DE19956236A1

DE19956236A1 - Schaumarme Tensidkonzentrate für den Einsatz im Bereich der Förderung des Pflanzenwachstums

Info

Publication number: DE19956236A1
Application number: DE19956236A
Authority: DE
Inventors: Bettina Kopp-Holtwiesche; Doris Bell; Stephan Von Tapavicza; Claus-Peter Herold
Original assignee: Cognis Deutschland GmbH and Co KG
Current assignee: BASF Personal Care and Nutrition GmbH
Priority date: 1999-11-23
Filing date: 1999-11-23
Publication date: 2001-05-31
Also published as: AR026569A1; GT200000214A; AU2836101A; WO2001037658A2; WO2001037658A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine schaumarme Netzhilfe in der Angebotsform eines hochkonzentrierten, gleichwohl fließ- und gießfähigen wäßrigen Konzentrats auf Tensidbasis zur Intensivierung des Eindringens und Spreitens von Wasser im Bereich der Pflanzenverwurzelung bei deren Bewässerung, enthaltend als ökologisch verträgliche Tensidkomponente Alkyl(poly)glykosidverbindungen vom O/W-Typ (APG-Verbindungen) und niedrige wasserlösliche Alkohole als Viskositätsregler sowie ökologisch verträglichen anionischen Cotensiden.

Description

Es ist bekannt, daß die scheinbar einfache Maßnahme der Bewässerung von Erdreichflächen, die insbesondere mit einem dichten Pflanzenbewuchs ausgerüstet sind, beträchtliche Schwierigkeiten machen kann. Ein typisches Beispiel sind hier durch Begehung und/oder Befahren beanspruchte Grasflächen, die der regelmäßigen Pflege unterliegen. So ist es beispielsweise aus der Pflege von Golfplätzen oder anderen vergleichbaren Sportplätzen und Spielwiesen bekannt, daß trotz regelmäßiger Bewässerung kleinere oder auch größere Bereiche des Rasens austrocknen können. Beim Versuch der Befeuchtung dieser Stellen dringt das Wasser nicht tief in den Boden und insbesondere nicht in den Wurzelbereich der Gräser ein. Verantwortlich kann dafür einerseits der sogenannte Rasenfilz sein, der schon oberhalb der Erdreichoberfläche das Beregnungswasser vom Wurzelbereich ableitet, so daß die entsprechenden Pflanzenbereiche durch Übertrocknung unterernährt, flachwurzelnd und krank werden.

Aber auch die gleichmäßige Verteilung des Wassers beim Erreichen der Erdreichoberfläche kann Schwierigkeiten bereiten. Eine homogene Spreitung des aufgetragenen Wassers, insbesondere in den Bereich der jeweiligen Pflanzenwurzelzone, findet häufig nicht statt. Das aufgebrachte Wasser versickert vielmehr in räumlich eingegrenzten Strömen in tiefere Erdreichschichten, so daß auch hier die zuvor angegebenen Schäden auftreten. Zusätzliche Schwierigkeiten können beim Vorliegen von Bodenverdichtungen eintreten, die besonders in den befahrenen und/oder betretenen Flächen nicht zu vermeiden sind. Der hier dargestellte Problembereich betrifft dabei nicht nur den Vorgang der Bewässerung. Begreiflicherweise gelten entsprechende Schwierigkeiten für den Eintrag von Nährstoffen und/oder Schutzstoffen in möglichst gleichmäßiger Verteilung in den Bereich der Pflanzenwurzel.

Es ist bekannt, den hier angesprochenen Problembereich dadurch besser zu bewältigen, daß dem zur Beregnung eingesetzten Wasser und/oder den wäßrigen Wertstoffzubereitungen Hilfsstoffe mit Netzmittelcharakter zugesetzt werden, die die Oberflächenspannung des Wassers in bekannter Weise herabsetzen und auf diese Weise eine bessere Spreitung der wäßrigen Phase im gesamten Bodenbereich und damit insbesondere auch im Bereich der Pflanzenverwurzelung sicherstellen. Bei der Pflege von Sportplätzen, von Golfanlagen, aber auch im Bereich des Schutzes sonstiger Grünanlagen wird hiervon praktischer Gebrauch gemacht.

In der DE-A-197 01 127 der Anmelderin wird bereits eine hochwirksame schaumarme Netzhilfe beschrieben, enthaltend APG-Tenside, olefinisch ungesättigte Alkohole, ggf. in Abmischung mit Partialestern von Fettsäuren als Schaumbremse sowie zur Viskositätseinstellung niedere wasserlösliche Alkohole, die eine verbesserte Bewässerung im Wurzelbereich ermöglicht. Allerdings ist aufgrund des stark schäumenden Charakters der APG-Tenside die Mitverwendung einer lipophilen Schaumbremse/Entschäumer unvermeidlich. Die Benetzung der in der Regel hydrophoben Bodenoberfläche mit derartigen hydrophilen Substanzen stellt aber naturgemäß ein Problem dar. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung war daher die Bereitstellung von Netzmitteln, die weitgehend oder vollständig ohne hydrophilen Inhaltsstoffe auskommen. Dabei sollte die Wirksamkeit des Netzmittel gesteigert werden. Gleichzeitig war es gewünscht ökologisch verträglich, biologisch abbaubare Substanzen einzusetzen. Weiterhin sollte die Handhabbarkeit und Lagerstabilität auch bei langer Lagerung bzw. extremen Temperaturen, gewährleistet sein. Die Netzmittel sollen gleichzeitig in Form leicht mit Wasser verdünnbarer Konzentrate angeboten werden können, wobei zusätzlich die ausreichende Portionierbarkeit des Konzentrats auch im Bereich von Normaltemperaturen sicherzustellen ist.

Es wurde gefunden, daß die Verwendung bestimmter Cotenside, in Abmischung mit APG's die obigen Aufgaben löst.

Erfindungsgegenstand ist dementsprechend in einer ersten Ausführungsform eine schaumarme Netzhilfe in der Angebotsform eines hochkonzentrierten, gleichwohl fließ- und gießfähigen wäßrigen Konzentrats auf Tensidbasis zur Intensivierung des Eindringens und Spreitens von Wasser im Bereich der Pflanzenverwurzelung bei deren Bewässerung. Die erfindungsgemäßen wäßrigen Konzentrate enthalten erfindungsgemäß als ökologisch verträgliche Tensidkomponente (a) Alkyl(poly)glykosidverbindungen vom O/W-Typ - im nachfolgenden auch als "APG"-Verbindungen bezeichnet. Zusammen mit diesen Tensidkomponenten vom APG-Typ enthält das erfindungsgemäße wäßrige Konzentrat zusätzlich (b) niedere wasserlösliche Alkohole als Viskositätsregler sowie übliche Zusatzstoffe und Additive. Gekennzeichnet sind die erfindungsgemäßen Mittel aber durch die Anwesenheit von ökologisch verträglicher anionischer Cotenside (c).

Ein erstes wichtiges Bestimmungselement für die erfindungsgemäße Lehre liegt in der Auswahl einer ganz bestimmten Stoffklasse als Netzmittel mit O/W-Tensidcharakter (Komponente (a)). Es handelt sich hierbei um die Klasse der Alkyl(poly)glykosidverbindungen (APG-Komponenten bzw. -Verbindungen), die an sich in einem ganz anderen technischen Bereich heute in großem Umfange praktische Verwendung finden. APG-Verbindungen sind tensidische Hilfsstoffe des Bereiches der Wasch- und Reinigungsmittel, einschließlich der Textilwaschmittel. Für ihren heute im großtechnischen Maßstab stattfindenden Einsatz in der Praxis sind eine Mehrzahl von Faktoren wichtig: Netzmittel auf APG-Basis können bekanntlich voll naturstoffbasiert sein. Sie fallen bekanntlich als Reaktionsprodukte durch Umsetzung von Fettalkoholen mit Glukose, Oligoglukosen oder auch - bei gleichzeitigem Abbau der Kettenlänge - mit Polyglykosiden wie Stärke als Reaktionsprodukte der allgemeinen Formel R-O-(G)_x an, in der R einen primären, bevorzugt geradkettigen und aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit insbesondere 8 bis 18 C-Atomen bedeutet und G für eine Glykoseeinheit mit 5 oder 6 C-Atomen, vorzugsweise für Glukose steht. Der Oligomerisierungsgrad x, der die Verteilung von Monoglykosiden und Oligoglykosiden angibt, ist in der hier betroffenen Tensidklasse üblicherweise ein Wert zwischen 1 und 10 und liegt beispielsweise im Bereich von etwa 1,2 bis 4, vorzugsweise im Bereich von etwa 1,2 bis 2. Auf das umfangreiche Fachwissen und Schrifttum zur Herstellung und Beschaffenheit von APG-Verbindungen der hier betroffenen Art kann verwiesen werden.

Die Anmelderin schildert in ihrer älteren Anmeldung DE-A 195 48 340 ein modifiziertes Verfahren zur Oberflächenverfestigung errosionsgefährdeten Erdreichs, bei dem zur Intensivierung der Oberflächenverfestigung die Erdreichimprägnierung mehrstufig ausgebildet wird und dabei in der ersten Imprägnierstufe eine wäßrige Zubereitung eingesetzt wird, die biologisch verträgliche Netzmittel zur Beschleunigung und/oder Intensivierung der Erdreichbenetzung mit wäßriger Phase enthält. Bevorzugte Netzmittel sind dabei nichtionische Netzhilfen mit HLB-Werten von wenigstens 7, vorzugsweise gleich/größer 8 und insbesondere des Bereichs von 10 bis 18. Eine besonders geeignete Klasse von biologisch verträglichen Netzmitteln dieser Art sind die jetzt auch durch die vorliegende Lehre der Erfindung betroffenen APG-Verbindungen. Im Rahmen dieser Arbeiten zur genannten älteren Anmeldung hat sich herausgestellt, daß APG-basierte Netzhilfen nicht nur in dem Bereich der Erdreichverfestigung besonders wertvolle Arbeitsmittel sind, es hat sich gezeigt, daß durch ihren Einsatz Wachstum und Pflege eines bereits bestehenden Pflanzenbewuchses in unerwartet starkem Ausmaß gefördert werden.

Bevorzugte APG-Komponenten (a) enthalten Alkylreste auf Basis wenigstens weitgehend gesättigter sogenannter Vorlauf-Fettalkohole, d. h. auf Basis von Fettalkoholen mit 8 bis 14 und insbesondere 8 bis 12 C-Atomen. Besonders bevorzugte APG-Komponenten für den erfindungsgemäßen Einsatz sind Umsetzungsprodukte von C_8/10-Fettalkoholen und Glukose, Oligoglukosen und/oder Polyglykosen. Der sogenannte DP-Wert (Durchschnittlicher Polymerisationsgrad bzw. Oligomerisationsgrad x in der oben angegebenen Formel) liegt auch hier im Bereich von 1 bis 10 und vorzugsweise im Bereich von 1 bis 5, insbesondere im Bereich von etwa 1,2 bis 4.

Die in den erfindungsgemäßen Netzhilfekonzentraten eingesetzten Mengen an APG-Komponente - bestimmt als wasserfreie Aktivsubstanz - liegen üblicherweise bei wenigstens 15 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von wenigstens 20 Gew.-%. Der obere Grenzbereich für den APG-Gehalt.

Weiterhin enthalten die Netzmittel der vorliegenden Erfindung zur Viskositätseinstellung niedere, wasserlösliche organische Alkohole mit vorzugsweise 1 bis 6 C-Atomen im Molekül. Dazu zählen Monoalkohole wie Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, Pentanol, Hexanol aber auch Diole, wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, Propylenglykol und Dipropylenglykol. Dem Propylenglykol kommt im Rahmen der vorliegenden Lehre besondere Bedeutung zu. Der Viskositätsregler wird in seiner Einsatzmenge durch die zuvor genannten Komponenten nach Art und Menge und die im Mehrstoffgemisch insgesamt vorliegende Wassermenge bestimmt. Besonders geeignet sind Zusatzmengen des Viskositätsreglers, bevorzugt auf Basis Ethanol oder Propylenglykol, im Bereich von wenigstens etwa 5 bis 7 Gew.-% als Untergrenze und 12 bis 25 Gew.-% als Obergrenze. Alkoholmengen im Bereich von etwa 5 bis 20 Gew.-% ergeben im allgemeinen hinreichende Viskositätsbeeinflussungen im Sinne der erfindungsgemäß angestrebten Fließ- und Gießfähigkeit des Mehrkomponentengemisches auch schon im Bereich der Raumtemperatur.

Um die schäumende Wirkung des APG's, die ein Eindringen in den Boden verhindern bzw. erschweren würde zu kompensieren, schlägt die erfindungsgemäße Lehre die Mitverwendung von ökologisch verträglichen anionischen Cotensiden (c) vor. Vorzugsweise handelt es sich dabei Sulfobernsteinsäureester, bzw. deren Salze (Sulfosuccinate). Es handelt sich dabei um bekannte, anionische Tenside, die der allgemeinen Formel (I) folgen

wobei R¹ für einen Alkylrest mit 1 bis 18 C-Atomen steht und R² ein Wasserstoffatom oder einen Alkylrest mit 1 bis 18 C-Atomen bedeutet. x⁺ steht für ein Kation, vorzugsweise Natrium. Es handelt sich dabei um Anlagerungsprodukte von Natriumhydrogensulfit an Maleinsäuremono- oder -diester. Die Herstellung erfolgt beispielsweise indem Maleinsäureanhydrid in Gegenwart saurer Katalysatoren mit Fettalkoholen oder Fettalkoholpolyglykolethern umgesetzt wird. Die Monoester werden bei 70-100°C erhalten, während zur Synthese der Diester 80 bis 100°C unter azeotrope Veresterungsbedingungen erforderlich sind, um das Kondensationswasser aus dem Gleichgewicht zu entfernen. Die Anlagerung des Hydrogensulfits an die Doppelbindung wird in wäßrigem Methanol durchgeführt. Sulfosuccinate, die nicht mehr als 8 C-Atome pro Ester-Gruppe enthalten, sind wasserlöslich. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Diestern gemäß Formel (I) bevorzugt. Weiterhin sind solche Verbindungen der Formel (I) bevorzugt, deren Reste R¹ und R² für verzweigte oder unverzweigte Alkylreste mit mindestens 6 bis 18 C-Atomen stehen. Beispielhaft seien hier das Dioctylsulfosuccinat und das Di-(2-Ethylhexyl)sulfosuccinat genannt. Die Cotenside (c) liegen vorzugsweise in Salz-Form vor, hier sein insbesondere die Natrium- und/oder Kaliumsalze genannt. Die Cotenside sind in der Regel in geringeren Mengen als das APG enthalten.

Typische Bereiche reichen von 5 bis 30 Gew.-% (Aktivsubstanz), vorzugsweise ist die Komponente (c) in Mengen von 10 bis 25 Gew.-% in den Netzhilfen enthalten. Die Tenside vom Typ (c) sind ökologisch gut verträglich, da sie gut biologisch abbaubar sind. Die erfindungsgemäßen Netzhilfen weisen gegenüber den bekannten Mitteln der DE-A-197 01 127 verbesserte benetzende Eigenschaften auf. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die konzentrierten Netzhilfen daher frei von hydrophoben Verbindungen wie olefinisch ungesättigten Alkoholen und/oder Glycerinpartialestern.

Neben den Komponente (a) bis (c) können die erfindungsgemäßen Netzhilfen noch weitere, übliche Hilfs- und Zusatzmittel enthalten. Beispielsweise Stellmittel, pH-Regulantien oder Konservierungsmittel. Insbesondere den pH-Regulantien kommt dabei eine besondere Bedeutung zu, da es sich als vorteilhaft erwiesen hat, den pH-Wert der wäßrigen Konzentrate auf Werte von 5 bis 7, vorzugsweise 5 bis 6,5 einzustellen. Geeignete pH-Regulantien sind dabei vorzugsweise Phosphorsäure oder Citronensäure. Die pH-Regulantien sind dabei in Mengen von 0,1 bis 1,5 Gew.-% in den Netzmitteln enthalten. Die Menge an Hilfsstoffen liegt insgesamt zwischen 0,1 und 5 Gew.-%, wobei vorzugsweise 0,1 bis 1,0 Gew.-% derartiger Mittel in Summe enthalten sein können.

Der Wassergehalt der erfindungsgemäßen Mehrstoffkonzentrate ist in der Regel höchstens etwa 50 Gew.-%, liegt in bevorzugten Ausführungsformen jedoch bei niedrigeren Werten. So sind für den Wassergehalt des Mehrkomponentengemisches Bereiche von etwa 1 bis 45 Gew.-% und insbesondere der Bereich von etwa 5 bis 30 Gew.-% besonders geeignet.

Die erfindungsgemäß definierten Netzhilfekonzentrate können schon bei Zusatz sehr geringer Mengen von beispielsweise 0,1 Gew.-% - bezogen auf das zur Bewässerung eingesetzte Gesamtwasser - die angestrebten Effekte der gleichmäßigen Durchnetzung des Pflanzengutes auch in seinem gesamten Wurzelbereich mit der wäßrigen Phase auslösen. Bevorzugte Einsatzmengen für die zuvor definierten Netzhilfekonzentrate in dem zur Bewässerung eingesetzten Wasser liegen im Bereich von 0,1 bis 5 Gew.-% und insbesondere im Bereich von etwa 0,5 bis 2 Gew.-% - jeweils bezogen auf gesamte wäßrige Phase.

Die Erfindung macht in einer weiteren Ausführungsform Gebrauch von dieser Netzhilfe auch zur Intensivierung des Eintrags von Nährstoffen und/oder Schutzstoffen wie Herbiziden und/oder Fungiziden zur Förderung und zum Schutz des Pflanzenwachstums. Diese zusätzlichen Hilfsstoffe können in an sich bekannter Weise in Form wäßriger Lösungen, Emulsionen und/oder Dispersionen aufgebracht werden, wobei dann im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre Netzhilfen der angegebenen Art mitverwendet werden.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Netzhilfen erfolgt auf dem Fachmann bekannte Art und Weise durch einfaches Vermischen der Inhaltsstoffe. Besonders bevorzugt ist es aber, zunächst die Cotenside (c) mit dem Viskositätsregler zu vermischen und dann diese Mischung zu einer wässrigen Lösung der APG-Verbindungen hinzuzugeben.

Beispiele

Für die Beurteilung der erfindungsgemäßen Netzmittel wurde das folgende Mittel untersucht (Tabelle 1):

Tabelle 1

Das Mittel wurde verglichen mit Vergleichszusammensetzungen B und C, die statt des Sulfosuccinats alkoxyliertes Nonylphenol- (B) bzw. alkoxylierte Fettsäureester (C) enthielten. Die Mittel wiesen die folgenden Eigenschaften auf (Tabelle 2):

Tabelle 2

Weiterhin wurden mit den Mitteln Benetzungsversuche an Golfrasen durchgeführt (Tabelle 3):

Dazu wurde aus dem Boden ein 3 cm im Durchmesser aufweisendes Stück ausgehoben und mit einem Tropfen Wasser (10 µl) in Kontakt gebracht. Die Mittel A bis C wurden jeweils in 0,2-%iger wässriger Lösung aufgebracht. Die Zeit bis zur Aufnahme des Tropfens in den Boden wurde in Sekunden gemessen. Es zeigt sich, daß das erfindungsgemäße Mittel bessere benetzende Eigenschaften aufweist als die Vergleichsprodukte B und C.

Tabelle 3

Claims

1. Schaumarme, konzentrierte Netzhilfe zur Intensivierung des Eindringens und Spreitens von Wasser im Bereich der Pflanzenverwurzelung bei deren Bewässerung, enthaltend mindestens

a) Alkyl(poly)glykosidverbindungen (APG),
b) niedere wasserlösliche Alkohole als Viskositätsregler

sowie optional weitere übliche Additive, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin mindestens ein Cotensid (c), ausgewählt aus der Gruppe der ökologisch verträglichen anionischen Tendside, enthalten ist.

2. Netzhilfekonzentrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ökologisch verträglichen Cotenside (c) ausgewählt sind aus der Gruppe der Salze von Sulfobernsteinsäureestern.

3. Netzhilfekonzentrat nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ökologisch verträglichen Cotenside (c) ausgewählt sind aus der Gruppe der Salze von Sulfobernsteinsäurdieestern, vorzugsweise von Salzen der Di-octylsulfobernsteinsäure.

4. Netzhilfekonzentrat nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es APG-Tenside (a) auf Basis gesättigter C_8-14-Vorlauf-Fettalkohole, insbesondere auf Basis überwiegend C_8/10- Fettalkohol enthält.

5. Netzhilfekonzentrat nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sein APG- Gehalt (wasserfreie Aktivsubstanz) im Bereich von 20 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 25 bis 30 Gew.-%, liegt.

6. Netzhilfekonzentrat nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Viskositätsregler (b) niedere monofunktionelle Alkohole mit vorzugsweise 1 bis 6 C-Atomen im Molekül vorliegen, die insbesondere in Mengen von 5 bis 25 Gew.-% eingemischt sind.

7. Netzhilfekonzentrat nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Viskositätsregler (b) Propylengylkol vorliegt, das bevorzugt in Mengen von 5 bis 20 Gew.-% eingemischt ist.

8. Netzhilfekonzentrat nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Cotenside in Mengen von 5 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 25 Gew.-%, vorliegen.

9. Vewendung des Netzhilfekonzentrats nach Ansprüchen 1 bis 8 in Mengen von 0,1 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise von 0,5 bis 2 Gew.-%, in dem zur Pflanzenbewässerung eingesetzten Wasser.

10. Verwendung des Netzhilfekonzentrats nach Ansprüchen 1 bis 8 zur Intensivierung des Eintrags von Nährstoffen und/oder Schutzstoffen, wie Herbiziden und/oder Fungiziden, für das Pflanzenwachstum in der Form wäßriger Lösungen, Emulsionen und/oder Dispersionen.

11. Verfahren zur Herstellung von Netzhilfekonzentraten nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Schritt die Cotenside (c) mit dem Viskositätsregler (b) vermischt werden und anschließend diese Mischung zu einer wässrigen Lösung der APG- Verbindungen hinzugegeben wird.