ES3037814T3 - Method for reducing fungi, yeast and/or bacteria in architectural coating compositions by high pressure-processing - Google Patents

Abstract

En este documento se describen métodos para pasteurizar o esterilizar composiciones de revestimiento arquitectónico utilizando procesamiento de alta presión (HPP) con o sin calor, radiación u otras fuentes de energía sin polimerizar adicionalmente las composiciones y almacenarlas. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Método para reducir hongos, levaduras y/o bacterias en composiciones de revestimiento arquitectónico mediante procesamiento por alta presión

Campo de la invención

La presente invención se refiere generalmente a revestimientos arquitectónicos, incluyendo, pero sin limitación, pinturas y tintes, que se han pasteurizado o esterilizado mediante procesamiento por alta presión para eliminar o reducir suficientemente el nivel de bacterias, hongos y/o levaduras, en composiciones arquitectónicas y a métodos para pasteurizar o esterilizar los mismos.

Antecedentes de la invención

Debido a preocupaciones ambientales y de salud, ha habido un movimiento hacia la reducción de la cantidad de compuestos orgánicos volátiles (COV) en pinturas, tintes y otras composiciones de revestimiento arquitectónico, que se evaporan en el medio ambiente tras la formación de una película de pintura. Los aditivos para pinturas que facilitan o imparten propiedades deseables a la pintura, tales como mejor coalescencia de la película, mejor resistencia al bloqueo, mejor durabilidad de la película, mejor resistencia física y química al frote y revestimientos más resistentes, entre otras, también contienen<c>O<v>. La evaporación de COV a menudo da como resultado aromas no deseados, y la exposición a dichos vapores, en particular en áreas que no están bien ventiladas, sigue siendo un problema de salud. Por lo tanto, se han usado aditivos menos volátiles o no volátiles, así como colorantes, que aportan propiedades comparables (o superiores) a las pinturas, para reemplazar a los aditivos con mayor contenido de COV. La búsqueda de pinturas con bajo contenido de COV o una "pintura verde" mejor se analiza en un artículo del periódico New York Times titulado "The Promise of Green Paint" (Kershaw, Sarah, The New York Times, 15 de mayo de 2008, pág. F6).

La reducción de COV en pinturas, tintes y otros revestimientos arquitectónicos y en aditivos, sin embargo, ha producido pinturas respetuosas con el medio ambiente que son más atractivas para las bacterias, algas, levaduras, hongos y otros agentes biológicos que prosperan en un entorno acuoso. Estos agentes biológicos crecen y mueren en latas y recipientes de pintura, y a menudo desprenden un olor desagradable e inutilizan las pinturas para su propósito previsto y pueden causar pérdida de viscosidad, decoloración, formación de gases, espuma, sedimentación y cambios del pH. Los agentes biológicos también presentan posibles problemas de salud. Determinados agentes biológicos, tales como algas y moho, pueden crecer en películas de pintura seca que cubren paredes u otros sustratos.

Se han usado biocidas en pinturas o tintes acuosos para controlar agentes biológicos dentro de latas y recipientes. Algunos de los biocidas pueden permanecer en la película de pintura seca para controlar las algas y el moho. Sin embargo, existe el deseo de minimizar el nivel de biocidas en pinturas/tintes acuosos o películas de pintura/tinte secas y, al mismo tiempo, evitar el crecimiento sin impedimentos de agentes biológicos.

Se ha intentado la pasteurización de pinturas y tintes. La Patente de EE. UU. N.° 5.529.749 de Rinnoet al.enseña el uso del calentamiento dieléctrico, específicamente microondas, para reducir el recuento de microbios en las composiciones de pintura. Rinno también enseña que la esterilización de composiciones de pintura mediante calentamiento directo a 80 °C-121 °C, incluso durante un corto período de tiempo, produce coagulaciones o reticulación adicional en las composiciones de pintura. Rinno también enseña que la esterilización de composiciones de pintura mediante rayos gamma produce peróxido de hidrógeno y radicales hidroxilo, y provoca la reticulación prematura del polímero en las pinturas. Rinno concluye que el calentamiento directo y los rayos gamma no son adecuados para la esterilización industrial de composiciones de pintura.

La Patente de EE. UU. de titularidad común N.° 10.639.386 de Sheerinet al.contradice las conclusiones de Rinno. Sheerin, a través de la experimentación, enseña que la pasteurización o esterilización exitosa de composiciones de pintura y tintes puede tener lugar a temperaturas significativamente inferiores, por ejemplo, de aproximadamente 49 °C a aproximadamente 72 °C (de 120 °F a 162 °F), de al menos 120 minutos a al menos 2 minutos, respectivamente. Sheerin también enseña a través de la experimentación que los rayos gamma pueden pasteurizar con éxito composiciones de pintura a menos de aproximadamente 15 kGy sin mayor polimerización o reticulación de los polímeros de látex en las pinturas.

Tanto el documento JP 2002363502 como el documento CA 198537 A sugieren esterilizar las pinturas mediante calor.

En las pinturas se pueden encontrar los siguientes agentes biológicos:

i. Bacterias: Especies dePseudomonas,incluyendoPseudomonas aeruginosa;bacterias bacilo gramnegativas;Enterobacter aerogenes; Sphingomonas paucimobilis;otras especies grampositivas y gramnegativas, etc. ii. Levaduras:Candida lambicayYarrowia lipolytica,etc.

iii. Hongos (mohos): Especies deAspergillus,especies deAcremonium,especies deGeotrichumy especies dePenicillium,etc.

En algunos de los ejemplos o experimentos analizados en Sheerin, se introdujo un inóculo que comprendía los agentes biológicos enumerados anteriormente en pinturas o recipientes de pintura y se dejó que los agentes biológicos crecieran. Posteriormente, las pinturas se pasteurizan mediante calor o rayos gamma y las pinturas se vuelven a ensayar para determinar la concentración residual de agentes biológicos (si están presentes) y si las pinturas siguen siendo funcionales. En otros ejemplos o experimentos, las pinturas comerciales con biocidas que fueron superadas por uno o más agentes biológicos conocidos se pasteurizan y se vuelven a ensayar para determinar si las pinturas contaminadas pueden volver a las condiciones comerciales y ser adecuadas para la venta.

Se encontróPseudomonas aeruginosaoP. aeruginosaen algunas pinturas contaminadas. Esta bacteria se encuentra comúnmente en ambientes húmedos y cálidos, tales como piscinas y jacuzzis. Investigadores de facultades de medicina y salud pública han informado queP. aeruginosapuede crecer en un intervalo de 25 °C a 42 °C, pero puede morir a una temperatura de 60 °C y hasta 70 °C durante aproximadamente 30 minutos.P. aeruginosano crece, pero no muere, a una temperatura de 10 °C hasta 15 °C o 20 °C. Estos resultados se informaron por A. Tsuji, Y. Kaneko, K. Takahashi, M. Ogawa y S. Goto, "The Effects of Temperature and pH on the Growth of Eight Enteric and Nine Glucose Non-Fermenting Species of Gram-Negative Rods", Toho University School of Medicine, Department of Microbiology, Microbiol. Immunol, Vol. 26(1), 15-24, 1982 en las págs. 15-24.

Tsujiet al.también informaron los efectos del calor sobre las siguientes bacterias.

TABLA 1

Todas las bacterias ensayadas se erradicaron a temperaturas de 60 °C o 70 °C durante 30 minutos. Ninguna bacteria sobrevivió a 60 °C durante más de 2 horas. Ninguna sobrevivió más de 30 minutos a 70 °C.

Todas las bacterias ensayadas sobrevivieron a 10 °C, pero no crecieron. Por lo demás, crecieron en los intervalos de temperatura indicados, y también se indican las temperaturas de crecimiento máximas u óptimas.

Tsujiet al.también indicaron que un pH de 6,4 a 8,2 tiene poco efecto en la tasa de crecimiento de estas bacterias. Sin embargo, S. Bricha, K. Ounine S. Oulkheir, N. E. El Haloul y B. Attarassi, "Heat Resistance of Pseudomonas Aeruginosa in Preparations at the Base of Cucumber, Tomato and Lettuce as Affected by pH and Sodium Chloride", Ibn Tofail University, Marruecos, ISPROMS ISSN: 1994-5108, WJBR Vol. 3, Edición 1, en 1-8, informaron que, a un pH de aproximadamente 2, la resistencia al calor de una cepa deP. aeruginosadisminuye a una temperatura de 63 °C, pero la resistencia al calor deP. aeruginosaa pH de 4,5 y 6 es aproximadamente la misma. Brichaet al.también informaron que, a un pH bajo, la sal de cloruro de sodio al 2-6 % puede proteger a las bacterias.

Las células de levadura comienzan a morir a temperaturas superiores a 50 °C y la mayoría moriría a temperaturas de aproximadamente 55 °C a aproximadamente 60 °C. Se conoce bien por los panaderos que las levaduras, al añadirse a agua demasiado caliente, mueren y la masa no sube. A temperaturas de 10 °C o inferiores, las levaduras no crecen.

Las levaduras crecen en el intervalo de temperatura de aproximadamente 27 °C a aproximadamente 32 °C, dependiendo de la especie. Por lo tanto, las levaduras tienen un perfil de temperatura de latencia-crecimiento-muerte similar al de las bacterias analizadas anteriormente. Por lo tanto, las levaduras se pueden erradicar y/o controlar mediante el método de calor, incluyendo el almacenamiento y el transporte, descrito en Sheerin.

Los mohos, incluyendo el mildiu, los hongos y el moho común, existen en el mismo intervalo de temperatura (y humedad relativa) que sustenta la vida humana. Por lo tanto, el moho y sus esporas son omnipresentes en nuestro entorno. El moho puede crecer a temperaturas de entre 4 °C y 38 °C (40 °F-100 °F). Por debajo de 4 °C, el moho se encuentra en estado latente y se reactiva cuando la temperatura sube con la humedad relativa adecuada. Algunos mohos sobreviven a temperaturas de hasta 38 °C o superiores. Se ha informado el régimen de temperatura de latenciacrecimiento-muerte para varios mohos y esporas, como se muestra a continuación. Véase http://www.thermapure.com/environmental-services/mold/.

Si bien algunas temperaturas letales son levemente superiores a 60 °C para algunos de los mohos analizados anteriormente, el tiempo necesario para destruirlos es significativamente más corto. A 60 °C, pero durante un período más prolongado, se puede destruir la mayoría de los mohos. Por lo tanto, los mohos se pueden erradicar y/o controlar mediante el mismo método de calentamiento descrito en Sheerin.

Como enseñan Rinno y Sheerin, la pasteurización o esterilización de composiciones de pintura y tinte mediante diversos métodos son impredecibles. Se requieren análisis y experimentación detallados para determinar la eficacia de cualquier técnica de pasteurización. El procesamiento por alta presión (HPP, por sus siglas en inglés), también conocido como pascalización, bridgmanización o pasteurización en frío, se ha usado para pasteurizar determinados alimentos y bebidas. Sin embargo, su uso en la pasteurización de composiciones de pintura y tinte no se ha reconocido, y hasta el momento se desconoce si el HPP causa efectos negativos en las composiciones arquitectónicas, tales como coagulación o reticulación adicional por los polímeros de látex.

Por lo tanto, sigue existiendo la necesidad de técnicas adicionales de esterilización o pasteurización de composiciones arquitectónicas tales como pinturas y tintes.

Sumario de la invención

Por lo tanto, la invención se refiere a un método para pasteurizar pinturas a alta presión, con o sin una fuente de energía, tal como calor, para destruir cualquier agente que pueda haberse introducido en las pinturas.

Una realización de la presente invención se refiere a un método para reducir agentes biológicos, concretamente bacterias, hongos y/o levaduras, en una composición de revestimiento arquitectónico, que comprende las etapas de

(i) preparar la composición de revestimiento arquitectónico; y

(ii) aplicar una fuente de presión de aproximadamente 50 MPa a aproximadamente 1.000 MPa, preferentemente de aproximadamente 300 MPa a aproximadamente 700 MPa, o de aproximadamente 400 MPa a aproximadamente 700 MPa, o de 450 MPa a aproximadamente 650 Mpa, a dicha composición arquitectónica durante un máximo de 10 minutos, preferentemente de aproximadamente 1 a aproximadamente 5 minutes, o de aproximadamente 3 a aproximadamente 5 minutos, o de aproximadamente 2 minutos a aproximadamente 4 minutos, o de aproximadamente 2,5 minutos a aproximadamente 3,5 minutos, para reducir suficientemente los agentes biológicos.

Preferentemente, la composición arquitectónica se almacena en recipientes flexibles antes de la etapa (ii). El espacio vacío, si lo hubiera, en los recipientes debe ser inferior a aproximadamente el 10 % del volumen del recipiente flexible, preferentemente inferior a aproximadamente el 5 % o inferior a aproximadamente el 2,5 %.

Preferentemente, el recipiente flexible está fabricado con un material seleccionado de tereftalato de polietileno (PET), PET amorfo (APET), PET cristalino (CPET), polietileno de alta densidad (HDPE), polietileno de baja densidad<( L d P E )>o polipropileno (PP).

El recipiente flexible puede tener un sello de película, que está fabricado preferentemente de PP, PE, PEAD, PP u otro material.

Opcionalmente, el método para reducir agentes biológicos comprende además una etapa de calentamiento, ya sea simultánea o secuencialmente con la etapa (ii).

Opcionalmente, el método para reducir agentes biológicos comprende además una segunda etapa de tratamiento a presión. La segunda etapa de tratamiento a presión puede tener la misma presión y duración que las de la etapa (ii). Como alternativa, la segunda etapa de tratamiento a presión puede tener una presión y/o duración diferentes a las de la etapa (ii).

Opcionalmente, el método también puede incluir una etapa de adición de un componente biocida o antimicrobiano a la composición arquitectónica, preferentemente en una cantidad menor que en una composición arquitectónica sin tratar ni pasteurizar.

Preferentemente, la erradicación es una reducción de al menos 3 log (99,9 %), preferentemente una reducción de 4 log (99,99 %) y, más preferentemente, una reducción de 5 log (99,999 %) o más.

Breve descripción de los dibujos

En los dibujos adjuntos, que forman parte de la memoria descriptiva y deben leerse conjuntamente con la misma, y en los que se usan números de referencia similares para indicar partes similares en las diversas vistas:

Las figuras 1(a)-1(c) muestran las curvas de flujo de tres pinturas comerciales con y sin tratamiento HPP en una escala logarítmica de la viscosidad de las muestras de pintura (eje Y, Pascales-segundo o Pa-s) en función de la velocidad de corte o la tensión de corte aplicada (eje X, segundo'1).

La figura 2 muestra una vista en perspectiva de una válvula de flujo unidireccional de ejemplo.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

Como se usan en el presente documento, pintura o pinturas incluyen composiciones de pintura acuosas o a base de agua, tintes u otras composiciones arquitectónicas. Las composiciones arquitectónicas también incluyen materiales entendidos en la técnica como composiciones arquitectónicas, tales como adhesivos, masillas, asfaltos, etc. Las técnicas de pasteurización o esterilización que utilizan HPP descritas en el presente documento son aplicables a todas las composiciones arquitectónicas. Una o más películas de pintura se refiere a una o más pinturas o tintes que se han aplicado sobre una superficie o sustrato y se secan, o las partículas de látex de las una o más pinturas que se han reticulado para formar una película.

Como se ha analizado anteriormente, los revestimientos arquitectónicos de látex a base de agua, tales como pinturas, tintes, otros revestimientos domésticos e industriales, se han vuelto más respetuosos con el medio ambiente. Esto significa que los revestimientos arquitectónicos modernos contienen menos COV y tienen aditivos y colorantes que también tienen bajo contenido de COV. La reducción de COV ha hecho que los revestimientos arquitectónicos sean más atractivos para los agentes biológicos, tales como bacterias y hongos en la fase acuosa, y algas y determinados hongos, por ejemplo, mohos, en la fase de película seca. Una solución consiste en añadir biocidas a los revestimientos arquitectónicos en la etapa de formación de látex, en la etapa de dispersión del pigmento, donde los pigmentos se dispersan con tensioactivos, dispersantes y agua, y/o en la etapa de dilución, donde el látex acuoso, la dispersión del pigmento y los aditivos se combinan. A continuación, las pinturas se envasan en latas y recipientes para su almacenamiento y envío. Los colorantes, que pueden contener sus propios biocidas, se añaden posteriormente en las tiendas minoristas para lograr los colores de pintura que adquirieron los consumidores.

Si bien los biocidas son útiles para conservar pinturas y otros revestimientos arquitectónicos, y son útiles en la película de pintura seca para ayudar a prevenir el crecimiento de agentes biológicos, algunos consumidores preocupados por el medio ambiente han expresado su deseo de pinturas sin biocidas o con una concentración reducida de biocidas. Sin embargo, sin biocidas o con una concentración reducida de biocidas, los agentes biológicos podrían prosperar en pinturas o películas de pintura.

El procesamiento por alta presión (HPP, por sus siglas en inglés), también llamado "pasteurización en frío", se ha empleado para pasteurizar determinados alimentos, como se informa en K. Considine, A. Kelly, G. Fitzgerald, C. Hill y R. Sleator, "High-pressure Processing - Effects on Microbial Food Safety and Food Quality", FEMS Microbiol. Lett.

281 (2008), 1-9. En la industria alimentaria, el HPP se aplica típicamente entre 50 MPa y 1.000 MPa (de aproximadamente 7250 psi a aproximadamente 145.000 psi, o de 500 bares a 10.000 bares) o, más comúnmente, de 300 MPa a 700 MPa durante un período de unos pocos segundos a varios minutos (por ejemplo, aproximadamente 10 minutos o menos), o, más comúnmente, de aproximadamente 1 minuto a aproximadamente 5 minutos, preferentemente de 3 minutos a 5 minutos. El HPP generalmente da como resultado un ligero aumento de la temperatura (5-15 °C) mediante calentamiento adiabático, y la temperatura retorna a su temperatura original tras la descompresión.

Diferentes organismos microbianos reaccionan con distintos grados de resistencia al HPP, y puede haber diferencias significativas en la sensibilidad al HPP entre las especies bacterianas. Las pérdidas de viabilidad pueden variar entre 0,5 log y 8,5 log entre las cepas bacterianas patógenas. En general, las células procariotas, que incluyen las bacterias, tienden a ser más resistentes a la presión que las eucariotas. La morfología también desempeña una función, lo que se refleja en el hecho de que los cocos son más resistentes que las bacterias con forma de bastón. Además, algunas bacterias tales comoClostridiumyBacillus spp.tienden a formar endosporas cuando se someten a estrés. Las endosporas tienden a ser muy resistentes al HPP y pueden soportar un tratamiento de más de 1.000 MPa. Las esporas deClostridium spp.son generalmente más resistentes a la presión que las deBacillus spp.

El HPP a menor presión puede inducir la germinación de esporas bacterianas; curiosamente, se encontró que estas esporas eran más sensibles a uno o más tratamientos a presión posteriores. La combinación de HPP y calor, de forma simultánea o secuencial, o tratamientos con ciclos de presión, han logrado la inactivación de esporas en ciertos grados. Las bacterias grampositivas son más resistentes al calor y la presión que las gramnegativas. La eficacia de la reducción microbiana depende de factores, tales como la especie bacteriana, número de ciclos de tratamiento, pH, presión, tiempo de procesamiento y temperatura.

Las levaduras y los mohos son relativamente sensibles al HPP, excepto las ascosporas de mohos resistentes al calor (por ejemplo,Byssochlamys, NeosartoryayTalaromyces)que son altamente resistentes al HPP. La resistencia a la presión de los virus varía considerablemente.

Los iones Ca2+ y otros cationes protegen aE. colide los efectos del HPP, así como el alto contenido de sacarosa; NaCl y CaCl2 protegen aBacillus coagulansmás que los solutos no iónicos, tales como sacarosa y glicerol. Un pH bajo en un medio de suspensión puede hacer que determinados patógenos sean más sensibles al h Pp . Por otro lado, el HPP puede no ser tan eficaz con materiales poco ácidos, ya que la baja acidez retiene las esporas a menos que se añada calor. El pH de una solución ácida puede disminuir de manera reversible a medida que aumenta la presión, pero se revierte durante la descompresión. Dado que el HPP puede no destruir las esporas, las bacterias pueden reaparecer.

Los tratamientos a temperaturas inferiores a la ambiente, por ejemplo, a nivel de refrigeración, pueden mejorar el HPP y pueden lograr una menor concentración microbiana que con el HPP a 25 °C (77 °F) o temperatura ambiente. De manera similar, el uso de HPP junto con tratamientos térmicos suaves puede ofrecer mejores resultados que cualquiera de los métodos usados por separado. En un ejemplo informado, se inactivó unaE. coliresistente a la presión con un tratamiento con HPP de 400 MPa y a 50 °C durante 15 minutos. Ninguno de los tratamientos por sí solo logró la inactivación indicada (reducción de 5-6 log). Las esporas bacterianas se pueden inactivar mediante un primer tratamiento con HPP bajo seguido de tratamientos térmicos relativamente suaves (véase, por ejemplo, J. Food Prot. 2013, 76(3), págs. 448-55).

Sin limitarse a ninguna teoría en particular, el tratamiento a presión induce cambios en las células bacterianas, incluyendo la inhibición de enzimas y la síntesis de proteínas, así como alteraciones en la morfología celular y la membrana celular. El tratamiento a presión también altera procesos tales como la transcripción, la traducción y las funciones celulares responsables de la supervivencia y la reproducción. El daño a la membrana bacteriana puede causar fugas de material celular a través de las membranas interna y externa, así como la absorción de nutrientes y la eliminación de desechos celulares.

El HPP se puede combinar con otros agentes antimicrobianos, incluyendo, pero sin limitación, lacitina 3147, lactoperoxidasa y nisina, que se usan típicamente en los alimentos. El HPP también se puede usar con agentes antimicrobianos que se usan típicamente en pinturas y tintes.

Un aspecto de la presente invención es la pasteurización o esterilización de pinturas, tintes y otros revestimientos arquitectónicos, tales como adhesivos, masillas y similares, de modo que se evite o limite el crecimiento de agentes biológicos en ausencia de biocida o con una concentración reducida de biocida. En una realización preferida, las composiciones arquitectónicas, tales como pinturas y tintes, se pasteurizan a alta presión con o sin una fuente de energía, preferentemente fuentes de calor o radiación (incluyendo, pero sin limitación, rayos gamma, infrarrojos, ultravioleta, haz de electrones y microondas), durante o después del proceso de fabricación para reducir significativamente la población de agentes biológicos, si los hubiera, que existen en las composiciones arquitectónicas. Preferentemente, la pintura, el tinte y las demás composiciones arquitectónicas se almacenan en recipientes flexibles que, preferentemente, pueden transferir la alta presión a las composiciones que contenidas en los mismos. Estos recipientes pueden ser los contenedores o recipientes flexibles de un cuarto de galón, una pinta, un galón o 5 galones (aprox. 0,95 l, aprox. 0,471 l, aprox. 3,79 l o aprox. 18,93 l, respectivamente) que se pueden vender a los consumidores o que, opcionalmente, se almacenan en recipientes sustancialmente rígidos que también se venden a los consumidores. En una realización preferida, los recipientes son contenedores grandes, por ejemplo, de 20 galones (aprox. 75,71 l) o 50 galones (aprox. 189,27 l) de capacidad, fabricados con materiales flexibles, y los revestimientos arquitectónicos tratados con HPP se transfieren a recipientes más pequeños para su venta a los consumidores. A continuación, estos recipientes de pintura se almacenan hasta su venta a los clientes. En la mayoría de los casos, los recipientes de pintura se envían y se almacenan en centros de distribución de pintura, a continuación se envían y se almacenan en tiendas minoristas antes de ser adquiridos por los consumidores. Una ventaja de almacenar las composiciones arquitectónicas pasteurizadas en recipientes flexibles es que facilita a los consumidores mezclar las pinturas o tintes antes de usarlos girando, rotando o apretando los recipientes flexibles.

Los recipientes a prueba de HPP usados en la industria alimentaria podrían funcionar como recipientes para pinturas/tintes a prueba de HPP. Se prefiere que estos recipientes se ajusten al tamaño de los volúmenes de pintura/tinte que se venden normalmente a los consumidores, por ejemplo, pintas, cuartos de galón, galones, etc. Los recipientes HPP deben tener un sello fiable para evitar la entrada de agua/líquido a presión en los recipientes y deben estar fabricados con un material flexible y duradero para soportar las presiones extremas que se producen durante el tratamiento con HPP. Preferentemente, la bolsa de aire dentro de cualquier recipiente HPP se minimiza, preferentemente a menos de aproximadamente el 10 % del volumen total y preferentemente menos de aproximadamente el 5 % o menos de aproximadamente el 2,5 %. Los envases a prueba de HPP típicos pueden ser botellas con sellos de película/tapones, bolsas, vasos/cubetas/bandejas con sello de película superior o bolsas de vacío. Los materiales flexibles y duraderos adecuados incluyen, pero sin limitación, tereftalato de polietileno (PET), PET amorfo (APET), PET cristalino (CPET), polietileno de alta densidad (HDPE), polietileno de baja densidad (LDPE), polipropileno (PP). Los materiales para sellos de película adecuados incluyen, pero sin limitación, P<p>, PE, PEAD, PET, etc.

Se sabe que, a través de la pasteurización de alimentos, el HPP no altera los enlaces covalentes, sino que solo afecta los enlaces no covalentes o físicos, tales como los enlaces iónicos y de hidrógeno, y las interacciones hidrófobas. Las partículas de látex o la resina de látex que forman las películas de pintura se forman principalmente mediante enlaces covalentes, por lo tanto, no se espera que se degraden con HPP. Sin embargo, la alta presión podría, en teoría, provocar una pérdida de estabilidad coloidal y una coagulación irreversible posterior. Además, algunos modificadores reológicos, tales como espesantes y tensioactivos, interactúan con la resina de látex mediante interacciones hidrófobas y enlaces de hidrógeno. Por lo tanto, el HPP puede afectar a la viscosidad de las composiciones arquitectónicas, lo que puede degradar el rendimiento de pinturas, tintes y otras composiciones arquitectónicas.

Se llenaron botellas de zumo de 12 onzas (aprox. 0,35 l) a prueba de HPP con tres pinturas comerciales, Comercial 1 (una imprimación de base profunda), Comercial 2 (una pintura de base única con acabado mate) y Comercial 3 (una pintura de base cuádruple con acabado semibrillante) y se sometieron a un tratamiento con HPP a 597 MPa (86.587 psi) durante 3 minutos a 11,11 °C (52 °F), como se describe más adelante. El tratamiento con HPP estándar para alimentos es de 586 MPa (85.000 psi) durante 3 minutos. Las propiedades reológicas de estas muestras de pintura comercial tratadas con HPP se compararon con las de las muestras sin tratar o controles, y los resultados se muestran en las figuras 1(a)-(c). Las curvas de flujo se representan gráficamente en escalas logarítmicas de la viscosidad de las muestras de pintura (eje Y, Pascales-segundo) en función de la velocidad de corte o la tensión de corte aplicada (eje X, segundo-1). La viscosidad cuantifica la resistencia de las composiciones a fluir. La velocidad de corte es la variación de la deformación con respecto al cambio en el tiempo. La viscosidad de las muestras (eje vertical) se midió a diferentes velocidades de corte (velocidad de centrifugado) (eje horizontal). La velocidad de centrifugado baja simula la etapa en la que la pintura se encuentra en condiciones sustancialmente estáticas. En esta etapa, es deseable una viscosidad alta, lo que indica un bajo flujo de color y una baja separación de color. Una velocidad de centrifugado alta imita la etapa en la que el usuario aplica la pintura sobre una superficie, por ejemplo, al mover brochas o rodillos para pintar. En esta etapa, es deseable una viscosidad baja, lo que indica una aplicación más sencilla. Las figuras 1(a)-(c) muestran que las curvas de flujo de las tres muestras de pintura son sustancialmente iguales entre las muestras tratadas con HPP y las muestras de control sin tratar. Los resultados muestran que las pinturas y tintes se pueden tratar con HPP sin pérdida de propiedades físicas, por ejemplo, propiedades reológicas y rendimiento.

También se midió la viscosidad estática (viscosidad en la lata de pintura) de estas muestras de pintura comercial y de las muestras tratadas con HPP, como se muestra en la Tabla 3 a continuación.

TABLA 3.

Como se muestra, las viscosidades Stormer e ICI de las muestras tratadas con HPP son muy similares a las de las muestras sin tratar, lo que demuestra que el tratamiento con HPP no afecta significativamente a la viscosidad de las pinturas, de lo que se desprende que el tratamiento con HPP no afecta significativamente a los enlaces físicos de los espesantes, tensioactivos u otros modificadores reológicos usados en pinturas comerciales.

En otro experimento, se inocularon aproximadamente 7,57 l (2 galones) de pintura (una pintura de base cuádruple con acabado semibrillante) con una combinación de especies microbianas (véase la Tabla 4). La pintura inoculada se depositó en botellas de zumo a prueba de HPP de 12 onzas (aprox. 0,35 l).

La mayoría de las muestras se trataron con HPP a 597 kPa (86,587 psi) durante 3 minutos a 11,11 °C (52 °F), mientras que algunas muestras no se trataron y se conservaron como control. Dos de estas muestras, siendo una de ellas una muestra tratada con HPP y la otra, un control sin tratamiento, se ensayaron para determinar su actividad biológica. Ambas muestras tenían un espacio libre superior de aproximadamente 1,27 cm (0,5 pulgadas). Se cree que la cantidad de espacio libre superior es un factor en el tratamiento con HPP, ya que comprimir el aire en dicho espacio llevaría más tiempo y, por lo tanto, podría dar como resultado un aumento del tiempo de procesamiento.

TABLA 4

Los resultados de la actividad biológica de la muestra de pintura tratada con HPP frente a la muestra de pintura sin tratar de control se muestran en las Tablas 5(a)-(b). El recuento de placas aerobias (APC, por sus siglas en inglés) es un indicador de la población bacteriana en una muestra y se mide en la unidad "ufc/g", que significa unidades formadoras de colonias por gramo de muestra. El APC asume que cada célula formará una colonia visible al mezclarse con agar que contiene los nutrientes adecuados. Es una prueba genérica para organismos que crecen de manera aerobia o que requieren oxígeno a temperaturas mesófilas o moderadas (25-40 °C o 77-104 °F).

Los resultados del APC en las Tablas a continuación se obtuvieron con una dilución 1:10, mezclando 1 gramo de producto con 9 ml de solución salina tamponada con fosfato (PBS) como diluyente. De la mezcla resultante, se sembraron 1,0 ml en dos placas. Se vertió agar tripticasa de soja (TSA) en una placa y agar sab dextrosa (SAB) en la otra. El TSA producirá crecimiento bacteriano, mientras que el SAB producirá crecimiento de levaduras y mohos, aunque también crecerán algunas bacterias gramnegativas en el agar SAB.

Se contaron las colonias que crecieron en las placas, teniendo en cuenta que se debía aplicar un factor de 1:10, ya que las muestras estaban diluidas. Por ejemplo, 5 colonias contadas equivalen a 50 colonias presentes por gramo de muestra de producto original.

La muestra de control (sin tratamiento con HPP) se sembró en placas con varias diluciones, ya que el crecimiento inicial era demasiado denso para ser contado; por lo tanto, las diluciones permitieron un recuento preciso de la muestra original.

TABLA 5 a

TABLA 5 b

El APC no indica con exactitud qué tipos de bacterias están presentes; es una prueba cuantitativa. Por ello, se usó una prueba de enriquecimiento, que es una prueba cualitativa; se añadieron 10 gramos de producto a un frasco que contenía 90 ml de caldo Letheen y la mezcla se incubó durante 48 horas. A continuación, se usaron medios diferenciales, en donde cada uno es un indicador de bacterias específicas al cambiar el color del medio o el color del crecimiento en el medio. Los medios que se usaron son específicos paraE. coli, S. aureus, P. aeruginosaySalmonella.Se introdujo una gota de caldo en cada medio con un bucle.

El análisis mostró que el APC se redujo de 1.270.000 ufc/g antes del tratamiento con HPP a aproximadamente 30 ufc/g residuales, lo que representa una reducción de casi 5 log (99,998 %) en las colonias bacterianas. Preferentemente, la erradicación es una reducción de al menos 3 log (99,9 %), preferentemente una reducción de 4 log (99,99 %) y, más preferentemente, una reducción de 5 log (99,999 %) o más. El recuento bacteriano residual en la muestra tratada con HPP se identificó como bacterias grampositivas (gram+). Es probable que las bacterias gram+ sean una contaminación introducida durante la manipulación de la muestra, ya que la prueba de enriquecimiento dio negativo para S.aureus,que es la única especie gram+ presente en la mezcla de especies microbianas usada como inóculo. Además, no se detectaron bacterias gram+ en la muestra de control/sin tratamiento con HPP.

Por lo tanto, los experimentos anteriores demuestran que (i) las composiciones de pintura y tinte, así como las demás composiciones arquitectónicas, se pueden tratar con HPP y mantener sus funcionalidades, y (ii) el tratamiento con HPP puede reducir el recuento bacteriano en las composiciones de pintura y tinte hasta en 5 log.

De acuerdo con otra realización de la presente invención, los recipientes de pintura aptos para HPP pueden contener colorantes añadidos a las pinturas tratadas dentro de los recipientes. El documento U.S. 9.994.722 de titularidad común analiza que una lata de pintura de un galón (128 onzas; aprox. 3,79 l) puede tener hasta 24 onzas (aprox.

0,71 l) de reserva de espacio libre para colorantes. Esto representa un espacio de aire de aproximadamente el 18,75 %. Como se ha analizado anteriormente, para esta cantidad de espacio libre, los tratamientos con HPP tardarían más y serían más costosos. En la presente realización, una bolsa flexible o elastomérica se llena parcialmente y, debido a su flexibilidad o elasticidad, la bolsa puede contener la pintura a menos de su capacidad máxima sin tener un espacio de aire significativo dentro de la bolsa para maximizar los tratamientos con HPP. La bolsa tendrá una válvula unidireccional, tal como una válvula de pico de pato (10) que se muestra en la figura 2. La válvula 10 tiene una base 12 y un extremo ahusado 14, que se ubicará dentro de la bolsa HPP. Cualquier tubo hueco se puede introducir en la base 12 para abrir el extremo ahusado 14 y añadir colorantes a las pinturas tratadas hasta alcanzar la capacidad volumétrica de la bolsa. Durante los tratamientos con HPP, la presión interna de la bolsa se distribuirá uniformemente en la misma y esta presión actuará sobre el extremo ahusado 14 para cerrar completamente la válvula 10. Una mayor presión ejercerá una mayor fuerza para mantener la válvula 10 cerrada. Se espera que la válvula de pico de pato 10 mantenga la bolsa sellada durante el tratamiento con HPP y permita añadir colorantes a las pinturas tratadas. Se usan comúnmente válvulas de pico de pato en balones deportivos, tales como balones de fútbol americano, baloncesto, de fútbol, etc., así como en tuberías de drenaje y sistemas de alcantarillado.

Las pinturas, tintes y otras composiciones arquitectónicas se pueden pasteurizar mediante HPP en un proceso por lotes con las pinturas y tintes almacenados en recipientes flexibles que se presurizan por lotes, como se ha descrito anteriormente, o de forma más continua, por ejemplo, HPP en línea, seguido del llenado aséptico en recipientes blandos o rígidos, flexibles o metálicos que se venden a los consumidores.

Preferentemente, el almacenamiento de la pintura en la etapa (iii) incluye almacenar los recipientes de pintura en un entorno en el que las bacterias, si están presentes, no crezcan. Como se ha analizado anteriormente, a 10 °C no crece una gran cantidad de bacterias. Adicionalmente, el intervalo de temperatura de crecimiento de estas bacterias es superior a 15 °C, y muy pocas bacterias crecerían a una temperatura de 20 °C. Por lo tanto, preferentemente, las pinturas se almacenan a una temperatura de 20 °C (68 °F) o inferior, más preferentemente a una temperatura de 15 °C (59 °F) o inferior, o más preferentemente a una temperatura de 10 °C (50 °F) o inferior. Estas temperaturas de almacenamiento preferidas se pueden alcanzar con tecnología de aire acondicionado convencional. Adicionalmente, se prefiere que, durante el transporte, las pinturas también se mantengan a estos intervalos de temperatura.

Claims (20)

REIVINDICACIONES

1. Un método para reducir hongos, levaduras y/o bacterias en una composición de revestimiento arquitectónico, incluyendo composiciones de pintura y de tinte, que comprende las etapas de

(i) preparar la composición de revestimiento arquitectónico;

(ii) aplicar una fuente de presión que varía de aproximadamente 50 MPa a aproximadamente 1000 MPa a dicha composición arquitectónica durante un máximo de 10 minutos; y

(iii) opcionalmente almacenar la composición arquitectónica.

2. El método de la reivindicación 1, en donde la fuente de presión varía de aproximadamente 300 MPa a aproximadamente 700 MPa.

3. El método de la reivindicación 1, en donde la fuente de presión varía de aproximadamente 400 MPa a aproximadamente 700 MPa.

4. El método de la reivindicación 1, en donde la fuente de presión varía de aproximadamente 450 MPa a aproximadamente 650 MPa.

5. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la duración varía de aproximadamente 1 minuto a aproximadamente 5 minutos.

6. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la duración varía de aproximadamente 3 minutos a aproximadamente 5 minutos.

7. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la duración varía de aproximadamente 2 minutos a aproximadamente 4 minutos.

8. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la duración varía de aproximadamente 2,5 minutos a aproximadamente 3,5 minutos.

9. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende además (iv) aplicar una etapa de calentamiento, ya sea simultánea o secuencialmente con la etapa (ii).

10. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende además (v) aplicar una segunda etapa de tratamiento a presión, preferentemente a la misma presión y duración que en la etapa (ii).

11. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende además (v) aplicar una segunda etapa de tratamiento a presión a la misma presión y duración que en la etapa (ii).

12. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, que comprende además (vi) aplicar una etapa de radiación, incluyendo rayos gamma, infrarrojos, ultravioleta, haz de electrones o microondas.

13. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, que comprende además (vii) añadir un biocida o un agente antimicrobiano a la composición arquitectónica.

14. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en donde la composición arquitectónica se almacena en un recipiente flexible antes de la etapa (ii).

15. El método de la reivindicación 14, en donde un espacio vacío dentro de dicho recipiente flexible es inferior a aproximadamente el 10 % del volumen del recipiente flexible.

16. El método de la reivindicación 14, en donde un espacio vacío dentro de dicho recipiente flexible es inferior a aproximadamente el 5 % del volumen del recipiente flexible.

17. El método de la reivindicación 14, en donde un espacio vacío dentro de dicho recipiente flexible es inferior a aproximadamente el 2,5 % del volumen del recipiente flexible.

18. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 17, en donde el recipiente flexible está fabricado con un material seleccionado de tereftalato de polietileno (PET), PET amorfo (APET), PET cristalino (CPET), polietileno de alta densidad (HDPE), polietileno de baja densidad (LDPE) o polipropileno (PP).

19. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 18, en donde dicho recipiente flexible comprende un sello de película.

20. El método de la reivindicación 19, en donde el sello de película está fabricado con un material seleccionado de PP, PE, HDPE o PET.