CN106999617A - 巴氏灭菌的漆和用于对漆巴氏灭菌的方法 - Google Patents
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Abstract
本文公开了使用热、辐射或其它能量源对建筑涂料组合物巴氏灭菌而不使所述组合物另外聚合的方法以及其储存方法。因此,本发明涉及一种使用能量源,如热、γ射线辐射、其它辐照、电子束等对漆进行巴氏灭菌以杀灭可能在所述漆由消费者使用之前在所述漆被倾倒于漆罐或容器中并且被密封以运输或储存之前已经被引入到所述漆中的任何生物剂的方法。本发明还涉及将所述漆罐和容器储存在气候受控环境中以在储存期间阻止生物剂的生长。
Description
技术领域
本发明大体上涉及已经被巴氏灭菌以去除或充分减少漆中细菌、真菌、酵母和/或其它生物剂的量的漆以及用于对其巴氏灭菌的方法。
背景技术
由于环境和健康方面的考虑,因此已经有减少漆、染料、以及其它漆组合物中挥发性有机化合物(VOC)的量的趋势,这些挥发性有机化合物在漆膜形成时会蒸发到环境中。促进或赋予所期望的漆特性,如更好的膜聚结性、更好的抗粘连性、更好的膜耐久性、更好的耐物理和化学擦洗性、以及更坚韧的涂料等的漆添加剂也含有VOC。VOC的蒸发往往会导致不希望有的香气,并且暴露于这样的烟雾,特别是在通风不良的区域中仍然是一个健康问题。因此,已经使用赋予漆以相当(或优越)特性的不太挥发或不挥发的添加剂以及着色剂来代替较高VOC添加剂。对低VOC漆或更好的“绿色环保漆”的探索论述于名称为“绿色环保漆的前景”的纽约时报报纸文章(Kershaw,Sarah,纽约时报,2008年5月15日,第F6页)中,该文章以引用的方式整体并入本文。
然而,漆、染料和其它涂料以及添加剂中VOC的减少已经产生了更易招致在水性环境中繁殖的细菌、藻类、酵母、真菌以及其它生物剂的环保漆。这些生物剂在漆罐和容器中生长和死亡,并且往往赋予难闻的气味并且导致漆不可用于它的预期目的,并且可能导致粘度损失、变色、放气、起泡、沉降以及pH值变化。生物剂还造成潜在的健康问题。某些生物剂,如藻类和霉菌可能在覆盖墙壁或其它基材的干燥的漆膜上生长。
已经在水性漆或染料中使用杀生物剂来控制罐和容器内的生物剂。杀生物剂中的一些可以保留在干燥的漆膜上以控制藻类和霉菌。然而,需要将水性漆或干燥漆膜中杀生物剂的量减到最低限度,同时防止生物剂的不受阻碍的生长。
发明内容
因此,本发明涉及一种使用能量源,如热、γ射线辐射、其它辐照、电子束等对漆进行巴氏灭菌以杀灭可能在所述漆由消费者使用之前在所述漆被倾倒于漆罐或容器中并且被密封以运输或储存之前已经被引入到所述漆中的任何生物剂的方法。本发明还涉及将所述漆罐和容器储存在气候受控环境中以在储存期间阻止生物剂的生长。
附图说明
图1是示出了来自实施例7的实验结果的条形图;
图2是示出了来自实施例8的实验结果的条形图;并且
图3是示出了巴氏灭菌温度与巴氏灭菌持续时间之间的关系的X-Y图表。
具体实施方式
如本文所用的一种或多种漆包括水性或水基漆组合物、染料或其它建筑涂料。一种或多种漆膜意指已经被涂覆到表面或基材上并且被干燥的一种或多种漆或一种或多种漆中的乳胶颗粒已经交联形成膜的一种或多种漆。
用于巴氏灭菌的能量源优选地包括热或另外的热源,以及辐射,包括但不限于用α射线或γ射线、微波射线、电子束、以及任何其它辐射源的辐照。本发明不限于任何具体的能量源,只要该能量源可以根除生物剂并且最低限度地影响漆即可。
水基乳胶建筑涂料,如漆、染料、其它家用和工业涂料和漆已经变得更环保。这意味着现代建筑涂料在它们中具有更少的VOC并且具有也具有低VOC的添加剂和着色剂。VOC的减少使得建筑涂料更易招致生物剂,如水相中的细菌和真菌以及干燥膜相中的藻类和某些真菌,例如霉菌。一种解决方案是在乳胶形成阶段、在用表面活性剂、分散剂以及水分散颜料的颜料分散阶段、和/或混合水性乳胶、颜料分散体以及添加剂的调漆(let-down)阶段将杀生物剂添加到建筑涂料中。然后将漆放置在罐和容器中以储存和运送。随后在零售商店添加可能含有自身的杀生物剂的着色剂以实现消费者购买的漆颜色。
虽然杀生物剂可用于保存漆和其它建筑涂料并且可用于在干燥漆膜中帮助防止生物剂的生长,但是一些有环保意识的消费者已经表达了对无杀生物剂的漆或杀生物剂减少的漆的期望。然而,在不含杀生物剂的情况下或在杀生物剂减少的情况下,生物剂可以在漆或漆膜中繁殖。
本发明的一个方面是对漆和其它建筑涂料巴氏灭菌以在不存在杀生物剂的情况下或在杀生物剂减少的情况下消除或限制生物剂的生长。在一个优选的实施方案中,在制造过程期间用能量源,优选地热或辐射源对漆巴氏灭菌以显著地减少生物剂的群体,然后储存在容器,如一加仑或更小的罐或五加仑桶中。然后,储存漆容器直到出售给顾客为止。在大多数的情况下,漆容器被运送到漆配送中心,然后储存在漆配送中心,然后运送到并且储存在零售商店,之后由消费者购买。
在另一个实施方案中,在将漆储存在它们的容器中之后,通过能量源对它们巴氏灭菌。通过使整个填充的漆容器经受能量源来对它们巴氏灭菌。这个实施方案的优势在于可能是生物剂的来源的空容器也连同其中所含有的漆一起接受巴氏灭菌。或者,可以在用巴氏灭菌的漆填充空容器之前,对所述空容器单独巴氏灭菌。漆暴露于能量源的持续时间应当长到足以基本上根除生物剂。
以下生物剂可能存在于漆中:
i.细菌:假单胞菌属(pseudomonas)菌种,包括铜绿假单胞菌(pseudomonasaeruginosa);革兰氏阴性棒状细菌;产气肠杆菌(enterobacter aerogenes);少动鞘氨醇单胞菌(sphingomonas paucimobilis)等。
ii.酵母:郎比可假丝酵母(candida lambica)和解脂耶氏酵母(yarrowialipolytica)等。
iii.真菌(霉菌):曲霉属(aspergillus)菌种、枝顶孢属(acremonium)菌种、地霉属(geotrichum)菌种以及青霉属(penicillium)菌种等。
在下文论述的实施例或实验中的一些中,将包含上文所列的生物剂的接种物引入到漆或漆容器中并且使所述生物剂生长。之后,将漆巴氏灭菌,并且重新测试漆以确定生物剂(如果有的话)的残留浓度。在其它实施例或实验中,对被一种或多种已知的生物剂污染的具有杀生物剂的商业漆巴氏灭菌并且重新测试以确定被污染的漆是否可以回到商业条件并且适用于销售。
在一些被污染的漆中发现铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa/P.aeruginosa)。这种细菌通常存在于潮湿和温暖的环境中,如游泳池和热水浴缸。来自医学和公共卫生学院的研究人员已经报道铜绿假单胞菌可以在25℃至42℃的范围内生长,但是可以在60℃和最高70℃的温度下在约30分钟的持续时间内被杀灭。铜绿假单胞菌在10℃至15℃或20℃的温度下不生长,但是不会死亡。这些结果由以下文献所报道:A.Tsuji,Y.Kaneko,K.Takahashi,M.Ogawa以及S.Goto,“The Effects of Temperature and pH onthe Growth of Eight Enteric and Nine Glucose Non-Fermenting Species of Gram-Negative Rods”,Toho University School of Medicine,Department of Microbiology,J.Microbio.Immunol,第26(1)卷,15-24,1982,第15-24页,该文献以引用的方式整体并入本文。
Tsuji等还报道了热对以下细菌的影响。
表1
(E.是埃希氏菌属(Escherichia);K.是克雷伯氏杆菌属(Klebsiella);S.是沙雷氏菌属(Serratia);P.是假单胞菌属(Pseudomonas);A.是不动杆菌属(Acinebacter);F.是黄杆菌属(Flavobacterium)。)
=存活至少6小时;在10℃-70℃以10℃的增量进行存活测试。
1=在50℃存活约1小时。
2=在50℃存活约4小时。
3=在50℃存活约2小时。
=在10℃-50℃进行生长测试并且记录从102个细胞/毫升的初始浓度生长到107个细胞/毫升的时间;对细菌生长观测48小时。
所有所测试的细菌在60℃或70℃的温度下在30分钟的持续时间内被根除。没有细菌在60℃存活超过2小时。没有细菌在70℃存活超过30分钟。
所有所测试的细菌在10℃存活,但是不生长。另外,它们在所报道的温度范围生长,并且还报道了峰值或最佳生长温度。
Tsuji等还报道了在6.4至8.2的pH值下对这些细菌的生长速率几乎没有影响。然而,S.Bricha,K.Ounine S.Oulkheir,N.El Haloul以及B.Attarassi,“Heat Resistanceof Pseudomonas Aeruginosa in Preparations at the Base of Cucumber,Tomato andLettuce as Affected by pH and Sodium Chloride”,Ibn Tofail University,Morocco,ISPROMS ISSN:1994-5108,WJBR第3卷,第1期,在1-8,报道了在约2的pH值下,铜绿假单胞菌的耐热性菌株的耐热性在63℃的温度下降低,但是铜绿假单胞菌的耐热性在4.5和6的pH值下是大致相同的。Bricha等还报道了低pH值2%-6%氯化钠盐可以保护细菌。Bricha等以引用的方式整体并入本文。
本发明的巴氏灭菌方法包括:
(i)将漆加热(或施加辐射源)以达到巴氏灭菌温度(或巴氏灭菌条件);
(ii)保持暴露时间足够长以确保巴氏灭菌;
(iii)将所述漆冷却到环境温度或更低;以及
(iv)储存巴氏灭菌的漆直到由消费者购买和使用为止。优选地,步骤(i)中的根除是高达3级对数(99.9%)减少,优选地4级对数(99.99%)减少并且更优选地5级对数(99.999%)或更大程度的减少。
优选地,所述能量源是热并且向生物剂施加热,如烘箱中加热的空气、热水浴中或经由加热的管道或容器,以将漆的温度升高到高于生物剂的生长温度范围并且优选地超过约49℃或约50℃,在空气烘箱中对于基本上不含杀生物剂的漆持续至少6小时或对于含有杀生物剂的漆持续至少2小时;或升高到约60℃,在空气烘箱中对于基本上不含杀生物剂的漆持续至少约75分钟以及对于含有杀生物剂的漆持续至少约30分钟;或升高到约70℃,在空气烘箱中对于基本上不含杀生物剂的漆持续少于30分钟,优选地1分钟至30分钟,优选地1分钟至15分钟,以及对于含有杀生物剂的漆优选地少于5分钟或少于4分钟或少于3分钟。如下文所示,当使用热水浴时,巴氏灭菌时间减少。
或者,可以使用如上文所述的其它能量源,如辐射。在另一个实施方案中,通过辐射,例如γ射线或γ辐射对漆巴氏灭菌。通过吸收少于或约15千戈瑞(kGy),优选地少于或约10kGy,优选地少于约5kGy或更优选地少于约3kGy来对漆巴氏灭菌。
优选地,步骤(iii)中漆的储存包括将漆容器储存在细菌(如果存在的话)不生长的环境中。如上文在表1中所述,在10℃,很多细菌不生长。此外,这些细菌的生长温度范围高于15℃,并且非常少的细菌将在20℃的温度下生长。因此,优选地,将漆储存在20℃(68℉)或更低的温度下,更优选地储存在15℃(59℉)或更低的温度下,或更优选地储存在10℃(50℉)或更低的温度下。这些优选的储存温度可以使用常规的空调技术来实现。此外,优选的是,在运输期间,也将漆保持在这些温度范围。
酵母细胞在大于50℃的温度下开始死亡并且大多数将在约55℃至约60℃的温度下死亡。面包师公知的是,在被添加到过于温热的水中时,酵母会被杀灭并且面团不会发起。在10℃或更低的温度下,酵母不会生长。酵母在约27℃至约32℃的温度范围生长,这取决于菌种。因此,酵母与上述细菌具有类似的休眠-生长-死亡温度特征。因此,酵母可以通过上文所述的本发明的巴氏灭菌方法(包括储存和运输)来根除和/或控制。
包括霉菌、真菌、以及普通霉菌的霉菌在支持人类生命的相同温度范围(和相对湿度)存在。因此,霉菌和霉菌孢子在我们的环境中普遍存在。霉菌可以在4℃至38℃(40℉-100℉)的温度下生长。在低于4℃,霉菌处在休眠状态并且在适当的相对湿度下当温度升温时复苏。一些霉菌在高达38℃或更高的温度下存活。已经报道了几种霉菌和孢子的休眠-生长-死亡温度状况,如下文所示。参见
http://www.thermapure.com/environmental-services/mold/。
表2
虽然对于上述霉菌中的一些来说,一些致死温度略高于60℃,但是杀灭的持续时间显著更短。本申请的发明人已经发现在60℃,但是在更长的持续时间内,大多数的霉菌可以被杀灭。因此,霉菌可以通过上文所述的同一发明的巴氏灭菌方法(包括储存和运输)来根除和/或控制。
另一方面,热或辐射处理不应当超过将在水性漆内引发加成聚合或其它有害作用的温度/辐射水平和持续时间。乳胶颗粒当在溶液中时由于添加的热或辐射能而可能彼此交联,从而产生可能不利影响漆膜的质量的更大的乳胶颗粒。在下文论述的实施例中的一些中,本申请的发明人已经证实本发明的巴氏灭菌方法不会明显地改变漆或漆膜的特性。
本发明的巴氏灭菌方法可以包括快速巴氏灭菌,其中将漆加热到相对更高的温度,但是持续更短的一段时间。快速巴氏灭菌通常在漆生产之后立即进行或作为工厂生产的最后一步,在漆被储存在容器中之前进行。可以将漆在加热盘管中加热以达到最大传热,持续必要的时间,然后快速冷却,例如通过经过冷却翅片强制对流,以去除热。在一个实施例中,将漆加热到以下范围:约71℃-约74℃(160℉-165℉),优选地约71℃-约73℃(160℉-163.5℉),更优选地约71.5℃-约72℃(161℉-162℉),持续少于约4分钟或少于约3分钟,优选地少于约2.5分钟,更优选地少于约2分钟或约1.5分钟。
已经将上述方法用于被污染的漆,即由于生物剂污染而不能商业化的漆。热处理充分地去除了生物剂并且原先被污染的漆可以回到仓库/配送中心。可以在空气烘箱中或在加热的水浴或其它液体浴中对已经被储存在容器中的被污染的漆巴氏灭菌。如本文所论述,商业漆含有在制造过程期间添加的杀生物剂。
实施例
实施例1:含有商业优质室内用平光漆的品脱尺寸的漆罐含有常规量的杀生物剂并且如使用浸片测试所鉴定的被各种细菌污染,所述浸片测试是用于评估表面或流体的微生物污染的卫生接触片。用于卫生监测的合适的浸片测试包括可从Becton Dickenson商购获得的名为DifcoTM HycheckTM酵母和霉菌(具有TTC(作为氧化还原指示剂的三苯基氯化四唑))的塑料双侧测试装置。在所有实施例中使用这些卫生接触片来评估漆的微生物污染。连接到塑料小瓶的闭合顶部的双侧塑料桨(aka接触片)的侧面1涂有被推荐用于将酵母和霉菌(真菌污染)从环境材料和食品中选择性分离的粉红色琼脂。侧面2涂有被推荐用于微生物限度测试的透明无色琼脂培养基以给出总需氧细菌计数。在30℃孵育24小时、48小时以及72小时或更长时间之后检查细菌菌落生长,如以幻灯片提供的文献插页中所论述的并且其以引用的方式整体并入本文。通过这种技术进行的测试不区分细菌的类型,而是显示出存在的所有细菌,并且在这种被污染的商业漆的情况下,细菌已经压制了杀生物剂。浸片或HycheckTM测试的单位数指示了细菌或酵母/霉菌菌落的数目。1级具有约103个菌落;2级具有约104个菌落;3级具有约105个菌落;并且4级具有约106个菌落。菌落并没有实际上被计数,而是基于与由制造商提供的照片/图片进行比较来估计。细菌被评级为1级、2级、3级、或4级(最大),并且霉菌/酵母被评级为1级、2级或3级(最大)。
将被污染的漆罐浸在被设定在67℃的热水浴中。通过数字温度计测量漆的温度。记录滞后时间,即一个或多个漆罐内的温度达到略低于热水浴的温度约65.5℃的稳态的时间。然后将这些漆罐在30℃孵育72小时以检查细菌生长。在24小时、48小时以及72小时之后检查细菌生长。
对照漆A经历了显著的细菌生长。在24小时之后以及在72小时之后样品B-E没有细菌生长。没有样品表现出霉菌/酵母生长。为了确定巴氏灭菌是否影响水性漆和漆膜的物理特性,将被污染的样品与已经在同一浴槽中被加热不包括滞后时间在内60分钟的巴氏灭菌的样品相比较。产生以下结果。
被污染的漆和巴氏灭菌(原先被污染)的漆的湿和干特性是非常相当的,除了擦洗测试中的小幅下降之外。因此,本发明的巴氏灭菌没有不利地影响漆。所述巴氏灭菌还显著地减少由污染所产生的气味。
实施例2:在维持在71℃的热水浴中对六个小瓶各自含有21.5克实施例1中使用的被污染的漆进行巴氏灭菌。在这一相对小的体积下,滞后时间或达到巴氏灭菌的温度的时间是2分钟。对小瓶进行巴氏灭菌不同的时间量,即1分钟、2分钟、4分钟、8分钟、16分钟、以及32分钟(不包括滞后时间在内)或3分钟、4分钟、6分钟、10分钟、18分钟、以及34分钟(包括滞后时间在内)。在巴氏灭菌之后,立即将小瓶浸入12℃的冷水浴中以停止巴氏灭菌。在30℃孵育72小时之后,所有六个小瓶样品均被测试为细菌生长呈阴性。对照样品被测试为呈阳性。所有样品均被测试为霉菌和酵母呈阴性。
实施例3:来自实施例2的结果表明包括滞后时间在内的3分钟的短持续时间足以根除细菌。这个实施例研究更短的持续时间。对另外六个小瓶各自含有21.5克相同的被污染的漆进行巴氏灭菌,其中三个在63℃巴氏灭菌1分钟、2分钟以及4分钟(包括滞后时间在内)并且三个在71℃巴氏灭菌0.75分钟、1.5分钟以及3分钟(包括滞后时间在内)。在71℃巴氏灭菌3分钟的样品重复了来自实施例2的最短巴氏灭菌时间。将这六个样品和对照涂覆到基材并且在30℃孵育48小时。在孵育之后的数字照片证实在71℃巴氏灭菌3分钟杀灭了大部分的细菌并且在63℃巴氏灭菌2分钟和4分钟也杀灭了显著量的细菌。
实施例4:由于商业漆主要是在加仑尺寸的罐或五加仑桶中出售的,因此本申请的发明人还用更大的漆容器来进行实验。漆的传热系数是相对高的并且商业烘箱中空气的热容比水要低得多,从而导致漆从环境温度或初始温度达到加热/巴氏灭菌温度的滞后时间是显著的。将被污染的商业漆的单个加仑尺寸漆罐在空气烘箱中在80℃加热5 1/2小时。漆温度仅达到67℃。这意味着漆尚未达到它的稳态烘箱温度,并且来自烘箱的热能在5 1/2小时之后不足以使漆的温度达到烘箱的温度。
实施例5:进行另外的实验以确定在空气烘箱中加热含有由Hycheck孵育测试为细菌呈阳性的被污染的商业漆的四个1加仑漆罐(被布置成2×2图案)的箱子以达到巴氏灭菌温度的滞后时间。四个漆罐的箱子通常出售给零售商店并且由零售商店出售。本申请的发明人发现罐内漆的温度达到约60℃的目标巴氏灭菌温度的滞后时间可能长达7 1/2小时。在一个实施例中,在烘箱空气温度保持在80.6℃的情况下并且在7小时39分钟之后,罐之间的空气温度是61.8℃并且罐当中漆的温度是54.6℃。在另一个实施例中,在约7 1/2小时之后烘箱空气温度在约100℃并且罐顶部的温度在99.2℃的情况下,罐之间的空气温度是73.4℃并且罐当中漆的温度是67.6℃。
即使来自实施例5的两个样品没有达到它们的作为巴氏灭菌的目标的稳态空气烘箱温度,但是使用在30℃孵育48小时的Hycheck接触片测试经过热处理的漆的细菌生长并且被测试为细菌呈阴性。实施例5证实用于使漆温度从环境温度达到空气烘箱温度的热能足以根除细菌,即使漆样品没有达到60℃的目标巴氏灭菌温度。鉴于来自Tsuji等(同上)的教导,这一结果是出乎意料的。
实施例6:类似于实施例5,在空气烘箱中加热含有四个被污染的商业漆的1加仑罐的箱子。
漆特性
除了水性漆中的ICI粘度略微增加之外,干膜特性和KU粘度没有显著变化。
基于实施例1-6并且更确切地说基于实施例5,本申请的发明人得出结论,为了根除细菌,可能不需要使漆的温度达到稳态巴氏灭菌温度并且保持一定量的时间。
实施例7:制备基本上不含杀生物剂的漆并且用包含来自THOR CHEMIE有限公司的各种细菌和霉菌的接种物接种。对含有约52克经接种的不含杀生物剂的漆的带盖玻璃小瓶在加热的空气烘箱中在49℃(120℉)和60℃(140℉)巴氏灭菌不同的时间段,如下文所报告。使用两个对照:阳性接种对照和未接种的阴性对照。在孵育24小时、48小时以及120小时之后进行针对细菌的浸片测试并且在孵育48小时和120小时之后进行针对霉菌的浸片测试。
数据显示在120°F进行的巴氏灭菌有效对抗细菌和霉菌生长,但是一些细菌在30℃孵育120小时之后仍存在。在140°F巴氏灭菌60分钟至75分钟对于细菌和霉菌这两者是有效的。数据还显示在140°F进行的巴氏灭菌比在120°F进行的巴氏灭菌花费更少的时间。阴性对照显示在实验中不存在背景或其它污染并且阳性对照显示在没有巴氏灭菌的情况下细菌将存在。数据还强烈地表明可以用甚至更高的巴氏灭菌温度,优选地低于乳胶颗粒的聚合温度,在非常短的一段时间内实现快速巴氏灭菌,如上文所述。来自实施例7的数据如图1中所示用图表表示。
实施例8:在玻璃小瓶中测试被污染的含有常规的杀生物剂的商业漆。每一个玻璃小瓶含有约52克被污染的商业漆。类似于实施例7中的那些,对小瓶在加热的空气烘箱中在49℃(120°F)和60℃(140°F)巴氏灭菌,冷却并且孵育。结果如下:
实施例8证实在漆中存在杀生物剂的情况下,巴氏灭菌的时间和温度可以减少。在120°F加热2小时(120分钟)足以减少细菌和霉菌的生长,并且在140°F加热30分钟足以减少细菌和霉菌的生长。来自实施例8的数据如图2中所示用图表表示。与实施例7相比,被细菌和/或霉菌压制的杀生物剂在加热时被重新活化并且与巴氏灭菌组合提供协同作用。
实施例9:在含有约270克漆的1/2品脱罐中测试被污染的具有常规杀生物剂的商业漆。将所述罐在空气烘箱中在60℃(140°F)加热数小时以确定被压制的杀生物剂是否可以恢复。将样品加热3小时、6小时、16.5小时以及25小时。还检查阳性对照(即进行另外的接种)和阴性对照(即没有进行另外的接种)的细菌生长。这两个对照在孵育48小时、72小时以及144小时之后表现出显著的细菌生长(4个单位)。巴氏灭菌的样品中没有一个在孵育24小时、48小时、72小时以及144小时之后显示出任何细菌生长。在孵育48小时、72小时以及144小时之后在巴氏灭菌的样品或对照中没有检测到霉菌。
从实施例1-9汇集的用于具有杀生物剂的漆的巴氏灭菌方案可以描述如下。所述数据是部分地基于相对小尺寸的漆样品来选择的。
巴氏灭菌时间-温度关系图表示于图3中。应当指出的是,持续时间可以比如上述实施例中所示的在该表中所报告的时间长,可以比所报告的时间短,例如比所报告的时间短25%。图3中的图表也可以半对数图表,即log10(温度)与时间的关系图来呈现。该表还显示上述快速巴氏灭菌的可行性。
从实施例1-9汇集的用于不含杀生物剂的漆的巴氏灭菌方案可以描述如下。
时间(分钟) | 温度℃ | 来源 |
75 | 60 | 实施例7 |
360 | 49 | 实施例7 |
应当指出的是,持续时间可以比如上述实施例中所示的在该表中所报告的时间长,可以比所报告的时间短,例如比所报告的时间短25%。
实施例10A:用γ射线辐射对被污染的含有常规的杀生物剂的商业漆巴氏灭菌。使加仑尺寸的罐暴露于各种水平的γ辐射,即3KG、5KG、10KG以及15KG(千戈瑞)。将一些罐在45.5℃(114°F)和74.4℃(166°F)用热处理以用于比较,这在下文进一步论述于实施例10B中。本申请的发明人发现γ辐射有效对抗生物剂污染,而对照显示出生长,如下表中所示。此外,高剪切粘度和低剪切粘度(测量的,以KU和泊为单位)受辐射的影响。与γ辐射相比,在加热的情况下,色调强度降低得更多。对比率基本上不变。热和γ辐射似乎增加了漆样品中的泡沫,即巴氏灭菌可能不利地影响消泡剂添加剂,其中γ辐射具有更大的影响。
●γ水平是以千戈瑞(KGy)测量的,千戈瑞是SI单位,相当于由1kg物质吸收的1,000焦耳;由漆所吸收的辐射量与辐射源的强度、辐射源与漆之间的距离以及暴露的持续时间有关。
●细菌水平是在30℃接种72小时之后通过上述的浸片测试(Hychecks)来检查的。
●WPG是每加仑漆的重量(磅)。
●粘度是以KU或Krebs单位测量的;ICI粘度是以泊测量的。
●光泽度和光辉是共同拥有的美国专利号8,507,579中所论述的漆罩面,该美国专利以引用的方式整体并入本文。
●色调是色调强度%,它被定义为二氧化钛可以为有色漆增加白度的程度的量度,描述于2014年11月3日提交的共同拥有的美国专利申请号14/531,354“用于提高遮盖力的添加剂以及含有其的涂漆组合物”中,该美国专利申请以引用的方式整体并入本文。
●对比率是涂成黑色区域上漆的Y值除以涂成白色区域上漆的Y值的比率并且描述于14/531,354中。
●泡沫是泡沫消散或消失的时间(以秒为单位)。
实施例10B:在样品12中,将漆的货盘在空气烘箱中在75℃(167°F)加热24小时,然后将烘箱温度升高到80℃并且再次在24.5小时升高到85℃。货盘含有27箱4加仑尺寸的罐,这些箱子被布置成三排,每排9个箱子。在28小时之后在中心罐处测量出的温度为45.5℃(114°F)。在样品13中,将货盘分成9个箱子的单个排,将这些箱子分开以使烘箱空气可以在箱子之间循环。在21小时之后,测量出的温度为74.4℃(166°F)。
实施例10A中的表的结尾附注适用于实施例10B中的表。
实施例11:在这个实施例中继续进行用于不含杀生物剂的漆的实施例7的实验。制备不含杀生物剂的漆样品并且使用上文所述的HyCheck方法测试它们不含生物剂。用2%与上文所用的接种物相似的接种物对这些漆样品进行接种,然后在25℃孵育2天以促进细菌生长。经接种和孵育的样品被测试并且在30℃另外的24小时测试阶段内它们表现出等级4,即非常强烈的细菌生长。
用约28克经过接种的不含杀生物剂的漆样品填充小瓶。小瓶进一步孵育1天、2天、3天、6天或7天,然后在热水浴中在60℃、65.5℃以及72℃巴氏灭菌0.5分钟至12分钟的各个时间段,如下表中所示。还包括未经过巴氏灭菌的对照样品以用于比较。使用Hycheck测试测量细菌和霉菌的水平并且报告于下文中。
结果显示通过热水浴在60℃进行的巴氏灭菌在约4.5分钟时是有效的,在65.5℃进行的巴氏灭菌在约4分钟时是有效的并且在72℃进行的巴氏灭菌在约2分钟时是有效的。基于所进行的测试,本申请的发明人认为在65.5℃进行的巴氏灭菌可以被缩短到约3.5分钟。比较来自该实施例11的结果与来自实施例7的通过加热的空气烘箱进行巴氏灭菌的结果。
虽然来自实施例7的结果似乎不同于来自实施例11的结果,但是本申请的发明人注意到实施例7利用含有52克不含杀生物剂的漆的小瓶并且实施例11利用仅含有28克不含杀生物剂的漆的小瓶。
漆质量的差异,即28g对比52g,以及巴氏灭菌方法的差异,即热水浴对比加热的空气烘箱可以解释实施例7与实施例11之间的这一明显的差异。空气的比热容是1,005焦耳/Kg·℃,水的比热容是4,186焦耳/Kg·℃。在海平面上在15℃1kg干燥空气的体积是约0.816m3,在海平面上1kg水的体积仅是约0.001m3。因此,空气的非正式“体积”热容是1,231J/m3·℃,水的非正式“体积”热容是4,186,000J/m3·℃。换句话说,水的体积热容比空气的体积热容高了三个数量级。空气烘箱中的滞后时间显著长于热水浴中的滞后时间。
本申请的发明人注意到,基于本文所呈现的结果,巴氏灭菌可以通过加热的空气、热水浴、运送或输送漆的加热的管道或容器或可以将热传递到漆的其它方法来进行。本发明不限于热巴氏灭菌的任何具体的方法。
虽然显而易见的是,本文公开的本发明的说明性实施方案实现了上述目的,但是应当了解的是,可以由本领域技术人员预期多种改动方案和其它实施方案。这样的改动方案是可以在生产期间将漆加热到各种高温,所述生产包括漆制备、混合、加工、转移以及填充(罐或其它容器)步骤,并且暴露于高温如上所述的各种时间对它进行巴氏灭菌。因此,应当了解的是,所附权利要求书意图涵盖所有这些改动方案和实施方案,这些改动方案和实施方案将落入本发明的精神和范围内。
Claims (14)
1.一种用于对建筑涂料组合物巴氏灭菌的方法,所述方法包括以下步骤:
(i)制备所述建筑涂料组合物;
(ii)向所述建筑组合物施加能量源达到巴氏灭菌水平或巴氏灭菌持续时间而不使建筑涂料进一步聚合;以及
(iii)将巴氏灭菌的建筑组合物储存在容器中。
2.如权利要求1所述的方法,其中所述能量源是热。
3.如权利要求2所述的方法,其中步骤(ii)包括将所述建筑涂料加热到巴氏灭菌温度持续巴氏灭菌持续时间的步骤。
4.如权利要求2或3所述的方法,其中步骤(ii)包括基本上根据图3和支持文字来加热所述建筑涂料的步骤。
5.如权利要求2或3所述的方法,其中所述巴氏灭菌温度是至少约50℃。
6.如权利要求2或3所述的方法,其中所述巴氏灭菌温度是至少约60℃。
7.如权利要求2或3所述的方法,其中所述巴氏灭菌温度是至少约70℃。
8.如权利要求2或3所述的方法,其中所述巴氏灭菌持续时间在从约少于3分钟到至少360分钟的范围。
9.如权利要求1所述的方法,其中在步骤(ii)之前将所述建筑涂料组合物储存于容器中。
10.如权利要求1所述的方法,其中所述建筑涂料组合物含有杀生物剂。
11.如权利要求1所述的方法,其中所述建筑涂料组合物基本上不含杀生物剂。
12.如权利要求1所述的方法,其中所述辐射源是γ辐射。
13.如权利要求1所述的方法,其中步骤(iii)包括将巴氏灭菌的建筑涂料组合物储存在阻碍或抑制生物剂生长的温度。
14.如权利要求13所述的方法,其中所述温度包括低于室温的温度。
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