DE60000343T2

DE60000343T2 - Stabilisierung von isothiazolonen

Info

Publication number: DE60000343T2
Application number: DE60000343T
Authority: DE
Inventors: Lynn Higbee; Jay Lutz; Jude Rothenburger
Original assignee: Lonza AG; Lonza LLC
Current assignee: Lonza AG; Lonza LLC
Priority date: 1999-05-11
Filing date: 2000-05-05
Publication date: 2003-04-17
Anticipated expiration: 2020-05-06
Also published as: AR023981A1; CO5170492A1; DK1071330T3; BR0011516A; PE20010135A1; AU4989400A; ES2182803T3; JP2002544144A; CA2372812A1; ATE222456T1; EP1071330A1; US6121302A; WO2000067579A1; DE60000343D1; EP1071330B1

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf stabilisierte Formulierungen von Konservierungsmittel-Mischungssystemen, die Isothiazolon, einen Formaldehyd-Donor, einen Stabilisator für Isothiazolon und ein Hydroxyl-Lösungsmittel umfassen, sowie auch Verfahren zur Verhinderung oder Hinauszögerung des Wachstums von Mikroorganismen in solchen Zusammensetzungen.

Hintergrund der Erfindung

Die Nachfrage nach wirksamen und wirtschaftlichen Konservierungsmittel-Zusammensetzungen ist allgemein bekannt. Für viele Produkte sind Konservierungsmittel erforderlich, um sie gegen eine Kontamination und gegen das Wachstum von Mikroben zu schützen, beispielsweise für Körperpflegeprodukte, wie Shampoos, Cremes, Lotionen, Kosmetika und Seifen, Haushaltsprodukte, wie Waschmittel-Detergennen, Reinigungsmittel für harte Oberflächen, Texril-Weichmacher, und verschiedene Industrieprodukte. Insbesondere Körperpflegeprodukt-Zusammensetzungen sind nährstoffreiche Medien, die profitieren von der Einarbeitung von Konservierungsmitteln, um das Wachstum von Mikroorganismen zu kontrollieren und ein Verderben zu verhindern. Im allgemeinen hängt die Lagerbeständigkeit dieser Produkte von der Resistenz gegen Mikrobenkontamination der darin enthaltenen Komponenten ab. Es ist daher wünschenswert, ein Konservierungsmittel zu formulieren, das die mikrobielle Kontamination in Körperpflegeprodukten, Haushaltsprodukten und Industrieprodukten bekämpft bzw. kontrolliert.
Für die obige Anwendung ist die Nachfrage nach stabilen Breitspektrum- bzw. Breitband-Konservierungsmitteln gestiegen. Es wurde beispielsweise nachgewiesen, dass Formaldehyd und Isothiazolon-Derivate hochwirksame biozide Konservierungsmittel darstellen. In dem US-Patent 3 987 184 (Foelsch) ist 1,3-Dimethylol- 5,5-dimethylhydantoin (DMDMH) als nützliche Formaldehyd-Donor-Verbindung zur Konservierung von Körperpflegeprodukten, Kosmetika und Haushalts- und Industrieprodukten beschrieben.
Die Erforschung von Formaldehyd-Donor-Verbindungen war fruchtbar. So haben beispielsweise im Falle von DMDMH verbesserte Formulierungen und eine verbesserte Verarbeitung zu Zusammensetzungen geführt, die sehr geringe Mengen an freiem Formaldehyd enthalten (vgl. US-Patent 5 405 862). Außerdem fordern die derzeitigen behördlichen Vorschriften Produkte mit niedrigem Formaldehyd-Gehalt. Es wäre daher wünschenswert, ein Konservierungsmittel-System zu formulieren, das nur minimale Mengen an freiem Formaldehyd enthält.
In US-A-5 464 850 und in GB-A-2 011 790 sind stabile Kombinationen von Isothiazolon und Formaldehyd-Donoren, insbesondere DMDMH bzw. Dimethylharnstoff beschrieben.
Isothiazolon ist hochtoxisch und unter den meisten Umständen sehr instabil, beispielsweise wenn es in Wasser oder zusammen mit einem anderen reaktiven Molekül vorliegt. Um die Verbindung zu stabilisieren, werden große Mengen an kationischen Salzen zugegeben und das Isothiazolon wird verdünnt (in der Regel bis auf etwa 14 % oder weniger). Unter diesen Bedingungen ist Isothiazolon bei einem niedrigen pH-Wert (von 1 bis 4) bei Raumtemperatur stabil. Während der Lagerungs- und Herstellungsbedingungen können die Temperatur und der pH-Wert ansteigen, was dazu führt, dass Isothiazolon instabil wird. Obwohl Isothiazolon für die Bekämpfung bzw. Kontrolle von Bakterien, Fungi und anderen kontaminierenden Mikroben in Endverwendungsprodukten sehr nützlich ist, führt seine Instabilität unter weniger idealen Bedingungen zu einem ausgeprägten Aktivitätsverlust. Es wäre daher vorteilhaft, ein Konservierungsmittel-System zur Verfügung zu haben, das Isothiazolon enthält, das in einem breiten Temperatur- und pH-Bereich stabil ist.
Außerdem können unter sehr sauren pH-Bedingungen einige Endverwendungsprodukte, wie z. B. Körperpflegeprodukte, nicht leicht mit Isothiazolon formuliert werden. Bei weniger sauren pH-Werten sind vergleichswei se große Mengen an Isothiazolon in einer Konservierungsmittel-Formulierung erforderlich, weil ein gewisser Aktivitätsverlust auftritt. Ein Konservierungsmittel-System sollte leicht zu formulieren sein und niedrige Gehalte an stabilem Isothiazolon aufweisen, sodass es nicht toxisch und nicht reizend ist, jedoch noch eine ausreichende biozide Aktivität aufweist. Stabile Isothiazolon-Formulierungen, die bei weniger sauren pH-Werten stabil sind, können bisher nicht leicht hergestellt werden.
Außerdem sind wirksame Breitband- bzw. Breitspektrum-Konservierungsmittelsysteme, die Formaldehyd- Donoren mit niedrigem Gehalt an freiem Formaldehyd und stabiles Isothiazolon enthalten, für Anwendungen bei weniger sauren pH-Werten, die frei von kationischen Salzen sind und die nicht toxisch sind, nicht leicht zugänglich.

Zusammenfassung der Erfindung

Zur Beseitigung der oben genannten Schwierigkeiten des Standes der Technik wurde gefunden, dass eine sehr stabile Konservierungsmittel-Formulierung, die eine Breitband- bzw. Breitspektrum-biozide Aktivität aufweist, hergestellt werden kann, indem man ein oder mehrere Isothiazolone mit einem Formaldehyd-Donor, beispielsweise Alkanolsubstituierten Dimethylhydantoinen, und einem Hydantoin als Stabilisator für das Isothiazolon mischt.
Die stabilisierten Formulierungen behalten ihre Stabilität bei weniger sauren pH-Werten und bei einer hohen Temperatur. Der pH-Wert der Konservierungsmittel-Formulierung kann je nach Bedarf auf pH-Wert 4 bis 8 eingestellt werden. Ein erfindungsgemäßes Konservierungsmittel-System ist somit beständig gegen die hohen Temperaturen, die während der Herstellung oder unter den Lagerhaus-Bedingungen auftreten. Darüber hinaus sind hohe Gehalte an Metallsalzen, wie sie üblicherweise zur Konservierung von Isothiazolon enthaltenden Zusammensetzungen verwendet werden, in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen nicht erforderlich und auch nicht erwünscht.
Die erfindungsgemäßen Konservierungsmittel-Systeme sind insbesondere geeignet für Körperpflegeprodukte, wie Shampoos, Kosmetika, Cremes, Lotionen und flüssige Seifen, die einen mehr neutralen pH-Bereich (5 bis 7) aufweisen, und sie bleiben stabil bei Raumtemperatur und höheren Temperaturen in Abwesenheit von hohen Metallsalz-Gehalten.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die erfindungsgemäßen Konservierungsmittel-Systeme den jüngsten behördlichen Vorschriften genügen, da sie geringe Mengen an freiem Formaldehyd, d. h. weniger als 0,2%, enthalten.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass ein hochstabiles Isothiazolon enthaltendes Konservierungsmittel die Verwendung einer weniger aktiven Komponente erlaubt und somit eine nicht-toxische hochwirksame Konservierungsmittel-Formulierung ergibt. Ein stabilisiertes Konservierungsmittel-System kann daher kostengünstiger sein sowohl für den Hersteller als auch für den Endverbraucher, wobei Formulierungen erhalten werden, die nicht reizend sind, wenn sie Körperpflegeprodukten zugesetzt werden.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das stabilisierte Isothiazolon auch nach zweimonatiger Lagerung bei Raumtemperatur in fluoreszierendem Licht (Licht aus einer Leuchtstoffröhre) klar und farblos bleibt und unter Einfrier-Auftau-Bedingungen stabil bleibt.
Die Erfindung betrifft außerdem Verfahren zur Verminderung oder Verhinderung des Wachstums von Mikroben in Körperpflege-, Haushalts- oder Industrieprodukten durch Einarbeitung der erfindungsgemäßen stabilisierten Konservierungsmittel-Systeme.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Alle Patente, Patentpublikationen und Literaturhinweise, die in der vorliegenden Anmeldung enthalten sind, werden in ihrer Gesamtheit der vorliegenden Anmeldung einverleibt.
Eine erste aktive Komponente des erfindungsgemäßen stabilisierten Konservierungsmittel-Systems umfasst ein oder mehr 3-Isothiazolone der Formel I:
worin X für Wasserstoff oder Halogen, vorzugsweise Chlor, und R für eine Alkylkette mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen stehen.
Zu bevorzugten Isothiazolon-Komponenten gehören 5-Chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-on (CMI) und 2- Methyl-4-isothiazolin-3-on (MI) und Mischungen davon (z. B. CMI/MI). Zu anderen (weiteren) 3-Isothiazolonen, die erfindungsgemäß verwendet werden können, gehören 4-Chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-on, Dichloroisothiazolone wie 4,5-Dichloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-on, Bromoisothiazolone wie 5-Bromo-2-methyl-4-isothiazolin- 3-on, n-Octylisothiazolone wie 2-n-Octyl-4-isothiazolin-3-on und Benzisothiazolon.
Eine zweite aktive Komponente des erfindungsgemäßen stabilisierten Konservierungsmittel-Systems ist ein Formaldehyd-Donor, wie Hydantoine, N,N"-Methylen-bis[N'-(hydroxymethyl)-2,5-dioxo-4-imidazolidmyl]harnstoff, N'-(Hydroxymethyl)-N-(1,3-dihydroxymethyl-2,5-dioxo-4-irnidazolidinyl]-N'-(hydroxymethyl)harnstoff und Quaternium 15. Bevorzugte Verbindungen sind Alkanoldialkylhydantoine der Formel II:
worin R&sub1; und R&sub2; jeweils unabhängig voneinander stehen für Wasserstoff oder (CH&sub2;)OH, mit der Maßgabe, dass R&sub1; und R&sub2; nicht beide Wasserstoff sein können, und R&sub3; und R&sub4; jeweils unabhängig voneinander stehen für Wasserstoff, eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe, eine Propylgruppe oder eine Arylgruppe.
Alkanol-substituierte Dimethylhydantoin-Verbindungen werden bevorzugt verwendet. Dazu gehören diejenigen, die in den US-Patenten Nr. 3 987 184 und 4 172 140 beschrieben sind. Dabei handelt es sich um Kondensationsprodukte von 5,5-Dimethylhydantoin mit 1 oder mehr mol Formaldehyd (z. B. 1,3-Dimethylol-5,5- dimethylhydantoin, 1-Methylol-5,5-dimethylhydantoin oder 3-Methylol-5,5-dimethylhydantoin und 1-Methylol-3- methylol-oxymethylen-5,5-dimethylhydantoin und Mischung davon. Es können auch Gemische von Alkanolsubstituierten DMH-Verbindungen verwendet werden. Zu andere Formaldehyd-Donoren gehören n-Hydroxymethyl-Harnstoffe wie Imidazolinyl-Harnstoff und Diazolidinyl-Harnstoff, Diaminomethane, 1,3-Oxazolidine, quater näre Hexaminiumsalze wie Quaternium 15, C-Methylole wie Bronopol, 2-Bromo-2-nitro-propan-1-ol und O- Hydroxymethyl-Verbindungen und Formale.
Zu Stabilisatoren, die erfindungsgemäß verwendet werden, gehören Hydantoine, Harnstoffe und Derivate davon. Die Hydantoine werden dargestellt durch die Formel III:
worin R&sub1; bis R&sub4; jeweils unabhängig voneinander ausgewählt werden aus H und einer C&sub1;-C&sub2;&sub2;-Alkylgruppe.
Der N,N"-Methylen-bis[N'-2,5-dioxo-4-imidazolidinyl]harnstoff und seine Derivate werden dargestellt durch die Formel IV:
worin R&sub1; bis R&sub5; unabhängig voneinander ausgewählt werden aus H oder einer Cl-C&sub2;&sub2;-Alkylgruppe.
Der 2,5-Dioxo-4-imidazolidinyl-harnstoff (5-Ureidohydantoin) und seine Derivate werden dargestellt durch die Formel V:
worin R&sub1; bis R&sub7; jeweils unabhängig voneinander ausgewählt werden aus H, CH&sub3;, C&sub2;H&sub5; oder C&sub3;H&sub7;.
Harnstoff und seine Derivate werden dargestellt durch die Formel VI:
worin R&sub1; bis R&sub4; jeweils unabhängig voneinander ausgewählt werden aus H oder C&sub1;-C&sub1;&sub2;-Alkyl. Wenn alle R- Gruppen für Wasserstoff stehen, handelt es sich bei der Verbindung um Harnstoff.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Stabilisator um 5,5-Dimethylhydantoin oder Methylethylhydantoin (MEH).
Wasser ist das bevorzugte Lösungsmittel für die erfindungsgemäße Verwendung. Außerdem kann ein Hydroxyl-Lösungsmittel verwendet werden, das Mono-, Di- und Polyhydroxyl-alkohole umfasst. Beispielsweise können Monohydroxyl-alkohole mit etwa 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt Ethanol und Propanol, verwendet werden. Vorteilhaft sind Dihydroxyl-alkohole (z. B. Glycole) wie C&sub2;-C&sub8;-Diole (z. B. Propylenglycol und Butylenglycol). Zu anderen (weiteren) Verbindungen, die verwendet werden können, gehören Dipropylenglycol, Glycerin, Diglycerin, PPG-9, PPG-2-But-eth-2-butoxypropanol, Butoxydiglycol, PPG-2-Butylether, Glycereth-7, Sorbit, Isopentyldiol, Myristylmyristat und Phenoxyethanol.
In der folgenden Tabelle 1 sind die Bereiche für die erfindungsgemäßen stabilisierten Breitband- Formaldehyd-Donor/Isothiazolon-Konservierungsmittel-Konzentrate angegeben. Tabelle 1 Stabilisierte Breitband-Konservierungsmittel-Konzentrate
Das Verhältnis zwischen dem Formaldehyd-Donor und der Isothiazolon-Verbindung für das Breitband- bzw. Breitspektrum-Konzentrat kann allgemein betragen etwa 5000 : 1 bis 1 : 1, vorzugsweise etwa 1000 : 1 bis 5 : 1. Das Verhältnis zwischen der Gesamtmenge an Stabilisator und der Isothiazolon-Verbindung in dem oben genannten Konzentrat kann allgemein betragen etwa 1 : 1 bis 2000 : 1, vorzugsweise etwa 50 : 1 bis 1500 : 1. Diese Formulierung weist eine Konzentration an freiem Formaldehyd von weniger als 1 Gew.-%, vorzugsweise von weniger als 0,2 Gew.-%, auf. Die Gesamtmenge der Formaldehyd-Konzentration beträgt 5 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise 12 bis 17 Gew.-%.
Ein bevorzugtes Alkanoldialkylhydantoin ist 1,3-Dimethylol-5,5-dimethylhydantoin (DMDMH) und es kann zweckmäßig erhalten werden in einer Mischung, die beispielsweise Glydant II (Lonza, Inc., Fair Lawn, NJ), enthaltend 70% Feststoffe (65% DMDMH, 30% Monomethyl-dimethylhydantoin (MMDMH) und 5% Dimethylhydantoin (DMH)) und als Rest Wasser umfasst. Glydant II weist einen Gesamt-Formaldehyd-GehaIt von 17% auf.
Die erfindungsgemäßen Konservierungsmittel-Konzentrate können leicht hergestellt werden nach Verfahren, die dem Fachmann allgemein bekannt sind, einfach durch Mischen der in der obigen Tabelle 1 angegebenen Komponenten und Einstellen des pH-Wertes unter Verwendung einer organischen Säure oder einer Mineralsäure (z. B. Chlorwasserstoffsäure und Essigsäure), die für die Zwecke des Verbrauchers geeignet ist. Die Art, in der die Komponenten miteinander gemischt werden, kann so modifiziert werden, dass den Bedürfnissen des Formulators, wie nachstehend angegeben, Rechnung getragen wird, ohne von dem Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Die Konzentration der aktiven Verbindungen in der Gebrauchsverdünnung hängt von der Art der zu bekämpfenden Mikroorganismen und der Zusammensetzung des zu konservierenden Endprodukts ab. Beispielsweise kann die optimale Menge an Konservierungsmittel, die für die Konservierung einer wässrigen Zusammensetzung verwendet werden soll, bestimmt werden unter Anwendung allgemein bekannter Screening-Tests und entsprechend den in den Tabellen 1 und 2 angegebenen Formulierungs-Bereichen. Beim Konservieren einer wässrigen Zusammensetzung beträgt die Verwendungsmenge im allgemeinen 0,00005 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise etwa 0,01 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der fertigen Zusammensetzung. Erfindungsgemäße Konservierungsmittel- Formulierungen können auch direkt verwendet werden, so wie sie hergestellt worden sind, ohne Verdünnung oder in irgendeiner anderen Weise, wie sie üblicherweise bei der Herstellung angewendet wird, beispielsweise durch Zudosieren.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann der Stabilisator mit dem Isothiazolon kombiniert werden. Gewünschtenfalls kann ein Hydroxyl-Lösungsmittel zugesetzt werden. Die resultierende Zusammensetzung kann zur Herstellung der erfindungsgemäßen Konservierungsmittel-Formulierung durch Mischen derselben mit einem Formaldehyd-Donor verwendet werden.
In der stabilisierten Formulierung, die beide aktiven Bestandteile enthält, dient der Stabilisator DMH auch dazu, die Menge an freiem Formaldehyd zu minimieren. Die Menge an DMH, die typischerweise in Formaldehyd- Donor-Zusammensetzungen enthalten ist, reicht jedoch nicht aus, um Isothiazolon zu stabilisieren, wenn die beiden aktiven Bestandteile verwendet werden. Deshalb muss bei der Formulierung eines stabilisierten erfindungsgemäßen Konservierungsmittels bei der Bestimmung der Gesamtkonzentration von Alkylhydantoin berücksichtigt werden, wie viel Alkylhydantoin zur Stabilisierung des Isothiazolons zugesetzt werden sollte. Die Gesamtkonzentration von Alkylhydantoin ist gleich der Menge von freiem Alkylhydantoin plus umgesetztem Alkylhydantoin (beispielsweise von DMH in den Kondensationsprodukten MMDMH und DMDMH).
Die Gesamtkonzentration von Alkylhydantoin ist verschieden von der zugegebenen Alkylhydantoin- Konzentration. Da Alkylhydantoin (freies und umgesetztes) in bestimmten Formaldehyd-Donor-Zusammensetzungen enthalten sein kann, kann eine solche Menge von Alkylhydantoin zugegeben werden, um eine stabilisierende Menge für Isothiazolon zu erzielen. Bei einer Ausführungsform wird somit Alkylhydantoin zu einer hergestellten Formaldehyd-Donor-Zusammensetzung (beispielsweise Glydant II) zugegeben, die freies und umgesetztes Alkylhydantoin enthält, sodass das zugegebene Alkylhydantoin in Kombination mit dem Alkylhydantoin in der Formaldehyd-Donor-Zusammensetzung eine Gesamtkonzentration von Alkylhydantoin ergibt, die Isothiazolon stabilisiert.
Das erfindungsgemäße Konservierungsmittel ist verwendbar zum Bekämpfen von Mikroorganismen und insbesondere zur Konservierung von Haushalts-, Industrie- und Körperpflegeprodukten, wie Kosmetika, Lotionen, Cremes, Deodorantien, Shampoos und Seifen. Zu Körperpflegeprodukten gehört jedes Produkt, das auf den Körper von Menschen oder Tieren beim normalen Gebrauch aufgebracht oder damit in Kontakt gebracht wird. Nachstehend folgt eine Liste von Produkten, die aus der Einarbeitung des erfindungsgemäßen Konservierungsmittel- Systems profitieren können, auf die jedoch die Erfindung nicht beschränkt sein soll: Klebstoff, Verleimungsmittel, Papier und Pappkarton, Textilien, Leder, Holz und Holzprodukte, Farbanstriche und Gegenstände aus Kunststoff, flüssige Allzweck-Reiniger, flüssige Geschirrspülmittel, Automobil-Reiniger, Tensid-Lösungen, Haushaltspoliturmittel, Automobilwachs, Luftfrischhaltemittel, Teppich-Shampoo, Vorwaschmittel, flüssige Waschmittelprodukte, Pestizide für das Wachstum von Emtepflanzen, Nicht-Lebensmittel-Fungizide, Nicht-Lebensmittel-Herbizide, Nicht-Lebensmittel-Insektizide, Nicht-Lebensmittel-Abstoßungsmittel, Nicht-Lebensmittel-Biopestizide, Produkte gegen das Anlaufen bzw. Blindwerden, vorher angefeuchtete Schwämme, vorher angefeuchtete Mopps, Überzüge, Polymeremulsionen, Naturlatices, Mineralaufschlämmungen, Pigmentaufschlämmungen, Baustoffe auf Wasserbasis, Kalk, Versiegelungsmittel, Metallbearbeitungsfluids, Metallreinigungsfluids, hydraulische Fluids, Elektroabscheidungsfluids, industrielles Prozesswasser, Luftwaschsysteme, Ölfeld-Injektionswasser, flüssige Kohlenwasserstoff-Treibstoffe, industrielles rezirkulierendes Kühlwasser, Schmiermittel und andere Materialien, die durch Mikroorganismen angegriffen oder zersetzt werden können.
Zu Mikroorganismen, welche die Kontamination oder den Abbau eines wässrigen Produkts bewirken, gehören Bakterien, Fungi, Hefen, Algen und Schleim. Mikroorganismen der folgenden Genera sind Beispiele dafür: Altemaria, z. B. Altemaria tenuis, Aspergillus, z. B. Aspergillus niger, Chaetomium, z. B. Chaetomium globosum, Candida, z. B. Candida albicans, Lentinus, z. B. Lentinus tigrinus, Penicillium, z. B. Penicillium glaucum, Trichophyton, z. B. Trichophyton mentagrophytes, Aureobasidium, z. B. Aureobasidium pullulans, Enterobacter, z. B. Enterobacter gergoviae, Trichoderma, z. B. Trichoderma viride, Escherichia, z. B. Escherichia coli, Pseudomonas, z. B. Pseudomonas aeruginosa und Burkholderia cepacia und Staphylococcus, z. B. Staphylococcus aureus und Staphylococcus epidermidis.
Das folgende Beispiel soll die Erfindung näher erläutern, ohne sie jedoch darauf zu beschränken.

Beispiel 1

Isothiazolon wurde auf seine Stabilität unter beschleunigten Lagerungsbedingungen getestet und seine Rückgewinnung wurde verglichen mit derjenigen von Formulierungen, die bei Raumtemperatur (RT) gelagert wurden. Es wurden drei Testformulierungen hergestellt durch Mischen von 14% Isothiazolon (CMI/MI 2,8 : 1) mit Glydant II (Lonza, Inc., Fair Lawn, NJ) mit oder ohne Zugabe einer stabilisierenden Menge von DMH und Einstellen der pH-Werte auf etwa 5,0; 5,5 und 6,0 unter Verwendung von Citronensäure (CA) oder HCl. Es wurden insgesamt 9 Formulierungen hergestellt, die eine End-Konzentration der Komponenten aufwiesen, wie sie in der Tabelle 2 angegeben ist. Für die Tests 1 bis 3 betrug der pH-Wert etwa 5,0. Für die Tests 4 bis 6 betrug der pH-Wert etwa 5,5 und für die Tests 7 bis 9 betrug der pH-Wert etwa 6,0.
Um die Stabilität von Isothiazolon zu testen, wurden 9 Formulierungen einem beschleunigen Stabilisierungstest bei RT und bei hoher Temperatur (54ºC) für eine Zeitspanne von 14 Tagen unterzogen. Danach wurde die Rückgewinnung von Chlormethylisothazolon (CMI) in % bestimmt (vgl. Tabelle 3).
Der pH-Wert jeder Testformulierung wurde vor und nach einer 14-tägigen Periode aufgezeichnet. Die Schwankung des pH-Wertes für die Testformulierungen war vernachlässigbar gering und sie hatte einen unbedeutenden Einfluss auf die Rückgewinnung von Isothiazolon. Tabelle 2 Endkonzentrationen der in den Testformulierungen verwendeten Komponenten Tabelle 3 Isothiazolon (CMI)-Rückgewinnung nach 14-tägiger beschleunigter Lagerung
Fußnote: Die Fehlergrenze für die Rückgewinnungsraten beträgt ± 2%. Wenn die Rückgewinnungsrate mehr als 100% beträgt, wird angenommen, dass die Rückgewinnung von Isothiazolon 100% beträgt.
Die Tabelle 3 zeigt die Wirksamkeit von 5,5-Dimethylhydantoin als Stabilisator für Isothiazolon in den erfindungsgemäßen Formulierungen. Unter beschleunigten Lagerungsbedingungen war die Rückgewinnung von stabilisiertem CMI signifikant besser als die Rückgewinnung von CMI, das nicht stabilisiert war. So betrug beispielsweise in der Testformulierung Nr. 4 die Rückgewinnung von nicht-stabilisiertem CMI bei pH 5,5 (CA als pH- Einstellungsmittel) 78% unter beschleunigten Bedingungen. In der Testformulierung Nr. 5 stieg jedoch dann, wenn eine stabilisierende DMH-Menge vorhanden war, die CMI-Rückgewinnung auf 88%. Noch höhere Rückgewin nungsraten wurden erhalten, wenn HCl als pH-Einstellungsmittel verwendet wurde (91% Rückgewinnung bei pH 5,5; vgl. Test Nr. 6, Tabelle 3).
Aus einem Vergleich der Rückgewinnungsraten bei Raumtemperatur und bei beschleunigten Lagerbedingungen bei verschiedenen pH-Werten ist zu ersehen, dass die CMI-Rückgewinnung ohne Stabilisierung deutlich abnahm. Bei etwa pH 6, der in der Regel einen Zerfall von Isothiazolon bewirkt, betrug der Prozentsatz der Rückgewinnung von stabilisiertem CMI bei Verwendung von HCl als pH-Einstellungsmittel 95% bwz. 89% bei RT bzw. beschleunigten Lagerungsbedingungen (vgl. Test Nr. 9, Tabelle 3). Das Verhältnis der Rückgewinnungen unter diesen Bedingungen betrug 94%. Die Rückgewinnung von nicht-stabilisiertem CMI mit Citronensäure bei etwa dem gleichen pH-Wert betrug 108% (etwa 100%) bzw. 75% bei RT bzw. beschleunigten Lagerungsbedingungen (vgl. Test Nr. 7, Tabelle 3). Das Verhältnis zwischen diesen Rückgewinnungen betrug jedoch nur 69%. Der Unterschied in bezug auf die Rückgewinnungen unter stabilisierten bzw. nicht-stabilisierten Bedingungen ist ausgeprägt und zeigt an, dass durch DMH die Stabilität von Isothiazolon bei stärker alkalischen pH-Werten und bei höheren Temperaturen stark verbessert wird. Diese Stabilisierungs-Eigenschaft von DMH konnte keineswegs vorhergesehen werden.

Beispiel 2

Dieses Beispiel zeigt die Verwendung der erfindungsgemäßen stabilisierten Konservierungsmittel- Formulierung zum Konservieren eines typischen Protein-Shampoos. Die Zusammensetzung des Protein-Shampoos und der Konservierungsmittel-Formulierung sind in der nachstehenden Tabelle 4 angegeben. Zu Beginn wurden der pH-Wert des Protein-Shampoos mit HCl auf pH 7,0 eingestellt und der pH-Wert der Konservierungsmittel- Formulierung wurde unter Verwendung von HCl auf pH 5,5 eingestellt. Die Konservierungsmittel-Formulierung wurde entsprechend der Formulierung der Tabelle 2 (Tests 3, 6 und 9) hergestellt. Tabelle 4 % Zusammensetzung der Formulierungs-Zwischenprodukte
1) Die Formaldehyd-Donor-Zusammensetzung betrug 35% DMDMH, 30% MMDMH, 5% DMH und 30% Wasser
2) Die Isothiazolon-Zusammensetzung enthielt eine konventionelle Mischung von 14% CMI/MI.
Es wurden fünf Protein-Shampoo-Testformulierungen hergestellt und getestet: eine ohne die Zugabe der Konservierungsmittel-Formulierung und vier mit variierenden Mengen der Konservierungsmittel-Formulierung. Die verwendeten Konzentrationen von Protein-Shampoo und. Konservierungsmittel sind in der Tabelle 5 als Formulierungen 1 bis 5 angegeben. Tabelle 5 % Zusammensetzung der Protein-Shampoo Testformulierungen
Eine gleiche Mischung von S. aureus (ATCC # 6538), E. coli (ATCC # 8739) und P. aeruginosa (ATCC # 9027) wurde zu der Shampoo/Konservierungsmittel-Mischung zugegeben und die vorhandene Bakterienmenge wurde bestimmt (am Tag 0). Es wurden Messungen vorgenommen in 7-tägigen Abständen für vier Wochen und die Bakterien-Gehalte in jeder der fünf Proben wurden aufgezeichnet, wie in der Tabelle 6 angegeben. Tabelle 6 Challenge-Testergebnisse für eine Biozid-Mischung in Protein-Shampoo bei Verwendung von gemischten Bakterien
TNTC = für die Auszählung zu zahlreich.
Wie aus den Daten der Tabelle 6 hervorgeht, wurde durch die stabilisierte DMDMH: CMI/MI- Konservierungsmittel-Mischung das Wachstums der gemischten Bakterien in dem Protein-Shampoo bei jeder der getesteten Konservierungsmittel-Konzentrationen wirksam kontrolliert (bekämpft).

Claims

1. Breitspektrum-Konservierungsmittel-Formulierung, die umfasst einen Formaldehyd-Donor, ein Isothiazolon und einen Alkylhydantoin-Stabilisator, wobei das Verhältnis von Gesamt-Alkylhydantoin zu Isothiazolon ausreicht, um das Isothiazolon zu stabilisieren.

2. Konservierungsmittel-Formulierung nach Anspruch 1, worin das Verhältnis von Gesamt-Alkylhydantoin- Stabilisator zu Isothiazolon 1 : 1 bis 2000 : 1 beträgt.

3. Konservierungsmittel-Formulierung nach Anspruch 1 oder 2, die enthält

20 bis 95 Gew.-% eines Formaldehyd-Donors,

0,02 bis 90 Gew.-% Isothiazolon,

1 bis 30 Gew.-% eines Alkylhydantoin-Stabilisators und

bis zu 60 Gew.-% eines Hydroxyl-Lösungsmittels.

4. Konservierungsmittel-Formulierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in der die Formaldehyd-Donor- Verbindung ein substituiertes Dimethylhydantoin ist.

5. Konservierungsmittel-Formulierung nach Anspruch 4, in der die Formaldehyd-Donor-Verbindung 1,3- Dimethylol-5,5-dimethylhydantoin, 1-Methylol-5,5-dimethylhydantoin, 3-Methylol-5,5-dünethylhydantoin, 1- Methylol-3-methylol-oxymethylen-5,5-dimethylhydantoin oder eine Mischung davon ist.

6. Konservierungsmittel-Formulierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in der die Isothiazolon- Verbindung mindestens eine der Verbindungen ist, ausgewählt aus 5-Chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-on, 2- Methyl-4-isothiazolin-3-on, 4-Chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-on, 4,5-Dichloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-on, 5- Bromo-2-methyl-4-isothiazolin-3-on und 2-n-Octyl-4-isothiazolin-3-on.

7. Konservierungsmittel-Formulierung nach Anspruch 6, in der das Isothiazolon eine Mischung von 5-Chloro-2- methyl-4-isothiazolin-3-on und 2-Methyl-4-isothiazolin-3-on ist.

8. Konservierungsmittel-Formulierung nach Anspruch 1, in der der Stabilisator ausgewählt ist aus Methylethylhydantoin und Dimethylhydantoin.

9. Konservierungsmittel-Formulierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in der die Komponenten in Wasser gelöst sind.

10. Konservierungsmittel-Formulierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, deren pH-Wert etwa 4 bis 8 beträgt.

11. Konservierungsmittel-Formulierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, deren pH-Wert mindestens 5,5 beträgt.

12. Konservierungsmittel-Formulierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in der die freie Formaldehyd- Konzentration nicht mehr als 0,2% beträgt und die gesamte Formaldehyd-Konzentration mindestens 5% beträgt.

13. Körperpflegeprodukt, Haushaltsprodukt oder Industrieprodukt, das die Konservierungsmittel-Formulierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.

14. Körperpflegeprodukt nach Anspruch 13, das ausgewählt ist aus Shampoos, Cremes, Lotionen, Seifen und Kosmetika.

15. Isothiazolon-Lösung, die Isothiazolon und ein Alkylhydantoin umfasst, wobei das Verhältnis von Alkylhydantoin zu Isothiazolon 1 : 1 bis 2000 : 1 beträgt.

16. Lösung nach Anspruch 15, in der das Alkylhydantoin ausgewählt ist aus Dimethylhydantoin und Methylethylhydantoin.

17. Stabilisierte Lösung nach Anspruch 16, in der der Stabilisator 5,5-Dimethylhydantoin ist.

18. Stabilisierte Lösung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, in der es sich bei dem Isothiazolon handelt um 5- Chloro-2-methyl-3-isothiazolin-4-on und 2-Methyl-3-isothiazolin-4-on.

19. Stabilisierte Lösung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, deren pH-Wert etwa 4 bis 8 beträgt.

20. Stabilisierte Lösung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, deren pH-Wert mindestens 5,5 beträgt.

21. Körperpflegeprodukt, Haushaltsprodukt oder Industrieprodukt, das eine antimikrobiell wirksame Menge eines Formaldehyd-Donors, eines Isothiazolons und eines Alkylhydantoin-Stabilisators für das Isothiazolon umfasst, wobei das Verhältnis von Formaldehyd-Donor zu Isothiazolon 1000 : 1 bis 50 : 1 beträgt und das Verhältnis von Stabilisator zu Isothiazolon 1 : 1 bis 2000 : 1 beträgt.

22. Verfahren zur Verhinderung des Wachstums von Mikroben in einer wachstumsfähigen Zusammensetzung, das umfasst die Zugabe eines Formaldehyd-Donors, eines Isothiazolons und eines Alkylhydantoin-Stabilisators zu der Zusammensetzung, wobei das Verhältnis von Alkylhydantoin zu Isothiazolon ausreicht, um das Isothiazolon zu stabilisieren.