MX2014001325A

MX2014001325A - Metodo para producir una dispersion estable de nano-particulas, la dispersion producida y el uso de la misma.

Info

Publication number: MX2014001325A
Application number: MX2014001325A
Authority: MX
Inventors: Alexander Raab; Matthias Reihmann; Christoph Simon
Original assignee: Gelita Ag
Priority date: 2011-08-04
Filing date: 2012-06-21
Publication date: 2014-02-27
Also published as: MX354220B; BR112014002293A2; EP2739385B1; US20140137770A1; US9611405B2; DE102011052396A1; JP2014529484A; ES2753544T3; CN103826738A; WO2013017333A1; EP2739385A1

Abstract

La presente invención se refiere a un método para producir una dispersión estable de nano-partículas, que comprende los pasos: a) mezclar una suspensión de nano-partículas con una solución acuosa de hidrolizado de gelatina; y b) agregar una solución acuosa de gelatina a la mezcla; además, la invención se refiere a una dispersión estable de nano-partículas, así como a la utilización de las mismas.

Description

MÉTODO PARA PRODUCIR UNA DISPERSIÓN ESTABLE DE NANO- PARTÍCULAS, LA DISPERSIÓN PRODUCIDA Y EL USO DE LA MISMA MEMORIA DESCRIPTIVA La presente invención se refiere a un método para producir una dispersión estable de nano-partículas, especialmente nano-partículas de materiales inorgánicos.

Además, la invención se refiere a una dispersión estable de nano-partículas, así como a la utilización de las mismas.

Las nano-partículas exhiben propiedades físicas y ópticas notables que se pueden utilizar para una multiplicidad de diferentes aplicaciones. Las nano-partículas de dióxido de titanio se emplean por ejemplo para lograr efectos ópticos especiales en pinturas, lacas y revestimientos, como aditivos para plásticos, como filtros UV en agentes de protección solar, en diodos emisores de luz, pantallas de cristal líquido y las celdas solares o para producir superficies repelentes de suciedad o de autolimpieza mediante la utilización de un efecto foto-catalítico. Las nano-partículas hechas de dióxido de silicio se emplean entre otras cosas, en papeles fotográficos de inyección de tinta y para mejorar la resistencia a las raspaduras de las lacas, las nano-partículas hechas de óxido de aluminio se utilizan para el revestir lentes ópticos, ventanas y faros delanteros, por ejemplo en el campo de tecnología automotriz y nano-partículas hechas de óxido de zinc se utilizan como filtros UV en agentes de protección solar.

Con el fin de permitir que se utilicen las propiedades especiales de las nano-particulas, es un prerrequisito necesario en la mayoría de los casos la provisión de una dispersión estable de las nano-partículas, es decir, una distribución uniforme de larga duración en un medio líquido o sólido sin coagulación de las nano-particulas. Los procedimientos para estabilizar las dispersiones de este tipo, ya se conocen desde luego (por ejemplo, ajuste preciso del valor de pH óptimo o la adición de agentes complejantes o estabilizadores esféricos), pero ninguno de estos enfoques produce totalmente resultados satisfactorios. Particularmente problemático es el logro de una dispersión estable dentro de una amplia escala de temperatura (por ejemplo, de -18 °C a 80 °C).

El objetivo de la invención es proponer un método mejorado y fácil de llevar a cabo para producir una dispersión estable de nano-partículas.

Además, el objetivo de la invención es proporcionar una dispersión estable de nano-partículas.

En cuanto al método, este objetivo se logra de acuerdo con la invención por medio de los siguientes pasos que se llevan a cabo en este orden: a) mezclar una suspensión acuosa de nano-partículas con una solución acuosa de hidrolizado de gelatina; y b) agregar una solución acuosa de gelatina a la mezcla.

En el contexto de la presente invención, una dispersión estable de nano-partículas es una dispersión en la que -por lo menos dentro de una determinada escala de temperatura - no ocurre la coagulación de las nano- partículas.

En principio, se conoce el uso de la gelatina como una matriz para producir dispersiones, entre otras cosas, la gelatina ya ha sido utilizada durante un largo período de tiempo para el recubrimiento de películas fotográficas. Sin embargo, se sabe que una dispersión estable de nano-partículas no se puede producir con la gelatina sola, por el contrario, frecuentemente hay una interacción entre la gelatina y las nano-partículas que lleva a la coagulación inmediata de la misma, o la gelatina se entrecruza debido a esta fuerte interacción.

Sorprendentemente, se ha descubierto por los inventores que este problema se puede evitar si, antes de poner en contacto las nano-partículas con la gelatina, las nano-particulas suspendidas en agua se mezclan con una solución acuosa del hidrolizado de gelatina de acuerdo con el paso a) del método de acuerdo con la invención. Subsiguientemente, la solución de la gelatina entonces se puede agregar de acuerdo con el paso b), lo que da como resultado una dispersión estable que se puede utilizar para diferentes propósitos en una manera que sea ventajosa. Evidentemente, el hidrolizado de gelatina contrarresta la interacción desfavorable entre las nano-partículas y la gelatina porque estabiliza la suspensión de las nano-partículas por medio de efectos estéricos y/o electrostáticos y, por lo tanto, evita el entrelazamiento no deseado de la gelatina.

Las propiedades formadoras de gel de la gelatina son cruciales para distinguir entre la gelatina y el hidrolizado de gelatina, es decir, una solución acuosa de gelatina cambia a un estado de tipo gel por debajo de cierta temperatura, pero este no es el caso del hidrolizado de gelatina debido a su menor peso molecular.

Se prefiere que el hidrolizado de gelatina empelado en el método de acuerdo con la invención tenga un peso molecular promedio de aproximadamente 500 a aproximadamente 9,000 Da, y más preferiblemente, de aproximadamente 2,500 a aproximadamente 5,000 Da.

El hidrolizado de gelatina puede producirse a partir de gelatina por medio de hidrólisis química (por ejemplo, ácida o alcalina) o por hidrólisis enzimática por medio de proteasas, o alternativamente, por hidrólisis directa de colágenos por lo que la gelatina entonces solo se forma como un producto intermedio no aislado.

Oportunamente, la gelatina empleada en el paso b) del método tiene un peso molecular promedio de por lo menos 20,000 Da. La resistencia del gel de la gelatina es preferiblemente de aproximadamente 200 a aproximadamente 320 g Bloom, en donde esto puede variar dependiendo del uso destinado de la suspensión producida.

Tanto la gelatina como el hidrolizado de gelatina que se emplean en el método de acuerdo con la invención pueden obtenerse del tejido conectivo o de los huesos de diversos tipos de animales, en particular, de la piel o los huesos de cerdos o ganado, o de pollo o pescado.

Preferiblemente, el paso b) del método de acuerdo con la invención se realiza a una temperatura de aproximadamente 40 °C a aproximadamente 60 °C. A estas temperaturas, incluso una solución acuosa de gelatina muy viscosa por lo general es fluida o suficientemente fluida para permitir que la mezcla obtenida en el paso a) se convierta en una mezcla generalmente homogénea. Es particularmente conveniente si la solución acuosa de la gelatina no solo tiene una temperatura de aproximadamente 40 °C a aproximadamente 60 °C, sino si la mezcla de la suspensión de nano-partículas junto con la solución acuosa del hidrolizado de gelatina también se calienta hasta la temperatura correspondiente antes de agregar la gelatina con el fin de evitar diferencias locales de temperatura cuando se agrega la solución de gelatina y se enfría demasiado rápido y la formación de gel de la gelatina. Sin embargo, el paso a) puede llevarse a cabo a una temperatura inferior (en particular a temperatura ambiente).

Como un paso c) adicional, el método de acuerdo con la invención comprende en particular dejar que la mezcla obtenida en el paso b) se enfríe. Durante el procedimiento de enfriamiento, la dispersión líquida inicial de las nano-partículas cambia a una dispersión en el estado de gel en el que las nano-partículas se distribuyen de manera uniforme en una matriz del gel de gelatina y se evita su coagulación, en particular, por la presencia del hidrolizado de gelatina. De este modo, como resultado del método de acuerdo con la invención, se obtiene una dispersión tipo gel, estable de las nano-partículas. Por lo tanto, la temperatura por debajo de la cual la solución de gelatina cambia a gel de gelatina depende de la viscosidad o resistencia del gel de la gelatina empleada y se puede ajustar dentro de una cierta escala por medio de su selección.

Como ya se mencionó anteriormente, el método de acuerdo con la invención es por lo menos en parte basado en una estabilización electrostática de las nano-partículas en la suspensión acuosa por medio del hidrolizado de gelatina. Por lo tanto, es particularmente ventajoso si el punto ¡so-eléctrico del hidrolizado de gelatina se selecciona de tal forma que el valor del potencial zeta de las nano-partículas se incrementa por el procedimiento de mezclado de acuerdo con el paso a), es decir, se intensifican las fuerzas electrostáticas repelentes entre las partículas y, por tanto, se reduce la tendencia a coagular. De este modo, en esencia, en el caso del método de acuerdo con la invención, el efecto es contrario al de un procedimiento de coacervación.

El punto iso-eléctrico (IEP, por sus siglas en inglés) del hidrolizado de gelatina depende principalmente de si el hidrolizado se hace de gelatina del tipo A o de tipo B, es decir, si ocurre una descomposición ácida (tipo A) o descomposición alcalina (tipo B) de colágeno. Por lo general, los hidrolizados de gelatina del tipo A tienen un IEP superior a de los hidrolizados de gelatina del tipo B, es decir, tienen (por el mismo valor de pH) un mayor excedente de cargas positivas en forma de los grupos NH3+. En el caso frecuentemente producido en el que las nano-partículas exhiben un potencial zeta positivo, por lo tanto, es preferible que el hidrolizado de gelatina empleado en el paso a) sea un hidrolizado de gelatina del tipo A. Las moléculas del hidrolizado fijas a una nano-partícula entonces incrementan su carga positiva total y las proteges de otras nano-partículas, por lo que también entra en juego un efecto estérico.

En el caso en donde las nano-partículas ya presentan un muy alto potencial zeta (positivo), también se puede lograr una estabilización adecuada utilizando un hidrolizado de gelatina del tipo B.

Preferiblemente, el IEP de la gelatina utilizada en el paso b) se selecciona de tal manera que cualquier otro efecto producido en las condiciones de carga es tan pequeño como sea posible. Por lo tanto, se prefiere que el IEP de la gelatina sea menor o igual al IEP del hidrolizado de gelatina.

En particular, si un hidrolizado de gelatina del tipo A se utilizó en el paso a), se prefiere que la gelatina sea una gelatina del tipo A o que comprenda una mezcla de gelatinas de los tipos A y B, en donde la gelatina o la mezcla tenga un IEP de 6 a 10, preferiblemente de 7 a 9.

Además, en el caso de un mayor punto iso-eléctrico, se ha demostrado que la gelificación de la dispersión se puede fijar en una temperatura en la región de 60 °C, es decir, inmediatamente después de agregar la solución acuosa de la gelatina en el paso b), mientras que en el caso de un menor punto iso-eléctrico, la dispersión sigue siendo fluida en primer lugar y solo se solidifica después de enfriarse. Ambos casos pueden ser ventajosos en función del uso de la dispersión.

Si se emplea una gelatina del tipo B, ésta de preferencia tiene un punto ¡so-eléctrico de 4 a 6.

La proporción cuantitativa de las nano-partículas al hidrolizado de gelatina en el paso a) también tiene un efecto sobre la estabilidad de la dispersión producida. Es particularmente ventajoso si las nano-partículas y el hidrolizado de gelatina se mezclan en una relación en peso de aproximadamente 2:1 a aproximadamente 1 :1.5, en cada caso con relación al peso seco. Por lo tanto, la concentración de las nano-partículas presentes en la suspensión inicial o en la dispersión producida depende principalmente de la aplicación destinada de la misma.

La solución de la gelatina agregada en el paso b) tiene preferiblemente una concentración de aproximadamente 5 a aproximadamente 20% en peso, mientras que la concentración de la gelatina en la dispersión que resulta del procedimiento de adición preferiblemente asciende de aproximadamente 1 a aproximadamente 10% en peso, más preferiblemente de aproximadamente 1 a aproximadamente 5% en peso. Esta concentración es suficiente para la formación de gel.

El tamaño de partícula de las nano-partículas normalmente está dentro de la escala de aproximadamente 1 a aproximadamente 100 nm. En relación con la misma, las nano-partículas se prefieren en el extremo inferior de esta escala, en particular, con un tamaño de partícula de aproximadamente 3 a aproximadamente 10 nm.

Normalmente, las nano-particulas que se utilizan en el método de acuerdo con la invención se forman a partir de un material inorgánico. Se prefieren particularmente las nano-partículas de dióxido de titanio para las cuales una dispersión estable de las mismas tiene una gran variedad de usos, o bien nano-partículas hechas de óxido de aluminio, dióxido de silicio, dióxido de zirconio, óxido de indio estaño (ITO), óxido de zinc, sulfuro de zinc, sulfuro de molibdeno o plata. El método de acuerdo con la invención no se limita sin embargo a estos materiales.

En lo que respecta a la provisión de una dispersión estable de nano-partículas, el objetivo subyacente se logra de acuerdo con la invención, ya que la dispersión comprende agua, nano-partículas, hidrolizado de gelatina y gelatina En particular, la dispersión de acuerdo con la invención es una dispersión que se produce con la ayuda del método previamente descrito de acuerdo con la invención. Por lo tanto, ventajas especiales y modalidades preferidas de la dispersión ya se han descrito en relación con el método.

En el caso de la dispersión estable de las nano-partículas de acuerdo con la invención, se prefiere una dispersión en la que no exista una coagulación de las nano-partículas en una escala de temperatura de aproximadamente -18 °C a aproximadamente 80 °C. La dispersión, por tanto, es a prueba de congelamiento por un lado y también puede calentarse a temperaturas significativamente por arriba del punto de fusión del gel de gelatina por el otro lado, es decir, la dispersión puede ser licuada de nueva cuenta en el curso del tratamiento subsiguiente de la misma o el uso adicional de la misma sin ninguna coagulación de las nano-partículas.

Debido a sus propiedades ventajosas, la dispersión de acuerdo con la invención puede utilizarse de diversas maneras. Una modalidad preferida de la invención se relaciona con el uso de la dispersión estable de acuerdo con la invención para producir películas, láminas o revestimientos que contengan nano-partículas. La dispersión se calienta y se aplica en forma liquida a una superficie que se puede revestir o verter en un molde apropiado. Antes de esto, es evidente que incluso componentes adicionales se puedan agregar.

En el caso de los recubrimientos producidos, estos pueden ser por ejemplo, pinturas o lacas que exhiben efectos ópticos especiales o revestimientos para producir superficies de auto-limpieza. Las películas y las láminas se pueden emplear, entre otras cosas, en el campo de optoelectrónica (por ejemplo, para diodos emisores de luz, pantallas de cristal liquido o celdas solares).

EJEMPLOS La invención se describe con más detalle de aquí en adelante con la ayuda de los siguientes ejemplos y ejemplos comparativos.

Los ejemplos 1 a 4 (comparativos) se llevaron a cabo utilizando nano-partículas hechas de dióxido de titanio con un tamaño de partícula promedio de aproximadamente 10 nm. Estas nano-partículas tienen un IEP dentro de la escala de 5 a 6, y, por tanto, en el caso de valores de pH ácido se cargan positivamente (potencial zeta positivo).

Los ejemplos 5 a 1 (comparativos) se llevaron a cabo utilizando nano-partículas hechas de dióxido de titanio con un tamaño de partícula promedio de aproximadamente 100 nm y su IEP de igual manera está dentro de la escala de 5 a 6.

Los ejemplos 12 y 13 se llevaron a cabo utilizando nano-partículas hechas de óxido de aluminio con un tamaño de partícula promedio de aproximadamente 100 nm. Estas nano-partículas tienen un IEP dentro de la escala de 8 a 9 y de este modo, en comparación con las nano-partículas hechas de dióxido de titanio, tienen un potencial zeta positivo superior para el mismo valor de pH.

EJEMPLO COMPARATIVO 1 Las nano-partículas de dióxido de titanio (aproximadamente 10 nm) se prepararon en forma de una suspensión acuosa al 20% en peso con un valor de pH de 1.5. 12 g de esta suspensión se mezclaron con 60 mi de una solución de gelatina al 1.5% en peso (gelatina de corteza de cerdo del tipo A con 290 g Bloom, una viscosidad de 5.4 mPas y un IEP de 9) a 60 °C.

Se observó un fuerte aumento de la viscosidad y una coagulación de las nano-partículas que es atribuible a interacciones no deseadas entre las partículas y la gelatina.

EJEMPLO 2 12 g de la suspensión de nano-partículas de dióxido de titanio como en el ejemplo comparativo 1 se mezclaron con 55 g de una solución al 9% en peso de hidrolizado de gelatina del tipo A con un IEP de aproximadamente 9 y un peso molecular promedio de aproximadamente 2,500 Da a 60 °C. Se observó una coloración en amarillo de la mezcla pero no coagulación de las nano-partículas.

Posteriormente, 10 mi de una solución de gelatina al 10% en peso (gelatina de corteza de cerdo del tipo A, con 290 g Bloom, una viscosidad de 5.4 mPas y un IEP de 9) se agregaron de igual manera a una temperatura de 60 °C. La viscosidad de la mezcla entonces aumentó considerablemente (la mezcla tuvo una consistencia tipo miel). Sin embargo, no hubo coagulación de las nano-partículas.

La dispersión resultante de las nano-partículas se enfrió y solidificó a una temperatura de 25 °C en un gel. Esto se podría fundir de nuevo a 40 °C y solidificar una vez más con enfriamiento. Una vez templado el gel a una temperatura de 80 °C durante 12 horas, la dispersión se solidifica de nueva cuenta a 1 1 °C y puede fundirse a 24 °C.

No se encontró indicación de nano-partículas coaguladas o una separación de fases, tampoco cuando se observaron películas de capa delgada gelíficadas de la dispersión a través de un microscopio óptico (aumento de 100-veces). Las películas fueron totalmente homogéneas. No hubo coagulación de las nano-partículas dentro de una escala de temperatura de -18 °C a 80 °C.

EJEMPLO 3 Las nano-partículas utilizadas y el hidrolizado de gelatina, así como la ejecución del método corresponden a aquellos del ejemplo 2, con la excepción de que, en lugar de gelatina de corteza de cerdo del tipo A, se utilizó una mezcla de gelatina de los tipos A y B con 250 g Bloom, una viscosidad de 3.5 mPas y un IEP de 7.

La dispersión resultante de las nano-partículas se solidificó en un gel a una temperatura de 19 °C cuando se enfrió. Ésta podría fundirse de nueva cuenta a 33°C. Después del templado del gel a una temperatura de 60 °C durante 12 horas, la dispersión se solidifica de nueva cuenta a 16 °C y puede fundirse a 29 °C.

En este caso tampoco se encontró ninguna indicación de nano-partículas coaguladas o una separación de fases cuando se observan las películas de capa delgada resultante a través de un microscopio óptico. No hubo coagulación de las nano-partículas dentro de una escala de temperatura de -18 °C a 80 °C.

EJEMPLO COMPARATIVO 4 12 g de la suspensión de nano-partículas de dióxido de titanio como en el ejemplo comparativo 1 se mezclaron con 55 g de una solución al 9% en peso de hidrolizado de gelatina del tipo B con un IEP de aproximadamente 5 y un peso molecular promedio de aproximadamente 2,500 Da a 60 °C.

Se observó una coagulación de las nano-partículas ya que el IEP del hidrolizado de gelatina del tipo B es evidentemente, demasiado bajo, de este modo esto conduce a un procedimiento de compensación de carga en lugar del incremento deseado del potencial zeta.

EJEMPLO COMPARATIVO 5 Las nano-partículas de dióxido de titanio (aproximadamente 100 nm) se prepararon en forma de una suspensión acuosa al 30% en peso con un valor de pH de 7.3. 12 g de esta suspensión se mezclaron con 60 mi de una solución de gelatina al 1.5% en peso (mezcla de gelatina de los tipos A y B con 250 g Bloom, una viscosidad de 3.5 mPas y un IEP de 7) a 60 °C.

Se observó una coagulación de las nano-partículas que es atribuible a interacciones no deseadas entre las partículas y la gelatina.

EJEMPLO 6 12 g de la suspensión de nano-partículas de dióxido de titanio como en el ejemplo comparativo 5 se mezclaron con 55 g de una solución al 9% en peso de hidrolizado de gelatina del tipo A con un IEP de aproximadamente 9 y un peso molecular promedio de aproximadamente 2,500 Da a 60 °C. Se observó una coloración en amarillo de la mezcla pero no coagulación de las nano-partículas.

Posteriormente, 10 mi de una solución de gelatina al 10% en peso (gelatina de corteza de cerdo del tipo A, con 290 g Bloom, una viscosidad de 5.4 mPas y un IEP de 9) se agregaron de igual manera a una temperatura de 60 °C. La viscosidad de la mezcla entonces aumentó considerablemente (la mezcla tuvo una consistencia tipo miel). Sin embargo, no ocurrió una coagulación de las nano-partículas.

Se obtuvo una dispersión macroscópica y microscópicamente homogénea. Además, no se produjo una coagulación después del templado a una temperatura de 60 °C durante 3 horas.

EJEMPLO 7 Los materiales utilizados y la ejecución corresponden a aquellos del ejemplo 6, con la excepción de que se emplearon 55 g de una solución con sólo 5 % en peso del hidrolizado de gelatina.

Una dispersión macroscópicamente homogénea se obtuvo aunque en el microscopio óptico (aumento de 100-veces) ésta estaba más carente de homogeneidad que la dispersión en el ejemplo 6. Esto se puede atribuir a un procedimiento de estabilización un poco deficiente debido a la pequeña cantidad de hidrolizado de gelatina en relación con las nano-partículas.

EJEMPLO 8 Los materiales utilizados y la ejecución corresponden a aquellos de los ejemplos 6 y 7, con la excepción de que se emplearon 55 g de una solución con sólo 2 % en peso del hidrolizado de gelatina.

Se observó una coagulación de las nano-partículas que es atribuible a la cantidad muy pequeña de hidrolizado de gelatina.

EJEMPLO COMPARATIVO 9 12 g de la suspensión de nano-partículas de dióxido de titanio como en el ejemplo comparativo 5 se mezclaron con 55 g de una solución al 9% en peso de hidrolizado de gelatina del tipo B con un IEP de aproximadamente 5 y un peso molecular promedio de aproximadamente 2,500 Da a 60 °C.

EJEMPL0 10 12 g de la suspensión de nano-partículas de dióxido de titanio como en el ejemplo comparativo 5 se ajustaron primero a un valor de pH de 9 por medio de la adición de una solución de sosa cáustica y luego mezclaron con 55 g de una solución al 9% en peso de hidrolizado de gelatina del tipo A con un IEP de aproximadamente 9 y un peso molecular promedio de aproximadamente 2,500 Da a 60 °C. No se observó una coagulación de las nano-partículas.

Posteriormente, se agregaron 10 mi de una solución de gelatina al 10% en peso (mezcla de gelatina de los tipos A y B con 250 g Bloom, una viscosidad de 3.5 mPas y un IEP de 7), de igual manera a una temperatura de 60 °C.

La dispersión resultante se enfrió y solidificó en un gel.

Bajo el microscopio electrónico de barrido, no fueron visibles aglomerados de nano-partículas de dióxido de titanio a pesar de la alta carga de la superficie. En su lugar, se hizo una distribución homogénea de las partículas individuales incluso en las capas de película seca. Además, las mediciones de EDX (espectroscopia de rayos X por dispersión de energía) llevadas a cabo en paralelo en varios lugares de la película siempre mostraron una proporción constante de los elementos. En particular, siempre se encontró una proporción constante de titanio a partir de las nano-partículas al carbono y a los elementos traza sodio y potasio de la matriz de gelatina.

EJEMPLO 11 Las nano-particulas utilizadas y la gelatina, asi como la ejecución del método corresponden al ejemplo 10, con la excepción de que, en lugar del hidrolizado de gelatina del tipo A, se utilizó un hidrolizado de gelatina del B con un IEP de aproximadamente 5 y un peso molecular promedio de aproximadamente 2,500.

No se observó la coagulación de las nano-partículas. La dispersión resultante se enfrió y solidificó en un gel. En este caso, en contraste con el ejemplo comparativo 9, es posible la estabilización de las nano-partículas por medio del hidrolizado de gelatina del tipo B debido al valor incrementado de pH.

EJEMPLO 12 Las nano-partículas de óxido de aluminio (aproximadamente 100 nm) se prepararon en forma de una suspensión acuosa al 40% en peso con un valor de pH de 4. 12 g de esta suspensión se mezclaron con 55 g de una solución al 9% en peso de hidrolizado de gelatina del tipo A con un IEP de aproximadamente 9 y un peso molecular promedio de aproximadamente 2500 Da a 60 °C. Se obtuvo una mezcla opaca, lechosa pero no se observó la coagulación de las nano-partículas.

La dispersión resultante de las nano-partículas se solidificó en un gel cuando se enfrió a una temperatura de 17°C. Ésta podría fundirse de nueva cuenta a 30 °C. Después del templado del gel a una temperatura de 60 °C durante 12 horas, la dispersión se solidificó de nueva cuenta a 15 °C y puede fundirse a 27 °C.

EJEMPLO 13 Las nano-partículas utilizadas y la gelatina, así como la ejecución del método corresponden al ejemplo 12, con la excepción de que, en lugar del hidrolizado de gelatina del tipo A, se utilizó un hidrolizado de gelatina del B con un IEP de aproximadamente 5 y un peso molecular promedio de aproximadamente 2,500. Después de la adición de las mismas, también se obtuvo una mezcla opaca y lechosa pero no se observó la coagulación de las nao-partículas.

La dispersión resultante de las nano-partículas se enfrió y solidificó en un gel.

Debido al IEP superior de las nano-partículas de óxido de aluminio en comparación con las nano-partículas de dióxido de titanio, las anteriores también se pueden estabilizar por medio del hidrolizado de gelatina del tipo B, con un IEP menor.

Se pueden utilizar las dispersiones estables de nano-partículas producidas de acuerdo con los ejemplos anteriores, entre otras cosas, para producir películas, láminas o revestimientos que contienen nano-partículas, en donde las dispersiones se pueden procesar además después de la fusión del gel de gelatina, en particular, por medio de procedimientos de fundición, aspersión o similares.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES 1.- Un método para producir una dispersión estable de nano-partículas, que comprende los pasos realizados en este orden: a) mezclar una suspensión acuosa de nano-particulas con una solución acuosa de hidrolizado de gelatina; y b) agregar una solución acuosa de gelatina a la mezcla. 2 - El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el hidrolizado de gelatina tiene un peso molecular promedio de aproximadamente 500 a aproximadamente 9,000 Da, preferiblemente de aproximadamente 2,500 a aproximadamente 5,000 Da. 3. - El método de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizado además porque la gelatina tiene un peso molecular promedio de por lo menos 20,000 Da y una resistencia de gel de aproximadamente 200 a aproximadamente 320 g Bloom. 4. - El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque el paso b) se lleva a cabo a una temperatura de aproximadamente 40 a aproximadamente 60 °C. 5.- El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque comprende el paso c) adicional que deja que se enfríe la mezcla obtenida en el paso b). 6.- El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque el punto isoeléctrico del hidrolizado de gelatina se selecciona de tal forma que el valor del potencial zeta de las nano-partículas se incrementa por medio del procedimiento de mezclado de acuerdo con el paso a). 7.- El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque las nano-partículas presentan un potencial zeta positivo y en donde el hidrolizado de gelatina es un hidrolizado de gelatina del tipo A. 8 - El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque los puntos isoeléctricos de la gelatina que se empleó en el paso b) son menores o ¡guales al punto iso-eléctrico del hidrolizado de gelatina que se empleó en el paso a). 9. - El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque la gelatina es una gelatina del tipo A o comprende una mezcla de gelatinas de los tipos A y B, y en donde la gelatina o la mezcla tiene un punto iso-eléctrico de 6 a 10, preferiblemente de 7 a 9. 10. - El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado además porque la gelatina es una gelatina del tipo B y tiene un punto iso-eléctrico de 4 a 6. 1 1. - El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque las nano-partículas y el hidrolizado de gelatina de acuerdo con el paso a) se mezclan en una relación en peso de aproximadamente 2:1 a aproximadamente 1 : 1.5, en cada caso con relación al peso seco. 12 - El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque la solución de la gelatina agregada en el paso b) tiene una concentración de aproximadamente 5 a aproximadamente 20% en peso, y en donde la concentración de la gelatina en la dispersión que resulta del procedimiento de adición asciende de aproximadamente 1 a aproximadamente 10% en peso, preferiblemente de aproximadamente 1 a aproximadamente 5% en peso. 13 - El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque las nano-partículas tienen un tamaño de partícula promedio dentro de la escala de aproximadamente 1 a aproximadamente 100 nm, preferiblemente dentro de la escala de aproximadamente 3 a aproximadamente 10 nm. 14. - El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque las nano-partículas se forman a partir de un material inorgánico, preferiblemente de dióxido de titanio, óxido de aluminio, dióxido de silicio, dióxido de zirconio, óxido de indio estaño (ITO), óxido de zinc, sulfuro de zinc, sulfuro de molibdeno o plata. 15. - Una dispersión estable de nano-partículas, que comprende agua, nano-partículas, hidrolizado de gelatina y gelatina. 16 - La dispersión estable de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada además porque se produce de acuerdo con el método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores. 17. - La dispersión estable de conformidad con la reivindicación 15 o 16, caracterizada además porque no hay coagulación de las nano-particulas en una escala de temperatura de aproximadamente -18 °C a aproximadamente 80 °C. 18. - Uso de una dispersión estable de cualquiera de las reivindicaciones 15 a 17 para producir películas, láminas o revestimientos que contienen nano-partículas.