物材料水分散体和/或悬浮液,其特征在于它们含有,相对于所述分散体和/或悬浮液的总重量
1.0.1至85干重量%的矿物材料,
2.10至99.89重量%的水,
3.0.01至5干重量%的至少一种分散剂和/或至少一种研磨助剂,
4.0至5干重量%的至少一种防沫剂。
23.根据权利要求21或22之一的矿物材料水分散体和/或悬浮液,其特征在于防沫剂选自硅氧烷化合物、脂肪酸酯和它们的混合物。
24.根据权利要求16至23之一的分散体和/或悬浮液,其特征在于它们含有矿物和/或颜料和/或填料,该矿物和/或颜料和/或填料选自高岭土,氢氧化铝,二氧化钛,滑石,石膏,缎光白,云母,含有碳酸钙的矿物和/或填料和/或颜料,特别是天然碳酸钙,大理石,石灰石,白云石和它们的混合物,它们与其它矿物的混合物,例如滑石-碳酸钙混合物,碳酸钙-高岭土混合物,或者碳酸钙与三氢氧化铝或三氧化铝的混合物,或者与合成或天然纤维的混合物,或者矿物的共结构物,例如滑石-碳酸钙或滑石-二氧化钛共结构物,或它们的混合物,和/或含有白云石的碳酸钙,以及通过沉淀以合成方式制成的碳酸钙,和/或含有其它矿物的碳酸钙沉淀物。
25.根据权利要求24的分散体和/或悬浮液,其特征在于这些矿物和/或颜料和/或填料选自天然和/或沉淀碳酸钙。
26.根据权利要求25的分散体和/或悬浮液,其特征在于这些矿物和/或颜料和/或填料选自天然碳酸钙,优选选自大理石、方解石、白垩和它们的混合物。
27.根据权利要求16至26之一的矿物材料水分散体和/或悬浮液在矿物工业领域中的用途。
28.根据权利要求16至26之一的矿物材料水分散体和/或悬浮液在纸工业领域中,特别是在造纸和/或在纸涂布中的用途。
29.根据权利要求16至26之一的矿物材料水分散体和/或悬浮液在水性油漆的生产领域中,特别是在大漆和清漆中的用途。
30.矿物制剂,其特征在于该制剂含有根据权利要求16至26之一的悬浮液和/或分散体。
31.造纸制剂,特别是纸张和造纸涂布液,其特征在于它们含有根据权利要求16至26之一的悬浮液和/或分散体。
32.水性油漆,特别是大漆和清漆,其特征在于它们含有根据权利要求16至26之一的悬浮液和/或分散体。
全文摘要
本发明涉及矿物材料水分散体和/或水悬浮液的消毒和/或防腐和/或降低和/或控制其微生物污染的方法,并且确保在Brookfield粘度方面为所述矿物材料水分散体和/或悬浮液提供良好稳定性。本发明还涉及如此得到的所述水分散体和/或悬浮液以及它们在矿物、纸和油漆工业中的用途。本发明进一步涉及所获得的最终产品。
文档编号A61L2/18GK101107019SQ200680003262
公开日2008年1月16日 申请日期2006年1月20日 优先权日2005年1月26日
发明者M·布里, P·施瓦岑特鲁贝尔, S·胡布施米德 申请人:Omya发展股份公司
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