DE2800766C2 - - Google Patents
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- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/50—Treatment of water, waste water, or sewage by addition or application of a germicide or by oligodynamic treatment
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
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- A01N47/08—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic compounds containing a carbon atom not being member of a ring and having no bond to a carbon or hydrogen atom, e.g. derivatives of carbonic acid the carbon atom having one or more single bonds to nitrogen atoms
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Description
Die Erfindung betrifft ein Konservierungsmittel, insbesondere
auch für technische Zwecke.
Auch auf technischem Gebiet ist es bei vielen Gelegenheiten
notwendig und erforderlich, Flüssigkeiten, Emulsionen
oder feste Produkte zu konservieren, da Substanzen und
Lösungen der verschiedensten chemischen Zusammensetzung,
insbesondere bei gleichzeitiger Gegenwart von Wasser,
nach kürzerer oder längerer Zeit einer Zersetzung durch
Bakterien, Hefen oder Pilze unterliegen.
Als technische Konservierungsmittel werden eine große
Anzahl von Verbindungen unterschiedlichster Struktur
mit bakterizider und/oder fungizider Wirkung eingesetzt.
Da die Wirkung einer einzelnen germiziden Verbindung
gegen verschiedene Arten von Keimen meist unterschiedlich
ausgeprägt ist, benutzt man aus diesem Grunde auch
häufig Kombinationen unterschiedlicher Verbindungen.
Neben einer möglichst umfassenden Wirksamkeit gegen
verschiedene Bakterien und Pilze muß ein technisches
Konservierungsmittel aber auch eine gute Löslichkeit
in Wasser oder polaren Lösungsmitteln, pH-Beständigkeit,
Wärmebeständigkeit und eine relativ hohe Unempfindlichkeit
gegen ionische Verbindungen aufweisen. Hinzu
kommt die Forderung, daß diese Mittel keine hohe
Toxizität gegen Warmblüter entwickeln dürfen und
lokal gut verträglich sein müssen, um Hautreizungen
beim Benutzer zu verhindern. Aus diesen Forderungen
ergibt sich, daß eine Erfüllung aller dieser Bedingungen
häufig sehr schwierig ist und den Einsatz
einer einzigen Substanz in vielen Fällen ausschließt.
Bei den bisher bekannten Konservierungsmitteln ergeben
sich aufgrund ihrer Toxizität, Schwerlöslichkeit oder
Ionen- oder pH-Empfindlichkeit häufig Schwierigkeiten
beim Einsatz, wobei hinzu kommt, daß wegen der meist
unterschiedlichen Wirksamkeit gegen verschiedene
Keime meist keine langdauernde und umfassende Konservierung
erreicht werden kann. Außerdem zeigen gerade einige der
aktivsten Verbindungen eine verhältnismäßig schlechte
Hautverträglichkeit, so daß es beim Arbeiten mit derartigen
Mitteln wie beispielsweise formaldehydhaltigen Lösungen
zu Haut- und Schleimhautreizungen und gesundheitlichen
Schäden kommt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein
neues technisches Konservierungsmittel zu entwickeln,
das die geschilderten Nachteile nicht aufweist.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Konservierungsmittel
vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß
es in wäßriger Lösung einen Gehalt an etwa 0,1-5,0%
2-Methyl-3-oxo-5-chlor-thiazolin (1,2) und an 80-95% einer
Lösung mit einem Gehalt an 20-30% Dimethylolharnstoff
und 50-75% eines Adduktes aus 2 Mol Formaldehyd und 1 Mol
aliphatischen Glykolen mit 2 bis 8 C-Atomen und/oder
Monoalkyläthern dieser Glykole mit 1 bis 6 C-Atomen im
Ätherrest aufweist.
Die germizide Wirksamkeit der eingesetzten Einzelverbindungen
ist an sich bekannt, völlig überraschenderweise wurde aber
eine ausgeprägte synergistische Wirksamkeit in der angegebenen
Kombination festgestellt.
Addukte aus 2 Mol Formaldehyd und insgesamt an Mol aliphatischen Glykolen
und/oder deren Monoalkyläthern werden bereits seit langem als
Desinfektionsmittel oder Konservierungsmittel verwendet.
Sie werden beispielsweise hergestellt durch Umsetzung von
2 Mol Formaldehyd mit a) 1 Mol Glykol bzw. mit b) 1 Mol
Glykolmonoalkyläther, im wesentlichen im Sinne der Gleichungen.
a) 2 HCHO+HO-CH₂-CH₂-OH → HO-CH₂-O-C₂H₄-O-CH₂OH
(teilweise erfolgt dabei auch eine weitere Umsetzung
des Endproduktes mit Formaldehyd zu HO-CH₂-O-C₂H₄-O-CH₂-
O-CH₂-OH usw., während ein entsprechender Teil des
Glykols nur bis zur Stufe HO-C₂H₄-O-CH₂OH umgesetzt wird,
so daß das Endprodukt ein Gemisch dieser Stoffe darstellt).
b) 2 HCHO+RO-CH₂-CH₂-OH → R-O-C₂H₄-O-CH₂-O-CH₂OH
Diese Verbindungen, die nur in stark saurem Milieu
wieder Formaldehyd abspalten, gelten als wesentlich
besser verträglich als Lösungen freien Formaldehyds
und weisen eine deutliche Wirksamkeit gegen Bakterien
und Pilze auf. Auch der Dimethylolharnstoff ist seit langem
bekannt und wird trotz seiner relativ geringen bakteriziden
und fungiziden Wirksamkeit als schwaches Desinfektionsmittel
benutzt.
Das 2-Methyl-3-oxo-5-chlor-thiazolin (1,2) ist in den
letztenn Jahren von der Firma Röhm und Haas, Philadelphia,
unter der Bezeichnung "Kathon 886" in den Handel gebracht
worden und wird als antibakteriell wirksame Verbindung
empfohlen. Die unter der Bezeichnung "Kathon 886"
gehandelte wäßrige Lösung weist einen Gehalt an etwa
14% einer Mischung aus 2-Methyl-3-oxo-5-chlor-thiazolin
(1,2) und der nicht chlorierten Stammverbindung, also des
2-Methyl-3-oxo-thiazolin (1,2) auf, wobei der Anteil
der chlorierten Verbindung bei weitem überwiegt.
Außerdem enthält diese wäßrige Lösung als Stabilisator
ein Mol Magnesiumchlorid und 1 Mol Magnesiumnitrat.
Das 2-Methyl-3-oxo-5-chlor-thiazolin (1,2) ist aber auch
in wäßriger Lösung noch in sehr großer Verdünnung so
aggressiv, daß es aufgrund seiner stark hautschädigenden
Wirkung in der Praxis kaum Einsatz gefunden hat. Bereits
1 Tropfen der stark verdünnten wäßrigen Lösung reicht
aus, um eine Blasenbildung auf der Haut und langdauernde
schmerzhafte Hautreizungen zu verursachen.
Unerwarteter Weise wurde nunmehr festgestellt, daß das
erfindungsgemäße Konservierungsmittel mit dem vorgegebenen
Gehalt an den an sich bekannten Verbindungen eine deutliche
synergistische Wirksamkeit aufweist. Darüber hinaus ist
die lokale Verträglichkeit des Mittels so gebessert,
daß beim Arbeiten mit der Lösung auch bei längerem Kontakt
keinerlei Hautreizungen mehr auftreten.
Die synergistische Wirksamkeit zeigt sich deutlich an der
gegenüber den Ausgangsverbindungen wesentlich erhöhten
bakteriziden und fungiziden Wirkung. Bei der Prüfung der
Wirksamkeit im Suspensionsversuch ergaben sich folgende
Werte:
Neben der synergistischen Wirkungssteigerung überrascht
insbesondere die Tatsache der guten Hautverträglichkeit
die die Lösung trotz ihres Gehaltes an dem hoch-aggressiven
2-Methyl-3-oxo-5-chlor-thiazolin (1,2) zeigt.
Das erfindungsgemäße Konservierungsmittel kann in zahlreichen
technischen Bereichen zur Anwendung kommen. Besonders
bewährt hat sich das Produkt zur Ausrüstung und zur Nachkonservierung,
dem sogenannten Post-treatment, von Metallbe
arbeitungsflüssigkeiten, Schleif- und Bohrölemulsionen.
Hier wird das Mittel meist in Konzentrationen von 0,01-0,3%
eingesetzt. Da die mikrobiozide Wirkung unabhängig vom
pH-Wert ist und auch nicht von anionischen, kationischen
oder nicht ionischen Komponenten beeinflußt wird, läßt
sich eine ausgezeichnete Konservierung bereits bei sehr
geringen Zusätzen erzielen.
Zur Behandlung von technischen Industrieumlaufwässern
gegen Mikroorganismen und Algen wird das erfindungsgemäße
Mittel mit ausgezeichneten Erfolgen in Konzentrationen
von 0,03-0,05% verwendet. Darüber hinaus hat sich eine
hervorragende Wirksamkeit auch bei der Lagerkonservierung
von Wachsemulsionen, Dispersionsfarben, Klebstoffen,
Leimen, Emulgatoren, synthetischen Netzmitteln, Dispersionen
und Suspensionen bei einer Konzentration von etwa 0,02-0,1%
erwiesen. Für Grundstoffe in der chemisch technischen
Industrie wie beispielsweise Leime, Weißleime, Klebstoffe,
wasserlösliche Farben und Hydraulikflüssigkeiten wird eine
Anwendungskonzentration von 0,05-0,2% empfohlen.
Ein weiterer Anwendungsbereich ist die Verwendung als
Bakterizid für technische, desinfizierende Reinigungsmittel
jeglicher Art sowie Wischwachse. Je nach dem gewünschten
desinfizierenden Effekt liegt der Anteil des erfindungsgemäßen
Mittels in der Gebrauchslösung bei einer Konzentration
0,02-1,0%. Bei Einsatz als Bakterizid für desinfizierende,
unverdünnbare Fußbodenpflegemittel bei der sogenannten
bakteriziden Imprägnierung wird eine etwas höhere
Konzentration von etwa 0,5-2,0% vorzugsweise eingesetzt.
Ein weiterer wichtiger Einsatzbereich hat sich bei der
Verwendung als Schleimbekämpfungsmittel bei der Papier-
und Zellstoffherstellung gegen areobe und anaerobe
Bakterien, Pilze, Hefen sowie spezifischer Schleimbildner
herausgestellt. Bei einem Zusatz von etwa 25-250 ppm
des erfindungsgemäßen Mittels zur Stoffsuspension kann
die Schleimbildung mit Sicherheit unterbunden werden,
die sonst später zum Abreisen des Papiers auf der Walze
führen kann und daher auf jeden Fall vermieden werden
muß.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Beispiele näher
erläutert:
6,5 kg des Additionsproduktes aus 1 Mol Äthylenglykol und
2 Mol Formaldehyd sowie 2,7 kg Dimethylolharnstoff
werden mit 0,8 kg einer handelsüblichen wäßrigen
14%igen Lösung von 2-Methyl-3-oxo-5-chlor-thiazolin
(1,2) versetzt.
Der Geruch der fertigen Lösung ist mild und indifferent.
Gegebenenfalls kann die Mischung aber noch durch Zusatz
einer kleinen Menge einer handelsüblichen Parfümmischung
im Geruch variiert werden.
Zur Prüfung der lokalen Verträglichkeit wurde
das erfindungsgemäße Konservierungsmittel an
der Kaninchenhaut geprüft. Als Versuchstiere
dienten männliche und weibliche NZW-Kaninchen
mit einem Gewicht zwischen 2,3-2,8 kg.
Die Kaninchen wurden in 6 etwa gewichtsgleiche
Gruppen eingeteilt und wie folgt behandelt:
Die Auftragsstelle für die Testsubstanz wurde
3 Tage vor Beginn der Behandlung und alle 3 Tage
während der Nachbeobachtungszeit mit einer Handschermaschine
verletzungsfrei geschoren. Das so
gewonnene Hautareal war etwa 2,5×2,5 cm groß
und lag zwischen den Vorder-Hinderextremitäten
auf dem Rücken der Tiere.
Bei der Hälfte der Tiere erfolgte die Applikation
auf die intakte Haut, bei der anderen Hälfte
war die Haut an der Auftragungsstelle vorher
skarifiziert worden. Die Testsubstanz wurde
zunächst auf ein 2,5×2,5 cm großes Leinenläppchen
aufgetragen, mit einer gleich großen
Kunststoffolie abgedeckt und mit einem gummierten
Verband auf dem Rücken der Tiere befestigt. Das
Läppchen blieb 24 Stunden auf der Haut.
In jeder aus 6 Tieren bestehenden Versuchsgruppe
wurden 3 männliche und 3 weibliche Tiere mit
jeweils intakter bzw. skarifizierter Haut behandelt.
Die erste Gruppe erhielt unverdünnte
Lösung des erfindungsgemäßen Mittels, die zweite
Gruppe wurde mit einer 50%igen wäßrigen
Lösung des erfindungsgemäßen Mittels
behandelt, die dritte Gruppe mit einer
25%igen Lösung, die vierte Gruppe mit einer
12,5%igen Lösung und die fünfte Gruppe
mit einer 6,25%igen Lösung, während die
sechste Gruppe als Kontrollgruppe nur
destilliertes Wasser erhielt.
Am Ende der Expositionszeit sowie 48, 72, 96,
120, 144 und 168 Stunden danach wurde die
Hautreaktion beurteilt.
Bei einmaliger Auftragung des unverdünnten
erfindungsgemäßen Mittels auf die intakte
und skarifizierte Rückenhaut von Kaninchen
kam es zur Erythembildung. Sie setzte bereits
unmittelbar nach der 24stündigen Expositionszeit
ein, konnte noch 120 Stunden danach
beobachtet werden und begann dann abzuklingen.
Spätestens nach 168 Stunden war der Hautzustand
wieder normal.
Die 50-, 25- und 12,5%ige Konzentration des
Mittels riefen jeweils noch eine leichte Rötung
hervor, die nach 144 Stunden nicht mehr zu
beobachten war. Die höchste reaktionslos vertragene
Konzentration betrug in diesen Versuchen 6,25%
des Konservierungsmittels. In keinen Fällen wurde
eine Ödembildung festgestellt. Weiterreichende
Hautveränderungen wie Rhagaden oder Nekosen
fanden sich nicht. Das Wachstum der Haare war
normal.
In keiner der Versuchsgruppen konnten bei
der Beobachtung auf systemische Reaktionen
Hinweise auf Unverträglichkeiten festgestellt
werden. Verhalten, allgemeiner Zustand, Futter- und
Trinkwasseraufnahme sowie Entwicklung des Körpergewichtes
zeigten keine Besonderheiten.
In Anlehnung an "Richtlinien für die Prüfung und Bewertung
chemischer Desinfektionsverfahren" der Deutschen Gesellschaft
für Hygiene und Mikrobiologie,
Zb1. Bakt. Hyg., I. Abt. Orig. B 172, Heft 6 (1981)
A:
Dimethylolharnstoff 20,0%
Addukt aus 2 Mol Formaldehyd und Ethylenglykol 55,0%
Wasser 25,0%
Dimethylolharnstoff 20,0%
Addukt aus 2 Mol Formaldehyd und Ethylenglykol 55,0%
Wasser 25,0%
B:
2-Methyl-3-oxo-5-chlor-thiazolin (1,2) und 2-Methyl-3-oxo-thiazolin 1,0%
Wasser 99,0%
2-Methyl-3-oxo-5-chlor-thiazolin (1,2) und 2-Methyl-3-oxo-thiazolin 1,0%
Wasser 99,0%
C:
Dimethylolharnstoff 20,0%
Addukt aus 2 Mol Formaldehyd und Ethylenglykol 55,0%
2-Methyl-3-oxo-5-chlor-thiazolin (1,2) und 2-Methyl-3-oxo-thiazolin (1,2) 1,0%
Wasser 24,0%
Dimethylolharnstoff 20,0%
Addukt aus 2 Mol Formaldehyd und Ethylenglykol 55,0%
2-Methyl-3-oxo-5-chlor-thiazolin (1,2) und 2-Methyl-3-oxo-thiazolin (1,2) 1,0%
Wasser 24,0%
Diese Daten zeigen beispielsweise, daß nach 72 h Mittel B deutlich
wirksamer ist als Mittel A. Von der gemeinsamen Anwendung
von A und B (Mittel C) mit je 0,01%, wäre somit eine geringere
Wirkung zu erwarten, als von 0,02% B. Tatsächlich ist die
Wirkung des erfindungsgemäßen Mittels C in einer Konzentration
von 0,01% aber erheblich besser, als die Wirkung von Mittel B
in einer Konzentration von 0,02%. Die erfindungsgemäße Auswahl
der Komponenten führt also zu einer überraschend synergistischen
Wirkungssteigerung bzw. einer Verringerung der benötigten Wirkstoffmengen,
wenn diese erfindungsgemäß kombiniert werden - sogar,
wenn man bereits von einem Gemisch von Dimethylolharnstoff und
Formaldehyd-Glykol-Addukt als 1. Komponente ausgeht.
Unterschiede zwischen den Versuchen a und b hinsichtlich der
relativen Wirksamkeit der Mittel A und B erklären sich durch
abweichende Versuchsführungen, sind aber für die Bewertung des
synergistischen Effekts innerhalb des jeweiligen Versuchs ohne
Bedeutung.
Claims (3)
1. Konservierungsmittel, gekennzeichnet durch einen
Gehalt in wäßriger Lösung an 80 bis 95% einer
Mischung aus 20 bis 30% Dimethylolharnstoff und 50-75%
eines oder weiterer Addukte aus 2 Mol Formaldehyd
und 1 Mol aliphatischen Glykolen mit 2 bis 8 C-Atomen und/oder
Monoalkyläthern dieser Glykole mit 1 bis 6
C-Atomen im Ätherrest, sowie an 0,1 bis 5,0%
2-Methyl-3-oxo-5-chlor-thiazolin (1,2).
2. Konservierungsmittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet
durch einen Gehalt an 1,1% 2-Methyl-3-oxo-5-chlor-
thiazolin (1,2) und 92% einer Mischung aus 27%
Dimethylolharnstoff und 65% eines Adduktes aus
2 Mol Formaldehyd und 1 Mol Äthylenglykol.
3. Konservierungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß es ferner geringe Mengen
2-Methyl-3-oxo-thiazolin (1,2) enthält.
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