DE1542756A1

DE1542756A1 - Streumittel fuer landwirtschaftliche oder gaertnerische Zwecke und Verfahren zur Herstellung des Streumittels

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Publication number: DE1542756A1
Application number: DE19651542756
Authority: DE
Original assignee: DEUTSCHE ISOLIERSTOFF GmbH
Current assignee: DEUTSCHE ISOLIERSTOFF GmbH
Priority date: 1965-07-29
Filing date: 1965-07-29
Publication date: 1970-10-22

Description

1542756 Andrejewski & Honke Patentanwälte

Diplom-Physiker Dr. Walter Andrejewski

Diplom-Ingenieur Anwaltsakte: 24 458/Jn-s _{Dl>|ng<
Manfred Honke}

Essen, den 29. Oktober 1969 Ksttwiger Straß· 36

Patentanmeldung

Ekoperl GmbH.

46 Dortmund, *

Ostenhellweg 57-59

"Streumittel für landwirtschaftliche oder gärtnerische Zwecke und Verfahren zur Herstellung des Streumittels"

Die Erfindung bezieht sich auf ein Streumittel für landwirtschaftliche oder gärtnerische Zwecke. Es ist bekannt (vergl. USA-Patentschrift 3 174 845, 3 077 395, 2 904 424, 2 816 825, 2 791 496, 2 779 670 und 2 669 510), als Streumittel expandierten Perlite oder Vermiculite als Träger und einen durch Tränkung dem Träger aufgegebenen Wirkstoff einzusetzen. Die Wirkstoffabgabe erfolgt im Boden durch Wasserauslaugung. Nachteilig bei derartigen Streumitteln ist, daß die Geschwindigkeit der Wirkstoffabgabe durch allmähliche Wasserauslaugung nicht

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moderiert werden kann. Eine Moderation ist jedoch in Abhängigkeit von dem jeweiligen Wirkstoffcharakter und/oder den örtlichen Bodenfeuchtigkeitsverhältnissen sehr wünschenswert. Das • gilt insbesondere für schnellwirkende Kopfdüngeraittel, die im wesentlichen aus Stickstoffverbindungen bestehen. Die Löslichkeitseigenschaften engen die Anwendung der einzelnen Düngemittel ein, was nicht immer erwünscht ist. Es ist vielmehr wünschenswert, Düngeformeln zu finden, die sich dem Bedarf der

" pflanzlichen Rhythmen, des Wachstumsverlaufes unter weitgehender Einschränkung von Auswaschungsverlusten anpassen. Vor allem bei mit Stickstoffsalzen angereichertem Streugut ist es schon aus wirtschaftlichen Gründen besonders wichtig, Auswaschverluste durch Regengüsse und dergleichen zu reduzieren. Weiterhin sind viele Pflanzen gegenüber einmaligem, stoßweisen Zuführen leicht löslicher, insbesondere hochkonzentrierter Stickstoffdünger empfindlich und können Wachstumsstörungen erleiden. Auch aus diesem Grund ist eine gesteuerte kontrollierte Abgabe der Düngemittel im Boden äußerst erwünscht, zumal in der Praxis eine gleichmäßige Verstreuung in der Regel nicht immer gewährleistet ist. Zwar werden diese Nachtelle bei Streumitteln für landwirtschaftliche oder gärtnerische Zwecke aus expandiertem Perlite oder Vermiculite als Träger und einem durch Tränkung dem Träger aufgegebenen Wirkstoff abgeschwächt, eine Einstellung oder Steuerung der Abgabe der vom Perlit bzw. Vermiculit aufgenommenen flüssigen oder festen Wirkstoffe im Boden ist jedoch nicht möglich. Unter Wirkstoffen werden im übrigen neben Düngemitteln der verschiedensten Arten Mikronährstoffe und auch Insektizide verstanden.

Zur Vermeidung einer Agglomeration von körnigen hygroskopischen

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Substanzen, insbesondere von Düngemitteln, ist es· bekannt (vergl. französische Patentschrift 1 016 567), den hygroskopischen körnigen Substanzen inerte Stoffe zuzumischen und diese inerten Stoffe vor der Zumischung zu hydrophobieren. Insbesondere hat man zur Erhaltung der Streufähigkeit von hygroskopischen Düngemitteln, wie Ammoniumsalpeter, Ammoniumsulfat, Ammoniumbicarbonat, Kalksalpeter, Superphosphat, Harnstoff und dergleichen eine Bepuderung mit Wasser bindenden bzw. aufsaugenden Stoffen wie Kieselgur und dergleichen vorgeschlagen.

Auch typische Hydrophobierungsmittel, wie Paraffine oder Metallselfen, werden zur Verhinderung des Zusammenbackens verwendet. Die Anforderung an die hierfür erforderliche Hydrophobierung, die nur zur Abschirmung der Produkte gegen Luftfeuchtigkeitsaufnahme dient, ist relativ gering, jedenfalls wesentlich geringer, als wenn eine vorübergehende Beständigkeit gegen Wassereinwirkung gewährleistet werden soll, wie es der Fall sein muß, wenn die Düngemittel in Ackerboden strömendem Wasser oder gewissen Wassersäulenhöhen ausgesetzt sind.

Zu den im vorliegenden Zusammenhang interessanten, in der Landwirtschaft verwendeten Wirkstoffen gehören aufler den Düngesalzen oder sonstigen Nährstoffen auch Schädlingsbekämpfungsmittel (wie Insecticide, Herbicide, Nematicide usw.) und chemische Bodenstrukturverbesserungsmittel. Auch bei diesen Stoffgruppen ist häufig eine zu schnelle Auswaschung unerwünscht. Bei den Schädlingsbekämpfungsmitteln, die selten in Form der reinen Wirkstoffe angewandt werden, sondern als Präparate, die neben der Wirksubstanz Trägermaterialien und Hilfsstoffe ent-

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halten, den Verbrauchern zur Verfügung gestellt werden, sind zahlreiche Vorschläge bekannt geworden. Neben den Spritzpulvern und Streumitteln, die feingemahlene feste Träger wie Kaolin oder dergleichen enthalten, haben auch sogenannte Granulate wegen spezieller Vorteile mehr und mehr Eingang in die Praxis gefunden. Unter Granulate sollen hier nur poröse auf-' saugfähige Produkte verstanden werden. Durch Anwendung der- W artiger Granulate will man erreichen, daß die Wirkstoffe langsam an die Pflanzen abgegeben werden. Unter anderem ist es bekannt, Perlit als Granulat für den beschriebenen Zweck einzusetzen. Wird die Freigabe der aktiven Wirkstoffe nur durch ein langsames Auslaugen gewünscht, so zeigt sich, daß der übliche Perlit solchen Anforderungen nicht genügt. Weiter werden oberflächenveresterte, kieselsäurehaltige Stoffe als Verdünnungs-. Streck- oder Dispergiermittel bei Insektiziden Verfahren empfohlen, wobei außerordentlich feine Siliziumdioxydteile mit Organosiloxanen-Überzügen versehen werden, deren SHanoi^Gruppen zur Unterbindung ihrer Hydrolyse-Anfälligkeit verestert werden, um entsprechend organophile und im geringen Maße hydrophobe überzüge zu erhalten. Jedoch sind diese feinstkörnigen Produkte nicht als Granulat anzusehen und besitzen kaum eine die Abgabe des Wirkstoffes verzögernde Wirkung. Unter den schließlich bereits genannten Bodenstrukturverbesserungsmitteln werden in jüngerer Zeit bekanntgewordene Produkte verstanden, die in gelöster Form auf den Ackerboden versprüht, durch ihre flockende Wirksamkeit Aggregationen der Bodenteilchen hervorrufen und somit ein wasserstabiles KrumeIgefüge erzeugen, was bekanntlich für den Pflanzenwuchs sehr förderlich ist. Solche anorganischen wie organischen Produkte, z.B. Eisen-Ammoniumalaun, Karboxylmethylzellulose, Polyacrylate usw.,

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können als Lösungen in Granulaten aufgenommen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Streumittel des eingangs beschriebenen Aufbaus so zu gestalten, daß die Wirkzeit einstellbar ist. Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß der Träger zusätzlich mit einem Hydrophobierungsmittel oder einem Oleophilierungsmittel beladen ist. Die Einstellung der Wirkzeit erfolgt einerseits durch Auswahl des Hydrophobierungsmittels bzw. des Oleophilierungsmittels und andererseits ™ durch Einstellung der Menge des Hydrophobierungsmittels bzw. des Oleophilierungsmittels. Besonders definiert läßt sich die Wirkzeit dann einstellen, wenn die Körnung des Trägers nicht zu groß ist, nämlich unter 0,5 mm liegt. Nach bevorzugter Ausführungsform werden als Hydrophobierungsmittel bzw. Oleophilierungsmittel Silikone, Metallseifen, perfluorierte Kohlenwasserstoffe, Wachse, Paraffine aufgebracht. Ob hydrophobiert oder besser oleophobiert wird, muß von Fall zu Fall entschieden werden und hängt in der Hauptsache davon ab, ob der zu schützende Wirkstoff anorganischer oder organischer Natur ist. Anorganische Stoffe, wie Düngesalz, die als wässrige Lösungen eingebracht werden, lassen sich nur durch hydrophobe Mittel gegen j Wasser absperren. Bei organischen Substanzen, wie z.B. Schädlingsbekämpfungsmitteln, ist beides denkbar: Bei Anwendung von hydrophoben Überzügen, die meistens oleophil, also für organische Flüssigkeiten voll durchlässig sind, kann das Wasser nicht oder schlecht von außen her zu den Wirkstoffen vordringen, um sie herauszulösen. Bei entsprechend eingestellten oleophoben überzügen hat das Wasser zwar von außen Zutritt, jedoch besteht nun für die organische Substanz eine bremsende Wirkung, so daß diese Substanz schlechter von innen nach außen diffundieren kann.

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Bei den zur Anwendung gelangenden abweisenden Mitteln handelt es sich um an sich bekannte Produkte: Zur Hydrophobierung werden im Rahmen der Erfindung insbesondere Silikone oder Metallseifen bevorzugt, für die Oleophobierung dagegen perfluorierte Kohlenwasserstoffe, wie Perfluorkarbonsäuren (z.B. Perfluorcaprylsäure), deren Salze oder Derivate genommen. Handelt es sich bei den Wirkstoffen um Schädlingsbekämpfungsmittel, die

" als Flüssigkeiten vorliegen, so wirken diese zwar primär als Kontaktgifte, aber infolge ihres relativ hohen Dampfdruckes auch gleichzeitig als Atem- bzw. Inhalationsgifte. Es ist bei solchen V/irkstoffen dann erwünscht, sowohl eine zu schnelle Wasserauslaugung, als auch eine zu rasche Verflüchtigung (Verdunstung) zu unterbinden. Dann müssen die abweisenden überzüge auf den Perlite- bzw. Vermiculitekörnern sowohl hydrophobe als auch retentionsverbessernde Eigenschaften haben. Es wurde im Rahmen der Erfindung gefunden, daß diese kombinierte Eigenschaftsanforderung bevorzugt von Wachsen (Ozokerlten, Mikrowachsen, synthetischen Wachsen) und Paraffinen erfüllt werden, die bei der Vielfältigkeit dieser Produkte in Anpassung an die

k jeweiligen Wirkstoffe hinsichtlich ihrer gelbildenden und kristallinen Bestandteile usw. von Fall zu Fall ausgesucht werden müssen.

Der Abweisungsgrad der erfindungsgemäß präparierten Perlite- bzw. Vermiculitekörner läßt sich durch Menge und Art des Abweisungsmittels sowie durch seine Aufbringungstechnik den jeweiligen Anforderungen und Bedürfnissen anpassen. Es ist also im Rahmen der Erfindung unschwer möglich, die Abgabegeschwindigkeit der Wirkstoffe aus den Perlite- bzw. Vermiculitekörnern beliebig dadurch zu steuern, daß z.B. der Hydrophobierungsgrad

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den Jeweiligen Erfordernissen entsprechend eingestellt wird. Leicht wasserlösliche auswaschbare Wirkstoffe können somit schwerer "löslich" gemacht werden, wodurch natürlich keine dauernde, sondern nur eine temporäre Bodenunlöslichkeit dieses Wirkstoffes erzeugt wird. Umgekehrt besteht auch die Möglichkeit, schwer lösliche Wirkstoffe in eine geeignete leichter lösbare Form zu bringen, sie in Perlite bzw. Vermiculite einzubringen und durch die Hydrophobierung der Perlite- bzw. Vermiculitekörner die Abgabe an den Ackerboden zu moderieren. ™ Hierdurch öffnet die Erfindung eine Fülle von technisch und wirtschaftlich interessanten Möglichkelten.

Im einzelnen sind zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens grundsätzlich drei Varianten möglich, und zwar:

1. Der Perlit bzw. Vermiculit wird vor der Absorption der Wirkstoffe mit den abweisenden Mitteln behandelt. Die Behandlung mit hydrophobierenden Mitteln empfiehlt sich bevorzugt bei Wirkstoffen, die rein organische Flüssigkeiten darstellen, welche ohne weiteres durch die zwar hydrophobe, aber oleophlle Präparation diffundieren können. ι

2. Für die Hehrzahl der Anwendungsfälle, insbesondere bei wässrige anorganische Lösungen darstellenden Wirkstoffen, erfolgt die hydro- bzw. oleophobierende Behandlung des Materials nach der Absorption der Wirkstoffe. Diese Behandlung kann sowohl durch Aufsprühen mittels Düsen von z.B. wässrigen Silikonlösungen, als auch durch Vermischung mit festen abweisenden Mitteln, wie z.B. Metallselfen, erfolgen.

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J5. Es wurde gefunden, daß es in gewissen Fällen und wo es die Chemikalienverträglichkeit zuläßt, einfacher ist, die Hydrophobierungs- oder Oleophobierungsmittel in * Lösungs-, Dispersions- bzw. Emulsionsform der Wirkstofflösung vor der Absorption durch die Perlite- bzw. Vermiculitekörner zuzusetzen und diese Mittel mit dem Wirkstoff in den Perlit bzw. Vermiculit einziehen zu lassen. ' Es zeigt sich, daß sich die abweisenden Mittel bei der w nachherigen Eindampfung bzw. Auskristallisation der Wirkstoffe in den Perlite- bzw. VemdculitekUgelchen von den Wirkstoffen entmischen und sich offenbar an den Innenwandungen der Perlite- bzw. Vermiculitekapillaren niedergeschlagen und so von innen her den erwünschten Schutz geben.

Die Hydrophobierung der Perlite- bzw. Vermiculitekörner nach der Absorption und gegebenenfalls Abtrocknung der Wirkstoffe stellt ein besonderes Problem dar, da hierbei oberflächliche Salzkrustenbildungen bzw. Salzfilme entstehen können, wenn es sich bei den Wirkstoffen um Salzlösungen handelt. Anorganische Stoffe, wie Mineralien, Salze usw., lassen sich bekanntlich nicht alle gleich gut hydrophobieren. Es ist bekannt, daß gerade Salze nach Art der Düngersalze sich sehr schlecht hydrophobieren lassen. Es ist daher auch nicht möglich, Salze unter Umgehung von Trägersubstanzen, wie Perlit oder Vermiculit, direkt so hydrophobieren zu können, daß sie hohen BeständigkeitsansprUchen genügen könnten. Ein unvermeidlicher Wassereintritt bei einem nicht ganz lückenlos geschlossenen Oberflächen-Schutzfilm würde das Salz unter der Filmoberfläche sofort so anlösen, daß der Film jeden Halt bzw. Haftung verlöre. In die-

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sera Zusammenhang muß daher betont werden, daß zwischen der bekannten Bepuderung der Düngesalze, um ein Zusammenbacken durch Luftfeuchtigkeit zu verhindern und ihre Streufähigkeit zu gewährleisten, und dem erfindungsgemäßen Verfahren, die Düngesalze gegen direkte Wassereinwirkung vorübergehend beständig zu machen, ein außerordentlich großer Gradunterschied bezüglich der Stärke und Wirksamkeit der jeweils erzeugten Hydrophobierungsschicht besteht. Entsprechend können beim erfindungsgemäßen Verfahren sich möglicherweise oberflächlich auf den vollgesogenen Perlite- bzw. Vermiculitekörnern bildende aufgetrocknete Salzkrusten und Salzfilme eine ausreichende Hydrophobierung, falls diese nach dem Einbringen des Düngesalzes in den Perlit bzw. Vermiculit durchgeführt wird, verhindern. Die Erfindung empfiehlt daher, bei Hydrophobierung nach Anreicherung der Wirkstoffe die Perlite- bzw. Vermiculitekörner zur Entfernung äußerlicher Wirkstoff-, insbesondere Salzverkrustungen, einer leichten Wasserbebrausung oder leichten mechanischen Beanspruchung auszusetzen und im letzteren Fall mechanisch zum Abplatzen gebrachte Salzkrusten durch Sieben oder Sichten von dem angereicherten Perlit bzw. Vermiculit abzutrennen, und erst nach Beseitigung der Verkrustungen die Hydrophobierung durchzuführen.

Zum Einbringen der Salzlösungen selbst ist noch folgendes zu bemerken:

Es ist natürlich wirtschaftlicher, hochkonzentrierte Lösungen zu absorbieren, wobei der Aufnahmemenge durch das praktisch verwertbare aufnahmefähige Hohlraumvolumen, das bei Perlit bis zu 50 % beträgt, eine Grenze gesetzt wird. Man kann sich je

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nach dem Verhalten der Salzlösungen verschiedener Anwendung technischer Methoden bedienen. Ein vorteilhafter Weg ist zum Beispiel bei Ammoniumnitrat für die Absorption von entsprechend heißen, hoch angereicherten Lösungen auszugehen, weil die Salze bei höherer Temperatur eine sehr hohe Wasserlöslichkeit (im Falle des Ammoniumnitrates bei 90⁰C ca. 88 % Salz) aufweisen. Nach der Absorption fällt dann nach Abkühlung auf Raumtemperatur der größte Teil des Salzes entsprechend der ψ wesentlich tieferen Löslichkeit aus, so daß eine hohe Anreicherung im Perlit erfolgt. Man kann natürlich, je nach Wunsch, alle Einstellungen vornehmen. Wenn man das restliche Wasser verdampft, hat man nur Pestsalz im Perlit bzw. Vermiculit gebunden. Bei der hohen Aufsauggeschwindigkeit des Materials ist dieser Teil des Prozesses, wobei man am zweckmäßigsten unter Umrühren langsam die Salzlösung zum Perlit bzw. Vermiculit zufließen läßt, relativ einfach.

Die so im Rahmen der Erfindung mögliche Abkürzung bzw. Modifizierung der üblichen Düngesalzherstellung ist von hoher wirtschaftlicher Bedeutung. So werden die üblichen Herstellungsverfahren durch den Wegfall der Kristallisations- und Granulationsprozesse wesentlich vereinfacht, da die Salzlösung unmittelbar in den Perlit bzw. Vermiculit eingebracht werden kann. Die bei den bekannten Verfahren zur DUngesalzherstellung sich ergebenden Schwierigkeiten, um die Streufähigkeit des Produktes zu gewährleisten, entfallen somit. Tatsächlich ist die Streufähigkeit des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Materials ausgezeichnet. Die Körnungen des Perlites bzw. Vermlculites liegen in der Größenordnung der üblichen Handelsdünger und können gegebenenfalls bei der Herstellung

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nach Wunsch modifiziert werden. Das an sich leichte Grundmaterial erfährt durch die Salzaufnahme eine solche Beschwerung, daß diesbezüglich keine Schwierigkeiten beim Streuen auftreten. Das DUngenittel ist, wie bereits ausgeführt, im Hohlraum der Perlite- bzw. Vermiculitekörner vollkommen eingeschlossen, so daß sich nur die durch die Hydrophobierung bzw. Oleophobierung glatten Kornoberflächen berühren. Die Wirkstoffinhalte der einzelnen Körner selbst kommen nicht miteinander in Berührung. Es ist daher im Rahmen der Erfindung möglich, hydro- oder oleophobiertes Perlit oder Vermiculit mit unterschiedlichen Wirkstoffinhalten, insbesondere solcher Wirkstoffe, die an sich nicht miteinander verträglich sind, miteinander zu vermischen und in dieser Mischung zu verstreuen. Da jede Hygroskopizität ausgeschlossen 1st, 1st nämlich die Mischbarkeit ausgezeichnet und es ist somit gleichgültig, mit welchem chemischen Wirkstoff das Perlit bzw. Vermiculit gefüllt ist. Hierin liegt der entscheidende Unterschied zu bepuderten Salzen oder auch in nicht hydrophob oder oleophob gemachtem Perlit oder Vermiculit aufgesogenen Wirkstoffen, well durch die mangelnde Hydrophob!zltät dieser Substanzen der Kontakt der Körner über Feuchtigkeit sbrücken nicht in genügendem Maße ausgeschlossen ist. Demgegenüber 1st es nach dem Verfahren der Erfindung möglich, ohne jede Rücksichtnahme jede Düngesubstanz mit einer oder mehreren anderen in beliebigem Verhältnis zu mischen.

In bevorzugter Ausführungsform empfiehlt die Erfindung, daß Perlit oder Vermiculit mit Peinkornanteilen unter 0,5 mm Korndurchmesser verwendet wird. Wie bekannt, dienen poröse mineralische Stoffe bei aridem Boden als gute Feuchtigkeitsspeicher. Es wurden bei derartigen Produkten bisher ausschließlich Korn-

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größen verwendet, die kau» Peingut unter 0,5 mm aufweisen. Es bestand bisher in der Fachwelt ein Vorurteil dahingehend, daß feineres Gut weniger wasserhaltend, porenverstopfend oder sonstwie nachteilig wirke. Demgegenüber hat die Erfindung erkannt, daß die sogenannte Speicherfeuchte, das ist die für die Pflanzen verfügbare Wassermenge, überraschenderweise erheblich und entscheidend mit dem feineren Korn zunimmt, was man bisher ausgesiebt hat. Es ist also für die Wasserspeicherung von Vorteil, wenn möglichst viele Perliteanteile unter 0,5 mm in de» Produkt vorhanden sind. Das Perlit bzw. Vermiculit wirkt dann bei höheren Feinkornanteilen nach Auslaugung der Wirkstoffe als ausgezeichneter Feuchtigkeitsspeicher und gutes Bodenauflookerungsmittel·

Ansprüche

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Claims

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1) Streumittel fUr landwirtschaftliche oder gärtnerische Zwecke, bestehend aus expandierten! Perlite oder Vermiculite als Träger und einem durch Tränkung dem Träger aufgegebenen Wirkstoff (Düngemittel, Unkrautvertilgungsmittel oder dergleichen), dadurch gekennzeichnet, daß der Träger zusätzlich mit einem Hydro- I phobierungsmittel oder einem öleophobierungsmlttel beladen ist.

2) Streumittel nach Anspruch 1, dadurch gekeimzeichnet, daß der Träger eine Körnung unter 0,5 «m rif >ist

3) Streumittel nach den Ansprüchen 1 and 2, dadurch gekennzeichnet, ⁴aß als Hydrophobierungsmittel fezw. Olcophobierungsraittel .Silikone, Metallseifen, perfluorierte Kohlenwasserstoffe, Wachse, Paraffine aufgebracht sind,

4) Verfahren zur Herstellung von Streumittel*! nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger· zunächst mit den Wirkstoffen getränkt und danach hydrophobiert oder oleophobiert wird·

5) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

der mit den Wirkstoffen getränkte Träger (durch Bebrausung mit Wasser oder mechanische Beanspruchung) von freien Wirkstoff- _/ resten befreit und danach hydrophobiert oder oleophobiert wird.

PAe Dr.Andrejewski, Dr.Honke

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