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Title:
PRODUCTS FROM THE REACTION OF FORMALDEHYDE WITH CARBOHYDRATES OR CARBOHYDRATE DERIVATIVES, AND USE OF SAID PRODUCTS AS PRESERVATIVES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/001710
Kind Code:
A2
Abstract:
The present invention relates to a product which is obtained from the reaction of formaldehyde with a carbohydrate, a carbohydrate derivative or a mixture of two or more of these compounds.

Inventors:
LINDNER WOLFGANG (DE)
HEUER THOMAS (DE)
TASCHENBRECKER ERICH (DE)
Application Number:
PCT/EP1999/004417
Publication Date:
January 13, 2000
Filing Date:
June 25, 1999
Export Citation:
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Assignee:
TROY CHEMIE GMBH (DE)
LINDNER WOLFGANG (DE)
HEUER THOMAS (DE)
TASCHENBRECKER ERICH (DE)
International Classes:
A01N35/02; A01N43/16; C07H1/00; C07H3/00; (IPC1-7): C07H/
Foreign References:
US4040785A1977-08-09
DE280091C
DE289342C
DE289910C
EP0327220A11989-08-09
EP0699030A11996-03-06
Other References:
"THE MERCK INDEX, TWELFTH EDITION" 1996 , MERCK & CO., INC. , WHITEHOUSE STATION, NJ XP002133813 4494. Glycerol Formal. Seite 764, linke Spalte, Absatz 2
CHEMICAL ABSTRACTS, Bd. 7, 1913, Seite 217 XP002133812
W. PIGMAN, D. HORTON (EDS.): "The Carbohydrates: Chemistry and Biochemistry, Vol. 1a" 1972 , ACADEMIC PRESS , NEW YORK XP002133814 A.B. Foster. Cyclic Acetal Derivatives of Sugars and Alditols. Seite 391 -Seite 402 Seite 392, Absatz 2
Attorney, Agent or Firm:
Ricker, Mathias (Pagenberg Dost, Altenbur, Geissler Isenbruck Galileiplatz 1 München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Umsetzungsprodukt aus Formaldehyd und einem Kohlenhydrat, einem Kohlenhydratderivat oder einem Gemisch aus zwei oder mehr davon.
2. Umsetzungsprodukt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Formaldehyd bei Kontakt mit Wasser reversibel daraus abgegeben werden kann.
3. Umsetzungsprodukt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlenhydrat oder Kohlenhydratderivat ein Monosaccharid oder Monosaccharidderivat oder ein niedermolekulares Polysaccharid oder niedermolekulares Polysaccharidderivat ist.
4. Umsetzungsprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei seiner Verwendung als Konservierungsmittel im Vergleich zu anderen Formaldehyddepotverbindungen eine verbesserte Wirksamkeit gegen Sporen erzielt wird.
5. Verwendung eines Kohlenhydrates oder eines Kohlenhydratderivates als Trägermaterial für Formaldehyd.
6. Verfahren zur Konservierung eines technischen Materials, das den folgenden Schritt (i) umfaßt : (i) Zugabe mindestens eines Umsetzungsproduktes gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon zu dem technischen Material.
7. Verfahren nach Anspruch 6, das folgenden weiteren Schritt (ii) umfaßt : (ii) Zugabe einer Formaldehyddepotverbindung, die kein Umsetzungsprodukt gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 umfaßt, oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, das folgenden weiteren Schritt (iii) umfaßt : (iii) Zugabe einer mikrobizid wirkenden Verbindung, die kein Umsetzungsprodukt gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 und keine Formaldehyddepotverbindung gemäß (ii) umfaßt, oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon.
9. Gemisch, anteilig umfassend die folgenden Komponenten (a) bis (c) : (a) x Gew. % eines Umsetzungsproduktes gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon, und (b) y Gew. % einer Formaldehyddepotverbindung, die kein Umsetzungsprodukt gemäß (a) umfaßt, oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon, und/oder (c) z Gew. % einer mikrobizid wirkenden Verbindung, die kein Umsetzungsprodukt gemäß (a) und keine Verbindung gemäß (b) umfaßt, oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon, wobei die folgenden Zusammenhänge (a) , (ß) und (y) gelten : (a) 0<x<100 ( (3) x+y+z= 100 <BR> <BR> <BR> <BR> (y) y, z >~ 0.
10. Gemisch nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die mikrobizid wirkende Verbindung gemäß (c) ein Bakterizid oder Fungizid ist.
11. Gemisch nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Bakterizid oder Fungizid ein Isothiazolinon oder 3Iodpropin1ylnbutylcarbamat ist.
Description:
Umsetzungsprodukte aus Formaldehyd und Kohlenhydraten bzw.

Kohlenhydratderivaten sowie deren Verwendung als Konservierungsmittel Die vorliegende Erfindung betrifft Umsetzungsprodukte aus Formaldehyd und Kohlenhydraten bzw. Kohlenhydratderivaten sowie deren Verwendung bei der Konservierung technischer Materialien.

Materialien, die Umwelteinflüssen ausgesetzt sind, werden im allgemeinen schnell von Mikroorganismen wie beispielsweise Bakterien, Algen oder Pilzen befallen.

Ein solcher Befall beeinträchtigt in der Regel entscheidend die gewünschten Eigenschaften und daher die Verwendbarkeit dieser Materialien.

Man setzt daher bei der Herstellung solcher Materialien Konservierungsmittel ein, die mikrobizid wirken, die also das Anwachsen von Mikroorganismen weitgehend verhindern, oder die mikrobistatisch wirken, die also das Wachstum von Mikroorganismen hemmen.

Zur Konservierung vieler technischer Materialien ist Formaldehyd ein unverzichtbarer Wirkstoff. Dies gilt besonders bei schwer zu konservierenden Materialien wie beispielsweise Farben, Putzen oder Klebstoffen.

Die Handhabung von handelsüblichen Formalinlösungen ist jedoch schwierig.

Daher wird Formaldehyd vorzugsweise an Trägersubstanzen gebunden eingesetzt.

Die Verwendung von an Trägersubstanzen gebundenem Formaldehyd bietet weiter den Vorteil, daß technische Eigenschaften des Formaldehyds verbessert werden können. Beispielsweise wird dabei der Dampfdruck des Formaldehyds erniedrigt. Außerdem kann auf Stabilisatoren verzichtet werden, die den handelsüblichen Formalinlösungen zur Verhinderung von Polymersationsprozessen zugegeben werden.

Die Anforderungen, die an die Trägersubstanz gestellt werden, beinhalten unter anderem, daß die Trägersubstanz mit dem zu konservierenden Material eine möglichst geringe Wechselwirkung eingeht und daß eine für die Konservierung ausreichend hohe Formaldehydfreisetzungsrate gewährleistet ist.

Die Verwendung solcher Trägersubstanzen ist beispielsweise in S. S. Block, "Disinfection, Sterilization, and Preservation ", & Febiger (1991), S. 290,291 und S. 301-304, W. Paulus,"Microbiocides for the Protection of Materials ", Chapman-Hall (1993), S. 55-57 und S. 62-64, oder in E. Bagda,"Die <BR> <BR> <BR> <BR> Konservierung von Dispersionsfarben", Expert-Verlag(1998), S. 17-25, beschrieben.

In der oben genannten Literatur werden vor allem Addukte von Formaldehyd an Amine und Amide wie beispielsweise Urotropin, Urotropinderivate, Hydroxymethylformamid, N-Hydroxymethylchloracetamid oder Dimethyloldimethylhydantoin offenbart.

Je nach zu konservierendem Material muß bedacht werden, daß die Trägersubstanz an die Umwelt gelangen kann. Besondere Sorgfalt muß daher auf die ökologische Unbedenklichkeit der Trägersubstanz verwendet werden. Selbst

Harnstoff, der als Trägersubstanz verwendet wird, birgt beispielsweise Nachteile, wenn er durch Auswaschung in Kläranlagen gelangt.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, Trägersubstanzen zu finden, die die oben genannten allgemeinen Anforderungen an Trägersubstanzen erfüllen und zudem toxikologisch und ökologisch absolut unbedenklich sind.

Überraschend wurde gefunden, daß Kohlenhydrate bzw. Kohlenhydratderivate, die diese Anforderungen erfüllen, als Trägersubstanzen für Formaldehyd verwendet werden können.

Daher betrifft die vorliegende Erfindung ein Umsetzungsprodukt aus Formaldehyd und einem Kohlenhydrat, einem Kohlenhydratderivat oder einem Gemisch aus zwei oder mehr davon. Weiter betrifft die vorliegende Erfindung ein solches Umsetzungsprodukt, aus dem der Formaldehyd bei Kontakt mit Wasser reversibel abgegeben werden kann. Daher betrifft die vorliegende Erfindung auch die Verwendung eines Kohlenhydrates oder eines Kohlenhydratderivates als Trägermaterial für Formaldehyd.

Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Konservierung eines technischen Materials, das den folgenden Schritt (i) umfaßt : (i) Zugabe eines der oben genannten Umsetzungsprodukte oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon zu dem technischen Material.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können sowohl natürlich vorkommende als auch synthetisch gewonnene Kohlenhydrate bzw. Kohlenhydratderivate

verwendet werden. Die Stereochemie der Kohlenhydrate bzw. der Kohlenhydratderivate ist dabei unkritisch.

Im allgemeinen können alle denkbaren Kohlenhydrate bzw. Kohlenhydratderivate eingesetzt werden.

Bevorzugt werden in der vorliegenden Erfindung Kohlenhydrate bzw.

Kohlenhydratderivate gewählt, deren Umsetzungsprodukte mit Formaldehyd leicht im Lösungsmittel Wasser löslich sind.

Dabei kommen als Kohlenhydrate vorzugsweise Monosaccharide und niedermolekulare Polysaccharide wie beispielsweise Di- und Trisaccharide, besonders bevorzugt Mono- und Disaccharide zum Einsatz.

Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, jedes Kohlenhydrat bzw.

Kohlenhydratderivat zu verwenden, das in dem gewählten Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch zu einem oder mehreren der gewünschten Umsetzungsprodukte umgesetzt werden kann.

Als Monosaccharide seien beispielsweise genannt : - Glycerinaldehyd ; - Erythrose, Threose ; - Arabinose, Ribose, Xylose, Lyxose ; - Glucose, Mannose, Galactose, Talose, Gulose, Idose, Allose, Altrose ; - Fructose, Sorbose.

Als Disaccharide seien beispielsweise genannt : - Saccharose, Lactose, Maltose, Cellobiose, Gentiobiose.

Als Trisaccharid sei beispielsweise genannt : - Raffinose.

Als höhere Saccharide seien genannt : - kurzkettige Stärkehydrolysate, kurzkettige Dextrine, wasserlösliche Amylose.

Als Kohlenhydratderivate lassen sich Substanzen verwenden, die oxidierte oder reduzierte oder sowohl oxidierte als auch reduzierte Formen von Kohlenhydraten sind. Vorzugsweise werden als oxidierte Formen Carbonsäuren, als reduzierte Formen Alkohole verwendet.

Als Kohlenhydratderivate seien beispielsweise genannt : - Glycerin, Desoxyribose, Rhamnose, Digitoxose ; - Gluconsäure, Mannonsäure ; - Sorbit, Mannit.

Ebenso ist es natürlich möglich, ein Gemisch aus zwei oder mehr der oben erwähnten Kohlenhydrate bzw. Kohlenhydratderivate zu verwenden. Als Beispiel hierfür sei Invertzucker genannt.

Besonders bevorzugt werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung Glycerin, Glucose, Fructose, Saccharose, Invertzucker oder ein Gemisch aus zwei oder mehr davon verwendet.

Neben der toxikologischen und ökologischen Unbedenklichkeit dieser Kohlenhydrate bzw. Kohlenhydratderivate ist ein weiterer entscheidender Vorteil dieser Substanzen darin zu sehen, daß deren Basis nachwachsende Rohstoffe sind.

Im Zuge eines verantwortungsvollen Umgangs mit natürlichen Resourcen und aufgrund ökonomischer Aspekte ist also ein wichtiger Fortschritt erzielt.

Die Umsetzung von Formaldehyd mit dem mindestens einen Kohlenhydrat bzw.

Kohlenhydratderivat kann prinzipiell in allen dafür geeigneten Lösungsmitteln durchgeführt werden. Vorzugsweise wird die Umsetzung jedoch im wäßrigen Medium durchgeführt Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, die Umsetzung des Formaldehyds mit dem mindestens einen Kohlenhydrat bzw. Kohlenhydratderivat durch Erwärmen der Lösung, die die umzusetzenden Edukte umfaßt, zu beschleunigen.

Sollte es erforderlich sein, kann die Umsetzung in Anwesenheit eines oder mehrerer Katalysatoren erfolgen. Als Katalysatoren sind sowohl Säuren als auch Basen einsetzbar. Die Wahl sowohl von Säuren als auch von Basen ist nicht kritisch und richtet sich im allgemeinen nach den Anforderungen, die an das Umsetzungsprodukt als Formaldehyddepotverbindung gerichtet werden.

Als Säuren lassen sich beispielsweise Mineralsäuren oder organische Säuren wie beispielsweise Carbonsäuren oder Sulfonsäuren einsetzen. Als Basen werden

vorzugsweise Alkali- bzw. Erdalkalihydroxide und/oder Alkali- bzw.

Erdalkalicarbonate verwendet.

Die Stöchiometrie der umzusetzenden Verbindungen, d. h. von Formaldehyd und von einem Kohlenhydrat, einem Kohlenhydratderivat oder einem Gemisch aus zwei oder mehr davon, kann frei gewählt werden. Die Obergrenze des molaren Verhältnisses Formaldehyd/Kohlenhydrat (derivat) ergibt sich aus dem vollständigen Umsatz aller OH-Gruppen der Kohlenhydrat (derivat) moleküle.

Die Untergrenze hingegen ist frei wählbar. Es muß lediglich gewährleistet sein, daß aus der Umsetzung ein Umsetzungsprodukt resultiert. Aus der Umsetzung resultierende Lösungen, die freie Kohlenhydrat (derivat) moleküle enthalten, können erfindungsgemäß ebenfalls verwendet werden.

Die Umsetzungsprodukte können prinzipiell als Substanz oder in Lösung im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden. Daher ist es möglich, im wesentlichen alle technischen Materialien zu konservieren.

Soll das Umsetzungsprodukt in Lösung verwendet werden, so ist die Löslichkeit des Umsetzungsproduktes in dem jeweils gewählten Lösungsmittel limitierend bei der Auswahl des Kohlenhydrats bzw. des Kohlenhydratderivats.

Insbesondere werden die erfindungsgemäßen Umsetzungsprodukte jedoch zur Konservierung von Beschichtungsmitteln wie z. B. Farben, Fassadenbeschichtungssystemen, Vollwärmeschutzsystemen oder Dachsteinbeschichtungen, von Farben wie z. B. Fingermalfarben, von Textilausrüstungen, Dichtungsmassen, Klebstoffen, von Slurries wie z. B.

Kreideslurries, Pigmentslurries oder Füllstoffslurries, von Tinten oder Pflanzenschutzformulierungen eingesetzt.

Als Bakterizide können die erfindungsgemäßen Umsetzungsprodukte insbesondere zur Konservierung von funktionellen Flüssigkeiten wie z. B.

Kühlwasser, Hydraulikflüssigkeiten oder Treibstoffen, von Papier, Textilien, Leder oder von Kühlschmierstoffen eingesetzt werden.

Ebenso können die erfindungsgemäßen Umsetzungsprodukte zur Konservierung von Kosmetika, Wachsemulsionen, Haushaltsprodukten, wie z. B Wasch- und Spülmittel sowie andere Tensidlösungen, eingesetzt werden. Auch der Einsatz in Chemietoiletten ist denkbar.

Im allgemeinen können mit dem erfindungsgemäßen Umsetzungsprodukt alle Produkte konserviert werden, die mit Menschen und/oder Tieren in Kontakt kommen und/oder in die Umwelt gelangen.

Es werden im allgemeinen Lösungen, vorzugsweise wäßrige Lösungen der Umsetzungsprodukte hergestellt.

Die erreichbare Konzentration der Umsetzungsprodukte in Lösung ist praktisch nur durch die Löslichkeit der Umsetzungsprodukte in dem jeweiligen Lösungsmittel oder dem Lösungsmittelgemisch limitiert. Beispielsweise lassen sich mit Saccharose oder Glucose wäßrige Lösungen herstellen, die 30 Gew. -% an Formaldehyd in gebundener Form enthalten.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Umsetzungsprodukte ist die Tatsache, daß sie im Vergleich zu herkömmlichen Formaldehyddepotverbindungen bei gleicher Konzentration eine verbesserte Wirksamkeit gegen Sporen aufweisen. Insbesondere gilt dies bei Sporen, die in technischen Materialien wie z. B. Dispersionsfarben auftreten und die durch Auskeimung zum Verderb der Farbe führen.

Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung ein Umsetzungsprodukt aus Formaldehyd und einem Kohlenhydrat, einem Kohlenhydratderivat oder einem Gemisch aus zwei oder mehr davon, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verwendung des Umsetzungsproduktes als Konservierungsmittel im Vergleich zu anderen Formaldehyddepotverbindungen eine verbesserte Wirksamkeit gegen Sporen erzielt wird.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung war die Bereitstellung eines Verfahrens, in dem neben den erfindungsgemäßen Formaldehyddepotverbindungen auch Formaldehyddepotverbindungen nach dem Stand der Technik zur Konservierung technischer Materialien eingesetzt werden können.

Überraschend hat sich gezeigt, daß sich die erfindungsgemäßen Umsetzungsprodukte mit allen üblichen Formaldhyddepotverbindungen kombinieren lassen.

Daher betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Konservierung eines technischen Materials, das den folgenden weiteren Schritt (ii) umfaßt :

(ii) Zugabe einer Formaldehyddepotverbindung, die kein erfindungsgemäßes Umsetzungsprodukt umfaßt, oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon.

Als solche Formaldehyddepotverbindungen seien beispielsweise genannt : N-Methylolchloracetamid, Mono-, Di-, Tri- und Tetramethylolharnstoff, 5,5- <BR> <BR> <BR> <BR> Dimethyl-1, 4-dimethylolhydantoin, 5, 5-Dimethyl-1-methylolhydantoin, Hydro- xymethylglycin, Hydroxymethylethanol, Hydroxymethylpropanol, 2-Amino-2- <BR> <BR> <BR> <BR> hydroxymethylpropan-1,3-diol, 2-Nitro-2-hydroxymethylpropan-1, 3-diol, Ethy-<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> lenglycolformal, Propylenglycolformal.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung war die Bereitstellung eines Verfahrens, in dem neben einem oder mehreren der erfindungsgemäßen Umsetzungsprodukte und/oder einem oder mehreren anderen Formaldehyddepotverbindungen auch eine oder mehrere mikrobizid wirkende Verbindungen, die keine Formaldehyddepotverbindungen sind, zur Konservierung technischer Materialien eingesetzt werden können.

Demgemä. ß betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Konservierung eines technischen Materials, das folgenden weiteren Schritt (iii) umfaßt : (iii) Zugabe einer mikrobizid wirkenden Verbindung, die keine Formaldehyddepotverbindung umfaßt, oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon.

Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Gemisch, anteilig umfassend die folgenden Komponenten (a) bis (c) :

(a) x Gew. -% eines erfindungsgemäßen Umsetzungsproduktes oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon und (b) y Gew. -% einer Formaldehyddepotverbindung, die kein Umsetzungsprodukt gemäß (a) umfaßt, oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon, und/oder (c) z Gew. -% einer mikrobizid wirkenden Verbindung, die kein Umsetzungsprodukt gemäß (a) und keine Verbindung gemäß (b) umfaßt, oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon, wobei die folgenden Zusammenhänge (α) , (ß) und (y) gelten : (a) 0<x<100 (ß) x + y + z = 100 (y) y, z>~0 Als mikrobizid wirkende Verbindungen seien, neben anderen, vor allem die folgenden Bakterizide und Algizide genannt : Isothiazolinone wie z. B. 5-Chlor-2-methylisothiazolin-3-on, 2-Methyliso- <BR> <BR> <BR> <BR> thiazolin-3-on, 2-Octylisothiazolin-3-on oder 1, 2-Benzisothiazolin-3-on,<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> Iodpropinoxy-N-butylcarbamat, Bronopol, 2-Brom-2-nitropropandiol-1, 3, Chloracetamid, Carbendazim, Silberchlorid, Benzoesäure, Sorbinsäure, Benzylalkohol, Phenoxyethanol, 5-Brom-5-nitrodioxan-1,3.

Weiter betrifft daher die vorliegende Erfindung auch ein erfindungsgemäßes Gemisch, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die mikrobizid wirkende Verbindung ein Bakerizid oder Fungizid ist.

Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung auch ein erfindungsgemäßes Gemisch, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Bakterizid oder Fungizid ein Isothiazolinon oder 3-Iodpropin-1-yl-n-butylcarbamat ist.

Besonders hervorzuheben ist im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens die synergistische Aktivitätssteigerung von Isothiazolinonen, insbesondere von 5- Chlor-2-methylisothiazolin-3-on, die bei Kombination dieser Verbindungen mit den erfindungsgemäßen Umsetzungsprodukten erreicht werden kann. Die so <BR> <BR> <BR> hergestellten Konservierungsmittel erlauben es z. B., Dispersionsfarben bei gleicher Wirksamkeit mit niedrigeren Konzentrationen von 5-Chlor-2- methylisothiazolin-3-on auszustatten als beim Einsatz der Einzelkomponente.

Daher betrifft die vorliegende Erfindung auch ein erfindungsgemäßes Gemisch, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Bakterizid ein Isothiazolinon oder 3- Iodpropin-1-yl-n-butylcarbamat ist.

In den nachfolgenden Beispielen wird die Erfindung näher erläutert.

Beispiele : Beispiel 1 : Herstellung von Glucoseformal (1 : 3) 60 g Glucose und 22 g Paraformaldehyd mit einem Formaldehydgehalt von 91 Gew. -% wurden in 18 g Wasser vorgelegt und mit 0,1 g Natriumhydroxid versetzt. Die Mischung wurde auf 80 °C erwärmt, bis eine klare Lösung entstand.

Nach Abkühlen wurden 100 g Glucoseformalslösung mit einem Gehalt an Formaldehyd von 20 Gew. -% erhalten.

Nach dem gleichen Verfahren wurden hergestellt : - Glucoseformal (1 : 2) - Glucoseformal (1 : 5) - Saccharoseformal (1 : 5) - Sorbitformal (1 : 3) - Glycerinformal (1 : 1) Beispiel 2 : Wirksamkeit gegen Bakterien In diesem Beispiel wurde die Wirksamkeit von erfindungsgemäßen Formaldehyddepotverbindungen gegen Bakterien mittels Bestimmung der minimalen Hemmkonzentration MHK gemessen.

Dazu wurde zunächst eine Nährlösung aus 1,0 g einer Standard-I-Nährbouillon der Firma Merck und 1, 01 destilliertem Wasser hergestellt.

Gemäß Beispiel 1 wurden Lösungen von Formaldehyddepotverbindungen hergestellt, die jeweils 20 Gew. -% Formaldehyd enthielten (siehe Spalte 1 der Tabelle 1).

Sodann wurden Stammlösungen der Konservierungsmittellösungen in der Bakteriennährlösung hergestellt. Dazu wurden jeweils 640 mg der Konservierungsmittellösung mit 100 ml der Nährlösung vermischt.

In eine 24-Zellen-Mikrotiterplatte wurden jeweils 1 ml der Nährlösung in die Zellenreihen 1 bis 6 pipettiert. Zur ersten Zelle einer Reihe wurde dann jeweils 1 ml der Konservierungsmittelstammlösung pipettiert. Durch Überpipettieren von jeweils 1 ml einer Lösung in die darauffolgende Zelle wurden im Anschluß daran Verdünnungsreihen hergestellt.

Als Negativkontrolle wurden in einer weiteren Mikrotiterplatte Zellen mit Nährlösung ohne Konservierungsmittelzusatz gefüllt.

Jede Zelle wurde nun mit 100 1 einer wäßrigen Suspension von Bakterien beimpft, die zuvor aus einer befallenen Nährlösung isoliert worden waren. Dabei wurde Leitungswasser, das Keime, und zwar Pseudomonaden, enthielt, mit Standard-I-Nährbouillon versetzt. Die Keime vermehrten sich dann solange, bis in einem Milliliter der Lösung 109 Keime vorlagen.

Die Mikrotiterplatten wurden nach der Beimpfung 7 Tage bei 25 °C bebrütet.

Nach 7 Tagen waren die wirkstofffreien Kontrollösungen aufgrund des Bakterienwachstums trüb. Der Trübungsgrad der Kontrollösungen wurde zur visuellen Bonitierung der Trübung durch Bakterienwachstun in den anderen Zellen herangezogen. Folgende Bewertungsstufen wurden herangezogen : - kein Bakterienwachstum (+) schwächere Trübung als bei Kontrollösungen, Bakterienwachstum aber feststellbar + gleiche Trübung wie bei Kontrollösungen

Die niedrigste Konzentration mit der Bewertung (+) oder + wurde als minimale Hemmkonzentration, MHK, gewertet.

Tabelle 1 : zu Beispiel 2 Konservierungs- MHK des MHK des mittel Konservierungsmit Formaldehyds/ tels/ (mg/kg) (mg/kg) Glucoseformal 1 : 2800160 Glucoseformal 1 : 5800160 Saccharoseformal 1:5 800 160

Beispiel 3 : Bestimmung der Ausgasungsrate aus einem Dispersionsanstrich Aus einer handelsüblichen emissionsfreien, d. h. keine Formaldehyd abgebenden Substanzen aufweisenden Dispersionsfarbe auf Basis einer Vinylacetat-Ethylen- Dispersion wurden zwei 100 g-Portionen entnommen und jeweils in einen sterilen Kunststoffbehälter eingebracht.

Anschließend wurde das Konservierungsmittel zugegeben.

Die Proben wurden jeweils mit einem Rakel mit 200 pm Spalthöhe auf eine Glasplatte aufgetragen und bei 23 °C getrocknet. Anschließend wurden die Portionen in eine Prüfkammer mit 18 l Rauminhalt eingebracht und weitere 24 h

konditioniert. Während der Konditionierung wurde die Farbe ohne Luftaustausch stehengelassen.

Dann wurde die Kammer von einem genau definierten Strom synthetischer Luft durchströmt. Die Luftaustauschrate betrug dabei 0,5 h'1. Nach Durchgang durch die Kammer wurde die Luft über eine kommerziell erhältliche Kartusche (Sep- Pak) geleitet, die mit Dinitrophenylhydrazin imprägniertes Kieselgel enthielt.

Auf der Kartusche wurde der ausgasende Formaldehyd durch Umsetzung zum Dinitrophenylhydrazon erfaßt.

Nach 24 h bzw. 7 Tagen wurde die Formaldehydkonzentration nach Eluation des Dinitrophenylhydrazons von der Kartusche über HPLC bestimmt.

In Tabelle 2 sind die gemessenen Formaldehydkonzentrationen aufgeführt Tabelle 2 : zu Beispiel 3 Konservierungs- Konzentration Zeit bis zur Gemessene mittel Formaldehyd in Messung Formaldehyd- der Farbe/ konzentration/ (mg/m3) Glucoseformal 1 : 320024h54 7d21 Formalm20024"hH2 7 d 36

Beispiel 4 : Wirksamkeit gegen Sporen Eine handelsübliche unkonservierte Dispersionsfarbe auf Basis einer Vinylacetat- Ethylen-Dispersion wurde in jeweils 100 g-Portionen geteilt und in sterile Kunststoffbehälter gegeben.

In diese Proben wurden Konservierungsmittel so eingearbeitet, daß in den Farbportionen die in Spalte 2 der Tabelle 4 aufgeführten Formaldehydkonzentrationen vorlagen. Eine weitere Probe wurde zu Vergleichszwecken ohne Zusatz gelassen.

Nach einer Lagerung von 7 Tagen wurden bei Raumtemperatur den Proben jeweils 0,1 ml einer Suspension von Bacillus subtilis-Sporen zugesetzt. Die Sporendichte in den Proben betrug zu Beginn des Versuchs 7 . 10-5 / g.

Die Proben wurden dann bei 29 °C in einem Brutschrank 3 Tage gelagert.

Zum Nachweis der überlebenden keimfähigen Sporen wurden anschließend jeweils 0,1 g der Proben auf die Oberfläche eines Standard-I-Nährbodens in Petrischalen ausgestrichen.

Nach einer weiteren Bebrütungszeit von 3 Tagen bildeten vermehrungsfähige Keime auf der Nährbodenoberfläche deutlich sichtbare Kolonien. Die Anzahl der Kolonien pro Ausstrich diente als Maß für die Keimzahl in der Farbprobe. Die Keimzahl wurde dabei nach dem in der Tabelle 3 angegebenem Schema abgeschätzt.

Tabelle 3 : zu Beispiel 4 Bewertungs- Bewertung des Ausstrichs Keimdichte in der zahlFarbe/g'1 0 keine Kolonien auf dem Ausstrich 0 - 10 1 1 - 10 Kolonien 10-102 2 11 bis 100 Kolonien 10 - 10' 3 > 100 Kolonien, aber noch 103 105 Einzelkolonien unterscheidbar 4 Ausstrich vollständig überwachsen > 10'

Das Ergebnis des Versuchs ist in Tabelle 4 angegeben.

Tabelle 4 : zu Beispiel 4 Konservierungsmitte ! Konzentration Bewertungszahl Formaldehyd in der Farbe / (mg/kg) Glucoseformal 1 : 2, 5 250 0 125 0 63 1 31 4 16 4 Ethylenglycolformal 1 : 1 250 0 125 1 63 3 31 4 16 4 kein Konservierungsmittel 0 4

Beispiel 5 : Synergismus bei Kombination mit Isothiazolinonen Gemäß Beispiel 1 wurde Glucose mit Formaldehyd in einer wäßrigen Lösung im Molverhältnis 1 : 3 so umgesetzt, daß in der entstehenden Konservierungsmittellösung 20 Gew. -% Formaldehyd gebunden vorlagen.

Danach wurde eine Stammlösung des erfindungsgemäßen Konservierungsmittels in einer Nährlösung für Bakterien hergestellt, die wiederum durch Lösen von 1 g Standard-I-Nähragar in 1 1 destilliertem Wasser gewonnen wurde. Dabei wurden 640 mg des Konservierungsmittels in 100 ml der Nährlösung gelöst.

Weiter wurde eine Stammlösung eines kommerziell erhältlichen 3 : 1-Gemisches aus 5-Chlormethylisothiazolin-3-on und 2-Methylisothiazolin-3-on (MERGAL K9N) hergestellt. Dazu wurden 640 mg MERGAL K9N in 1000 ml destilliertem Wasser gelöst.

Aus diesen Stammlösungen wurden in 24-Loch-Mikrotiterplatten (NUNCLON der Firma NUNC) durch Verdünnen in destilliertem Wasser Lösungen sowohl der Einzelwirkstoffe als auch der Kombinationen der Wirkstoffe hergestellt.

Der Versuch, insbesondere die Bestimmung der minimalen Hemmkonzentrationen, wurde weiter wie in Beispiel 2 beschrieben durchgeführt.

Dabei dienten als Testorganismen ein Bakterienstamm, der in einer Dispersionsfarbe gewachsen war, die mit einem Konservierungsmittel auf Isothiazolinon-Basis ausgerüstet war. Solche sogenannten"Praxiskeime"gelten als sehr widerstandsfähig gegen Mikrobiozide.

Die synergistische Wirkungsverstärkung, die im Versuch beobachtet wurde, berechnet sich nach dem Verfahren von Kull (Applied Microbiology Vol. 9 (1961) S. 538-41). Es gilt dabei für den Synergismus S :

S = QA + QB Qa Qb<BR> wobei QA : des erfindungsgemäßen Konservierungsmittels (A) als Konzentration in der Kombination Qa : MHK des erfindungsgemäßen Konservierungsmittels (A) als Einzelkomponente QB : von Mergal K9N (B) als Konzentration in der Kombination Qb: MHK von Mergal K9N (B) als Einzelkomponente Eine synergistische Wirkungsverstärkung ist dann gegeben, wenn S < 1.

In Tabelle 5 sind die Ergebnisse des Versuchs angegeben.

Tabelle 5 : zu Beispiel 5 Massenver- Lö- Ermittelte QA/Qa QB/Qb S hältnis A/B sung MHK / (mg/l) Anteil Anteil Sum- von A von B me 2 : 1 1 200 100 300 0,25 0, 5 0,75 (QA) (QB) 8 : 1 2 400 50 450 0, 50 0,25 0,75 (QA)(QB) Vergleich : 3 800 --- 800 --- --- --- A (rein) (Qa) Vergleich : 4 --- 200 200 --- --- --- B (rein) (Qb)