ES2299113T3 - Agente solido absorbente de los olores, que se compone de capas anodicas de oxidos con una sustancia activa almacenada en ellas. - Google Patents
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Abstract
Agentes sólidos absorbentes de los olores, que se componen de un soporte sólido con una superficie nanoestructurada y de ricinoleato de zinc activo incorporado en éste, caracterizados porque como material de soporte sólido se utilizan metales nanoporosos oxidados anódicamente.
Description
Agente sólido absorbente de los olores, que se
compone de capas anódicas de óxidos con una sustancia activa
almacenada en ellas.
Son objeto del invento agentes sólidos
absorbentes de los olores, que se componen de capas metálicas
oxidadas anódicamente y nanoporosas como material de soporte, con
ricinoleato de zinc activo incorporado en ellas, para la fijación
irreversible de gases cargados con olores y sustancias dañinas
contaminantes.
Los olores pueden proceder de las más diferentes
fuentes. Algunos de ellos son de origen natural y son expuestos por
seres humanos y animales, otros proceden de procesos de producción
agrícolas o industriales y pueden ser entregados al medio ambiente
directamente o a través de los correspondientes productos, para
luego ser a su vez adsorbidos en los objetos de uso diario, tales
como vestimenta, ropa lavada y muebles tapizados.
Los patrones culturales y estéticos han
establecido una magnitud para los límites tolerables de tales
olores. Por lo tanto, en el estado de la técnica se describen un
gran número de agentes y de procedimientos para la represión o
eliminación de olores, en particular de olores percibidos como
desagradables.
En lo esencial, éstos se limitan sin embargo a
su enmascaramiento mediante otros olores más fuertes y percibidos
por regla general como agradables, o a su fijación irreversible
mediante una reacción química o una adsorción y una absorción
físicas en y a materiales apropiados.
El enmascaramiento de los olores es un método
poco efectivo, puesto que él no elimina los elementos formadores de
olores y por consiguiente puede ser solamente un primer remedio para
breve plazo.
La fijación irreversible de los olores
desagradables naturales y artificiales es por lo tanto la vía más
efectiva.
Unas sustancias activas ampliamente propagadas y
usadas para los diferentes sectores de empleo y utilizadas como
agentes absorbentes de los olores, son carbón activo, gel de sílice,
tierra de infusorios (kieselgur), tierra de batán, zeolitas,
bentonitas, minerales tales como arcillas y montmorillonita. Otras
sustancias fijadoras y descomponedoras son ciclodextrinas, agentes
de oxidación, catalizadores metálicos (p.ej. TiO_{2}), enzimas,
microorganismos y compuestos biocidas/biostáticos tales como p.ej.
compuestos cuaternarios (p.ej. biocidas tales como sacarinato de
benzalconio, un cocoamido-anfopropionato, un
alquil-amino-carboxilato, así como
agentes antiestáticos tales como etosulfato de
cetil-morfolinio).
Junto a esto, conocidos agentes absorbentes de
los olores son sustancias desodorantes a base de una o varias sales
metálicas de un ácido graso con por lo menos 16 átomos de carbono,
sin ramificar o ramificado, insaturado o saturado, hidroxilado una
vez o múltiples veces, y/o de un ácido resínico, con excepción de
las sales de metales alcalinos, así como a base de mezclas
arbitrarias de estas sales consigo mismas, en particular sales de
zinc en combinaciones con sales de zinc del ácido abiético o con
sales de zinc de otros ácidos grasos con 16 y más átomos de C,
saturados o insaturados, hidroxilados, así como otras sustancias
activas arriba reseñadas, y en particular sales de zinc de ácidos
grasos, preferiblemente del ácido ricinoleico, cuya preparación se
describe en el documento de patente alemana
DE-B-17.92.074, a solas o en
combinación con otras sustancias activas.
El ricinoleato de zinc puede fijar químicamente
a sustancias orgánicas de intenso olor, con grupos funcionales que
contienen azufre y/o nitrógeno, tales como por ejemplo mercaptanos,
tioéteres, ácidos carboxílicos de bajo peso molecular, tales como el
ácido isovaleriánico, o también aminas.
La capacidad del ricinoleato de zinc para fijar
firmemente por vía química a sustancias de este tipo, hace posible
por lo tanto el empleo en sectores de utilizaciones industriales y
privadas para la reducción de los olores desagradables domésticos e
industriales.
El ricinoleato de zinc es una sustancia de tipo
ceroso, que debe de ser activada con agua con el fin de estar en
situación de fijar olores. Puesto que, sin embargo, él es
amplísimamente insoluble en agua, con el fin de obtener
formulaciones eficaces, se debe de emplear por lo tanto en
combinación con agentes disolventes y solubilizantes. Como
disolventes se utilizan en la mayor parte de los casos alcoholes
univalentes o plurivalentes, eventualmente mediando empleo de agua.
Los solubilizantes etoxilados en alto grado, empleados usualmente,
no son capaces, ni siquiera en altas concentraciones, de mantener en
solución al ricinoleato de zinc a solas, y de esta manera tampoco se
obtiene ningún producto capaz de fluir.
Como agentes solubilizantes se describen ésteres
parciales de di- o
poli-hidroxi-alcanos, mono- y
di-sacáridos, poli(etilenglicoles) o
alcanolaminas con los aductos que tienen grupos eno del anhídrido de
ácido maleico con ácidos carboxílicos insaturados por lo menos una
vez, que tienen una longitud de cadena de 10 a 25 átomos de carbono
y unos índices de ácido de 10 a 140, los cuales preferiblemente son
tamponados con compuestos amínicos y/o amídicos, tales como
trietanolamina, o con ésteres de glicoles del ácido aspártico y del
ácido glutámico, mediante formación de enlaces del tipo de sales, a
unos valores del pH situados en torno a 6,5.
\newpage
Las formulaciones con estos agentes
solubilizantes no eran sin embargo capaces de fluir, y las
soluciones desodorantes formuladas a partir de ellos, ya en el caso
de unos muy pequeños contenidos de agua, tienen tendencia al
enturbiamiento y a la precipitación de componentes individuales
(compárese el documento de solicitud de patente alemana
DE-A-40.14.055, página 2, líneas
50-52).
Los esfuerzos realizados en el estado de la
técnica se concentraron por lo tanto en poner a disposición
soluciones mejoradas del ricinoleato de zinc. Las formulaciones
puestas a disposición hoy en día constituyen una compleja mezcla de
los más diferentes componentes, en la que la sustancia activa
propiamente dicha está presente solamente en pequeñas
concentraciones.
Los ensayos realizados hasta ahora, para fijar
un agente absorbente de los olores sobre substratos, condujeron
ciertamente a una ligera disminución de los olores, pero no todos
los ensayos mostraron la efectividad deseada. Puesto que el
ricinoleato de zinc se presenta aquí en un estado desactivado o
respectivamente convertido en complejos sobre los substratos, es
útil solamente una pequeña proporción del efecto absorbente de los
olores.
Los únicos productos absorbentes de los olores,
vendidos hoy en día comercialmente, son unos sistemas acuosos, que
por medio de activaciones especiales garantizan una extinción
manifiestamente mejor de los olores. Tal y como se puede consultar
en las siguientes publicaciones:
Müller F., J. Peggau, H.
Kuhn, Investigations on Zinc Ricinoleate as odour absorber
with molecular dynamics calculations [Investigaciones acerca del
ricinoleato de zinc como agente absorbente de los olores con
cálculos dinámicos y moleculares], Jorn. Com. Esp. Deterg. 30
(2000) 83-91.
Kuhn H., F. Müller, J.
Peggau, R. Zekorn, Mechanism of the
Odor-Absorption Effect of Zinc Ricinoleate. A
Molecular Dynamics Computer Simulation [Mecanismo del efecto de
absorción de los olores por el ricinoleato de zinc. Una simulación
dinámica molecular por ordenador], J. Surf. Deterg. 3
(2000) 335-343.
Müller F., J. Peggau, T.
Böhmer, New results on odor absorbtion with Zinc Ricinoleate
[Nuevos resultados sobre la absorción de olores con ricinoleato de
zinc], 41. wfk International Detergency Conference,
Proceedings (2003) 130-137.
En muchas aplicaciones, sin embargo, no se puede
emplear ningún sistema acuoso, tal como p.ej. en zonas con unas
temperaturas muy bajas o respectivamente muy altas. Además, en el
caso de los sistemas acuosos se llega siempre a problemas causados
por las aguas residuales, tal como p.ej. en sistemas altamente
diluidos se puede observar un fuerte crecimiento de
microorganismos. Algunos substratos, tales como p.ej. silicatos
estratificados, muestran un comportamiento formador de complejos,
de manera tal que el zinc procedente del ricinoleato de zinc
permanece unido firmemente con el substrato y ya no está a
disposición para una reacción con sustancias olorosas o
respectivamente dañinas contaminantes.
Son similarmente problemáticas las
circunstancias de fijación entre el ricinoleato de zinc y substratos
sin estructurar, es decir no nanoestructurados, a los que el
ricinoleato de zinc se presenta fijado tan firmemente, que es
inactivo para la finalidad de aplicación prevista.
Una misión del presente invento consistió por lo
tanto en poner a disposición un sencillo agente absorbente de los
olores, que esté en situación de eliminar rápida y duraderamente los
olores ya presentes así como también los que resultan de nuevas.
El problema planteado por esta misión se
resuelve mediante metales oxidados anódicamente y nanoporosos, como
soporte, y el ricinoleato de zinc activo incorporado en éste, como
agente absorbente de los olores.
Un objeto del invento, son por lo tanto, agentes
sólidos absorbentes de los olores, que se componen de un soporte
sólido con una superficie nanoestructurada, y del ricinoleato de
zinc activo, incorporado en éste como agente absorbente de los
olores, los cuales están caracterizados porque como material de
soporte sólido se utilizan metales nanoporosos oxidados
anódicamente.
Un objeto adicional del invento son, por lo
tanto, agentes sólidos absorbentes de los olores, que están
caracterizados porque como material de soporte sólido se utilizan
metales nanoporosos oxidados anódicamente, seleccionados entre el
conjunto formado por Cr, Hf, Nb, V, Ta y Zr.
Un objeto adicional del invento son, por lo
tanto, agentes sólidos absorbentes de los olores, los cuales están
caracterizados porque como material de soporte sólido se utiliza
aluminio nanoporoso oxidado anódicamente.
Un objeto adicional del invento lo constituye
por lo tanto la utilización de los agentes sólidos absorbentes de
los olores para la desodorización de gases cargados con olores o con
sustancias dañinas contaminantes.
En el caso del óxido de aluminio
nanoestructurado, cuya capa de óxido es producida mediante una
oxidación anódica, tiene lugar ciertamente también una fijación o
respectivamente incorporación firme del ricinoleato de zinc, pero
sorprendentemente sin que éste sea desactivado por este motivo, y
sin agua adicional, ni agentes solubilizantes ni las demás
sustancias coadyuvantes y aditivas que son necesarias en el estado
de la técnica.
El efecto de depósito (liberación retardada) de
estos substratos, que resulta de esto, hace posible la utilización
del ricinoleato de zinc, junto a las aplicaciones clásicas, por lo
tanto, también en sectores, en los cuales, debido a temperaturas
altas o bajas, no es posible la aplicación de sistemas acuosos.
Mediante el efecto de depósito las sustancias
olorosas y dañinas contaminantes son fijadas firmemente al
substrato, y se pueden evacuar a vertederos de una manera
planificada. Los problemas causados por las aguas residuales, o
respectivamente el crecimiento de microorganismos, se pueden
reprimir de esta manera. Mediante la activación del ricinoleato de
zinc sobre los substratos arriba mencionados, y el efecto absorbente
de los olores, más alto en comparación con el del ricinoleato de
zinc desactivado, es posible un empleo a escala comercial de estos
agentes sólidos absorbentes de los olores.
Las capas anódicas de óxidos y los
procedimientos para su producción pertenecen al estado conocido de
la técnica.
Para la producción de estas capas de óxidos,
utilizadas de acuerdo con el invento, son apropiados todos los
metales, que forman, con los óxidos formados anódicamente, unas
capas porosas firmemente adherentes con un grosor apropiado de capa
y una apropiada porosidad, y que en condiciones de utilización son
inertes tanto frente a los gases que se han de absorber como también
frente a las condiciones del medio ambiente. En la cita de J.
Electrochem. Soc. Junio de 1957, volumen 104, nº 6, paginas
339-346, se describe por ejemplo la producción de
capas anódicas de óxidos de los elementos Cr, Hf, Nb, V, Ta, Zr, Ti
y Al.
Como soportes para las capas de óxidos son
apropiados tanto los metales propiamente dichos así como también
materiales compuestos con cualesquiera otros materiales de soporte.
Los procedimientos para la producción de estos materiales pertenecen
al conocido estado de la técnica.
Conforme al invento se prefieren unos materiales
metálicos nanoporosos, tales como una mezcla de aluminio y óxido de
aluminio (con una densidad de poros de
10^{10}-10^{12} cm^{-2} y con un grosor de
capa de hasta 250 \mum).
La formación de la capa nanoporosa de óxido de
aluminio tiene lugar bajo la acción de una corriente continua o
alterna en electrólitos con un pH distinto de 7, tales como p.ej.
ácido sulfúrico, ácido oxálico, ácido fosfórico, ácido bórico,
ácido malónico y ácido crómico. El aluminio que se ha de anodizar es
barrido a su alrededor por el respectivo electrólito y es conectado
como ánodo. Como cátodo sirve un metal que es inerte con respecto
al electrólito en cada caso utilizado. Mediante la variación de la
tensión eléctrica y de la temperatura, así como mediante la
elección del electrólito, se pueden controlar el tamaño de poros
(diámetro de los poros), la densidad de poros (número de los poros
por centímetro cuadrado) y la dureza (resistencia a la rotura) de
la resultante capa de óxido. La anodización prosigue durante tanto
tiempo hasta que se interrumpa el flujo de la corriente eléctrica,
o que la capa de óxido haya crecido hasta el grosor máximo
alcanzable. Dependiendo de la temperatura reinante durante la
anodización, se forma a unas temperaturas de 0ºC a 5ºC una capa dura
de óxido, y a unas temperaturas por encima de 5ºC una capa blanda y
flexible de óxido.
Acerca de esto se remite a las publicaciones de
Parkhutik y Shershulski, J. Phys./D, 1992, volumen 25, página
1258-1263; y de D. Hönicke, ALUMINIUM, 1989, volumen
65, 11; a las que se hace referencia en su pleno contenido.
La incorporación de la sustancia activa en la
capa porosa de óxido que se ha formado, la cual se compone de poros
hexagonales, puede tener lugar tanto con una masa fundida como con
una solución acuosa de la sustancia activa. La incorporación de la
sustancia activa se efectúa por tratamiento de las chapas anodizadas
de aluminio en una solución al 3% de ricinoleato de zinc con agentes
solubilizantes o en la masa fundida de la sustancia a 90ºC. Por
elevación del período de tiempo de tratamiento se puede aumentar la
cantidad de la sustancia activa incorporada. La cantidad porcentual
de la sustancia activa incorporada está situada en general después
de 24 horas en aproximadamente 5 a 7%. Según sean los parámetros de
la anodización, la proporción en masa de la sustancia activa
incorporada puede desviarse hacía valores superiores o inferiores.
Después de una subsiguiente desecación, la sustancia activa está
unida firmemente con la superficie de óxido de aluminio porosa y
nanoestructurada.
Los agentes absorbentes de los olores, conformes
al invento, se pueden utilizar para la desodorización de gases
cargados con olores y sustancias dañinas contaminantes, tal como
pueden aparecer en instalaciones de acondicionamiento de aire,
instalaciones de circulación de aire, superficies domésticas,
recipientes para basuras, recipientes para materiales reciclados,
aparatos domésticos, materiales absorbentes para gatos, animales
domésticos, camas para animales domésticos, cortinas, telones,
materiales textiles funcionales, revestimientos de recintos
interiores de automóviles, en zonas públicas con una alta densidad
de personas, tal como p.ej. en salas de espera, restaurantes,
aeropuertos y hospitales. Aquí, las superficies de aluminio
modificadas conforme al invento, sin entregar al aire del medio
ambiente líquidos ni aerosoles, pueden reducir o respectivamente
descontaminar los malos olores.
- -
- Ricinoleato de zinc solubilizado (Tego®Sorb A 30 de la entidad Goldschmidt GmbH).
- -
- Aluminio oxidado anódicamente, producido mediante la oxidación anódica de aluminio puro en un 99,9%, en ácido sulfúrico al 10%, durante un período de tiempo de 24 horas a una temperatura de 10ºC y con una tensión eléctrica de 20 V. Las capas porosas de óxidos que se emplean tienen una densidad de poros de 10^{10} a 10^{12} cm^{-2}, unos tamaños de poros de 10 a 250 nm y un grosor de capa de hasta 250 \mum.
- -
- Sulfuro de sodio.
En un matraz de fondo redondo de una sola boca
con una capacidad de 100 ml, provisto de un suplemento superior con
frasco para lavar, se dispuso previamente un mililitro de una
solución saturada de sulfuro de sodio, diluida a 1 : 1 con agua
destilada (ajustada a un pH de 9), e inmediatamente se añadió a una
de las chapas anodizadas secas que se habían de investigar y que
habían sido tratadas con Tego®Sorb. El cubrimiento de las chapas
anodizadas se efectuó por incorporación de la sustancia activa en
una solución al 10% de Tego®Sorb A 30. Con el fin de evitar el
contacto directo entre la chapa y la solución de sulfuro de sodio, y
de medir solamente una interacción entre la atmósfera y la
superficie anodizada, se colocaron por debajo de la chapa piezas de
material plástico como elementos distanciadores.
A continuación, después unos determinados
períodos de tiempos se retiró la atmósfera del matraz a través de un
aparato de medición Dräger-Multiwarn II, y se
determinó el contenido de sulfuro de hidrógeno.
El contenido de sulfuro de hidrógeno de la
atmósfera se determinó en el caso de chapas cubiertas con Tego®Sorb
A 30 así como en el de chapas solamente anodizadas y también
aluminio sin tratar.
La primera medición del sulfuro de hidrógeno en
la atmósfera del matraz se llevó a cabo después de diez minutos y
con ello era posible la formación de una atmósfera homogénea.
Ya después de diez minutos, mediante el aparato
de medición no se podía determinar, en la atmósfera de la chapa
cubierta con Tego®Sorb, nada de sulfuro de hidrógeno. En los otros
matraces con los trozos de aluminio no cubiertos o no tratados,
después de 24 horas todavía se podía comprobar un contenido de
sulfuro de hidrógeno de por lo menos 30 ppm.
A continuación se indican en Tabla los valores
medidos determinados para obtener una visión de conjunto.
\vskip1.000000\baselineskip
Las chapas comparadas en las Tablas 1, 2 y 3 se
anodizaron en condiciones idénticas a 10ºC y a 20 V en un ácido
sulfúrico al 10%.
Los resultados de las Tablas 1 a 3 muestran
manifiestamente que una eliminación efectiva del sulfuro de
hidrógeno se puede reconocer solamente en el caso de las chapas de
aluminio anodizadas en unión con Tego®Sorb incorporado. No resulta
una disminución o eliminación de la sustancia olorosa y contaminante
dañina sulfuro de hidrógeno ni en el caso de la utilización de
aluminio sin tratar, ni en el caso de la utilización de aluminio
anodizado. Por consiguiente se demuestra la eficacia del Tego®Sorb
en capas porosas de óxido de aluminio producidas anódicamente.
- -
- Ricinoleato de zinc solubilizado (Tego®Sorb A 30 de la entidad Goldschmidt GmbH).
- -
- Aluminio oxidado anódicamente, producido mediante la oxidación anódica aluminio puro en un 99,9%, en ácido sulfúrico al 10%, durante un período de tiempo de 24 horas a una temperatura de 10ºC y con una tensión eléctrica de 20 V. Las capas porosas de óxidos que se emplean tienen una densidad de poros de 10^{10} a 10^{12} cm^{-2}, unos tamaños de poros de 10 a 250 nm y un grosor de capa de hasta 250 \mum.
- -
- Amoníaco al 25%.
Un mililitro de una dilución a 1 : 20 o
respectivamente 1 : 10 de hidróxido de amonio al 25% se añade, en
cada caso con una chapa de aluminio anodizada, cubierta con
Tego®Sorb A 30, dentro de un recipiente con tapa roscada. Otros dos
recipientes con tapa roscada solamente con las diluciones de
amoníaco y sin ninguna chapa de aluminio sirvieron como muestras a
ciegas. Con el fin de evitar el contacto directo entre la chapa y el
amoníaco, y de medir solamente una interacción entre la atmósfera y
la superficie anodizada, se colocaron por debajo de la chapa unas
piezas de material plástico como elementos distanciadores.
Después de un período de tiempo de 24 h se puede
reconocer en los matraces de fondo redondo con chapas de aluminio
cubiertas con Tego®Sorb A 30, una disminución del valor del pH desde
pH 11 hasta pH 10, mientras que en los otros matraces subsiste
todavía un valor del pH de 11.
El resultante valor del pH de la fase acuosa de
amoníaco se determinó con ayuda de varillas indicadoras universales
de la entidad Merck (pH de 0 a 14).
Claims (3)
1. Agentes sólidos absorbentes de los olores,
que se componen de un soporte sólido con una superficie
nanoestructurada y de ricinoleato de zinc activo incorporado en
éste, caracterizados porque como material de soporte sólido
se utilizan metales nanoporosos oxidados anódicamente.
2. Agentes sólidos absorbentes de los olores de
acuerdo con la reivindicación 1, caracterizados porque como
material de soporte sólido se utilizan metales nanoporosos oxidados
anódicamente, seleccionados entre el conjunto formado por Cr, Hf,
Nb, V, Ta y Zr.
3. Agentes sólidos absorbentes de los olores de
acuerdo con la reivindicación 1, caracterizados porque como
material de soporte sólido se utiliza aluminio nanoporoso oxidado
anódicamente.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102005015209A DE102005015209A1 (de) | 2005-04-02 | 2005-04-02 | Feste Geruchsabsorber, bestehend aus anodischen Oxidschichten mit darin gespeichertem Aktivstoff |
| DE102005015209 | 2005-04-02 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2299113T3 true ES2299113T3 (es) | 2008-05-16 |
Family
ID=36702711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES06005586T Expired - Lifetime ES2299113T3 (es) | 2005-04-02 | 2006-03-18 | Agente solido absorbente de los olores, que se compone de capas anodicas de oxidos con una sustancia activa almacenada en ellas. |
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