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Hintergrund
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Wie
in der Technik der Wasserbehandlung zur mikrobiologischen Kontrolle
bekannt ist, ist die Bildung unerwünschter Desinfektionsnebenprodukte
während
des Gebrauchs ein Nachteil von Chlor, Hypochloriten und bestimmten
halogenierten, organischen Wasserbehandlungsmitteln. Diese Nebenprodukte
sind sowohl vom ökologischen
Standpunkt her als auch unter dem Aspekt toxikologischer Überlegungen
unerwünscht.
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Es
ist gefunden worden, dass bestimmte 1,3-Dihalogen-5,5-dialkylhydantoine
als Biozide für
wässrige Systeme
wie industrielles Kühlwasser,
Wasser im Erholungsbereich sowie Abwasser wirksam sind.
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Personen,
die biozide Mittel zur bioziden Behandlung von Wasser einsetzen,
beziehen sich häufig, wenn
auch nicht universell, auf den Gehalt an "freiem Chlor" als Maß für die biozide Kontrolle. Um
Gehalte an "freiem
Chlor" in der Wasserbehandlung
zu erreichen, sind wegen ihrer hohen gewichtsprozentualen Aktivität oft feste
Materialien bevorzugt. Eine der am häufigsten verwendeten festen
Quellen für "freies Chlor" für die Wasserbehandlung
ist N,N'-Bromchlor-5,5-dimethylhydantoin
(BCDMH). Eines der Merkmale, die Anbieter von BCDMH bei BCDMH hervorheben,
ist, dass bei Gebrauch das kombinierte Chlor aus dem Biozid "freies Chlor" durch Reaktion mit
inaktiven Bromidspezies regeneriert, die während des Wasserbehandlungsvorgangs gebildet
werden. Es wird mit anderen Worten dargelegt, dass das Chloratom
in dem anfänglichen
N,N'-Bromchlor-5,5-dialkylhydantoin
zu Hygienezwecken ein Vorläufer
von weiterem "freiem
Chlor" ist.
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BCDMH
hydrolysiert bei Gebrauch zu HOBr und HOCl, die beide in üblicherweise
verwendeten Standardtestverfahren als "freies Chlor" gelten. Diese Verfahren zur Bestimmung
der Gehalte an "freiem
Chlor" in behandeltem
Wasser beinhalten die Verwendung eines Reagenzes, das als DPD bekannt
ist (d. h. N,N'-Diethyldiphenylendiamin),
und eines Puffers, und die Er gebnisse dieser Analysen werden im
Allgemeinen, wenn auch nicht universell, als Basis zur Bestimmung
der Menge eines halogenhaltigen mikrobioziden Mittels verwendet,
das für
die Wasserbehandlung verwendet werden soll. Bisher haben sich die
Anwender von BCDMH nur mit dem Gehalt an "freiem Chlor" befasst, der von einer gegebenen Menge
dieses bioziden Materials bereitgestellt wird. Diese Anwender haben
bisher noch nicht die Menge an "Gesamtchlor" erkannt, die verwendet wird,
um den erforderlichen Gehalt an "freiem
Chlor" zu erhalten.
Infolgedessen stand dem Anwender bisher kein Maßstab zur Verfügung, nach
dem die wahre wirtschaftliche Effizienz der Verwendung von BCDMH
als biozides Mittel zur Behandlung von Wasser bestimmt werden konnte.
Um eine optimale wirtschaftliche Wirksamkeit zu erreichen, sollte
der Anwender ein biozides Mittel zur Verwendung zur Verfügung haben,
bei dem die Menge des in das Wasser abgegebenen "freien Chlors" nahezu dem Gehalt des bioziden Mittels
an "Gesamtchlor" entspricht.
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Wenn
ein biozides Mittel eine relativ geringe Menge an "freiem Chlor" in Bezug auf seinen "Gesamtchlor"-Gehalt liefert,
hat es sich als notwendig herausgestellt, eine relativ große Menge
dieses Mittels zu verwenden, um mikrobiologische Kontrolle zu erreichen.
Dies bedeutet wiederum, dass hohe Niveaus an halogenierten Materialien
in die Umgebung abgegeben werden. Wenn andererseits ein biozides
Mittel dem Wasser eine Menge an "freiem
Chlor" zur Verfügung stellen
kann, die nahezu dem "Gesamtchlor"-Gehalt des bioziden Mittels
entspricht, könnte
effektive mikrobiologische Kontrolle durch die Verwendung viel geringerer
Dosen und mit demzufolge minimalem nachteiligen Einfluss auf die
Umgebung realisiert werden.
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Ein
weiteres ernstes Problem im Zusammenhang mit der Wasserdesinfektion
ist die Biofilmentwicklung. Biofilme sind bakterielle Filme, die
an Oberflächen
zäh haften,
die in Kontakt mit Wasser sind, wie Wärmetauscheroberflächen, dem
Inneren von Rohrleitungen, Filtern und anderen Verarbeitungsgeräten. Diese
Filme sind sehr unerwünscht,
weil sie gefährliche
Pathogene beinhalten können
und die Oberflächen
beschädigen
können,
an die sie sich gebunden haben. Die Bakterien bilden zudem eine
Schleimschicht aus extrazellulärem
Polysaccharid, die den Bakterien Schutz bieten und außerdem eine
effektive Barriere gegen Eindringen der bioziden Mittel zu Verfügung stellen,
die in einem Versuch zur Bekämpfung
dieser Bakterien verwendet werden. In Situationen, in denen das
Wasser anfällig
für die
Entwicklung des Calciumcarbonatkesselsteins ist, kann die Anwesenheit
dieser gallertartigen, extrazellulären Polysaccharide zu Bildung
von Kesselsteinschichten führen,
die durch die gallertartigen Polysaccharide an die Substratoberfläche gebunden
sind. Polysaccharidfilme und Kesselsteinfilme, die mittels Polysacchariden.
gebunden sind, können
den Betrieb der Wärmetauscher
durch ihre Isoliereigenschaften deutlich beeinträchtigen und können die
Funktion von Filtern und den Wasserfluss durch Rohre und Leitungen
durch die Verstopfungstendenzen dieser Polysaccharidfilme deutlich stören.
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Die
JP 56 053602 A lehrt,
dass Petalin-Calciumsilikat und/oder Petalin-Siliciumioxid erforderlich ist/sind,
die als Träger
für das
Schleimentfernungsmittel verwendet werden. Das Schleimentfernungsmittel
ist eine "organische
Halogenverbindung",
und 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin ist eine der organischen Halogenverbindungen.
Chemical Abstracts 75:47759 (Abstract von Gig. Sanit., 1971, 36,
96-99) lehrt, dass man ein bestimmtes Restbromniveau (0,7 bis 1
mg/l) in dem Wasser braucht, um Hygienebedingungen aufrechtzuerhalten;
Chlorierung alle 4 bis 5 Tage wird empfohlen. In dem Abstract ist
offenbart, dass die Restbromquelle 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin
ist. Die
JP 56 158333 lehrt
die Auflösung
von 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin
entweder allein oder mit anderen halogenhaltigen Mitteln in Abfallphotographieentwickler.
Die
JP 07 299 468 A lehrt,
dass eine organische Bromverbindung für ein effektives Sterilisierungsbehandlungsverfahren
in Kombination mit H
2O
2 verwendet
werden muss, wobei zu den organischen Bromverbindungen 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin
und N,N'-Bromchlor-5,5-dimethylhydantoin
gehören.
Die
JP 62 270 506 A lehrt, dass
ein antibakterielles Mittel, das 1,3-Dibrom-5,5- dimethylhydantoin einschließen kann,
in Kombination mit 4,5-Dichlor-2-octylisothiazolin-3-on
verwendet werden muss, um annehmbare Niveaus der antibakteriellen
Aktivität
zu erhalten. Die WO-A-01/53209 offenbart, dass mikrobiologische
Kontrolle in Wassersystemen mit einer Menge an 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin
erreicht wird, die unter der Menge an N,N'-Bromchlor-5,5-dimethylhydantoin
liegt, die erforderlich ist, um den gleichen Grad an mikrobiologischer
Kontrolle zu erreichen. Die
SU
277 157 beschreibt ein Reinigungsmittel zum Geschirrspülen auf
Basis von Natriumtripolyphosphat, Natriumsilikat und Natriumsulfat,
dem Natriumcarbonat und 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin
zugefügt
werden.
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Es
besteht somit ein Bedarf an einem bioziden Mittel, das zur Bereitstellung
von biozider Kontrolle hochwirksam ist, insbesondere zur Auslöschung oder
mindestens Minimierung von Biofilmen in Wassersystemen, und zusätzlich an
einem bioziden Mittel, das derartige biozide Kontrolle selbst bei
Verwendung in sehr niedrigen Konzentrationen in Wasser liefern kann.
Es besteht zudem ein Bedarf an einem bioziden Mittel, das dem Wasser
eine Menge an "freiem
Chlor" zur Verfügung stellen
kann, die nahezu dem "Gesamtchlor"-Gehalt des bioziden
Mittels entspricht, wodurch effektive mikrobiologische Kontrolle
durch die Verwendung viel geringerer Dosen und mit demzufolge minimalem
nachteiligen Einfluss auf die Umgebung realisiert werden kann.
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Kurze Zusammenfassung
der Erfindung
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Ein
erster Aspekt dieser Erfindung beinhaltet unter anderem das Auffinden
davon, dass es einen erheblichen Unterschied zwischen dem Gehalt
an "freiem Chlor" und dem Gehalt an "Gesamtchlor" gibt, der an das
Wasser abgegeben wird, wenn BCDMH als biozides Mittel verwendet
wird. Der Anwender von BCDMH als Wasserbehandlungsmittel bezahlte
somit, ohne es zu wissen, für
ein relativ ineffizientes mikrobiozides Mittel. Dieser Anwender
hat außerdem,
ohne es zu wissen, zur Freisetzung. uner wünschter Mengen halogenierter
Materialien an die Umgebung beigetragen.
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Diese
Erfindung beinhaltet ferner unter anderem die Feststellung, dass
der Gehalt an "freiem
Chlor", der aus
1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin (DBDMH) zur Verfügung steht,
wenn es in Wasser mit einem pH-Wert von mindestens etwa 8,0 verwendet
wird, sich seinem "Gesamtchlor"-Gehalt nahezu annähert. Daher ist
die Verwendung von einem oder mehreren wasserlöslichen Dialkyldibromhydantoinen,
wie DBDMH, als Wasserbehandlungsmittel, insbesondere wenn es zur
Behandlung von industriellem Kühlwasser
verwendet wird, vom wirtschaftlichen Standpunkt hochwirksam und
vom ökologischen
Standpunkt äußerst erwünscht. Die Dosierniveaus
von wasserlöslichen
Dialkyldibromhydantoinen, wie DBDMH, die erforderlich sind, um effektive mikrobiologische
Kontrolle in Bezug auf diese unerwünschten Organismen und Pathogene
zu liefern, wie Bakterien, Algen und Biofilme, sind relativ niedrig,
verglichen mit Dosierniveaus von BCDMH, die für den gleichen Kontrollgrad
erforderlich sind, insbesondere in Industriekühlwässern. Die Gehalte an halogenierten
Materialien, die an die Umgebung abgegeben werden, sind bei Verwendung
eines wasserlöslichen
Dialkyldibromhydantoins, wie DBDMH, verglichen mit BCDMH, wesentlich
geringer.
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Der
erste Aspekt dieser Erfindung ist in den Ansprüchen 1 bis 81 und 105 bis 106
und in der weiteren ausführlich
im Folgenden angegebenen Beschreibung beschrieben.
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Ein
zweiter Aspekt dieser Erfindung liefert unter anderem zwei unterschiedliche
Kategorien von biozid wirkenden 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin-Biozidzusammensetzungen
in leicht identifizierbaren Formen, die auch den Anforderungen entsprechen
und die hier genannten Vorteile liefern.
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Der
zweite Aspekt dieser Erfindung ist in den Ansprüchen 82 bis 104 und in der
weiteren ausführlichen im
Folgenden angegebenen Beschreibung beschrieben.
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Andere
Ausführungsformen,
Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden aus der folgenden
Beschreibung und den angefügten
Ansprüchen
deutlicher.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnung
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1 ist
eine graphische Darstellung der Ergebnisse der Standardtests auf "freies Chlor" und "Gesamtchlor", die mit simulierten
Kühlwasserlösungen durchgeführt wurden,
die mit BCDMH- oder DBDMH-Dosen behandelt wurden, wie im Folgenden
in Beispiel 1 detailliert beschrieben ist.
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2 ist
eine graphische Darstellung der prozentualen Hydrolyse, die die
jeweiligen Testproben von BCDMH und DBDMH in den in Beispiel 1 durchgeführten Tests
zeigen.
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Weitere ausführliche
Beschreibung
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Erster Aspekt der Erfindung
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Diese
Erfindung liefert gemäß einer
ihrer Ausführungsformen
ein Verfahren zum Bereitstellen von mikrobiologischer Kontrolle
in einem wässrigen
Medium, wie Wasser im Erholungsbereich, industriellem Kühlwasser,
Prozesswasser oder Abwasser und in Wasser mit einem pH-Wert von
mindestens etwa 8,0, wie Kühlwasser,
und/oder zum Auslöschen
oder zur Reduktion von Biofilm auf einer Oberfläche, die in Kontakt mit diesem
wässrigen
Medium steht, bei dem in das wässrige
Medium eine mikrobiozid wirksame Menge eines mikrobioziden Mittels
eingebracht wird, das aus mindestens einem 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin
besteht, wobei eine der Alkylgruppen in der 5-Position eine Methylgruppe
ist und wobei die andere Alkylgruppe in der 5-Position im Bereich von 1 bis 4 Kohlenstoffatomen
aufweist, außer
dass 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin als der einzige mikrobiologisch
aktive Bestandteil in Form von Körnern
gelöst
ist, wenn das wässrige
Medium ein Kühlturmwasser
mit einer Temperatur von 32,8°C
(Rückkehrleitung)
oder 28,3°C
(zum Verfahren), einer Leitfähigkeit
von 1,22 mS/cm, einem pH-Wert von etwa 9,1 oder 9,2, einer Alkalinität von 480
mg/l CaCO3, einer Gesamthärte von
1 mg/l als CaCO3 und einem Siliciumdioxidniveau von
100 mg/l ist, und ein Zusatzwasser mit einer Leitfähigkeit
von 0,32 mS/cm, einem pH-Wert von 8,7, einer Alkalinität von 145
mg/l als CaCO3, einer Gesamthärte von
3 mg/l CaCO3 und einem Siliciumdioxidniveau
von 28 mg/l, wobei (i) die molare Menge des mindestens einen 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoins,
die in das wässrige
Medium eingebracht wird, unter der molaren Menge an N,N'-Bromchlor-5,5-dimethylhydantoin
liegt, die erforderlich wäre,
um den gleichen Grad an mikrobiologischer Kontrolle in dem Medium
zu bewirken, (ii) die Menge des mindestens einen 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoins,
die in das wässrige
Medium eingebracht wird, eine Menge an "freiem Chlor" freisetzt, die über der Menge an "freiem Chlor" liegt, die durch
eine äquimolare
Menge N,N'-Bromchlor-5,5-dimethylhydantoin
in das Medium freigesetzt würde,
und (iii) die Menge an "freiem
Chlor", die durch
die Menge des mindestens einen 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoins freigesetzt
wird, die in das Medium eingebracht wird, größer als die Menge an "freiem Chlor" ist, die laut Vorhersage
durch jene Menge des mindestens einen 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoins
auf Basis des "freien
Chlors" freigesetzt
würde,
die in dem Medium durch eine äquimolare
Menge an N,N'-Bromchlor-5,5-dimethylhydantoin
freigesetzt würde.
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Das
am meisten bevorzugte, in dieser Ausführungsform verwendete DBDAH
ist 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin (DBDMH).
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
liefert diese Erfindung ein Verfahren zum Bewirken von mikrobiozider
Aktivität
in Wasser mit einem pH-Wert von mindestens etwa 8,0, bei dem in
Wasser unter Verwendung eines mikrobioziden Mittels, das aus mindestens
einem 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin besteht, wobei eine der Alkylgruppen
in der 5-Position eine Methylgruppe ist und wobei die andere Alkylgruppe
in der 5-Position im Bereich von 1 bis 4 Kohlenstoffatomen aufweist,
außer
wenn 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin
als einziger mikrobiologisch aktiver Bestandteil in Form von Körnern gelöst wird,
wenn das wässrige
Medium ein Kühlturmwasser
mit einer Temperatur von 32,8°C
(Rückkehrleitung)
oder 28,3°C
(zum Verfahren), einer Leitfähigkeit
von 1,22 mS/cm, einem pH-Wert von etwa 9,1 oder 9,2, einer Alkalinität von 480
mg/l CaCO3, einer Gesamthärte von
1 mg/l als CaCO3 und einem Siliciumdioxidniveau
von 100 mg/l ist, und ein Zusatzwasser mit einer Leitfähigkeit
von 0,32 mS/cm, einem pH-Wert von 8,7, einer Alkalinität von 5
mg/l als CaCO3, einer Gesamthärte von
3 mg/l CaCO3 und einem Siliciumdioxidniveau
von 28 mg/l ist, eine mikrobiozid wirksame Menge an "freiem Chlor" bereitgestellt wird,
die größer ist,
als aus der Menge an "freiem
Chlor" vorhergesagt
werden kann, die in dem Wasser durch eine äquimolare Menge N,N'-Bromchlor-5,5-dimethylhydantoin freigesetzt würde, während eine
kleinere molare Menge von mindestens einem 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin
als die molare Menge an N,N'-Bromchlor-5,5-dimethylhydantoin
verwendet wird, die erforderlich wäre, um in dem Wasser die gleiche
mikrobiozid wirksame Menge an "freiem
Chlor" freizusetzen.
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1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin
(DBDMH) ist auch das am meisten bevorzugte mikrobiozide Mittel, das
in dieser Ausführungsform
verwendet wird.
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Eine
weitere Ausführungsform
dieser Erfindung ist eine Zusammensetzung mit mikrobiozider Aktivität, die Wasser
mit einem pH-Wert von mindestens etwa 8,0 umfasst, dem eine mikrobiozid
wirksame Menge eines mikrobioziden Mittels zugesetzt worden ist,
das ausgewählt
ist aus der Gruppe bestehend aus 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin,
1,3-Dibrom-5-ethyl-5-methylhydantoin, 1,3-Dibrom-5-n-propyl-5-methylhydantoin, 1,3-Dibrom-5-isopropyl-5-methylhydantoin,
1,3-Dibrom-5-n-butyl-5-methylhydantoin,
1,3-Dibrom-5-isobutyl-5-methylhydantoin, 1,3-Dibrom-5-sek.-butyl-5-methylhydantoin,
1,3-Dibrom-5-tert.-butyl-5-methylhydantoin und Mischungen von irgendwelchen
zwei oder mehr von diesen, außer
wenn 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin als der einzige mikrobiologisch
aktive Bestandteil in Form von Körnern
gelöst
ist, wenn das wässrige Medium
ein Kühlturmwasser
mit einer Temperatur von 32,8°C
(Rückkehrleitung)
oder 28,3°C
(zum Verfahren), einer Leitfähigkeit
von 1,22 mS/cm, einem pH-Wert von etwa 9,1 oder 9,2, einer Alka linität von 480
mg/l CaCO3, einer Gesamthärte von
1 mg/l als CaCO3 und einem Siliciumdioxidniveau
von 100 mg/l hat, und ein Zusatzwasser mit einer Leitfähigkeit
von 0,32 mS/cm, einem pH-Wert
von 8,7, einer Alkalinität
von 145 mg/l als CaCO3, einer Gesamthärte von
3 mg/l CaCO3 und einem Siliciumdioxidniveau
von 28 mg/l ist, wobei (i) die molare Menge des mindestens einen
zugefügten
1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoins unter der molaren Menge an N,N'-Bromchlor-5,5-dimethylhydantoin
liegt, die erforderlich wäre,
um den gleichen Grad an mikrobiologischer Kontrolle in dem Wasser
zu bewirken, (ii) die Menge des mindestens einen zugefügten 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoins
eine Menge an "freiem
Chlor" freisetzt,
die über
der Menge an "freiem
Chlor" liegt, die
durch eine äquimolare
Menge N,N'-Bromchlor-5,5-dimethylhydantoin
in das Wasser freigesetzt wird, und (iii) die Menge an "freiem Chlor", die durch die Menge
des mindestens einen zugefügten
1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoins freigesetzt wird, größer als
die Menge an "freiem
Chlor" ist, die
laut Vorhersage durch jene Menge des mindestens einen 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoins
auf Basis des "freien
Chlors" freigesetzt
wird, die in dem Medium durch eine äquimolare Menge an N,N'-Bromchlor-5,5-dimethylhydantoin
freigesetzt werden würde.
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Das
am meisten bevorzugte DBDAH ist hier wiederum 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin
(DBDMH).
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Diese
Erfindung beinhaltet eine Reihe überraschender
Merkmale, die sich beispielsweise in den obigen Ausführungsformen
widerspiegeln. Es ist erstens überraschend,
dass eine kleinere Menge an DBDAH, wie DBDMH, anstelle von BCDMH
in einem wässrigen
Medium mit einem pH-Wert von mindestens etwa 8,0 verwendet werden
kann, um ein gegebenes Niveau an mikrobiozider Wirksamkeit zu erreichen.
Bisher ist in der Technik BCDMH wegen der Wirksamkeitsniveaus, die
durch dieses Mittel erreicht wurden, als biozides Mittel der Wahl
angesehen worden. Es ist zudem überraschend,
dass in einem wässrigen
Medium mit einem pH-Wert von etwa 8,0 oder höher die Menge an "freiem Chlor", die von einem DBDAH,
wie DBDMH, freigesetzt wird, größer als
die Menge an "freiem
Chlor" ist, die
durch eine äquimolare
Menge an BCDMH freigesetzt wird. Die Erwartung wäre bestenfalls, dass es keinen
bedeutsamen Unterschied gäbe
und es somit keine nennenswerte Differenz in diesen jeweiligen Mengen
an "freiem Chlor" gäbe. Es wurde
auch erst beim Vergleichstest von Wasserproben mit einem pH-Wert
von mehr als etwa 8,0, die jeweils äquimolare Mengen an DBDMH oder BCDMH
enthielten, auf "freies
Chlor" unter Verwendung
des Hach-Verfahrens 8021 (Copyright 1997 von Hach Company) und auf "Gesamtchlor" unter Verwendung
des Hach-Verfahrens 8167 (Copyright 1997 von Hach Company) und Umwandlung
der "freien Chlor"-Werte aus den Tests
in mg/l Cl2 in Prozentsätze der "Gesamtchlor"-Werte aus den Tests in mg/l Cl2 ersichtlich, dass DBDMH unerwarteterweise
besser in der Freisetzung größerer Mengen
an "freiem Chlor" war als die äquimolare
Menge an BCDMH. Es gab vor diesen Tests keinen Weg zur Vorhersage,
dass es diese Überlegenheit
gab.
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Infolge
der obigen überraschenden
Merkmale dieser Erfindung ist es nun möglich, die gleiche mikrobiozide
Wirkung auf oder die gleiche Kontrolle von Bakterien, Algen, Biofilm
und ähnlichen
mikrobiologischen Existenzen zu erreichen, wie sie von BCDMH erhalten
wird, wobei jedoch geringere molare Mengen von einem oder mehreren
der oben beschriebenen 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoine, wie DBDMH, verwendet
werden und gleichzeitig die Mengen an halogenierten Materialien,
die in die Umgebung freigesetzt werden, deutlich herabgesetzt werden.
Alternativ kann größere mikrobiozide
Kontrolle von Bakterien, Algen, Biofilm und ähnlichen mikrobiologischen
Existenzen unter Verwendung von einem oder mehreren der oben beschriebenen 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoinen,
wie DBDMH, in der gleichen molaren Menge wie BCDMH oder sogar geringerer
molarer Menge von einem oder mehreren derartigen 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoinen
als BCDMH erreicht werden.
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Eine
weitere Ausführungsform
dieser Erfindung ist ein Verfahren zum Bestimmen einer Menge eines mikrobioziden
Mittels, das aus mindestens einem 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin
besteht, wobei eine der Alkylgruppen in der 5-Position eine Me thylgruppe
ist und wobei die andere Alkylgruppe in der 5-Position im Bereich
von 1 bis 4 Kohlenstoffatomen aufweist, zur Verwendung zur mikrobioziden
Behandlung von Wasser mit einem pH-Wert von mindestens etwa 8,0,
bei dem (i) die Konzentrationen an "freiem Chlor" von Proben des Wassers, das N,N'-Bromchlor-5,5-dimethylhydantoin beziehungsweise
das mindestens eine 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin enthält, bestimmt
werden, (ii) der Wert an "Gesamtchlor" der Proben des Wassers, das
N,N'-Bromchlor-5,5-dimethylhydantoin
beziehungsweise das mindestens eine 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin
enthält,
bestimmt wird, und (iii) jeweils für N,N'-Bromchlor-5,5-dimethylhydantoin und
das mindestens eine 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin das relative
Ausmaß der
Hydrolyse zu Spezies bestimmt wird, die als "freies Chlor" registriert werden, wobei die zu verwendende
Menge des mindestens einen 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoins zum
Erreichen der Zieldosis an "freiem
Chlor" zugänglich wird,
die gewählt
wird, um mikrobiologische Kontrolle in dem der Behandlung unterzogenen
Wasser zu bewirken oder aufrechtzuerhalten.
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Derartige
Bestimmungen lassen sich durchführen,
indem der für "freies Chlor" erhaltene Wert durch den
Wert geteilt wird, der für "Gesamtchlor" erhalten wurde,
und der Quotient mit 100 multipliziert wird, um den Prozentsatz
der Hydrolyse zu "freiem
Chlor" zu erhalten.
Die Verwendung dieses Verfahren ermöglicht die Menge an DBDAH,
die zu verwenden ist, um die angestrebte Dosis des "freien Chlors" zu erreichen. Mit "angestrebter Dosis" ist die Dosis gemeint,
die der Wasserbehandler als geeignet ansieht, um mikrobiozide Kontrolle
in dem Wasser zu bewirken, welches der Behandlung unterzogen wird.
Bei der Durchführung
dieser Ausführungsform
der Erfindung kann jegliches geeignete Verfahren zur Bestimmung
von "freiem Chlor" und "Gesamtchlor" verwendet werden,
im Fall irgendwelcher im Konflikt stehenden Daten, wie zwischen
unterschiedlichen Partien, sollte das Hach-Verfahren 8021 (Copyright
1997) für "freies Chlor" und das Hach-Verfahren 8167
(Copyright 1997) für "Gesamtchlor" verwendet werden.
Ein gegebener Wasserbehandler kann beispielsweise eine Massendosis
von sagen wir 0,2 mg/l "freiem
Chlor" als ausreichend
ansehen, um mikrobiozide Kontrolle in einem gegebenen Wasserkörper aufrechtzuerhalten.
Wenn der Hydrolysegrad bekannt ist, wie durch Verwendung dieser
Erfindung bestimmt wird, und auch das Gesamtvolumen des Wasserkörpers bekannt
ist, kann der Wasserbehandler eine Menge an festem DBDAH bestimmen,
die in einer Massendosis zu verabreichen ist, um effektive mikrobiologische
Kontrolle zu erreichen, während
gleichzeitig kein unnötiger Überschuss an
DBDAH verwendet wird.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsformen
liefert diese Erfindung ein Verfahren zum Bewirken von mikrobiozider
Aktivität
in Wasser mit einem pH-Wert von mindestens etwa 8,0, bei dem in
diesem Wasser unter Verwendung eines mikrobioziden Mittels, das
aus mindestens einem 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin besteht, wobei
eine der Alkylgruppen in der 5-Position eine Methylgruppe ist und
wobei die andere Alkylgruppe in der 5-Position im Bereich von 1 bis 4 Kohlenstoffatomen
aufweist, außer
wenn 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin als einziger mikrobiologisch
aktiver Bestandteil in Form von Körnern gelöst wird, wenn das wässrige Medium ein
Kühlturmwasser
mit einer Temperatur von 32,8°C
(Rückkehrleitung)
oder 28,3°C
(zum Verfahren), einer Leitfähigkeit
von 1,22 mS/cm, einem pH-Wert von etwa 9,1 oder 9,2, einer Alkalinität von 480
mg/l CaCO3, einer Gesamthärte von
1 mg/l als CaCO3 und einem Siliciumdioxidniveau
von 100 mg/l ist, und ein Zusatzwasser mit einer Leitfähigkeit
von 0,32 mS/cm, einem pH-Wert von 8,7, einer Alkalinität von 145
mg/l als CaCO3, einer Gesamthärte von
3 mg/l CaCO3 und einem Siliciumdioxidniveau
von 28 mg/l ist, eine Menge an "freiem
Chlor" bereitgestellt
wird, die größer ist,
als aus der Menge an "freiem
Chlor" vorhergesagt
werden kann, die in dem Wasser durch eine äquimolare Menge N,N'-Bromchlor-5,5-dimethylhydantoin
freigesetzt wird, bestimmbar durch Vergleichstests wie folgt:
- a) Bestimmen der Menge der Spezies von mindestens
einem 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin und von N,N'-Bromchlor-5,5-di methylhydantin,
die jeweils unter Verwendung des Hach-Verfahrens 8167 (Copyright 1997,
Hach Company) als "Gesamtchlor" registriert werden;
- B) Bestimmen der Menge der Spezies von mindestens einem 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin
und von N,N'-Bromchlor-5,5-dimethylhydantin,
die jeweils unter Verwendung des Hach-Verfahrens 8021 (Copyright 1997,
Hach Company) als "freies
Chlor" registriert
werden; und
- c) Bestimmen des relativen Ausmaßes der Hydrolyse von jeweils
dem mindestens einen 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin und N,N'-Bromchlor-5,5-dimethylhydantoin
zu Spezies, die als "freies
Chlor" registriert
werden.
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Das
genannte Verfahren kann zur Behandlung von Wasser zur mikrobiologischen
Kontrolle und/oder zur Auslöschung
von Biofilm verwendet werden.
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Eine
weitere Ausführungsform
ist eine Materialzusammensetzung aus Wasser mit einem pH-Wert von mindestens
etwa 8,0, in dem mikrobiologische und/oder Biofilmaktivität minimiert,
wenn nicht eliminiert worden ist, indem eine Menge an "freiem Chlor" zu diesem gegeben
wurde, die in dem Wasser durch ein mikrobiozides Mittel erzeugt
wurde, das ausgewählt
ist aus der Gruppe bestehend aus 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin, 1,3-Dibrom-5-ethyl-5-methylhydantoin,
1,3-Dibrom-5-n-propyl-5-methylhydantoin,
1,3-Dibrom-5-isopropyl-5-methylhydantoin, 1,3-Dibrom-5-n-butyl-5-methylhydantoin,
1,3-Dibrom-5-isobutyl-5-methylhydantoin, 1,3-Dibrom-5-sek.-butyl-5-methylhydantoin,
1,3-Dibrom-5-tert.-butyl-5-methylhydantoin und Mischungen von irgendwelchen
zwei oder mehr von diesen, außer
wenn 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin
als der einzige mikrobiologisch aktive Bestandteil in Form von Körnern gelöst ist,
wenn das wässrige
Medium ein Kühlturmwasser
mit einer Temperatur von 32,8°C
(Rückkehrleitung)
oder 28,3°C
(zum Verfahren), einer Leitfähigkeit
von 1,22 mS/cm, einem pH-Wert von etwa 9,1 oder 9,2, einer Alkalinität von 480
mg/l CaCO3, einer Gesamthärte von
1 mg/l als CaCO3 und einem Siliciumdioxidniveau
von 100 mg/l hat, und ein Zusatzwasser mit einer Leitfähigkeit
von 0,32 mS/cm, einem pH-Wert von 8,7, einer Alkalinität von 145
mg/l als CaCO3, einer Gesamthärte von
3 mg/l CaCO3 und einem Siliciumdioxidniveau
von 28 mg/l, wobei die Menge an "freiem
Chlor", die in dem Wasser
tatsächlich
vorhanden ist, größer als
diejenige ist, die aus der Menge an "freiem Chlor" vorhergesagt werden kann, die in dem
Wasser durch eine äquimolare
Menge N,N'-Bromchlor-5,5-dimethylhydantoin (BCDMH)
bereitgestellt wird, bestimmbar durch Vergleichstests wie folgt:
- a) Bestimmen der Menge der Spezies von mindestens
einem 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin und von BCDMH, die jeweils
unter Verwendung des Hach-Verfahrens 8167 (Copyright 1997, Hach
Company) als "Gesamtchlor" registriert werden;
und
- b) Bestimmen der Menge der Spezies von DBDAH und von BCDMH,
die jeweils unter Verwendung des Hach-Verfahrens 8021 (Copyright
1997, Hach Company) als "freies
Chlor" registriert
werden; und
- c) Bestimmen des jeweiligen Ausmaßes der Hydrolyse von DBDAH
und BCDMH zu Spezies, die als "freies Chlor" registriert werden.
-
Die
mikrobiologische Kontrolle und/oder Auslöschung des Bofilms in dem Wasser
beinhaltet effektive biozide Aktivität gegen solche Organismen und
Pathogene wie Bakterien, Algen und Biofilme.
-
Es
sei darauf hingewiesen, dass die Begriffe "freies Chlor" und "Gesamtchlor" Begriffe sind, die üblicherweise von Personen auf
dem Sektor der Behandlung von Industrie- und Erholungsbereichwässern verwendet
werden. Die Werte für
die. Gehalte an "freiem
Chlor" und "Gesamtchlor" in dem Wasser werden
durch Verwendung geeigneter Standardtestverfahren bestimmt, die
zwischen den beiden differenzieren. Die Begriffe "freies Chlor" und "Gesamtchlor" sind zudem nicht
nur auf Chlorspezies in dem Wasser begrenzt, sondern schließen stattdessen
auch bestimmte Bromspezies in dem Wasser ein. Wenn ein biozides
Mittel zur Behandlung des Wassers verwendet wird, das sowohl Brom-
als auch Chloratome (z. B. BCDMH) enthält, beinhalten die in den jeweiligen
geeigneten Testverfahren bestimmten Gehalte an "freiem Chlor" und "Gesamtchlor" die Quantifizierung der Summe der vorhandenen
Bromspezies und Chlorspezies, die auf die jeweiligen Tests ansprechen.
Die Summe dieser jeweiligen Gehalte wird jedoch in Abhängigkeit
von dem verwendeten Test als "freies
Chlor" oder "Gesamtchlor" angegeben. Wenn
das verwendete Wasserbehandlungsmittel Bromatome, aber keine Chloratome
enthält,
beinhalten die in den jeweiligen geeigneten Standardtestverfahren
bestimmten Gehalte an "freiem
Chlor" und "Gesamtchlor" die Quantifizierung
der vorhandenen Gehalte an Bromspezies, die auf die jeweiligen Tests
ansprechen. Obwohl die tatsächlich
in diesem Fall vorhandenen Halogenspezies bromhaltige Spezies sind,
werden die angegebenen Gehalte, die in den jeweiligen Tests bestimmt
wurden, als "freies
Chlor" beziehungsweise "Gesamtchlor" angegeben.
-
Es
ist bisher allgemein angenommen worden, dass alle in dem Wasser
gelösten
Bromspezies in dem Standardtestverfahren auf "freies Chlor" positiv ansprechen. Eines der Merkmale
dieser Erfindung ist jedoch die Feststellung, dass dieser allgemeine
Glaube falsch ist, wenn das Testverfahren auf "freies Chlor" auf Erholungsbereichwasser, Kühlwasser,
Prozesswasser und Abwasser angewendet wird, das Bromspezies enthält, und
insbesondere auf Kühlwasser,
Prozesswasser und Abwasser, die einen pH-Wert über etwa 8,0 haben. Unter diesen
Bedingungen können
die erfindungsgemäß verwendeten
dibromhaltigen Mikrobiozide ungemein bessere Werte für "freies Chlor" ergeben, verglichen
mit den entsprechenden Bromchlor-Mikrobioziden, wie sich in den
hier beschriebenen Ergebnissen zeigt, in denen Vergleiche zwischen
DBDMH und BCDMH angestellt wurden.
-
Es
wurde beispielsweise gefunden, dass, wenn Wasser mit einem pH-Wert über etwa
8,0 mit BCDMH behandelt wird, um einen gewünschten Gehalt an "freiem Chlor" zu ergeben, die
verwendete BCDMH-Menge weitaus größer als notwendig ist, um ein
gegebenes Niveau an mikrobiozider Wirksamkeit zu erreichen. Dies bedeutet
wiederum, dass der Verbraucher viel mehr von dem mi krobioziden Mittel
als nötig
gekauft hat und verwendet. Infolgedessen ergeben sich sowohl wirtschaftliche
Nachteile durch den übermäßigen Verbrauch als
auch ökologische
Nachteile durch die Freisetzung übermäßiger Mengen
von weniger biozid wirksamen Halogenspezies an die Umgebung.
-
Der
Gehalt des mit einem Halogen freisetzenden bioziden Mittels an "freiem Chlor" bleibt jedoch der Maßstab, mit
dem mikrobiozide Leistung gemessen wird. HOCl und HOBr sind Spezies,
die auf den Standardtest auf "freies
Chlor" ansprechen.
Jegliche andere Form von löslichen
Halogenspezies spricht auf den Standardtest auf "freies Chlor" nicht an. Zu solchen nicht ansprechenden
Spezies gehören
beispielsweise Chlorspezies, die an ein Stickstoffatom gebunden
sind. Andererseits misst der Standardtest auf "Gesamtchlor" sowohl HOBr als auch HOCl und jegliche
Halogenspezies, die auf den Standardtest auf "freies Chlor" nicht reagieren.
-
Die
Standardtests zur Bestimmung von "freiem Chlor" und "Gesamtchlor" basieren auf klassischen Testverfahren,
die von Palin 1974 entwickelt wurden. Siehe A. T. Palin, "Analytical Control
of Water Disinfection With Special Reference to Differential DPD
Methods For Chlorine, Chlorine Dioxide, Bromine, Iodine and Ozone", J. Inst. Water
Eng., 1974, 28, 139. Wenn es auch verschiedene modernisierte Varianten
der Palin-Verfahren gibt, ist die Version der Tests auf "freies Chlor" und "Gesamtchlor", die verwendet wird
und als Standard im Zusammenhang mit dieser Erfindung verwendet
werden soll, vollständig
im Hach Water Analysis Handbook, 3. Auflage, Copyright 1997, beschrieben.
Das Verfahren für "freies Chlor" ist in jener Veröffentlichung
als Verfahren 8021 auf Seite 335 angegeben, während das Verfahren für "Gesamtchlor" Verfahren 8167 auf
Seite 379 ist. Kurz gesagt beinhaltet der Test auf "freies Chlor", dass in das halogenierte
Wasser ein Pulver eingebracht wird, welches DPD Indikatorpulver
und einen Puffer umfasst. In dem Wasser vorhandenes "freies Chlor" reagiert mit dem
DPD-Indikator, um
eine rote bis rosa Färbung
zu ergeben. Die Intensität
der Verfärbung
hängt von
der Konzentration der "frei en
Chlor"-Spezies ab,
die in der Probe vorhanden sind. Diese Intensität wird mit einem Kolorimeter
gemessen, das kalibriert ist, um die Intensitätsablesung in einen "freien Chlor"-Wert in Form von
mg Cl2/l umzuwandeln. Der "Gesamtchlor"-Test beinhaltet
in ähnlicher
Weise auch die Verwendung von DPD-Indikator und Puffer. In diesem Fall
ist KI mit dem DPD und Puffer vorhanden, wodurch die vorhandenen Halogenspezies
einschließlich
mit Stickstoff kombiniertem Halogen mit KI unter Bildung von Iodspezies
reagieren, die den DPD-Indikator nach rot/rosa umschlagen lassen.
Die Intensität
dieser Verfärbung
hängt von der
Summe der "freien
Chlor"-Spezies und
aller anderer Halogenspezies ab, die in der Probe vorhanden sind. Demnach
wird diese Färbung
durch das Kolorimeter in einen "Gesamtchlor"-Wert umgewandelt,
der in mg/l Cl2 ausgedrückt wird.
-
Ein
Halogen-Wasserbehandlungsmittel, das einen hohen Gehalt an sowohl "freiem Chlor" als auch "Gesamtchlor" liefern kann, und
bei dem diese Gehalte nahe zusammenliegen, wäre somit ein sehr erwünschtes
Wasserbehandlungsmittel. Ein derartiges Mittel wäre als mikrobiozides Mittel
sehr wirksam, und wenn es eine geeignete chemische Struktur hätte, könnte es
umweltfreundlich und sehr kostengünstig sein. Erfindungsgemäß werden
diese Kriterien durch bestimmte wasserlösliche 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoine
(DBDAH) erfüllt.
-
Die
zur Durchführung
dieser Erfindung eingesetzten wasserlöslichen 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoine
sind insbesondere jene, in denen eine der Alkylgruppen in der 5-Position
eine Methylgruppe ist und die andere Alkylgruppe in der 5-Position
eine Alkylgruppe mit im. Bereich von 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist.
Die erfindungsgemäß verwendeten
Biozide umfassen somit 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin, 1,3-Dibrom-5-ethyl-5-methylhydantoin,
1,3-Dibrom-5-n-propyl-5-methylhydantoin, 1,3-Dibrom-5-isopropyl-5-methylhydantoin,
1,3-Dibrom-5-n-butyl-5-methylhydantoin, 1,3-Dibrom-5-isobutyl-5-methylhydantoin,
1,3-Dibrom-5-sek.-butyl-5-methylhydantoin,
1,3-Dibrom-5-tert.-butyl-5-methylhydantoin und Mischungen von irgendwelchen
zwei oder mehr von diesen. Von diesen bioziden Mitteln sind 1,3-Di brom-5-isobutyl-5-methylhydantoin,
1,3-Dibrom-5-n-propyl-5-methylhydantoin bzw. 1,3-Dibrom-5-ethyl-5-methylhydantoin
bevorzugt, und vom Kostenaspekt her besonders bevorzugte beziehungsweise
noch stärker
bevorzugte Mitglieder dieser Gruppe. Von den Mischungen der vorhergehenden
Biozide, die erfindungsgemäß verwendet
werden können,
ist die Verwendung von 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin als eine
der Komponenten bevorzugt, wobei eine Mischung aus 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin
und 1,3-Dibrom-5-ethyl-5-methylhydantoin besonders bevorzugt ist.
Das am meisten bevorzugte, zur Durchführung dieser Erfindung verwendete
Biozid ist 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin.
-
Wenn
eine Mischung von zwei oder mehr der vorhergehenden Biozide erfindungsgemäß hergestellt oder
verwendet wird, können
die individuellen Biozide der Mischung in irgendwelchen Anteilen
relativ zueinander vorliegen.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass es zur Durchführung dieser Erfindung nicht
erforderlich ist, die spezifizierten Tests jedes Mal, wenn DBDAH
oder BCDMH (in Abhängigkeit
davon, welche Ausführungsform
der Erfindung durchgeführt
wird) in einen Wasserkörper
dosiert wird, durchzuführen.
Wie durch die Verwendung des Begriffs "bestimmbar" (d. h. kann bestimmt werden) verdeutlicht
wird, sollte das Testen erfolgen, wenn es als notwendig oder erwünscht angesehen
wird, um entweder die erforderliche Dosis an DBDAH oder BCDMH, je
nachdem, zu bestimmen oder um zu prüfen oder zu bestätigen, dass
die vorgeschlagene Dosis dieser Erfindung entspricht und somit die
wirtschaftlichen und ökologischen
Vorteile zur Verfügung
stellt, die aus der Durchführung
dieser Erfindung resultieren.
-
Wenn
das geeignete Testen durchgeführt
werden soll, kann irgendein geeignetes Verfahren zur Bestimmung
von "freiem Chlor" und "Gesamtchlor" verwendet werden,
wenn sich jedoch irgendwelche im Konflikt stehenden oder zwischen
unterschiedlichen Partien strittigen Daten ergeben, sollte das vollständige, im
Folgenden beschriebene Verfahren mit dem Titel "DBDAH und BCDMH Testverfahren" verwendet werden,
um diese Frage im Zusammenhang mit irgendeiner Ausführungsform
dieser Erfindung zu klären.
-
Das
verwendete DBDAH- und BCDMH-Testverfahren ist wie folgt:
- 1. Zur Bestimmung der Menge der in dem Wasser
vorhandenen Spezies, die auf den Test auf "freies Chlor" und "Gesamtchlor" reagieren, sollte die Wasserprobe innerhalb
von wenigen Minuten analysiert werden, nachdem sie genommen wurde,
und vorzugsweise unmittelbar nachdem sie genommen wurde.
- 2. Hach Verfahren 8021 zum Testen der Menge an in der Wasserprobe
vorhandenen Spezies, die auf den "freien Chlor"-Test ansprechen, beinhaltet die Verwendung
des Hach Modell DR 2010 Kolorimeters. Die gespeicherte Programmnummer
für Chlorbestimmungen
wird durch Eingeben von "80" über die Tastatur aufgerufen,
gefolgt von der Einstellung der Extinktionswellenlänge auf
530 nm, indem das Wählrad
an der Seite des Instruments gedreht wird. Zwei identische Probenzellen
werden mit dem zu untersuchenden Wasser bis zu der 10 ml Markierung
gefüllt.
Eine der Zellen wird willkürlich
als die Blindprobe ausgewählt.
Mit dem 10 ml Zellheber wird diese in die Probenkammer des Hach
Modell DR 2010 eingelassen und die Abschirmung geschlossen, um Streulichteffekte
zu verhindern. Dann wird die Taste ZERO gedrückt. Nach wenigen Sekunden
zeigt die Anzeige 0,00 mg Cl2/l. Zu der
zweiten Zelle werden die Inhalte einer DPD Free Chlorine Powder
Pillow gegeben. Diese wird 10 bis 20 Sekunden zum Mischen geschüttelt, wenn
die Entwicklung einer rosaroten Farbe die Anwesenheit von Spezies
in dem Wasser zeigt, die positiv auf das DPD-Testreagenz reagieren.
Innerhalb von einer Minute nach Zugabe des DPD "freien Chlor"-Reagenzes zu den 10 ml Wasser der Probenzelle
wird die Blindprobenzelle, die zur Nullung des Instruments verwendet
wird, aus der Zellkammer der Hach Modell DR 2010 entfernt und durch
die Testprobe ersetzt, der das DPD "freies Chlor"-Testreagenz zugegeben wurde. Die Lichtabschirmung
wird danach geschlossen, wie für
die Blindprobe, und die Taste READ wird gedrückt. Innerhalb weniger Sekunden
wird das Ergebnis in mg Cl2/l auf der Anzeige
gezeigt. Dies ist der "freie
Chlor"-Gehalt der
untersuchten Wasserprobe.
- 3. Hach Verfahren 8167 zum Testen der Menge an in der Wasserprobe
vorhandenen Spezies, die auf den "Gesamtchlor"-Test ansprechen, beinhaltet die Verwendung
des Hach Modell DR 2010 Kolorimeters. Die gespeicherte Programmnummer
für Chlorbestimmungen
wird durch Eingeben von "80" über die Tastatur aufgerufen,
gefolgt von der Einstellung der Extinktionswellenlänge auf
530 nm, indem das Wählrad
an der Seite des Instruments gedreht wird. Zwei identische Probenzellen
werden mit dem zu untersuchenden Wasser bis zu der 10 ml Markierung
gefüllt.
Eine der Zellen wird willkürlich
als die Blindprobe ausgewählt. Zu
der zweiten Zelle werden die Inhalte eines DPD Total Chlorine Powder
Pillow gegeben. Diese wird 10 bis 20 Sekunden lang zum Mischen geschüttelt, wenn
die Entwicklung einer rosaroten Farbe die Anwesenheit von Spezies
in dem Wasser zeigt, die positiv auf das DPD-"Gesamtchlor"-Testreagenz reagieren. Auf dem Tastenfeld
werden die Tasten SHIFT TIMER gedrückt, um mit einer Reaktionszeit
von 3 Minuten zu beginnen. Nach drei Minuten piept das Instrument,
um zu signalisieren, dass die Reaktion abgeschlossen ist. Mit dem
10 ml Zellheber wird die Blindprobenzelle in die Probenkammer des
Hach Modell DR 2010 eingelassen und die Abschirmung geschlossen,
um Streulichteffekte zu verhindern. Dann wird die Taste ZERO gedrückt. Nach
wenigen Sekunden zeigt die Anzeige 0,00 mg Cl2/l.
Dann wird die Blindprobenzelle, die zur Nullung des Instruments
verwendet wurde, aus der Zellkammer des Hach Modell DR 2010 entfernt
und durch die Testprobe ersetzt, der das DPD "Gesamtchlor"-Testreagenz zugesetzt wurde. Die Lichtabschirmung
wird danach geschlossen, wie für
die Blindprobe, und die Taste READ wird gedrückt. Innerhalb weniger Sekunden
wird das Ergebnis in mg Cl2/l auf der Anzeige
gezeigt. Dies ist der "Gesamtchlor"-Gehalt der untersuchten
Wasserprobe.
-
Die
verschiedenen neuen Merkmale dieser Erfindung und die sich daraus
ergebenen Vorteile werden aus den Beispielen 1 bis 3 weiter ersichtlich,
die zur Veranschaulichung der Erfindung angegeben werden, ohne den
Umfang der Erfindung einzuschränken.
-
Beispiel 1
-
Simuliertes
Kühlwasser
wurde unter Verwendung von entionisiertem Wasser hergestellt, dem
Calciumchlorid und Natriumbicarbonat zugegeben wurden, um eine Calciumhärte von
400 ppm und eine Gesamtalkalinität
von 300 ppm zu ergeben. Eine geringe Menge Phosphonobutantricarbonsäure (PBTC)
(5 ppm) wurde verwendet, um die Ausfällung von Calciumcarbonat zu
verhindern. Zur Einstellung des pH-Werts der simulierten Kühlwasserlösungen auf
pH 9,1 wurde konzentriertes Natriumhydroxid zugegeben.
-
Vorratslösungen von
DBDMH und BCDMH wurden hergestellt, indem 1 g der jeweiligen Pulver
in 100 ml entionisiertem Wasser aufgeschlämmt wurden. Nachdem 20 Minuten
gerührt
worden war, wurde das unlösliche
Material abfiltriert, um klare gesättigte Vorratslösungen von
DBDMH beziehungsweise BCDMH zu ergeben. Iodometrische Titration
der Vorratslösungen
unter Verwendung der Kaliumiodid-Natriumthiosulfat-Verfahren zeigte,
dass die DBDMH-Lösung
580 mg/l (als Gesamtchlor) enthielt und die BCDMH-Lösung 1100
mg/l (als Gesamtchlor) enthielt.
-
Die
Vorratslösungen
wurden verwendet, um zwei simulierte Kühlwasserlösungen auf 1 mg/l als Gesamtchlor
zu dosieren. 1,7 ml der DBDMH-Vorratslösung wurde in 1000 ml simuliertes
Kühlwasser
eingebracht, um eine erste Testlösung
zu bilden, und 0,91 ml BCDMH-Vorratslösung wurde in weitere 1000
ml simuliertes Kühlwasser
eingebracht, um eine zweite Testlösung zu produzieren. Beide
der Testlösungen
wurden in braune Fläschchen
mit Schraubverschluss gegeben, um sie vor Licht. zu schützen und
Verdampfen zu verhindern. Die Fläschchen
wurden danach in einen Ofen gestellt und auf 38°C (100°F) erwärmt. Sobald die Lösungen die
Gleichgewichtstemperatur von 38°C
erreichen, wurden 10 ml Aliquote von jeder Testlösung entfernt und unter Verwendung
des Hach-Verfahrens 8167 auf "Gesamtchlor" analysiert, um zu
bestätigen,
dass jede einen "Gesamtchlor"-Gehalt von 1 mg/l
enthielt. Die gleichen Lösungen
wurden auch nach Hach-Verfahren 8021 auf "freies Chlor" analysiert, um zu bestimmen, wie viele
der Gesamtchlorspezies auch als "freies Chlor" gewertet wurden.
Diese Analysen wurden als Ergebnisse zur Zeit Null aufgezeichnet.
Die Testlösungen wurden
dann insgesamt 6 Stunden lang in einem Ofen mit der Gleichgewichtstemperatur
von 38°C
gehalten, während
dieser Zeit wurden in bekannten Zeitintervallen 10 ml Aliquote entfernt
und den gleichen Analyseverfahren auf "freies Chlor" und "Gesamtchlor" ausgesetzt.
-
Die
Ergebnisse von jeder der vorhergehenden Bestimmungen sind in Tabelle
1 zusammengefasst und in 1 graphisch dargestellt. In
Tabelle 1 sind die zu den Zeitpunkten 0,5 bis 6 Stunden angegebenen
Werte Prozentsätze
der entsprechenden Werte, die in Tabelle l für den Zeitpunkt Null gezeigt
sind. Diese Ergebnisse sind in 1 graphisch
dargestellt. Tabelle 2 zeigt die Prozentsätze der Hydrolyse zu "freiem Chlor", die von dem BCHMH
und dem DBDMH gezeigt werden, bezogen auf die in Tabelle 1 gezeigten
Ergebnisse. 2 zeigt die in Tabelle 2 wiedergegebenen
Ergebnisse. Es ist aus Tabelle 2 und 2 ersichtlich,
dass über
eine Zeitspanne von 6 Stunden die Unterschiede in den Prozentsätzen der
Hydrolyse, wie zwischen BCDMH und DBDMH, im Wesentlichen konstant
blieben. Die geringen Varianten bei diesen Unterschieden, die in
Tabelle 2 und 2 zu sehen sind, werden insofern
als statistisch bedeutungslos angesehen, da sie innerhalb des experimentellen
Fehlers liegen.
-
-
-
Beispiel 2
-
Die
Wirksamkeit von DBDMH und BCDMH zur mikrobiologischen Kontrolle
in Kühlturmwasser
wurde in Vergleichstests untersucht. Der Kühlturm bestand aus zwei 6,33 × 106 kJ/h (500 Ton nen) Anlagen im Kreuzstromdesign.
Das im Gesamtsystem enthaltene Volumen betrug 52990 L (14000 Gallons),
und der Turm enthielt Filmfüllung
mit mittlerer Wirksamkeit. Wasser aus dem Turm kühlte die Schlangen von zwei
3,80 × 106 kJ/h (300 Tonnen) Klimaanlagen (Kühlern).
Der Turm arbeitete typischerweise mit einem pH-Wert von etwa 9,1 und
4 Konzentrationszyklen. Das Herunterfahren wurde durch die Leitfähigkeit
kontrolliert. Zusatzwasser bestand aus weich gemachtem Stadtwasser
und war von guter Qualität.
Das Zusatzwasser hatte einen sehr niedrigen Calciumgehalt (< 10 mg/l), jedoch
einen hohen pH-Wert (8,7). Die Alkalinität betrug 145 mg/l (als CaCO3), und der Siliciumdioxidgehalt betrug 28
mg/l. Der Turm verwendete ein konventionelles Polyphosphat/Molybdat/Phosphonat-Programm,
um Korrosions- und Ablagerungskontrolle zu liefern. Die Bedingungen
und die Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengefasst.
-
-
- * Diese Daten zeigen den Mittelwert mehrerer Analysen, die
im Verlauf der Feldstudie durchgeführt wurden.
-
Das
BCDMH (9,1 kg [20 lb]) wurde unter Verwendung von 20 Gramm, 2,54
cm (1 Zoll) Tabletten zugeführt,
die in eine Feststoff-Halogenzuführeinheit
eingebracht wurden (Neptune Modell BT-40, Neptune Chemical Pump
Co., Inc., Lansdale, PA, USA). Vor jeder Dosis wurden Proben des
Kühlturmwassers
genommen und für
heterotrophe Bakterienplattenzählungen
aufgezählt.
Danach wurde der Turm drei Mal pro Woche mit BCDMH massendosiert.
Massendosieren wurde bewirkt, indem über die Zuführeinheit, die die Tabletten
enthielt, ein Seitenstrom des Umlaufwassers etwa 1 bis 5 Stunden
lang abgeteilt wurde, bis eine Dosis an "freiem Chlor" von etwa 0,5 mg/l (als "freies Chlor") erhalten wurde.
Die Dosis an "Gesamtchlor" wurde gleichzeitig gemessen.
Nach jeder Dosis wurden Proben des Kühlturmwassers genommen und
für heterotrophe
Bakterienplattenzählungen
aufgezählt.
Die Zuführeinheit
wurde nach Bedarf mit weiteren BCDMH-Tabletten aufgefüllt. Das
Gesamttrockengewicht der BCDMH-Tabletten, die über einen Testzeitraum von
30 Tagen verbraucht wurden (erhalten, indem das Trockengewicht der
in der Zuführeinheit
nach Abschluss des Tests verbleibenden Tabletten von dem Gesamttrockengewicht
der Tabletten subtrahiert wurde, die der Zuführeinheit während des Testzeitraums zugegeben
wurden), wurde mit 11,35 kg (25 lb) bestimmt.
-
Es
wurde gefunden, dass dieses Biozidprogramm (Bioziddosis 0,5 mg/l "freies Chlor") heterotrophe Bakterienniveaus
in dem Massenwasser um durchschnittlich eine Größenordnung reduzierte. Vor
der Bioziddosis lagen die Bakterienniveaus in dem Massenwasser beispielsweise
im Bereich von 105 bis 104 koloniebildenden
Einheiten (CFU)/ml. Nach der Bioziddosis wurden die Bakterienniveaus
in dem Massenwasser auf 104 bis 103 reduziert.
-
Nachdem
die Zuführeinheit
von BCDMH-Tabletten geleert wurde, wurden 9,1 kg (20 lb) DBDMH-Körner in
die Zuführeinheit
eingebracht. Danach wurde das gleiche Verfahren wie oben für BCDMH
beschrieben durchgeführt,
außer
dass der Zuführeinheit
während
des Testzeitraums von 30 Tagen kein weiteres DBDMH zugegeben werden
musste. Das Gesamtgewicht des während
des Tests verbrauchten DBDMHs betrug in der Tat nur 3,18 kg (7 lb).
Die angestrebte Dosis von 0,5 mg/l "freie Chlor" wurden auch in nur 20 bis 30 Minuten erreicht.
Es wurde gefunden, dass die biozide Leistung, die 3,18 kg (7 lb)
DBDMH lieferte, die gleiche wie diejenige war, die 11,35 kg (25
lb) BCDMH unter den gleichen Testbedingungen lieferte.
-
Beispiel 3
-
Mit
dem gleichen Kühlturm,
der in Beispiel 2 verwendet wurde, wurde die Wirksamkeit von 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin
zur mikrobiologischen Kontrolle in Kühlturmwasser untersucht. Der
Kühlturm
bestand, wie bereits gesagt, aus zwei 6,33 × 106 kJ/h
(500 Tonnen) Anlagen im Kreuzstromdesign. Das im Gesamtsystem enthaltene
Volumen betrug 52990 L (14000 Gallons), und der Turm enthielt Filmfüllung mit
mittlerer Wirksamkeit. Wasser aus dem Turm kühlte die Schlangen von zwei
3,80 × 106 kJ/h (300 Tonnen) Klimaanlagen (Kühlern).
Der Turm arbeitete typischerweise mit einem pH-Wert von etwa 9,1
und 4 Konzentrationszyklen. Das Herunterfahren wurde durch die Leitfähigkeit
kontrolliert. Zusatzwasser bestand aus weich gemachtem Stadtwasser
und war von guter Qualität.
Das Zusatzwasser hatte einen sehr niedrigen Calciumgehalt (< 10 mg/l), jedoch
einen hohen pH-Wert (8,7). Die Alkalinität betrug 145 mg/l (als CaCO3), und der Siliciumdioxidgehalt betrug 28
mg/l. Der Turm verwendete ein konventionelles Polyphosphat/Molybdat/Phosphonat-Programm,
um Korrosions- und Ablagerungskontrolle zu liefern.
-
Das
1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin wurde mit Körnern in das Wasser eingebracht,
die in eine Feststoff-Halogenzuführeinheit
eingebracht wurden (Neptune Modell BT-40, Neptune Chemical Pump
Co., Inc., Lansdale, PA, USA). Der chemische Versuch dauerte 51
Tage. Der Turm wurde drei Mal pro Woche mit 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin
massendosiert. Massendosieren wurde bewirkt, indem über die
Zuführeinheit,
die die Körner
enthielt, ein Seitenstrom des Umlaufwassers etwa 1 bis 5 Stunden
lang abgeteilt wurde, bis eine Restmenge an Gesamtchlor von etwa
0,75 mg/l (als Cl2) erhalten wurde. Das
Biozidprogramm reduzierte die Bakterienniveaus in dem Massenwasser
um durchschnittlich 2 Größenordnungen,
wobei die Bakterienniveaus in dem Massenwasser nach der Bioziddosis
im Bereich von 101 bis 103 CFU/ml
lagen.
-
Die
Ergebnisse aus dem Mittelwert von mehreren Analysen, die im Verlauf
des Feldversuchs unter Verwendung von DBDMH durchgeführt wurden,
waren wie folgt: In den mikrobiologischen Tests lagen die Niveaus
der aeroben Bakterien im Bereich von 6 × 100 bis
3 × 103 CFU/ml im Kühlturmwasser und 100 im Zusatzwasser. Hinsichtlich der Wasserchemie
betrug das restliche freie Halogen (als Cl2)
0,79 mg/l (der Bereich war 1,9 bis 0,00 mg/l) im Kühlturmwasser
und 0,05 mg/l im Zusatzwasser, und das restliche Gesamthalogen (als
Cl2) betrug 0,82 mg/l (der Bereich war 1,9
bis 0,03 mg/l) in dem Kühlturmwasser
und 0,8 mg/l in dem Zusatzwasser.
-
Das
zur Durchführung
dieser Erfindung verwendete DBDMH kann in Form von Pulver, Körnern, Kapseltabletten,
Tabletten, Briketts oder Steinen vorliegen. Ein bevorzugtes Verfahren
zur Herstellung von sehr geeignetem Pulver oder teilchenförmigem DBDMH
und neuen DBDMH-Produkten sind jeweils in der in gemeinsamem Besitz
befindlichen US-Patentanmeldungen 09/484 844 und 09/484 687 beschrieben,
beide eingereicht am 18. Januar 2000. Verfahren zur Bildung von
verdichteten Formen von DBDMH, wie Kapseltabletten, Tabletten, Briketts
und Steinen sind in der im gemeinsamen Besitz befindlichen US-Patentanmeldung
Nr. 09/487 816 beschrieben, eingereicht am 18. Januar 2000. Verfahren
zur Herstellung von DBDMH in Körnerform
sind in der im gemeinsamen Besitz befindlichen US-Patentanmeldung
Nr. 09/483 896 beschrieben, eingereicht am 18. Januar 2000.
-
Die
erfindungsgemäßen Verfahren
beinhalten somit die Verwendung von 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin
in verdichteter oder unverdichteter Form. Bei Verwendung in verdichteten
Formen können
die verdichteten Formen ohne Verwendung von Bindemittel hergestellt
werden, vorausgesetzt, dass die durchschnittliche Teilchengröße von 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin
mindestens 175 μm
beträgt.
Alternativ und bevorzugter können
die verdichteten Formen mit Verwendung eines Bindemittels hergestellt
werden. Ein bevorzugter Bindemitteltyp zur Herstellung derartiger
verdichtete Produkte ist ein gesättigtes,
normalerweise festes Fettamid, wie es in der US-A-5 565 576 beschrieben
wird, ausgegeben am 15. Oktober 1996 an L. K. Hall, J. A. Falter und
T. E. Farina. Bei der Durchführung
die ser Erfindung wird dieses Fettamidbindemittel mit 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin
mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von mindestens 175 μm verwendet.
Ein besonders bevorzugter Bindemitteltyp zur Verwendung zur Herstellung
der verdichteten Formen von 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin zur
erfindungsgemäßen Verwendung
ist ein mikronisiertes, synthetisches Kohlenwasserstoffwachs auf
Polyolefinbasis und/oder ein mikronisiertes, synthetisches Polyfluorkohlenstoffwachs,
das zur Bildung des verdichteten Produkts wirksam ist, vorausgesetzt,
dass das Wachs mit dem 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin geeignet
verträglich
ist. Bei der Durchführung
dieser Erfindung mit verdichteten Formen von Gemischen von 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin
mit einem mikronisierten, synthetischen Kohlenwasserstoffwachs mit
Polyolefinbasis und/oder einem mikronisierten, synthetischen Polyfluorkohlenstoffwachs
kann die durchschnittliche Teilchengröße des 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoins
im Bereich von 20 bis 600 μm
liegen, vorzugsweise liegt die durchschnittliche Teilchengröße des 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoins
jedoch im Bereich von 175 bis 400 μm, wenn nicht größer.
-
Die
Menge des 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoins, die zur Durchführung der
erfindungsgemäßen Verfahren
verwendet wird, ist eine biozid wirksame Menge, z. B. eine Menge,
die mindestens ausreicht, um wesentliche mikrobiologische Kontrolle,
wenn nicht vollständige
mikrobiologische Kontrolle, in dem zu behandelnden Wasser und/oder
wesentliche Biofilmauslöschung,
wenn nicht vollständige
Bofilmauslöschung
von den Oberflächen
in Kontakt mit dem behandelten Wassersystem zu erreichen. Dosen
an 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin, die für diesen Zweck verwendet werden,
liegen typischerweise im Bereich von 0,1 bis 4,5 mg "freiem Chlor" pro Liter Wasser
(die 0,2 bis 10 mg Brom als Br2 pro Liter
Wasser entspricht). Diese Dosierungen liegen im Bereich von 0,1
bis 2 mg "freies
Chlor" pro Liter
Wasser (die 0,2 bis 5 mg Brom als Br2 pro
Liter Wasser entsprechen). Abweichungen von diesen Bereichen sind
zulässig
und innerhalb des Umfangs dieser Erfindung, vorausgesetzt, dass
die Abwei chungen zu ausreichender mikrobiologischer Kontrolle gemäß den Erfordernissen
des Anlasses führt,
einschließlich
anwendbarer staatlicher Gesetzgebungen.
-
Das
effektivste momentan bekannte Verfahren zur Herstellung von 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin zur
Verwendung bei der Durchführung
dieser Erfindung ist in der im gemeinsamen Besitz befindlichen US-Patentanmeldung
Nr. 09/484,844 beschrieben, eingereicht am 18. Januar 2000. Jenes
Verfahren umfasst beispielsweise gleichzeitige Zuführung (i)
einer wässrigen
Lösung
oder Aufschlämmung,
die aus einer anorganischen Base und 5,5-Dimethylhydantoin gebildet
ist, und (ii) eines Bromierungsmittels in Proportionen, so dass jedes
Stickstoffatom durch ein Bromatom substituiert ist, wodurch kontinuierlich
Produkt gebildet wird, das in einer wässrigen Reaktionsmischung ausfällt. Der
pH-Wert der Mischung wird kontinuierlich im Bereich von 5,5 bis
8,5 gehalten.
-
Verfahren
zur Herstellung von Tablette aus 1,3-Dibrom-5,5-dimetylhydantoin mit großer durchschnittlicher
Teilchengröße ohne
Verwendung von Bindemitteln und die außergewöhnliche Bruchfestigkeit dieser
bindemittelfreien Tabletten sind in der in gemeinsamem Besitz befindlichen
US-Patentanmeldung Nr. 09/484,687 beschrieben, eingereicht am 18.
Januar 2000. Verfahren zur Herstellung von Tabletten aus 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin
unter Verwendung von bestimmten mikronisierten Wachsbindemitteln
und sogar noch außergewöhnlicher
Bruchfestigkeit dieser Tabletten sind in im gemeinsamen Besitz befindlicher
US-Patentanmeldung Nr. 09/487,816 beschrieben, eingereicht am 18.
Januar 2000. Die bemerkenswerte Fließfähigkeit von 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin
mit großer
Teilchengröße, verglichen
mit Proben der im Handel erhältlichen 1,3-Dihalogen-5,5-dimethylhydantoinprodukten,
ist in der in gemeinsamem Besitz befindlichen US-Patentanmeldung
Nr. 09/484,687 beschrieben, eingereicht am 18. Januar 2000.
-
Es
gibt eine große
Zahl an wichtigen Weisen zur Durchführung oder Implementierung
dieser Erfindung. Kurz zusammengefasst sind einige dieser Ausführungsformen
wie folgt:
- A) ein Verfahren, um mikrobiozide
Aktivität
in einem Wasserkörper
zu bewirken, bei dem in einem solchen Wasserkörper 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin
als mikrobiozides Mittel wie hier beschrieben (DBDAH) verwendet
wird, am meisten bevorzugt 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin (DBDMH),
in einer Konzentration von "freiem
Chlor" bereitstellt,
die größer als
diejenige ist, die aus der Konzentration an "freiem Chlor" vorhergesagt werden kann, die durch
eine äquimolare
Menge an N,N'-Bromchlor-5,5-dimethylhydantoin (BCDMH)
bereitgestellt wird, wie durch Vergleichstests auf "freies Chlor" unter Verwendung
des Hach-Verfahrens 8021 (Copyright 1997, Hach Company) und auf "Gesamtchlor" unter Verwendung
von Hach Verfahren 8167 (Copyright 1997, Hach Company) bestimmbar
ist, und die mg/l Cl2, "freies Chlor"-Werte aus den Tests in Prozentsätze der
mg/l Cl2 "Gesamtchlor"-Werte aus den Tests umgewandelt werden,
wobei die vier Wasserproben, die in diesen Tests verwendet werden,
jeweils den gleichen pH-Wert wie der Wasserkörper haben und eine äquimolare
Menge an BCDMH oder DBDAH enthalten.
- B) Verfahren nach dem obigen A), wobei die molare Menge des
1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoins (DBDAH) als mikrobiozides Mittel,
am meisten bevorzugt 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin, die in dem
Wasserkörper
bereitgestellt wird, unter der molaren Menge N,N'-Bromchlor-5,5-dimethylhydantoin liegt,
die erforderlich wäre,
um den gleichen Grad an mikrobiologischer Kontrolle in dem Medium
zu bewirken.
- C) Individuelle Verfahren der obigen A) oder B), wobei das als
mikrobiozides Mittel verwendete 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin
(DBDAH) 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin mit (a) einer durchschnittlichen
Teilchengröße im Bereich
von 20 bis 600 μm,
(b) einer durchschnittlichen Teilchengröße von mindestens etwa 175 μm, (c) einer
durchschnittlichen Teilchengröße von mindestens
etwa 200 μm,
(d) einer durchschnittlichen Teilchengröße von mindestens etwa 300 μm oder (e)
einer durchschnittlichen Teilchengröße von mindestens etwa 400 μm haben.
- D) Individuelle Verfahren der obigen A) oder B), wobei das verwendete
1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin als mikrobiozides Mittel (DBDAH)
(i) 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin in Form eines verdichteten
Produkts ist, das ohne Bindemittel hergestellt worden ist, oder
(ii) mindestens ein hier beschriebenes 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin
als mikrobiozides Mittel ist (DBDAH), am meisten bevorzugt 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin
in Form eines verdichteten Produkts, das unter Verwendung einer
Menge eines mikronisierten, synthetischen Kohlenwasserstoffwachses
auf Polyolefinbasis und/oder eines mikronisierten, synthetischen
Polyfluorkohlenstoffwachses als Bindemittel hergestellt worden sind,
die zur Bildung des verdichteten Produkts wirksam sind, wobei das
Wachs mit dem 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin verträglich ist,
oder (iii) in Form eines verdichteten Produkts vorliegt, das aus
mindestens einem hier beschriebenen 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin
als mikrobiozides Mittel (DBDAH) gebildet worden ist, am meisten
bevorzugt 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin,
wobei das verdichtete Produkt unter Verwendung einer Menge eines gesättigten,
normalerweise festen Fettamids als Bindemittel hergestellt wurde,
das zur Bildung des verdichteten Produkts effektiv ist.
- E) Individuelle Verfahren der obigen (i) von D), wobei das verwendete
1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin eine durchschnittliche Teilchengröße von mindestens
etwa 175, mindestens etwa 200, mindestens etwa 300 oder mindestens
etwa 400 μm
hat.
- F) Individuelle Verfahren der obigen ii) von D), wobei das Wachs
mikronisiertes Polyethylenwachs ist, das vor der Verdichtung eine
durchschnittliche Teilchengröße von nicht
mehr als etwa 15 μm,
eine maximale Teilchengröße von nicht
größer als
etwa 40 μm
und eine Dichte im Bereich von 0,9 bis 1,4 g/cm3 bei
25°C hat;
oder ein mikronisiertes Polyethylenwachs, das vor der Verdichtung
bei einer Temperatur im Bereich von 109°C bis 111°C schmilzt; oder ein mikronisiertes
Polypropylenwachs, das vor der Verdichtung eine durchschnittliche
Teilchengröße im Bereich
von 5,0 bis 7,0 μm,
eine maximale Teilchengröße von etwa
22 μm und
eine Dichte im Bereich von 0,9 bis 1,4 g/cm3 bei
25°C hat;
ein mikronisiertes Polypropylenwachs, das bei einer Temperatur im
Bereich von 140°C
bis 143°C
schmilzt und eine durchschnittliche Teilchengröße im Bereich von 5,0 bis 7,0 μm hat und
eine maximale Teilchengröße von etwa
22 μm hat.
- G) Individuelle Verfahren der obigen (iii) bis D), wobei das
verwendete 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin
mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von mindestens etwa 200, mindestens
etwa 300, mindestens etwa 400 oder mindestens etwa 500 μm ist.
- H) Individuelle Verfahren der obigen A) oder B), wobei die mikrobiozide
Aktivität
in dem Wasserkörper
die Bekämpfung
von Escherichia coli und/oder Enterococcus faecium in dem Wasserkörper ist.
- I) Verfahren zum Liefern eines mikrobiologischen Kontrollmittels
zur Verwendung in Wasser gemäß der Gesetzgebung
der US-Umweltschutzbehörde
U. S. Environmental Protection Agency, bei dem ein Behälter eines
Wasserkontrollmittels bereitgestellt wird, das mindestens ein hier
beschriebenes 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoins
als mikrobiozides Mittel (DBDAH) umfasst, am meisten bevorzugt 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin,
wobei der Behälter
ein Etikett trägt,
auf dem sich Dosierniveauangaben gemäß den Anforderungen der U.S.
Environmental Protection Agency befinden und entweder auf dem Etikett
oder auf der Verpackung des Behälters
angegeben ist, dass der Inhalt zur Verwendung zur Wasserbehandlung
empfohlen oder für
diese Verwendung vorgesehen ist, oder dass der Inhalt zur Verwendung
in Wasser mit einem pH-Wert von mindestens etwa 8,0 empfohlen oder
für diese
Verwendung vorgesehen ist.
- J) Individuelle Verfahren der obigen H) oder I), wobei das in
H) verwendete 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin oder das in I) verwendete
Kontrollmittel (i) 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin in Form eines
verdichteten Produkts ist, das ohne Bindemittel hergestellt worden.
ist, oder (ii) mindestens ein hier beschriebenes 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin
als mikrobiozides Mittel (DBDAH) ist, am meisten bevorzugt 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin
in Form eines verdichteten Produkts ist, das unter Verwendung einer
Menge eines mikronisierten, syntheti schen Kohlenwasserstoffwachses
auf Polyolefinbasis und/oder eines mikronisierten, synthetischen
Polyfluorkohlenstoffwachses als Bindemittel hergestellt worden ist,
die zur Bildung des verdichteten Produkts wirksam sind, wobei das
Wachs mit dem 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin verträglich ist,
oder (iii) mindestens ein hier beschriebenes 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin
als mikrobiozides Mittel (DBDAH), am meisten bevorzugt 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin
in Form eines verdichteten Produkts vorliegt, das aus 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin
als mikrobiozides Mittel gebildet worden ist, wobei das verdichtete
Produkt unter Verwendung einer Menge eines gesättigten, normalerweise festen
Fettamids als Bindemittel hergestellt wurde, das zur Bildung des
verdichteten Produkts effektiv ist.
- K) Individuelle Verfahren der obigen (i) von J), wobei das verwendete
1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin eine durchschnittliche Teilchengröße von mindestens
etwa 175, mindestens etwa 200, mindestens etwa 300 oder mindestens
etwa 400 μm
hat.
- L) Individuelle Verfahren der obigen ii) von J), wobei das Wachs
Polyethylenwachs ist, das vor der Verdichtung eine durchschnittliche
Teilchengröße von nicht
mehr als etwa 15 μm,
eine maximale Teilchengröße von nicht
größer als
etwa 40 μm
und eine Dichte im Bereich von 0,9 bis 1,4 g/cm3 bei
25°C hat;
oder wobei das Wachs ein Polyethylenwachs ist, das vor der Verdichtung
bei einer Temperatur im Bereich von 109°C bis 111°C schmilzt; oder wobei das Wachs
ein Polypropylenwachs ist, das vor der Verdichtung eine durchschnittliche
Teilchengröße im Bereich
von 5,0 bis 7,0 μm,
eine maximale Teilchengröße von etwa
22 μm und
eine Dichte im Bereich von 0,9 bis 1,4 g/cm3 bei
25°C hat;
oder wobei das Wachs vor der Verdichtung ein Polypropylenwachs ist,
das bei einer Temperatur im Bereich von 140°C bis 143°C schmilzt und eine durchschnittliche
Teilchengröße im Bereich
von 5,0 bis 7,0 μm
hat und eine maximale Teilchengröße von etwa
22 μm hat.
- M) Individuelle Verfahren der obigen (iii) von J), wobei das
zur Bildung des verdichteten Produkts verwendete 1,3-Di brom-5,5-dialkylhydantoin
1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von mindestens
etwa 200, mindestens etwa 300 oder mindestens etwa 400 μm ist.
- N) Individuelle Verfahren nach einem der obigen A) bis M), wobei
der behandelte Wasserkörper
industrielles Kühlwasser,
Abwasser oder Prozesswasser ist.
- O) Ein Verfahren des obigen N), wobei bei der Wasserbehandlung
ein Nebenstrom des Wassers durch ein Bett des 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoins
geleitet wird, so dass an das Wasser eine biozid wirksame Menge
des 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoins abgegeben wird.
- P) Individuelle Verfahren des obigen I), wobei das mikrobiologische
Kontrollmittel zur Verwendung in mindestens Kühlwasser, Abwasser oder Prozesswasser
bereitgestellt wird.
- Q) Individuelle Verfahren der obigen A) oder B), wobei die mikrobiozide
Aktivität
in dem Wasserkörper
das Auslöschen,
im Wesentlichen Auslöschen
oder Verringern des Biofilms auf einer Oberfläche umfasst, die in Kontakt
mit dem Wasserkörper
ist.
- R) Individuelle Verfahren des obigen Q), wobei das verwendete
1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin
mit (a) einer durchschnittlichen Teilchengröße im Bereich von 20 bis 600 μm, (b) einer
durchschnittlichen Teilchengröße von mindestens
etwa 175 μm,
(c) einer durchschnittlichen Teilchengröße von mindestens etwa 200 μm, (d) einer
durchschnittlichen Teilchengröße von mindestens
etwa 300 μm
oder (e) einer durchschnittlichen Teilchengröße von mindestens etwa 400 μm haben.
- S) Individuelle Verfahren des obigen Q), wobei das als mikrobiozides
Mittel verwendete 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin (DBDAH) (i) 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin
in Form eines verdichteten Produkts ist, das ohne Bindemittel hergestellt
worden ist, oder (ii) mindestens ein hier beschriebenes 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin
ist (DBDAH), am meisten bevorzugt 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin
in Form eines verdichteten Produkts, das unter Verwendung einer
Menge eines mikronisier ten, synthetischen Kohlenwasserstoffwachses
auf Polyolefinbasis und/oder eines mikronisierten synthetischen
Polyfluorkohlenstoffwachses als Bindemittel hergestellt worden sind,
die zur Bildung des verdichteten Produkts wirksam sind, wobei das Wachs
mit dem 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin verträglich ist, oder (iii) mindestens
ein hier beschriebenen 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin (DBDAH), am meisten
bevorzugt 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin,
in Form eines verdichteten Produkts ist, wobei das verdichtete Produkt
unter Verwendung einer Menge eines gesättigten, normalerweise festen
Fettamids als Bindemittel hergestellt wurde, das zur Bildung des
verdichteten Produkts effektiv ist.
- T) Individuelle Verfahren der obigen (i) von S), wobei das verwendete
1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin eine durchschnittliche Teilchengröße von mindestens
etwa 175, mindestens etwa 200, mindestens etwa 300 oder mindestens
etwa 400 μm
hat.
- U) Individuelle Verfahren der obigen ii) von S), wobei das Wachs
mikronisiertes Polyethylenwachs ist, das vor der Verdichtung eine
durchschnittliche Teilchengröße von nicht
mehr als etwa 15 μm,
eine maximale Teilchengröße von nicht
größer als
etwa 40 μm
und eine Dichte im Bereich von 0,9 bis 1,4 g/cm3 bei
25°C hat;
oder ein mikronisiertes Polyethylenwachs, das vor der Verdichtung
bei einer Temperatur im Bereich von 109°C bis 111°C schmilzt; oder ein mikronisiertes
Polypropylenwachs, das vor der Verdichtung eine durchschnittliche
Teilchengröße im Bereich
von 5,0 bis 7,0 μm,
eine maximale Teilchengröße von etwa
22 μm und
eine Dichte im Bereich von 0,9 bis 1,4 g/cm3 bei
25°C hat;
ein mikronisiertes Polypropylenwachs, das bei einer Temperatur im
Bereich von 140°C
bis 143°C
schmilzt und eine durchschnittliche Teilchengröße im Bereich von 5,0 bis 7,0 μm hat und
eine maximale Teilchengröße von etwa
22 μm hat.
- V) Individuelle Verfahren der obigen (iii) von S), wobei das
verwendete 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin
mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von mindestens etwa 200, mindestens
etwa 300, mindestens etwa 400 oder mindestens etwa 500 μm ist.
- W) Individuelle Verfahren der obigen A) oder B), wobei die mikrobiozide
Aktivität
in dem Wasserkörper
das Auslöschen,
im Wesentlichen Auslöschen
oder Verringern des Pseudomonas aeruginosa-Biofilms auf einer Oberfläche umfasst,
die in Kontakt mit dem Wasserkörper
ist.
- X) Verfahren zum Liefern eines Biofilm-Kontrollmittels zur Verwendung
in Wasser gemäß der Gesetzgebung
der US-Umweltschutzbehörde
U. S. Environmental Protection Agency, bei dem ein Behälter eines
Biofilm-Kontrollmittels bereitgestellt wird, das mindestens ein
hier beschriebenes 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoins als mikrobiozides
Mittel (DBDAH) umfasst, am meisten bevorzugt 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin,
wobei der Behälter
ein Etikett trägt,
auf dem sich Dosierniveauangaben gemäß den Anforderungen der U.S.
Environmental Protection Agency befinden und entweder auf dem Etikett
oder auf der Verpackung des Behälters
angegeben ist, dass der Inhalt zur Verwendung in Wasser mit einem
pH-Wert von mindestens etwa 8,0 empfohlen oder für diese Verwendung vorgesehen
ist.
-
Zweiter Aspekt
der Erfindung
-
Gemäß diesem
Aspekt der Erfindung liegen die biozid wirksamen 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin-bioziden
Zusammensetzungen in leicht identifizierbaren Formen vor. Die einzige
biozid wirksame Komponente der bioziden Zusammensetzung ist mindestens
ein 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin, wobei eine der Alkylgruppen
in der 5-Position eine Methylgruppe ist und die andere Alkylgruppe
in der 5-Position im Bereich von 1 bis 4 Kohlenstoffatomen enthält (DBDAH).
-
Die
biozid wirksame Komponente oder die biozid wirksamen Komponenten
kann/können
gemischt mit 0 bis 90 Gew.% biozid inaktiven Komponenten vorliegen,
wie beispielsweise einem oder mehreren Bindemitteln, Füllstoffen,
Hilfsstoffen, Farbstoffen oder Färbungsmitteln,
Parfüms,
Stabilisatoren und/oder Fertigungsnebenprodukten. In diesen bioziden
Zusammensetzungen ist der Rest auf 100 Gew.% der Zusammensetzungen,
soweit vorhanden, ein oder mehrere biozid inaktive Materialien.
-
Gemäß einer
Ausführungsform
dieser Erfindung werden diese bioziden Zusammensetzungen zur Verwendung
als Biozid oder Desinfektionsmittel in wässrigen Systemen bereitgestellt,
wie Abwasser, gewerblichen und industriellen Umlaufkühlwassersystemen,
industriellen Kühlwassersystemen
mit einmaligem Durchsatz, Pasteurisiergeräte der Brauereien, Wasser im
Erholungsbereich (Schwimmbäder,
Heißwasserbütten und Wassereinrichtungen
im Wellnessbereich (Spas)), Zellstoff- und Papiermühlensystemen,
Luftreinigungssystemen, Luft- und Gaswäschersystemen, Wasserspiele
zu Dekorationszwecken und Desinfektionsmitteln für harte Oberflächen. In
einer anderen Ausführungsform
werden diese bioziden Zusammensetzungen zur Verwendung zur Formulierung
von Fungiziden, Algiziden, Schleimbekämpfungsmitteln und Mikrobioziden
zur Verwendung in diesen wässrigen
Systemen bereitgestellt.
-
Erfindungsgemäß ist die
einzige biozid wirksame Komponente der bioziden Zusammensetzung
mindestens ein 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin, wobei eine der Alkylgruppen
in der 5-Position eine Methylgruppe ist und die andere Alkylgruppe
in der 5-Position
im Bereich von 1 bis 4 Kohlenstoffatomen enthält (DBDAH).
-
Die
Erfindung liefert in einer ihren Ausführungsformen einen Fertigungsgegenstand,
der ein Verpackungsmaterial und eine in dem Verpackungsmaterial
enthaltene biozide Zusammensetzung umfasst, wobei die biozide Zusammensetzung
aus (i) mindestens einem 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin, wobei
eine der Alkylgruppen in der 5-Position eine Methylgruppe ist und
die andere Alkylgruppe in der 5-Position im Bereich von 1 bis 4
Kohlenstoffatomen enthält,
als einzigen biozid aktiven Bestandteil/einzige biozid aktive Bestandteile
in der Zusammensetzung und (ii) mindestens einem biozid inaktiven
Bestandteil zusammengesetzt ist, wobei der biozid inaktive Bestandteil
ausgewählt
ist aus der Gruppe bestehend aus Bindemitteln, Füllstoffen, Hilfsstoffen, Farbstoffen
oder Färbungsmitteln,
Parfüms,
Stabilisatoren und/oder Fertigungsnebenprodukten, wobei mindestens
90 Gew.-% der bioziden Zusammensetzung das mindestens eine 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin
ist, und wobei das Verpackungsmaterial mindestens ein Etikett, das
den Namen des Produkts in der Verpackung in geeigneter Weise identifiziert,
und mindestens einen Aufkleber umfasst, der den Inhalt als Oxidationsmittel identifiziert,
wobei (a) die molare Menge des mindestens einen 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoins,
die in ein wässriges
Medium mit einem pH-Wert von mindestens etwa 8,0 eingebracht wird,
kleiner als die molare Menge an N,N'-Bromchlor-5,5-dimethylhydantoin
ist, die erforderlich wäre,
um den gleichen Grad an mikrobiologischer Kontrolle in dem wässrigen
Medium zu bewirken, (b) die Menge des mindestens einen 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoins,
die in das wässrige
Medium eingebracht wird, eine Menge an "freiem Chlor" freisetzt, die größer als die Menge an "freiem Chlor" ist, die durch eine äquimolare
Menge an N,N'-Bromchlor-5,5-dimethylhydantoin
in das wässrige
Medium freigesetzt werden würde,
und (c) die Menge an "freiem Chlor", die durch die Menge
des mindestens einen 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoins freigesetzt
wird, das in das wässrige
Medium eingebracht wird, größer als
die Menge an "freiem
Chlor" ist, die
laut Vorhersage durch jene Menge des mindestens einen 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoins
auf Basis der Menge an "freiem
Chlor" freigesetzt
würde,
die durch eine äquimolare
Menge N,N'-Bromchlor-5,5-dimethylhydantoin
in dem wässrigen Medium
freigesetzt werden würde.
-
Gemäß einer
anderen Ausführungsform
liefert die Erfindung einen Fertigungsgegenstand, der ein Verpackungsmaterial
und eine in dem Verpackungsmaterial enthaltene biozide Zusammensetzung
umfasst, wobei die biozide Zusammensetzung aus mindestens 95 Gew.-%
von einem oder mehreren 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoinen, wobei
eine der Alkylgruppen in der 5-Position
eine Methylgruppe ist und die andere Alkylgruppe in der 5-Position
im Bereich von 1 bis 4 Kohlenstoffatomen aufweist, als einzigen
biozid aktiven Bestandteil/einzige biozid aktive Bestandteile in
der Zusammensetzung zusammengesetzt ist, wobei der Rest, soweit vorhanden,
bis 100 Gew.-% inaktiver Bestandteil/inaktive Bestandteile ist bzw.
sind, wobei der inaktive Bestandteil ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend
aus Bindemitteln, Füllstoffen,
Hilfsstoffen, Farbstoffen oder Färbungsmitteln,
Parfüms,
Stabilisatoren und/oder Fertigungsnebenprodukten, wobei das Verpackungsmaterial
ein Etikett umfasst, welches angibt, dass das Produkt als Biozid
für Abwasser,
Umlauf-Kühlwassersysteme, Kühlwassersysteme
mit einmaligem Durchsatz, Pasteurisierungsgeräte in Brauereien, Zellstoff-
und Papiermühlensysteme,
Luftreinigungssysteme, Luft- und
Gaswäschersysteme
oder Wasserspiele zu Dekorationszwecken oder irgendwelche zwei oder
mehr von diesen verwendet werden kann, und wobei das Etikett oder anderes
Etikett, das mit dem Verpackungsmaterial zusammenhängt, angibt,
dass die Dosierrate für
mindestens eine der vorangehenden acht Anwendungen oder Verwendungszwecke
so ist, dass ein Restbromniveau von 0,5 bis 5 ppm oder nach Bedarf
zum Aufrechterhalten der biologischen Kontrolle aufrechterhalten
wird, und wobei (a) die molare Menge des mindestens einen 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoins,
die in ein wässriges Medium
mit einem pH-Wert von mindestens etwa 8,0 eingebracht wird, kleiner
als die molare Menge an N,N'-Bromchlor-5,5-dimethylhydantoin
ist, die erforderlich wäre,
um den gleichen Grad an mikrobiologischer Kontrolle in dem wässrigen
Medium zu bewirken, (b) die Menge des mindestens einen 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoins,
die in das wässrige
Medium eingebracht wird, eine Menge an "freiem Chlor" freisetzt, die größer als die Menge an "freiem Chlor" ist, die durch eine äquimolare
Menge an N,N'-Bromchlor-5,5-dimethylhydantoin
in das wässrige
Medium freigesetzt werden würde,
und (c) die Menge an "freiem
Chlor", die durch
die Menge des mindestens einen 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoins
freigesetzt wird, das in das wässrige
Medium eingebracht wird, größer als
die Menge an "freiem
Chlor" ist, die
laut Vorhersage durch jene Menge des mindestens einen 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoins
auf Basis der Menge an "freiem
Chlor" freigesetzt
würde,
die durch eine äquimolare
Menge N,N'-Bromchlor-5,5-dimethylhydantoin
in dem wässrigen
Medium freigesetzt werden würde.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
liefert die Erfindung einen Fertigungsgegenstand, der ein Verpackungsmaterial
und eine in dem Verpackungsmaterial enthaltene biozide Zusammensetzung
umfasst, wobei die biozide Zusammensetzung aus mindestens 95 Gew.-%
von einem oder mehreren 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoinen, wobei
eine der Alkylgruppen in der 5-Position eine Methylgruppe ist und
die andere Alkylgruppe in der 5-Position
im Bereich von 1 bis 4 Kohlenstoffatomen aufweist, als einzigen
biozid aktiven Bestandteil/einzige biozid aktive Bestandteile in
der Zusammensetzung zusammengesetzt ist, wobei der Rest, soweit vorhanden,
bis 100 Gew.-% inaktiver Bestandteil/inaktive Bestandteile ist bzw.
sind, wobei der inaktive Bestandteil ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend
aus Bindemitteln, Füllstoffen,
Hilfsstoffen, Farbstoffen oder Färbungsmitteln,
Parfüms,
Stabilisatoren und/oder Fertigungsnebenprodukten, wobei das Verpackungsmaterial
ein Etikett umfasst, welches angibt, dass das Produkt von Herstellern
zum Formulieren von Bioziden für Abwasser,
Umlauf-Kühlwassersysteme,
Kühlwassersysteme
mit einmaligem Durchsatz, Pasteurisierungsgeräte in Brauereien, Wasser für den Freizeit-
und Erholungsbereich, Zellstoff- und Papiermühlensysteme, Luftreinigungssysteme,
Luft- und Gaswäschersystemen
oder Wasserspiele zu Dekorationszwecken oder Entkeimungsmitteln
für harte
Oberflächen
oder irgendwelche zwei oder mehr von diesen verwendet werden kann, wobei
das Wasser für
den Freizeit- und Erholungsbereich ein oder mehrere von Schwimmbädern, Heißwasserbütten und
Wellness-Wassereinrichtungen
(Spas) ist, und wobei das Etikett oder anderes Etikett, das mit dem
Verpackungsmaterial zusammenhängt,
angibt, dass Formulierer, die das Produkt verwenden, für die EPA-Registrierung
ihrer formulierten Produkte verantwortlich sind, und wobei (a) die
molare Menge des mindestens einen 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoins, die in
ein wässriges
Medium mit einem pH-Wert von mindestens etwa 8,0 eingebracht wird,
kleiner als die molare Menge an N,N'-Bromchlor-5,5-dimethylhydantoin ist,
die erforderlich wäre,
um den gleichen Grad an mikrobiologischer Kontrolle in dem wässrigen
Medium zu bewirken, (b) die Menge des mindestens einen 1,3-Dibrom-5,5-di alkylhydantoins,
die in das wässrige
Medium eingebracht wird, eine Menge an "freiem Chlor" freisetzt, die größer als die Menge an "freiem Chlor" ist, die durch eine äquimolare
Menge an N,N'-Bromchlor-5,5-dimethylhydantoin
in das wässrige
Medium freigesetzt werden würde,
und (c) die Menge an "freiem
Chlor", die durch
die Menge des mindestens einen 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoins
freigesetzt wird, das in das wässrige
Medium eingebracht wird, größer als
die Menge an "freiem Chlor" ist, die laut Vorhersage
durch jene Menge des mindestens einen 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoins auf Basis
der Menge an "freiem
Chlor" freigesetzt
wird, die durch eine äquimolare
Menge N,N'-Bromchlor-5,5-dimethylhydantoin
in dem wässrigen
Medium freigesetzt werden würde.
-
Die
Erfindung liefert ferner gemäß einer
weiteren Ausführungsform
einen Fertigungsgegenstand, der ein Verpackungsmaterial und eine
in dem Verpackungsmaterial enthaltene biozide Zusammensetzung umfasst,
wobei die biozide Zusammensetzung als aktiven Bestandteil der Zusammensetzung
mindestens 95 Gew.-% von einem oder mehreren 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoinen,
wobei eine der Alkylgruppen in der 5-Position eine Methylgruppe
ist und die andere Alkylgruppe in der 5-Position im Bereich von
1 bis 4 Kohlenstoffatomen aufweist, als einzigen biozid aktiven
Bestandteil/einzige biozid aktive Bestandteile in der Zusammensetzung
zusammengesetzt ist, wobei der Rest, soweit vorhanden, bis 100 Gew.-%
inaktiver Bestandteil/inaktive Bestandteile ist bzw. sind, wobei
der inaktive Bestandteil ausgewählt
ist aus der Gruppe bestehend aus Bindemitteln, Füllstoffen, Hilfsstoffen, Farbstoffen
oder Färbungsmitteln,
Parfüms,
Stabilisatoren und/oder Fertigungsnebenprodukten, wobei das Verpackungsmaterial
ein Etikett umfasst, welches angibt, dass das Produkt als biozides
Mittel oder Desinfektionsmittel zur Verwendung in Pools, Wassereinrichtungen
im Wellnessbereich (Spas) und Heißwasserbütten verwendet werden kann,
wobei das Etikett oder anderes Etikett, das mit dem Verpackungsmaterial
zusammenhängt,
angibt, dass (1) das Niveau an aktivem Brom in häuslichen Spas oder Heißwasserbütten zwischen
2 und 4 ppm und in kommerziellen Spas und Heißwasserbütten auf 3 bis 6 ppm gehalten
werden sollte, wobei der pH-Wert des Wassers vor Behandlungsbeginn
mit der bioziden Zusammensetzung auf 7,2 bis 7,6 eingestellt wird,
und/oder (2) das Niveau des aktiven Broms in Schwimmbädern zwischen
1 und 4 ppm gehalten werden sollte, wobei der pH-Wert des Wassers
vor Behandlungsbeginn mit der bioziden Zusammensetzung auf 7,2 bis
7,6 eingestellt werden sollte, und wobei (a) die molare Menge des mindestens
einen 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoins, die in ein wässriges
Medium eingebracht wird, kleiner als die molare Menge an N,N'-Bromchlor-5,5-dimethylhydantoin ist,
die erforderlich wäre,
um den gleichen Grad an mikrobiologischer Kontrolle in dem wässrigen
Medium zu bewirken, (b) die Menge des mindestens einen 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoins,
die in das wässrige
Medium eingebracht wird, eine Menge an "freiem Chlor" freisetzt, die größer als die Menge an "freiem Chlor" ist, die durch eine äquimolare
Menge an N,N'-Bromchlor-5,5-dimethylhydantoin
in das wässrige
Medium freigesetzt werden würde,
und (c) die Menge an "freiem Chlor", die durch die Menge
des mindestens einen 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoins freigesetzt
wird, das in das wässrige
Medium eingebracht wird, größer als
die Menge an "freiem
Chlor" ist, die
laut Vorhersage durch jene Menge des mindestens einen 1,3-Dibroms
auf Basis der Menge an "freiem
Chlor" freigesetzt
würde,
die durch eine äquimolare
Menge N,N'-Bromchlor-5,5-dimethylhydantoin
in dem wässrigen
Medium freigesetzt werden würde.
-
Das
genannte Etikett oder anderes Etikett, das mit dem Verpackungsmaterial
zusammenhängt,
zeigt vorzugsweise die mit der Handhabung und Verwendung der verpackten
Zusammensetzung verbundenen Gefahren, und wenn dieser Fertigungsgegenstand
von einem Land in ein anderes exportiert werden soll, ist es besonders
bevorzugt, dass diese Warnhinweise, die diese Gefahren betreffen,
in der Sprache des Empfängerlandes
geschrieben sind. Das genannte Etikett oder ein anderes Etikett,
das mit dem Verpackungsmaterial zusammenhängt, zeigt insbesondere, dass
ein aktiver Bestandteil der Zusammensetzung, die in dem Verpackungsmaterial
enthalten ist, einer oder mehrere der oben angegebenen 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoine
ist, die tatsächlich
darin enthalten sind. Der genaue Anteil oder Prozentsatz (typischerweise
in Gew.%) von diesem einen oder mehreren 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoinen in der
verpackten Zusammensetzung ist typischerweise auf diesem Etikett
spezifiziert oder mindestens gezeigt. Besonders bevorzugt zeigt
diese Etikettierung den tatsächlichen
Anteil oder Prozentsatz (typischerweise in Gew.%) der inaktiven
Inhalte der Zusammensetzung, die in dem Verpackungsmaterial enthalten
sind.
-
Gemäß bevorzugten
Ausführungsformen
dieser Erfindung wird ein Fertigungsgegenstand wie oben beschrieben
bereitgestellt, wobei das Verpackungsmaterial ein Etikett umfasst,
das unter anderem das Produkt mit Namen identifiziert, seine Funktion(en),
Verwendungen oder Verwendungsmuster angibt und als aktiven Bestandteil
der Zusammensetzung, die in dem Verpackungsmaterial enthalten ist,
den einen oder die mehreren 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin(e)
angibt, die tatsächlich
darin enthalten sind.
-
Das
genannte Etikett zeigt insbesondere überdies mindestens einen oder
mehrere (und vorzugsweise alle) der folgenden:
- a)
der Menge (typischerweise in Gew.%) von jedem aktiven Bestandteil,
der in der Zusammensetzung vorhanden ist;
- b) Warnhinweise, die Gefahren für Menschen und Haustiere betreffen,
welche mit der Handhabung und Verwendung der Zusammensetzung verbunden
sind;
- c) Beschreibung der Umweltgefahren, die mit dem Freiwerden der
Zusammensetzung in der Umgebung zusammenhängen;
- d) Beschreibung der physikalischen und chemischen Gefahren und
Anweisungen, wie diese Gefahren bei Gebrauch vermieden oder mindestens
reduziert werden können;
- e) Anweisung zur Lagerung des Produkts und zur Entsorgung des
Produkts und der Behälter;
- f) Anweisungen hinsichtlich praktischer Behandlung und erster
Hilfe, die im Falle des Kontakts der Zusammensetzung mit Augen oder
Haut anzuwenden sind, oder wenn die Zusammensetzung eingenommen
(verschluckt) oder inhaliert worden ist;
- g) Anweisungen zum Gebrauch einschließlich, jedoch nicht begrenzt
auf Dosierraten, die mit speziellen Gebrauchsarten zusammenhängen, und
- h) EPA-Registriernummer, EPA-Einrichtungsnummer und Name und
Adresse des Registrierenden (d. h. des Inhabers der Registrierung).
-
Diese
Erfindung liefert somit einen Fertigungsgegenstand, der dem Käufer oder
Anwender (A) mikrobiologische Kontrolle in einem wässrigen
Medium liefern kann, wie Abwasser, Umlauf-Kühlwassersystemen, Kühlwassersystemen
mit einmaligem Durchsatz, Pasteurisiergeräten der Brauereien, Wasser
im Erholungsbereich, Zellstoff- und Papiermühlensystemen, Luftreinigungssystemen,
Luft- und Gaswäschersystemen, Wasserspielen
zu Dekorationszwecken oder irgendeine Kombination von irgendwelchen
zwei oder mehreren hiervon, wobei sich das Wasser im Erholungsbereich
auf einen oder mehrere von Schwimmbecken, Heißwasserbütten und Wasser im Wellnessbereich
bezieht oder dies umfasst, und/oder (B) Auslöschung oder Reduktion von Biofilm
auf einer Oberfläche
in Kontakt mit diesem wässrigem
Medium. Dieser Fertigungsgegenstand umfasst ein Verpackungsmaterial
und eine in dem Verpackungsmaterial enthaltene biozide Zusammensetzung.
Der biozid wirksame Bestandteil dieser Zusammensetzung ist mindestens
ein 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin, wobei eine der Alkylgruppen
in der 5-Position eine Methylgruppe ist und die andere Alkylgruppe
in der 5-Position im Bereich von 1 bis 4 Kohlenstoffatomen enthält (DBDAH).
Das Verpackungsmaterial umfasst ein Etikett, welches angibt, dass
das Produkt als biozides Mittel oder Desinfektionsmittel zur Wasserbehandlung verwendet
werden kann, und enthält
empfohlene Dosierraten zur Verwendung oder Verwendungsmuster (zu behandelnde
Systemtypen), wobei bei Gebrauch (i) die molare Menge des in das
Wasser eingebrachten DBDAH unter der molaren Menge an N,N'-Bromchlor-5,5-dimethylhydantoin
(BCDMH) liegen kann, die erforderlich wäre, um den gleichen Grad an
mikrobiologischer Kontrolle in diesem Medium zu bewirken, (ii) die
in dieses wässrige
Medium eingebrachte Menge an DBDAH eine Menge an "freiem Chlor" freisetzt, die größer als die
Menge an "freiem
Chlor" ist, die
in einem solchen Medium durch eine äquimolare Menge BCDMH freigesetzt
werden würde,
und (iii) die Menge an "freiem
Chlor", die durch
die Menge dieses mindestens einen DBDAH freigesetzt wird, die in
dieses wässrige
Medium eingebracht wird, größer als
die Menge des "freien Chlors" ist, die in dieses
Medium durch eine äquimolare
Menge an BCDMH freigesetzt werden würde. Das am meisten bevorzugte,
in dieser Ausführungsform
verwendete DBDAH ist 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin (DBDMH).
-
Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
dieser Erfindung wird ein Fertigungsgegenstand bereitgestellt, der
ein Verpackungsmaterial und eine in dem Verpackungsmaterial enthaltene
biozide Zusammensetzung umfasst, wobei die biozide Zusammensetzung
als aktiven Bestandteil/aktive Bestandteile der Zusammensetzung
mindestens 95 Gew.%, insbesondere mindestens 97 Gew.% und am meisten
bevorzugt mindestens 99 Gew.% von einem oder mehreren 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoinen
umfasst, wobei eine der Alkylgruppen in der 5-Position eine Methylgruppe
ist und die andere Alkylgruppe in der 5-Position im Bereich von
1 bis 4 Kohlenstoffatomen aufweist, am meisten bevorzugt 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin,
wobei der Rest, soweit vorhanden, auf 100 Gew.% inaktiver Bestandteil/inaktive
Bestandteile ist, wobei das Verpackungsmaterial ein Etikett umfasst,
welches angibt, dass das Produkt als Biozid für Abwasser, Umlauf-Kühlwassersysteme,
Kühlwassersysteme
mit einmaligem Durchlauf, Pasteurisierungsgeräte der Brauereien, Zellstoff-
und Papiermühlensysteme,
Luftreinigungssysteme, Luft- und
Gaswäschersysteme
oder Wasserspiele für
Dekorationszwecke oder jegliche Kombination von irgendwelchen zwei
oder mehr hiervon verwendet werden kann. Es ist zudem bevorzugt,
dass das Etikett angibt, dass das Produkt als Biozid für mindestens vier
(4) der genannten acht (8) Anwendungen oder Verwendungsmuster verwendet
werden kann, und am meisten bevorzugt für alle acht (8) der vorhergehenden
acht (8) Anwendungen oder Verwendungsmuster. Es ist ferner bevorzugt,
dass dieses Etikett angibt, dass die Dosierrate für mindestens
eine (1) und insbesondere mindestens vier (4) der vorhergehenden
acht (8) Anwendungen oder Verwendungsmuster so sein soll, dass ein
Restbromgehalt von 0,5 bis 5 ppm oder nach Bedarf aufrechterhalten
wird, um die Kontrolle aufrechtzuerhalten.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
dieser Erfindung wird ein Fertigungsgegenstand bereitgestellt, der
ein Verpackungsmaterial und eine in dem Verpackungsmaterial enthaltene
biozide Zusammensetzung umfasst, wobei die biozide Zusammensetzung
als aktiven Bestandteil/aktive Bestandteile der Zusammensetzung
mindestens 95 Gew.%, insbesondere mindestens 97 Gew.% und am meisten
bevorzugt mindestens 99 Gew.% von einem oder mehreren 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoinen
umfasst, wobei eine der Alkylgruppen in der 5-Position eine Methylgruppe
ist und die andere Alkylgruppe in der 5-Position im Bereich von
1 bis 4 Kohlenstoffatomen aufweist, am meisten bevorzugt 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin,
wobei der Rest, soweit vorhanden, auf 100 Gew.% inaktiver Bestandteil/inaktive
Bestandteile ist, wobei das Verpackungsmaterial ein Etikett umfasst,
welches angibt, dass das Produkt von Herstellern zur Formulierung
von Bioziden für
Abwasser, Umlauf-Kühlwassersysteme,
Kühlwassersysteme
mit einmaligem Durchlauf, Pasteurisierungsgeräte der Brauereien, Wasser im
Erholungsbereich, Zellstoff- und Papiermühlensysteme, Luftreinigungssysteme,
Luft- und Gaswäschersysteme
oder Wasserspiele für
Dekorationszwecke oder Desinfektionsmittel für harte Oberflächen oder
jegliche Kombination von irgendwelchen zwei oder mehr hiervon verwendet werden
kann, wobei das genannte Wasser im Erholungsbereich ein oder mehrere
von Schwimmbecken, Heißwasserbütten und
Spas umfasst. Es ist zudem bevorzugt, dass das Etikett angibt, dass
Formulierer, die das Produkt verwenden, für die EPA-Registrierung ihrer
formulierten Produkte verantwortlich sind.
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Gemäß einer
anderen, besonders bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung
wird ein Fertigungsgegenstand bereitgestellt, der ein Verpackungsmaterial
und eine in dem Verpackungsmaterial enthaltene biozide Zusammensetzung
umfasst, wobei die biozide Zusammensetzung als aktiven Bestandteil/aktive
Bestandteile der Zusammensetzung mindestens 95 Gew.%, insbesondere
mindestens 97 Gew.% und am meisten bevorzugt mindestens 99 Gew.%
von einem oder mehreren 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoinen umfasst,
wobei eine der Alkylgruppen in der 5-Position eine Methylgruppe
ist und die andere Alkylgruppe in der 5-Position im Bereich von
1 bis 4 Kohlenstoffatomen aufweist, am meisten bevorzugt 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin,
wobei der Rest, soweit vorhanden, auf 100 Gew.% inaktiver Bestandteil/inaktive
Bestandteile ist, wobei das Verpackungsmaterial ein Etikett umfasst,
welches angibt, dass das Produkt als Biozid oder Desinfektionsmittel
zur Verwendung in Schwimmbecken, Spas und/oder Heißwasserbütten verwendet
werden kann. Es ist ferner bevorzugt, dass dieses Etikett angibt,
dass
- 1) der Gehalt an aktivem Brom in häuslichen
Spas oder Heißwasserbütten zwischen
2 und 4 ppm gehalten werden soll und in kommerziellen Spas oder
Heißwasserbütten zwischen
3 und 6 ppm, wobei der pH-Wert des Wassers auf 7,2 bis 7,6 eingestellt
wird, bevor die Behandlung mit der Biozidzusammensetzung begonnen
wird, und/oder
- 2) der Gehalt an aktivem Brom in Schwimmbecken zwischen 1 und
4 ppm gehalten wird, wobei der pH-Wert des Wassers vor Beginn der
Behandlung mit der bioziden Zusammensetzung auf 7,2 bis 7,6 eingestellt wird.
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Eine
weitere Ausführungsform
dieser Erfindung ist ein Verfahren zur Bereitstellung eines mikrobiologischen
Kontrollmittels für
Wasser, bei dem ein erfindungsgemäßer Fertigungsgegenstand wie
hier beschrieben bereitgestellt wird.
-
Die
erfindungsgemäß bereitgestellten
bioziden Zusammensetzungen oder Wasserkontrollmittel liegen typischerweise
in Pulverform oder in verdichteter Form, wie Körnern, Nuggets, Pelltes, Tabletten,
Briketts oder Pucks vor.
-
Eine
Kategorie von biozid wirksamen Zusammensetzungen ist ein Biozid
oder Desinfektionsmittel, wobei mindestens 20 Gew.%, vorzugsweise
mindestens 50 Gew.%, insbesondere mindestens 90 Gew.% und am meisten
bevorzugt mindestens 95 Gew.% eines Biozids oder einer Desinfektionszusammensetzung
ein oder eine Mischung der obigen 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoine
(DBDAH) ist. Der Rest, falls vorhanden, auf 100 Gew.% ist aus einem
oder mehreren biozid inaktiven Bestandteilen gebildet, wie beispielsweise
einem oder mehreren Bindemitteln, Füllstoffen, Hilfsstoffen, Farbstoffen
oder Färbungsmitteln,
Parfüms,
Stabilisatoren und/oder Fertigungsnebenprodukten.
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Fertigungsgegenstände wie
oben beschrieben, in denen biozide oder Desinfektionszusammensetzungen
verpackt sind, die im Wesentlichen aus einem oder einer Mischung
der oben beschriebenen 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoine (DBDAH)
als aktiver Bestandteil/aktive Bestandteile bestehen, die auf einem
Etikett identifiziert sind, das an der Verpackung befestigt oder
in Kontakt mit dieser gehalten wird und von außerhalb der Verpackung sichtbar
ist, werden erfindungsgemäß bereitgestellt.
Diese Erfindung liefert in ähnlicher
Weise Fertigungsgegenstände
wie oben beschrieben, in denen biozide oder Desinfektionszusammensetzungen
verpackt sind, die im Wesentlichen aus (i) 20 bis 99,9 Gew.% von
einem oder einer Mischung dieser 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoinen (DBDAH)
als aktiver Bestandteil/aktive Bestandteile, die auf einem Etikett
identifiziert sind, das an der Verpackung befestigt oder in Kontakt
mit dieser gehalten wird und von außerhalb der Verpackung sichtbar
ist, zusammen mit (ii) 0,1 bis 80 Gew.% von einem oder mehreren
biozid inaktiven Bestandteilen bestehen, wobei die Summe von (i)
und (ii) 100 Gew.% ergibt.
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Die
bei der Durchführung
dieses zweiten Aspekts dieser Erfindung verwendeten 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoine
sind je ne, die oben im Zusammenhang mit dem ersten Aspekt dieser
Erfindung beschrieben wurden, einschließlich (a) der jeweiligen bevorzugten,
besonders bevorzugten und bevorzugteren Mitglieder von jenen, die
oben unter dem kostengünstigen
Aspekt angegeben sind, und (b) der bevorzugten und besonders bevorzugten
Mischungen der oben identifizierten 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoine.
Wie gemäß dem ersten
Aspekt ist das bei der Durchführung
dieses Aspekts der Erfindung verwendete, am meisten bevorzugte Biozid
1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin. Wie im Fall des ersten Aspekts,
wenn eine Mischung von zwei oder mehr der 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoine
erfindungsgemäß hergestellt
oder verwendet wird, können
die individuellen Biozide der Mischung in irgendwelchen Anteilen
relativ zueinander vorliegen.
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Der
biozid inaktive Bestandteil/die biozid inaktiven Bestandteile kann/können beispielsweise
ein oder mehrere Bindemittel, Füllstoffe,
Hilfsstoffe, Farbstoffe oder Färbungsmittel,
Stabilisatoren, Parfüms
und/oder Fertigungsnebenprodukte sein. Die meisten dieser inaktiven
Bestandteile sind konventionell und Fachleuten wohl bekannt. Derartige
inaktive Bestandteile sind in dem Maße, in dem sie in nachweisbaren
Mengen vorhanden sind, in dem U.S. Environmental Protection Agency
in Form ihrer chemischen Zusammensetzungen in einer vertraulichen
Offenbarungsform offenbart. Derartige Bestandteile werden auf dem
Etikett typischerweise als "andere" Bestandteile, "inerte" Bestandteile, "inaktive" Bestandteile oder
durch Verwendung eines gleichwertigen Begriffs bezeichnet. Ein bevorzugter
Bindemitteltyp zur Herstellung erfindungsgemäßer verdichteter Produkte ist,
wie bereits gesagt, ein gesättigtes,
normalerweise festes Fettamid wie in der US-A-5 565 576 beschrieben,
und ein speziell bevorzugter Bindemitteltyp für diese Verwendung ist ein
mikronisiertes, synthetisches Kohlenwasserstoffwachs auf Polyolefinbasis
und/oder ein mikronisiertes, synthetisches Polyfluorkohlenstoffwachs,
das zur Bildung des verdichteten Produkts effektiv ist, vorausgesetzt,
dass das Wachs mit dem DBDAH wie oben im Zusammenhang mit dem er sten
Aspekt dieser Erfindung beschrieben ausreichend verträglich ist.
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Es
geht daraus hervor, dass die Zusammensetzungen des ersten Aspekts
dieser Erfindung gemäß diesem
zweiten Aspekt der Erfindung in geeignet verpackter und etikettierter
Form bereitgestellt werden.
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Diese
verpackten und etikettierten Zusammensetzungen gehören in die
erste Kategorie dieses zweiten Aspekts der Erfindung.
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Natürlich müssen alle
anwendbaren Gesetze, Regeln und Verordnungen des Landes oder der
Länder beachtet
werden, in die bzw. in denen der erfindungsgemäße Fertigungsgegenstand gefertigt,
verkauft, transportiert und verwendet werden soll, einschließlich aller
Belange, die die Etikettierung des Fertigungsgegenstands betreffen.
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Gemäß bestimmten
Ausführungsformen
dieser Erfindung umfasst das Verpackungsmaterial ein Etikett, das
zeigt, angibt, bezeichnet, kundtut oder spezifiziert, dass ein aktiver
Bestandteil der Zusammensetzung einer oder mehrere 1,3-Dibrom-5,5-dialkylhydantoin(e)
(DBDAH) ist. Das Etikett zeigt, gibt an, bezeichnet, tut kund oder
spezifiziert außerdem
den Prozentsatz des DBDAH, der tatsächlich in der Zusammensetzung
vorhanden ist, wobei dieser Prozentsatz mindestens 20 Gew.%, vorzugsweise
mindestens 50 Gew.%, insbesondere mindestens 90 Gew.% und am meisten
bevorzugt im Bereich von 95 bis 100 Gew.% der Gesamtbestandteile
der Biozid- oder Desinfektionszusammensetzung ist.
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Das
Verpackungsmaterial selbst kann Glas, Kunststoff, Metall, Pappe
oder irgendein anderes geeignetes inertes Material oder irgendeine
Kombination von Materialien umfassen, die nicht mit irgendwelchen
der Bestandteilen darin reagiert. Das Verpackungsmaterial dient
als ein oder mehrere Behälter
für die
biozide Zusammensetzung und kann selbst eine Umhüllung definieren, in denen
mindestens ein Teil der Innenwände
in direktem Kontakt mit den Bestandteilen darin ist, wie beispiels weise
eine Box, Trommel, Eimer, Dose, Beutel, Topf oder ähnlicher
Behälter.
Diese Innenwände
können
eine Schutzbeschichtung oder Auskleidung aufweisen, und wenn der
Behälter
ein Metallbehälter
ist, sollte dies so sein. Das Verpackungsmaterial kann alternativ einen äußeren Anteil
umfassen, der als Gehäuse
für einen
oder mehrere innere Behälter
dient, die in dem äußeren Anteil
eingeschlossen sind, wie beispielsweise eine Box, einen Packkorb,
einen Beutel, eine Trommel oder einen Topf, in dem mindestens ein
innerer Behälter
angeordnet ist. Das Verpackungsmaterial kann beispielsweise ein äußerer Behälter sein,
wie eine Box oder ein Eimer, der einen oder mehrere Beutel oder
Boxen enthält,
in denen die Bestandteile angeordnet sind. Andere ähnliche
Verpackungsmaterialien können
sich Fachleuten nach Lesen dieser Offenbarung von selbst ergeben.
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Das
Verpackungsmaterial umfasst vorzugsweise auch ein oder mehrere Eintrittstellen,
durch die der Inhalt der Packung entnommen werden kann, beispielsweise
entweder (i) direkt als gesamte oder Teil der Bestandteile (z. B.
durch Gießen,
Schöpfen,
Auswickeln oder anderweitiges Extrahieren oder Gewinnen von Bestandteilen
aus der Packung) oder (i) indirekt als eine oder mehrere intakte
kleinere Packungen, wobei die kleineren Packungen wiederum nach
Bedarf geöffnet
werden, um Zugang zu den Bestandteilen zu bekommen. Diese und vielleicht
andere Weisen, um Zugang zu den Bestandteilen zu liefern, ergeben
sich Fachleuten nach Lesen dieser Offenbarung von selbst.
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Das
Etikett ist typischerweise in geeigneter Weise am Äußeren des
Verpackungsmaterials befestigt. Eine transparente (oder leicht durchscheinende) Überverpackung
kann jedoch auf der Packung oder den Packungen über dem Etikett aufgebracht
werden, damit das Etikett gelesen werden kann, ohne die Umverpackung
zu entfernen. Beispielsweise können
mehrere unetikettierte Behälter
auf einer Palette angeordnet werden, wobei eine transparente Umverpackung
an dem oberen Teil der Palette befestigt ist und die Behälter einschließt. In einer
derartigen Packung kann ein Etikett in der Umverpackung an einer
Stelle angeordnet sein, die von außen zu sehen ist. Die Ver packung
kann in ähnlicher
Weise ein starrer oder halbstarrer Behälter sein, der von transparenter
Schrumpffolie umhüllt
wird, die auch das Etikett umhüllt,
so dass es von außen
betrachtet werden kann.
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Das
Etikett ist vorzugsweise durch Kleben außen an dem Verpackungsmaterial
befestigt, wie beispielsweise durch Verwendung eines bedruckten
Papieretiketts mit einer geeigneten Klebstoffsubstanz an seiner
Rückseite.
Alternativ kann das Etikett direkt auf die äußere Oberfläche des Verpackungsmaterials
gedruckt worden sein, beispielsweise mit einem Siebdruckverfahren.
Es kann gewünschtenfalls
jede andere geeignete Weise zum Etikettieren des Verpackungsmaterials
verwendet werden, z. B. Beschriften mittels Schablone.
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Das
Etikett der erfindungsgemäßen Fertigungsgegenstände identifiziert
vorzugsweise den aktiven Bestandteil/die aktiven Bestandteile der
in der Packung enthaltenen Zusammensetzung, von denen mindestens einer
DBDAH sein muss. Die bevorzugten Etiketten spezifizieren auch die
Menge (typischerweise in Gew.%) von jedem aktiven Bestandteil, der
in der in der Packung enthaltenen Zusammensetzung enthalten ist,
sowie die Menge (typischerweise in Gew.%) von jedem inaktiven Bestandteil/jeglichen
inaktiven Bestandteilen, die in der in der Packung enthaltenen Zusammensetzung
enthalten sind. Gemäß bevorzugteren
erfindungsgemäßen Fertigungsgegenständen enthält das Etikett
auch Informationen zur Dosierrate. Es ist in jeder Ausführungsform
dieser Erfindung gewünscht,
wenn nicht erforderlich, einen sichtbaren Aufkleber einzuschließen, der
angibt, dass der Inhalt der Packung ein Oxidationsmittel ist.
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Alle
oben in Bezug auf den ersten Aspekt dieser Erfindung in Hinsicht
auf "freies Chlor" und "Gesamtchlor" und Testverfahren
einschließlich
der DBDAH- und BCDMH-Testverfahren angegebenen Beschreibungen und
Erklärungen
gelten genauso für
den zweiten Aspekt dieser Erfindung und müssen somit nicht wiederholt
werden.
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Das
erfindungsgemäße verpackte
Biozid kann in Form von Pulver, Körnern, Nuggets, Kapseltabletten, Pellets,
Tabletten, Briketts oder Steinen vorliegen. Wenn das erfindungsgemäße verpackte
biozide Produkt als einzigen aktiven Bestandteil 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin
in einer verdichteten Form enthält,
kann diese verdichtete Form ohne Verwendung eines Bindemittels hergestellt
werden, vorausgesetzt, dass die durchschnittliche Teilchengröße des 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoins
(DBDMH) mindestens 175 μm
beträgt.
Alternativ und besonders bevorzugt sind die verdichteten Formen
DBDMH und in der Tat werden irgendwelche und alle DBDAH mit Verwendung
eines Bindemittels hergestellt. Bevorzugte Bindemittel (Fettamidbindemittel) und
besonders bevorzugte Bindemittel (mikronisiertes, synthetisches
Kohlenwasserstoffwachs auf Polyolefinbasis und/oder mikronisiertes,
synthetisches Polyfluorkohlenstoffwachs) für diese Verwendung sind oben
beschrieben und benannt worden.
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Die
Menge der erfindungsgemäßen verpackten
Biozide ist eine biozid wirksame Menge, z. B. eine Menge, die mindestens
ausreicht, um wesentliche mikrobiologische Kontrolle, wenn nicht
vollständige
mikrobiologische Kontrolle, in dem zu behandelnden Wasser und/oder
wesentliche Biofilmauslöschung,
wenn nicht vollständige
Bofilmauslöschung
von den Oberflächen
in Kontakt mit dem behandelten Wassersystem zu erreichen. Dieses
Dosierniveau ist vorzugsweise auf dem Etikett der Verpackung angegeben.
Die Dosierungen liegen typischerweise im Bereich von 0,1 bis 4,5
mg "freies Chlor" pro Liter Wasser
(die 0,2 bis 10 mg Brom als Br2 pro Liter
Wasser entsprechen). Diese Dosierungen liegen im Bereich von 0,1
bis 2 mg "freies
Chlor" pro Liter
Wasser (die 0,2 bis 5 mg Brom als Br2 pro
Liter Wasser entsprechen). Abweichungen von diesen Bereichen sind
zulässig
und innerhalb des Umfangs dieser Erfindung, vorausgesetzt, dass
die Abweichungen zu ausreichender mikrobiologischer Kontrolle gemäß den Erfordernissen
des Anlasses führt,
einschließlich
anwendbarer staatlicher Gesetzgebungen.
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Die
Wirksamkeit der erfindungsgemäßen verpackten
bioziden Zusammensetzungen zur Kontrolle der mikrobiellen Schädlinge wurde
in einer Reihe von Tests gezeigt, die in einem unabhängigen mikrobiologischen und
virologischen Labor durchgeführt
wurden. In dieser Studie waren die verwendeten Pathogene Escherichia coli
und Enterococcus faecium. Eine derartige Testreihe verwendete das
offizielle AOAC-Verfahren, das Bestimmungen der mikrobiologischen
Kontrolle gegen die E. coli-Bakterien
beinhaltet. Zu der anderen Testreihe gehörte die Bestimmung der mikrobiologischen
Kontrolle gegen E. faecium. In jedem Fall wurden Vergleichstests
in der gleichen Weise unter Verwendung von N,N'-Bromchlor-5,5-dimethylhydantoin durchgeführt. Bei diesem
Test wurde kurz gesagt eine Kultur der Mikroorganismen verschiedenen
Konzentrationen einer Bromlösung
ausgesetzt, die aus einer wässrigen
Vorratslösung
der zu testenden Verbindung hergestellt worden war. In verschiedenen
Zeitintervallen wurde das Brom in den Testsuspensionen chemisch
neutralisiert, und die Menge der verbleibenden lebensfähigen Bakterien
wurde durch Aufbringen auf eine Nähragarplatte und Inkubieren
für 2 Tage
bei 37°C
ausgezählt.
Die Ergebnisse sind als der log10 der koloniebildenden
Einheiten (CFU) angegeben. Die Konzentration der Verbindung, die
zum Erreichen von vollständiger
Abtötung
in 30 Sekunden erforderlich war (d. h. es verblieben keine lebensfähigen Bakterien),
wurde in dem Test festgestellt und der U.S. Environmental Protection
Agency mitgeteilt, um die Produktregistrierung als Desinfektionsmittel
für Schwimmbecken
zu stützen.
Diese Tests sind eine der Anforderungen, die für die Produktregistrierung
beim EPA erforderlich ist, wodurch das Etikett wiederum mit Etikettierung
versehen werden darf, die das wirksame Dosierniveau des Produkts
zeigt.
-
Tabelle
4 fasst die in den Tests unter Verwendung von 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin
(DBDMH) und N,N'-Bromchlor-5,5-dimethylhydantoin
(BCDMH) erhaltenen Daten zusammen, wobei der Mikroorganismus in
jedem Fall Escherichia coli war. Es ist ersichtlich, dass das 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin
den Test mit 1 mg Brom als Br2 pro Liter
Wasser bestand, wie durch das vollständige Abtöten innerhalb von 30 Sekunden
gezeigt wird, während
1,3-Bromchlor-5,5-dimethylhydantoin zwei mg Brom als Br2 pro
Liter Wasser benötigte,
um vollständiges
Abtöten
innerhalb von 30 Sekunden zu erreichen.
-
Tabelle
4 – Wirksamkeit
gegen Escherichia coli
-
Tabelle
5 fasst die in den Tests unter Verwendung von 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin
(DBDMH) und N,N'-Bromchlor-5,5- dimethylhydantoin
(BCDMH) erhaltenen Daten zusammen, wobei der Mikroorganismus in
jedem Fall E. faecum war. Tabelle 5 zeigt, dass das 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin
den Test mit 1 mg Brom als Br2 pro Liter
Wasser bestand, wie durch das vollständige Abtöten innerhalb von 30 Sekunden
gezeigt wird, während
1,3-Bromchlor-5,5-dimethylhydantoin zwei mg Brom als Br2 pro
Liter Wasser benötigte,
um vollständiges
Abtöten
innerhalb von 30 Sekunden zu erreichen.
-
Tabelle
5 – Wirksamkeit
gegen E. faecium
-
Es
ist ersichtlich, dass dieser zweite Aspekt die Bereitstellung von
geeignet verpackten und etikettierten Gegenständen ermöglicht, die die bioziden Zusammensetzungen
enthalten, die gemäß dem ersten
Aspekt dieser Erfindung verwendet werden können und die verschiedenen
Vorteile derselben liefern, einschließlich des vorliegenden Materials
von A) bis X) oben.
-
Bezugnahmen
auf Biofilm auf einer Oberfläche
in Kontakt mit einem wässrigem
Medium oder Wasser sollen nicht so gesehen werden, dass das wässrige Medium
oder Wasser in konstantem Kontakt mit dieser Oberfläche sein
muss. Solange das wässrige
Medium oder Wasser in Kotakt mit einer Oberfläche kommt, führt dies
oft genug zur Bildung von Biofilm auf einer derartigen Oberfläche, es
liegt innerhalb des Umfangs dieser Erfindung, ein derartiges wässriges
Medium oder Wasser erfindungsgemäß zu behandeln,
um diesen Biofilm zu bekämpfen.
Die Erfindung beinhaltet beispielsweise die Behandlung von wässrigen
Medien oder Wasser, das auf oder gegen eine Oberfläche mit
einer ausreichenden Häufigkeit
gespritzt, gesprüht
oder getropft wird, so dass sich Biofilm auf dieser Oberfläche entwickelt.
Es sei auch darauf hingewiesen, dass das wässrige Medium oder Wasser irgendwelche
von vielen Verunreinigungen und/oder Unreinheiten enthalten kann.
Die einzige Anforderung ist, dass dieses wässrige Medium oder Wasser periodisch
oder konstant eine Oberfläche kontaktiert,
so dass die Bildung von Biofilm auf der Oberfläche stattfindet, und dass die
Verunreinigungen und/oder Unreinheiten in dem wässrigen Medium oder Wasser
das/die 1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin(e), wie
1,3-Dibrom-5,5-dimethylhydantoin nicht daran hindert, den Biofilm
auf dieser Oberfläche
auszulöschen oder
mindestens dessen Menge zu verringern.
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Der
Begriff "Liefern" bedeutet hier einschließlich der
Ansprüche
das Durchführen
oder Herbeiführen von
einer oder mehrere der folgenden Aktivitäten: Werben, Vermarkten, den
Verkauf fördern,
Anbieten zum Verkauf, Verkaufen, Tauschhandel treiben, Handeln,
Leasing, Waren vertreiben, Importieren, Exportieren, gewerblich
handeln, Versorgen, Distributieren, Ab geben und jegliche und alle
anderen Aktivitäten
mit gleicher Bedeutung.
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Die
Begriffe "wässriges
Medium" und "Wasser" beziehen sich hier
einschließlich
der Ansprüche
auf jegliche Flüssigkeit
und schließen
diese ein, in der die vorwiegende flüssige Komponente Wasser ist.
Dieses wässrige
Medium oder Wasser kann verschiedene andere Materialien, ob organisch
oder anorganisch oder beide, enthalten, und beispielhaft sind Wasser
im Erholungsbereich, industrielles Kühlwasser, Prozesswasser und
Abwasser. Wie in der Technik bekannt ist, ist das Wasser, wenn es
einen pH-Wert von mindestens etwa 8 hat, in die Kategorie des Wassers
im Erholungsbereich nicht eingeschlossen, mindestens nicht derzeit
in den Vereinigten Staaten.
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Verbindungen,
die irgendwo in dem Dokument mit chemischem Namen oder Formel genannt
sind, werden unabhängig
davon, ob sie im Singular oder Plural angegeben werden, so bezeichnet,
wie sie vorlagen, bevor sie in Kontakt mit anderer Substanz kamen,
die mit chemischem Namen oder chemischem Typ angegeben ist (z. B.
andere Komponente oder Lösungsmittel).
Es kommt nicht darauf an, welche einleitenden chemischen Veränderungen,
falls vorhanden, in der resultierenden Mischung oder Lösung stattfinden,
da diese Veränderungen
das natürliche
Ergebnis des Zusammenbringens der spezifizierten Substanzen unter
den Bedingungen sind, die diese Offenbarung verlangt. Selbst wenn
sich die Ansprüche
auf Substanzen in der Gegenwartform ("umfasst" oder "ist")
beziehen können,
erfolgt die Bezugnahme auf die Substanz, wie sie zu der Zeit unmittelbar
vor dem ersten Kontaktieren, Vermischen oder Mischen mit einer oder
mehreren anderen Substanzen gemäß der vorliegenden
Offenbarung vorgelegen hat.
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Außer wenn
ausdrücklich
anders angegeben, soll der Artikel "ein" oder "eine", falls und wie hier
verwendet, nicht einschränkend
sein und soll nicht als einen Anspruch auf ein einziges Element
einschränkend angesehen
werden soll, das der Artikel nennt. Der Artikel "ein" oder "eine" soll, falls und
wie hier verwendet, stattdessen ein oder mehrere Elemente abdecken,
wenn der Text nicht ausdrücklich
etwas anderes besagt.
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Es
ist auch klar, dass die Begriffe "wesentlich" und "im Wesentlichen" bedeuten, dass chemische Verfahren
und Behandlungen üblicherweise
keine Absolutwerte beinhalten. Anstelle der Beschreibung einer Variable
oder eines Ergebnisses als Absolutwert ist es daher weitaus realistischer,
die Variable oder das Ergebnis als in wesentlicher Nähe der ausgedrückten Variable
oder des ausgedrückten
Ergebnisses zu beschreiben. Wenn beispielsweise die Auslöschung eines
Organismus beschrieben wird, kann es realistischer sein, sich auf die
wesentliche Auslöschung
des Organismus zu beziehen, statt nahe zu legen, dass die absolute
vollständige Auslöschung stattfindet,
da ein Fachmann vollständig
erkennt, dass ein wesentliches Abtöten ein sehr erwünschtes
Ergebnis ist und es immer die Möglichkeit
gibt, dass sogar ein geringer Anteil der Organismen die Behandlung überlegt,
wobei das Gesamtergebnis dennoch in den meisten Fällen sehr
günstig
ist. Dieses Dokument sollte daher mit Vernunft und gesundem Menschenverstand
gelesen werden.
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Der
Begriff "wasserlöslich" bedeutet hier, dass
der betreffende biozid wirksame Bestandteil mindestens ausreichende
Löslichkeit
hat, um adäquate
biologische Kontrolle in dem Wasser zu liefern, in dem er verwendet
wird. Der Bestandteil kann noch größere Löslichkeit aufweisen, muss jedoch
nicht in allen Proportionen in Wasser löslich sein.
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Der
Begriff "Aufkleber" bedeutet jegliches
Etikett, das nach irgendwelchen Verfahren an Verpackungsmaterial
befestigt werden kann, so dass der Inhalt des Aufklebers visuell
vom Äußeren der
Verpackung wahrgenommen werden kann.
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Die
Erfindung unterliegt bei ihrer Durchführung erheblicher Variation.
Daher sollte die vorhergehende Beschreibung nicht einschränken und
soll nicht als die Erfindung auf die hier gegebenen speziellen Veranschaulichungen
einschränkend
angesehen werden.