-
Die
vorliegende Erfindung betrifft Pflanzenschutzformulierungen, die
eine feste Form haben, zum Beispiel Pulver, Granulate oder Tabletten.
-
Pflanzenschutzmittel
werden in festen oder flüssigen
Zusammensetzungen formuliert, gewöhnlich in Form eines Konzentrats
für leichte
Handhabung und Transport, welches durch den Verwender vor dem Auftragen
mit Wasser verdünnt
wird. Häufig
wird ein oberflächenwirksames
Mittel benötigt,
um Verdünnung
zu erleichtern, und in die Formulierung eingeschlossen.
-
Flüssige Formulierungen
in Form von emulgierbaren Konzentraten enthalten einen sehr hohen
Anteil an organischen Lösungsmitteln
(häufig
bis zu 80%), welche wegen ihrer Wirkung auf die Umwelt zunehmend genauer
Untersuchung unterliegen; Emulsionskonzentrate haben einen höheren Wassergehalt,
aber enthalten immer noch organische Lösungsmittel. Suspensionskonzentrate,
eine weitere flüssige
Form auf Wasserbasis, sind häufig
dickflüssig,
was zu Handhabungsproblemen und Verlust an Wirkstoff durch Rückhaltung
in der Packung führt.
-
Feste
Formulierungen können
ebenfalls Nachteile haben; insbesondere die gebräuchlicheren Granulate und Pulver
können
schwer abzumessen sein, aber was noch wichtiger ist, sie können staubig
sein und für den
Formulierer oder Verwender Inhalationsgefahren darstellen. Tabletten
sind nicht in großem
Umfang verwendet worden, da sie sich häufig langsam auflösen. Zusätzlich wurde
befunden, daß feste
Formulierungen im allgemeinen eine niedrigere biologische Wirksamkeit
besitzen, als flüssige
Formulierungen. Auch kann, bei einfacher Mischtechnik am Verwendungsort,
gewöhnlich
auf dem Feld eines Landwirts, die Tendenz fester Formen, sich nicht
sofort zu dispergieren, nicht nur Verstopfen der Sprühvorrichtung
mit nicht dispergierter Formulierung, sondern auch eine inadäquate Auftragung
von Wirkstoff auf die zu behandelnde Pflanze bewirken.
-
Daher
gibt es einen Bedarf an einer schnell dispergierenden festen Pflanzenschutzformulierung,
welche bessere Handhabungsmerkmale und verbesserte biologische Wirksamkeit
gegenüber
herkömmlichen Formen
aufweist, um sowohl Umweltbedenken zu befriedigen, als auch ein
wirksames Produkt für
den Landwirt zur Verwendung in einer einfachen Weise auf dem Feld
vorzusehen.
-
Europäische Patentanmeldung Nr. 90202212.8 (Veröffentlichungsnummer
0413402) (Shell), betrifft eine feste Pestizid formulierung, die
als Wirkstoff eine zinnorganische Verbindung einschließt, und
die Verwendung solch einer Formulierung beim Bekämpfen von Schädlingen.
Vergleichsbeispiel 12 betrifft die Herstellung durch ein Lösungsmittel-Abdampfungsverfahren
von einer Feststoffkonzentrat-Formulierung aus Polyvinylpyrrolidon
und dem im Handel erhältlichen
pyrethroiden Insektizid Alpha-Cypermethrin.
Die akarizide Wirksamkeit der Polyvinylpyrrolidon/Alpha-Cypermethrin-Formulierung
wird mit der einer Standard-Suspensionskonzentratformulierung
aus Alpha-Cypermethrin verglichen. Die Ergebnisse weisen darauf
hin, daß eine
Feststoffkonzentrat-Formulierung des pyrethroiden Insektizids Alpha-Cypermethrin nur
eine äquivalente
akarizide Wirksamkeit im Vergleich mit dem Standard-Suspensionskonzentrat
aufweist.
-
Diese
Erfindung basiert auf der Entdeckung verbesserter aphizider Wirksamkeit
einer Feststoffkonzentrat-Formulierung aus Polyvinylpyrrolidon und
pyrethroiden Insektiziden.
-
Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum
Bekämpfen
von Aphid-Schädlingen
an einem Ort vorgesehen, das Verfahren umfassend: Auftragen einer
wässerigen
Dispersion auf den Ort, hergestellt durch Dispergieren eines Feststoffkonzentrats,
welches ein Polyvinylpyrrolidon und ein pyrethroides Insektizid
in Wasser umfaßt.
-
Es
wurde erwartet, daß die
Dispersion des Feststoffkonzentrats aus Polyvinylpyrrolidon und
einem pyrethroiden Insektizid in Wasser eine aphizide Wirksamkeit
von vergleichbarem Stand zu dem eines Suspensionskonzentrats des
pyrethroiden Insektizids aufweisen würde. Überraschenderweise wurde herausgefunden, daß dies nicht
der Fall ist – die
wässerige
Dispersion der Erfindung weist eine Wirksamkeit von ähnlichem Stand
wie dem, der für
ein Emulsionskonzentrat des pyrethroiden Insektizids gefunden wurde,
auf. Daher kann die Erfindung ein vorteilhaftes Verfahren zum Bekämpfen von
Aphid-Schädlingen
unter Verwendung eines Pyrethroids vorsehen, welches die Notwendigkeit
erübrigt,
das pyrethroide Insektizid in einer flüssigen Formulierung mit einem
sehr hohen Anteil an einem organischen Lösungsmittel zu liefern.
-
Eine
große
Bandbreite an pyrethroiden Insektiziden zur Verwendung in der vorliegenden
Erfindung wird in den folgenden Veröffentlichungen offenbart:
U.K.-Patentanmeldung Nr. 1413491 (NRDC),
Europäische Patentanmeldung Nr. 22382 (FMC),
Europäische Patentanmeldung Nr. 107296 (ICI),
U.K.-Patentanmeldung Nr. 1565932 (Bayer),
U.K.-Patentanmeldung Nr. 1439615 (Sumitomo),
U.K.-Patentanmeldung Nr. 1560303 (Sumitomo),
U.K.-Patentanmeldung Nr. 2013206 (Sumitomo)
und
U.K.-Patentanmeldung Nr.
2064528 (Shell).
-
Beispiele
für kommerzielle
pyrethroide Insektizide zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung schließen ein:
5-Benzyl-3-furylmethyl(E)-(1R)-cis-2,2-dimethyl-3-(2-oxothiolan-3-ylidenmethyl)cyclopropancarboxylat;
Permethrin (3-Phenoxybenzyl(1RS)-cis-trans-3-(2,2-dichlorvinyl)-2,2-dimethylcycloprpancarboxylat);
Fenpropathrin ((RS)-α-Cyano-3-phenoxybenzyl
2,2,3,3-tetramethylcyclopropancarboxylat); Esfenvalerat ((S)-α-Cyano-3-phenoxybenzyl(S)-2(4-chlorphenyl)-3-methylbutyrat);
Fenvalerat ((RS)-Cyano-3-phenoxybenzyl(RS)-2-(4-chlorphenyl)-3-methylbutyrat);
Cyfluthrin ((RS)-α-Cyano-4-fluor-3-phenoxybenzyl(1RS)-cis-trans-3-(2‚2-dichlorvinyl)-2,2-dimethylcyclopropancarboxylat);
Beta-Cyfluthrin (ein Reaktionsgemisch, umfassend zwei enantiomere
Paare in einem annähernden
Verhältnis
von 1:2, also (S)-α-Cyano-4-fluor-3-phenoxybenzyl(1R)-cis-3-(2,2-dichlorvinyl)-2,2-dimethylcyclopropancarboxylat
und (R)-α-Cyano-4-fluor-3-phenoxybenzyl(1S)-cis-3-(2,2-dichlorvinyl)-2,2-dimethylcyclopropancarboxylat
mit (S)-α-Cyano-4-fluor-3-phenoxybenzyl-(1R)-trans-3-(2,2-dichlorvinyl)-2,2-dimethylcyclopropancarboxylat
und (R)-α-Cyano-4-fluor-3-phenoxybenzyl(1S)-trans-3-(2,2-dichlorvinyl)-2,2-dimethylcyolopropancarboxylat);
Lambda-Cyhalothrin (ein
Reaktionsprodukt, umfassend gleiche Mengen an (S)-α-Cyano-3-phenoxybenzyl(Z)-(1R)-cis-3-(2-chlor-3,3,3-trifluorpropenyl)-2,2-dimethylcyclopropancarboxylat
und (R)-α-Cyano-3-phenoxybenzyl(Z)-(1S)-cis-3-(2-chlor-3,3,3-trifluorpropenyl)-2,2-diroethylcyclopropancarboxylat);
Cyhalothrin ((RS)-α-Cyano-3-phenoxybenzyl(Z)-(1RS)-cis-3-(2-chlor-3,3,3-trifluorpropenyl)-2,2-dimethylcyclopropancarboxylat);
Deltamethrin ((s)-α-Cyano-3-phenoxybenzyl(1R)-cis-3-(2,2-dibromvinyl)-2,2-dimethylcyclopropancarboxylat);
Cypermethrin ((RS)-α-Cyano-3-phenoxybenzyl(1RS)-cis-trans-3-(2,2-dichlorvinyl)-1,1-dimethylcyclopropancarboxylat);
und Alpha-Cypermethrin (ein Racemat, umfassend (S)-α-Cyano-3-phenoxybenzyl(1R)-cis-3-(2,2-dichlorvinyl)-2,2-dimethylcyclopropancarboxylat
und (R)-α-Cyano-3-phenoxybenzyl(1S)-cis-3-(2,2-dichlorvinyl)-2,2-dimethylcyclopropancarboxylat.
-
Vorzugsweise
ist das besagte pyrethroide Insektizid zur Verwendung in dem Verfahren
dieser Erfindung von der allgemeinen Formel:
worin
A und B unabhängig
ein Halogenatom oder eine Methyl-Gruppe darstellen, n 0, 1 oder
2 ist, m 0, 1 oder 2 ist; und R
1 eine Gruppe
der allgemeinen Formel:
darstellt, worin R
2 und R
3 unabhängig ein
Wasserstoff- oder Halogenatom oder eine gegebenenfalls substituierte
C
1-4-Alkyl-Gruppe darstellen; oder R
1 eine Gruppe der allgemeinen Formel:
darstellt, worin R
4 eine Phenyl-Gruppe, gegebenenfalls substituiert
durch ein oder mehrere Substituenten, unabhängig ausgewählt aus Halogenatomen oder
C
1-4-Alkyl-, C
1-4-Alkylthio-,
C
1-4-Alkoxy-, Nitro- und Methylendioxy-Gruppen
darstellt.
-
A
steht vorzugsweise für
ein Halogenatom. Ein bevorzugtes Halogenatom ist ein Fluor- oder
ein Chloratom, wobei ein Fluoratom besonders bevorzugt wird.
-
B
steht vorzugsweise für
ein Halogenatom. Ein bevorzugtes Halogenatom ist ein Fluor- oder
Chloratom.
-
n
ist vorzugsweise 0 oder 1. Wenn n 1 ist, wird vorzugsweise besagtes
Atom oder Gruppe A in der 4-Postition relativ zu der Cyanomethyl-Gruppe
in der Verbindung der allgemeinen Formel I substituiert.
-
m
ist vorzugsweise 0.
-
Wo
R1 eine Gruppe der allgemeinen Formel II
darstellt, können
R2 und R3 unabhängig ein
Halogenatom oder eine gegebenenfalls substituierte C1-2-Alkyl-Gruppe
darstellen. R2 und R3 stehen
vor zugsweise unabhängig
für ein
Brom- oder Chloratom oder eine Trifluormethyl-Gruppe. Wo R2 und R3 jeweils
ein Halogenatom darstellen, stellen R2 und
R3 vorzugsweise das gleiche Halogenatom
dar. Wo R2 eine Trifluormethyl-Gruppe darstellt,
stellt R3 vorzugsweise ein Chloratom dar.
-
Wo
R1 eine Gruppe der allgemeinen Formel III
darstellt, stellt R4 vorzugsweise eine Phenyl-Gruppe, gegebenenfalls
substituiert durch ein oder mehrere Halogenatome dar. Bevorzugte
Halogenatome schließen Fluor-
und Chloratome ein: R4 stellt vorzugsweise
eine 4-substituierte Phenyl-Gruppe dar, und bevorzugterweise stellt
es eine Phenyl-Gruppe, substituiert durch ein Chloratom dar. R4 stellt insbesondere bevorzugt eine 4-Chlorphenyl-Gruppe
dar.
-
Besagtes
pyrethroides Insektizid zur Verwendung in dem Verfahren der vorliegenden
Erfindung wird vorzugsweise aus Alpha-Cypermethrin, Deltamethrin, Cyfluthrin
und Esfenvalerat ausgewählt.
Als besagtes pyrethroides Insektizid wird Alpha-Cypermethrin insbesondere
bevorzugt.
-
Das
pyrethroide Insektizid kann unter Verwendung bekannter Verfahren
hergestellt werden, wie zum Beispiel in den vorher erwähnten Patentveröffentlichungen
beschrieben.
-
Das
Feststoffkonzentrat kann durch Lösen
von Polyvinylpyrrolidon und mindestens einem pyrethroiden Insektizid
in einem Lösungsmittel,
gefolgt von Entfernen des Lösungsmittels
aus der sich ergebenden Lösung
hergestellt werden, um das Feststoffkonzentrat zu erbringen.
-
Das
zur Verwendung in dem Verfahren zur Herstellung des Konzentrats
ausgewählte
Lösungsmittel muß eines
sein, in welchem sowohl das pyrethroide Insektizid, als auch Polyvinylpyrrolidon
ausreichend löslich sind.
Solche Lösungsmittel
sind leicht durch Routineuntersuchungen zu erkennen. Beispiele für geeignete
Lösungsmittel
schließen
ein: Halogenalkane, vorzugsweise mit ein bis acht Kohlenstoffatomen,
bevorzugterweise mit ein bis vier Kohlenstoffatomen, Ketone, vorzugsweise
Aceton und Alkohole, vorzugsweise die niedrigeren Alkohole mit ein
bis acht Kohlenstoffatomen, bevorzugterweise mit ein bis vier Kohlenstoffatomen.
Bevorzugte Lösungsmittel
sind Chloralkane mit ein bis vier Kohlenstoffatomen, wobei Dichlormethan
und Trichlormethan besonders bevorzugt werden.
-
Entfernen
des Lösungsmittels
kann durch dem Fachmann gut bekannte Verfahren bewirkt werden, zum
Beispiel in dem man der Lösung
aus Pyrethroid und Polyvinylpyrrolidon erlaubt, stehen zu bleiben
und dem Lösungsmittel
erlaubt, abzudampfen. Das Lösungsmittel
wird vorzugsweise durch Abdampfen bei einem Druck unterhalb atmosphärischem
Druck aus der Lösung
entfernt. Abdampfung des Lösungsmittels
bei einem Druck unterhalb atmosphärischem Druck kann unter Verwendung
herkömmlicher
Vakuumtrocknungstechniken und Vorrichtungen bei einem Druck bis
hinunter zum minimalen Arbeitsdruck der Vorrichtung bewirkt werden.
Entfernen des Lösungsmittels
wird vorzugsweise bei einem Druck unter 400 mbar (4 × 104 Nm–2) bewirkt. Alternativ
kann Entfernen des Lösungsmittels
durch herkömmliche
Sprühtrocknungstechniken
bewirkt werden. Als weitere Alternative kann das Lösungsmittel
durch Behandeln der Lösung
mit einem weiteren Lösungsmittel,
was ein Ausfällen
des Pyrethroids und Polyvinylpyrrolidons verursacht, entfernt werden.
Solche weitere Lösungsmittel
werden leicht durch Routineversuche erkannt. Ein Beispiel für solch
ein Lösungsmittel
ist Hexan.
-
Sobald
das Lösungsmittel
entfernt worden ist, kann das sich ergebende Feststoffkonzentrat
(ohne Erhitzen) in Tablettenform gepreßt oder in Granulat agglomeriert
werden. Alternativ kann das Feststoffkonzentrat zerstoßen oder
zermalmt werden, um die Partikelgröße zu verkleinern und so Dispersion
zu fördern.
-
Vorzugsweise
wird das Feststoffkonzentrat durch Co-Extrudieren eines pyrethroiden Insektizids
mit Polyvinylpyrrolidon, nachfolgend Kühlen des Extrudats bis brüchig und
dann Mahlen hergestellt.
-
Mahlen
ist ein Verfahren von in erster Linie Zerstoßen, Zermalmen und Pulverisieren,
welches feine Extrudat-Granulate produziert. Falls gewünscht, kann
das gemahlene Extrudat ohne Verlust der schnellen Dispersionseigenschaften
in Tablettenform (ohne Erhitzen) gepreßt oder in Granulat agglomeriert
werden.
-
Das
Kühlen
des Extrudats sollte direkt nach dem Extrusionsvorgang durchgeführt werden
und kann in jeder geeigneten, herkömmlichen Weise bewirkt werden.
Es wurde als brauchbar befunden, das Extrudat auf einem Walzensystem
laufen zu lassen, welches beispielsweise durch Verwenden von Kaltwasser
oder gegebenenfalls eines Kaltwasser-Frostschutzmittel-Gemisches
gekühlt
wird. Das Extrudat wird vorzugsweise schnell auf eine Temperatur
im Bereich von 5 bis 25°C,
insbesondere 10 bis 15°C
gekühlt.
Das Extrudat kann dann von der Walze ablaufen gelassen, oder falls
nötigt,
abgeschabt oder abgeblättert
werden, und direkt einer geeignete Mahlvorrichtung, zum Beispiel
einer Hammermühle
oder vorzugsweise einer Walzenmühle
zugeführt
werden. Durch Verwenden eines kombinierten Kühlwalzen- und Walzmahlsystems
kann es möglich
sein, sowohl den Kühl-,
als auch den Mahlvorgang in einer Vorrichtungseinheit durchzuführen.
-
Nach
dem Mahlen wird es bevorzugt, das partikuläre Extrudat zu klassieren oder
zu sieben, um eine zur Verwendung oder Weiterverarbeitung optimale
Partikelgröße zu erhalten.
Partikel mit Untergröße könnten wieder
der Extrusionsphase zugeführt
werden, Partikel mit Übergröße könnten wieder
der Mahlphase zugeführt
werden.
-
Die
Mahlvorrichtung ist geeigneterweise so, daß Partikel von einer Granulatkonsistenz
mit beispielsweise einem Durchmesser im Bereich von 250 Mikrometern
erzielt werden. Eine auf diese Weise hergestellte Feststofformulierung
weist, einmal siebgeschnitten, wenig mit ihr verbundenen Staub zur
Verursachung bestimmter Handhabungs- oder Produktverlußtprobleme
auf.
-
Für die Extrusion
selbst kann jeder geeignete Extrusionsvorrichtung verwendet werden.
Extruder bestehen im allgemeinen aus einer zylindrischen Tonne,
in welcher Materialien erhitzt und mittels wenigstens einer Rotationsschraube
durch die Tonne bewegt werden. Somit ist die Handlung in der Tonne
eine des Scherens, Reibens und Knetens bei erhöhter Temperatur. Auf diese
Weise werden das Pyrethroid und das Polyvinylpyrrolidon in molekularem
Maßstab
gemischt und unter der Kombination aus extern angewendeter Hitze und
der internen Scherkraft, welche weitere interne Hitze innerhalb
des Gemisches erzeugt, wird eine feste Lösung aus Pyrethroid in dem
Polyvinylpyrrolidon gebildet.
-
Eine
geeignete Extrusionsvorrichtung ist ein Doppelschnecken-Corotationsextruder,
wie er in den Lebensmittel verarbeitenden, pharmazeutischen oder
Polymer verarbeitenden Industrien verwendet wird. Typischerweise
wird Extrusion in einem Doppelschneckenextruder mit einer Tonne
mit einer gekühlten
Beschickungszone und mit mindestens einer Schmelzzone durchgeführt. Bei
zwei oder mehr Schmelzzonen hat jede Schmelzzone eine unterschiedliche
Temperatur in Übereinstimmung
mit einem graduierten Temperaturprofil. Die Schmelztemperatur oder
das Temperaturprofil ist geeigneterweise so, daß das Extrudat beim Verlassen der Extrudertonne
eine Temperatur im Bereich von 50 bis 200°C, zum Beispiel von 150 bis
200°C, aber
vorzugsweise von 80 bis 200°C
aufweist. Es kann mehrere Zonen in der Extrudertonne geben, zum
Beispiel 4 bis 9, wobei jede eine definierte Temperatur aufweist,
gewöhnlich
erhalten durch die Kombination aus externer elektrischer Erhitzung
der Tonne, internen Scherkräften
und, falls nötig,
Wasserkühlung.
Die Temperatur des gemischten Materials innerhalb der Tonne ist
häufig
angesichts der durch interne Scherkräfte erzeugten Wärme bedeutend
höher,
als die angewandte Temperatur; um eine definierte Temperatur für jede Zone
beizubehalten, kann externes Kühlen,
z. B. durch Wasser, ebenso wie Erhitzen nötig sein. Der Extruder kann
einen Düsenteller
zur Unterstützung
der Extrudat-Weiterverarbeitung einschließen, aber tatsächlich gibt
es keine Notwendigkeit, eine Düsenplatte
zu haben, und fall beispielsweise ein Kühlwalzen- oder Kühlwalzen/Mahlsystem
ebenfalls verwendet wird, ist es vorzuziehen, daß keine Düsenplatte auf der Maschine
sein sollte. Der Extruder kann auch, falls benötigt, einen separaten vorhergehenden
Mischabschnitt einschließen.
-
Jedes
Pyrethroid kann unter Verwendung des oben beschriebenen Co-Extrusionsverfahren
formuliert werden, vorausgesetzt, daß es sich in Polyvinylpyrrolidon
löst, um
eine feste Lösung
zu bilden, und während der
Extrusion nicht chemisch zerfällt.
Das Temperaturprofil des Extrusionsverfahrens muß so angepaßt werden, daß es bei
Temperaturen arbeitet, die mit den Schmelzpunkten des Pyrethroids
und des Polyvinylpyrrolidons kompatibel sind. Vorzugsweise wird
Extrusion bei oder insbesondere über
dem Schmelzpunkt des Pyrethroid/Polyvinylpyrrolidon-Gemisches durchgeführt. Ferner
wird die Menge an verwendetem Pyrethroid von dem Grad abhängig sein,
bis zu dem es in dem Polyvinylpyrrolidon löslich ist. Überschreiten der Löslichkeitsgrenze
von Pyrethroid in Polyvinylpyrrolidon ermöglicht zwar die Herstellung
einer Feststofformulierung durch das Verfahren der Erfindung, aber
die Dispersions- und biologischen Merkmale können beeinträchtigt sein.
Natürlich
kann für
jedes Pyrethroid solch eine Optimierung von Arbeitstemperatur und
Bestandteilsanteilen für das
Verfahren durch Routineversuch durchgeführt werden. Geeigneterweise
wird ein Pyrethroid mit einer Schmelztemperatur im Bereich von 60°C bis 200°C verwendet.
-
Polyvinylpyrrolidon
ist ein gut bekanntes, kommerzielles Produkt, welches in verschiedenen
Formen, zum Beispiel von den Firmen BASF und ISP erhältlich ist;
das wasserlösliche
Polymer und seine Herstellung wird inter alia im Merck Index, 11.
Auflage, Monograph 7700 beschrieben. Geeignete Polyvinylpyrrolidonpolymere
zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung sind alle erhältlichen
Formen, ohne Einschränkung.
Wünschenswerterweise
haben sie einen Fikentscher K-Wert, siehe
US-A-2706701 oder Cellulose-Chemie
13 (1932), Seiten 58 bis 64 und 71 bis 74, im Bereich von 10 bis
100, reflektierend ein Molekulargewicht von 5000 bis 700000. Bevorzugte
Polyvinylpyrrolidonpolymere haben einen K-Wert von 20 bis 40, insbesondere
25 bis 35. Das Polymer ist wünschenswerterweise
ein Homopolymer aus Vinylpyrrolidonmonomeren, aber kann als ein
Copolymer verwendet werden, vorausgesetzt daß wenigstens 50% oder mehr
der Polymereinheiten Vinylpyrrolidonmonomere sind.
-
Das
Polyvinylpyrrolidon kann in jeder herkömmlichen Weise gemacht sein,
zum Beispiel durch Polymerisation, ausgelöst durch Wasserstoffperoxid
oder einem organischen Peroxid in einem geeigneten Lösungsmittel
wie Wasser oder einem geeigneten organischen Lösungsmittel.
-
Natürlich muß das Polyvinylpyrrolidon,
wo das Feststoffkonzentrat durch Co-Extrusion hergestellt wird,
bei der Arbeitstemperatur des Extruders schmelzen, und es kann nötig sein,
ein kompatibles Polyvinylpyrrolidon basierend auf dem Schmelzpunkt
des Wirkstoffes und der daraus folgenden benötigten Extrusionstemperatur
auszuwählen.
Zur Extrusion mit Alpha-Cypermethrin wurde "Agrimer 30", ein von ISP erhältliches Polyvinylpyrrolidon
als sehr geeignet befunden. Agrimer 30 hat einen K-Wert von 30.
Dieses Polyvinylpyrrolidon hat eine Glasübergangstemperatur von 156
bis 157°C;
wenn mit Alpha-Cypermethrin gemischt, was einen Schmelzpunkt von
77°C hat,
ist eine typische Glasübergangstemperatur
von der Ordnung von 146°C.
Eine geeignete Arbeits-Extrusionstemperatur
oder Temperaturprofil für
solche Gemische ist so, daß das
Extrudat eine Schmelze mit einer Temperatur über 77°C und wünschenswerterweise über 110°C (wie durch
Routineversuch bestimmt) ist; solche Gemische sind bis zu 185°C zufriedenstellend
extrudiert worden.
-
Durch
Polymerisation in Wasser hergestelltes Polyvinylpyrrolidon kann
häufig
einen höheren
Wassergehalt (der Ordnung von 5 Gew.-%) aufweisen; durch andere
Mittel hergestelltes Po lyvinylpyrrolidon kann auf Grund seiner hygroskopischen
Natur ebenfalls Wasser aus der Atmosphäre aufnehmen. Wo das Feststoffkonzentrat
durch Co-Extrusion hergestellt wird, ist der Wassergehalt des Polyvinylpyrrolidons
vor Extrusion nicht kritisch. Sollte Polyvinylpyrrolidon mit einem
Wassergehalt von größer als
sagen wir mal 3,5 Gew.-% verwendet werden und es wird ein niedriger
Restwassergehalt in dem Extrudat gewünscht, wird vorzugsweise Wasserdampf
unter Vakuum abgezogen, zum Beispiel mittels einer Vakuumpumpe während der
Extrusion. Somit wird vorzugsweise ein Extruder verwendet, welcher
ein oder mehrere Entlüftungsöffnungen
um Feuchtigkeit zu entlüften,
in Verbindung mit einer Entlüftungsöffungsstopfvorrichtung,
um Verlust an festem Material durch die Entlüftungsöffnung zu verhindern, und eine
Vakuumpumpe zum Entfernen von Wasserdampf hat.
-
Die
minimale Menge an Polyvinylpyrrolidon in dem Feststoffkonzentrat
ist abhängig
von gewünschtem Dispersionsausmaß und -rate
des Konzentrats in Wasser. Die in dem Feststoffkonzentrat vorhandene
Menge an Polyvinylpyrrolidon ist vorzugsweise größer als 50% M/M, bevorzugter
im Bereich von 50% M/M bis 90% M/M, wobei der am meisten bevorzugte
Bereich von 60% M/M bis 70% M/M liegt.
-
Zusätzlich zu
Polyvinylpyrrolidon und einem pyrethroiden Insektizid kann das Feststoffkonzentrat
andere, nach Stand der aphiziden Formulationstechnik gebräuchliche
Komponenten umfassen, zum Beispiel oberflächenwirksame Mittel, Korrosionshemmer
und Stabilisatoren. Zusätzlich
kann das Feststoffkonzentrat ein oder mehrere inerte Füllstoffe
umfassen. Falls die vorher erwähnten
anderen Komponenten oder Füllstoffe jedoch
in dem Feststoffkonzentrat vorhanden sind, liegt das Verhältnis von
Pyrethroidverbindung zu Polyvinylpyrrolidon vorzugsweise im Bereich
von 1:1 bis 1:5, insbesondere bevorzugt von 1:2 bis 1:3.
-
Einschluß eines
oberflächenwirksamen
Mittels in das Feststoffkonzentrat ist nicht nötig, um eine leichte und schnelle
Dispersion der Pyrethroidverbindung in Wasser sicherzustellen. Jedoch
sind Beispiele für
geeignete oberflächenwirksame
Mittel, die in dem Konzentrat eingeschlossen werden können, die
Natriumsalze von Xylolsulfonaten, die Natriumsalze von Alkylbenzolsulphonaten,
die Natrium- oder Calciumsalze von Polyacrylsäuren und Ligninsulfonsäuren und
Natrium- oder Calciumsalze von Carbonsäuren. Eine Gruppe der am besten
geeigneten oberflächenwirk samen
Mittel sind die Natriumlignosulfonate, zum Beispiel das kommerzielle
Produkt "VANISPERSE" (Warenzeichen).
-
Geeignete
inerte Füllstoffe
zum Einschluß in
das Konzentrat schließen
natürliche
und synthetische Tone und Silikate, zum Beispiel natürliche Silikate
wie Diatomeenerde; Magnesiumsilikate, zum Beispiel Talke; Magnesium-Aluminiumsilikate,
wie zum Beispiel Kaolinite, Montmorillonite und Mikas; Calciumcarbonat,
Calciumsulfat; Ammoniumsulfat; synthetische Calcium- oder Aluminiumsilikate;
Elemente, zum Beispiel Kohlenstoff und Schwefel; natürliche und
synthetische Harze, zum Beispiel Cumaronharze, Polyvinylchlorid
und Styrolpolymere und Copolymere; feste Polychlorphenole und feste
Düngemittel,
zum Beispiel Superphosphate ein.
-
Wo
das Feststoffkonzentrat andere nach Stand der Technik gebräuchliche
Inhaltsstoffe einschließt, können diese,
wenn das Konzentrat durch Verwenden des oben beschriebenen Lösungsmittel-Entfernungsverfahrens
hergestellt wird, bequem in der Lösung aus Pyrethroid und Polyvinylpyrrolidon
vor Entfernen des Lösungsmittels
gelöst
oder suspendiert werden.
-
Wo
das Feststoffkonzentrat durch Co-Extrusion von Pyrethroid und Polyvinylpyrrolidon
hergestellt wird, können
besagte andere Inhaltsstoffe mit dem Pyrethroid und Polyvinylpyrrolidon
co-extrudiert werden. Zusätzliche
Wirkstoffe oder Verfahrenshilfsstoffe, zum Beispiel herkömmliche
Weichmacher, können
verwendet werden.
-
Alle
in einem Co-Extrusionsverfahren verwendeten zusätzlichen Inhaltsstoffe sind
abhängig
vom Einsatzzweck der Formulierung und/oder den Haupt-Extrusionsinhaltsstoffen.
So muß beispielsweise
für die
Extrusion von Alpha-Cypermethrin-technischem Material, welches,
wie oben beschrieben, ein racemisches Gemisch aus zwei Cis-2-Isomeren
ist, das Extrusionsmaterial leicht sauer gemacht werden, um Epimerisierung oder
Inversion des Cis-2-Isomers
zum Cis-1-Isomer zu verhindern. Geeigneterweise wird im Bereich
von 0,5 bis 0,9% m/m eine organischen Säure, beispielsweise Benzoesäure oder
vorzugsweise Toluolsulfonsäure
in den Inhaltsstoffen zur Extrusion eingeschlossen; brauchbare Ergebnisse
werden ebenfalls durch den Einschluß von wasserlöslichen
Salzen, wie Kaliumhydrogensulfat oder Natriumsulfat erwartet; Kaliumhydrogensulfat
wird besonders bevorzugt. Vorzugsweise werden jedoch keine Verfahrenshilfsstoffe
in der Extrusionsphase einge schlossen.
-
In
einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
zum Bekämpfen
von Aphid-Schädlingen
an einem Ort vorgesehen, das Verfahren umfassend: Auftragen einer
wässerigen
Dispersion aus Polyvinylpyrrolidon und einem pyrethroidem Insektizid
auf den Ort.
-
In
einem dritten Aspekt erstreckt sich die Erfindung auf die Verwendung
eine Feststoffkonzentrats, welches Polyvinylpyrrolidon und ein pyrethroides
Insektizid umfaßt,
für die
Herstellung einer wässerigen
Lösung zum
Bekämpfen
von Aphid-Schädlingen.
-
In
einem vierten Aspekt erstreckt sich die Erfindung auf die Verwendung
einer wässerigen
Dispersion, hergestellt durch Dispergieren eines Feststoffkonzentrats,
welches Polyvinylpyrrolidon und ein pyrethroides Insektizid umfaßt, in Wasser,
zum Bekämpfen
von Aphid-Schädlingen.
-
Das
Feststoffkonzentrat und/oder das pyrethroide Insektizid von besagten
zweiten und/oder dritten und/oder vierten Aspekten kann wie oben
beschreiben, mit Bezugnahme auf den ersten Aspekt der Erfindung sein.
-
Die
folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung. Bestimme in
den Beispielen verwendete Begriffe werden unten erläutert.
-
FASTAC
ist ein Handelsname für
Alpha-Cypermethrin und ist insbesondere ein Racemat, umfassend (S)-α-Cyano-3-phenoxybenzyl(1R)-cis-3-(2,2-dichlorvinyl)-2,2-dimethylcyclopropancarboxylat
und (R)-α-Cyano-3-phenoxybenzyl(1S)-cis-3-(2,2-dichlorvinyl)-2,2-dimethylcyclopropancarboxylat.
-
DECIS
ist ein Handelsname für
Deltamethrin, welches (S)-α-Cyano-3-phenoxybenzyl(1R)-cis-3-(2,2-dibromvinyl)-2,2-dimethylcyclopropancarboxylat
ist.
-
BAYTHROID
ist ein Handelsname für
Cyfluthrin, welches (RS)-α-Cyano-4-flour-phenoxybenzyl(1RS)-cis-trans-3-(2,2-dichlorvinyl)-2,2-dimethylcyclopropancarboxylat
ist.
-
Esfenvalerat
ist (S)-α-Cyano-3-phenoxybenzyl(S)-2(4-chlorphenyl)-3-methylbutyrat.
-
"m/m" bedeutet "Masse/Masse"; "ai" bedeutet "Wirkstoff"; "wg" bedeutet "wasserdispergierbare
Granulate"; "TB" bedeutet "Tablettenform"; "SC" bedeutet "Suspensionskonzentrat"; "EC" bedeutet "Emulsionskonzentrat".
-
Beispiel 1
-
Herstellung von FASTAC/Polyvinylpyrrolidon-Feststoffkonzentrat
(333 g/Kg ai)
-
Eine
Mischung aus den folgenden pulverisierten Materialien wurde unter
Verwendung eins Rotormischers gemischt:
| %
m/m |
FASTAC
(technisches Material, von | |
Shell
International Chemical Company) | 333 |
Polyvinylpyrrolidon,
(Agrimer 30 von | |
ISP
(Europe) Ltd) | 662 |
Benzoesäure | 5 |
-
Eine
Probe von 5 kg gemischten Materials wurde einem APV MP2030 Doppelschnecken-Corotationsextruder,
25:1 L/D (Länge über Durchmesser)
zugeführt.
Eine K-tron T20 Volumendosiervorrichtung mit bewegtem Beschickungstrichter
wurde verwendet, um den Extruder zu beschicken. Die Extrudertonne,
welche elektrisch erhitzt und wassergekühlt wurde, wurde mit einer
Vakuumpumpe durch eine Entlüftungsöffnung zur Verwendung,
wenn sich eine Einschmelzung gebildet hatte ausgestattet. Die Schmelzzonentemperaturen
der Tonne (insgesamt neun) wurden zwischen 25 und 75 Grad Celsius
(Anfang bis Ende der Tonne) bis 25 bis 175 Grad Celsius (Anfang
bis Ende der Tonne) eingestellt.
-
Sobald
sich eine Einschmelzung gebildet hatte, wurde ein Vakuum gezogen,
um den sich in der Tonne aus dem Restfeuchtigkeitsgehalt des Polyvinylpyrrolidon
gebildeten Wasserdampf zu entfernen. Die Extruderschnecken waren
so konstruiert, um zumindest einen Förderabschnitt, gefolgt von
einem Schaufel-Scher/Misch-Abschnitt
zu ergeben. Das Extrudat wurde letztendlich zum Ende der Tonne befördert und ohne
einen Düsenteller
direkt auf eine Kühlwalze
(gekühlt
mit Wasser bei 4 Grad Celsius) extrudiert. Das Extrudat wurde schnell
auf den Walzen zu einem brüchigen,
glasartigem Material gekühlt
und durch nahe der Oberfläche
der größeren der
beiden Kühlwalzen
rotierenden Splinte als Splitter entfernt. Das abgesplitterte Material
wurde auf annähernd
250 Mikrometer hammergemahlen und siebgeschnitten. Es wurde dann
mit typischen inerten Tablettierstoffen vermischt und unter Verwendung
einer Tablettiermaschine zu einer Tablette zusammengepreßt.
-
Das
Extrudat zeigte unter Verwendung von Kalorimetrie mit Differentialabtastung
(Perkin-Elmer DSC 7 Maschine) kein auffindbares kristallines FASTAC,
wenn durch die normale Schmelztemperatur von FASTAC erhitzt.
-
Beispiel 2
-
Herstellung von Deltamethrin/Polyvinylpyrrolidon-Feststoffkonzentrat
(WG)
-
Ein
90 g/kg Feststoffkonzentrat aus Deltamethrin und Polyvinylpyrrolidon
wurde durch ein Lösungsmittel-Abdampfungsverfahren
wie folgt hergestellt:
Deltamethrin und Polyvinylpyrrolidon
wurde in einer Lösungsmittelmischung
90:10 Aceton:Methanol gelöst. Die
Lösung
wurde unter Verwendung eines Rotationsverdampfers zu Trockenheit
eingedampft. Der feste Rückstand
wurde dann zerstoßen.
-
Beispiele 3 bis 6
-
Durch
Verfahren, analog zu den in Beispielen 1 und 2 beschriebenen, wurden
die in Tabelle 1 vermerkten Wirkstoff/-Polyvinylpyrrolidon-Formulierungen hergestellt.
Tabelle 1 schließt
für leichte
Referenzfähigkeit auch
Daten für
Beispiele 1 und 2 ein. Tabelle 1
Beispiel
Nr. | Hergestellt
durch Verfahren von Beispiel: | Wirkstoff | Konzentration
ai m/m | WG
oder TB |
1 | 1 | FASTAC | 333
g/kg | WG |
2 | 2 | Deltamethrin | 90
g/kg | WG |
3 | 2 | Cyfluthrin | 90
g/kg | WG |
4 | 2 | Esfenvalerat | 77
g/kg | WG |
5 | 1 | FASTAC | 350
g/kg | WG |
6 | 1 | FASTAC | 150
g/kg | TB |
-
Vergleichsbeispiel C1
-
Herstellung von FASTAC-Emulsionskonztrat(EC)-Formulierung
-
Ein
100 g/l Emulsionskonzentrat aus FASTAC wurde wie folgt hergestellt:
FASTAC
wurde in den Lösungsmitteln
SHELLSOL A (Handelsmarke) (eine aromatische Lösungsmittelmischung) und Cyclohexan,
zusammen mit ein Paar kommerziellen Emulgatoren zu Homogenität gelöst.
-
Vergleichsbeispiel C2
-
Herstellung von FASTAC-Suspensionskonzentrat(SC)-Formulierung
-
Ein
250 g/l Suspensionskonzentrat aus FASTAC wurde wie folgt hergestellt:
FASTAC
wurde in Wasser, in welchem ein kommerzielles Dispersionsmittel
(ORTAN 731 (Handelsmarke) (Rohm & Haas))
gelöst
war, aufgeschlämmt.
Die Aufschlämmung
wurde zu einem mittleren Volumendurchmesser im Bereich von 2 bis
2,5 Mikrometer gemahlen.
-
Danach
wurde Xanthan-Gummi (Bsp. Kelco International Limited) zu einer
Konzentration von 3 g/kg in der Gesamtformulierung zugegeben, um
Partikelabscheidung zu verhindern.
-
Vergleichsbeispiele C3 bis C6
-
Durch
Verfahren, analog zu den in Vergleichsbeispielen C1 und C2 beschriebenen
Verfahren, wurden die in Tabelle 2 vermerkten Formulierungen hergestellt.
Tabelle 2 schließt
für leichte
Referenzfähigkeit
auch Daten für
Vergleichsbeispiele C1 und C2 ein. Tabelle 2
Vergleichsbeispiel Nr. | Hergestellt
durch Verfahren von Vergleichsbeispiel Nr.: | Wirkstoff
(ai) | Konzentration
von ai | SC
oder EC |
C1 | C1 | FASTAC | 100
g/l | EC |
C2 | C2 | FASTAC | 250
g/l | SC |
C3 | C2 | Decis-(deltamethrin) | 25
g/l | SC |
C4 | C1 | Decis-(deltamethrin) | 25
g/l | EC |
C5 | C1 | Baythroid-(cyfluthrin) | 50
g/l | EC |
C6 | C1 | Esfenvalerat | 25
g/l | EC |
-
Beurteilung aphizider Wirksamkeit
gegenüber
Erbsen-Aphiden (Acyrthosiphum pisum).
-
Beispiel 7
-
Die
aphizide Wirksamkeit der FASTAC/Polyvinylpyrrolidon-Formulierung von
Beispiel 1 wurde mit der der FASTAC 100 g/l Emulsionskonzentrat-Formulierung
von Vergleichsbeispiel C1 und der FASTAC 250 g/l Suspensionskonzentrat-Formulierung
von Ver gleichsbeispiel C2 wie folgt verglichen:
- (i)
Jede Formulierung wurde mit Leitungswasser verdünnt, um eine Reihe von Sprühkonzentrationen
vorzusehen, die den erwarteten LC99 (die
Dosierung an Wirkstoff, die benötigt
wird um 99% der Testspezie zu töten)
bis LC50 (die Dosierung an Wirkstoff, die
benötigt
wird um 50% der Testspezie zu töten)
Bereich umspannen. Von der höchsten
aufgetragene Sprühkonzentration,
0,0025%, wurde geschätzt,
daß sie äquivalent
zu 10 g Wirkstoff/Hektar (ai/ha) ist, der FASTAC-Rate, die zur Zeit
für die
Bekämpfung
von Erbsen-Aphiden empfohlen wird. Wo nötig wurden niedrigere Konzentrationen
verwendet.
- (ii) 6 cm große
Erbsensämlinge
wurden auf der Seite liegend in mit Filterpapier ausgeschlagene
Petri-Schalen mit 9 cm Durchmesser plaziert. Zehn erwachsene Erbsen-Aphide
(Acyrthosiphum pisum) wurden in jede Petri-Schale eingeführt und
die Aphide durften sich vor Sprühen
mit der oben beschriebenen Formulierung niederlassen. Beurteilungen
bezüglich
Vernichtungswirksamkeit und Sterblichkeit wurden 1 Stunde und 24
Stunden nach Behandlung durchgeführt.
-
Ergebnisse
-
Die
Wirksamkeit der FASTAC-Formulierungen gegenüber Erbsen-Aphiden (Acyrthosiphum pisum), wie sie
24 Stunden nach Behandlung beurteilt wurde, wird in Tabelle 3 gezeigt.
-
Zusätzlich wurde
beobachtet, daß die
Vernichtung für
jede der auf in Tabelle 3 verwiesenen FASTAC-Formulierungen extrem
schnell war. Jede Formulierung erzielte komplette Vernichtung innerhalb
einer halben Stunden. Tabelle 3 Wirksamkeit von FASTAC gegenüber Erbsen-Aphiden
(Acyrthosiphum pisum) durch direktes Sprühen
Behandlung | Konzentration
% ai * | 24 Std.
% Acyrthosiphum pisum Sterblichkeit |
1 | 2 | Mittel
(n = 5) |
FASTAC 100 g/l Emulsionskonzentrat von Beispiel
C1 | 0,00125 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
0,0006 | 100 | 100 | 80 | 100 | 100 | 96 |
0,0003 | 80 | 60 | 80 | 90 | 90 | 80 |
0,00015 | 60 | 70 | 70 | 50 | 20 | 54 |
250 g/l Suspensionskonzentrat aus Beispiel
C2 | 0,0025 | - | - | - | 40 | 60 | 50 |
0,00125 | 80 | 40 | 60 | 20 | 60 | 52 |
0,0006 | 30 | 50 | 50 | 20 | 20 | 34 |
0,0003 | 60 | 50 | 40 | 10 | 0 | 32 |
0,00015 | 30 | 40 | 20 | - | - | 30 |
333 g/kg FASTAC/PVP-Formulierung aus Beispiel 1 | 0,00125 | 90 | 80 | 60 | 100 | 100 | 86 |
0,0006 | 80 | 80 | 80 | 90 | 100 | 86 |
0,0003 | 50 | 60 | 80 | 100 | 100 | 78 |
0,00015 | 30 | 50 | 50 | 100 | 100 | 66 |
| 0 | 0 | 10 | 0 | 0 | |
- * Sprühkonzentration
von 0,00125% ist äquivalent
zu 5 g ai/ha
-
Beispiel 8
-
Die
aphizide Wirksamkeit der Polyvinylpyrrolidon-Formulierungen der Beispiele 2 bis 6
wurde mit der der Formulierungen von Vergleichsbeispielen C1 bis
C6 wie folgt verglichen:
Die Formulierungen wurden mit Leitungswasser
zu einer Konzentration von 0,001% Wirkstoff (ai) verdünnt, aus
der vier weitere Halbverdünnungen
hergestellt wurden Die einzelnen Lösungen wurden auf eine Petri-Schale,
enthaltend einen mit zehn erwachsenen Erbsen-Aphiden (Acyrthosiphum
pisum) befallenen Erbsensämling
angewendet. Behandlungen wurden bei Volumenraten von annähernd 400
l/ha (also 0,001% ai entspricht einer Dosierungsrate von ~4 g ai/ha)
angewendet. Abhängig
von der Wirksamkeit/-Unwirksamkeit einzelner
Formulierungen in einem ersten Test, wurden Anpassungen des angewendeten
Dosierungsbereichs für
einige Formulierungen in Wiederholungstests vorgenommen.
-
Wirkungsgeschwindigkeit
wurde durch Aufzeichnen von % Vernichtung (KD) nach 1 Stunde beurteilt, während Sterblichkeit nach
24 Stunden beurteilt wurde. Die Dosis/KD- und Dosis/-Sterblichkeit-Daten
wurden analysiert, um die Konzentrationen, die 50% KD nach 1 Stunde
und 50% Sterblichkeit (LC50) nach 24 Stunden erzielen, zu schätzen. Jede
Formulierung wurde zweimal getestet und der Mittelwert der Daten
ermittelt.
-
Zusätzlich zu
LC50-Werden wurden Toxizität-Indizes
(TI's) relativ zu
einem Standard berechnet. Durch einsetzen der kommerziellen FASTAC
EC-Formulierung von Vergleichsbeispiel C1 als "Standard" in diesem Fall, wird diesem ein TI
von 100 zugeschrieben. Demzufolge wird jede Formulierung, die weniger
wirksam als das FASTAC EC ist, einen TI von < 100 haben, oder falls wirksamer, wird
sie einen TI von > 100
haben.
-
Ergebnisse
-
Die
Ergebnisse von Beispiel 8 werden in Tabelle 4 zusammengefaßt. Tabelle 4
Formulierung von Beispiel Nr. | 1 Stunde
KD | 24 Stunden
Sterblichkeit |
LC50 | TI | LC50 | TI |
2 | 0,000053 | 210 | 0,00016 | 210 |
C3 | > 0,001 | < 10 | 0,0005 | 65 |
C4 | 0,000095 | 130 | 0,00012 | 290 |
3 | 0,00039 | 29 | 0,00052 | 68 |
C5 | 0,00029 | 39 | 0,00053 | 65 |
5 | 0,000040 | 230 | 0,00010 | 290 |
C7 | 0,000058 | 170 | 0,000094 | 310 |
6 | 0,00011 | 100 | 0,00034 | 100 |
7 | 0,00012 | 92 | 0,00031 | 110 |
C1 | 0,00010 | 100 | 0,00031 | 100 |