BRPI0706739A2 - composição estável para gerar um fluido espessado contendo dióxido de cloro, e, método para produzir uma composição espessada de fluido de dióxido de cloro - Google Patents

Abstract

COMPOSIçãO ESTáVEL PARA GERAR UM FLUIDO ESPESSADO CONTENDO DIóXIDO DE CLORO, E, METODO PARA PRODUZIR UMA COMPOSIçãO ESPESSADA DE FLUIDO DE DIóXIDO DE CLORO Esta invenção se refere a uma composição estável e método para produzir uma composição de fluido espessada compreendendo dióxidode cloro. A composição estável inclui uma mistura contendo um clorito, uma fonte de ácido e uma componente espessante. Pelo menos um dentre clorito, a fonte de ácido e o componente espessante está na forma particulada. Em uma forma de realização, a mistura pode ser um corpo sólido unitário em que dióxido de cloro é gerado durante interação com um meio aquoso, tal como água. Uma fonte de halogênio livre pode também ser adicionada à mistura em alguns casos.

Description

"COMPOSIÇÃO ESTÁVEL PARA GERAR UM FLUIDO ESPESSADOCONTENDO DIÓXIDO DE CLORO, E, MÉTODO PARA PRODUZIRUMA COMPOSIÇÃO ESPESSADA DE FLUIDO DE DIÓXIDO DECLORO"

CAMPO DA INVENÇÃO

Esta invenção refere-se a composições de dióxido de cloro.Em particular, a invenção refere-se a uma composição espessada de dióxidode cloro e a um método de preparar a composição.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Dióxido de cloro em baixas concentrações (i.e. até 1.000 ppm)é reconhecido há muito tempo como útil para o tratamento de odores emicróbios, ver Patente U.S. 6.238.643. Seu uso é particularmente vantajosoonde se busca controlar micróbios e/ou odorantes orgânicos em e em torno dealimentos, porque o dióxido de cloro funciona sem a formação de produtossecundários indesejáveis, como cloraminas ou compostos orgânicos cloradosque podem ser produzidos quando cloro elementar é usado para o mesmo fimou para fins similares. Por exemplo, se for possível manter uma baixaconcentração de gás de dióxido de cloro em contato com produto frescodurante vários dias desde o transporte da fazenda até o revendedor local, ataxa de degradação do produto pode ser diminuída. Adicionalmente, gás dedióxido de cloro também é geralmente considerado seguro para contatohumano nas baixas concentrações que são efetivas para desodorização e amaior parte das aplicações antimicrobianas.

Usos adicionais de dióxido de cloro são exemplificados naspatentes divulgadas aqui e abaixo, e também os métodos de formar dióxido decloro. A Patente U.S. 2.071.091 divulga um bactericida e fungicidaaperfeiçoado, e um processo de esterilização aperfeiçoado usando ácidoclórico e os sais de ácido clórico. O termo "ácido clórico e os sais de ácidoclórico" inclui soluções aquosas de sais de clorito solúveis que foramacidificados a um pH ácido. Referidas soluções contêm misturas de dióxidode cloro e ânions clorito sendo que a relação de dióxido de cloro para clorito émaior quando o pH da solução é menor. Este processo requer um graurelativamente elevado de habilidade por parte do usuário para manusear emedir o ácido e clorito alcalino. A exigência de um pH ácido limita autilidade deste processo quando o pH preferido da solução é alcalino, e asolução resultante é contaminada com cloreto de sódio e os subprodutos desolução do ácido.

A Patente U.S. 2.071.094 revela composições desodorizadorasem forma de briquetes secos compreendendo uma mistura seca de um cloritosolúvel, um agente acidificador, e uma carga com menor solubilidade. Ageração de dióxido de cloro começa quando o briquete se dissolve em água.Este processo é vantajoso para usuários não versados na técnica, mas aindarequer que a solução resultante seja produzida a um pH ácido, e ainda estácontaminada com os subprodutos da solução dos reagentes. Tambémadicionalmente, a carga inerte, com baixa solubilidade, deixa uma pastaresidual insolúvel que é difícil de manusear e de eliminar.

A Patente U.S. 4.585.482 divulga uma composição biocida deação prolongada compreendendo um composto liberador de dióxido de cloroe um polímero gerador de ácido orgânico hidrolisável. Divulga-se métodospara produzir microcápsulas encapsuladas com polímero seco contendoreferidas composições e água, de tal forma que os materiais secos liberam gásde dióxido de cloro. A finalidade primária da película encapsuladora depolímero da patente '482 é a de proporcionar partículas duras de fluxo livre, eproteger contra a perda de água do interior da microcápsula. A imersão dasmicrocápsulas em água poderia produzir uma solução de dióxido de cloro.

Além de ser usado para tratar odores e micróbios, o dióxido decloro também pode ser usado em preparações para cuidados orais, banhospara mamilos e curativos de feridas. As Patentes US Nos. 5.944.528 e6.479.037 divulgam uma composição branqueadora para os dentes incluindouma primeira formulação apresentando um precursor de dióxido de cloro euma segunda formulação apresentando um acidulante capaz de gerar dióxidode cloro quando em contato com o precursor. Em uma concretização, as duasporções formuladas podem ser fixadas cuidadosamente antes de colocar todaa composição misturada em uma bandeja dental de acetato de vinila etilenofabricada de acordo com o paciente para aplicação nos dentes.Alternativamente, uma das primeira e segunda formulações pode ser aplicadainicialmente nos dentes antes da aplicação da formulação restante.

A Patente U.S. 4.330.531 divulga um material eliminador degermes e aplicador para dispensar composições eliminadoras de germescontendo dióxido de cloro. A Patente U.S. 5.200.171 divulga uma preparaçãopara saúde oral e um método. A patente Ί71 descreve uma lavagem bucalestável ou composição dentifrícia contendo dióxido de cloro estabilizado efosfatos, sendo que os fosfatos estão presentes numa faixa entre cerca de 0,02% a 3,0 %. O dióxido de cloro estabilizado é formado usando-se um inibidorde ativação, os fosfatos, para diminuir o pH no momento em que a preparaçãooral é usada na boca.

A Patente U.S. 6.312.670 divulga composições branqueadoraspara os dentes apresentando compostos contendo peróxido de hidrogênio emétodos para branquear dentes. A composição pode ser administrada pormeio de uma bandeja dental.

A Patente U.S. 6.500.408 divulga um branqueador dental protetor do esmalte e método para uso. O branqueador dental inclui um agentebranqueador e um agente espessante. O agente branqueador é tipicamente umperóxido e o agente espessante é polivinilpirrolidona. O branqueamento podeocorrer usando-se uma bandeja dental. O branqueador pode ser colocado emuma tira flexível que é aplicada sobre os dentes a serem branqueados.

A Patente U.S. 6.379.685 divulga banho para teta de cloritoaquoso ácido com emoliente aperfeiçoado que proporciona vida-de-prateleira,capacidade sanitizadora, e proteção de tecidos. A composição pode sermisturada usando-se duas partes, uma solução de clorito simples e um ácido.

A Patente U.S. 5.597.561 divulga composições desinfetantesaderentes e métodos de uso na desinfecção da pele. A composiçãodesinfetante é dirigida à prevenção de infecções microbianas e compreendemum ácido prótico, um clorito de metal e um agente geleificante que, quandocombinados, proporcionam uma matriz aderente efetiva que atua como umabarreira desinfetante para prevenir a transmissão e propagação de infecçõesmicrobianas.

Adicionalmente aos usos e métodos indicados acima, opresente requerente também desenvolveu e patenteou um método de gerardióxido de cloro. O presente requerente fabrica tabletes geradores de dióxidode cloro Aspetrol ® divulgados nas Patentes US Nos. 6.699.404 e 6.432.322.Os tabletes são usados numa ampla gama de aplicações, como para oxidarcompostos de cheiro ruim, desodorizar áreas, desinfetar, tratar e/ou purificarágua, etc. Estas patentes divulgam corpos sólidos para preparar soluçõesaltamente convertidas de dióxido de cloro quando adicionados à água. Ocorpo sólido compreende um clorito de metal, como clorito de sódio, umafonte de ácido, como bissulfato de sódio e opcionalmente uma fonte dehalogênio livre, como o sal de sódio de ácido dicloroisocianúrico ou umhidrato do mesmo.

A Patente U.S. 6.238.643, também expedida para o presenterequerente, divulga um método de produzir uma solução aquosa de dióxido decloro a partir da reação de componentes geradores de dióxido de cloro. Oscomponentes geradores de dióxido de cloro são um clorito de metal e umcomponente formador de ácido que não reagem para produzir dióxido decloro na ausência substanciai de água. Os componentes geradores de dióxidode cloro encontram-se dispostos em uma membrana que é permeável à águae/ou permeável a vapor d'água, mas impermeável aos componentes geradoresde dióxido de cloro ali contidos. A membrana contendo os componentesgeradores de dióxido de cloro são imergidos em um líquido para que odióxido de cloro possa ser gerado e ultrapassar a membrana para o líquido,formando a solução aquosa de dióxido de cloro.

As patentes indicadas acima divulgam usos e métodos paraformar soluções de dióxido de cloro. Apesar de ser efetiva para muitos finsdiferentes, a consistência líquida e fluida, não espessada, de muitas destassoluções limita os usos potenciais da solução e freqüentemente requeremesforço concentrado por parte do usuário para assegurar que a solução estásendo aplicada de uma maneira efetiva. Por exemplo, em aplicações debranqueamento dos dentes, a maior parte das composições branqueadoras dosdentes domésticas monitoradas profissionalmente atua por oxidação. Estascomposições são fornecidas em uma bandeja branqueadora dos dentespreparada de acordo com o paciente, para uso diretamente pelo paciente.Tipicamente, estas bandejas precisam ser conservadas na boca do pacientedurante um período de tempo freqüentemente maior superior que cerca de 60minutos, e algumas vezes durante de 8 a 12 horas para produzir quaisquerresultados.

Adicionalmente, as limitações do uso de soluções de dióxidode cloro fluidas, não espessadas, são aparentes quando a solução é usada nalimpeza, sanitização ou desinfecção de uma superfície ou substrato, porexemplo instrumentos médicos. Por exemplo, alguns métodos de aplicar asolução de dióxido de cloro em instrumentos médicos requerem que oinstrumento seja imerso na solução. Este método de aplicação requer que sedispenda uma grande quantidade da solução para que seja efetiva noinstrumento. A solução também pode ser usada como um spray para limpar,sanitizar ou desinfetar um substrato ou área. No entanto, este método deaplicação também apresenta o problema de que a solução líquida poderiasalpicar ou gotejar sobre áreas indesejadas e ser não efetiva sobre a áreadesejada. A pulverização de dióxido de cloro líquido ou gasoso, nãoespessado, também pode ser não substancial e requerer que o usuário realizerepetidas aplicações de pulverização.

Os problemas na técnica, como a consistência fluida da solução e o esforço combinado requerido pelo usuário para aplicar a soluçãosobre um substrato ou superfície podem ser superados com o uso de soluçõesde dióxido de cloro espessadas.

As misturas espessadas de dióxido de cloro também sãoconhecidas na técnica, bem como as soluções aquosas de dióxido de cloro. Asmisturas espessadas de dióxido de cloro são produzidas por meio de adição deagentes espessantes, como argilas, polímeros, gomas, etc. a soluções aquosasde dióxido de cloro para produzir as misturas aquosas pseudo-plásticasfluidas. A vantagem das misturas espessadas compreendendo dióxido de cloroé a melhor aderência sobre superfícies verticais e a reduzida volatilidade dodióxido de cloro relativamente à solução não-espessada de dióxido de cloro.A volatilidade do dióxido de cloro é reduzida porque a transferência de massado dióxido de cloro para o interior da mistura espessada na mistura espessadaé inibida.

Há uma necessidade de gerar dióxido de cloro em altasconcentrações. A geração de referidas altas concentrações de dióxido de clorofoi difícil de produzir. Muitos métodos têm sido usados na técnica paraproduzir diferentes formas de dióxido de cloro. Um método de fabricação deuma mistura viscosa de dióxido de cloro tem sido o de produzir uma soluçãoaquosa espessada de clorito de sódio e uma segunda solução aquosa espessadaácida e combinar duas soluções espessadas na proporção correta no momentodo emprego. Outro método envolve produzir, no ponto de uso, uma soluçãoaquosa de dióxido de cloro usando-se qualquer um dos meios conhecidos natécnica (equipamento de geração de dióxido de cloro, misturar soluções declorito de sódio e ácido, misturar soluções de clorito de sódio, ácido, e fontede halogênio, etc.) e, então, adicionar um ou mais agentes espessantes àsolução de dióxido de cloro. Em todos os casos, contudo, o usuário precisamedir e misturar soluções relativamente concentradas de clorito de sódio eácido no campo, no momento do emprego, e isto exige um grau relativamenteelevado de treinamento e habilidade.

Deseja-se uma mistura espessada de mistura espessada dedióxido de cloro que tenha a consistência desejada para permanecer sobreuma ou substrato durante qualquer período de tempo e ser efetiva sobre omesmo sem exigir muito esforço combinado por parte do usuário. A presenteinvenção proporciona uma composição estável e método de preparar umamistura espessada compreendendo dióxido de cloro em altas concentrações. Anova composição e método proporciona uma maneira de combinarconstituinte(s) particulado(s) com um meio aquoso para produzir a misturaviscosa concentrada de dióxido de cloro. Esta invenção proporciona misturasespessadas de dióxido de cloro com elevador rendimento e supera carênciasdo estado da técnica.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Esta invenção refere-se a uma composição estável para formardióxido de cloro. A composição inclui uma mistura contendo ingredientesformadores de dióxido de cloro, como um clorito, uma fonte de ácido, e umcomponente espessante, e, opcionalmente, água, sendo que os ingredientessão combinados de forma a serem não-reativos. Em uma concretização, pelomenos um dentre o clorito, a fonte de ácido e o componente espessanteencontra-se em forma particulada. Em outra concretização desta invenção, acomposição pode ser um corpo anidro unitário em que o dióxido de cloro égerado mediante interação com água. Alternativamente, um ou maiscomponentes da mistura podem estar presentes em um meio aquoso, comoágua, desde que os componentes se encontrem em um estado não-reativo; porexemplo, os componentes reativos são tratados com um componenteestabilizador para prevenir reação imediata em água.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a uma composição formadora dedióxido de cloro estável e a um método de preparar uma composição fluidaespessada compreendendo dióxido de cloro. A presente invenção afasta-se dasformas de dióxido de cloro do estado da técnica, que pode ser não-espessada efluida ou gasosa. As formas de dióxido de cloro do estado da técnicaapresentem aplicações limitadas devido a sua consistência. A consistência dasformas de dióxido de carbono do estado da técnica requer freqüentemente queo usuário realize um esforço combinado para assegurar que o tipo particularde forma de dióxido de cloro seja mantido sobre uma superfície desejada. Odióxido de cloro espessado da presente invenção, por outro lado, proporcionamelhor aderência sobre muitos substratos e superfícies do que soluções não-espesssadas de dióxido de cloro. Superfícies verticais são melhor servidaspelo dióxido de cloro espessado, quer seja usado sozinho ou com algum tipode dispositivo de suporte de dióxido de cloro. O dióxido de cloro espessadopode apresentar reduzida volatilidade dióxido de cloro relativamente asoluções não-espessadas de dióxido de cloro soluções.

O termo "estável", como usado aqui, deve significar que oscomponentes usados para formar dióxido de cloro, i.e., os ingredientesformadores de dióxido de cloro, não são imediatamente reativos uns com osoutros para formar dióxido de cloro. Em qualquer evento oscomponentes/ingredientes podem ser combinados de qualquer maneira, comoseqüencialmente e/ou simultaneamente, desde que a combinação seja estávelaté que o CIO2 seja gerado. O termo "não-reativo", como usado aqui devesignificar que um componente ou ingrediente, como usado, deve significarque um componente ou ingrediente, como usado, não é imediatamente reativocom outros componentes ou ingredientes presentes para formar dióxido decloro. A expressão "composição de fluido espessado" compreendecomposições que podem fluir sob aplicação de esforço e que apresentam umaviscosidade aparente quando fluem e que é maior do que a viscosidade dasolução aquosa de dióxido de cloro correspondente com a mesmaconcentração. Isto deve abranger o espectro completo de composições fluidasespessadas, incluindo: fluidos que apresentam fluxo Newtoniano (sendo que arelação de taxa de cisalhamento para esforço de cisalhamento é constante eindependente do esforço de cisalhamento), fluidos tixòtrópicos (que requeremum esforço de rendimento mínimo para serem superados antes do fluxo, e quetambém apresentam afinamento-por-cisalhamento com cisalhamentoprolongado), fluidos pseudoplásticos e plásticos (que requerem um esforço derendimento mínimo para serem superados antes do fluxo), composições defluido dilantante (que aumentam a viscosidade aparente com o aumento dataxa de cisalhamento) e outros materiais que podem fluir sob esforço derendimento aplicado. A expressão "viscosidade aparente" é definida como arelação entre esforço de cisalhamento e taxa de cisalhamento em qualquerconjunto de condições de cisalhamento que resulte em fluxo. Viscosidadeaparente é independente do esforço de cisalhamento para fluidos Newtonianose varia de acordo com a taxa de cisalhamento para vos fluidas não-Newtonianas.

A composição formadora de dióxido de cloro compreende umamistura contendo um clorito de metal, uma fonte de ácido, umespessante/componente espessante e, opcionalmente, uma fonte de halogêniolivre, sendo que estes ingredientes são combinados de uma maneira tal aserem não-reativos. Em uma concretização, pelo menos um dentre o clorito, afonte de ácido, e o componente espessante é um constituinte sólido. Oconstituinte sólido inclui particulados, um corpo sólido unitário ou umacombinação de ambos. Assim, a mistura pode conter, por exemplo, um cloritode metal sólido particulado, opcionalmente uma fonte de ácido sólidaparticulada, opcionalmente uma fonte de halogênio livre sólida particulada, e,opcionalmente, um ou mais agentes espessantes sólidos particulados. Um oumais destes componentes pode estar em água. Em outra concretização, amistura é um corpo sólido compreendendo um clorito de metal, uma fonte deácido e, opcionalmente, uma fonte de halogênio livre, com agente(s)espessante(s) sólido(s) particulado(s). Em outra concretização adicional, amistura pode consistir de particulados em forma de um pó (por exemplo,obtidos por meio de moagem) e misturados em uma camada de componenteespessante, formando com isso uma matriz espessada. A matriz espessada éentão aplicada sobre um tira dental que, então, é aderida sobre uma ceramaleável para uso nos dentes.

A mistura gera um dióxido de cloro aquoso espessado quandoadicionada a um meio aquoso. O meio aquoso compreende água apenas ouágua com componentes adicionais, como uma fonte de ácido ou uma fonte deânion clorito (mas não ambos em conjunto), um ou mais agentes espessantes,e uma fonte de halogênio livre quando o meio aquoso não contém uma fontede ânions clorito.

O termo "particulado" é definido como significando todos osmateriais sólidos. Os particulados são interdispersados entre si para contactaruns aos outros de alguma maneira. Estes materiais sólidos incluem partículascompreendendo partículas grandes, partículas pequenas ou uma combinaçãode partículas grandes e pequenas.

O clorito de metal empregados na presente invenção pode sergeralmente qualquer clorito de metal. Metais de clorito preferidos são metaisde clorito alcalinos, como clorito de sódio e clorito de potássio. Também épossível usar metais de clorito alcalino-terrosos. Exemplos de metais declorito alcalino-terrosos incluem clorito de bário, clorito de cálcio, e clorito demagnésio. O clorito de metal mais preferido é clorito de sódio.

A fonte de ácido pode incluir sais de ácidos inorgânicos, saiscompreendendo os ânions de ácidos fortes e cátions de bases fracas, ácidosque podem liberar prótons em solução quando contactados com água, ácidosorgânicos, e misturas dos mesmos. A fonte de ácido, em aplicaçõesparticulares da presente invenção, é, de preferência, um material sólidoparticulado que não reage substancialmente com o clorito de metal durantearmazenamento seco, mas que reage com o clorito de metal para formardióxido de cloro quando na presença do meio aquoso. Como usado aqui, otermo "fonte de ácido" deve significar um material sólido particulado que éácido per se ou que produz um ambiente ácido quando em contato o comlíquido e clorito de metal. A fonte de ácido pode ser solúvel em água ousubstancialmente insolúvel em água. As fontes de ácido preferidas sãoaquelas que produzem um pH abaixo de cerca de 7, mais preferivelmenteabaixo de cerca de 5.

Exemplos preferidos de componentes formadores de fonte deácido substancialmente solúveis em água incluem, embora sem limitação,ácidos sólidos solúveis em água, como ácido bórico, ácido cítrico, ácidotartárico, anidridos de ácido orgânico solúvel em água, como anidridomaleico, e sais de ácido solúveis em água, como cloreto de cálcio, cloreto demagnésio, nitrato de magnésio, cloreto de lítio, sulfato de magnésio, sulfatode alumínio, sulfato de ácido sódico (NaHSO4), diidrogeno fosfato de sódio(NaH2PO4), sulfato ácido de potássio (KHSO4), diidrogeno fosfato de potássio(KH2PO4), e misturas dos mesmos. O componente formador de fonte de ácidomais preferido é sulfato ácido de sódio (bissulfato de sódio). Componentesformadores de fonte de ácido solúvel em água adicionais são conhecidos poraqueles com prática na técnica e são incluídos no escopo da presenteinvenção.

Como usado aqui, o termo "fonte de halogênio livre" ou "fontede halogênio livre" significa um composto ou misturas de compostos queliberam halogênio quando em reação com água. Como usado aqui, o termo"halogênio livre" significa halogênio como liberado por uma fonte dehalogênio livre. Em uma concretização, a fonte de halogênio livre é uma fontede cloro livre e o halogênio livre é cloro livre. Exemplos vantajosos de fontede halogênio livre nas composições anidras incluem ácido dicloroisocianúricoe sais do mesmo, como dicloroisocianurato de sódio e/ou o diidrato do mesmo(referido alternativamente como o sal de sódio de ácido dicloroisocianúricoe/ou o diidrato do mesmo, e referido aqui coletivamente, a seguir, como"NaDCCA"), ácido triclorocianúrico, sais de ácido hipocloroso, comohipoclorito de sódio, potássio e cálcio, bromoclorodimetil-hidantoína,dibromodimetilidantoína e análogos. A fonte preferida de halogênio livre éNaDCCA.

A composição formadora de dióxido de cloro é tal que, quandoé adicionada a água líquida, ela produzirá uma solução espessada de dióxidode cloro e, se estiver presente uma fonte de halogênio livre, [n.t.: elaproduzirá] halogênio livre. Em uma concretização, se houver presença dehalogênio livre, a concentração de halogênio livre, em particular cloro livre,na solução é:

(a) inferior à concentração de dióxido de cloro na soluçãonuma base em peso e a relação da concentração de dióxido de cloro para asoma das concentrações de dióxido de cloro e ânion clorito na solução é depelo menos 0,25:1 em peso; ou

(b) igual ou maior do que a concentração de dióxido de clorona solução numa base em peso e a relação da concentração de dióxido decloro para a soma das concentrações de dióxido de cloro e ânion clorito nasolução é de pelo menos 0,50:1 em peso.

Espessantes vantajosos para produzir misturas fluidas aquosaspseudo-plásticas e espessadas de dióxido de cloro incluem argilas, polímeros,gomas, etc. Os espessantes podem encontrar-se em forma particulada oupodem ter a forma de um meio aquoso. Exemplos de polímeros incluempolímeros de poliacrilato e polímeros superabsorventes. Argilas de laponita,argilas de atapulgita, argilas de bentonita são argilas vantajosas e gomasexemplares incluem gomas xantana e guar.

Nesta invenção, a mistura permanece estável durante algumperíodo. A estabilidade é atribuída à manutenção da mistura anidra e/ouusando-se componentes estabilizadores.

Os componentes estabilizadores que podem ser usados napresente invenção para inibir reação prematura de uns com os outros namistura são revestimentos ou materiais encapsulantes dispostos sobre um oumais dos constituintes particulados da invenção. Estes componentesestabilizadores são projetados para serem lentamente solúveis, nãoimediatamente solúveis.

Revestimentos ou materiais encapsulantes preferidos incluem,por exemplo, materiais oleofílicos e, mais preferivelmente, materiaispoliméricos hidrofóbicos (insolúveis em água). Outros exemplos não-limitantes de materiais encapsulantes ou de revestimento que podemfuncionar como componente estabilizante incluem gomas comestíveisconvencionais, resinas, ceras e óleos minerais. Referidos materiais derevestimento estabilizantes previnem reações imediatas. Referidos materiaisde revestimento estabilizantes previnem reações imediatas entre a mistura e omeio aquoso. Os componentes estabilizados podem ser ativados para reaçãoimediata por meio de técnicas conhecidas por aqueles com prática ordináriana técnica, como quebra dos componentes ou remoção dos componentesestabilizadores para expor o componente ao meio aquoso por meio de, porexemplo, agitação e aquecimento.

O termo "hidrofóbico" ou "insolúvel em água" comoempregados aqui com relação a polímeros orgânicos refere-se a um polímeroorgânico que apresenta uma solubilidade em água inferior a cerca de umgrama por 100 gramas de água a 25°C.Exemplos não-limitantes de polímeros insolúveis em águavantajosos, sozinhos ou em combinação com um ou mais outroscomponentes, usados aqui incluem acetato de polivinila, poliacrilamida,cloreto de polivinila, poliestireno, polietileno, poliuretano, e análogos.

Exemplos não-limitantes de revestimentos ou materiaisencapsulantes oleofílicos vantajosos incluem parafina, óleo mineral, óleocomestíveis, como óleo de amendoim, óleo de coco, óleo de palma, ou óleode girassol, ésteres orgânicos oleofílicos, como miristato de isopropilsilomano ou palmitato de isopropila, polissiloxanos comestíveis, e análogos.

Materiais encapsulantes contendo uma mistura de parafina eceras também são componentes estabilizantes vantajosos.

O componente estabilizador pode estabilizar um ou mais doscomponentes da mistura. Em um caso, pelo menos um dos componentes éaquoso e outros dois são estabilizados.

Quando se usa a forma de corpo sólido da composição anidrapara produzir o dióxido de cloro em água da presente invenção, oscomponentes sólidos particulados são dispostos coletivamente em um corpo,como um corpo unitário, e, então, adicionados ao meio aquoso. Corpossólidos são discutidos nas Patentes US Nos. 6.432.322 e 6.699.404 e sãoincorporados aqui por referência. Assim, um método de formar a mistura deCIO2 espessada envolve combinar o corpo sólido com espessantes sólidosparticulados, ou componente(s)/agente(s) espessante(s), e então adiciona-seambos à água. Aqui, o CIO2 é produzido pelo corpo sólido e a mistura éespessada pelos agentes espessantes para produzir a mistura de CIO2espessada final. Em um método alternativo, o espessante pode ser incorporadodiretamente no corpo sólido.

Corpos sólidos compreendem um clorito de metal, comociorito de sódio, uma fonte de ácido, como bissulfato de sódio, opcionalmenteuma fonte de halogênio livre, como o sal de sódio de ácidodicloroisocianúrico ou um hidrato do mesmo, e opcionalmente um espessante.De preferência, o corpo sólido contém menos de cerca de 1 % em peso deumidade livre, que pode ser desprendida a 100 graus Celsius. O corpo sólido évantajoso para produzir uma solução aquosa de dióxido de cloro quandoimerso em água e dióxido de cloro espessado quando um espessante éincorporado diretamente no corpo sólido ou adicionado como um componenteseparado do corpo sólido. No entanto, de forma similar aos particuladosindividuais listados acima, nem todos os constituintes do corpo sólido sãoimediatamente solúveis em água.

Como usado aqui, o termo "corpo sólido" significa uma formasólida, de preferência, uma forma sólida porosa, ou um tabletecompreendendo uma mistura de ingredientes particulados granulares, sendoque o tamanho dos ingredientes particulados é substancialmente menor do queo tamanho do corpo sólido. Referidos corpos sólidos podem ser formados poruma variedade de meios conhecidos na técnica, como formação de tablete,formação de briquetes, extrusão, sinterização, granulação e análogos. Ométodo preferido de formar referidos corpos sólidos é por meio decompressão, também conhecido como formação de tablete. Por razões deconveniência, referências feitas a seguir sobre tabletes e formação de tabletedevem ser compreendidas como sendo representativas de corpos sólidospreparados por meio de qualquer método.

Na produção de corpos sólidos, o clorito de metal compreendeum clorito de metal alcalino ou alcalino-terroso, de preferência, clorito desódio, e, da forma mais preferível, clorito de sódio de classe técnicacompreendendo nominalmente 80 % em peso de clorito de sódio e 20 % empeso de sais estabilizadores, como hidróxido de sódio, carbonato de sódio,cloreto de sódio, nitrato de sódio e/ou sulfato de sódio. Fontes de ácidovantajosas incluem sais de ácido inorgânico, como sulfato ácido de sódio(bissulfato de sódio), sulfato ácido de potássio, diidrogeno fosfato de sódio, ediidrogeno fosfato de potássio; sais compreendendo os ânions de ácidos fortesde cátions de bases fracas, como cloreto de alumínio, nitrato de alumínio,nitrato de cério, e sulfato de ferro; ácidos que podem liberar prótons emsolução quando contactados com água, por exemplo, uma mistura da formatrocada de íon de ácido da peneira molecular ETS-IO (ver Patente U.S.4.853.202) e cloreto de sódio; ácidos orgânicos, como ácido cítrico e ácidotartárico; e misturas dos mesmos. De preferência, a fonte de ácido e uma fontede ácido inorgânico, e, da forma mais preferível, é bissulfato de sódio.

As faixas de tamanho dos poros e de volume de porosrequeridas para facilitar o grau desejado de conversão de ânion clorito adióxido de cloro dependerão de muitos fatores, por exemplo, da combinaçãoparticular de reagentes no tablete, do tamanho do tablete, da forma do tablete,da temperatura da água, de outros químicos dissolvidos na água, do graudesejado de conversão de ânion clorito a dióxido de cloro, da quantidadedesejada de halogênio livre a ser fornecida na solução, etc. Assim, não seacredita que haja uma faixa ótima simples de tamanhos de poros ou devolumes de poros que produzirão um resultado ótimo.

Encontra-se dentro da capacidade de alguém versado natécnica como variar o tamanho dos poros e o volume dos poros de um tabletepara se obter o resultado desejado com relação às características da solução dedióxido de cloro. Por exemplo, o tamanho dos poros e o volume dos porospodem ser variados variando-se o tamanho das partículas do pó usado parapreparar o tablete ou variando-se a força de compactação usada para formar otablete ou variando-se tanto o tamanho das partículas como também a força decompactação. Partículas de pó maiores produzirão geralmente poros maiores emais poros no tablete. Aumentando-se a força de compactação, geralmentetambém se reduz o tamanho e o volume dos poros no tablete.

Observou-se que os tabletes de uma concretização da invençãoproduzem rapidamente uma solução altamente convertida de dióxido de cloromolecular livre, significando que a taxa de conversão (ânion clorito paradióxido de cloro) é de 0,25 ou acima. De preferência, a relação de conversão éde pelo menos 0,50, mais preferivelmente de pelo menos 0,60, e, da formamais preferível, de pelo menos 0,75. O termo "taxa de conversão" usada aquisignifica a relação calculada da concentração de dióxido de cloro livre nasolução de produto para a soma de dióxido de cloro livre acrescido deconcentrações de íon clorito na solução de produto. Adicionalmente, asolução de dióxido de cloro é produzida rapidamente de uma maneira segura econtrolada; e quando a concentração de dióxido de cloro assim produzida éem níveis de uso típicos (de cerca de 0,1 a cerca de 1.000 ppm, depreferência, de cerca de 0,5 a cerca de 200 ppm, em peso) em água potáveltípica, a solução conterá substancialmente nenhum cloro livre ou outrohalogênio livre e apresentará um pH geralmente neutro.

O termo "produzida rapidamente" como usado aqui significaque a produção total de dióxido de cloro é obtido em menos de cerca de 8horas, de preferência, em menos de cerca de 2 horas e, da forma maispreferível, em menos de cerca de 1 hora. O termo "nenhum cloro livre ououtro halogênio livre" usado aqui significa que a concentração de cloro livreou outro halogênio livre em solução é inferior à concentração de dióxido decloro em referida solução numa base em peso, de preferência, inferior a 1/2 daconcentração de dióxido de cloro em referida solução, mais preferivelmenteinferior a 1/4 da concentração de dióxido de cloro, e, da forma maispreferível, não maior de 1/10 da concentração de dióxido de cloro, numa baseem peso.

O termo "pH geralmente neutro" usado aqui significa que o pHé maior do que aquele normalmente requerido para formar concentraçõessubstanciais de dióxido de cloro em solução (i.e., pH maior do que cerca de 2)e menor do que o pH em que o dióxido de cloro é conhecido pordesproporcionar em solução (i.e., pH abaixo de cerca de 12). De preferência,o pH da solução resultante é entre cerca de 4 e 9 para minimizar o potencialde corrosão de materiais com os quais a solução entra em contato. Maispreferivelmente, o pH da solução resultante deveria encontrar-se na faixa decerca de 5 a 9, e, da forma mais preferível, na faixa de cerca de 6 a 9;idealmente o pH será de 7. Em determinados casos, pode ser vantajosoproduzir dióxido de cloro em uma solução que já se encontra em um pHmaior ou menor do que o pH de cerca de 7. Os corpos sólidos podem serusados para fornecer dióxido de cloro em referidas soluções sem alterarmaterialmente o pH da solução quando a concentração de dióxido de cloro seencontra em níveis de uso típicos. Por exemplo, se um corpo sólido for usadopara produzir dióxido de cloro em uma solução típica de detergente delavanderia, é vantajoso que a solução detergente seja em pH alcalino (i.e., >9)em que o detergente funciona melhor. O corpo sólido pode ser usado para talfim. Nesses casos, contudo, prefere-se que o pH da solução resultante dedetergente/dióxido de cloro seja abaixo de cerca de 12, porque o dióxido decloro se degrada a um pH maior do que cerca de 12.

Freqüentemente é vantajoso que a concentração de halogêniolivre da solução resultante seja baixa, porque halogênio livre pode levar àcorrosão de materiais em que a solução entra em contato, e halogênio livrepode reagir com materiais orgânicos para produzir hidrocarbonetoshalogenados tóxicos. Devido à capacidade de o corpo sólido produzirsoluções altamente convertidas de dióxido de cloro na ausência de uma fontede halogênio livre, é possível usar quantidades suficientemente baixas de umafonte de halogênio livre na formulação de tablete de corpo sólido paraacelerar a reação de formação de dióxido de cloro sem contribuir paraquantidades excessivas de halogênio livre na solução resultante.

Em outras situações, a presença de uma concentraçãorelativamente elevada de cloro livre ou outro halogênio livre em solução podeser aceitável. Nessas situações, é possível usar os corpos sólidos para produzirsoluções aquosas mui altamente convertidas de dióxido de cloro em que arelação da concentração de dióxido de cloro em solução para a soma dasconcentrações de dióxido de cloro e ânion clorito é maior do que 0,5 numabase em peso. Nestes casos, a concentração de cloro livre ou de outrohalogênio livre em solução pode ser igual ou até mesmo maior do que aconcentração de dióxido de cloro em solução numa base em peso.

Se desejado, os tabletes podem conter ingredientes opcionaisadicionais, que podem ser úteis, por exemplo, para auxiliar no processo deformação de tablete, para aperfeiçoar as características físicas ou estéticas dostabletes produzidos e para auxiliar na solubilização de tabletes e/ou norendimento do dióxido de cloro obtido. Referidos ingredientes incluem,embora sem limitação, cargas, como argila de atapulgita e cloreto de sódio;lubrificantes de formação de tablete e de formas de tabletes; estabilizantes;corantes; agentes anti-incrustação; agentes dessecantes, como cloreto decálcio e cloreto de magnésio; agentes formadores de poros, como uma argilainorgânica de intumescimento, por exemplo, argila de Laponita obtenível daSouthern Clay Products, Inc., e um formador de estrutura que pode reagir comum ou mais constituintes na formulação para produzir uma estrutura deestrutura porosa de baixa solubilidade em que as reações formadoras dedióxido de cloro podem prosseguir.

Agentes efervescentes, como bicarbonato de sódio de sódio,podem ser incluídos em pequenas quantidades, por exemplo, de cerca de 1 acerca de 50 % em peso, com base no peso do corpo sólido, mas estes agentesefervescentes podem reduzir a conversão de ânion clorito a dióxido de cloromediante aceleração da degradação e dissolução do tablete.

Dois tipos gerais de dispositivos de tabletes são incluídos naconcretização de tablete da presente invenção. Um tipo de dispositivocompreende tabletes que são totalmente solúveis em água, e a formulaçãopreferida de referidos tabletes compreende clorito de sódio de grau técnico empó seco, uma fonte de ácido em pó seca, de preferência, bissulfato de sódio eum espessante não-reativo. Como mencionado acima, os espessantes podemser incorporados diretamente no corpo sólido ou adicionados como umcomponente separado do corpo sólido.

Ingredientes em pH secos adicionais, como cloreto demagnésio, podem ser adicionados opcionalmente para, até mesmo, melhorarainda mais o rendimento e a taxa de produção do dióxido de cloro. Osingredientes em pó secos são misturados e a mistura em pó resultante écomprimida em um molde de tablete com uma força suficiente para produzirum tablete substancialmente intacto, tipicamente cerca de 1000-10.000libras/polegada quadrada [450 a 4500 kg/6,45 cm ].

Os tabletes resultantes são estáveis durante o armazenamentodesde que os tabletes sejam protegidos da exposição à água (quer líquida ouvapor). Os tabletes produzem uma solução altamente convertida de dióxido decloro livre quando imersos em água.

O segundo tipo de dispositivo compreende tabletes que nãosão totalmente solúveis em água em altas taxas. Estes tabletes não totalmentesolúveis são projetados para apresentar (ou produzir) uma estrutura commatriz de baixa solubilidade ou estrutura com matriz porosa lentamentesolúvel em que as reações formadoras de dióxido de cloro podem prosseguiraté o término substancial antes da dissolução da matriz porosa. De uma formageral, tabletes deste segundo tipo convertem uma proporção maior do seuquímico precursor de ânion clorito a dióxido de cloro em comparação com ostabletes totalmente solúveis descritos acima.

A formulação preferida para este segundo tipo de dispositivode tablete compreende clorito de sódio particulado em pó, bissulfato de sódioparticulado em pó, cloreto de cálcio particulado em pó e um espessante não-reativo. Uma argila particulada em pó, como argila de Laponita adicionadaopcionalmente para, até mesmo melhorar o rendimento e a taxa de produçãodo dióxido de cloro. Aqui, a argila de Laponita que é incorporadaopcionalmente diretamente no corpo sólido não pode ser usada como umespessante para formar a solução espessada de dióxido de cloro. Quandousada nos tabletes, a argila de Laponita é aprisionada nos poros da matrizporosa com baixa solubilidade ou lentamente solúvel do segundo tablete, enão é liberada na solução volumétrica que poderia permitir que argilasvenham a agregar-se e formar um meio viscoso. A argila de Laponita tambémpode ser usada para formar a solução espessada de dióxido de cloro por meiode adição da argila como um componente separado com o corpo sólido emágua. Nestes segundos tipos de tabletes, os polímeros ou gomas tambémpodem ser usados como espessantes para formar a solução espessada dedióxido de cloro. Os polímeros ou gomas, diferentemente da argila deLaponita, podem ser usados diretamente no tablete do segundo tipo ou,alternativamente, as gomas ou polímeros podem ser adicionados como umcomponente separado juntamente com o corpo sólido em água.

Como no caso de tabletes do primeiro tipo, os ingredientesparticulados em pó são misturados e a mistura em pó resultante é comprimidaem um molde de tablete com uma força suficiente para produzir um tabletesubstancialmente intacto, tipicamente de cerca de 1000 a 10.000 lb/in [450 a4500 kg/6,45 cm ]. Os tabletes resultantes são estáveis durantearmazenamento desde que os tabletes sejam protegidos contra exposição aágua (quer líquida ou vapor). Quando imersos em água, os tabletes produzemrapidamente uma solução altamente convertida de dióxido de cloro livre.

Tabletes deste segundo tipo geralmente proporcionamconversão mais eficiente de ânion clorito a dióxido de cloro em comparaçãocom tabletes do primeiro tipo. Acredita-se que isto ocorre porque a matrizporosa de baixa solubilidade proporciona um ambiente favorável para asreações formadoras de dióxido de cloro para prosseguir até a exaustãosubstancial dos reagentes.Acredita-se que a formação de dióxido de cloro em tabletes dosegundo tipo ocorre substancialmente no ambiente favorável do espaço deporos da matriz porosa de baixa solubilidade (ou lentamente solúvel) e éespessada simultaneamente com os espessantes. Como a estrutura de porosfavorável desta matriz parece permanecer substancialmente intacta duranteeste tempo de reação, sendo que substancialmente todo o ânion clorito temuma oportunidade de reagir e formar dióxido de cloro em condiçõesfavoráveis dentro dos poros. Isto maximiza a conversão de clorito a dióxidode cloro. Em contraste, um dispositivo do primeiro tipo está sendo dissolvidona solução em volume ao mesmo tempo que produz dióxido de cloro. Comose acredita que os reagentes só virão a reagir numa taxa praticamente útil emcondições concentradas (como aquelas que existem dentro dos poros dostabletes), a fração do clorito que se dissolve em solução volumétrica antes daconversão a dióxido de cloro permanecerá substancialmente como clorito enão será convertida a dióxido de cloro nas condições geralmente diluídas dasolução volumétrica.

A matriz porosa de baixa solubilidade da composição preferidado segundo tipo de dispositivo de tablete compreende um formador de matriz,como um composto de baixa solubilidade, como sulfato de cálcio, fosfato decálcio, fosfato de alumínio, fosfato de magnésio, sulfato férrico, fosfatoférrico ou fosfato de zinco; ou um material amorfo com baixa solubilidade,como gel de sílica-alumina, gel de sílica-magnésia, gel de sílica-zircônia, ougel de sílica; e podem incluir adicionalmente uma argila ou outro formador deporos ou matriz substancialmente insolúvel, como argila de Laponita. Osulfato de cálcio é formado, de preferência, a partir da reação entre cátions decálcio por exemplo, do constituinte de cloreto de cálcio e ânions sulfatoderivados do constituinte de bissulfato de sódio. Também é possível usaroutras fontes de cátions de cálcio, como nitrato de cálcio e também outrasfontes de ânions sulfato, como sulfato de magnésio. Ânion fosfato éproporcionado, de preferência, por meio do uso de compostos de fosfatosolúvel, como fosfato de sódio, hidrogeno fosfato de sódio, diidrogeno fosfatode sódio, os correspondentes sais de fosfato de potássio, e também outros saisde fosfato solúvel. O gel de sílica alumina é formado, de preferência, a partirda reação entre silicato de sódio e sulfato de alumínio. Gel de sílica-magnésioé formado, de preferência, a partir da reação entre silicato de sódio e sulfatode magnésio. Gel de sílica-zircônia é formado, de preferência, a partir dareação entre silicato de sódio e sulfato de zirconila. Gel de sílica é formado,de preferência, a partir da reação entre silicato de sódio e acidez da fonte deácido solúvel. Pode ser necessário mais componente de ácido sólido adicionalpara compensar a alcalinidade do constituinte de silicato de sódio. A argilapreferida, argila de Laponita, é insolúvel como fornecida e não é liberada nasolução volumétrica. Ela é uma argila intumescente que ficou aprisionadadentro dos poros, e aumenta a estrutura de poros da matriz porosa medianteformação de rachaduras e cavidades à medida que incha. Como indicadopreviamente, a argila de Laponita é aprisionada na estrutura de matriz porosade baixa solubilidade ou lentamente solúvel do segundo tablete e, assim, nãoescapa para a água circundante para formar um meio viscoso. Foi verificadoque a formação da matriz porosa de baixa solubilidade, por exemplo, matrizesde sulfato de cálcio, fosfato de cálcio, fosfato de alumínio, etc., in situ viareação química é particularmente vantajosa, e que o rendimento do dióxido decloro de tabletes em que a matriz é formada in situ é significativamentemelhor (nominalmente 25 % melhor) do que em tabletes em que o material dematriz é um constituinte da formulação de pó inicial. A presença da argilaadicionalmente ao material de matriz só proporciona uma pequena melhoriadurante o uso do material de matriz, sem a argila.

O termo "matriz porosa de baixa solubilidade ou lentamentesolúvel" usado aqui significa uma estrutura sólida porosa que permanecesubstancialmente não-dissolvida na solução de produto durante o período deprodução do dióxido de cloro. Não é necessário que a matriz porosapermaneça totalmente intacta durante o tempo de reação para formar dióxidode cloro. Um aspecto desta invenção inclui tabletes do segundo tipo em que otablete se desintegra nos grânulos substancialmente insolúveis em água (oulentamente solúveis) que liberam dióxido de cloro em solução. Isto éaceitável, conforme acreditamos, porque o tamanho dos grânulos ainda égrande relativamente ao tamanho dos poros dentro do espaço de poros dosgrânulos, para que existam condições de reação concentradas necessáriasdentro do espaço de poros apesar da degradação da matriz em grânulos.Tipicamente, o formador de matriz estará presente em uma quantidade decerca de 10 a cerca de 90 % em peso, com base no peso do corpo sólido.

Em dispositivos de tabletes de ambos os tipos, prefere-se queos ingredientes em pó estejam secos antes da misturação e formação detablete para minimizar interação química prematura entre os ingredientes detablete.

Procedimentos gerais para preparar e testar os tabletes da invençãoFormação de tabletes:

Os componentes químicos individuais da formulação detablete são secados antes do uso. A quantidade desejada de cada componenteé pesada cuidadosamente em um frasco de plástico. Nos exemplos a seguir,formulações são dadas numa base de percentual em peso. O frasco contendotodos os componentes da formulação de tabletes é sacudido para misturar oscomponentes intimamente. O conteúdo do frasco é despejado em um moldede tamanho apropriado (por exemplo, um de 13 mm de diâmetro para umtablete de 1 g). O tubo de imersão é colocado no molde e o conteúdo épressionado em um pellet usando uma prensa hidráulica de laboratório. Aleitura de força máxima no manômetro da prensa foi de 2000 libras (900 kg)exceto se indicado de outra forma. Esta força no puncionador de tabletes podeser convertida em libras/polegada [0,45 kg/6,45 cm ] se a área da face dotubo de imersão em polegadas quadradas [6,45 cm ] for conhecida(tipicamente 0,206 polegadas quadradas (1,32 cm ) para um tablete de 1 g). Otablete resultante é removido do molde e colocado em um frasco de plásticofechado até a utilização (tipicamente dentro de 10 minutos).

Desempenho do tablete:

O tablete é colocado em um recipiente ou frasco volumétricoenchido com uma quantidade conhecida de água potável. A evolução dedióxido de cloro começa imediatamente, conforme evidenciado por bolhas epelo aparecimento de uma cor amarela. O tablete é deixado reagir até otérmino. O término da reação depende, em parte, do tipo e tamanho dotablete. Tipicamente, o tempo de reação é de 2 horas ou menos se um tabletede 1 g for parcialmente insolúvel, e de 0,5 h se um tablete de 1 g forcompletamente solúvel. Quando a reação está completa, o frasco/recipiente ésacudido para se misturar o conteúdo. Em seguida, o conteúdo é analisado.Tipicamente, dióxido de cloro é medido por meio de espectrometria de UV-Vis, usando-se quatro comprimentos de onda (o valor médio é reportado).Clorito e cloro são medidos por meio de titulação de, tipicamente, 25 ml desolução de dióxido de cloro usando-se procedimentos equivalentes àquelesencontrados no texto, Standard Methods for the Examination of Water andWastewater, 19a edição (1995) páginas de 4 a 57 e de 4 a 58. Este texto épublicado conjuntamente pela American Public Health Association, TheAmerican Water Works Association e a Water Environment Federation. Odepartamento de publicação é a American Public Health Association,Washington, D.C. 20005. Mede-se os oxidantes totais por meio de titulaçãousando-se um sistema de auto-titulação Brinkmann Autotitration System, 716DMS Titrino equipado com um eletrodo de platina maciço (Brinkmann parten° 6.0415.100). O método é uma titulação iodimétrica em um meio ácidobaseado na oxidação de iodeto a iodo, e sua reação subseqüente com otitulante, tiossulfato de sódio. O procedimento típico foi como a seguir. Cemmililitros de solução de dióxido de cloro e uma barra de agitação foramcolocados em um béquer, e adicionou-se com agitação 2 g de iodeto depotássio (cristais de Reagente) e 10 ml de uma solução IN de ácido sulfurico(Mallinckxodt). A solução resultante é titulada com solução 0,1 N detiossulfato (Aldrich Chemical Co.). O ponto de viragem é determinadoautomaticamente com o programa [software] Brinkmann Titrino. Este pontode viragem é usado para calcular a concentração de oxidantes totais naamostra. O pH da solução original de dióxido de cloro é medido usando-seum eletrodo de pH, seja na solução "tal qual" e/ou diluído com suficiente águapara dar, aproximadamente, uma concentração de 10 ppm de dióxido de cloro.

Outro método para produzir misturas espessadas apresentandouma alta concentração de ClO2 (>10 ppm), inclui proporcionar como oconstituinte particulado, clorito de sódio sólido particulado e agente(s)espessante(s) sólido(s) particulado(s) e, então, combinar os particulados comuma solução aquosa ácida apresentando suficiente excesso de acidez. O pH damistura resultante é <4 subseqüente à adição do constituinte particulado.Outra alternativa poderia compreender uma fonte de ácido sólida particuladacomo o constituinte particulado e uma solução de clorito de sódio contendoum ou mais agentes espessantes como o meio aquoso. O pH da misturaresultante após misturação do particulado é <4. Outras variações também seencontram no escopo desta invenção.

A composição fluida espessada compreendendo dióxido decloro pode ser preparada instantaneamente combinando-se a mistura com omeio aquoso. Alternativamente, a mistura e o meio aquoso podem serconservados em uma unidade de fornecimento que separa a mistura do meioaquoso imediatamente antes do uso, e permite que os dois constituintes secombinem quando fornecidos.

A unidade de fornecimento pode compreender uma únicaunidade de corpo apresentando um separador ou divisor integrado com ocorpo, de forma que a mistura e o meio aquoso só se encontrem após seremfornecidos da unidade de fornecimento. Alternativamente, a unidade defornecimento pode compreender uma única unidade de corpo apresentandoum separador ou divisor frangível que separa inicialmente a mistura e o meioaquoso, mas, então, permite que a mistura e o meio aquoso se misturemquando o divisor frangível é penetrado. Outra variação da unidade defornecimento inclui pelo menos dois recipientes frangíveis individuais, umpara os constituintes da mistura, e o outro para o meio aquoso; os recipientesfrangíveis individuais rompem-se ao ser aplicada pressão. Estas e outrasunidades de fornecimento são totalmente descritas na Patente U.S. 4.330.531e são incorporadas aqui por referência.

O uso de dióxido de cloro foi estabelecido no alvejamento detêxteis e da polpa da indústria de papel, na desodorização, desinfecção,sanitização e esterilização de superfícies ou de espaços. A presente invençãotambém pode ser usada em curativos de feridas, limpeza ambiental,substâncias para tratamento dental/oral, material para eliminação de germes,composições branqueadoras para dentes, e lubrificantes pessoais, entre umavariedade de outras aplicações.

Outros usos incluem a oxidação de compostos de cheiro ruim;tratamento de torres de refrigeração, água potável de emergência, águareciclada para lavagem de veículos, amaciantes de água e também instalaçõespara confinamento de animais; e a sanitização de utensílios e superfícies decontato duras, não porosas, para alimentos. A presente invenção também deveser usada em aplicações industriais típicas, como em plantas deprocessamento de alimentos, cervejarias, e estabelecimentos de manipulaçãode alimentos, sistemas de recirculação de água de resfriamento e, de umaforma geral, instalações de tratamento de água.

Quando a composição é usada como uma membranaterapêutica, como um curativo para feridas, ela pode incluir adicionalmenteuma composição polimerizável fluida constituída de compostosorgânicos polimerizáveis e fotoiniciadores. A Patente U.S. 5.597.561,divulga um exemplo de um curativo de ferida espessado. A patente '561refere-se a uma composição desinfetante aderente que inclui cloritos demetais e outros ingredientes na composição. A composição da '561proporciona uma matriz aderente efetiva que atua como uma barreiradesinfetante para prevenir a transmissão e a propagação de infecçõesmicrobianas.

Quando a composição é usada em composições branqueadoraspara os dentes, a composição pode ser disposta em uma bandeja dental, sendoque a composição pode ser aplicada contra a superfície do dente por meio deuma bandeja. A composição permanece em contato com a superfície do dentedurante um período de tempo predeterminado. A superfície do dente ébranqueada por meio da ação oxidativa do dióxido de cloro sobre cromóforosaprisionados dentro da película adquirida, esmalte, e estruturas de dentina dodente. Embora não exigido, a composição branqueadora para os dentes podepossuir aromatizantes e adoçantes selecionados incorporados na composição.Alternativamente, a composição pode ser usada em composiçõesbranqueadoras para os dentes via uma tira dental ou uma bainha monolítica. Abainha é uma matriz constituída de componentes formadores de dióxido decloro particulados dispostos em um espessante, como um polímerosuperabsorvente. A matriz ou bainha pode ser modelada em forma de uma tirapara que possa ser manuseada e aplicada diretamente nos dentes, ou aderidasobre uma tira de cera maleável ou outro material laminado para aplicaçãonos dentes. A mistura espessada de dióxido de cloro forma-se sobre a bainhaquando em contato com água ou outro meio aquoso.

Para demonstrar a invenção, apresentamos alguns exemplosabaixo.

Exemplo 1Um tablete de 250 mg da composição descrita no Exemplo 5da Patente U.S. 6.699.404, foi combinado com 0,3 gramas de ASAP 2000, umpó de polímero superabsorvente de acrilato de sódio fornecido pela ChemdalCorporation of Palatine, Illinois. A mistura acima foi combinada com 20 mlde água potável em um frasco de vidro transparente e é agitadacuidadosamente e armazenada de um dia para o outro para produzir umamistura aquosa espessa compreendendo dióxido de cloro (ClO2). A misturaera uma composição espessa, porém fluida. Ver Tabela 1.

Exemplo 2

O procedimento do Exemplo 1 foi repetido com 0,4 grama depó de acrilato ASAP 2000. A mistura era uma mistura espessada, porémfluida. Ver Tabela 1.

Exemplo 3

O procedimento do Exemplo 1 foi repetido com 0,5 grama depó de acrilato ASAP 2000. A mistura era uma composição espessada,plástica, que fluiu quando invertida. Ver Tabela 1.

Exemplo 4

O procedimento do Exemplo 1 foi repetido com 0,6 grama depó de acrilato ASAP 2000. A mistura era uma composição espessada,plástica, que fluiu quando invertida. Ver Tabela 1.

Exemplo 5

O procedimento do Exemplo 1 foi repetido com 0,7 grama depó de acrilato ASAP 2000. A mistura era uma composição espessada,plástica, que não fluiu quando invertida. Ver Tabela 1.

Tabela 1

<table>table see original document page 30</column></row><table>A Tabela 1 indica os gramas do ASAP usado em cada exemploe indica a consistência resultante da mistura para os exemplos de 1 a 5. ATabela 1 mostra que a quantidade de ASAP está relacionada com aconsistência da mistura espessada.

Exemplo 6

Um tablete de 250 mg da composição descrita no Exemplo 5da Patente U.S. 6.699.404, foi imerso em 20 ml de água potável em um frascode vidro transparente, e deixado reagir sem agitação até dissolver-se. Asolução foi então dividida em duas partes iguais, e adicionou-se 3,5 gramas depó de acrilato ASAP 2000 a uma das porções (com agitação). Cada porção foidiluída com 100 ml usando-se água potável.

A porção não-espessada foi analisada quanto à concentraçãode ClO2 por meio de espectroscopia UV/visível usando-se um espectrômetroUV/visível Spectral Instruments Model 440 com uma sonda de inserçãodireta. Ambas as soluções diluídas foram analisadas quanto à concentração deoxidante livre por meio de titulação de Kl/tiossulfato tamponado em um pHde 7. Os resultados mostraram que a solução não-espessada continha cerca de900 ppm de ClO2 (902 ppm de ClO2 por meio de espectroscopia deUV/visível e 875 por titulação). A mistura espessada continha 821 ppm deClO2 por titulação. Com base neste resultado concluiu-se que ClO2 poderiaser estável em uma mistura aquosa espessada compreendendo um agenteespessante orgânico.

Exemplo 7

O teste do Exemplo 6 foi repetido e a solução não-espessadacontinha 1100 ppm de ClO2 (1170 ppm por espectroscopia UV/visível e 1062ppm por titulação). A mistura espessada continha 991 ppm de ClO2 portitulação. Com base neste resultado, concluiu-se que ClO2 poderia ser estávelem uma mistura aquosa espessada compreendendo um agente espessanteorgânico.Exemplo 8

Dez tabletes da composição descrita no Exemplo 5 da PatenteU.S. 6.699.404, foram dissolvidos em 200 ml de água potável produzindouma solução de dióxido de cloro. Em cada um dos sete frascos de vidrotransparentes adicionou-se 0,7 grama de pó de acrilato ASAP 2000, seguidode 20 ml de solução de CIO2 preparada acima. Cada frasco foi agitadocuidadosamente até formar-se um gel. A concentração de CIO2 de um frascofoi medida imediatamente por meio de titulação e verificou-se ser de 766ppm. O restante foi tampado hermeticamente e armazenado no escuro àtemperatura e umidade ambientes do laboratório. Em intervalos de temposelecionados, um frasco foi removido do armazenamento e analisado para sedeterminar a concentração residual de CIO2. Ver a Tabela 2 abaixo.

Tabela 2

<table>table see original document page 32</column></row><table>

Isto demonstrou a estabilidade surpreendentemente boa doCIO2 na mistura espessada. Cerca de 25 % do CIO2 foram perdidos da soluçãono espaço de uma semana, e, em seguida, a concentração mostrou-sesubstancialmente inalterada.

Exemplo 9

O dióxido de cloro espessado proporciona uma maneira defornecer liberação controlada de dióxido de cloro no ar. A estabilidadequímica do dióxido de cloro em misturas espessadas pode ser afetada pelotipo de espessante usado na composição.

Alguns espessantes reduzem a estabilidade química do dióxidode cloro. A estabilidade química do dióxido de cloro em misturas espessadasfoi medida usando-se espessantes diferentes, incluindo argila de Laponita,goma xantana, goma guar, e óxido de polietileno da marca Polyox™. Aestabilidade química foi testada tanto a 0,1 % como também a 1 % em peso deespessante. Tabela 3 abaixo indica a retenção da concentração de dióxido decloro da solução espessada de dióxido de cloro (%) após vinte minutos.

Tabela 3

<table>table see original document page 33</column></row><table>

Os dados mostram que o dióxido de cloro é mais estável emalguns espessantes do que em outros. Aqui, na marca de vinte minutos, aconcentração de dióxido de cloro foi a mais fraca, tanto em concentrações de0,1 % como também de 1 % em peso de goma guar, e foi a maior tanto emconcentrações de 0,1 % e 1 % em peso de argila de Laponita.

Claims (10)

1.Composição estável para gerar um fluido espessadocontendo dióxido de cloro, caracterizada pelo fato de que compreende:uma mistura contendo um clorito e uma fonte de ácido e umcomponente espessante, em que ditos componentes são combinados de modoa serem não reativos e em que a mistura é usada para gerar dióxido de cloroem água.

2.Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que os ditos componentes são particulados sólidos secos.

3.Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que dita mistura compreende um corpo sólido unitáriocompreendendo pelo menos dois dentre dito clorito, dita fonte de ácido oucomponentes espessantes.

4.Composição de acordo com a reivindicação 3, caracterizadapelo fato de que o corpo sólido compreende um clorito de metal, uma fonte deácido, opcionalmente um componente espessante e opcionalmente uma fontede halogênio livre.

5.Composição de acordo com a reivindicação 3, caracterizadapelo fato de que o corpo sólido compreende um clorito de metal, uma fonte deácido, um componente espessante não reativo e opcionalmente uma fonte dehalogênio livre.

6.Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que a dita mistura é uma combinação de componentesespessantes particuladas e um corpo sólido unitário compreendendo ditoclorito e dita fonte de ácido.

7.Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que o pelo menos um dentre dito clorito ou dita fonte de ácidoestá em um meio aquoso e pelo menos um dentre dito clorito ou dita fonte deácido é tratado com um componente estabilizante.

8. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que o clorito de metal e a fonte de ácido estão em uma matrizsólida compreendendo dito componente espessante.

9. Método para produzir uma composição espessada de fluidode dióxido de cloro, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:preparar um constituinte sólido que contém pelo menos umreagente que forma dióxido de cloro em água;fornecer um componente espessante; ecombinar dito constituinte sólido com dito componenteespessante em água, em que pelo menos uma porção de dito constituintesólido não é imediatamente solúvel em água e em que dito pelo menos umreagente reage com um segundo reagente para formar dióxido de cloro.

10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizadopelo fato de que o componente espessante é um particulado e um constituintesólido é um corpo sólido compreendendo uma mistura de clorito de metal,uma fonte de ácido e opcionalmente uma fonte de halogênio livre.