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Die
vorliegende Erfindung betrifft mikrobizide Zusammensetzungen und
ihre Verwendung.
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Schadmikroorganismen
schädigen
viele Materialien, Produkte und Herstellungsverfahren. Es sind neue
mikrobizide Zusammensetzungen erforderlich, um dies zu verhindern,
insbesondere Zusammensetzungen, die bei hohen pH-Werten wirksam
sind, d. h. pH-Werten oberhalb 4, insbesondere von 8 bis 12.
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Viele
mikrobizide Zusammensetzungen für
die Bekämpfung
von Mikroorganismen sind im Handel erhältlich. Beispiele für Mikrobizide,
von denen bekannt ist, daß sie
bei hohen pH-Werten wirksam sind, sind quartäre Ammoniumverbindungen wie
Cetylpyridiumchlorid, Di-N-decyldimethylammoniumchlorid
oder N-Hexadecyl-N,N-trimethylammoniumbromid.
Diese Verbindungen sind jedoch schaumbildend und schwierig handzuhaben.
Obwohl andere Mikrobizide existieren, sind diese bei alkalischen
pH-Werten, insbesondere
um und oberhalb 10, nicht stabil und daher nicht aktiv; ein Beispiel
hierfür
ist die Familie der Isothiazolone.
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Es
ist seit vielen Jahren bekannt (z. B. in der
DE-A
10 24 743 beschrieben), daß Metallsalze, wie Ca-, Ba-,
Al-, Pb-, Ag-, Cu-, Fe-, Ni- oder Zn-Salze der N-Alkyl-N-nitrohydroxylamine (auch N'-Hydroxy-N-alkyldiazeniumoxide
genannt) wirksam bei der Hemmung von pilzlichem Wachstum sind.
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US 2,954,314 beschreibt
die Verwendung von N-Nitrosohydroxylaminen
und ihren Salzen als Fungizide, darunter seine Verwendung für den Schutz
von verschiedenen Materialien wie Früchten, Textilien, Papier, Leim,
Leder oder Holz.
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DE-A 36 05 008 und
DE-A 36 39 063 beschreiben
die Verwendung des Cu-Salzes des N'-Hydroxy-N-cyclohexyldiazeniumoxids
(CuHDO) für
den Schutz von Holz.
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Die
EP-A 358 072 beschreibt
ein Verfahren zur Bekämpfung
von Organismen, die unter feuchten Bedingungen wachsen, wie Algen
und Flechten, durch Behandlung mit gewissen Metallsalzen, insbesondere Kupfer-,
Aluminium- oder Zinnsalzen, oder Aminsalzen des N'-Hydroxy-N-cyclohexyldiazeniumoxids.
Die biozide aktive komponente kann direkt in eine Polymermatrix,
wie eine Polymerfolie, eingearbeitet werden oder kann Medien auf
Basis von wäßrigen oder
organischen Lösungsmitteln,
die zu schützen
sind, wie Anstrichen, wie insbesondere Antifouling-Anstrichen, zugegeben
werden. Die
EP-A 358
072 beschreibt auch die Verwendung von Mischungen dieser
bioziden Komponenten mit anderen Bioziden; es werden jedoch keine
spezifischen Beispiele angeführt.
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Alle
genannten Schriften befassen sich mit der Bekämpfung von Mikroorganismenwachstum,
d. h. dem Vorbeugen gegen Mikroorganismenwachstum.
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Überraschenderweise
wurde nun gefunden, daß Bakterien,
Schimmel, Hefe und Algen durch die Ausbringung einer Zusammensetzung
nach Anspruch 1, die das Kupfersalz des N'-Hydroxy-N-cyclohexyldiazeniumoxids
(CuHDO) enthält,
abgetötet
werden können.
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Noch überraschender
wurde gefunden, daß das
CuHDO, wenn es in situ, d. h. bei der Ausbringung, hergestellt wird,
eine verbesserte Wirkung aufweist als zuvor hergestelltes CuHDO.
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Ebenfalls überraschenderweise
wurde gefunden, daß eine Mischung
aus CuHDO mit einem beliebigen Biozid aus einer großen Reihe
von Bioziden eine verbesserte Wirkung gegen ein breites Mikroorganismenspektrum
aufweisen kann.
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Gemäß einem
ersten Aspekt stellt die Erfindung die Verwendung einer Zusammensetzung
umfassend CuHDO-Salz und ein Verdünnungsmittel, wobei die Zusammensetzung
einen pH-Wert von mindestens 4 aufweist und wobei das CuHDO in situ
bei der Anwendung oder dem Medium mittels eines wasserlöslichen
Salzes von N'-Hydroxy-N-cyclohexyldiazeniumoxid
und einem Cu-haltigen Salz entsteht, für die Bekämpfung und/oder das Abtöten von
Bakterien, Hefe/Schimmel und Algen bei Industriematerialien und/oder
industriellen Verfahren, bereit.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt stellt die Erfindung die Verwendung einer Zusammensetzung,
die (A) CuHDO und (B) eine weitere mikrobizid wirksame Komponente,
die aus einer weiter unten angeführten
Reihe gewählt
ist, für
die Bekämpfung
von Mikroorganismen bereit, wobei die Zusammensetzung einen pH-Wert
von mindestens 4 aufweist und wobei das CuHDO in situ bei der Anwendung
oder dem Medium mittels eines wasserlöslichen Salzes von N'-Hydroxy-N-cyclohexyldiazeniumoxid und
einem Cu-haltigen Salz entsteht. Solch eine Verwendung kann zum
Abtöten
der Mikroorganismen führen.
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Wird
CuHDO gemeinsam mit einer weiteren mikrobiziden Komponente (B) eingesetzt,
so lautet die Reihe, aus der die Komponente (B) ausgewählt wird,
folgendermaßen:
- 1. Alkohole, darunter halogenierte Alkohole.
- 2. Isothiazolone.
- 3. Aktivierte Halogenverbindungen.
- 4. Formaldehyd freisetzende Verbindungen.
- 5. Phenolverbindungen.
- 6. Aldehyde.
- 7. Säuren
und Ester.
- 8. Biphenyle.
- 9. Harnstoffderivate.
- 10. O-Acetale, O-Formale.
- 11. N-Acetale, N-Formale.
- 12. Benzamidine.
- 13. Phthalimide.
- 14. Pyridinderivate.
- 15. Quartäre
Ammonium- und Phosphoniumverbindungen.
- 16. Amine.
- 17. Amphotere Verbindungen.
- 18. Dithiocarbamate.
- 19. Aktiven Sauerstoff enthaltende Verbindungen, wie Peroxid.
- 20. Anorganische Salze wie Metalloxide.
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Solche
Verbindungen können
als Komponente (B) entweder allein oder als Mischung von beliebigen dieser
Verbindungen vorliegen.
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Beispiele
für Alkoholverbindungen,
die als mikrobizid wirksame Komponente (B) dienen können, sind 2-Brom-2-nitropropan-1,3-diol
und 2-(Hydroxymethyl)-2-nitro-1,3-propandiol. Beispiele für Isothiazolonverbindungen
sind 5-Chlor-2-methyl-2H-isothiazol-3-on (CIT), 2-Methyl-2H-isothiazol-3-on (MIT),
1,2-Benzisothiazol-3(2H)-on, 2-n-Octyl-2H-isothiazol-3-on,
4,5-Dichlor-2-octyl-2H-isothiazol-3-on
und 2-Butylbenzo[d]isothiazol-3-on und Mischungen davon miteinander,
darunter auch eine Mischung von CIT mit MIT oder Mischungen von
CIT oder MIT mit einer beliebigen der folgenden Substanzen: 1,2-Benzisothiazol-3(2H)-on,
2-Octyl-2H-isothiazol-3-on, 4,5-Dichlor-2-octyl-2H-isothiazol-3-on
und 2-Butylbenzo[d]isothiazol-3-on.
Beispiele für
sonstige Verbindungen sind Dibromdicyanobutan, β-Brom-β-nitrostyrol, 7a-Ethyldihydro-1H,3H,5H-oxazolo[3,4- c]oxazol, Tetrahydro-1,3,4,6-tetrakis(hydroxymethyl)imidazo[4,5-d]imidazol-2,5(1H,3H)dion, 1,3-Dimethyl-5,5-dimethylhydantoin,
Diazolidinylharnstoffe und Imidazolidinylharnstoffe, N'-(3,4-Dichlorphenyl)-N,N-dimethylharnstoff,
3,3'-Methylenbis(5-methyloxazolidin),
2-Natriumsulfidopyridin-N-oxid
und seine Metallsalze, Dibromnitrilopropionamid, Tetrakishydroxymethylphosphoniumsalze,
ortho-Phenylphenol
und Salze des ortho-Phenylphenols, 1-(3-Chlorallyl)-3,5,7-triaza-1-azodiadamantansalze,
(5-Chlor-2,4-dichlorphenoxy)phenol, 3,4,4'-Trichlorcarbanilid (Triclocarban), o-Benzo-p-chlorphenol, p-Hydroxybenzoate,
2-(Thiocyanomethylthio)benzthiazol,
3,5-Dimethyl-1,3,5-thiadiazinan-2-thion,
2,4-Dichlorbenzylalkohol, Chlorthalonil, Methylenbis(thiocyanat),
Peressigsäure,
4,4-Dimethyloxazolidin, Phenoxyethanol, Phenoxypropanol, 2,6-Dimethyl-m-dioxan-4-olacetat,
Glutaraldehyd, Glyoxal, ortho-Phthalaldehyd, 4-(2-Nitrobutyl)morpholin,
Triazine wie 1,3,5-Tris-(2-hydroxyethyl)-1,3,5-hexahydrotriazin,
quartäre
Ammoniumverbindungen wie Benzalkoniumchlorid, Polyhexamethylenbiguanidsalze,
Poly(oxyethylen(dimethylimino)ethylen(dimethyliminoethylendichlorid, Chlorhexidingluconat,
Chlorisocyanurate, halogenierte Hydantoine wie 1-Brom-3-chlor-5,5-dimethylhydantoin und
Polamine wie Polyvinylamin- und Polyethyleniminderivate. Zu weiteren
Beispielen zählen
IPBC, Terbutryn, Ziram, Zineb, Dichlofluanid, Trichlofuanid, Folpet,
Metalldihexa-2,4-dienoat,
Tebuconazol, 3-Benzo(b)thien-2-yl-5,6-dihydro-1,4,2-oxathiazin, 4-Oxid, Pyrithione,
Thiram, Cybutryn, MBT, Carbendazim, Diuron, Chlortoluron, Fluormeturon,
Thiabendazol, Metazachlor, CuSCN oder Kupfer(I)-oxid.
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Bevorzugte
Komponenten (B) sind 2-Brom-2-nitropropan-1,3-diol, 2-Methyl-2H-isothiazol-3-on, 1,2-Benzisothiazol-3(2H)-on,
2-n-Octyl-2H-isothiazol-3-on, eine Mischung von 5-Chlor-2-methyl-2H-isothiazol-3-on
mit 2-Methyl-2H-isothiazol-3-on, Dibromdicyanobutan, Tetrahydro-1,3,4,6-tetrakis(hydroxymethyl)imidazo[4,5-d]imidazol-2,5(1H,3H)dion,
3,3'-Methylenbis(5-methyloxazolidin),
1,3-Dimethyl-5,5-dimethylhydantoin, Tetrakishydroxymethylphosphoniumsalze,
ortho-Phenylphenol
und Salze des ortho-Phenylphenols, 1-(3-Chlorallyl)-3,5,7-triaza-1-azodiadamantansalze,
(5-Chlor-2,4-dichlorphenoxy)phenol,
3,4,4'-Trichlorcarbanilid
(Triclocarban), p-Hydroxybenzoate, 2-(Thiocyanomethylthio)benzothiazol,
3,5-Dimethyl-1,3,5-thiadiazinan-2-thion,),
Iod-2-Propinylbutylcarbamat,
2-Natriumsulfidopyridin-N-oxid und seine Metallsalze, 2,4-Dichlorbenzylalkohol,
Chlorthalonil, Methylenbis(thiocyanat), Phenoxyethanol, Phenoxypropanol,
Triazine wie 1,3,5-Tris-(2-hydroxyethyl)-1,3,5-hexahydrotriazin,
quartäre
Ammoniumverbindungen wie Benzalkoniumchlorid, Polyhexamethylenbiguanidsalze,
Poly(oxyethylen(dimethylimino)ethylen(dimethyliminoethylendichlorid, Chlorhexidingluconat,
Chlorisocyanurate und Polyvinylamine, insbesondere die in
WO-A-97/32477 beschriebenen
Polyamine.
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Überraschenderweise
wurde gefunden, daß CuHDO
besonders geeignet ist, wenn es in Kombination mit 2-Brom-2-nitropropan-1,3-diol,
1,2-Benzisothiazol-3(2H)-on, 1,3,5-Tris-(2-hydroxyethyl)-1,3,5-hexahydrotriazin,
5-Chlor-2-methyl-2H-isothiazol-3-on,
2-Methyl-2H-isothiazol-3-on,
Tetrahydro-1,3,4,6-tetrakis(hydroxymethyl)imidazo[4,5-d]imidazol-2,5(2H,3H)dion, 1,3-Dimethyl-5,5-dimethylhydantoin
und Polyvinylaminen, insbesondere einem Polyamin mit 80–100%, stärker bevorzugt
90–98
Gew.-%, Vinylamineinheiten und 0–20 Gew.-%, stärker bevorzugt
2–10 Gew.-%,
Vinylformamideinheiten, ausgebracht wird.
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Am
stärksten
bevorzugt ist die in Kombination mit CuHDO eingesetzte Komponente
bei hohen pH-Werten stabil.
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Wie
oben erwähnt
kann CuHDO, auch als einzige mikrobizid aktive Komponente, nicht
nur für
die Bekämpfung
des Wachstums von Mikroorganismen, darunter Viren, eingesetzt werden,
sondern auch, um gewisse Mikroorganismen, insbesondere Pilze, genauer
gesagt Aspergillus niger und Chaetomium globosum, und auch Hefen
z. B. Saccharomyces cerevisiae, Candida albicans und Malassezia
furfur, die Hefe, die Schuppen verursacht, sowie gewisse Organismen
wie Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas aeruginosa, Alcaligenes
faecalis, Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermis, Corynebacterium
xerosis, Propionibacterium acnes, Pityrosporum ovale, Aspergillus
niger, Alternaria alternata, Aspergillus versicolor, Aureobasidium
pullulans, Cladosporium cladosporioides, Penicillium purpurogenum,
Phoma violacea, Rhodotorula rubra, Sporobolomyces roseus, Stachybotrys
chartarum, Ulocladium atrum, Chlorella sp, Pleurococcus sp, Nostoc
muscorum, Oscillatoria tenuis, Stichococcus bacillaris und Trentepohlia
aurea abzutöten.
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Tatsächlich wurde überraschenderweise
gefunden, daß CuHDO
eine wesentlich stärkere
Wirkung gegen Pilze und Algen als zuvor angenommen ausübt und daß es gegen
ein breiteres Spektrum von Mikroorganismen, insbesondere gewisse
Bakterien, die Verderb verursachen, wirksam ist.
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Demgemäß ist es
nun durch Verwendung von CuHDO gemäß Anspruch 1 möglich, Mikroorganismen abzutöten bzw.
zumindest das Wachstum von Mikroorganismen zu bekämpfen, ohne
daß toxische
Schwermetalle wie Verbindungen auf Zinn-, Blei- oder Quecksilberbasis
eingesetzt werden.
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So
kann CuHDO eingesetzt werden, um Verfahrensflüssigkeiten (z. B. Wasserbehandlung
in Kühltürmen oder
Zellstoff- und Papierverarbeitung) zu konservieren und Produkte
wie Leder, Textilien, Textilhilfsstoffe, Lederhilfsstoffe, Kosmetika,
Reiniungsmittel, Schmiermittel, Metallbearbeitungsflüssigkeiten,
Detergentien, Polymere, Kunststoffe, Gummi, Papier, Pappe, Kunststoffe,
Baumaterialien, Zement, Fliesen, Mauerwerk, Beton, Pigmentpräparate,
Anstrichformulierungen, Klebstoffe und Dichtmassen gegen Angriff
durch Mikroorganismen zu schützen.
Vorzugsweise wird das CuHDO in industriellen Verfahren wie Kühltürmen und
in der Zellstoff- und Papierverarbeitung eingesetzt. Eine weitere
bevorzugte Verwendung des CuHDO ist der Gebindeschutz von formulierten
Produkten wie Anstrichen und Hygieneprodukten. Außerdem wurde überraschenderweise
wie oben angegeben gefunden, daß CuHDO äußerst wirksam
im Schutz von Produkten, Artikeln und Formulierungen gegen gewissen
Verderb verursachende Bakterien ist, insbesondere Pseudomonas fluorescens,
Pseudomonas aeruginosa, Alcaligenes faecalis und Staphylococcus
aureus, Pilze, insbesondere Aspergillus niger, Chaetomium globosum
und Saccharomyces cerevisiae und insbesondere die Schuppen verursachende
Hefe Malassezia furfur, was den Einsatz von CuHDO in Kosmetikprodukten
eine weitere bevorzugte Anwendung macht. Die oben erwähnten Mikroorganismen
treten überall
in den angegebenen Anwendungen auf, sind jedoch normalerweise schwer
zu bekämpfen.
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Es
wird bevorzugt, daß das
behandelnde Produkt einen pH-Wert von mindestens 7, noch stärker bevorzugt
mindestens 8, insbesondere 8 bis 12, aufweist.
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Ein
bevorzugtes Produkt weist einen pH-Wert auf, der mit Kaliumhydroxid
auf mindestens 7, stärker bevorzugt
mindestens 8, eingestellt wurde. Im Gegensatz zu den meisten Mikrobiziden,
die bei hohem pH-Wert eingesetzt werden können, wie quartären Ammoniumverbindungen,
bildet CuHDO keinen Schaum und ist leicht handzuhaben.
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CuHDO
kann zu z. B. Pasten, Emulsionen oder Lösungen oder Suspension formuliert
werden oder auf feste Träger
aufgetragen werden. Falls erforderlich werden Tenside, Emulgatoren,
Chelatisierungsmittel, Hilfslösungsmittel/Lösungsmittel,
Salze, Korrosionshemmer, Farbstoffe, Duftstoffe, Antischaummittel
oder Dispergiermittel eingearbeitet werden, und zwar allein oder
in Kombination.
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Wie
oben erwähnt
kann CuHDO als Komponente (A) dadurch noch wirksamer gestaltet werden,
daß man
es mit einer weiteren wie oben definierten mikrobizid wirksamen
Komponente (B) kombiniert.
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Beispiele
für geeignete
wasserlösliche
Salze des N'-Hydroxy-N-cyclohexyldiazeniumoxid
umfassen die Salze der Alkalimetalle der 1. Hauptgruppe, z. B. Natrium,
Lithium und Kalium. Zu Beispielen für Cu-haltige Salze zählen wasserlösliche/dispergierbare
Cu-Salze wie basisches Kupfercarbonat, Kupfernitrat, Kupfersulfat
sowie Oxide des Kupfers.
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Die
In-situ-Herstellung erfolgt dadurch, daß man eine wäßrige Lösung von
mindestens einem wasserlöslichen
Salz des N'-Hydroxy-N-cyclohexyldiazeniumoxids
mit einer wäßrigen Lösung/Dispersion
von mindestens einem Cu-Salz vermischt.
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Das
in-situ-CuHDO wird bei der Anwendung dadurch erzeugt, daß man Kupfersalze
mit einem Cu-Gehalt von 1 Gew.-% bis 99 Gew.-%, vorzugsweise zwischen
30 Gew.-% bis 70 Gew.-%, noch stärker
bevorzugt zwischen 40 Gew.-% bis 60 Gew.-%, insbesondere 50 Gew.-%
bis 60 Gew.-%, mit einer Lösung
eines wasserlöslichen
Salzes N'-Hydroxy-N-cyclohexyldiazeniumoxid
mit einer Konzentration von 5 Gew.-% bis 95 Gew.-%, stärker bevorzugt
zwischen 10 Gew.-% und 65 Gew.-%, noch stärker bevorzugt zwischen 20
Gew.-% und 40 Gew.-%, insbesondere 30 Gew.-% bis 35 Gew.-% des Gesamtkonzentrats
von wasserlöslichem
Salz N'-Hydroxy-N-cyclohexyldiazeniumoxid
mischt.
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Bei
der Anwendung wird CuHDO vorzugsweise so eingesetzt, daß man zu
einer Endkonzentration von 0,001 Gew.-% bis 10 Gew.-%, stärker bevorzugt
0,01 Gew.-% bis 5 Gew.-%, insbesondere 0,02 Gew.-% bis 0,5 Gew.-%
Flüssigmedium
(inklusive eines beliebigen flüssigen
Mediums, das zu behandeln ist) gelangt.
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Jegliche
Komponenten (B) oder jegliche weitere Zusatzstoffe für die Formulierung
können
der Lösung zu
einem beliebigen Zeitpunkt zugegeben werden. Sie können den
vereinigten wäßrigen Lösungen nach
dem Mischen zugegeben werden, während
des Mischens zugegeben werden oder auch der Lösung des wasserlöslichen
Salzes des/der N'-Hydroxy-N-cyclohexyldiazeniumoxids/oxide
oder der Lösung
des bzw. der wasserlöslichen
Cu-Salzes/Salze zugegeben werden. Vorzugsweise umfaßt das wäßrige Lösungsmittel
nur Wasser; manche andere wassermischbare Lösungsmittel sind jedoch ebenfalls
möglich.
Beispiele für
solche Lösungsmittel
umfassen Alkohole wie Methanol, Ethanol, 1-Propanol oder 2-Propanol.
Im allgemeinen sollte die Wassermenge mindestens 50 Gew.-%, vorzugsweise
70 Gew.-%, der Gesamtlösungsmittelmenge
betragen.
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Erfindungsgemäße Zusammensetzungen,
inklusive solche Kombinationen, weisen eine besonders starke mikrobiozide
Breitbandwirkung auf und können
daher für
die wirksame Bekämpfung
von vielen unerwünschten
Mikroorganismen eingesetzt werden. Solche kombinierten Wirkkomponenten
und daraus hergestellte Formulierungen können auf chemischem Wege Schadorganismen
zerstören,
entgegenwirken oder diese wirkungslos machen, Schadwirkungen vorbeugen
oder auf sonstige Art und Weise wirken. Erfindungsgemäße Formulierungen
können
zur Vorbeugung gegen mikrobielle Kolonisierung von industriellen
Materialien eingesetzt werden; anders ausgedrückt, können sie für die Gebindekonservierung
eingesetzt werden. Außerdem
dienen sie als mikrobizide Ausstattungsmittel für Produkte; anders ausgedrückt können sie
für die
Filmkonservierung eingesetzt werden.
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Unter "industriellen Materialien" sind nichtlebende
Materialien zu verstehen, wie sie in technisch-industriellen Verfahren angegriffen
werden. Industrielle Materialien, die gegen Schädigung oder Zerstörung durch
Mikroorganismen durch erfindungsgemäße Formulierungen geschützt werden
können,
sind zum Beispiel Appreturen, Bohröle, Dispersionen, Emulsionen,
Farbstoffe, Klebstoffe, Kalk, Lacke, Pigmentzubereitungen, Papier,
Papierverarbeitungsmaterialien, Textilien, Textilverarbeitungsmaterialien,
Leder, Lederverarbeitungsmaterialien, Holz, Beschichtungsmaterialien,
Antifouling-Beschichtungen und -Farben, Kunststoffartikel, Kunststoffsubstrate
wie Polyethylen, Polypropylen, Polyamid, Polyurethan und dergleichen,
Kosmetika, Wasch- und Reinigungsmaterialien, Kühlschmiermittel, Hydraulikflüssigkeiten,
Dichtungsmassen, Fensterkit, Verdickungslösungen, Vliese sowie Teppichschichten
und sonstige Materialien, die von Mikroorganismen angegriffen oder
zerstört
werden können.
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Unter "industriellen Verfahren" versteht man Anlagen,
insbesondere chemische Anlagen, Produktionsanlagen oder maschinelle
Produktionseinrichtungen, in denen "industrielle Materialien" als Hilfsstoffe
oder Reaktionsmedien eingesetzt werden. Zu Beispielen zählen Reaktionsbehälter, Lagerungsbehälter, Heizbehäler (Radiatoren),
Wärmetauscher-Kreisläufe oder
Air-Conditioning-Einheiten.
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Ebenso
können
erfindungsgemäße Formulierungen
für die
Wasserbehandlung eingesetzt werden. Unter Wasserbehandlung versteht
man den Zusatz von Formulierungen zu Prozeßwasser, zum Beispiel die Bekämpfung von
Schleim in der Papierindustrie, und für die Bekämpfung von Schadorganismen
in der Zuckerindustrie. Sie beugen dem Wachstum von Mikroorganismen
vor bzw. bekämpfen
dieses in Kühlkreisläufen, bei der
Luftbefeuchtung oder in Bohr- und Förderflüssigkeit in der Ölindustrie.
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Erfindungsgemäße Formulierungen
können
zum Desinfizieren von z. B. Flaschen, Geräten, Händen, Abfall, Abwasser und
bei der Wäsche
eingesetzt werden. Hier sind spezifische Beispiele, die zu erwähnen sind,
in Krankenhäusern,
Pflegeheimen und Pensionistenheimen, wo das Desinfizieren der oben
genannten Materialien und Objekte eine besonders wichtige Rolle
spielt, da die Patienten meistens am wenigsten Resistenz gegenüber Infektionen
aufweisen.
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Mikroorganismen,
die industrielle Materialien besiedeln, ja sogar schädigen oder
zerstören,
können, sind
Bakterien, Pilze (z. B. Hefen und Schimmelpilze) sowie deren Sporen,
Algen und Schleimorganismen. Vorzugsweise sind die erfindungsgemäßen Formulierungen wirksam
gegen Bakterien, insbesondere Hefen und Schimmelpilze, sowie Algen.
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Beispiele
für grampositive
Bakterien sind Micrococcaceae, Streptococcaceae, Bacilli, Lactobacillaceae,
Actinomycetales, insbesondere Mycobacterium, Dermatophilus, Nocardiaceae,
Streptomyces und Corynebacterium. Beispiele für gramnegative Mikroorganismen
sind Spirochaetales (z. B. Spirochaetaceae und Leptospiraceae),
Pseudomonadaceae, Legionellaceae, Neisseriaceae, Enterobacteriaceae,
Vibrionaceae, Pasteurellaceae, Bacteroidaceae, Veillonellaceae,
Rickettsiaceae, Bartonellaceae und Chlamydiaceae sowie Brucellaceae.
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Zu
den Hefen zählen
zum Beispiel die Familien Cryptococcaceae und Sporobolomycetaceae,
zu denen humanpathogene Arten von Candida, Trichospores sowie Cryptococcus
neoformans zählen.
Beispiele hierfür
sind Candida albicans und Saccharomyces cervisiae.
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Ein
Beispiel für
einen Schimmelpilz der Familie Zygomycetes ist Mucorales; Beispiele
für die
Familie Hypomycetes sind Aspergillus und Penicillium, und ein Beispiel
für die
Familie Bodariales ist Neurospora. Am häufigsten erwähnte Vertreter
von Schimmelpilzen sind zum Beispiel Alternaria alternata, Aspergillus
niger und Penicillium funiculosum.
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Zu
den Algen zählen
zum Beispiel Scenedesmus obliquus, Euglena gracilis, Chlorella pyrenoidosa, Chlamydomonas
pulsatilla, Chlorella salina, Phaeodactylum tricornutum, Chlorella
sp, Pleurococcus sp, Nostoc muscorum, Oscillatoria tenuis, Stichococcus
bacillaris und Trentepohlia aurea.
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In
einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung
umfassend eine Kombination von (A) und (B) betragen die jeweiligen
Mengen der Komponenten (A) und (B) in der Zusammensetzung vorzugsweise
1 bis 99 Gew.-% (A) und 1 bis 99 Gew.-% (B), stärker bevorzugt 10 bis 90 Gew.-%
(A) und 10 bis 90 Gew.-% (B), insbesondere 40 bis 60 Gew.-% (A)
und 40 bis 60 Gew.-% (B).
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Das
Produkt weist einen pH-Wert auf, der mit einer geeigneten Base wie
Kaliumhydroxid auf mindestens 7, stärker vorzugsweise mindestens
8, eingestellt wurde.
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Erfindungsgemäße Zusammensetzungen
umfassend eine Kombination der Komponenten (A) und (B) können je
nach ihren chemischen und physikalischen Eigenschaften zu den üblichen
Formulierungen und Präparaten
formuliert werden, wie zum Beispiel Emulsionen, Suspensionen, Dispersionen,
Lösungen,
Pulver, Pasten oder in Kombination mit Trägermaterialien.
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Die
Kombinationen können
gegebenenfalls mit oberflächenaktiven
Mitteln wie Tensiden, z. B. Emulgatoren, zum Beispiel anionischen
Tensiden wie Alkylsulfonat und Ethersulfat; nichtionischen Tensiden
wie Fettalkoholethoxylat, Fettalkoholesterthiolat, Sorbitanester
und Polyalkylenglykol; und amphotären Tensiden; Chelatbildnern,
zum Beispiel Ethylendiamintetraessigsäure, Nitrilotriessigsäure und
Methylglycindiessigsäure; Hilfslösungsmitteln
und/oder Lösungsmitteln,
zum Beispiel Alkoholen wie Ethanol, n-Propanol und i-Propanol, und Glykolen,
zum Beispiel Propylenglykol und Polypropylenglykol, Säuren und
Basen, zum Beispiel Phosphorsäure
und Ätznatron,
anorganischen Salzen und/oder sonstigen Zusatzstoffen wie zum Beispiel
Korrosionshemmern, Schaumhemmern, Farbstoffen und Duftstoffen, entweder
allein oder in Kombination miteinander, versetzt werden.
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Es
ist besonders überraschend,
daß eine
erfindungsgemäße Zusammensetzung
umfassend eine Kombination von (A) CuHDO mit (B) einer weiteren
mikrobizid wirksamen Komponente so stark wirken kann und in manchen
Fällen
sogar eine verbesserte Wirkung gegen verschiedenste Mikroorganismen
ausüben kann.
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Solch
starke oder sogar verbesserte Wirkungen können gegen z. B. Staphylococcus
aureus, Escherichia coli, Proteus mirabilis, citrobacter freundii,
Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas aeruginosa, Alcaligenes faecalis,
Candida albicans, Saccharomyces cerevisiae, Alternaria alternata,
Aspergillus niger, Penicillium funiculosum und Chaetomium globosum
beobachtet werden.
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So
weist zum Beispiel eine Kombination von (A) CuHDO und (B) Bronopol
eine sehr starke Wirkung gegen Pseudomonas aeruginosa (PSA), Candida
albicans (CA), Proteus mirabilis (PRM), Staphylococcus aureus (STA),
Aspergillus niger (ASN) und Escherichia coli (EC) auf und weist
eine bemerkenswerte verbesserte Wirkung gegen STA, PRM, PSA und
CA auf.
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In
der Tat ist es besonders vorteilhaft diese Kombination gegen Pseudomonas
aeruginosa (PSA), bei dem es sich um ein pathogenes Agens handelt,
das zu krankenhausbedingten Infektionen führt, einzusetzen.
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Auf ähnliche
Weise weist eine Kombination von (A) CuHDO mit (B) 1,2-Benzisothiazol-3(2H)-on
(BIT) eine ausgezeichnete verbesserte Wirkung gegen jeweils Pseudomonas
aeruginosa, Staphylococcus aureus, Candida albicans und Aspergillus
niger auf.
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CuHDO,
egal, ob allein oder in Kombination mit weiteren Komponenten (B),
führt zu
zusätzlichen
Leistungs verbesserungen bezüglich
der Abtötung
und Hemmung von Mikroorganismen. In allen durchgeführten Tests
haben in situ erzeugte, gleiche CuHDO-Mengen überraschenderweise besser abgeschnitten
als die zuvor hergestellte Verbindung, und zwar bei der Konservierung
im Feuchtzustand über
den angeführten
pH-Bereich als auch im Trockenfilmzustand.
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Ein
weiterer Vorteil dieses Aspekts der Erfindung ist eine Reduktion
der beobachteten Intensität
der Blauverfärbung,
wenn die Verbindung in situ hergestellt wird, was bedeutet, daß die Erfindung
besser für
Anwendungen geeignet ist, bei denen die Farbe kritisch ist, wie
Dekorierungsprodukten (z. B. Anstriche und Lacke).
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Ausführungsformen
der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele
genauer beschrieben werden.
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Gebindekonservierung
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Die
Tests wurden gemäß dem IBRG-Methodenentwurf
(5.2, Juni 2001) durchgeführt.
Kurz gesagt wird dabei das Substrat mit dem Biozid behandelt und äquilibrieren
gelassen. Die Proben werden 4 Wochen lang einmal pro Woche inokuliert
und 1, 3 und 7 Tage nach der Inokulation auf das Auftreten von Organismen
untersucht.
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Die
Ergebnisse zum Nachweis der Wirksamkeit in einem Polymer auf Acrylesterbasis
und einer Acrylnitrilpolymerdispersion mit:
1000 ppm CuHDO
1000
ppm in situ erzeugtes CuHDO (durch Vermischen von 315 ppm basischem
Kupfercarbonat mit einem Kupfergehalt von 57,5% mit 3492 ppm einer
30%igen wasserlöslichen
Lösung
des Kaliumsalzes des N'-Hydroxy-N-cyclohexyldiazeniumoxids
(KHDO) innerhalb der Matrix oder dem Medium)
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Boniturschema:
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-
- B
- = bestanden (0–100 Kolonien)
- N
- = nicht bestanden
(101 → 1000
Kolonien)
-
Tabelle
1 zeigt auch eine Bewertung der beobachteten Intensität der blauen
Verfärbung,
um die Vorteile der in situ erzeugten Erfindung noch deutlicher
hervorzuheben Tabelle 1 Infektionsdrucktest-Werte für in situ
erzeugtes CuHDO und zuvor hergestelltes CuHDO
| Bakterieller
Infektionsdruck | Pilzlicher
Infektionsdruck | Wirksamkeit
insgesamt |
| pH5 | pH7 | pH9 | pH5 | pH7 | pH9 | pH5 | pH7 | pH9 |
1000
ppm in situ erzeugtes CuHDO | B | B | B | B | B | B | B | B | B |
FARBE | 1Annehmbarer, sehr hell blauer Farbton |
1000
ppm CuHDO, zuvor hergestellt | B | B | B | N2 | B | B | N2 | B | B |
FARBE | 1Nicht annehmbarer, deutlich sichtbarer blauer
Farbton |
Inokulierte
Kontrolle | N | N | N | N | N | N | N | N | N |
FARBE | Völlig annehmbar |
- B
- = bestanden (0–100 Kolonien)
- N
- = nicht bestanden
(101 → 1000
Kolonien)
- 1.Der Vorteil der
Erfindung ist eine Reduktion der beobachteten Intensität der blauen
Verfärbung
bei der Erzeugung von CuHDO in situ, was bedeutet, daß die Erfindung
besser geeignet für
Anwendungen ist, bei denen die Farbe kritisch ist, wie Dekorationsprodukten
(z. B. Anstriche und Lacke).
- 2.Zuvor hergestelltes CuHDO schneidet
innerhalb der Ausführungsform
bei pH 7–pH
9 gut ab, während
in situ erzeugtes CuHDO über
den gesamten geprüften
pH-Bereich annehmbar ist.
-
Oberflächenschutz
-
Die
Prüfung
erfolgte nach den Verfahren gemäß BS3900
G6 und BBA MOAT 33 für
die Auswertung gegenüber
Pilzen bzw. Algen. Bei diesem Verfahren wird eine Substratplatte
mit der Beschichtung bestrichen und unter fließendem Wasser 72 Stunden lang
auslaugen gelassen. Die Substrate werden nach der Inokulation mit
Pilzen oder Algen 56 Tage lang inkubiert. Die Auswertung erfolgt
durch Vergleichen mit geeigneten Kontrollproben, d. h. ohne Biozid,
einer Positivkontrolle und bei Pilzen mit Substratplatten, die nicht
auslaugen gelassen wurden.
-
Die
Bonitur der bestrichenen Testsubstrate erfolgt wie unten beschrieben,
und ein Boniturwert von 0, 1 und 2 bedeutet "bestanden"
- 0
- = kein Wachstum
- 1
- = ansatzweises Wachstum
- 2
- = Wachstum auf 1–10% der
Testfläche
- 3
- = Wachstum auf 10–30% der
Testfläche
- 4
- = Wachstum auf 30–70% der
Testfläche
- 5
- = Wachstum auf 70–100% der
Testfläche
-
Oberflächenschutz mit CuHDO
-
CuHDO
wurde im Vergleich zu einem Kombinationsprodukt, das aus einer Paste
aus N-Octylisothiazolon, Carbendazin und Diuron bestand, sowie einem
Referenzprodukt ohne Wirkstoffe ausgewertet. Tabelle 2: Pilzresistenz einer Beschichtung "wie aufgebracht"
TESTPROBE (Gew.-%) | BEURTEILUNG
DES PILZWACHSTUMS* |
Gipssubstrat | Holzsubstrat |
28
Tage | 42
Tage | 56
Tage | 28
Tage | 42
Tage | 56
Tage |
0,15%
CuHDO | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
1,5%
CuHDO | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Wirkstoffreie
Kontrolle | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
1,5%
Kombinationsprodukt | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 |
-
Die
CuHDO-Konzentrationen beziehen sich auf den Wirkstoff.
-
Die
Konzentration des Kombinationsprodukts ist der Prozentsatz bei der
Verwendung
-
Die
Ergebnisse zeigen die ausgezeichnete Wirksamkeit des Einzelwirkstoffs
CuHDO im Vergleich zum Kombinationsprodukt und dem Produkt ohne
Wirkstoff. Tabelle 3: Pilzresistenz einer Beschichtung
nach 72-stündigem Auslaugen
mit fließendem
Wasser
TESTPROBE (Gew.-%) | BEURTEILUNG
DES PILZWACHSTUMS* |
Gipssubstrat | Holzsubstrat |
28
Tage | 42
Tage | 56
Tage | 28
Tage | 42
Tage | 56
Tage |
0,15%
CuHDO | 1 | 1 | 2 | 1 | 1 | 2 |
1,5%
CuHDO | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Wirkstoffreie
Kontrolle | 3 | 3 | 4 | 4 | 4 | 4 |
1,5%
Kombinationsprodukt | 3 | 3 | 4 | 3 | 4 | 5 |
-
In
diesem Schlimmstfall nach Auslaugen zeigen die Ergebnisse die ausgezeichnete
Wirksamkeit des Einzelwirkstoffs CuHDO im Vergleich zum Kombinationsprodukt
und dem Produkt ohne Wirkstoff. Tabelle 4: Algenresistenz einer Beschichtung
nach 72-stündigem Auslaugen
mit fließendem
Wasser
TESTPROBE (Gew.-%) | BEURTEILUNG
DES PILZWACHSTUMS* |
28
Tage | 42
Tage | 56
Tage |
0,15%
CuHDO | 2/2 | 1/1 | 0/1 |
1,5%
CuHDO | 0/0 | 0/0 | 0/0 |
Wirkstoffreie
Kontrolle | 4/4 | 4/4 | 4/5 |
1,5%
Kombinationsprodukt | 0/0 | 0/1 | 0/1 |
-
Die
Ergebnisse zeigen die ausgezeichnete Wirksamkeit des Einzelwirkstoffs
CuHDO im Vergleich zum Kombinationsprodukt und dem Produkt ohne
Wirkstoff.
-
In
situ erzeugtes CuHDO wurde im Vergleich zum Fungizid IPBC und dem
Algizid Terbutryn sowie einem Vergleichsprodukt ohne Wirkstoff ausgewertet.
-
Der
Vorteil der Erfindung ist eine Reduktion der beobachteten Intensität der blauen
Verfärbung
bei der Erzeugung von CuHDO in situ, was bedeutet, daß die Erfindung
besser geeignet für
Anwendungen ist, bei denen die Farbe kritisch ist, wie Dekorationsprodukten
wie Farben und Lacke.
-
Beispiele
folgen. Tabelle 5: Pilzresistenz einer Beschichtung "wie ausgebracht".
TESTPROBE (Gew.-%) | BEURTEILUNG
DES PILZWACHSTUMS* |
Gipssubstrat | Holzsubstrat |
28
Tage | 56
Tage | Farbe | 28
Tage | 56
Tage | Farbe |
0,5%
in situ CuHDO | 1 | 1 | Völlig annehmbar | 1 | 1 | Völlig annehmbar |
1,0%
in situ CuHDO | 1 | 1 | Völlig annehmbar | 1 | 1 | Völlig annehmbar |
0,2%
CuHDO | 1 | 1 | Nicht
annehmbar deutlich sichtbarer blauer Farbton | 1 | 1 | Nicht
annehmbar deutlich sichtbarer blauer Farbton |
Wirkstoffreie
Kontrolle | 3 | 4 | Völlig annehmbar | 4 | 5 | Völlig annehmbar |
0,5%
IPBC | 1 | 1 | Völlig annehmbar | 1 | 1 | Völlig annehmbar |
-
Die
Ergebnisse zeigen, daß im
Gegensatz zu vorab hergestelltem 0,2%igem CuHDO
3,
das innerhalb der getrockneten Beschichtung einen sichtbaren blauen
Farbton erzeugt, bei dem in situ hergestellten höher konzentrierten CuHDO keine
Verfärbung
auftritt. Die Wirksamkeit CuHDO schneidet besser ab als das Produkt ohne
Wirkstoff und ist mit IPBC vergleichbar. Tabelle 6: Pilzresistenz einer Beschichtung
nach 72-stündigem Auslaugen
mit fließendem
Wasser
TESTPROBE (Gew.-%) | BEURTEILUNG
DES PILZWACHSTUMS* |
Gipssubstrat | Holzsubstrat |
28
Tage | 56
Tage | Farbe | 28
Tage | 56
Tage | Farbe |
0,5%
in situ CuHDO | 1 | 1 | Völlig annehmbar | 1 | 1 | Völlig annehmbar |
1,0%
in situ CuHDO | 1 | 1 | Völlig annehmbar | 1 | 2 | Völlig annehmbar |
30,2% CuHDO | 2 | 3 | Nicht
annehmbar deutlich sichtbarer blauer Farbton | 2 | 3 | Nicht
annehmbar deutlich sichtbarer blauer Farbton |
Wirkstoffreie
Kontrolle | 4 | 4 | Völlig annehmbar | 3 | 5 | Völlig annehmbar |
0,5%
IPBC | 1 | 1 | Völlig annehmbar | 1 | 1 | Völlig annehmbar |
- 3CuHDO (0,2%) vorab
hergestellt
-
In
diesem Schlimmstfall nach Auslaugen schneidet CuHDO besser ab als
das Produkt ohne Wirkstoff und ist mit IPBC vergleichbar. Überraschender
ist, daß das
in situ erzeugte, höher
konzentrierte CuHDO nach dem Auslaugen im Gegensatz zu dem vorab
hergestellten 0,2%igen CuHDO
3, das innerhalb
der getrockneten Beschichtung zu einem sichtbaren blauen Farbton
führt,
zu keiner Verfärbung
führt. Tabelle 7: Algenresistenz von Beschichtungen
nach 72-stündigem Auslaugen
mit fließendem
Wasser
TESTPROBE (Gew.-%) | BEURTEILUNG
DES ALGENWACHSTUMS* |
28
Tage | 56
Tage | Farbe |
0,5%
in situ CuHDO | 0,0 | 0,0 | Völlig annehmbar |
1,0%
in situ CuHDO | 0,1 | 0,0 | Völlig annehmbar |
30,2% CuHDO | 0,1 | 1,2 | Nicht
annehmbar deutlich sichtbarer blauer Farbton |
Wirkstoffreie
Kontrolle | 3,3 | 4,4 | Völlig annehmbar |
0,5%
Terbutryn | 0,0 | 0,0 | Völlig annehmbar |
-
In
diesem Schlimmstfall nach Auslaugen schneidet CuHDO besser ab als
das Produkt ohne Wirkstoff und ist mit Terbutryn vergleichbar. Überraschender
ist, daß das
in situ erzeugte, höher
konzentrierte CuHDO nach dem Auslaugen im Gegensatz zu dem vorab
hergestellten 0,2%igen CuHDO3, das innerhalb
der getrockneten Beschichtung zu einem sichtbaren blauen Farbton
führt,
zu keiner Verfärbung
führt.