WO2018078171A1 - Biocidal composition containing cerium oxides and products produced therewith - Google Patents

Biocidal composition containing cerium oxides and products produced therewith Download PDF

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WO2018078171A1
WO2018078171A1 PCT/EP2017/077827 EP2017077827W WO2018078171A1 WO 2018078171 A1 WO2018078171 A1 WO 2018078171A1 EP 2017077827 W EP2017077827 W EP 2017077827W WO 2018078171 A1 WO2018078171 A1 WO 2018078171A1
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WO
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cei
particles
chemical composition
substance
shaped body
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Application number
PCT/EP2017/077827
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German (de)
French (fr)
Inventor
Karoline HERGET
Wolfgang Tremel
Original Assignee
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
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Publication date
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01NPRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N59/00Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing elements or inorganic compounds
    • A01N59/16Heavy metals; Compounds thereof
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01NPRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N59/00Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing elements or inorganic compounds
    • A01N59/06Aluminium; Calcium; Magnesium; Compounds thereof

Definitions

  • the invention relates to biocidal compositions, biocidal moldings and moldings with a biocidal coating.
  • haloperoxidases such as vanadium haloperoxidase as an additive in enamel paints.
  • Haloperoxidases are enzymes that catalyze the oxidation of halides to hypohalogenic acid according to the reaction equation
  • hydrogen peroxide H 2 O 2
  • X ⁇ is a halide anion such as ⁇ , Br " or Cl " .
  • EP 0 500 387 B1 describes the use of haloperoxidases in antiseptic pharmaceutical products.
  • WO 2013/82641 A1 relates to the use of vanadium pentoxide as a biocide and discloses a biocidal composition comprising particles of vanadium pentoxide and methods for preventing biofouling and for biocidal finishing of substrates.
  • biocidal coatings and moldings known in the prior art have one or more of the following disadvantages: low resistance to erosion and efflux;
  • the invention has the object to overcome the above disadvantages and to prevent or reduce microbial infestation and plant growth, in particular algae growth on surfaces of moldings and consumer goods. This object is achieved by biocidal compositions, molded articles and consumer goods produced from the biocidal compositions or coated with the biocidal compositions.
  • the invention relates to a molded body whose surface is partly or completely with particles having the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - is equipped y, wherein - M is selected from Ca, Ti, V, Fe, Sr, Y, Zr, Nb, La, Pr, In, Bi, Tb, Eu and Nd;
  • - x is a real number with 0 ⁇ x ⁇ 0.5;
  • - y is a real number with 0 ⁇ y ⁇ 0.4.
  • - x is a real number with 0.1 ⁇ x ⁇ 0.3;
  • - y is a real number with 0.005 ⁇ y ⁇ 0.4;
  • - y is a real number with 0.01 ⁇ y ⁇ 0.4;
  • - y is a real number with 0.02 ⁇ y ⁇ 0.4; - The particles with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y are positively connected to the molding;
  • Spatial directions have a dimension of ⁇ 500 nm
  • the particles with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y are rod-shaped and have a length of 50 to 800 nm and a cross-sectional area of 20 to 40 nm 2 ;
  • the particles with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y are rod-shaped and have a length of 50 to 800 nm, a cross-sectional area of 20 to 40 nm 2 and an equivalent diameter of 12 to 40 nm;
  • the particles having the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y are dispersed on the surface of the molding such that their average area coverage 0.001 to 35%, 0.001 to 30%, 0.001 to 25%, 0.001 to 20%, 0.001 to 15%, 0.001 to 10%, 0.001 to 5% or 0.001 to 1%;
  • the molded body is a textile structure;
  • the molded body is a textile nonwoven fabric
  • the molded body is a textile knitted fabric;
  • the molding is a textile fiber;
  • the molding is a filtration membrane
  • the molding is a film
  • the molding is a floor covering
  • the molded body is a furniture component, such as a table top or a cabinet door;
  • Hull or a propeller is
  • the molding is a container for fluids, such as a water tank;
  • the molding is a conduit element for fluids, such as a water pipe; and or
  • the molding is a granule.
  • the invention relates to a coating composition consisting of a carrier material and a substance having the chemical composition
  • M is selected from Ca, Ti, V, Fe, Sr, Y, Zr, Nb, La, Pr, In, Bi, Tb, Eu and Nd;
  • - x is a real number with 0 ⁇ x ⁇ 0.5;
  • - y is a real number with 0 ⁇ y ⁇ 0.4.
  • - x is a real number with 0.01 ⁇ x ⁇ 0.5;
  • - x is a real number with 0.05 ⁇ x ⁇ 0.5;
  • - x is a real number with 0.1 ⁇ x ⁇ 0.3;
  • - y is a real number with 0.005 ⁇ y ⁇ 0.4; y is a real number with 0.01 ⁇ y ⁇ 0.4; y is a real number with 0.02 ⁇ y ⁇ 0.4; the proportion of the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y
  • composition the proportion of the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y
  • the substance of chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y consists of particles which are partly or wholly crystalline;
  • Cei_ x M x 0 2 _ y the substance of chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y consists of particles which are polycrystalline;
  • the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y consists of particles having a dimension of ⁇ 500 nm in one or more spatial directions; - the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y consists of particles having an equivalent diameter of 2 to 5000 nm;
  • the substance with the chemical composition Cei_ x M x O 2 _ y consists of particles having an equivalent diameter of 2 to 15 nm, 10 to 20 nm, 15 to 25 nm, 20 to 30 nm, 25 to 35 nm, 30 to 40 nm, 35 to 45 nm, 40 to 50 nm, 45 to 55 nm, 50 to 60 nm, 55 to 65 nm, 60 to 70 nm, 65 to 75 nm, 70 to 80 nm, 75 to 85 nm, 80 up to 90 nm, 85 to 95 nm,
  • the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y consists of stabfömigen particles with a length of 50 to 800 nm and a cross-sectional area of 20 to 40 nm 2 ; - The substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y consists of stabfömigen particles with a length of 50 to 800 nm, a cross-sectional area of 20 to 40 nm 2 and an equivalent diameter of 12 to 40 nm; and or - The particles with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y are dispersed in the coating composition such that their average area coverage 0.001 to 35%, 0.001 to 30%, 0.001 to 25%, 0.001 to 20%, 0.001 to 15%, 0.001 to 10%, 0.001 to 5% or 0.001 to 1%; - The carrier material of one or more polymers and one or more
  • the invention relates to a molded body whose surface is coated partially or completely with a biocidal coating, consisting of a carrier material and a material having the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y, wherein - M is selected from Ca, Ti, V, Fe, Sr, Y, Zr, Nb, La, Pr, In, Bi, Tb, Eu and Nd;
  • - x is a real number with 0 ⁇ x ⁇ 0.5;
  • - y is a real number with 0 ⁇ y ⁇ 0.4.
  • - x is a real number with 0, 1 ⁇ x ⁇ 0.3;
  • - y is a real number with 0.005 ⁇ y ⁇ 0.4;
  • - y is a real number with 0.01 ⁇ y ⁇ 0.4;
  • the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y consists of particles which are partly or wholly crystalline;
  • the substance with the chemical composition Cei_ x M x 02- y consists of particles which are polycrystalline;
  • the substance with the chemical composition Cei_ x M x 02- y consists of particles having a dimension of ⁇ 500 nm in one or more spatial directions; - the substance with the chemical composition Cei_ x M x 02- y consists of particles having an equivalent diameter of 2 to 5000 nm;
  • the substance with the chemical composition Cei_ x M x 02_ y consists of particles having an equivalent diameter of 2 to 15 nm, 10 to 20 nm, 15 to 25 nm, 20 to 30 nm, 25 to 35 nm, 30 to 40 nm, 35 to 45 nm, 40 to 50 nm, 45 to 55 nm, 50 to 60 nm, 55 to 65 nm, 60 to 70 nm, 65 to 75 nm, 70 to 80 nm, 75 to 85 nm, 80 to 90 nm, 85 to 95 nm,
  • the substance with the chemical composition Cei_ x M x 02- y consists of stabfömigen particles with a length of 50 to 800 nm and a cross-sectional area of 20 to 40 nm 2 ; - the substance with the chemical composition Cei_ x M x 02- y consists of rod-shaped particles with a length of 50 to 800 nm, a cross-sectional area of 20 to 40 nm 2 and an equivalent diameter of 12 to 40 nm;
  • the particles with the chemical composition Cei_ x M x 02- y are dispersed in the coating such that their average surface coverage of from 0.001 to 35%, from 0.001 to 30%, 0.001 to 25%, from 0.001 to 20%, 0.001 to 15%, 0.001 to 10%, 0.001 to 5% or 0.001 to 1%;
  • the carrier material of the biocidal coating consists of one or more polymers and one or more additives
  • the carrier material of the biocidal coating consists of one or more polymers based on polydimethylsiloxane and one or more additives;
  • the carrier material of the biocidal coating contains one or more hydrolysable polymers with a polymeric backbone and functional groups, the polymeric backbone consisting of monomers selected from acryl, methacryl, acrylonitrile, acrylamide, methacrylamide, vinyl ester, vinyl ether, vinyl amide, vinyl ketone, Styrene, olefins, Monomers having reactive silicon-containing groups, halogen-containing monomers and mixtures thereof;
  • the carrier material of the biocidal coating contains one or more hydrolyzable polymers with a polymeric backbone and functional groups, wherein the functional groups are selected from amines, amides, cyclic amides, acid groups and blocked acid groups;
  • the carrier material of the biocidal coating contains one or more hydrolysable polymers with a polymeric backbone and functional groups, wherein the functional groups are selected from amines, amides, cyclic amides, acid groups and blocked acid groups, wherein the acid groups are blocked by means of quaternary ammoni
  • the carrier material contains one or more polymers selected from polyarylene ethers, polysulfones, polyethersulfones (PES), polyphenylene sulfones, polyamides (PA), aromatic polyamides, aliphatic polyamides, polyvinyl alcohol (PVA), cellulose acetate (CA), cellulose triacetate (CTA) , Cellulose esters, cellulose nitrate, regenerated cellulose, polyimides, aromatic polyimides, aliphatic polyimides, polybenzimidazole (PBI), polybenzimidazolone (PBIL), polyacrylonitrile (PAN), polyacrylonitrile-polyvinyl chloride copolymer (PAN-PVC), polyacrylonitrile-methallylsulfonate copolymer, poly ( dimethylphenylene oxide) (PPO), polycarbonate, polyester, polytetrafluoroethylene (PTFE), poly (vinylidene fluoride) (P
  • the invention relates to a molded body composed of a base material and a material having the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - is y, wherein
  • M is selected from Ca, Ti, V, Fe, Sr, Y, Zr, Nb, La, Pr, In, Bi, Tb, Eu and Nd;
  • - x is a real number with 0 ⁇ x ⁇ 0.5;
  • - y is a real number with 0 ⁇ y ⁇ 0.4.
  • - x is a real number with 0.01 ⁇ x ⁇ 0.5;
  • - x is a real number with 0.05 ⁇ x ⁇ 0.5;
  • - x is a real number with 0.1 ⁇ x ⁇ 0.3;
  • - y is a real number with 0.005 ⁇ y ⁇ 0.4;
  • - y is a real number with 0.01 ⁇ y ⁇ 0.4; - y is a real number with 0.02 ⁇ y ⁇ 0.4; - The proportion of the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y
  • Cei_ x M x 0 2 _ y the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y consists of particles which are partly or wholly crystalline;
  • the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y consists of particles which are polycrystalline;
  • the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y consists of particles having an equivalent diameter of 2 to 5000 nm;
  • the substance with the chemical composition Cei_ x M x O 2 _ y consists of particles having an equivalent diameter of 2 to 15 nm, 10 to 20 nm, 15 to 25 nm, 20 to 30 nm, 25 to 35 nm, 30 to 40 nm, 35 to 45 nm, 40 to 50 nm, 45 to 55 nm, 50 to 60 nm, 55 to 65 nm, 60 to 70 nm, 65 to 75 nm, 70 to 80 nm, 75 to 85 nm, 80 to 90 nm, 85 to 95 nm, 90 to 100 nm, 100 to 200 nm, 150 to 250 nm, 200 to 300 nm, 250 to 350 nm, 300 to
  • the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y consists of rod-shaped particles having a length of 50 to 800 nm and a cross-sectional area of 20 to 40 nm 2;
  • the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y consists of rod-shaped particles having a length of 50 to 800 nm, a cross-sectional area of 20 to 40 nm 2 and an equivalent diameter of 12 to 40 nm;
  • Particles having the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y are dispersed in the molding such that their average area coverage 0.001 to 35%, 0.001 to 30%, 0.001 to 25%, 0.001 to 20%, 0.001 to 15%, 0.001 to 10%, 0.001 to 5% or 0.001 to 1%;
  • Cei_ x M x 0 2 - y contains, wherein the particles are non-positively connected to the molding; - A surface of the shaped body particles with the chemical composition
  • Cei_ x M x 0 2 - y contains, wherein the particles are non-positively connected to the molding and a part of the particles protrudes from the surface of the molding;
  • the base material consists of one or more polymers and one or more additives; the base material contains one or more polymers selected from polyarylene ethers, polysulfones, polyethersulfones (PES), polyphenylene sulfones, polyamides (PA), aromatic polyamides, aliphatic polyamides, polyvinyl alcohol (PVA), cellulose acetate (CA), cellulose triacetate (CTA ), Cellulose esters, cellulose nitrate, regenerated cellulose, polyimides, aromatic polyimides, aliphatic polyimides, polybenzimidazole (PBI), polybenzimidazole ion (PBIL), polyacrylonitrile (P AN), polyacrylonitrile-polyvinyl chloride
  • PAN-PVC polyacrylonitrile-methallylsulfonate copolymer
  • PPO polycarbonate
  • polyester polytetrafluoroethylene
  • PVDF poly (vinylidene fluoride)
  • PP polypropylene
  • PDMS polyelectrolyte complexes
  • poly (methyl methacrylate) PMMA polydimethylsiloxane (PDMS)
  • polyamide-imides aromatic polyamide-imides, aliphatic polyamide-imides, polymers with phosphate-acid and / or carboxylic acid-
  • the base material consists of one or more ceramic materials and one or more additives
  • the molded body is a textile structure; - The molded body is a textile nonwoven fabric;
  • the molded body is a textile knitted fabric
  • the molding is a textile fiber
  • the molding is a filtration membrane; - The molding is a film;
  • the molding is a floor covering
  • the molded body is a furniture component, such as a table top or a cabinet door;
  • the molding is part of a ship, such as the wall of a ship's hull or a propeller;
  • the molding is a container for fluids, such as a water tank;
  • the molding is a conduit element for fluids, such as a water pipe; and / or - the shaped body is a granulate.
  • the invention relates to a mortar or a material based on silicone polymer, a substance having a chemical composition Cei_ x M x 0 2 - contains y, wherein
  • M is selected from Ca, Ti, V, Fe, Sr, Y, Zr, Nb, La, Pr, In, Bi, Tb, Eu and Nd;
  • - x is a real number with 0 ⁇ x ⁇ 0.5;
  • - y is a real number with 0 ⁇ y ⁇ 0.4.
  • - x is a real number with 0.1 ⁇ x ⁇ 0.3;
  • - y is a real number with 0.005 ⁇ y ⁇ 0.4;
  • - y is a real number with 0.01 ⁇ y ⁇ 0.4;
  • the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y consists of particles having a dimension of ⁇ 500 nm in one or more spatial directions;
  • the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y consists of stab-colored particles with a length of 50 to 800 nm and a cross-sectional area of 20 to 40 nm 2 ;
  • the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y consists of stab-colored particles with a length of 50 to 800 nm, a cross-sectional area of 20 to 40 nm 2 and an equivalent diameter of 12 to 40 nm;
  • Area coverage is 0.001 to 35%, 0.001 to 30%, 0.001 to 25%, 0.001 to 20%, 0.001 to 15%, 0.001 to 10%, 0.001 to 5% or 0.001 to 1%; and or
  • the silicone polymer based material is an RTV silicone based material
  • Silicone-based two-component material is. Another object of the present invention is to provide microbial attack
  • composition Cei_ x M x 0 2 - y for the production of moldings, moldings, mortars or materials based on silicone polymer, wherein
  • M is selected from Ca, Ti, V, Fe, Sr, Y, Zr, Nb, La, Pr, In, Bi, Tb, Eu and Nd;
  • - x is a real number with 0 ⁇ x ⁇ 0.5;
  • - y is a real number with 0 ⁇ y ⁇ 0.4.
  • - x is a real number with 0.01 ⁇ x ⁇ 0.5;
  • - x is a real number with 0.05 ⁇ x ⁇ 0.5;
  • - x is a real number with 0.1 ⁇ x ⁇ 0.3;
  • - y is a real number with 0.005 ⁇ y ⁇ 0.4;
  • - y is a real number with 0.01 ⁇ y ⁇ 0.4;
  • - y is a real number with 0.02 ⁇ y ⁇ 0.4;
  • the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y consists of particles having a dimension of ⁇ 500 nm in one or more spatial directions;
  • the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y consists of particles having an equivalent diameter of 2 to 5000 nm;
  • the substance with the chemical composition Cei_ x M x 02- y consists of particles having an equivalent diameter of 2 to 15 nm, 10 to 20 nm, 15 to 25 nm, 20 to 30 nm, 25 to 35 nm, 30 to 40 nm, 35 to 45 nm, 40 to 50 nm, 45 to 55 nm, 50 to 60 nm, 55 to 65 nm, 60 to 70 nm, 65 to 75 nm, 70 to 80 nm, 75 to 85 nm, 80 to 90 nm, 85 to 95 nm, 90 to 100 nm, 100 to 200 nm, 150 to 250 nm, 200 to 300 nm, 250 to 350 nm, 300 to
  • Cei_ x M x 02- y the substance with the chemical composition Cei_ x M x 02- y consists of rod-shaped particles with a length of 50 to 800 nm and a cross-sectional area of 20 to 40 nm 2 ;
  • Cei_ x M x 02- y the substance with the chemical composition Cei_ x M x 02- y consists of rod-shaped particles with a length of 50 to 800 nm, a cross-sectional area of 20 to 40 nm 2 and an equivalent diameter of 12 to 40 nm; and or
  • the body coating, the mortar or the silicone polymer-based material are dispersed so that their average area coverage 0.001 to 35%, 0.001 to 30%, 0.001 to 25%, 0.001 to 20%, 0.001 to 15%, 0.001 to 10%, 0.001 to 5% or 0.001 to 1%.
  • the object of the invention is to provide a process for the production of biocidal moldings. This object is achieved by a method comprising the steps
  • Composition Cei_ x M x 02_ y in the form of nanoscale particles contains, wherein
  • M is selected from Ca, Ti, V, Fe, Sr, Y, Zr, Nb, La, Pr, In, Bi, Tb, Eu and Nd;
  • - x is a real number with 0 ⁇ x ⁇ 0.5;
  • - y is a real number with 0 ⁇ y ⁇ 0.4;
  • the coating composition is fixed on the molding by - Dry;
  • Another useful method for producing a biocidal shaped article comprises the steps
  • M is selected from Ca, Ti, V, Fe, Sr, Y, Zr, Nb, La, Pr, In, Bi, Tb, Eu and Nd;
  • - x is a real number with 0 ⁇ x ⁇ 0.5;
  • - y is a real number with 0 ⁇ y ⁇ 0.4;
  • a surface of the shaped body is coated with an adhesive layer, before the shaped body is coated with the nanoscale particulate powder in step (c).
  • step (d) the nanoscale particulate powder is fixed on the molding by
  • Another method of making a biocidal shaped article comprises the steps
  • M is selected from Ca, Ti, V, Fe, Sr, Y, Zr, Nb, La, Pr, In, Bi, Tb, Eu and Nd;
  • x is a real number with 0 ⁇ x ⁇ 0.5;
  • y is a real number with 0 ⁇ y ⁇ 0.4;
  • step (h) molding a molded article from the mixture obtained in step (g).
  • the base material provided in step (e) consists of one or more polymers and one or more additives.
  • the base material provided in step (e) consists of one or more ceramic materials and one or more additives.
  • the base material provided in step (e) consists of a mortar.
  • the base material provided in step (e) consists of a material based on silicone polymers.
  • the mixture obtained in step (g) is plasticized prior to molding in step (h) by means of a gelling aggregate or extruder.
  • the molding in step (h) is carried out by means of
  • a shaped body produced in step (h) is sintered.
  • the term "substance having the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y” is a preferably crystalline or polycrystalline compound in which M is calcium (Ca), titanium (Ti), vanadium (V), iron ( Fe), strontium (Sr), yttrium (Y), zirconium (Zr), niobium (Nb), lanthanum (La), praseodymium (Pr), indium (In), bismuth (Bi), terbium (Tb), europium ( Eu) or neodymium (Nd) and the atoms Cer (Ce), M and oxygen (O) in the ratio (1-x): x: (2-y) are present with 0 ⁇ x ⁇ 0.5 and 0 ⁇ y ⁇ 0.4.
  • the invention is based on the finding that a substance with the chemical composition Cei_ x M x O 2 -y the oxidation of halide anions X ⁇ , such as ⁇ , Br ⁇ and
  • a material having the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y broad form body and commodities preferably used in a medium containing hydrogen peroxide (H 2 O 2), or organic peroxides and / or halide anions, such as ⁇ , Br contains ⁇ and Cl ⁇ .
  • Cei_ x M x 0 2 -y a certain oxygen deficit, ie y> 0 is required.
  • the invention is further based on the finding that halide anions, such as ⁇ , Br ⁇ and Cl ⁇ , and hydrogen peroxide in seawater, inland waters and the flow or
  • UV lamps are u.a. used in desalination and purification plants for disinfection.
  • the equivalent diameter of the nanoscale particles of Cei_ x M x 0 2 _ y preferably ⁇ 100 nm, especially ⁇ 50 nm and ⁇ 200 nm
  • the nanoscale particles of Cei_ x M x 0 2 _ y also largely deagglomerated and dispersed as homogeneously as possible so that their average surface coverage 0.001 to 35%, 0.001 to 30%, 0.001 to 25%, 0.001 to 20%, 0.001 to 15%, 0.001 to 10%, 0.001 to 5% or 0.001 to 1%.
  • the size and dispersion of the nanoscale particles of Cei_ x M x 0 2 - y influences the scattering of visible light and thus the visual appearance of a molded article according to the invention, a coating of a mortar or of a material based on silicone polymer in a controlling manner.
  • the equivalent diameter of the nanoscale particles of Cei_ x M x 0 2 - y to decrease below a value of 200 nm, and to deagglomerate the particles substantially. Furthermore, by reducing the equivalent diameter and as homogeneous a dispersion of the particles, the bactericidal effect is increased.
  • FIG. 1 shows a molded body with a biocidal coating of a carrier material
  • Fig. 2 is a molding, the particles of Cei_ x M x 0 2 - y contains;
  • Fig. 4 shows the bacterial attack on polymeric coatings with a Ce0 2 _ y content of
  • Figure 7 shows the catalytic Bromtechniksmeditician of Cei_ x La x 0 2 -. Y nanoparticles.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional view of a surface of a shaped body 1 made of a base material 5 with a region 4 near the surface and a coating 6
  • Coating 6 comprises a carrier material 7 and particles 8 with the chemical
  • Composition Cei_ x M x 0 2 _ y The particles 8 are embedded in the carrier material 7, wherein a part of the particles 8 protrudes from the surface of the shaped body 2 or from the coating 6 and is in direct contact with a medium surrounding the shaped body 2.
  • the shaped body 2 shows a schematic sectional view of a surface of a shaped body 2 made of a base material 5 with a region 4 close to the surface.
  • the shaped body 2 comprises particles 8 with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y.
  • the particles 8 are embedded in the base material 5, wherein a part of the particles 8 protrudes from the surface of the shaped body 2 and is in direct contact with a medium surrounding the shaped body 2.
  • FIG. 3 shows a schematic sectional view of a surface of a shaped body 3 made of a base material 5 with a region 4 close to the surface.
  • Particles 8 with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y are arranged on the surface of the shaped body 3.
  • the particles 8 are positively connected to the surface of the shaped body 3 and are in direct contact with a medium surrounding the shaped body 3.
  • the frictional adhesion of the particles 8 to the surface of the molded body 3 is mediated by three alternative measures or mechanisms (i) to (iii):
  • the adhesive layer listed under items (i) and (ii) consists of a solvent-based, a thermoplastic or a chemically, thermally or by means of light, in particular UV-light crosslinkable adhesive.
  • Shaped body 3 thermoplastic. After deposition of the particles 8 on the surface of the molded body 3 by means of powder coating or spraying, the near-surface region 4 is softened or fused by means of a suitable heat source, such as an infrared lamp or a hot air blower, so that the particles 8 are partially enclosed by the base material 5 and after the cooling are mechanically anchored in this.
  • a suitable heat source such as an infrared lamp or a hot air blower
  • the powder coating of moldings with particulate Cei_ x M x 0 2 - y is preferably carried out using well-established in the prior art methods, such as electrostatic or
  • the structure of the obtained Ce0 2 _ y powder was (HRTEM) by means of a high-resolution transmission electron microscope examined.
  • the Ce0 2 _ y powder is composed of polycrystalline rod having a length of 100 to 800 nm, wherein the average length is about 200 nm and a few rods have a length of more than 500 nm. The diameter of the rods is 5 to 20 nm. The stripes caused by electron diffraction into the
  • HRTEM images can be assigned to cubic phase lattices of Ce0 2 .
  • the surface of the rods comprises regions or crystal facets with crystal lattice orientations of the type [110], [1 1 0] and [1 1 1].
  • nanoscale Ce0 2 _ y powder Ceriumcarbonathydrat Ce are first 2 (C0 3) 3 ⁇ 8H 2 0 and sodium carbonate hydrate
  • FIG. 6 shows the size distribution, measured by dynamic light scattering, of the nanoscale powder of CeO 2- y produced in this way on the homogenized suspension.
  • Example 3 Antibacterial membrane coatings A solution consisting of 32 g of polyethersulfone (Ultrason E6020P, BASF SE), 12 g of polyvinylpyrrolidone (K30 Luvitec®, BASF SE) and 1.6 g of nanoscale Ce0 2 _ y - stick (with an average length of about 100 nm) in 156 g of dimethylacetamide (99% purity, Sigma-Aldrich) is heated to 60 ° C and degassed. The degassed solution is applied at a temperature of 25 ° C and a relative humidity of 50% on a Teflon disk and streaked by means of a rubber squeegee to a about 200 ⁇ thick film.
  • polyethersulfone Ultrason E6020P, BASF SE
  • K30 Luvitec® polyvinylpyrrolidone
  • nanoscale Ce0 2 _ y - stick with an average length of about 100 nm
  • dimethylacetamide 99% purity,
  • the coated with the solution Teflon disk is immersed in a precipitation bath or a precipitation mixture of 7 parts by weight of water and 3 parts by weight of isopropanol.
  • the membrane produced by precipitation is kept for two hours in an aqueous NaOCl solution (0.2% by weight) heated to 60 ° C. Thereafter, the membrane is washed with deionized water and stored in deionized water.
  • Weight proportion of 5 wt .-% and respectively 10.0 wt .-% added were stored for 96 hours in a bacterial suspension of 200 chemically competent Shot® TOP 10 Eschericia coli cells (ThermoFischer Scientific) in 15 mL LB medium at a temperature of 37 ° C. Initially and at regular intervals of 3 hours, 150 aqueous KBr solution (100 mM) and H 2 O 2 solution (10 mM) were added to the bacterial suspension. At the end of the 96 hours, the samples were removed from the bacterial suspension, washed in LB medium, with
  • Coatings based on two common antifouling ship paint formulations prepared and exposed to weathering in seawater over a period of 51 days (Ophoven-Kinrooi, Marina De Spaanjerd, Maas, Belgium).
  • Coating carriers served stainless steel plates each having an area
  • FIG. 5 shows photographs of the surfaces of six samples after 51 days of weathering in seawater, with dark areas indicating heavy algal and / or other marine organisms. In contrast, bright areas correspond to areas with low infestation.
  • Figures 5a and 5b show uncoated stainless steel sample carriers.
  • Figures 5c and 5d show samples having a coating of the marine paints described above (5c Toplac International®, 5d abrasive marine paint). The coatings of the samples shown in Figures 5c and 5d are purely polymeric and contain no metal oxide. By contrast, the coatings shown in FIGS.
  • 5e and 5f contain 2% by weight of nanoscale CeO 2 y particles, based on the total weight of the coatings.
  • the coating of the samples shown in Fig. 5c and 5e consists of Toplac International® based on silicone alkyd, respectively from Toplac
  • the relative proportion of the surface of the samples covered with algae and other organisms was determined by means of the image analysis software ImageJ (Fiji) on the basis of the number of image pixels whose gray value lies below a predetermined gray value threshold, relative to the
  • the gray value threshold was set in such a way that when the gray value threshold changes by
  • Example 5 Catalytic activity of Cei -x La x 0 2-y
  • Example 2 Analogous to the synthesis method described in Example 1 were nanoscale rods from Cei_ x La x 02- y by addition of cerium (III) nitrate hexahydrate (Ce (N0 3 ) 3 '6 H 2 0) and
  • the catalytic activity of the obtained nanoparticles was determined spectrophotometrically by means of a phenol red assay.
  • the reaction of phenol red (phenolsulfonephthalein) too Bromophenol blue (3,3,5,5'-tetrabromophenolsulfonephthalein) was measured by emission of bromophenol at 590 nm ( ⁇ (590 nm) ⁇ 72.2 mM -1 cm -1 ).
  • the measurements were performed using a Cary 5G UV-vis NIR spectrophotometer (Varian Inc., Palo Alto, CA) and a Cary 300 spectrophotometer (Agilent) with magnetic stirrer and an integrating sphere placed in the beam path after the sample cuvette.
  • the catalytic conversion of phenol red to bromophenol blue is shown below.
  • Cei_ x La x 02- y nanoparticles were assayed from MilliQ water, phenol red, potassium bromide (KBr, cat. No. P0838 BioXtra,> 99.0%, Sigma-Aldrich) or ammonium bromide (NH 4 Br , Cat. No. AB203189, Puratronic®, 99.999%) and
  • Hydrogen peroxide H 2 0 2 , Cat. No. 8070.1, ROTIPURAN®, Carl Roth GmbH & Co. KG Düsseldorf, Germany
  • the concentration of the components of the assay solution was:
  • the concentration of H 2 O 2 was determined by the absorption of the assay solution at
  • Fig. 7 shows the result of the assays, i. the catalytic bromination activity of
  • the term “equivalent diameter” refers to a particle ensemble in which 50% by volume of the particles have a volume equivalent spherical diameter of less than or equal to the "equivalent diameter” and 50% by volume of the particles have a volume equivalent spherical diameter greater than or equal to have “equivalent diameter”.
  • the term “equivalent diameter” used according to the invention is often referred to in the art as “d5o”. With volume equivalent ball diameter is meant, depending on the measuring method used, the diameter of a sphere, which the same surface, same
  • nano-scale particles of Cei_ x M x 0 2 - y According to the invention analysis software by means of a scanning electron microscope or a transmission electron microscope and an image, such as ImageJ (http://imagej.nih.gov/ij) determined. In this case, at least 100, preferably at least 1000 nanoscale particles are digitally measured by means of the image analysis software using digitized electron micrographs. Due to the high lateral resolution of transmission electron microscopes and scanning electron microscopes of the prior art, which is up to 10 nm depending on the adjustment of the electron optics and beam parameters in the range of several angstroms, the volume-equivalent sphere diameter of the nanoscale particles of Cei_ x M x 0 2 may - y be determined with high reliability.
  • SDD Silicon Drift Detector
  • EDS Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy
  • the powder to be analyzed is suspended in demineralized water in a concentration of about 0.5 mg / ml by means of ultrasound and a drop of this suspension, ie about 40 ⁇ on a plane , preferably circular graphitized copper grid (CF300-Cu, Electron Microscopy Sciences, Hatfield (PA), USA) having an area of about 9.3 mm 2 .
  • the grid coated with the suspension is stored for about 30 minutes in a horizontal position under clean room conditions until the water has evaporated and transferred to the scanning electron microscope.
  • the sample preparation described above ensures that adjacent nanoparticles on the grid are sufficiently far apart and are imaged as separate objects in the scanning electron microscope.
  • the volume-equivalent spherical diameters of the nanoscale particles from Cei_ x M x 02- y are measured by means of light scattering or photon correlation spectroscopy.
  • a suitable measuring device for particle sizes from 0.3 nm to 8 ⁇ m is used, inter alia, by Horiba Ltd. (Kyoto, Japan) under the product name "nano partica SZ-100" commercially offered.
  • the average surface coverage of the nanoscale particles from Cei_ x M x 02- y is measured on a
  • the average area occupation corresponds to the quotient of the number of (black) image pixels, which are assigned to nanoscale particles from Cei_ x M x 02_ y , and the total number of image pixels (particles plus surrounding matrix).
  • the area ratio of the inclusions / particles is equal to their volume fraction.
  • Section images determined area or volume fraction of the nanoscale particles
  • Cei_ x M x 02- y is in good agreement with values obtained from the weight fraction, equivalent diameter and specific gravity of the particles and the matrix.
  • the ratio of Ce (III) / Ce (IV) of the substance used according to the invention with the chemical composition Cei_ x M x 02- y is determined by means of X-ray photoelectron spectroscopy (XPS: X-ray photoelectron spectroscopy / ESCA: electron spectroscopy for chemical analysis) , Using the XPS (for example: ESCA 5600 (XPS) (Physical Electronics GmbH)) with monochromatic X-radiation (for example: Al- ⁇ radiation (1486 eV at 250.0 W)), the Ce (III) / Ce (IV ) Ratio, from the relative area proportions of the unfolded signals according to the following formula, at the surface. For the spin-orbit coupling state 3d (5/2) then the ratio of Ce 3+ results to.
  • XPS X-ray photoelectron spectroscopy / ESCA: electron spectroscopy for chemical analysis
  • monochromatic X-radiation for example: Al- ⁇ radiation (
  • glass slides are cut into 1.5 cm x 1.5 cm glass slides and with a gold layer of about 15 nm by means of a coating system (Med 020, BAL-TEC) using a quartz microbalance Coated (QSG 070, Bal-TEC).
  • a coating system Med 020, BAL-TEC
  • QSG 070, Bal-TEC quartz microbalance Coated
  • the samples are heated to about 900-1000 ° C to remove any existing water of crystallization.
  • the fabric used in the invention having the chemical composition Cei_ x M x 02- y is present as a particulate powder, which is pressed with a smooth surface into a pellet prior to the XPS measurement.
  • an XPS spectrum is recorded and evaluated at several mutually different sample positions and the derived elemental ratios are averaged.
  • the relative proportions of the components of the inventively used substance, with the chemical composition Cei_ x M x 02- y (here based on proportions Ce and M in the substance used), can be determined by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX: energy dispersive X-ray spectroscopy) , Using a Scanning Electron Microscope (SEM) (for example: Nova NanoSEM, FEI) with a corresponding EDX module (for example: EDAX Apollo 10 SDD, AMETEK) the components are assigned to the energies and by quantifying the component signals the relative Share accessible.
  • SEM Scanning Electron Microscope
  • composition Cei_ x M x 02_ y suspended and / or dispersed in aqueous and / or organic solvents. The suspension and / or dispersion is applied to a silicon wafer
  • the sample is coated with a 5 nm to 15 nm thick gold or silver layer using a coating equipment (for example: Med 020 (BAL-TEC) with quartz microbalance (QSG 070, BAL-TEC)).
  • a coating equipment for example: Med 020 (BAL-TEC) with quartz microbalance (QSG 070, BAL-TEC)

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Abstract

The invention relates to a moulded body comprising a material having the chemical composition Ce1-xMxO2-y as biocide.

Description

HERGESTELLTE PRODUKTE  MANUFACTURED PRODUCTS
Die Erfindung betrifft biozide Zusammensetzungen, biozide Formkörper und Formkörper mit einer bioziden Beschichtung. The invention relates to biocidal compositions, biocidal moldings and moldings with a biocidal coating.
In der Medizin und zahlreichen technischen Gebieten ist es erforderlich oder zweckmäßig den bakteriellen Befall und Pflanzenbewuchs, insbesondere Algenbewuchs auf der Oberfläche von Gebrauchsgütern, wie beispielsweise Möbeln, Bodenblägen, Schiffsrümpfen, Filtrationsmembranen und dergleichen zu verhindern bzw. zu hemmen. Hierzu ist es üblich, das jeweilige Gebrauchsgut oder dessen Oberfläche mit einem bakterizid wirkenden Stoff, insbesondere mit Antibiotika oder metallischen Partikeln aus Silber, Kupfer- oder Zinkoxid auszurüsten. Im Weiteren ist es aus WO 1995/027009 bekannt, Haloperoxidasen, wie Vanadiumhaloper- oxidase als Additiv in Lackfarben einzusetzen. Haloperoxidasen sind Enzyme, welche die Oxdidation von Haliden zu Hypohalogenitsäure katalysieren, gemäß der Reaktionsgleichung In medicine and numerous technical fields, it is necessary or expedient to prevent or inhibit the bacterial infestation and plant growth, in particular algae growth on the surface of consumer goods, such as furniture, floor panels, ship hulls, filtration membranes and the like. For this purpose, it is customary to equip the respective commodity or its surface with a bactericidal substance, in particular with antibiotics or metallic particles of silver, copper or zinc oxide. Furthermore, it is known from WO 1995/027009 to use haloperoxidases, such as vanadium haloperoxidase as an additive in enamel paints. Haloperoxidases are enzymes that catalyze the oxidation of halides to hypohalogenic acid according to the reaction equation
H202 + X" + H+ HOX + H20 wobei Wasserstoffperoxid (H2O2) als Oxidationsmittel fungiert und X~ ein Halogenidanion, wie Γ, Br" oder Cl" ist. H 2 O 2 + X " + H + - > HOX + H 2 O where hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) acts as an oxidant and X ~ is a halide anion such as Γ, Br " or Cl " .
US 7,063,970 Bl offenbart den Einsatz von Oxidoreduktasen als Additiv für die Konservierung von wasserbasierten Farben als Alternative zu konventionellen, umweltschädlichen Bioziden. US 7,063,970 Bl discloses the use of oxidoreductases as an additive for the preservation of water-based paints as an alternative to conventional, environmentally harmful biocides.
EP 0 500 387 Bl beschreibt die Verwendung von Haloperoxidasen in antiseptischen pharmazeutischen Produkten. WO 2013/82641 AI betrifft die Verwendung von Vanadiumpentoxid als Biozid und offenbart eine biozide, Partikel aus Vanadiumpentoxid enthaltende Zusammensetzung sowie Verfahren zur Vermeidung von Biofouling und zur bioziden Ausrüstung von Substraten. EP 0 500 387 B1 describes the use of haloperoxidases in antiseptic pharmaceutical products. WO 2013/82641 A1 relates to the use of vanadium pentoxide as a biocide and discloses a biocidal composition comprising particles of vanadium pentoxide and methods for preventing biofouling and for biocidal finishing of substrates.
Die im Stand der Technik bekannten bioziden Beschichtungen und Formkörper weisen einen oder mehrere der folgenden Nachteile auf: - geringe Widerstandsfähigkeit gegenüber Erosion und Ausschwemmung; The biocidal coatings and moldings known in the prior art have one or more of the following disadvantages: low resistance to erosion and efflux;
- geringe Wirksamkeit über längere Zeiträume; - low efficacy over longer periods of time;
- Toxizität, biologische Unverträglichkeit und Umweltschädigung; - toxicity, biological incompatibility and environmental damage;
- aufwendige Herstellung; - hohe Kosten. - elaborate production; - high costs.
Die Erfindung hat die Aufgabe, die vorstehenden Nachteile zu überwinden und mikrobiellen Befall und Pflanzenbewuchs, insbesondere Algenbewuchs auf Oberflächen von Formkörpern und Gebrauchsgütern zu verhindern bzw. zu reduzieren. Diese Aufgabe wird gelöst durch biozide Zusammensetzungen, aus den bioziden Zusammensetzungen hergestellte oder mit den bioziden Zusammensetzungen beschichtete Formköper und Gebrauchsgüter. The invention has the object to overcome the above disadvantages and to prevent or reduce microbial infestation and plant growth, in particular algae growth on surfaces of moldings and consumer goods. This object is achieved by biocidal compositions, molded articles and consumer goods produced from the biocidal compositions or coated with the biocidal compositions.
In einer ersten Ausführungsform betrifft die Erfindung einen Formkörper, dessen Oberfläche teilweise oder vollständig mit Partikeln mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y ausgerüstet ist, wobei - M gewählt ist aus Ca, Ti, V, Fe, Sr, Y, Zr, Nb, La, Pr, In, Bi, Tb, Eu und Nd; In a first embodiment, the invention relates to a molded body whose surface is partly or completely with particles having the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - is equipped y, wherein - M is selected from Ca, Ti, V, Fe, Sr, Y, Zr, Nb, La, Pr, In, Bi, Tb, Eu and Nd;
- x eine reelle Zahl ist mit 0 < x < 0,5; - x is a real number with 0 <x <0.5;
- y eine reelle Zahl ist mit 0 < y < 0,4. - y is a real number with 0 <y <0.4.
Vorteilhafte Ausführungsformen des bioziden Formkörpers sind dadurch gekennzeichnet, dass Advantageous embodiments of the biocidal shaped body are characterized in that
- x eine reelle Zahl ist mit 0,01 < x < 0,5; - x eine reelle Zahl ist mit 0,05 < x < 0,5; - x is a real number with 0.01 <x <0.5; - x is a real number with 0.05 <x <0.5;
- x eine reelle Zahl ist mit 0,1 < x < 0,3; - x is a real number with 0.1 <x <0.3;
- y eine reelle Zahl ist mit 0,005 < y < 0,4; - y is a real number with 0.005 <y <0.4;
- y eine reelle Zahl ist mit 0,01 < y < 0,4; - y is a real number with 0.01 <y <0.4;
- y eine reelle Zahl ist mit 0,02 < y < 0,4; - die Partikel mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y kraftschlüssig mit dem Formkörper verbunden sind; - y is a real number with 0.02 <y <0.4; - The particles with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y are positively connected to the molding;
- ein Teil der Partikel mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y aus der Oberfläche des Formkörpers herausragt; - A part of the particles with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y protrudes from the surface of the molding;
- die Partikel mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y aus der Oberfläche des Formkörpers herausragen; - ein Teil der Partikel mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y teilweise aus der Oberfläche des Formkörpers herausragt; - The particles with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y protrude from the surface of the molding; - Part of the particles with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y protrudes partially from the surface of the molding;
- die Partikel mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y teilweise aus der - the particles with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y partly from the
Oberfläche des Formkörpers herausragen; - die Partikel mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y polykristallin sind; Protrude surface of the molding; - The particles with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y are polycrystalline;
- die Partikel mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y in einer oder mehreren - The particles with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y in one or more
Raumrichtungen eine Abmessung von < 500 nm aufweisen;  Spatial directions have a dimension of <500 nm;
- die Partikel mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y einen äquivalenten - The particles with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y an equivalent
Durchmesser von 2 bis 5000 nm haben; die Partikel mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y einen äquivalenten Have diameters of 2 to 5000 nm; the particles having the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y an equivalent
Durchmesser von 2 bis 15 nm, 10 bis 20 nm, 15 bis 25 nm, 20 bis 30 nm, 25 bis 35 nm, 30 bis 40 nm, 35 bis 45 nm, 40 bis 50 nm, 45 bis 55 nm, 50 bis 60 nm, 55 bis 65 nm, 60 bis 70 nm, 65 bis 75 nm, 70 bis 80 nm, 75 bis 85 nm, 80 bis 90 nm, 85 bis 95 nm, 90 bis 100 nm, 100 bis 200 nm, 150 bis 250 nm, 200 bis 300 nm, 250 bis 350 nm, 300 bis 400 nm, 350 bis 450 nm, 400 bis 500 nm, 450 bis 550 nm oder 500 bis 600 nm haben;  Diameter of 2 to 15 nm, 10 to 20 nm, 15 to 25 nm, 20 to 30 nm, 25 to 35 nm, 30 to 40 nm, 35 to 45 nm, 40 to 50 nm, 45 to 55 nm, 50 to 60 nm, 55 to 65 nm, 60 to 70 nm, 65 to 75 nm, 70 to 80 nm, 75 to 85 nm, 80 to 90 nm, 85 to 95 nm, 90 to 100 nm, 100 to 200 nm, 150 to 250 nm, 200 to 300 nm, 250 to 350 nm, 300 to 400 nm, 350 to 450 nm, 400 to 500 nm, 450 to 550 nm or 500 to 600 nm;
- die Partikel mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y stabfÖmig sind und eine Länge von 50 bis 800 nm und eine Querschnittsfläche von 20 bis 40 nm2 haben; - The particles with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y are rod-shaped and have a length of 50 to 800 nm and a cross-sectional area of 20 to 40 nm 2 ;
- die Partikel mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y stabfÖmig sind und eine Länge von 50 bis 800 nm, eine Querschnittsfläche von 20 bis 40 nm2 und einen äquivalenten Durchmesser von 12 bis 40 nm haben; - The particles with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y are rod-shaped and have a length of 50 to 800 nm, a cross-sectional area of 20 to 40 nm 2 and an equivalent diameter of 12 to 40 nm;
- die Partikel mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y auf der Oberfläche des Formkörpers derart dispergiert sind, dass ihre mittlere Flächenbelegung 0,001 bis 35 %, 0,001 bis 30 %, 0,001 bis 25 %, 0,001 bis 20 %, 0,001 bis 15 %, 0,001 bis 10 %, 0,001 bis 5 % oder 0,001 bis 1 % beträgt; - der Formkörper ein textiles Gebilde ist; - The particles having the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y are dispersed on the surface of the molding such that their average area coverage 0.001 to 35%, 0.001 to 30%, 0.001 to 25%, 0.001 to 20%, 0.001 to 15%, 0.001 to 10%, 0.001 to 5% or 0.001 to 1%; - The molded body is a textile structure;
- der Formkörper ein textiles Vlies ist; - The molded body is a textile nonwoven fabric;
- der Formkörper ein textiles Gewirke ist; - der Formkörper eine textile Faser ist; - The molded body is a textile knitted fabric; - The molding is a textile fiber;
- der Formkörper eine Filtrationsmembran ist; - The molding is a filtration membrane;
- der Formkörper eine Folie ist; - The molding is a film;
- der Formkörper ein Bodenbelag ist; - The molding is a floor covering;
- der Formkörper eine Möbelkompononente, wie beispielsweise eine Tischplatte oder eine Schranktür ist; - The molded body is a furniture component, such as a table top or a cabinet door;
- der Formkörper ein Bestandteil eines Schiffes, wie beispielsweise die Wandung eines - The molding a component of a ship, such as the wall of a
Schiffsrumpfes oder eine Schiffsschraube ist;  Hull or a propeller is;
- der Formkörper ein Behälter für Fluide, wie beispielsweise ein Wassertank ist; - The molding is a container for fluids, such as a water tank;
- der Formkörper ein Leitungselement für Fluide, wie beispielsweise ein Wasserrohr ist; und/oder - The molding is a conduit element for fluids, such as a water pipe; and or
- der Formkörper ein Granulat ist. - The molding is a granule.
In einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung eine Beschichtungszusammensetzung, die aus einem Trägerwerkstoff und einem Stoff mit der chemischen Zusammensetzung In a further embodiment, the invention relates to a coating composition consisting of a carrier material and a substance having the chemical composition
Cei_xMx02-y besteht, wobei Cei_ x M x 02-y, where
- M gewählt ist aus Ca, Ti, V, Fe, Sr, Y, Zr, Nb, La, Pr, In, Bi, Tb, Eu und Nd;  M is selected from Ca, Ti, V, Fe, Sr, Y, Zr, Nb, La, Pr, In, Bi, Tb, Eu and Nd;
- x eine reelle Zahl ist mit 0 < x < 0,5; - x is a real number with 0 <x <0.5;
- y eine reelle Zahl ist mit 0 < y < 0,4. - y is a real number with 0 <y <0.4.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Beschichtungszusammensetzung sind dadurch Advantageous embodiments of the coating composition are characterized
gekennzeichnet, dass marked that
- x eine reelle Zahl ist mit 0,01 < x < 0,5; - x is a real number with 0.01 <x <0.5;
- x eine reelle Zahl ist mit 0,05 < x < 0,5; - x is a real number with 0.05 <x <0.5;
- x eine reelle Zahl ist mit 0,1 < x < 0,3; - x is a real number with 0.1 <x <0.3;
- y eine reelle Zahl ist mit 0,005 < y < 0,4; y eine reelle Zahl ist mit 0,01 < y < 0,4; y eine reelle Zahl ist mit 0,02 < y < 0,4; der Anteil des Stoffes mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y - y is a real number with 0.005 <y <0.4; y is a real number with 0.01 <y <0.4; y is a real number with 0.02 <y <0.4; the proportion of the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y
0,01 bis 50 Gew.-% beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtungs- 0.01 to 50 wt .-%, based on the total weight of the coating
Zusammensetzung; der Anteil des Stoffes mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02_y Composition; the proportion of the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y
0,01 bis 10 Gew.-% beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtungs- zusammensetzung; der Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02_y aus Partikeln besteht, die teilweise oder vollständig kristallin sind; 0.01 to 10 wt .-%, based on the total weight of the coating composition; the substance of chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y consists of particles which are partly or wholly crystalline;
- der Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02_y aus Partikeln besteht, die polykristallin sind; - the substance of chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y consists of particles which are polycrystalline;
- der Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02_y aus Partikeln besteht, die in einer oder mehreren Raumrichtungen eine Abmessung von < 500 nm aufweisen; - der Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02_y aus Partikeln besteht, die einen äquivalenten Durchmesser von 2 bis 5000 nm haben; - The substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y consists of particles having a dimension of <500 nm in one or more spatial directions; - the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y consists of particles having an equivalent diameter of 2 to 5000 nm;
- der Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02_y aus Partikeln besteht, die einen äquivalenten Durchmesser von 2 bis 15 nm, 10 bis 20 nm, 15 bis 25 nm, 20 bis 30 nm, 25 bis 35 nm, 30 bis 40 nm, 35 bis 45 nm, 40 bis 50 nm, 45 bis 55 nm, 50 bis 60 nm, 55 bis 65 nm, 60 bis 70 nm, 65 bis 75 nm, 70 bis 80 nm, 75 bis 85 nm, 80 bis 90 nm, 85 bis 95 nm,- the substance with the chemical composition Cei_ x M x O 2 _ y consists of particles having an equivalent diameter of 2 to 15 nm, 10 to 20 nm, 15 to 25 nm, 20 to 30 nm, 25 to 35 nm, 30 to 40 nm, 35 to 45 nm, 40 to 50 nm, 45 to 55 nm, 50 to 60 nm, 55 to 65 nm, 60 to 70 nm, 65 to 75 nm, 70 to 80 nm, 75 to 85 nm, 80 up to 90 nm, 85 to 95 nm,
90 bis 100 nm, 100 bis 200 nm, 150 bis 250 nm, 200 bis 300 nm, 250 bis 350 nm, 300 bis 400 nm, 350 bis 450 nm, 400 bis 500 nm, 450 bis 550 nm oder 500 bis 600 nm haben; 90 to 100 nm, 100 to 200 nm, 150 to 250 nm, 200 to 300 nm, 250 to 350 nm, 300 to 400 nm, 350 to 450 nm, 400 to 500 nm, 450 to 550 nm or 500 to 600 nm ;
- der Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02_y aus stabfömigen Partikel mit einer Länge von 50 bis 800 nm und einer Querschnittsfläche von 20 bis 40 nm2 besteht; - der Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02_y aus stabfömigen Partikeln mit einer Länge von 50 bis 800 nm, einer Querschnittsfläche von 20 bis 40 nm2 und einem äquivalenten Durchmesser von 12 bis 40 nm besteht; und/oder - die Partikel mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y in der Beschichtungs- zusammensetzung derart dispergiert sind, dass ihre mittlere Flächenbelegung 0,001 bis 35 %, 0,001 bis 30 %, 0,001 bis 25 %, 0,001 bis 20 %, 0,001 bis 15 %, 0,001 bis 10 %, 0,001 bis 5 % oder 0,001 bis 1 % beträgt; - der Trägerwerkstoff aus einem oder mehreren Polymeren und einem oder mehreren - The substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y consists of stabfömigen particles with a length of 50 to 800 nm and a cross-sectional area of 20 to 40 nm 2 ; - The substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y consists of stabfömigen particles with a length of 50 to 800 nm, a cross-sectional area of 20 to 40 nm 2 and an equivalent diameter of 12 to 40 nm; and or - The particles with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y are dispersed in the coating composition such that their average area coverage 0.001 to 35%, 0.001 to 30%, 0.001 to 25%, 0.001 to 20%, 0.001 to 15%, 0.001 to 10%, 0.001 to 5% or 0.001 to 1%; - The carrier material of one or more polymers and one or more
Additiven besteht.  Additives consists.
In einer weiteren Ausfuhrungsform betrifft die Erfindung einen Formkörper, dessen Oberfläche teilweise oder vollständig beschichtet ist mit einer bioziden Beschichtung, bestehend aus einem Trägerwerkstoff und einem Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y , wobei - M gewählt ist aus Ca, Ti, V, Fe, Sr, Y, Zr, Nb, La, Pr, In, Bi, Tb, Eu und Nd; In a further embodiment, the invention relates to a molded body whose surface is coated partially or completely with a biocidal coating, consisting of a carrier material and a material having the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y, wherein - M is selected from Ca, Ti, V, Fe, Sr, Y, Zr, Nb, La, Pr, In, Bi, Tb, Eu and Nd;
- x eine reelle Zahl ist mit 0 < x < 0,5; - x is a real number with 0 <x <0.5;
- y eine reelle Zahl ist mit 0 < y < 0,4. - y is a real number with 0 <y <0.4.
Vorteilhafte Ausführungsformen des bioziden Formkörpers sind dadurch gekennzeichnet, dass Advantageous embodiments of the biocidal shaped body are characterized in that
- x eine reelle Zahl ist mit 0,01 < x < 0,5; - x eine reelle Zahl ist mit 0,05 < x < 0,5; - x is a real number with 0.01 <x <0.5; - x is a real number with 0.05 <x <0.5;
- x eine reelle Zahl ist mit 0, 1 < x < 0,3; - x is a real number with 0, 1 <x <0.3;
- y eine reelle Zahl ist mit 0,005 < y < 0,4; - y is a real number with 0.005 <y <0.4;
- y eine reelle Zahl ist mit 0,01 < y < 0,4; - y is a real number with 0.01 <y <0.4;
- y eine reelle Zahl ist mit 0,02 < y < 0,4; - der Anteil des Stoffes mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y - y is a real number with 0.02 <y <0.4; - The proportion of the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y
0,01 bis 50 Gew.-% beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht der bioziden Beschichtung;  0.01 to 50% by weight, based on the total weight of the biocidal coating;
- der Anteil des Stoffes mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y - The proportion of the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y
0,01 bis 10 Gew.-% beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht der bioziden Beschichtung;  From 0.01% to 10% by weight, based on the total weight of the biocidal coating;
- der Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02_y aus Partikeln besteht, die teilweise oder vollständig kristallin sind; - der Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y aus Partikeln besteht, die polykristallin sind; - the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y consists of particles which are partly or wholly crystalline; - the substance with the chemical composition Cei_ x M x 02- y consists of particles which are polycrystalline;
- der Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y aus Partikel besteht, die in einer oder mehreren Raumrichtungen eine Abmessung von < 500 nm aufweisen; - der Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y aus Partikeln besteht, die einen äquivalenten Durchmesser von 2 bis 5000 nm haben; - the substance with the chemical composition Cei_ x M x 02- y consists of particles having a dimension of <500 nm in one or more spatial directions; - the substance with the chemical composition Cei_ x M x 02- y consists of particles having an equivalent diameter of 2 to 5000 nm;
- der Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02_y aus Partikeln besteht, die einen äquivalenten Durchmesser von 2 bis 15 nm, 10 bis 20 nm, 15 bis 25 nm, 20 bis 30 nm, 25 bis 35 nm, 30 bis 40 nm, 35 bis 45 nm, 40 bis 50 nm, 45 bis 55 nm, 50 bis 60 nm, 55 bis 65 nm, 60 bis 70 nm, 65 bis 75 nm, 70 bis 80 nm, 75 bis 85 nm, 80 bis 90 nm, 85 bis 95 nm,- the substance with the chemical composition Cei_ x M x 02_ y consists of particles having an equivalent diameter of 2 to 15 nm, 10 to 20 nm, 15 to 25 nm, 20 to 30 nm, 25 to 35 nm, 30 to 40 nm, 35 to 45 nm, 40 to 50 nm, 45 to 55 nm, 50 to 60 nm, 55 to 65 nm, 60 to 70 nm, 65 to 75 nm, 70 to 80 nm, 75 to 85 nm, 80 to 90 nm, 85 to 95 nm,
90 bis 100 nm, 100 bis 200 nm, 150 bis 250 nm, 200 bis 300 nm, 250 bis 350 nm, 300 bis 400 nm, 350 bis 450 nm, 400 bis 500 nm, 450 bis 550 nm oder 500 bis 600 nm haben; 90 to 100 nm, 100 to 200 nm, 150 to 250 nm, 200 to 300 nm, 250 to 350 nm, 300 to 400 nm, 350 to 450 nm, 400 to 500 nm, 450 to 550 nm or 500 to 600 nm ;
- der Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y aus stabfömigen Partikel mit einer Länge von 50 bis 800 nm und einer Querschnittsfläche von 20 bis 40 nm2 besteht; - der Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y aus stabfömigen Partikel mit einer Länge von 50 bis 800 nm, einer Querschnittsfläche von 20 bis 40 nm2 und einem äquivalenten Durchmesser von 12 bis 40 nm besteht; - The substance with the chemical composition Cei_ x M x 02- y consists of stabfömigen particles with a length of 50 to 800 nm and a cross-sectional area of 20 to 40 nm 2 ; - the substance with the chemical composition Cei_ x M x 02- y consists of rod-shaped particles with a length of 50 to 800 nm, a cross-sectional area of 20 to 40 nm 2 and an equivalent diameter of 12 to 40 nm;
- die Partikel mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y in der Beschichtung derart dispergiert sind, dass ihre mittlere Flächenbelegung 0,001 bis 35 %, 0,001 bis 30 %, 0,001 bis 25 %, 0,001 bis 20 %, 0,001 bis 15 %, 0,001 bis 10 %, 0,001 bis 5 % oder 0,001 bis 1 % beträgt; - the particles with the chemical composition Cei_ x M x 02- y are dispersed in the coating such that their average surface coverage of from 0.001 to 35%, from 0.001 to 30%, 0.001 to 25%, from 0.001 to 20%, 0.001 to 15%, 0.001 to 10%, 0.001 to 5% or 0.001 to 1%;
- der Trägerwerkstoff der bioziden Beschichtung aus einem oder mehreren Polymeren und einem oder mehreren Additiven besteht; - The carrier material of the biocidal coating consists of one or more polymers and one or more additives;
- der Trägerwerkstoff der bioziden Beschichtung aus einem oder mehreren Polymeren auf Basis von Polydimethylsiloxan und einem oder mehreren Additiven besteht; - The carrier material of the biocidal coating consists of one or more polymers based on polydimethylsiloxane and one or more additives;
- der Trägerwerkstoff der bioziden Beschichtung ein oder mehrere hydrolisierbare Polymere mit einem polymeren Backbone und funktionellen Gruppen enthält, wobei das polymere Backbone aus Monomeren besteht, die gewählt sind aus Acryl, Methacryl, Acrylnitril, Acrylamid, Methacrylamid, Vinylester, Vinylether, Vinylamid, Vinylketon, Styrol, Olefinen, Monomeren mit reaktiven siliziumhaltigen Gruppen, halogenhaltigen Monomeren und Mischungen davon; der Trägerwerkstoff der bioziden Beschichtung ein oder mehrere hydrolisierbare Polymere mit einem polymeren Backbone und funktionellen Gruppen enthält, wobei die funktionellen Gruppen gewählt sind aus Aminen, Amiden, zyklischen Amiden, Säuregruppen und blockierten Säuregruppen; der Trägerwerkstoff der bioziden Beschichtung ein oder mehrere hydrolisierbare Polymere mit einem polymeren Backbone und funktionellen Gruppen enthält, wobei die funktionellen Gruppen gewählt sind aus Aminen, Amiden, zyklischen Amiden, Säuregruppen und blockierten Säuregruppen, worin die Säuregruppen mittels quartärer Ammoniumgruppen blockiert sind; der Trägerwerkstoff der bioziden Beschichtung ein oder mehrere Harze natürlichen the carrier material of the biocidal coating contains one or more hydrolysable polymers with a polymeric backbone and functional groups, the polymeric backbone consisting of monomers selected from acryl, methacryl, acrylonitrile, acrylamide, methacrylamide, vinyl ester, vinyl ether, vinyl amide, vinyl ketone, Styrene, olefins, Monomers having reactive silicon-containing groups, halogen-containing monomers and mixtures thereof; the carrier material of the biocidal coating contains one or more hydrolyzable polymers with a polymeric backbone and functional groups, wherein the functional groups are selected from amines, amides, cyclic amides, acid groups and blocked acid groups; the carrier material of the biocidal coating contains one or more hydrolysable polymers with a polymeric backbone and functional groups, wherein the functional groups are selected from amines, amides, cyclic amides, acid groups and blocked acid groups, wherein the acid groups are blocked by means of quaternary ammonium groups; the carrier material of the biocidal coating one or more resins natural
Ursprungs, wie Baumharz enthält; der Trägerwerkstoff ein oder mehrere Polymere enthält, die gewählt sind aus Polyarylen- ethern, Polysulfonen, Polyethersulfonen (PES), Polyphenylensulfonen, Polyamiden (PA), aromatischen Polyamiden, aliphatischen Polyamiden, Polyvinylalcohol (PVA), Celluloseacetat (CA), Cellulosetriacetat (CTA), Celluloseester, Cellulosenitrat, regenerierter Cellulose, Polyimiden, aromatischen Polyimiden, aliphatischen Polyimiden, Polybenzimidazol (PBI), Polybenzimidazolon (PBIL), Polyacrylonitril (PAN), Polyacrylnitril-Polyvinylchlorid- Copolymer (PAN-PVC), Polyacrylnitril-Methallylsulfonat-Copolymer, Poly(dimethyl- phenylenoxid) (PPO), Polycarbonat, Polyester, Polytetrafluroethylen (PTFE), Poly(vinyliden- fluorid) (PVDF), Polypropylen (PP), Polyelectrolytkomplexen, Poly(methylmethacrylat) PMMA, Polydimethylsiloxan (PDMS), Polyamidimiden, aromatischen Polyamidimiden, aliphatischen Polyamidimiden, Polymere mit Phosphatsäure- und/oder Carboxylsäure- Gruppen; der Formkörper ein textiles Gebilde ist; der Formkörper ein textiles Vlies ist; der Formkörper ein textiles Gewirke ist; der Formkörper eine textile Faser ist; der Formkörper eine Filtrationsmembran ist; der Formkörper eine Folie ist; der Formkörper ein Bodenbelag ist; der Formkörper eine Möbelkompononente, wie beispielsweise eine Tischplatte oder eine Schranktür ist; der Formkörper ein Bestandteil eines Schiffes, wie beispielsweise die Wandung eines Schiffsrumpfes oder eine Schiffsschraube ist; der Formkörper ein Behälter für Fluide, wie beispielsweise ein Wassertank ist; der Formkörper ein Leitungselement für Fluide, wie beispielsweise ein Wasserrohr ist; und/oder der Formkörper ein Granulat ist. Origin, such as tree resin; the carrier material contains one or more polymers selected from polyarylene ethers, polysulfones, polyethersulfones (PES), polyphenylene sulfones, polyamides (PA), aromatic polyamides, aliphatic polyamides, polyvinyl alcohol (PVA), cellulose acetate (CA), cellulose triacetate (CTA) , Cellulose esters, cellulose nitrate, regenerated cellulose, polyimides, aromatic polyimides, aliphatic polyimides, polybenzimidazole (PBI), polybenzimidazolone (PBIL), polyacrylonitrile (PAN), polyacrylonitrile-polyvinyl chloride copolymer (PAN-PVC), polyacrylonitrile-methallylsulfonate copolymer, poly ( dimethylphenylene oxide) (PPO), polycarbonate, polyester, polytetrafluoroethylene (PTFE), poly (vinylidene fluoride) (PVDF), polypropylene (PP), polyelectrolyte complexes, poly (methylmethacrylate) PMMA, polydimethylsiloxane (PDMS), polyamideimides, aromatic polyamideimides, aliphatic polyamide-imides, polymers with phosphate acid and / or carboxylic acid groups; the shaped body is a textile structure; the shaped body is a textile fleece; the shaped body is a textile knitted fabric; the shaped body is a textile fiber; the shaped body is a filtration membrane; the shaped body is a film; the shaped body is a floor covering; the molded article is a furniture component such as a tabletop or a cabinet door; the shaped body is a component of a ship, such as the wall of a ship's hull or a propeller; the shaped body is a container for fluids, such as a water tank; the molding is a conduit member for fluids such as a water pipe; and / or the shaped body is a granulate.
In einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung einen Formkörper, der aus einem Basiswerkstoff und einem Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y besteht, wobei In a further embodiment, the invention relates to a molded body composed of a base material and a material having the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - is y, wherein
- M gewählt ist aus Ca, Ti, V, Fe, Sr, Y, Zr, Nb, La, Pr, In, Bi, Tb, Eu und Nd; M is selected from Ca, Ti, V, Fe, Sr, Y, Zr, Nb, La, Pr, In, Bi, Tb, Eu and Nd;
- x eine reelle Zahl ist mit 0 < x < 0,5; - x is a real number with 0 <x <0.5;
- y eine reelle Zahl ist mit 0 < y < 0,4. - y is a real number with 0 <y <0.4.
Zweckmäßige Ausgestaltungen des Formkörpers sind dadurch gekennzeichnet, dass - x eine reelle Zahl ist mit 0,01 < x < 0,5; Advantageous embodiments of the shaped body are characterized in that - x is a real number with 0.01 <x <0.5;
- x eine reelle Zahl ist mit 0,05 < x < 0,5; - x is a real number with 0.05 <x <0.5;
- x eine reelle Zahl ist mit 0,1 < x < 0,3; - x is a real number with 0.1 <x <0.3;
- y eine reelle Zahl ist mit 0,005 < y < 0,4; - y is a real number with 0.005 <y <0.4;
- y eine reelle Zahl ist mit 0,01 < y < 0,4; - y eine reelle Zahl ist mit 0,02 < y < 0,4; - der Anteil des Stoffes mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y - y is a real number with 0.01 <y <0.4; - y is a real number with 0.02 <y <0.4; - The proportion of the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y
10~9 bis 50 Gew.-% beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht des Formkörpers; 10 ~ 9 to 50 wt .-%, based on the total weight of the molding;
- der Anteil des Stoffes mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y - The proportion of the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y
10"9 bis 10 Gew.-% beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht des Formkörpers; - der Anteil des Stoffes mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02_y 10 "is 9 to 10% by weight, based on the total weight of the shaped body, - the proportion of the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y
0,01 bis 10 Gew.-% beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht des Formkörpers;  0.01 to 10 wt .-%, based on the total weight of the molding;
- der Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02_y aus Partikeln besteht, die teilweise oder vollständig kristallin sind; - the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y consists of particles which are partly or wholly crystalline;
- der Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02_y aus Partikeln besteht, die po lykristallin sind; - the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y consists of particles which are polycrystalline;
- der Formkörper Partikel mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y umfasst, wobei die Partikel in einer oder mehreren Raumrichtungen eine Abmessung von < 500 nm aufweisen; - The shaped body particles having the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y , wherein the particles in one or more spatial directions have a dimension of <500 nm;
- der Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02_y aus Partikeln besteht, die einen äquivalenten Durchmesser von 2 bis 5000 nm haben; - the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y consists of particles having an equivalent diameter of 2 to 5000 nm;
- der Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02_y aus Partikeln besteht, die einen äquivalenten Durchmesser von 2 bis 15 nm, 10 bis 20 nm, 15 bis 25 nm, 20 bis 30 nm, 25 bis 35 nm, 30 bis 40 nm, 35 bis 45 nm, 40 bis 50 nm, 45 bis 55 nm, 50 bis 60 nm, 55 bis 65 nm, 60 bis 70 nm, 65 bis 75 nm, 70 bis 80 nm, 75 bis 85 nm, 80 bis 90 nm, 85 bis 95 nm, 90 bis 100 nm, 100 bis 200 nm, 150 bis 250 nm, 200 bis 300 nm, 250 bis 350 nm, 300 bis- the substance with the chemical composition Cei_ x M x O 2 _ y consists of particles having an equivalent diameter of 2 to 15 nm, 10 to 20 nm, 15 to 25 nm, 20 to 30 nm, 25 to 35 nm, 30 to 40 nm, 35 to 45 nm, 40 to 50 nm, 45 to 55 nm, 50 to 60 nm, 55 to 65 nm, 60 to 70 nm, 65 to 75 nm, 70 to 80 nm, 75 to 85 nm, 80 to 90 nm, 85 to 95 nm, 90 to 100 nm, 100 to 200 nm, 150 to 250 nm, 200 to 300 nm, 250 to 350 nm, 300 to
400 nm, 350 bis 450 nm, 400 bis 500 nm, 450 bis 550 nm oder 500 bis 600 nm haben; 400 nm, 350 to 450 nm, 400 to 500 nm, 450 to 550 nm or 500 to 600 nm;
- der Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y aus stabförmigen Partikeln besteht, die eine Länge von 50 bis 800 nm und eine Querschnittsfläche von 20 bis 40 nm2 haben; - der Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y aus stabförmigen Partikeln besteht, die eine Länge von 50 bis 800 nm, eine Querschnittsfläche von 20 bis 40 nm2 und einen äquivalenten Durchmesser von 12 bis 40 nm haben; - the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y consists of rod-shaped particles having a length of 50 to 800 nm and a cross-sectional area of 20 to 40 nm 2; - the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y consists of rod-shaped particles having a length of 50 to 800 nm, a cross-sectional area of 20 to 40 nm 2 and an equivalent diameter of 12 to 40 nm;
- Partikel mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y in dem Formkörper derart dispergiert sind, dass ihre mittlere Flächenbelegung 0,001 bis 35 %, 0,001 bis 30 %, 0,001 bis 25 %, 0,001 bis 20 %, 0,001 bis 15 %, 0,001 bis 10 %, 0,001 bis 5 % oder 0,001 bis 1 % beträgt; - Particles having the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y are dispersed in the molding such that their average area coverage 0.001 to 35%, 0.001 to 30%, 0.001 to 25%, 0.001 to 20%, 0.001 to 15%, 0.001 to 10%, 0.001 to 5% or 0.001 to 1%;
- eine Oberfläche des Formkörpers Partikel mit der chemischen Zusammensetzung - A surface of the shaped body particles with the chemical composition
Cei_xMx02-y enthält, wobei die Partikel kraftschlüssig mit dem Formkörper verbunden sind; - eine Oberfläche des Formkörpers Partikel mit der chemischen Zusammensetzung Cei_ x M x 0 2 - y contains, wherein the particles are non-positively connected to the molding; - A surface of the shaped body particles with the chemical composition
Cei_xMx02-y enthält, wobei die Partikel kraftschlüssig mit dem Formkörper verbunden sind und ein Teil der Partikel aus der Oberfläche des Formkörpers herausragt; Cei_ x M x 0 2 - y contains, wherein the particles are non-positively connected to the molding and a part of the particles protrudes from the surface of the molding;
- der BasiswerkstofT aus einem oder mehreren Polymeren und einem oder mehreren Additiven besteht; - der BasiswerkstofT ein oder mehrere Polymere enthält, die gewählt sind aus Polyarylen- ethern, Polysulfonen, Polyethersulfonen (PES), Polyphenylensulfonen, Polyamiden (PA), aromatischen Polyamiden, aliphatischen Polyamiden, Polyvinylalcohol (PVA), Celluloseacetat (CA), Cellulosetriacetat (CTA), Celluloseester, Cellulosenitrat, regenerierter Cellulose, Polyimiden, aromatischen Polyimiden, aliphatischen Polyimiden, Polybenzimidazol (PBI), Po lybenzimidazo Ion (PBIL) , Po lyacrylonitril (P AN) , Po lyacrylnitril-Po lyvinylchlorid-- The base material consists of one or more polymers and one or more additives; the base material contains one or more polymers selected from polyarylene ethers, polysulfones, polyethersulfones (PES), polyphenylene sulfones, polyamides (PA), aromatic polyamides, aliphatic polyamides, polyvinyl alcohol (PVA), cellulose acetate (CA), cellulose triacetate (CTA ), Cellulose esters, cellulose nitrate, regenerated cellulose, polyimides, aromatic polyimides, aliphatic polyimides, polybenzimidazole (PBI), polybenzimidazole ion (PBIL), polyacrylonitrile (P AN), polyacrylonitrile-polyvinyl chloride
Copolymer (PAN-PVC), Polyacrylnitril-Methallylsulfonat-Copolymer, Poly(dimethyl- phenylenoxid) (PPO), Polycarbonat, Polyester, Polytetrafluroethylen (PTFE), Poly(vinyliden- fluorid) (PVDF), Polypropylen (PP), Polyelectrolytkomplexen, Poly(methylmethacrylat) PMMA, Polydimethylsiloxan (PDMS), Polyamidimiden, aromatischen Polyamidimiden, aliphatischen Polyamidimiden, Polymere mit Phosphatsäure- und/oder Carboxylsäure-Copolymer (PAN-PVC), polyacrylonitrile-methallylsulfonate copolymer, poly (dimethyl-phenylene oxide) (PPO), polycarbonate, polyester, polytetrafluoroethylene (PTFE), poly (vinylidene fluoride) (PVDF), polypropylene (PP), polyelectrolyte complexes, poly (methyl methacrylate) PMMA, polydimethylsiloxane (PDMS), polyamide-imides, aromatic polyamide-imides, aliphatic polyamide-imides, polymers with phosphate-acid and / or carboxylic acid-
Gruppen; Groups;
- der BasiswerkstofT aus einem oder mehreren keramischen Stoffen und einem oder mehreren Additiven besteht; - The base material consists of one or more ceramic materials and one or more additives;
- der Formkörper ein textiles Gebilde ist; - der Formkörper ein textiles Vlies ist; - The molded body is a textile structure; - The molded body is a textile nonwoven fabric;
- der Formkörper ein textiles Gewirke ist; - The molded body is a textile knitted fabric;
- der Formkörper eine textile Faser ist; - The molding is a textile fiber;
- der Formkörper eine Filtrationsmembran ist; - der Formkörper eine Folie ist; - The molding is a filtration membrane; - The molding is a film;
- der Formkörper ein Bodenbelag ist; - The molding is a floor covering;
- der Formkörper eine Möbelkompononente, wie beispielsweise eine Tischplatte oder eine Schranktür ist; - der Formkörper ein Bestandteil eines Schiffes, wie beispielsweise die Wandung eines Schiffsrumpfes oder eine Schiffsschraube ist; - The molded body is a furniture component, such as a table top or a cabinet door; - The molding is part of a ship, such as the wall of a ship's hull or a propeller;
- der Formkörper ein Behälter für Fluide, wie beispielsweise ein Wassertank ist; - The molding is a container for fluids, such as a water tank;
- der Formkörper ein Leitungselement für Fluide, wie beispielsweise ein Wasserrohr ist; und/oder - der Formkörper ein Granulat ist. - The molding is a conduit element for fluids, such as a water pipe; and / or - the shaped body is a granulate.
In einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung einen Mörtel oder ein Material auf Basis von Silikonpolymer, das einen Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y enthält, wobei In another embodiment, the invention relates to a mortar or a material based on silicone polymer, a substance having a chemical composition Cei_ x M x 0 2 - contains y, wherein
- M gewählt ist aus Ca, Ti, V, Fe, Sr, Y, Zr, Nb, La, Pr, In, Bi, Tb, Eu und Nd; - x eine reelle Zahl ist mit 0 < x < 0,5; M is selected from Ca, Ti, V, Fe, Sr, Y, Zr, Nb, La, Pr, In, Bi, Tb, Eu and Nd; - x is a real number with 0 <x <0.5;
- y eine reelle Zahl ist mit 0 < y < 0,4. - y is a real number with 0 <y <0.4.
Vorteilhafte Ausführungsformen des Mörtels oder des Materials auf Basis von Silikonpolymer sind dadurch gekennzeichnet, dass Advantageous embodiments of the mortar or the material based on silicone polymer are characterized in that
- x eine reelle Zahl ist mit 0,01 < x < 0,5; - x eine reelle Zahl ist mit 0,05 < x < 0,5; - x is a real number with 0.01 <x <0.5; - x is a real number with 0.05 <x <0.5;
- x eine reelle Zahl ist mit 0,1 < x < 0,3; - x is a real number with 0.1 <x <0.3;
- y eine reelle Zahl ist mit 0,005 < y < 0,4; - y is a real number with 0.005 <y <0.4;
- y eine reelle Zahl ist mit 0,01 < y < 0,4; - y is a real number with 0.01 <y <0.4;
- y eine reelle Zahl ist mit 0,02 < y < 0,4; - der Anteil des Stoffes mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y - y is a real number with 0.02 <y <0.4; - The proportion of the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y
0,001 bis 10 Gew.-% beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht des Mörtels oder des Silikons;  0.001 to 10% by weight, based on the total weight of the mortar or the silicone;
- der Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y aus Partikeln besteht, die - the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y consists of particles which
teilweise oder vollständig kristallin sind; - der Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y aus Partikeln besteht, die partially or completely crystalline; - the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y consists of particles which
polykristallin sind;  are polycrystalline;
- der Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y aus Partikeln besteht, die in einer oder mehreren Raumrichtungen eine Abmessung von < 500 nm aufweisen; - The substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y consists of particles having a dimension of <500 nm in one or more spatial directions;
- der Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02_y aus Partikeln besteht, die - the substance of chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y consists of particles containing
einen äquivalenten Durchmesser von 2 bis 5000 nm haben;  have an equivalent diameter of 2 to 5000 nm;
- der Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02_y aus Partikeln besteht, die - the substance of chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y consists of particles containing
einen äquivalenten Durchmesser von 2 bis 15 nm, 10 bis 20 nm, 15 bis 25 nm, 20 bis 30 nm, 25 bis 35 nm, 30 bis 40 nm, 35 bis 45 nm, 40 bis 50 nm, 45 bis 55 nm, 50 bis 60 nm, 55 bis 65 nm, 60 bis 70 nm, 65 bis 75 nm, 70 bis 80 nm, 75 bis 85 nm, 80 bis 90 nm, 85 bis 95 nm, 90 bis 100 nm, 100 bis 200 nm, 150 bis 250 nm, 200 bis 300 nm, 250 bis 350 nm, 300 bis an equivalent diameter of 2 to 15 nm, 10 to 20 nm, 15 to 25 nm, 20 to 30 nm, 25 to 35 nm, 30 to 40 nm, 35 to 45 nm, 40 to 50 nm, 45 to 55 nm, 50 to 60 nm, 55 to 65 nm, 60 to 70 nm, 65 to 75 nm, 70 to 80 nm, 75 to 85 nm, 80 to 90 nm, 85 to 95 nm, 90 to 100 nm, 100 to 200 nm, 150 up to 250 nm, 200 to 300 nm, 250 to 350 nm, 300 to
400 nm, 350 bis 450 nm, 400 bis 500 nm, 450 bis 550 nm oder 500 bis 600 nm haben; 400 nm, 350 to 450 nm, 400 to 500 nm, 450 to 550 nm or 500 to 600 nm;
- der Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02_y aus stabfömigen Partikeln mit einer Länge von 50 bis 800 nm und einer Querschnittsfläche von 20 bis 40 nm2 besteht; - The substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y consists of stab-colored particles with a length of 50 to 800 nm and a cross-sectional area of 20 to 40 nm 2 ;
- der Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02_y aus stabfömigen Partikel mit einer Länge von 50 bis 800 nm, einer Querschnittsfläche von 20 bis 40 nm2 und einem äquivalenten Durchmesser von 12 bis 40 nm besteht; - The substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y consists of stab-colored particles with a length of 50 to 800 nm, a cross-sectional area of 20 to 40 nm 2 and an equivalent diameter of 12 to 40 nm;
- Partikel mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02_y in dem Mörtel oder dem - Particles with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y in the mortar or
Material auf Basis von Silikonpolymer derart dispergiert sind, dass ihre mittlere  Material based on silicone polymer are dispersed in such a way that their average
Flächenbelegung 0,001 bis 35 %, 0,001 bis 30 %, 0,001 bis 25 %, 0,001 bis 20 %, 0,001 bis 15 %, 0,001 bis 10 %, 0,001 bis 5 % oder 0,001 bis 1 % beträgt; und/oder  Area coverage is 0.001 to 35%, 0.001 to 30%, 0.001 to 25%, 0.001 to 20%, 0.001 to 15%, 0.001 to 10%, 0.001 to 5% or 0.001 to 1%; and or
- das Material auf Basis von Silikonpolymer ein RTV-Silikon-basiertes Material, ein the silicone polymer based material is an RTV silicone based material
vulkanisierbares Silikon-basiertes Einkomponentenmaterial oder ein vulkanisierbares  Vulcanizable silicone-based one-component material or a vulcanizable
Silikon-basiertes Zweikomponentenmaterial ist. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, mikrobiellen Befall auf Silicone-based two-component material is. Another object of the present invention is to provide microbial attack
Oberflächen von Formkörpern und Gebrauchsgütern zu verhindern bzw. zu reduzieren. To prevent or reduce surfaces of moldings and household goods.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Verwendung eines Stoffes mit der chemischen This problem is solved by the use of a substance with the chemical
Zusammensetzung Cei_xMx02-y für die Herstellung von Formkörpern, Formkörper- beschichtungen, Mörtel oder Materialien auf Basis von Silikonpolymer, wobei Composition Cei_ x M x 0 2 - y for the production of moldings, moldings, mortars or materials based on silicone polymer, wherein
- M gewählt ist aus Ca, Ti, V, Fe, Sr, Y, Zr, Nb, La, Pr, In, Bi, Tb, Eu und Nd; M is selected from Ca, Ti, V, Fe, Sr, Y, Zr, Nb, La, Pr, In, Bi, Tb, Eu and Nd;
- x eine reelle Zahl ist mit 0 < x < 0,5; - x is a real number with 0 <x <0.5;
- y eine reelle Zahl ist mit 0 < y < 0,4. - y is a real number with 0 <y <0.4.
Vorteilhafte Verwendungen des Stoffes mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y für die Herstellung von Foirnköi em,Fonnkörperbeschichtungen, Mörtel oder Materialien auf Basis von Silikonpolymer sind dadurch gekennzeichnet, dass Advantageous uses of the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y for the production of Foirnköi em, Fonnkörperbeschichtungen, mortars or materials based on silicone polymer are characterized in that
- x eine reelle Zahl ist mit 0,01 < x < 0,5; - x is a real number with 0.01 <x <0.5;
- x eine reelle Zahl ist mit 0,05 < x < 0,5; - x is a real number with 0.05 <x <0.5;
- x eine reelle Zahl ist mit 0,1 < x < 0,3; - y eine reelle Zahl ist mit 0,005 < y < 0,4; - x is a real number with 0.1 <x <0.3; - y is a real number with 0.005 <y <0.4;
- y eine reelle Zahl ist mit 0,01 < y < 0,4; - y is a real number with 0.01 <y <0.4;
- y eine reelle Zahl ist mit 0,02 < y < 0,4; - y is a real number with 0.02 <y <0.4;
- der Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02_y aus Partikelnbesteht, die - the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y consists of particles which
teilweise oder vollständig kristallin sind; - der Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y aus Partikeln besteht, die polykristallin sind; partially or completely crystalline; - the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y consists of particles, which are polycrystalline;
- der Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02_y aus Partikeln besteht, die in einer oder mehreren Raumrichtungen eine Abmessung von < 500 nm aufweisen; - The substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y consists of particles having a dimension of <500 nm in one or more spatial directions;
- der Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02_y aus Partikeln besteht, die einen äquivalenten Durchmesser von 2 bis 5000 nm haben; - der Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y aus Partikeln besteht, die einen äquivalenten Durchmesser von 2 bis 15 nm, 10 bis 20 nm, 15 bis 25 nm, 20 bis 30 nm, 25 bis 35 nm, 30 bis 40 nm, 35 bis 45 nm, 40 bis 50 nm, 45 bis 55 nm, 50 bis 60 nm, 55 bis 65 nm, 60 bis 70 nm, 65 bis 75 nm, 70 bis 80 nm, 75 bis 85 nm, 80 bis 90 nm, 85 bis 95 nm, 90 bis 100 nm, 100 bis 200 nm, 150 bis 250 nm, 200 bis 300 nm, 250 bis 350 nm, 300 bis- the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y consists of particles having an equivalent diameter of 2 to 5000 nm; - the substance with the chemical composition Cei_ x M x 02- y consists of particles having an equivalent diameter of 2 to 15 nm, 10 to 20 nm, 15 to 25 nm, 20 to 30 nm, 25 to 35 nm, 30 to 40 nm, 35 to 45 nm, 40 to 50 nm, 45 to 55 nm, 50 to 60 nm, 55 to 65 nm, 60 to 70 nm, 65 to 75 nm, 70 to 80 nm, 75 to 85 nm, 80 to 90 nm, 85 to 95 nm, 90 to 100 nm, 100 to 200 nm, 150 to 250 nm, 200 to 300 nm, 250 to 350 nm, 300 to
400 nm, 350 bis 450 nm, 400 bis 500 nm, 450 bis 550 nm oder 500 bis 600 nm haben; 400 nm, 350 to 450 nm, 400 to 500 nm, 450 to 550 nm or 500 to 600 nm;
- der Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y aus stabfömigen Partikeln mit einer Länge von 50 bis 800 nm und einer Querschnittsfläche von 20 bis 40 nm2besteht; - the substance with the chemical composition Cei_ x M x 02- y consists of rod-shaped particles with a length of 50 to 800 nm and a cross-sectional area of 20 to 40 nm 2 ;
- der Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y aus stabfömigen Partikeln mit einer Länge von 50 bis 800 nm, einer Querschnittsfläche von 20 bis 40 nm2 und einem äquivalenten Durchmesser von 12 bis 40 nmbesteht; und/oder - the substance with the chemical composition Cei_ x M x 02- y consists of rod-shaped particles with a length of 50 to 800 nm, a cross-sectional area of 20 to 40 nm 2 and an equivalent diameter of 12 to 40 nm; and or
- Partikel mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y in dem Formkörper, der - Particles having the chemical composition Cei_ x M x 02- y in the molding, the
Förmkörperbeschichtung, dem Mörtel oder dem Material auf Basis von Silikonpolymer derart dispergiert sind, dass ihre mittlere Flächenbelegung 0,001 bis 35 %, 0,001 bis 30 %, 0,001 bis 25 %, 0,001 bis 20 %, 0,001 bis 15 %, 0,001 bis 10 %, 0,001 bis 5 % oder 0,001 bis 1 % beträgt.  The body coating, the mortar or the silicone polymer-based material are dispersed so that their average area coverage 0.001 to 35%, 0.001 to 30%, 0.001 to 25%, 0.001 to 20%, 0.001 to 15%, 0.001 to 10%, 0.001 to 5% or 0.001 to 1%.
Im Weiteren hat die Erfindung die Aufgabe ein Verfahren für die Herstellung von bioziden Formkörpern zu schaffen. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren, umfassend die Schritte Furthermore, the object of the invention is to provide a process for the production of biocidal moldings. This object is achieved by a method comprising the steps
- Bereitstellen eines Formkörpers; - Providing a shaped body;
- Bereitstellen einer Beschichtungszusammensetzung, die einen Stoff mit der chemischen Providing a coating composition comprising a chemical
Zusammensetzung Cei_xMx02_y in Form nanoskaliger Partikel enthält, wobei Composition Cei_ x M x 02_ y in the form of nanoscale particles contains, wherein
- M gewählt ist aus Ca, Ti, V, Fe, Sr, Y, Zr, Nb, La, Pr, In, Bi, Tb, Eu und Nd; - x eine reelle Zahl ist mit 0 < x < 0,5; M is selected from Ca, Ti, V, Fe, Sr, Y, Zr, Nb, La, Pr, In, Bi, Tb, Eu and Nd; - x is a real number with 0 <x <0.5;
- y eine reelle Zahl ist mit 0 < y < 0,4; - y is a real number with 0 <y <0.4;
- Beschichten des Formkörpers mit der Beschichtungszusammensetzung; und - coating the shaped body with the coating composition; and
- Fixieren der Beschichtungszusammensetzung auf dem Formkörper. - Fixing the coating composition on the molding.
Vorzugsweise wird die Beschichtungszusammensetzung auf dem Formkörper fixiert durch - Trocknen; Preferably, the coating composition is fixed on the molding by - Dry;
- Schmelzen; - melting;
- thermisches Vernetzen; oder - thermal crosslinking; or
- Vernetzen mittels UV- Strahlung. - crosslinking by means of UV radiation.
Ein weiteres zweckmäßiges Verfahren zur Herstellung eines bioziden Formkörpers umfasst die Schritte Another useful method for producing a biocidal shaped article comprises the steps
(a) Bereitstellen eines Formkörpers; (a) providing a shaped body;
(b) Bereitstellen eines Stoffes mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y in Form eines nanoskaligen partikulären Pulvers, wobei (B) providing a substance having the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y in the form of a nanoscale particulate powder, wherein
- M gewählt ist aus Ca, Ti, V, Fe, Sr, Y, Zr, Nb, La, Pr, In, Bi, Tb, Eu und Nd; M is selected from Ca, Ti, V, Fe, Sr, Y, Zr, Nb, La, Pr, In, Bi, Tb, Eu and Nd;
- x eine reelle Zahl ist mit 0 < x < 0,5; - x is a real number with 0 <x <0.5;
- y eine reelle Zahl ist mit 0 < y < 0,4; - y is a real number with 0 <y <0.4;
(c) Beschichten des Formkörpers mit dem nanoskaligen partikulären Pulver mittels (c) coating the shaped body with the nanoscale particulate powder by means of
Pulverbeschichtung oder Aufsprühen; und  Powder coating or spraying; and
(d) Fixieren des nanoskaligen partikulären Pulvers auf dem Formkörper. (D) fixing the nanoscale particulate powder on the molding.
Vorzugsweise wird eine Oberfläche des Förmkörpers mit einer Haftschicht beschichtet, bevor in Schritt (c) der Formkörper mit dem nanoskaligen partikuläre Pulver beschichtet wird. Preferably, a surface of the shaped body is coated with an adhesive layer, before the shaped body is coated with the nanoscale particulate powder in step (c).
Zweckmäßig wird in Schritt (d) das nanoskaligen partikuläre Pulver auf dem Formkörper fixiert durch Suitably, in step (d) the nanoscale particulate powder is fixed on the molding by
- Trocknen; - Dry;
- Schmelzen; - melting;
- thermisches Vernetzen; oder - thermal crosslinking; or
- Vernetzen mittels UV- Strahlung. - crosslinking by means of UV radiation.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines bioziden Formkörpers umfasst die Schritte Another method of making a biocidal shaped article comprises the steps
(e) Bereitstellen eines Basiswerkstoffes; (f) Bereitstellen eines Stoffes mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y in Form eines nanoskaligen partikulären Pulvers, wobei (e) providing a base material; (F) providing a substance having the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y in the form of a nanoscale particulate powder, wherein
M gewählt ist aus Ca, Ti, V, Fe, Sr, Y, Zr, Nb, La, Pr, In, Bi, Tb, Eu und Nd; x eine reelle Zahl ist mit 0 < x < 0,5; y eine reelle Zahl ist mit 0 < y < 0,4; M is selected from Ca, Ti, V, Fe, Sr, Y, Zr, Nb, La, Pr, In, Bi, Tb, Eu and Nd; x is a real number with 0 <x <0.5; y is a real number with 0 <y <0.4;
(g) Mischen des Basiswerkstoffes mit dem Stoff mit der chemischen Zusammensetzung(g) mixing the base material with the chemical composition substance
Figure imgf000018_0001
Figure imgf000018_0001
(h) Formen eines Formkörpers aus der in Schritt (g) erhaltenen Mischung.  (h) molding a molded article from the mixture obtained in step (g).
In einer zweckmäßigen Ausführungsform des Verfahrens besteht der in Schritt (e) bereitgestellte Basiswerkstoff aus einem oder mehreren Polymeren und einem oder mehreren Additiven. In an expedient embodiment of the method, the base material provided in step (e) consists of one or more polymers and one or more additives.
In einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform des Verfahrens besteht der in Schritt (e) bereitgestellte Basiswerkstoff aus einem oder mehreren keramischen Stoffen und einem oder mehreren Additiven. In a further expedient embodiment of the method, the base material provided in step (e) consists of one or more ceramic materials and one or more additives.
In einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform des Verfahrens besteht der in Schritt (e) bereitgestellte Basiswerkstoff aus einem Mörtel. In a further expedient embodiment of the method, the base material provided in step (e) consists of a mortar.
In einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform des Verfahrens besteht der in Schritt (e) bereitgestellte Basiswerkstoff aus einem Material auf Basis von Silikonpolymeren. In a further expedient embodiment of the method, the base material provided in step (e) consists of a material based on silicone polymers.
Vorzugsweise wird die in Schritt (g) erhaltene Mischung vor dem Formen in Schritt (h) mithilfe eines Gelieraggregates oder eines Extruders plastifiziert. Vorzugsweise wird das Formen in Schritt (h) durchgeführt mittels Preferably, the mixture obtained in step (g) is plasticized prior to molding in step (h) by means of a gelling aggregate or extruder. Preferably, the molding in step (h) is carried out by means of
- Extrusion durch eine Breitschlitzdüse; - Extrusion through a slot die;
- Extrusion durch eine Profildüse; - Extrusion through a profile nozzle;
- Spritzguss; - injection molding;
- Schmelzspinnen; - Lösungsspinnen; und/oder - melt spinning; - solution spinning; and or
- Phaseninversion in einem Fällungsbad. In einer zweckmäßigen Ausfuhrungsform des Verfahrens wird ein in Schritt (h) erzeugter Formkörper gesintert. - Phase inversion in a precipitation bath. In an expedient embodiment of the method, a shaped body produced in step (h) is sintered.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Begriff "Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y" eine vorzugsweise kristalline oder polykristalline Verbindung, in der M Calcium (Ca), Titan (Ti), Vanadium (V), Eisen (Fe), Strontium (Sr), Yttrium (Y), Zirkon (Zr), Niob (Nb), Lanthan (La), Praseodym (Pr), Indium (In), Bismut (Bi), Terbium (Tb), Europium (Eu) oder Neodym (Nd) ist und die Atome Cer (Ce), M und Sauerstoff (O) im Verhältnis (1-x) : x : (2-y) vorliegen mit 0 < x < 0,5 und 0 < y < 0,4 . Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass ein Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y die Oxidation von Halogenidanionen X~, wie Γ, Br~ und Cl~ zu In the present invention, the term "substance having the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y" is a preferably crystalline or polycrystalline compound in which M is calcium (Ca), titanium (Ti), vanadium (V), iron ( Fe), strontium (Sr), yttrium (Y), zirconium (Zr), niobium (Nb), lanthanum (La), praseodymium (Pr), indium (In), bismuth (Bi), terbium (Tb), europium ( Eu) or neodymium (Nd) and the atoms Cer (Ce), M and oxygen (O) in the ratio (1-x): x: (2-y) are present with 0 <x <0.5 and 0 <y <0.4. The invention is based on the finding that a substance with the chemical composition Cei_ x M x O 2 -y the oxidation of halide anions X ~ , such as Γ, Br ~ and Cl ~ to
Hypohalogenitsäure HOX katalysiert, gemäß der Reaktionsgleichung: Hypohalogenic acid HOX catalyzes, according to the reaction equation:
H202 + X" + H+ HOX + H20 H 2 0 2 + X " + H + HOX + H 2 0
Dementsprechend werden die erfindungsgemäß hergestellten, einen Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y umfassenden Formkörper und Gebrauchsgüter vorzugsweise in einem Medium verwendet, das Wasserstoffperoxid (H2O2) oder organische Peroxide und/oder Halogenidanionen, wie Γ, Br~und Cl~ enthält. Accordingly, the produced according to the invention, a material having the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y broad form body and commodities preferably used in a medium containing hydrogen peroxide (H 2 O 2), or organic peroxides and / or halide anions, such as Γ, Br contains ~ and Cl ~ .
Die Erfinder haben zudem gefunden, dass für die katalytische Wirksamkeit des Stoffes The inventors have also found that for the catalytic activity of the substance
Cei_xMx02-y ein gewisses Sauerstoffdefizit, d.h. y > 0 erforderlich ist. Die Erfindung beruht im Weiteren auf der Erkenntnis, dass Halogenidanionen, wie Γ, Br~und Cl~, und Wasserstoffperoxid in Meerwasser, Binnengewässern und dem Vorlauf- bzw. Cei_ x M x 0 2 -y a certain oxygen deficit, ie y> 0 is required. The invention is further based on the finding that halide anions, such as Γ, Br ~ and Cl ~ , and hydrogen peroxide in seawater, inland waters and the flow or
Rohwasser sowie dem Permeat von Entsalzungs- und Kläranlagen enthalten sind bzw. Raw water and the permeate of desalination and treatment plants are included or
kontinuierlich gebildet wird. Insbesondere wird in Wasser, das dem Sonnnenlicht oder dem Licht von UV-Lampen ausgesetzt ist, kontinuierlich Wasserstoffperoxid gebildet. UV-Lampen werden u.a. in Entsalzungs- und Kläranlagen zur Desinfektion eingesetzt. is formed continuously. In particular, hydrogen peroxide is continuously formed in water exposed to the sun light or the light of UV lamps. UV lamps are u.a. used in desalination and purification plants for disinfection.
In mehreren der erfindungsgemäß vorgesehenen Verwendungen ist es wichtig, dass der äquivalente Durchmesser der nanoskaligen Partikel aus Cei_xMx02_y < 200 nm, vorzugsweise < 100 nm und insbesondere < 50 nm ist und die nanoskaligen Partikel aus Cei_xMx02_y zudem weitgehend deagglomeriert und möglichst homogen derart dispergiert sind, dass ihre mittlere Flächenbelegung 0,001 bis 35 %, 0,001 bis 30 %, 0,001 bis 25 %, 0,001 bis 20 %, 0,001 bis 15 %, 0,001 bis 10 %, 0,001 bis 5 % oder 0,001 bis 1 % beträgt. Die Größe und Dispersion der nanoskaligen Partikel aus Cei_xMx02-y beeinflusst die Streuung sichtbaren Lichtes und damit das visuelle Erscheinungsbild eines erfindungsgemäßen Formkörpers, einer Beschichtung, eines Mörtels oder eines Materials auf Basis von Silikonpolymer in maßgeblicher Weise. Für das visuelle Erscheinungsbild ist es vorteilhaft, den äquivalenten Durchmesser der nanoskaligen Partikel aus Cei_xMx02-y unter einen Wert von 200 nm zu verringern und die Partikel weitgehend zu deagglomerieren. Im Weiteren wird durch die Verringerung des äquivalenten Durchmessers und eine möglichst homogene Dispersion der Partikel die bakterizide Wirkung gesteigert. In several of the invention intended uses it is important that the equivalent diameter of the nanoscale particles of Cei_ x M x 0 2 _ y, preferably <100 nm, especially <50 nm and <200 nm, the nanoscale particles of Cei_ x M x 0 2 _ y also largely deagglomerated and dispersed as homogeneously as possible so that their average surface coverage 0.001 to 35%, 0.001 to 30%, 0.001 to 25%, 0.001 to 20%, 0.001 to 15%, 0.001 to 10%, 0.001 to 5% or 0.001 to 1%. The size and dispersion of the nanoscale particles of Cei_ x M x 0 2 - y influences the scattering of visible light and thus the visual appearance of a molded article according to the invention, a coating of a mortar or of a material based on silicone polymer in a controlling manner. For the visual appearance, it is advantageous, the equivalent diameter of the nanoscale particles of Cei_ x M x 0 2 - y to decrease below a value of 200 nm, and to deagglomerate the particles substantially. Furthermore, by reducing the equivalent diameter and as homogeneous a dispersion of the particles, the bactericidal effect is increased.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren und Beispielen näher erläutert. Es zeigt The invention will be explained in more detail with reference to figures and examples. It shows
Fig. 1 einen Formkörper mit einer bioziden Beschichtung aus einem Trägerwerkstoff und 1 shows a molded body with a biocidal coating of a carrier material and
Partikeln aus Cei_xMx02_y ; Particles from Cei_ x M x 02_ y ;
Fig. 2 einen Formkörper, der Partikel aus Cei_xMx02-y enthält; Fig. 2 is a molding, the particles of Cei_ x M x 0 2 - y contains;
Fig. 3 einen Formkörper, dessen Oberfläche mit Partikeln aus Cei_xMx02_y beschichtet ist; 3 shows a shaped body whose surface is coated with particles of Cei_ x M x O 2 _ y ;
Fig. 4 den Bakterienbefall auf polymeren Beschichtungen mit einem Ce02_y-Gehalt von Fig. 4 shows the bacterial attack on polymeric coatings with a Ce0 2 _ y content of
0 Gew.-%, 5 Gew.-% und 10,0 Gew.-%;  0% by weight, 5% by weight and 10.0% by weight;
Fig. 5 den Algenbefall auf Ce02_y-haltigen, in Meerwasser bewitterten Schiffslacken; 5 shows the algae attack on Ce0 2 _ y- containing, weathered in sea water ship paints;
Fig. 6 die Größenverteilung eines nanoskaligen Pulvers aus Ce02_y; 6 shows the size distribution of a nanoscale powder of Ce0 2 _ y ;
Fig. 7 die katalytische Bromierungsaktivität von Cei_xLax02-y-Nanopartikeln. Figure 7 shows the catalytic Bromierungsaktivität of Cei_ x La x 0 2 -. Y nanoparticles.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Oberfläche eines Formkörpers 1 aus einem Basiswerkstoff 5 mit einem oberflächennahen Bereich 4 und einer Beschichtung 6. Die 1 shows a schematic sectional view of a surface of a shaped body 1 made of a base material 5 with a region 4 near the surface and a coating 6
Beschichtung 6 umfasst einen Trägerwerkstoff 7 und Partikel 8 mit der chemischen Coating 6 comprises a carrier material 7 and particles 8 with the chemical
Zusammensetzung Cei_xMx02_y . Die Partikel 8 sind in den Trägerwerkstoff 7 eingebettet, wobei ein Teil der Partikel 8 aus der Oberfläche des Formkörpers 2 bzw. aus der Beschichtung 6 herausragt und mit einem, den Formkörper 2 umgebenden Medium in direktem Kontakt steht. Composition Cei_ x M x 0 2 _ y . The particles 8 are embedded in the carrier material 7, wherein a part of the particles 8 protrudes from the surface of the shaped body 2 or from the coating 6 and is in direct contact with a medium surrounding the shaped body 2.
Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Oberfläche eines Formkörpers 2 aus einem Basiswerkstoff 5 mit einem oberflächennahen Bereich 4. Der Formkörper 2 umfasst Partikel 8 mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y . Die Partikel 8 sind in den Basiswerkstoff 5 eingebettet, wobei ein Teil der Partikel 8 aus der Oberfläche des Formkörpers 2 herausragt und mit einem, den Formkörper 2 umgebenden Medium in direktem Kontakt steht. 2 shows a schematic sectional view of a surface of a shaped body 2 made of a base material 5 with a region 4 close to the surface. The shaped body 2 comprises particles 8 with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y. The particles 8 are embedded in the base material 5, wherein a part of the particles 8 protrudes from the surface of the shaped body 2 and is in direct contact with a medium surrounding the shaped body 2.
Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Oberfläche eines Formkörpers 3 aus einem Basiswerkstoff 5 mit einem oberflächennahen Bereich 4. Auf der Oberfläche des Formkörpers 3 sind Partikel 8 mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y angeordnet. Die Partikel 8 sind mit der Oberfläche des Formkörpers 3 kraftschlüssig verbunden und stehen mit einem, den Formkörper 3 umgebenden Medium in direktem Kontakt. Die kraftschlüssige Haftung der Partikel 8 an der Oberfläche des Formkörpers 3 wird durch drei alternative Maßnahmen bzw. Mechanismen (i) bis (iii) vermittelt: FIG. 3 shows a schematic sectional view of a surface of a shaped body 3 made of a base material 5 with a region 4 close to the surface. Particles 8 with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y are arranged on the surface of the shaped body 3. The particles 8 are positively connected to the surface of the shaped body 3 and are in direct contact with a medium surrounding the shaped body 3. The frictional adhesion of the particles 8 to the surface of the molded body 3 is mediated by three alternative measures or mechanisms (i) to (iii):
(i) die Oberfläche des Formkörpers 3 ist mit einer in Fig. 3 nicht gezeigten Haftschicht (i) The surface of the molded body 3 is provided with an adhesive layer not shown in FIG
beschichtet;  coated;
(ii) die Partikel 8 sind mit einer in Fig. 3 nicht gezeigten Haftschicht beschichtet; (ii) the particles 8 are coated with an adhesive layer not shown in Fig. 3;
(iii) die Partikel 8 sind partiell in den oberflächennahen Bereich 4 des Formkörpers 3 (iii) The particles 8 are partially in the near-surface region 4 of the molding 3
eingebettet (in Fig. 3 nicht gezeigt);  embedded (not shown in Fig. 3);
Die unter Punkt (i) und (ii) aufgeführte Haftschicht besteht aus einem lösungsmittelbasierten, einem thermoplastischen oder einem chemisch, thermisch oder mittels Licht, insbesondere UV-Licht vernetzbaren Kleber. Nach der Abscheidung der Partikel 8 auf der Oberfläche des Formkörpers 3 mittels Pulverbeschichten oder Aufsprühen wird die Haftschicht getrocknet, aufgeschmolzen oder vernetzt und die Partikel 8 auf der Oberfläche des Formkörpers 3 permanent mechanisch fixiert. The adhesive layer listed under items (i) and (ii) consists of a solvent-based, a thermoplastic or a chemically, thermally or by means of light, in particular UV-light crosslinkable adhesive. After the deposition of the particles 8 on the surface of the shaped body 3 by means of powder coating or spraying, the adhesive layer is dried, melted or crosslinked and the particles 8 are permanently mechanically fixed on the surface of the shaped body 3.
Bei der unter Punkt (iii) beschriebenen Ausführungsform ist der Basiswerkstoff 5 des In the embodiment described in item (iii), the base material 5 of the
Formkörpers 3 thermoplastisch. Nach der Abscheidung der Partikel 8 auf der Oberfläche des Formkörpers 3 mittels Pulverbeschichten oder Aufsprühen wird der oberflächennahe Bereich 4 mittels einer geeigneten Wärmequelle, wie einer Infrarotlampe oder einem Heißluftgebläse erweicht oder angeschmolzen, so dass die Partikel 8 partiell von dem Basiswerkstoff 5 umschlossen werden und nach dem Erkalten in diesem mechanisch verankert sind. Shaped body 3 thermoplastic. After deposition of the particles 8 on the surface of the molded body 3 by means of powder coating or spraying, the near-surface region 4 is softened or fused by means of a suitable heat source, such as an infrared lamp or a hot air blower, so that the particles 8 are partially enclosed by the base material 5 and after the cooling are mechanically anchored in this.
Die Pulverbeschichtung von Formkörpern mit partikulärem Cei_xMx02-y erfolgt vorzugsweise mithilfe von im Stand der Technik etablierten Verfahren, wie elektrostatischer oder The powder coating of moldings with particulate Cei_ x M x 0 2 - y is preferably carried out using well-established in the prior art methods, such as electrostatic or
tribo elektrischer Pulverbeschichtung. Beispiel 1: Synthese von Ce02-y-Nanostäbchen tribo electric powder coating. Example 1: Synthesis of Ce0 2-y nanorods
Zur Herstellung von nanoskaligem Ce02_y wurde eine wässrige Lösung von NaOH (100 mL, 9 M, 37,8 g) direkt einer intensiv gerührten Lösung von Cer(III)-nitrat Hexahydrat in hochreinem Wasser (MilliQ-Wasser gemäß ISO 3696) hinzugefügt (5,2 g Ce(N03)3 ' 6 H20 in 20 mL, entsprechend 0,6 M). Nach 30-minütigem intensiven Rühren wurde die lilafarbene Mischung in einen Stahlautoklaven mit einem Fassungsvermögen von 270 mL transferiert und während 24 Stunden auf einer Temperatur von 100 °C gehalten. Danach wurde das in der trüben Lösung enthaltene lilafarbene Produkt mittels Zentrifugieren (3000 U/min, 10 min) separiert und fünfmal mit MilliQ-Wasser (jeweils 15 ml) gewaschen. Nach 12-stündiger Trocknung bei 60 °C wurde das erhaltene Produkt vorsichtig vermählen, um die bei der Fällung gebildeten For the preparation of nanoscale Ce0 2 _ y an aqueous solution of NaOH (100 mL, 9 M, 37.8 g) was directly an intensively stirred solution of cerium (III) nitrate hexahydrate in ultrapure water (MilliQ water according to ISO 3696) added (5.2 g of Ce (NO 3 ) 3 '6 H 2 O in 20 mL, corresponding to 0.6 M). After stirring for 30 minutes, the purple mixture was transferred to a 270 mL steel autoclave and maintained at 100 ° C for 24 hours. Thereafter, the purple product contained in the cloudy solution was separated by centrifugation (3000 rpm, 10 minutes) and washed five times with MilliQ water (15 ml each). After 12 hours of drying at 60 ° C, the product obtained was carefully ground to those formed in the precipitation
Agglomerate zu zerkleinern. Die gravimetrisch bestimmte Ausbeute war größer als 70 %. Das pulverformige Produkt wurde schließlich mittels Ultraschall in einer Konzentration von To crush agglomerates. The gravimetrically determined yield was greater than 70%. The powdery product was finally ultrasonicated in a concentration of
1 mg/mL in MilliQ-Wasser suspendiert, auf Probengitter für ein hochauflösendes Transmissions- elektronenmikroskops (MRT EM ) aufgebracht und unter o rma lbed i n gu n en getrocknet. Die Struktur des erhaltenen Ce02_y-Pulvers wurde mittels eines hochauflösenden Transmissionselektronenmikroskops (HRTEM) untersucht. Das Ce02_y-Pulver besteht aus polykristallinen Stäbchen mit einer Länge von 100 bis 800 nm, wobei die mittlere Länge bei etwa 200 nm liegt und nur wenige Stäbchen eine Länge von mehr als 500 nm aufweisen. Der Durchmesser der Stäbchen beträgt 5 bis 20 nm. Die durch Elektronenbeugung verursachten Streifen in den1 mg / mL suspended in MilliQ water, applied to a sample grid for a high-resolution transmission electron microscope (MRI EM) and dried under standard conditions in guan en. The structure of the obtained Ce0 2 _ y powder was (HRTEM) by means of a high-resolution transmission electron microscope examined. The Ce0 2 _ y powder is composed of polycrystalline rod having a length of 100 to 800 nm, wherein the average length is about 200 nm and a few rods have a length of more than 500 nm. The diameter of the rods is 5 to 20 nm. The stripes caused by electron diffraction into the
HRTEM- Aufnahmen können Netzebenen der kubischen Phase von Ce02 zugeordnet werden. Die Oberfläche der Stäbchen umfasst Bereiche bzw. Kristallfacetten mit Kristallgitterorientierungen des Typs [110], [1 1 0] und [1 1 1]. HRTEM images can be assigned to cubic phase lattices of Ce0 2 . The surface of the rods comprises regions or crystal facets with crystal lattice orientations of the type [110], [1 1 0] and [1 1 1].
Beispiel 2: Quantitative Synthese von nanoskaligem Ce02-y-Pulver Example 2: Quantitative synthesis of nanoscale Ce0 2-y powder
Zur Herstellung einer größeren Menge, vorliegend etwa 300 g nanoskaligen Ce02_y-Pulvers werden zunächst Ceriumcarbonathydrat Ce2(C03)3 · 8H20 und Natriumcarbonathydrat To produce a larger amount, in this case about 300 g nanoscale Ce0 2 _ y powder Ceriumcarbonathydrat Ce are first 2 (C0 3) 3 · 8H 2 0 and sodium carbonate hydrate
Na2C03- 10H2O in einem molaren Verhältnis von 2:3 gemischt und in einer Kugelmühle mit einem Gewichtsverhältnis Kugel-zu-Pulver von 5: 1 bei 300 U/min eine Stunde (60 min) lang gemahlen. Anschließend wird das Mahlgut 60 min lang bei einer Temperatur von 900 °C calciniert. Nach Abkühlung wird das calcinierte Pulver dreimal mit einer Mischung aus heißem deionisiertem Wasser und Ethanol gewaschen, um das Nebenprodukt NaCl zu entfernen, und in deionisiertem Wasser suspendiert in einem Mengenanteil von etwa 15 Gew.-%. Die erhaltene Suspension wird mittels eines Hochdruck-Fluidisators des Typs M-110P der Firma Micro fludics Corp. bei einem Druck von 2500 bar homogensiert und über drei Stunden (180 min) in einem Ofen bei einer Temperatur von 80 °C getrocknet. Fig. 6 zeigt die an der homogenisierten Suspension mittels dynamischer Lichtstreuung gemessene Größenverteilung des derart hergestellten nanoskaligen Pulvers aus Ce02_y. Na 2 CO 3 - 10H 2 O mixed in a molar ratio of 2: 3 and milled in a ball mill with a ball-to-weight ratio of 5: 1 at 300 rpm for one hour (60 minutes). The millbase is then calcined for 60 minutes at a temperature of 900 ° C. After cooling, the calcined powder is washed three times with a mixture of hot deionized water and ethanol to remove by-product NaCl and suspended in deionized water in an amount of about 15% by weight. The suspension obtained is determined by means of a high-pressure fluidizer type M-110P Micro Fludics Corp. homogenized at a pressure of 2500 bar and dried for three hours (180 min) in an oven at a temperature of 80 ° C. FIG. 6 shows the size distribution, measured by dynamic light scattering, of the nanoscale powder of CeO 2- y produced in this way on the homogenized suspension.
Beispiel 3: Antibakterielle Membranbeschichtungen Eine Lösung, bestehend aus 32 g Polyethersulfon (Ultrason® E6020P, BASF SE), 12 g Poly- vinylpyrrolidon (Luvitec® K30, BASF, SE) und 1,6 g nanoskaligen Ce02_y- Stäbchen (mit einer mittleren Länge von etwa 100 nm) in 156 g Dimethylacetamid (99 % Reinheit, Sigma-Aldrich) wird auf 60 °C erwärmt und entgast. Die entgaste Lösung wird bei einer Temperatur von 25 °C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50 % auf eine Teflonscheibe aufgetragen und mittels eines Gummirakels zu einem etwa 200 μιη dicken Film ausgestrichen. Die mit der Lösung beschichtete Teflonscheibe wird in ein Fällungsbad bzw. eine Fällungsmischung aus 7 Gewichtsteilen Wasser und 3 Gewichtsteilen Isopropanol getaucht. Die durch Fällung erzeugte Membran wird für zwei Stunden in einer auf 60 °C temperierten wässrigen NaOCl-Lösung (0,2 Gew.-%) gehalten. Danach wird die Membran mit deionisiertem Wasser gewaschen und in deionisiertem Wasser aufbewahrt. Example 3: Antibacterial membrane coatings A solution consisting of 32 g of polyethersulfone (Ultrason E6020P, BASF SE), 12 g of polyvinylpyrrolidone (K30 Luvitec®, BASF SE) and 1.6 g of nanoscale Ce0 2 _ y - stick (with an average length of about 100 nm) in 156 g of dimethylacetamide (99% purity, Sigma-Aldrich) is heated to 60 ° C and degassed. The degassed solution is applied at a temperature of 25 ° C and a relative humidity of 50% on a Teflon disk and streaked by means of a rubber squeegee to a about 200 μιη thick film. The coated with the solution Teflon disk is immersed in a precipitation bath or a precipitation mixture of 7 parts by weight of water and 3 parts by weight of isopropanol. The membrane produced by precipitation is kept for two hours in an aqueous NaOCl solution (0.2% by weight) heated to 60 ° C. Thereafter, the membrane is washed with deionized water and stored in deionized water.
Zum Nachweis der antibakteriellen Aktivität von Ce02_y wurden im Vorfeld drei Probenträger aus rostfreiem Stahl mit einer Fläche von jeweils 2x2 cm2 mit einer Polymermatrixmischung beschichtet, wobei die Mischung für die erste Probe kein Ce02_y enthielt. Demgegenüber wurde den Mischungen für die zweite und dritte Probe nanoskalige Ce02_y-Partikel mit einem To demonstrate the antibacterial activity of Ce0 2 _ y before the three samples were coated carrier of stainless steel having a surface area of 2x2 cm 2 in each case with a polymer matrix mixture, wherein the mixture for the first sample does not Ce0 2 _ y contained. In contrast, the mixtures for the second and third sample nanoscale Ce0 2 _ y particles with a
Gewichtsanteil von 5 Gew.-% und respektive 10,0 Gew.-% hinzugefügt. Die derart hergestellten Proben wurden 96 Stunden lang in einer bakteriellen Suspension von 200 chemisch kompetenten Shot® TOP 10 Eschericia coli Zellen (ThermoFischer Scientific) in 15 mL LB- Medium bei einer Temperatur von 37 °C gelagert. Anfänglich und in regelmäßigen Abständen von 3 Stunden wurden der bakteriellen Suspension jeweils 150 wässrige KBr-Lösung (100 mM) und H202-Lösung (10 mM) zugegeben. Nach Ablauf der 96 Stunden wurden die Proben aus der bakteriellen Suspension entnommen, in LB-Medium gewaschen, mit Weight proportion of 5 wt .-% and respectively 10.0 wt .-% added. The samples thus prepared were stored for 96 hours in a bacterial suspension of 200 chemically competent Shot® TOP 10 Eschericia coli cells (ThermoFischer Scientific) in 15 mL LB medium at a temperature of 37 ° C. Initially and at regular intervals of 3 hours, 150 aqueous KBr solution (100 mM) and H 2 O 2 solution (10 mM) were added to the bacterial suspension. At the end of the 96 hours, the samples were removed from the bacterial suspension, washed in LB medium, with
4',6-Diamidino-2-phenylindol (1 μg/mL DAPI in einer sterilen Mischung aus Wasser und Glyzerin im Volumenverhältnis 1 : 1) gefärbt und mittels eines Fluoreszenzmikroskops (Olympus AHBT3 mit AH3 -RFC-Zusatz für Auflichtfluoreszenz) abgebildet. Die mit dem 4 ', 6-diamidino-2-phenylindole (1 μg / mL DAPI in a sterile mixture of water and Glycerol in the volume ratio 1: 1) stained and imaged by means of a fluorescence microscope (Olympus AHBT3 with AH3 -RFC addition for incident light fluorescence). The with the
Fluoreszenzmikroskop aufgenommenen Bilder der drei Proben mit einem Ce02-y-Gehalt von 0 Gew.-%, 5 Gew.-% und 10,0 Gew.-% sind in Fig. 4a, 4b und respektive 4c gezeigt, wobei weiße Flecken Bereichen mit starkem E. coli Befall entsprechen. Aus Fig. 4a und 4b ist unmittelbar ersichtlich, dass die Polymerbeschichtung mit einem Ce02-y-Gehalt von 5 Gew.-% bereits eine hohe antibakterielle Aktivität aufweist. Fluorescence microscope images of the three samples with a Ce0 2 - y content of 0 wt .-%, 5 wt .-% and 10.0 wt .-% are shown in Fig. 4a, 4b and respectively 4c, with white spots areas correspond to strong E. coli infestation. From Fig. 4a and 4b is immediately apparent that the polymer coating with a Ce0 2 - y content of 5 wt .-% already has a high antibacterial activity.
Beispiel 4: Antifouling-Schiffslack Um die Antifouling- Wirkung von Ce02_y in der Schifffahrt zu untersuchen, wurden Example 4: Antifouling Ship Varnish In order to investigate the antifouling effect of Ce0 2 _ y in shipping,
Beschichtungen auf Basis von zwei gebräuchlichen Antifouling- Schiffslackformulierungen hergestellt und über einen Zeitraum von 51 Tagen einer Bewitterung in Meerwasser ausgesetzt (Ophoven-Kinrooi, Marina De Spaanjerd, Maas, Belgien). Als Probensubstrate bzw.  Coatings based on two common antifouling ship paint formulations prepared and exposed to weathering in seawater over a period of 51 days (Ophoven-Kinrooi, Marina De Spaanjerd, Maas, Belgium). As sample substrates or
Beschichtungsträger dienten Plättchen aus rostfreiem Stahl mit einer Fläche von jeweils Coating carriers served stainless steel plates each having an area
2x2 cm2. Mehrere Stahlplättchen wurden vor der Bewitterung nicht beschichtet und dienten als Referenz. Eine der in den Versuchen eingesetzten Antifouling- Schiffslackformulierung (Toplac International®, AkzoNobel) basiert auf Silikonalkyd. Schiffslacke auf Basis von Silikon bzw. Polydimethylsiloxan sind hydrophob, was die Adhäsion von Bakterien und Algen mindert. Die zweite in den Versuchen eingesetzte Antifouling- Schiffslackformulierung wird in Fachkreisen als "abrasiv" bezeichnet und enthält als wesentliche Komponenten Harze mit löslichen und/oder quellenden Bestandteilen, insbesondere Baumharz natürlichen Ursprungs, sowie Zinkoxid und/oder Kupferoxid. Abrasive Schiffslacke werden in Meerwasser sowie in Binnengewässern aufgrund von Hydrolyse und der durch die Wasserströmung ausgeübten Scherkraft 2x2 cm 2 . Several steel flakes were not coated before weathering and served as reference. One of the antifouling ship paint formulations used in the tests (Toplac International®, AkzoNobel) is based on silicone alkyd. Varnishes based on silicone or polydimethylsiloxane are hydrophobic, which reduces the adhesion of bacteria and algae. The second used in the experiments antifouling Schiffslackformulierung is referred to in the art as "abrasive" and contains as essential components resins with soluble and / or swelling ingredients, in particular tree resin of natural origin, and zinc oxide and / or copper oxide. Abrasive ship's paints are produced in seawater as well as in inland waters due to hydrolysis and the shear force exerted by the water flow
kontinuierlich erodiert, wobei das darin enthaltene Zink- oder Kupferoxid freigelegt und schließlich ausgeschwemmt wird. Zink- und Kupferoxid sind für viele marine Organismen hoch toxisch und wirken somit dem Befall mit Algen und Muscheln entgegen. Andererseits verursacht das aus abrasiven Schiffslacken freigesetzte Zink- und Kupferoxid in der Umgebung stark frequentierter Schiffsrouten massive Umweltschäden. Um in den im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Versuchen die antibakterielle Aktivität des in kommerziellen eroded continuously, wherein the contained zinc or copper oxide is exposed and finally flushed out. Zinc and copper oxides are highly toxic to many marine organisms and thus counteract the infestation of algae and mussels. On the other hand, the zinc and copper oxide released from abrasive marine coatings causes massive environmental damage in the vicinity of heavily frequented shipping routes. In the experiments carried out in the context of the present invention, the antibacterial activity of the in commercial
Schiffslacken enthaltenen Zink- und/oder Kupferoxids zu eliminieren, wurde eine eigens hergestellte, rein polymere Abrasivformulierung auf Basis von Polyetherharzen verwendet. In Fig. 5 sind Photographien der Oberflächen von sechs Proben nach 51-tägiger Bewitterung in Meerwasser wiedergegeben, wobei dunkle Bereiche einen starken Befall mit Algen und/oder anderen marinen Organismen anzeigen. Demgegenüber entsprechen helle Flächen Bereichen mit geringem Befall. Fig. 5a und 5b zeigen unbeschichtete Probenträger aus rostfreiem Stahl. Fig. 5c und 5d zeigen Proben mit einer Beschichtung aus den vorstehend beschriebenen Schiffslacken (5c Toplac International®, 5d abrasiver Schiffslack). Die Beschichtungen der in Fig. 5c und 5d gezeigten Proben ist rein polymer und enthält kein Metalloxid. Die in Fig. 5e und 5f gezeigten Beschichtungen hingegen enthalten 2 Gew.-% nanoskalige Ce02-y-Partikel, bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtungen. Die Beschichtung der in Fig. 5c und 5e gezeigten Proben besteht aus Toplac International® auf Basis von Silikonalkyd, respektive aus Toplac To eliminate lake coatings containing zinc and / or copper oxide, a specially prepared, purely polymeric Abrasivformulierung based on polyether resins was used. Fig. 5 shows photographs of the surfaces of six samples after 51 days of weathering in seawater, with dark areas indicating heavy algal and / or other marine organisms. In contrast, bright areas correspond to areas with low infestation. Figures 5a and 5b show uncoated stainless steel sample carriers. Figures 5c and 5d show samples having a coating of the marine paints described above (5c Toplac International®, 5d abrasive marine paint). The coatings of the samples shown in Figures 5c and 5d are purely polymeric and contain no metal oxide. By contrast, the coatings shown in FIGS. 5e and 5f contain 2% by weight of nanoscale CeO 2 y particles, based on the total weight of the coatings. The coating of the samples shown in Fig. 5c and 5e consists of Toplac International® based on silicone alkyd, respectively from Toplac
International® mit 2 Gew.-% nanoskaligen Ce02-y-Partikeln, bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtung. Anhand der in Fig. 5c und 5e gezeigten Proben ist die Antifouling- Wirkung der Ce02-y-Partikel ohne Weiteres ersichtlich. Gleiches gilt für die in Fig. 5d und 5f gezeigten Proben, deren Beschichtung aus abrasivem Schiffslack ohne Metalloxid und respektive abrasivem Schiffslack mit 2 Gew.-% nanoskaligen Ce02-y-Partikeln besteht. International® with 2% by weight of nanoscale CeO 2 - y particles, based on the total weight of the coating. The antifouling effect of the Ce02- y particles is readily apparent from the samples shown in FIGS. 5c and 5e. The same applies to the samples shown in FIGS. 5d and 5f, whose coating consists of abrasive ship paint without metal oxide and respectively abrasive ship paint with 2% by weight of nanoscale Ce0 2 - y particles.
Der relative Anteil der mit Algen und anderen Organismen bedeckten Oberfläche der Proben wurde mittels der Bildanalysesoftware ImageJ (Fiji) bestimmt anhand der Anzahl der Bildpixel, deren Grauwert unterhalb einer vorgegebenen Grauwertschwelle liegt, bezogen auf die The relative proportion of the surface of the samples covered with algae and other organisms was determined by means of the image analysis software ImageJ (Fiji) on the basis of the number of image pixels whose gray value lies below a predetermined gray value threshold, relative to the
Gesamtzahl aller Bildpixel. Anhand des Grauwerthistogramms jedes der Bilder 5a bis 5f wurde die Grauwertschwelle derart festgelegt, dass bei einer Variation der Grauwertschwelle umTotal number of image pixels. On the basis of the gray value histogram of each of the images 5a to 5f, the gray value threshold was set in such a way that when the gray value threshold changes by
±10 Grauwerte das Verhältnis der Bildpixel praktisch konstant ist. Für den mittels Bildanalyse bestimmten Algenbefall bzw. Flächenanteil wurden die folgenden Werte gefunden: 5a : 99,5 %; 5b : 98,9 %; 5c : 94,9, %; 5d : 85,5 %; 5e : 50,5 %; 5f : 45,9 %. ± 10 gray values, the ratio of image pixels is practically constant. The following values were found for the algal infestation or area fraction determined by image analysis: 5a: 99.5%; 5b: 98.9%; 5c: 94.9,%; 5d: 85.5%; 5e: 50.5%; 5f: 45.9%.
Beispiel 5: Katalytische Aktivität von Cei-xLax02-y Example 5: Catalytic activity of Cei -x La x 0 2-y
Analog zu dem unter Beispiel 1 beschriebenen Syntheseverfahren wurden nanoskalige Stäbchen aus Cei_xLax02-y durch Zugabe von Cer(III)-nitrat Hexahydrat (Ce(N03)3 ' 6 H20) und Analogous to the synthesis method described in Example 1 were nanoscale rods from Cei_ x La x 02- y by addition of cerium (III) nitrate hexahydrate (Ce (N0 3 ) 3 '6 H 2 0) and
Lanthan(III)-nitrat Hexahydrat (La(N03)3 · 6 H2O) in verschiedenen Mischungsverhältnissen zu einer wässrigen Lösung von NaOH hergestellt. Die katalytische Aktivität der erhaltenen Nanopartikel wurde spektralphotometrisch mittels eines Phenolrot- Assays bestimmt. Die Umsetzung von Phenolrot (Phenolsulfonphthalein) zu Bromophenolblau (3,3 5,5'-Tetrabrom-phenolsulfonphthalein) wurde anhand der Emission von Bromophenol bei 590 nm (ε(590 nm) ~ 72,2 mM-1 cm 1) gemessen. Für die Messungen wurden ein Cary 5G UV-Vis-NIR-Spektralphotometer (Varian Inc., Palo Alto, CA, USA) und ein Cary 300 Spektralphotometer (Agilent) mit magnetischem Rührer und einer im Strahlengang nach der Probenküvette angeordneten Integrationskugel eingesetzt. Die katalytische Umsetzung von Phenolrot zu Bromophenolblau ist nachfolgend wiedergegeben. Lanthanum (III) nitrate hexahydrate (La (NO 3 ) 3 .6H 2 O) in various mixing ratios to produce an aqueous solution of NaOH. The catalytic activity of the obtained nanoparticles was determined spectrophotometrically by means of a phenol red assay. The reaction of phenol red (phenolsulfonephthalein) too Bromophenol blue (3,3,5,5'-tetrabromophenolsulfonephthalein) was measured by emission of bromophenol at 590 nm (ε (590 nm) ~ 72.2 mM -1 cm -1 ). The measurements were performed using a Cary 5G UV-vis NIR spectrophotometer (Varian Inc., Palo Alto, CA) and a Cary 300 spectrophotometer (Agilent) with magnetic stirrer and an integrating sphere placed in the beam path after the sample cuvette. The catalytic conversion of phenol red to bromophenol blue is shown below.
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Figure imgf000026_0001
Eine abgewogene Menge an Cei_xLax02-y-Nanopartikeln wurde einer Assaylösung aus MilliQ- Wasser, Phenolrot, Kaliumbromid (KBr, Kat. Nr. P0838 BioXtra, > 99,0 %, Sigma-Aldrich) oder Ammoniumbromid (NH4Br, Kat. Nr. AB203189, Puratronic®; 99,999 %) und A weighed amount of Cei_ x La x 02- y nanoparticles was assayed from MilliQ water, phenol red, potassium bromide (KBr, cat. No. P0838 BioXtra,> 99.0%, Sigma-Aldrich) or ammonium bromide (NH 4 Br , Cat. No. AB203189, Puratronic®, 99.999%) and
Wasserstoffperoxid (H202, Kat. Nr. 8070.1, ROTIPURAN®, Carl Roth GmbH & Co.KG Karlsruhe, Germany) zugegeben. Die Konzentration der Bestandteile der Assaylösung betrug: Hydrogen peroxide (H 2 0 2 , Cat. No. 8070.1, ROTIPURAN®, Carl Roth GmbH & Co. KG Karlsruhe, Germany) was added. The concentration of the components of the assay solution was:
Phenolrot 10 oder 50 μΜ Phenol red 10 or 50 μΜ
KBr oder NH4Br 25 mM KBr or NH 4 Br 25 mM
H202 300 μΜ H 2 0 2 300 μΜ
Die Konzentration von H202 wurde anhand der Absorption der Assaylösung bei einer The concentration of H 2 O 2 was determined by the absorption of the assay solution at
Wellenlänge von 240 nm verifiziert, wobei für die Berechnung ein molarer Absorptions- koeffizient von 43,6 M"1 -cm"1 angesetzt wurde. Die Menge der zugegebenen Cei_xLax02_y- Nanopartikel wurde im Bereich von 0 bis 0,05 mg/mL variiert. Die Cei_xLax02_y-Nanopartikel wurden der Assaylösung bei einer Temperatur von 24 ± 2 °C über einen Zeitraum von 5 min kontinuierlich zugegeben. Wavelength of 240 nm verified, with a molar absorption coefficient of 43.6 M "1 -cm " 1 was used for the calculation. The amount of added Cei x La x O 2 _ y nanoparticles was varied in the range of 0 to 0.05 mg / mL. The Cei x La x 0 2 _ y nanoparticles were added continuously to the assay solution at a temperature of 24 ± 2 ° C over a period of 5 minutes.
Zur Kontrolle wurden Messungen an Assays durchgeführt, die (i) kein KBr, NH4Br oder H202 enthielten und (ii) KBr oder NH4Br und H202 in den vorstehend angegebenen Konzentrationsbereichen enthielten und denen kommerziell verfügbares, quasi-stöchiometrisches Ceroxid (Ce02, Kat. No. 221899, Sigma Aldrich, Steinheim, Deutschland) in einer Menge von As a control, measurements were carried out on assays which (i) did not contain KBr, NH 4 Br or H 2 O 2 and (ii) contained KBr or NH 4 Br and H 2 O 2 in the above concentration ranges and those commercially available, quasi stoichiometric ceria (CeO 2 , Cat. No. 221899, Sigma Aldrich, Steinheim, Germany) in an amount of
0,025 mg/mL zugegeben wurde. Bei der Kontroilmessung (i) konnte keine Akt ivität beobachtet werden. Bei der Kontrollmessung (ii) wurde eine geringe Aktivität gemessen, da das quasi- stöchiometrische Ceroxid eine vergleichsweise geringe Zahl an Fehlstellen aufweist. 0.025 mg / ml was added. In the control measurement (i), no activity was observed become. In the control measurement (ii), a low activity was measured because the quasi-stoichiometric ceria has a comparatively small number of defects.
Fig. 7 zeigt das Ergebnis der Assays, d.h. die katalytische Bromierungsaktivität von Fig. 7 shows the result of the assays, i. the catalytic bromination activity of
Cei_xLax02-y-Nanopartikeln als Funktion der Substitutionszahi x. Bei einer Substitutionszahi von x = 0,2 nimmt die katalytische Aktivität einen maximalen Wert an. Cei_ x La x 0 2 - y nanoparticles as a function of the substitution number x. With a substitution number of x = 0.2, the catalytic activity assumes a maximum value.
Messverfahren measurement methods
Erfindungsgemäß bezieht sich der Begriff "äquivalenter Durchmesser" auf ein Partikelensemble, in dem 50 Vol.-% der Partikel einen volumenäquivalenten Kugeldurchmesser von kleiner oder gleich dem "äquivalenten Durchmesser" und 50 Vol.-% der Partikel einen volumenäquivalenten Kugeldurchmesser von größer oder gleich dem "äquivalenten Durchmesser" haben. Der erfindungsgemäß verwendete Begriff "äquivalenter Durchmesser" wird in Fachkreisen häufig mit "d5o" bezeichnet. Mit volumenäquivalentem Kugeldurchmesser ist je nach dem verwendeten Messverfahren der Durchmesser einer Kugel gemeint, welche die gleiche Oberfläche, gleicheAccording to the invention, the term "equivalent diameter" refers to a particle ensemble in which 50% by volume of the particles have a volume equivalent spherical diameter of less than or equal to the "equivalent diameter" and 50% by volume of the particles have a volume equivalent spherical diameter greater than or equal to have "equivalent diameter". The term "equivalent diameter" used according to the invention is often referred to in the art as "d5o". With volume equivalent ball diameter is meant, depending on the measuring method used, the diameter of a sphere, which the same surface, same
Projektionsfläche oder gleiche Lichtstreuung (Beugungsscheibchen) wie das untersuchte Partikel aufweist. Projection area or the same light scattering (diffraction disc) as the examined particles.
Die Abmessungen nanoskaliger Partikel aus Cei_xMx02-y werden erfindungsgemäß mittels eines Rasterelektronenmikroskops oder eines Transmissionselektronenmikroskops und einer Bild- analysesoftware, wie beispielsweise ImageJ (http://imagej.nih.gov/ij) bestimmt. Hierbei werden anhand digitalisierter elektronenmikroskopischer Aufnahmen mindestens 100, vorzugsweise mindestens 1000 nanoskalige Partikel mithilfe der Bildanalysesoftware digital vermessen. Aufgrund der hohen lateralen Auflösung von Transmissionselektronenmikroskopen und Rasterelektronenmikroskopen des Standes der Technik, die je nach Einstellung der Elektronenoptik und der Strahlparameter im Bereich von einigen Ängström bis zu 10 nm liegt, kann der volumenäquivalente Kugeldurchmesser der nanoskaligen Partikel aus Cei_xMx02-y mit hoher Zuverlässigkeit ermittelt werden. The dimensions of nano-scale particles of Cei_ x M x 0 2 - y According to the invention analysis software by means of a scanning electron microscope or a transmission electron microscope and an image, such as ImageJ (http://imagej.nih.gov/ij) determined. In this case, at least 100, preferably at least 1000 nanoscale particles are digitally measured by means of the image analysis software using digitized electron micrographs. Due to the high lateral resolution of transmission electron microscopes and scanning electron microscopes of the prior art, which is up to 10 nm depending on the adjustment of the electron optics and beam parameters in the range of several angstroms, the volume-equivalent sphere diameter of the nanoscale particles of Cei_ x M x 0 2 may - y be determined with high reliability.
Sofern der elektronenmikroskopische Kontrast der nanoskaligen Partikel aus Cei_xMx02-y gegenüber der umgebenden Matrix unzureichend ist, wird zur Bildgebung ein mit einem If the electron microscopic contrast of the nanoscale particles from Cei_ x M x 0 2 - y is insufficient compared to the surrounding matrix, imaging is performed using a
Siliziumdriftdetektor (SDD) für energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDS bzw. EDX) ausgestattetes Transmissionsrasterelektronenrnikroskop oder gewöhnliches Rasterelektronenmikroskop eingesetzt. Silicon Drift Detector (SDD) for Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDS or EDX) equipped with a transmission scanning electron microscope or ordinary scanning electron microscope.
Zur Bestimmung der volumenäquivalenten Kugeldurchmesser nanoskaliger Partikel aus Cei_xMx02-y wird das zu analysierende Pulver in vollentsalztem Wasser in einer Konzentration von etwa 0,5 mg/ml mittels Ultraschall suspendiert und ein Tropfen dieser Suspension, d. h. etwa 40 μΐ auf ein planes, vorzugsweise kreisförmiges graphitiertes Kupfergitter (CF300-Cu, Electron Microscopy Sciences, Hatfield (PA), USA) mit einer Fläche von etwa 9,3 mm2 aufgetropft. Das mit der Suspension beschichtete Gitter wird etwa 30 min lang in horizontaler Lage unter Reinraumbedingungen gelagert, bis das Wasser verdunstet ist und in das Rasterelektronenmikroskop transferiert. Die vorstehend beschriebene Probenpräparation gewährleistet, dass benachbarte Nanopartikel auf dem Gitter hinreichend weit voneinander beabstandet sind und im Rasterelektronenmikroskop als getrennte Objekte abgebildet werden. To determine the volume-equivalent spherical diameter of nanoscale particles from Cei_ x M x 02-y, the powder to be analyzed is suspended in demineralized water in a concentration of about 0.5 mg / ml by means of ultrasound and a drop of this suspension, ie about 40 μΐ on a plane , preferably circular graphitized copper grid (CF300-Cu, Electron Microscopy Sciences, Hatfield (PA), USA) having an area of about 9.3 mm 2 . The grid coated with the suspension is stored for about 30 minutes in a horizontal position under clean room conditions until the water has evaporated and transferred to the scanning electron microscope. The sample preparation described above ensures that adjacent nanoparticles on the grid are sufficiently far apart and are imaged as separate objects in the scanning electron microscope.
Softwaregestützte Verfahren zur Auswertung von mittels Transmissionselektronenmikroskop oder Rasterelektronenmikroskop aufgezeichneten digitalen Bilder von Nanopartikeln sind im Stand der Technik bekannt und umfassen die folgenden Schritte: Software-assisted methods for the evaluation of digital images of nanoparticles recorded by means of a transmission electron microscope or scanning electron microscope are known in the art and comprise the following steps:
- algorithmische Erstellung eines Grauwerthistogramms; - algorithmic creation of a gray value histogram;
- interaktive Festlegung eines geeigneten Schwellwertes im Grauwerthistogramm, um jedes Bildpixel als zum Hintergrund bzw. zur Matrix oder zu einem Nanopartikel gehörig zu klassifizieren, je nachdem ob der Grauwert des Bildpixels oberhalb oder unterhalb des Schwellwertes liegt; interactive definition of a suitable threshold value in the gray value histogram in order to classify each image pixel as belonging to the background or to the matrix or to a nanoparticle, depending on whether the gray value of the image pixel lies above or below the threshold value;
- algorithmisches Binarisieren des Bildes, d. h. Wandlung des Grauwertbildes in ein Schwarz- Weiß-Bild; Algorithmic binarization of the image, d. H. Conversion of the gray value image into a black and white image;
- gegebenenfalls algorithmische binäre Dilatation und Erosion (Closing), um Lücken zu schließen oder binäre Erosion und Dilatation (Opening), um durch Bildrauschen verursachte Artefakte, wie Pseudopartikel mit einer Größe von unter 1 nm zu eliminieren; und optionally algorithmic binary dilation and erosion (closing) to close gaps or binary erosion and dilation (opening) to eliminate artifacts caused by image noise, such as pseudoparticles less than 1 nm in size; and
- algorithmische Identifikation von zusammenhängenden Flächen aus benachbarten (schwarzen) Bildpixeln, die nanoskaligen Partikeln zugeordnet sind und Ermittlung der Größe bzw. der Anzahl der in der jeweiligen Fläche enthaltenen Bildpixel. - Algorithmic identification of contiguous areas of adjacent (black) image pixels, which are associated with nanoscale particles and determination of the size or the number of image pixels contained in the respective area.
Softwarealgorithmen bzw. -programme, der vorstehend beschriebenen Art gehören üblicherweise zum Lieferumfang von modernen Transmissions- und Rasterelektronenmikros- kopen oder sind als Option erhältlich. Alternativ hierzu können generische Bildanalyseprogramme, wie beipielsweise ImageJ (http://imagej.nih.gov/ij) verwandt werden. Software algorithms or programs, of the type described above, are usually included in the scope of delivery of modern transmission and scanning electron microscopes. or as an option. Alternatively, generic image analysis programs such as ImageJ (http://imagej.nih.gov/ij) may be used.
Alternativ oder begleitend werden die volumenäquivalenten Kugeldurchmesser der nanoskaligen Partikel aus Cei_xMx02-y mittels Lichtstreuung oder Photonen-Korrelationsspektroskopie gemessen. Ein hierfür geeignetes Messgerät für Partikelgrößen von 0,3 nm bis 8 μιη wird unter anderem von Horiba Ltd. (Kyoto, Japan) unter der Produktbezeichnung "nano partica SZ-100" kommerziell angeboten. Alternatively or concomitantly, the volume-equivalent spherical diameters of the nanoscale particles from Cei_ x M x 02- y are measured by means of light scattering or photon correlation spectroscopy. A suitable measuring device for particle sizes from 0.3 nm to 8 μm is used, inter alia, by Horiba Ltd. (Kyoto, Japan) under the product name "nano partica SZ-100" commercially offered.
Die mittlere Flächenbelegung der nanoskaligen Partikel aus Cei_xMx02-y wird an einer The average surface coverage of the nanoscale particles from Cei_ x M x 02- y is measured on a
Oberflächenprobe oder an einer Schnittprobe eines erfindungsgemäßen Formkörpers, einer Beschichtung, einer ggf. gehärteten Beschichtungszusammensetzung, einem getrockneten Mörtel oder einem vernetzten Material auf Basis von Silikonpolymer bestimmt. Hierzu wird, wie vorstehend beschrieben, die Oberflächen- oder Schnittprobe mithilfe eines Elektronenmikroskops abgebildet und das erhaltene Bild mittels einer Bildanalysesoftware, wie Surface sample or on a cut sample of a shaped article according to the invention, a coating, an optionally cured coating composition, a dried mortar or a crosslinked material based on silicone polymer. For this purpose, as described above, the surface or cut sample is imaged by means of an electron microscope and the image obtained by means of an image analysis software such
beispielsweise ImageJ (http://imagej.nih.gov/ij) ausgewertet. Die mittlere Flächenbelegung entspricht dabei dem Quotienten aus der Anzahl der (schwarzen) Bildpixel, die nanoskaligen Partikeln aus Cei_xMx02_y zugeordnet sind, und der Gesamtzahl aller Bildpixel (Partikel plus umgebende Matrix). for example, ImageJ (http://imagej.nih.gov/ij) evaluated. The average area occupation corresponds to the quotient of the number of (black) image pixels, which are assigned to nanoscale particles from Cei_ x M x 02_ y , and the total number of image pixels (particles plus surrounding matrix).
Gemäß dem stereologischen Prinzip bzw. dem Delesse-Prinzip (siehe z.B. US 5,754,688 A) ist bei einem Schnitt durch einen Körper, der Einschlüsse oder Partikel enthält, der Flächenanteil der Einschlüsse/Partikel gleich deren Volumenanteil. Der aus elektronenmikroskopischen According to the stereological principle or the Delesse principle (see, for example, US 5,754,688 A), in a section through a body containing inclusions or particles, the area ratio of the inclusions / particles is equal to their volume fraction. The from electron microscopic
Schnittbildern ermittelte Flächen- bzw. Volumenanteil der nanoskaligen Partikel aus Section images determined area or volume fraction of the nanoscale particles
Cei_xMx02-y steht in guter Überemstimmung mit Werten, die anhand des Gewichtsanteils, äquivalenten Durchmessers und der spezifischen Dichte der Partikel und der Matrix erhalten werden. Cei_ x M x 02- y is in good agreement with values obtained from the weight fraction, equivalent diameter and specific gravity of the particles and the matrix.
Das Verhältnis von Ce(III) / Ce(IV) des erfindungsgemäß eingesetzten Stoffes mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y wird mittels Röntgenphotoelektronen- Spektroskopie (XPS: X-ray photoelectron spectroscopy / ESCA: electron spectroscopy for chemical analysis) ermitteln. Unter Einsatz des XPS (zum Beispiel: ESCA 5600 (XPS) (Physical Electronics GmbH)) mit monochromatischer Röntgenstrahlung (zum Beispiel: Al-Κα Strahlung (1486 eV bei 250,0 W)) kann das Ce(III) / Ce(IV) Verhältnis, aus den relativen Flächenanteilen der entfalteten Signale gemäß nachfolgender Formel, an der Oberfläche bestimmt werden. Für den Spin-Bahn-Kopplungszustand 3d(5/2) ergibt sich dann das Verhältnis für Ce3+ zu.
Figure imgf000030_0001
The ratio of Ce (III) / Ce (IV) of the substance used according to the invention with the chemical composition Cei_ x M x 02- y is determined by means of X-ray photoelectron spectroscopy (XPS: X-ray photoelectron spectroscopy / ESCA: electron spectroscopy for chemical analysis) , Using the XPS (for example: ESCA 5600 (XPS) (Physical Electronics GmbH)) with monochromatic X-radiation (for example: Al-Κα radiation (1486 eV at 250.0 W)), the Ce (III) / Ce (IV ) Ratio, from the relative area proportions of the unfolded signals according to the following formula, at the surface. For the spin-orbit coupling state 3d (5/2) then the ratio of Ce 3+ results to.
Figure imgf000030_0001
Als Probenträger werden Glasträger (Standard-Objektträger, Carl-Roth) in 1,5 cm x 1,5 cm große Glasträger geschnitten und mit einer Goldschicht von ca. 15 nm mittels einer Beschichtungsanlage (Med 020, BAL-TEC) unter Einsatz einer Quarzmikrowaage (QSG 070, Bal-TEC) beschichtet. As sample carriers, glass slides (standard slides, Carl-Roth) are cut into 1.5 cm x 1.5 cm glass slides and with a gold layer of about 15 nm by means of a coating system (Med 020, BAL-TEC) using a quartz microbalance Coated (QSG 070, Bal-TEC).
Vor der XPS-Messung werden die Proben auf ca. 900-1000 °C erhitzt werden, um eventuell vorhandenes Kristallwasser zu entfernen. Der erfindungsgemäß eingesetzte Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y liegt als partikuläres Pulver vor, welches vor der XPS-Messung zu einem Pellet mit glatter Oberfläche gepresst wird. Um bei der XPS-Messung einen eventuellen Einfluß der Probenmorphologie zu eliminieren wird an mehreren voneinander verschiedenen Probenpositionen jeweils ein XPS-Spektrum aufgezeichnet und ausgewertet und die abgeleiteten Elementverhältnisse gemittelt. Before the XPS measurement, the samples are heated to about 900-1000 ° C to remove any existing water of crystallization. The fabric used in the invention having the chemical composition Cei_ x M x 02- y is present as a particulate powder, which is pressed with a smooth surface into a pellet prior to the XPS measurement. In order to eliminate any influence of the sample morphology during the XPS measurement, an XPS spectrum is recorded and evaluated at several mutually different sample positions and the derived elemental ratios are averaged.
Die relativen Anteile der Komponenten des erfindungsgemäß eingesetzten Stoffes, mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y (hier bezogen auf Anteile Ce und M im eingesetzten Stoff), lassen sich über Energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX: energy dispersive X-ray spectroscopy) ermitteln. Unter Einsatz eines Rasterelektronenmikroskops (SEM: scanning electron microscope) (zum Beispiel: Nova NanoSEM , FEI) mit entsprechendem EDX-Modul (zum Beispiel: EDAX Apollo 10 SDD, AMETEK) werden die Komponenten den Energien zugeordnet und durch Quantifizierung der Komponentensignale ist der relative Anteil zugänglich. The relative proportions of the components of the inventively used substance, with the chemical composition Cei_ x M x 02- y (here based on proportions Ce and M in the substance used), can be determined by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX: energy dispersive X-ray spectroscopy) , Using a Scanning Electron Microscope (SEM) (for example: Nova NanoSEM, FEI) with a corresponding EDX module (for example: EDAX Apollo 10 SDD, AMETEK) the components are assigned to the energies and by quantifying the component signals the relative Share accessible.
Vor der EDX-Messung wird der erfindungsgemäß eingesetzte Stoff mit der chemischen Before the EDX measurement, the substance used according to the invention is mixed with the chemical
Zusammensetzung Cei_xMx02_y in wässrigen und/oder organischen Lösungsmitteln suspendiert und/oder dispergiert. Die Suspension und/oder Dispersion wird auf einen Silizium- Wafer Composition Cei_ x M x 02_ y suspended and / or dispersed in aqueous and / or organic solvents. The suspension and / or dispersion is applied to a silicon wafer
(Abmessung ca. 7,5 mm x 7,5 mm) aufgebracht und dieser auf einem Kohlenstoff Leit-Tab (zum Beispiel: PLANO Leit-Tabs 12 mm 0) fixiert. Das Lösemittel wird verdampft (Trocknen bei Normalbedingungen und / oder bei erhöhten Temperaturen (20 °C < Temperatur < 1000 °C) und/oder unter Vakuum). Gegebenfalls wird die Probe, unter Einsatz einer Beschichtungsanlage (zum Beispiel: Med 020 (BAL-TEC) mit Quarzmikrowaage (QSG 070, BAL-TEC)), mit einer 5 nm bis 15 nm dicken Gold- oder Silberschicht beschichtet. 7.5 mm x 7.5 mm) and this fixed on a carbon guide tab (for example: PLANO guide tabs 12 mm 0). The solvent is evaporated (drying under normal conditions and / or at elevated temperatures (20 ° C <temperature <1000 ° C) and / or under vacuum). Optionally, the sample is coated with a 5 nm to 15 nm thick gold or silver layer using a coating equipment (for example: Med 020 (BAL-TEC) with quartz microbalance (QSG 070, BAL-TEC)).

Claims

Patentansprüche claims
1. Biozide Beschichtungszusammensetzung, bestehend aus einem Trägerwerkstoff und einem Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y , wobei 1. biocidal coating composition consisting of a carrier material and a substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y , wherein
- M gewählt ist aus Ca, Ti, V, Fe, Sr, Y, Zr, Nb, La, Pr, In, Bi, Tb, Eu und Nd; M is selected from Ca, Ti, V, Fe, Sr, Y, Zr, Nb, La, Pr, In, Bi, Tb, Eu and Nd;
- x eine reelle Zahl ist mit 0 < x < 0,5; - x is a real number with 0 <x <0.5;
- y eine reelle Zahl ist mit 0 < y < 0,4. - y is a real number with 0 <y <0.4.
2. Biozide Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Stoffes mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y 2. biocide coating composition according to claim 1, characterized in that the proportion of the substance having the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y
0,01 bis 10 Gew.-% beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht der bioziden  0.01 to 10 wt .-%, based on the total weight of the biocidal
Beschichtungszusammensetzung.  Coating composition.
3. Biozide Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 3. biocidal coating composition according to claim 1 or 2, characterized
gekennzeichnet, dass der Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02_y Partikel umfasst, die in einer oder mehreren Raumrichtungen eine Abmessung von in that the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y comprises particles which in one or more spatial directions have a dimension of
< 500 nm aufweisen.  <500 nm.
4. Biozide Beschichtungszusammensetzung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerwerkstoff aus einem oder mehreren Polymeren und einem oder mehreren Additiven besteht. 4. biocidal coating composition according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the carrier material consists of one or more polymers and one or more additives.
5. Formkörper mit einer Beschichtung aus einer bioziden Beschichtungszusammensetzung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4. 5. Shaped body with a coating of a biocidal coating composition according to one or more of claims 1 to 4.
6. Biozider Formkörper, dessen Oberfläche teilweise oder vollständig mit Partikeln mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02_y ausgerüstet ist, wobei 6. biocidal shaped body whose surface is partially or completely equipped with particles having the chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y , wherein
- M gewählt ist aus Ca, Ti, V, Fe, Sr, Y, Zr, Nb, La, Pr, In, Bi, Tb, Eu und Nd; M is selected from Ca, Ti, V, Fe, Sr, Y, Zr, Nb, La, Pr, In, Bi, Tb, Eu and Nd;
- x eine reelle Zahl ist mit 0 < x < 0,5; - x is a real number with 0 <x <0.5;
- y eine reelle Zahl ist mit 0 < y < 0,4. - y is a real number with 0 <y <0.4.
7. Biozider Formkörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der biozide 7. biocidal shaped body according to claim 6, characterized in that the biocidal
Formkörper aus einem Basiswerkstoff und einem Stoff mit der chemischen  Shaped body of a base material and a substance with the chemical
Zusammensetzung Cei_xMx02_y besteht, wobei der Anteil des Stoffes mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y 10" 9 bis 10 Gew.-% beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht des Formkörpers. Composition Cei_ x M x 0 2 _ y , where the proportion of the substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y 10 9 to 10 wt .-%, is "based on the total weight of the molding.
8. Formkörper nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper Partikel mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y umfasst, wobei die Partikel in einer oder mehreren Raumrichtungen eine Abmessung von < 500 nm aufweisen. 8. Shaped body according to claim 6 or 7, characterized in that the shaped body particles having the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y , wherein the particles in one or more spatial directions have a dimension of <500 nm.
9. Formkörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberfläche des Formkörpers Partikel mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y enthält, wobei die Partikel kraftschlüssig mit dem Formkörper verbunden sind. 9. Shaped body according to one or more of claims 6 to 8, characterized in that a surface of the shaped body contains particles having the chemical composition Cei_ x M x 0 2 -y, wherein the particles are non-positively connected to the shaped body.
10. Formkörper nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Partikel aus der Oberfläche des Formkörpers herausragt. 10. Shaped body according to claim 9, characterized in that a part of the particles protrudes from the surface of the shaped body.
11. Verwendung eines Stoffes mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02_y für die Herstellung einer bioziden Beschichtungszusammensetzung, wobei 11. Use of a substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y for the preparation of a biocidal coating composition, wherein
- M gewählt ist aus Ca, Ti, V, Fe, Sr, Y, Zr, Nb, La, Pr, In, Bi, Tb, Eu und Nd; M is selected from Ca, Ti, V, Fe, Sr, Y, Zr, Nb, La, Pr, In, Bi, Tb, Eu and Nd;
- x eine reelle Zahl ist mit 0 < x < 0,5; - x is a real number with 0 <x <0.5;
- y eine reelle Zahl ist mit 0 < y < 0,4. - y is a real number with 0 <y <0.4.
12. Verwendung eines Stoffes mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02_y für die 12. Use of a substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 _ y for the
Herstellung von bioziden Formkörpern oder Formkörperbeschichtungen, wobei  Production of biocidal moldings or moldings, wherein
- M gewählt ist aus Ca, Ti, V, Fe, Sr, Y, Zr, Nb, La, Pr, In, Bi, Tb, Eu und Nd; M is selected from Ca, Ti, V, Fe, Sr, Y, Zr, Nb, La, Pr, In, Bi, Tb, Eu and Nd;
- x eine reelle Zahl ist mit 0 < x < 0,5; - x is a real number with 0 <x <0.5;
- y eine reelle Zahl ist mit 0 < y < 0,4. - y is a real number with 0 <y <0.4.
13. Verwendung eines, einen Stoff mit der chemischen Zusammensetzung Cei_xMx02-y 13. Use of a substance with the chemical composition Cei_ x M x 0 2 - y
umfassenden Formkörpers in einem Medium, das H2O2 oder organische Peroxide und/oder Halogenidanionen, wie Γ, Br~und Cl~ enthält. comprehensive molding in a medium containing H 2 O 2 or organic peroxides and / or halide anions, such as Γ, Br ~ and Cl ~ .
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