DE19829475A1 - Umsetzungsprodukte aus Formaldehyd und Kohlenhydraten bzw. Kohlenhydratderivaten sowie deren Verwendung als Konservierungsmittel - Google Patents
Umsetzungsprodukte aus Formaldehyd und Kohlenhydraten bzw. Kohlenhydratderivaten sowie deren Verwendung als KonservierungsmittelInfo
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Abstract
Umsetzungsprodukt aus Formaldehyd und einem Kohlenhydrat, einem Kohlenhydratderivat oder einem Gemisch aus zwei oder mehr davon.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Umsetzungsprodukte aus Formaldehyd und
Kohlenhydraten bzw. Kohlenhydratderivaten sowie deren Verwendung bei der
Konservierung technischer Materialien.
Materialien, die Umwelteinflüssen ausgesetzt sind, werden im allgemeinen
schnell von Mikroorganismen wie beispielsweise Bakterien, Algen oder Pilzen
befallen.
Ein solcher Befall beeinträchtigt in der Regel entscheidend die gewünschten
Eigenschaften und daher die Verwendbarkeit dieser Materialien.
Man setzt daher bei der Herstellung solcher Materialien Konservierungsmittel
ein, die mikrobizid wirken, die also das Anwachsen von Mikroorganismen weit
gehend verhindern, oder die mikrobistatisch wirken, die also das Wachstum von
Mikroorganismen hemmen.
Zur Konservierung vieler technischer Materialien ist Formaldehyd ein unver
zichtbarer Wirkstoff. Dies gilt besonders bei schwer zu konservierenden Mate
rialien wie beispielsweise Farben, Putzen oder Klebstoffen.
Die Handhabung von handelsüblichen Formalinlösungen ist jedoch schwierig.
Daher wird Formaldehyd vorzugsweise an Trägersubstanzen gebunden einge
setzt.
Die Verwendung von an Trägersubstanzen gebundenem Formaldehyd bietet
weiter den Vorteil, daß technische Eigenschaften des Formaldehyds verbessert
werden können. Beispielsweise wird dabei der Dampfdruck des Formaldehyds
erniedrigt. Außerdem kann auf Stabilisatoren verzichtet werden, die den han
delsüblichen Formalinlösungen zur Verhinderung von Polymersationsprozessen
zugegeben werden.
Die Anforderungen, die an die Trägersubstanz gestellt werden, beinhalten unter
anderem, daß die Trägersubstanz mit dem zu konservierenden Material eine
möglichst geringe Wechselwirkung eingeht und daß eine für die Konservierung
ausreichend hohe Formaldehydfreisetzungsrate gewährleistet ist.
Die Verwendung solcher Trägersubstanzen ist beispielsweise in S. S. Block,
"Disinfection, Sterilization, and Preservation", Lea & Febiger (1991), S. 290,
291 und S. 301-304, W. Paulus, "Microbiocides for the Protection of Materi
als", Chapman-Hall (1993), S. 55-57 und S. 62-64, oder in E. Bagda, "Die Kon
servierung von Dispersionsfarben", Expert-Verlag (1998), S. 17-25, beschrie
ben.
In der oben genannten Literatur werden vor allem Addukte von Formaldehyd an
Amine und Amide wie beispielsweise Urotropin, Urotropinderivate, Hydroxy
methylformamid, N-Hydroxymethylchloracetamid oder Dimethyloldimethylhy
dantoin offenbart.
Je nach zu konservierendem Material muß bedacht werden, daß die Trägersub
stanz an die Umwelt gelangen kann. Besondere Sorgfalt muß daher auf die
ökologische Unbedenklichkeit der Trägersubstanz verwendet werden. Selbst
Harnstoff, der als Trägersubstanz verwendet wird, birgt beispielsweise Nachtei
le, wenn er durch Auswaschung in Kläranlagen gelangt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, Trägersubstanzen zu
finden, die die oben genannten allgemeinen Anforderungen an Trägersubstanzen
erfüllen und zudem toxikologisch und ökologisch absolut unbedenklich sind.
Überraschend wurde gefunden, daß Kohlenhydrate bzw. Kohlenhydratderivate,
die diese Anforderungen erfüllen, als Trägersubstanzen für Formaldehyd ver
wendet werden können.
Daher betrifft die vorliegende Erfindung ein Umsetzungsprodukt aus Formalde
hyd und einem Kohlenhydrat, einem Kohlenhydratderivat oder einem Gemisch
aus zwei oder mehr davon. Weiter betrifft die vorliegende Erfindung ein solches
Umsetzungsprodukt, aus dem der Formaldehyd bei Kontakt mit Wasser reversi
bel abgegeben werden kann. Daher betrifft die vorliegende Erfindung auch die
Verwendung eines Kohlenhydrates oder eines Kohlenhydratderivates als Trä
germaterial für Formaldehyd.
Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Konservierung ei
nes technischen Materials, das den folgenden Schritt (i) umfaßt:
- a) Zugabe eines der oben genannten Umsetzungsprodukte oder eines Gemi sches aus zwei oder mehr davon zu dem technischen Material.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können sowohl natürlich vorkommende
als auch synthetisch gewonnene Kohlenhydrate bzw. Kohlenhydratderivate ver
wendet werden. Die Stereochemie der Kohlenhydrate bzw. der Kohlenhydrat
derivate ist dabei unkritisch.
Im allgemeinen können alle denkbaren Kohlenhydrate bzw. Kohlenhydratderiva
te eingesetzt werden.
Bevorzugt werden in der vorliegenden Erfindung Kohlenhydrate bzw. Kohlen
hydratderivate gewählt, deren Umsetzungsprodukte mit Formaldehyd leicht im
Lösungsmittel Wasser löslich sind.
Dabei kommen als Kohlenhydrate vorzugsweise Monosaccharide und niedermo
lekulare Polysaccharide wie beispielsweise Di- und Trisaccharide, besonders
bevorzugt Mono- und Disaccharide zum Einsatz.
Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, jedes Kohlenhydrat bzw. Kohlen
hydratderivat zu verwenden, das in dem gewählten Lösungsmittel oder Lö
sungsmittelgemisch zu einem oder mehreren der gewünschten Umsetzungspro
dukte umgesetzt werden kann.
Als Monosaccharide seien beispielsweise genannt:
- - Glycerinaldehyd;
- - Erythrose, Threose;
- - Arabinose, Ribose, Xylose, Lyxose;
- - Glucose, Mannose, Galactose, Talose, Gulose, Idose, Allose, Altrose;
- - Fructose, Sorbose.
Als Disaccharide seien beispielsweise genannt:
- - Saccharose, Lactose, Maltose, Cellobiose, Gentiobiose.
Als Trisaccharid sei beispielsweise genannt:
- - Raffinose.
Als höhere Saccharide seien genannt:
- - kurzkettige Stärkehydrolysate, kurzkettige Dextrine, wasserlösliche Amylose.
Als Kohlenhydratderivate lassen sich Substanzen verwenden, die oxidierte oder
reduzierte oder sowohl oxidierte als auch reduzierte Formen von Kohlenhydra
ten sind. Vorzugsweise werden als oxidierte Formen Carbonsäuren, als redu
zierte Formen Alkohole verwendet.
Als Kohlenhydratderivate seien beispielsweise genannt:
- - Glycerin, Desoxyribose, Rhamnose, Digitoxose;
- - Gluconsäure, Mannonsäure;
- - Sorbit, Mannit.
Ebenso ist es natürlich möglich, ein Gemisch aus zwei oder mehr der oben er
wähnten Kohlenhydrate bzw. Kohlenhydratderivate zu verwenden. Als Beispiel
hierfür sei Invertzucker genannt.
Besonders bevorzugt werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung Glycerin,
Glucose, Fructose, Saccharose, Invertzucker oder ein Gemisch aus zwei oder
mehr davon verwendet.
Neben der toxikologischen und ökologischen Unbedenklichkeit dieser Kohlen
hydrate bzw. Kohlenhydratderivate ist ein weiterer entscheidender Vorteil dieser
Substanzen darin zu sehen, daß deren Basis nachwachsende Rohstoffe sind. Im
Zuge eines verantwortungsvollen Umgangs mit natürlichen Resourcen und auf
grund ökonomischer Aspekte ist also ein wichtiger Fortschritt erzielt.
Die Umsetzung von Formaldehyd mit dem mindestens einen Kohlenhydrat bzw.
Kohlenhydratderivat kann prinzipiell in allen dafür geeigneten Lösungsmitteln
durchgeführt werden. Vorzugsweise wird die Umsetzung jedoch im wäßrigen
Medium durchgeführt.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, die Umsetzung
des Formaldehyds mit dem mindestens einen Kohlenhydrat bzw. Kohlenhydrat
derivat durch Erwärmen der Lösung, die die umzusetzenden Edukte umfaßt, zu
beschleunigen.
Sollte es erforderlich sein, kann die Umsetzung in Anwesenheit eines oder meh
rerer Katalysatoren erfolgen. Als Katalysatoren sind sowohl Säuren als auch
Basen einsetzbar. Die Wahl sowohl von Säuren als auch von Basen ist nicht
kritisch und richtet sich im allgemeinen nach den Anforderungen, die an das
Umsetzungsprodukt als Formaldehyddepotverbindung gerichtet werden.
Als Säuren lassen sich beispielsweise Mineralsäuren oder organische Säuren wie
beispielsweise Carbonsäuren oder Sulfonsäuren einsetzen. Als Basen werden
vorzugsweise Alkali- bzw. Erdalkalihydroxide und/oder Alkali- bzw. Erdalkali
carbonate verwendet.
Die Stöchiometrie der umzusetzenden Verbindungen, d. h. von Formaldehyd
und von einem Kohlenhydrat, einem Kohlenhydratderivat oder einem Gemisch
aus zwei oder mehr davon, kann frei gewählt werden. Die Obergrenze des mola
ren Verhältnisses Formaldehyd/Kohlenhydrat(derivat) ergibt sich aus dem
vollständigen Umsatz aller OH-Gruppen der Kohlenhydrat(derivat)moleküle.
Die Untergrenze hingegen ist frei wählbar. Es muß lediglich gewährleistet sein,
daß aus der Umsetzung ein Umsetzungsprodukt resultiert. Aus der Umsetzung
resultierende Lösungen, die freie Kohlenhydrat(derivat)moleküle enthalten,
können erfindungsgemäß ebenfalls verwendet werden.
Die Umsetzungsprodukte können prinzipiell als Substanz oder in Lösung im
erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden. Daher ist es möglich, im we
sentlichen alle technischen Materialien zu konservieren.
Soll das Umsetzungsprodukt in Lösung verwendet werden, so ist die Löslich
keit des Umsetzungsproduktes in dem jeweils gewählten Lösungsmittel limitie
rend bei der Auswahl des Kohlenhydrats bzw. des Kohlenhydratderivats.
Insbesondere werden die erfindungsgemäßen Umsetzungsprodukte jedoch zur
Konservierung von Beschichtungsmitteln wie z. B. Farben, Fassadenbeschich
tungssystemen, Vollwärmeschutzsystemen oder Dachsteinbeschichtungen, von
Farben wie z. B. Fingermalfarben, von Textilausrüstungen, Dichtungsmassen,
Klebstoffen, von Slurries wie z. B. Kreideslurries, Pigmentslurries oder Füll
stoffslurries, von Tinten oder Pflanzenschutzformulierungen eingesetzt.
Als Bakterizide können die erfindungsgemäßen Umsetzungsprodukte insbeson
dere zur Konservierung von funktionellen Flüssigkeiten wie z. B. Kühlwasser,
Hydraulikflüssigkeiten oder Treibstoffen, von Papier, Textilien, Leder oder von
Kühlschmierstoffen eingesetzt werden.
Ebenso können die erfindungsgemäßen Umsetzungsprodukte zur Konservierung
von Kosmetika, Wachsemulsionen, Haushaltsprodukten, wie z.B. Wasch- und
Spülmittel sowie andere Tensidlösungen, eingesetzt werden. Auch der Einsatz
in Chemietoiletten ist denkbar.
Im allgemeinen können mit dem erfindungsgemäßen Umsetzungsprodukt alle
Produkte konserviert werden, die mit Menschen und/oder Tieren in Kontakt
kommen und/oder in die Umwelt gelangen.
Es werden im allgemeinen Lösungen, vorzugsweise wäßrige Lösungen der Um
setzungsprodukte hergestellt.
Die erreichbare Konzentration der Umsetzungsprodukte in Lösung ist praktisch
nur durch die Löslichkeit der Umsetzungsprodukte in dem jeweiligen Lö
sungsmittel oder dem Lösungsmittelgemisch limitiert. Beispielsweise lassen sich
mit Saccharose oder Glucose wäßrige Lösungen herstellen, die 30 Gew.-% an
Formaldehyd in gebundener Form enthalten.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Umsetzungsprodukte ist die Tatsa
che, daß sie im Vergleich zu herkömmlichen Formaldehyddepotverbindungen
bei gleicher Konzentration eine verbesserte Wirksamkeit gegen Sporen aufwei
sen. Insbesondere gilt dies bei Sporen, die in technischen Materialien wie z. B.
Dispersionsfarben auftreten und die durch Auskeimung zum Verderb der Farbe
führen.
Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung ein Umsetzungsprodukt aus
Formaldehyd und einem Kohlenhydrat, einem Kohlenhydratderivat oder einem
Gemisch aus zwei oder mehr davon, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ver
wendung des Umsetzungsproduktes als Konservierungsmittel im Vergleich zu
anderen Formaldehyddepotverbindungen eine verbesserte Wirksamkeit gegen
Sporen erzielt wird.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung war die Bereitstellung eines
Verfahrens, in dem neben den erfindungsgemäßen Formaldehyddepotverbin
dungen auch Formaldehyddepotverbindungen nach dem Stand der Technik zur
Konservierung technischer Materialien eingesetzt werden können.
Überraschend hat sich gezeigt, daß sich die erfindungsgemäßen Umsetzungs
produkte mit allen üblichen Formaldehyddepotverbindungen kombinieren lassen.
Daher betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Konservierung
eines technischen Materials, das den folgenden weiteren Schritt (ii) umfaßt:
- a) Zugabe einer Formaldehyddepotverbindung, die kein erfindungsgemäßes Umsetzungsprodukt umfaßt, oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon.
Als solche Formaldehyddepotverbindungen seien beispielsweise genannt:
N-Methylolchloracetamid, Mono-, Di-, Tri- und Tetramethylolharnstoff, 5,5- Dimethyl-1,4-dimethylolhydantoin, 5,5-Dimethyl-1-methylolhydantoin, Hydro xymethylglycin, Hydroxymethylethanol, Hydroxymethylpropanol, 2-Amino-2- hydroxymethylpropan-1,3-diol, 2-Nitro-2-hydroxymethylpropan-1,3-diol, Ethy lenglycolformal, Propylenglycolformal.
N-Methylolchloracetamid, Mono-, Di-, Tri- und Tetramethylolharnstoff, 5,5- Dimethyl-1,4-dimethylolhydantoin, 5,5-Dimethyl-1-methylolhydantoin, Hydro xymethylglycin, Hydroxymethylethanol, Hydroxymethylpropanol, 2-Amino-2- hydroxymethylpropan-1,3-diol, 2-Nitro-2-hydroxymethylpropan-1,3-diol, Ethy lenglycolformal, Propylenglycolformal.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung war die Bereitstellung eines
Verfahrens, in dem neben einem oder mehreren der erfindungsgemäßen Umset
zungsprodukte und/oder einem oder mehreren anderen Formaldehyddepotver
bindungen auch eine oder mehrere mikrobizid wirkende Verbindungen, die kei
ne Formaldehyddepotverbindungen sind, zur Konservierung technischer Mate
rialien eingesetzt werden können.
Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Konser
vierung eines technischen Materials, das folgenden weiteren Schritt (iii) umfaßt:
- a) Zugabe einer mikrobizid wirkenden Verbindung, die keine Formalde hyddepotverbindung umfaßt, oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon.
Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Gemisch, anteilig umfassend
die folgenden Komponenten (a) bis (c):
- a) x Gew.-% eines erfindungsgemäßen Umsetzungsproduktes oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon und
- b) y Gew.-% einer Formaldehyddepotverbindung, die kein Umsetzungspro dukt gemäß (a) umfaßt, oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon, und/oder
- c) z Gew.-% einer mikrobizid wirkenden Verbindung, die kein Umsetzungs produkt gemäß (a) und keine Verbindung gemäß (b) umfaßt, oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon,
wobei die folgenden Zusammenhänge (α), (β) und (γ) gelten:
(α) 0<x<100
(β) x+y+z = 100
(γ) y,z≧0
(β) x+y+z = 100
(γ) y,z≧0
Als mikrobizid wirkende Verbindungen seien, neben anderen, vor allem die fol
genden Bakterizide und Algizide genannt:
Isothiazolinone wie z. B. 5-Chlor-2-methylisothiazolin-3-on, 2-Methyliso thiazolin-3-on, 2-Octylisothiazolin-3-on oder 1,2-Benzisothiazolin-3-on, Iodpropinoxy-N-butylcarbamat, Bronopol, 2-Brom-2-nitropropandiol-1,3, Chloracetamid, Carbendazim, Silberchlorid, Benzoesäure, Sorbinsäure, Ben zylalkohol, Phenoxyethanol, 5-Brom-5-nitrodioxan-1,3.
Isothiazolinone wie z. B. 5-Chlor-2-methylisothiazolin-3-on, 2-Methyliso thiazolin-3-on, 2-Octylisothiazolin-3-on oder 1,2-Benzisothiazolin-3-on, Iodpropinoxy-N-butylcarbamat, Bronopol, 2-Brom-2-nitropropandiol-1,3, Chloracetamid, Carbendazim, Silberchlorid, Benzoesäure, Sorbinsäure, Ben zylalkohol, Phenoxyethanol, 5-Brom-5-nitrodioxan-1,3.
Weiter betrifft daher die vorliegende Erfindung auch ein erfindungsgemäßes
Gemisch, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die mikrobizid wirkende Verbin
dung ein Bakterizid oder Fungizid ist.
Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung auch ein erfindungsgemäßes Gemisch,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Bakterizid oder Fungizid ein Isothiazo
linon oder 3-Iodpropin-1-yl-n-butylcarbamat ist.
Besonders hervorzuheben ist im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens die
synergistische Aktivitätssteigerung von Isothiazolinonen, insbesondere von 5-
Chlor-2-methylisothiazolin-3-on, die bei Kombination dieser Verbindungen mit
den erfindungsgemäßen Umsetzungsprodukten erreicht werden kann. Die so
hergestellten Konservierungsmittel erlauben es z. B., Dispersionsfarben bei glei
cher Wirksamkeit mit niedrigeren Konzentrationen von 5-Chlor-2-
methylisothiazolin-3-on auszustatten als beim Einsatz der Einzelkomponente.
Daher betrifft die vorliegende Erfindung auch ein erfindungsgemäßes Gemisch,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Bakterizid ein Isothiazolinon oder 3-
Iodpropin-1-yl-n-butylcarbamat ist.
In den nachfolgenden Beispielen wird die Erfindung näher erläutert.
60 g Glucose und 22 g Paraformaldehyd mit einem Formaldehydgehalt von 91
Gew.-% wurden in 18 g Wasser vorgelegt und mit 0,1 g Natriumhydroxid ver
setzt. Die Mischung wurde auf 80°C erwärmt, bis eine klare Lösung entstand.
Nach Abkühlen wurden 100 g Glucoseformalslösung mit einem Gehalt an
Formaldehyd von 20 Gew.-% erhalten.
Nach dem gleichen Verfahren wurden hergestellt:
- - Glucoseformal (1 : 2)
- - Glucoseformal (1 : 5)
- - Saccharoseformal (1 : 5)
- - Sorbitformal (1 : 3)
- - Glycerinformal (1 : 1)
In diesem Beispiel wurde die Wirksamkeit von erfindungsgemäßen Formalde
hyddepotverbindungen gegen Bakterien mittels Bestimmung der minimalen
Hemmkonzentration MHK gemessen.
Dazu wurde zunächst eine Nährlösung aus 1,0 g einer Standard-I-Nährbouillon
der Firma Merck und 1,01 destilliertem Wasser hergestellt.
Gemäß Beispiel 1 wurden Lösungen von Formaldehyddepotverbindungen her
gestellt, die jeweils 20 Gew.-% Formaldehyd enthielten (siehe Spalte 1 der Ta
belle 1).
Sodann wurden Stammlösungen der Konservierungsmittellösungen in der Bak
teriennährlösung hergestellt. Dazu wurden jeweils 640 mg der Konservie
rungsmittellösung mit 100 ml der Nährlösung vermischt.
In eine 24-Zellen-Mikrotiterplatte wurden jeweils 1 ml der Nährlösung in die
Zellenreihen 1 bis 6 pipettiert. Zur ersten Zelle einer Reihe wurde dann jeweils 1
ml der Konservierungsmittelstammlösung pipettiert. Durch Überpipettieren von
jeweils 1 ml einer Lösung in die darauffolgende Zelle wurden im Anschluß dar
an Verdünnungsreihen hergestellt.
Als Negativkontrolle wurden in einer weiteren Mikrotiterplatte Zellen mit
Nährlösung ohne Konservierungsmittelzusatz gefüllt.
Jede Zelle wurde nun mit 100 µl einer wäßrigen Suspension von Bakterien
beimpft, die zuvor aus einer befallenen Nährlösung isoliert worden waren. Dabei
wurde Leitungswasser, das Keime, und zwar Pseudomonaden, enthielt, mit
Standard-I-Nährbouillon versetzt. Die Keime vermehrten sich dann solange, bis
in einem Milliliter der Lösung 109 Keime vorlagen.
Die Mikrotiterplatten wurden nach der Beimpfung 7 Tage bei 25°C bebrütet.
Nach 7 Tagen waren die wirkstofffreien Kontrollösungen aufgrund des Bakteri
enwachstums trüb. Der Trübungsgrad der Kontrollösungen wurde zur visuellen
Bonitierung der Trübung durch Bakterienwachstum in den anderen Zellen her
angezogen. Folgende Bewertungsstufen wurden herangezogen:
- kein Bakterienwachstum
(+) schwächere Trübung als bei Kontrollösungen, Bakterienwachstum aber feststellbar
+ gleiche Trübung wie bei Kontrollösungen
(+) schwächere Trübung als bei Kontrollösungen, Bakterienwachstum aber feststellbar
+ gleiche Trübung wie bei Kontrollösungen
Die niedrigste Konzentration mit der Bewertung (+) oder + wurde als minimale
Hemmkonzentration, MHK, gewertet.
Aus einer handelsüblichen emissionsfreien, d. h. keine Formaldehyd abgebenden
Substanzen aufweisenden Dispersionsfarbe auf Basis einer Vinylacetat-Ethylen-
Dispersion wurden zwei 100 g-Portionen entnommen und jeweils in einen steri
len Kunststoffbehälter eingebracht.
Anschließend wurde das Konservierungsmittel zugegeben.
Die Proben wurden jeweils mit einem Rakel mit 200 µm Spalthöhe auf eine
Glasplatte aufgetragen und bei 23°C getrocknet. Anschließend wurden die
Portionen in eine Prüfkammer mit 18 l Rauminhalt eingebracht und weitere 24 h
konditioniert. Während der Konditionierung wurde die Farbe ohne Luftaus
tausch stehengelassen.
Dann wurde die Kammer von einem genau definierten Strom synthetischer Luft
durchströmt. Die Luftaustauschrate betrug dabei 0,5 h-1. Nach Durchgang durch
die Kammer wurde die Luft über eine kommerziell erhältliche Kartusche (Sep-
Pak) geleitet, die mit Dinitrophenylhydrazin imprägniertes Kieselgel enthielt.
Auf der Kartusche wurde der ausgasende Formaldehyd durch Umsetzung zum
Dinitrophenylhydrazon erfaßt.
Nach 24 h bzw. 7 Tagen wurde die Formaldehydkonzentration nach Eluation
des Dinitrophenylhydrazons von der Kartusche über HPLC bestimmt.
In Tabelle 2 sind die gemessenen Formaldehydkonzentrationen aufgeführt.
Eine handelsübliche unkonservierte Dispersionsfarbe auf Basis einer Vinylace
tat-Ethylen-Dispersion wurde in jeweils 100 g-Portionen geteilt und in sterile
Kunststoffbehälter gegeben.
In diese Proben wurden Konservierungsmittel so eingearbeitet, daß in den Farb
portionen die in Spalte 2 der Tabelle 4 aufgeführten Formaldehydkonzentratio
nen vorlagen. Eine weitere Probe wurde zu Vergleichszwecken ohne Zusatz
gelassen.
Nach einer Lagerung von 7 Tagen wurden bei Raumtemperatur den Proben
jeweils 0,1 ml einer Suspension von Bacillus subtilis-Sporen zugesetzt. Die Spo
rendichte in den Proben betrug zu Beginn des Versuchs 7.1-5/g.
Die Proben wurden dann bei 29°C in einem Brutschrank 3 Tage gelagert.
Zum Nachweis der überlebenden keimfähigen Sporen wurden anschließend je
weils 0,1 g der Proben auf die Oberfläche eines Standard-I-Nährbodens in Petri
schalen ausgestrichen.
Nach einer weiteren Bebrütungszeit von 3 Tagen bildeten vermehrungsfähige
Keime auf der Nährbodenoberfläche deutlich sichtbare Kolonien. Die Anzahl
der Kolonien pro Ausstrich diente als Maß für die Keimzahl in der Farbprobe.
Die Keimzahl wurde dabei nach dem in der Tabelle 3 angegebenem Schema
abgeschätzt.
Das Ergebnis des Versuchs ist in Tabelle 4 angegeben.
Gemäß Beispiel 1 wurde Glucose mit Formaldehyd in einer wäßrigen Lösung im
Molverhältnis 1 : 3 so umgesetzt, daß in der entstehenden Konservierungsmittel
lösung 20 Gew.-% Formaldehyd gebunden vorlagen.
Danach wurde eine Stammlösung des erfindungsgemäßen Konservierungsmit
tels in einer Nährlösung für Bakterien hergestellt, die wiederum durch Lösen
von 1 g Standard-I-Nähragar in 1 l destilliertem Wasser gewonnen wurde. Da
bei wurden 640 mg des Konservierungsmittels in 100 ml der Nährlösung gelöst.
Weiter wurde eine Stammlösung eines kommerziell erhältlichen 3 : 1-Gemisches
aus 5-Chlormethylisothiazolin-3-on und 2-Methylisothiazolin-3-on (MERGAL
K9N) hergestellt. Dazu wurden 640 mg MERGAL K9N in 1000 ml destillier
tem Wasser gelöst.
Aus diesen Stammlösungen wurden in 24-Loch-Mikrotiterplatten (NUNCLON
der Firma NUNC) durch Verdünnen in destilliertem Wasser Lösungen sowohl
der Einzelwirkstoffe als auch der Kombinationen der Wirkstoffe hergestellt.
Der Versuch, insbesondere die Bestimmung der minimalen Hemmkonzentratio
nen, wurde weiter wie in Beispiel 2 beschrieben durchgeführt.
Dabei dienten als Testorganismen ein Bakterienstamm, der in einer Dispersions
farbe gewachsen war, die mit einem Konservierungsmittel auf Isothiazolinon-
Basis ausgerüstet war. Solche sogenannten "Praxiskeime" gelten als sehr wi
derstandsfähig gegen Mikrobiozide.
Die synergistische Wirkungsverstärkung, die im Versuch beobachtet wurde,
berechnet sich nach dem Verfahren von Kull (Applied Microbiology Vol. 9
(1961) S. 538-41). Es gilt dabei für den Synergismus S:
wobei
QA: MHK des erfindungsgemäßen Konservierungsmittels (A) als Konzentrati on in der Kombination
Qa: MHK des erfindungsgemäßen Konservierungsmittels (A) als Einzelkom ponente
QB: MHK von Mergal K9N (B) als Konzentration in der Kombination
Qb: MHK von Mergal K9N (B) als Einzelkomponente
QA: MHK des erfindungsgemäßen Konservierungsmittels (A) als Konzentrati on in der Kombination
Qa: MHK des erfindungsgemäßen Konservierungsmittels (A) als Einzelkom ponente
QB: MHK von Mergal K9N (B) als Konzentration in der Kombination
Qb: MHK von Mergal K9N (B) als Einzelkomponente
Eine synergistische Wirkungsverstärkung ist dann gegeben, wenn S < 1.
In Tabelle 5 sind die Ergebnisse des Versuchs angegeben.
Claims (6)
1. Umsetzungsprodukt aus Formaldehyd und einem Kohlenhydrat, einem
Kohlenhydratderivat oder einem Gemisch aus zwei oder mehr davon.
2. Umsetzungsprodukt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
Formaldehyd bei Kontakt mit Wasser reversibel daraus abgegeben werden
kann.
3. Umsetzungsprodukt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kohlenhydrat oder Kohlenhydratderivat ein Monosaccharid oder
Monosaccharidderivat oder ein niedermolekulares Polysaccharid oder nie
dermolekulares Polysaccharidderivat ist.
4. Umsetzungsprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß bei seiner Verwendung als Konservierungsmittel im Ver
gleich zu anderen Formaldehyddepotverbindungen eine verbesserte Wirk
samkeit gegen Sporen erzielt wird.
5. Verwendung eines Kohlenhydrates oder eines Kohlenhydratderivates als
Trägermaterial für Formaldehyd.
6. Verfahren zur Konservierung eines technischen Materials, das den folgen
den Schritt (i) umfaßt:
- a) Zugabe mindestens eines Umsetzungsproduktes gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon zu dem technischen Material.
- b) Verfahren nach Anspruch 6, das folgenden weiteren Schritt (ii) umfaßt:
- a) Zugabe einer Formaldehyddepotverbindung, die kein Umsetzungs produkt gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 umfaßt, oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon.
- c) Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, das folgenden weiteren Schritt (iii)
umfaßt:
- a) Zugabe einer mikrobizid wirkenden Verbindung, die kein Umset zungsprodukt gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 und keine Form aldehyddepotverbindung gemäß (ii) umfaßt, oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon.
- d) Gemisch, anteilig umfassend die folgenden Komponenten (a) bis (c):
- 1. (α) x Gew.-% eines Umsetzungsproduktes gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon, und
- 2. y Gew.-% einer Formaldehyddepotverbindung, die kein Umset zungsprodukt gemäß (a) umfaßt, oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon, und/oder
- 3. z Gew.-% einer mikrobizid wirkenden Verbindung, die kein Umset zungsprodukt gemäß (a) und keine Verbindung gemäß (b) umfaßt, oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon,
(α) 0<x<100
(β) x+y+z = 100
(γ) y, z≧0 - e) Gemisch nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die mikrobizid wirkende Verbindung gemäß (c) ein Bakterizid oder Fungizid ist.
- f) Gemisch nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Bakterizid oder Fungizid ein Isothiazolinon oder 3-Iodpropin-1-yl-n-butylcarbamat ist.
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