DE2800766C2

DE2800766C2 -

Info

Publication number: DE2800766C2
Application number: DE19782800766
Authority: DE
Inventors: Walter Dr. 3141 Suelbeck De Hahn
Original assignee: Bode Chemie GmbH and Co KG
Current assignee: Bode Chemie GmbH and Co KG
Priority date: 1978-01-09
Filing date: 1978-01-09
Publication date: 1991-06-20
Also published as: JPS5919522B2; JPS54129125A; GB2011790A; DE2800766A1; GB2011790B

Description

Die Erfindung betrifft ein Konservierungsmittel, insbesondere auch für technische Zwecke.

Auch auf technischem Gebiet ist es bei vielen Gelegenheiten notwendig und erforderlich, Flüssigkeiten, Emulsionen oder feste Produkte zu konservieren, da Substanzen und Lösungen der verschiedensten chemischen Zusammensetzung, insbesondere bei gleichzeitiger Gegenwart von Wasser, nach kürzerer oder längerer Zeit einer Zersetzung durch Bakterien, Hefen oder Pilze unterliegen.

Als technische Konservierungsmittel werden eine große Anzahl von Verbindungen unterschiedlichster Struktur mit bakterizider und/oder fungizider Wirkung eingesetzt. Da die Wirkung einer einzelnen germiziden Verbindung gegen verschiedene Arten von Keimen meist unterschiedlich ausgeprägt ist, benutzt man aus diesem Grunde auch häufig Kombinationen unterschiedlicher Verbindungen. Neben einer möglichst umfassenden Wirksamkeit gegen verschiedene Bakterien und Pilze muß ein technisches Konservierungsmittel aber auch eine gute Löslichkeit in Wasser oder polaren Lösungsmitteln, pH-Beständigkeit, Wärmebeständigkeit und eine relativ hohe Unempfindlichkeit gegen ionische Verbindungen aufweisen. Hinzu kommt die Forderung, daß diese Mittel keine hohe Toxizität gegen Warmblüter entwickeln dürfen und lokal gut verträglich sein müssen, um Hautreizungen beim Benutzer zu verhindern. Aus diesen Forderungen ergibt sich, daß eine Erfüllung aller dieser Bedingungen häufig sehr schwierig ist und den Einsatz einer einzigen Substanz in vielen Fällen ausschließt.

Bei den bisher bekannten Konservierungsmitteln ergeben sich aufgrund ihrer Toxizität, Schwerlöslichkeit oder Ionen- oder pH-Empfindlichkeit häufig Schwierigkeiten beim Einsatz, wobei hinzu kommt, daß wegen der meist unterschiedlichen Wirksamkeit gegen verschiedene Keime meist keine langdauernde und umfassende Konservierung erreicht werden kann. Außerdem zeigen gerade einige der aktivsten Verbindungen eine verhältnismäßig schlechte Hautverträglichkeit, so daß es beim Arbeiten mit derartigen Mitteln wie beispielsweise formaldehydhaltigen Lösungen zu Haut- und Schleimhautreizungen und gesundheitlichen Schäden kommt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein neues technisches Konservierungsmittel zu entwickeln, das die geschilderten Nachteile nicht aufweist.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Konservierungsmittel vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es in wäßriger Lösung einen Gehalt an etwa 0,1-5,0% 2-Methyl-3-oxo-5-chlor-thiazolin (1,2) und an 80-95% einer Lösung mit einem Gehalt an 20-30% Dimethylolharnstoff und 50-75% eines Adduktes aus 2 Mol Formaldehyd und 1 Mol aliphatischen Glykolen mit 2 bis 8 C-Atomen und/oder Monoalkyläthern dieser Glykole mit 1 bis 6 C-Atomen im Ätherrest aufweist.

Die germizide Wirksamkeit der eingesetzten Einzelverbindungen ist an sich bekannt, völlig überraschenderweise wurde aber eine ausgeprägte synergistische Wirksamkeit in der angegebenen Kombination festgestellt.

Addukte aus 2 Mol Formaldehyd und insgesamt an Mol aliphatischen Glykolen und/oder deren Monoalkyläthern werden bereits seit langem als Desinfektionsmittel oder Konservierungsmittel verwendet.

Sie werden beispielsweise hergestellt durch Umsetzung von 2 Mol Formaldehyd mit a) 1 Mol Glykol bzw. mit b) 1 Mol Glykolmonoalkyläther, im wesentlichen im Sinne der Gleichungen.

a) 2 HCHO+HO-CH₂-CH₂-OH → HO-CH₂-O-C₂H₄-O-CH₂OH

(teilweise erfolgt dabei auch eine weitere Umsetzung des Endproduktes mit Formaldehyd zu HO-CH₂-O-C₂H₄-O-CH₂- O-CH₂-OH usw., während ein entsprechender Teil des Glykols nur bis zur Stufe HO-C₂H₄-O-CH₂OH umgesetzt wird, so daß das Endprodukt ein Gemisch dieser Stoffe darstellt).

b) 2 HCHO+RO-CH₂-CH₂-OH → R-O-C₂H₄-O-CH₂-O-CH₂OH

Diese Verbindungen, die nur in stark saurem Milieu wieder Formaldehyd abspalten, gelten als wesentlich besser verträglich als Lösungen freien Formaldehyds und weisen eine deutliche Wirksamkeit gegen Bakterien und Pilze auf. Auch der Dimethylolharnstoff ist seit langem bekannt und wird trotz seiner relativ geringen bakteriziden und fungiziden Wirksamkeit als schwaches Desinfektionsmittel benutzt.

Das 2-Methyl-3-oxo-5-chlor-thiazolin (1,2) ist in den letztenn Jahren von der Firma Röhm und Haas, Philadelphia, unter der Bezeichnung "Kathon 886" in den Handel gebracht worden und wird als antibakteriell wirksame Verbindung empfohlen. Die unter der Bezeichnung "Kathon 886" gehandelte wäßrige Lösung weist einen Gehalt an etwa 14% einer Mischung aus 2-Methyl-3-oxo-5-chlor-thiazolin (1,2) und der nicht chlorierten Stammverbindung, also des 2-Methyl-3-oxo-thiazolin (1,2) auf, wobei der Anteil der chlorierten Verbindung bei weitem überwiegt. Außerdem enthält diese wäßrige Lösung als Stabilisator ein Mol Magnesiumchlorid und 1 Mol Magnesiumnitrat.

Das 2-Methyl-3-oxo-5-chlor-thiazolin (1,2) ist aber auch in wäßriger Lösung noch in sehr großer Verdünnung so aggressiv, daß es aufgrund seiner stark hautschädigenden Wirkung in der Praxis kaum Einsatz gefunden hat. Bereits 1 Tropfen der stark verdünnten wäßrigen Lösung reicht aus, um eine Blasenbildung auf der Haut und langdauernde schmerzhafte Hautreizungen zu verursachen.

Unerwarteter Weise wurde nunmehr festgestellt, daß das erfindungsgemäße Konservierungsmittel mit dem vorgegebenen Gehalt an den an sich bekannten Verbindungen eine deutliche synergistische Wirksamkeit aufweist. Darüber hinaus ist die lokale Verträglichkeit des Mittels so gebessert, daß beim Arbeiten mit der Lösung auch bei längerem Kontakt keinerlei Hautreizungen mehr auftreten.

Die synergistische Wirksamkeit zeigt sich deutlich an der gegenüber den Ausgangsverbindungen wesentlich erhöhten bakteriziden und fungiziden Wirkung. Bei der Prüfung der Wirksamkeit im Suspensionsversuch ergaben sich folgende Werte:

Prüfung der bakteriziden Wirkung im Suspensions-Versuch

Neben der synergistischen Wirkungssteigerung überrascht insbesondere die Tatsache der guten Hautverträglichkeit die die Lösung trotz ihres Gehaltes an dem hoch-aggressiven 2-Methyl-3-oxo-5-chlor-thiazolin (1,2) zeigt.

Das erfindungsgemäße Konservierungsmittel kann in zahlreichen technischen Bereichen zur Anwendung kommen. Besonders bewährt hat sich das Produkt zur Ausrüstung und zur Nachkonservierung, dem sogenannten Post-treatment, von Metallbe arbeitungsflüssigkeiten, Schleif- und Bohrölemulsionen. Hier wird das Mittel meist in Konzentrationen von 0,01-0,3% eingesetzt. Da die mikrobiozide Wirkung unabhängig vom pH-Wert ist und auch nicht von anionischen, kationischen oder nicht ionischen Komponenten beeinflußt wird, läßt sich eine ausgezeichnete Konservierung bereits bei sehr geringen Zusätzen erzielen.

Zur Behandlung von technischen Industrieumlaufwässern gegen Mikroorganismen und Algen wird das erfindungsgemäße Mittel mit ausgezeichneten Erfolgen in Konzentrationen von 0,03-0,05% verwendet. Darüber hinaus hat sich eine hervorragende Wirksamkeit auch bei der Lagerkonservierung von Wachsemulsionen, Dispersionsfarben, Klebstoffen, Leimen, Emulgatoren, synthetischen Netzmitteln, Dispersionen und Suspensionen bei einer Konzentration von etwa 0,02-0,1% erwiesen. Für Grundstoffe in der chemisch technischen Industrie wie beispielsweise Leime, Weißleime, Klebstoffe, wasserlösliche Farben und Hydraulikflüssigkeiten wird eine Anwendungskonzentration von 0,05-0,2% empfohlen.

Ein weiterer Anwendungsbereich ist die Verwendung als Bakterizid für technische, desinfizierende Reinigungsmittel jeglicher Art sowie Wischwachse. Je nach dem gewünschten desinfizierenden Effekt liegt der Anteil des erfindungsgemäßen Mittels in der Gebrauchslösung bei einer Konzentration 0,02-1,0%. Bei Einsatz als Bakterizid für desinfizierende, unverdünnbare Fußbodenpflegemittel bei der sogenannten bakteriziden Imprägnierung wird eine etwas höhere Konzentration von etwa 0,5-2,0% vorzugsweise eingesetzt.

Ein weiterer wichtiger Einsatzbereich hat sich bei der Verwendung als Schleimbekämpfungsmittel bei der Papier- und Zellstoffherstellung gegen areobe und anaerobe Bakterien, Pilze, Hefen sowie spezifischer Schleimbildner herausgestellt. Bei einem Zusatz von etwa 25-250 ppm des erfindungsgemäßen Mittels zur Stoffsuspension kann die Schleimbildung mit Sicherheit unterbunden werden, die sonst später zum Abreisen des Papiers auf der Walze führen kann und daher auf jeden Fall vermieden werden muß.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Beispiele näher erläutert:

Beispiel 1 Herstellung des Konservierungs- und Desinfektionsmittels

6,5 kg des Additionsproduktes aus 1 Mol Äthylenglykol und 2 Mol Formaldehyd sowie 2,7 kg Dimethylolharnstoff werden mit 0,8 kg einer handelsüblichen wäßrigen 14%igen Lösung von 2-Methyl-3-oxo-5-chlor-thiazolin (1,2) versetzt.

Der Geruch der fertigen Lösung ist mild und indifferent. Gegebenenfalls kann die Mischung aber noch durch Zusatz einer kleinen Menge einer handelsüblichen Parfümmischung im Geruch variiert werden.

Beispiel 2 Prüfung der lokalen und systemischen Verträglichkeit

Zur Prüfung der lokalen Verträglichkeit wurde das erfindungsgemäße Konservierungsmittel an der Kaninchenhaut geprüft. Als Versuchstiere dienten männliche und weibliche NZW-Kaninchen mit einem Gewicht zwischen 2,3-2,8 kg.

Die Kaninchen wurden in 6 etwa gewichtsgleiche Gruppen eingeteilt und wie folgt behandelt: Die Auftragsstelle für die Testsubstanz wurde 3 Tage vor Beginn der Behandlung und alle 3 Tage während der Nachbeobachtungszeit mit einer Handschermaschine verletzungsfrei geschoren. Das so gewonnene Hautareal war etwa 2,5×2,5 cm groß und lag zwischen den Vorder-Hinderextremitäten auf dem Rücken der Tiere.

Bei der Hälfte der Tiere erfolgte die Applikation auf die intakte Haut, bei der anderen Hälfte war die Haut an der Auftragungsstelle vorher skarifiziert worden. Die Testsubstanz wurde zunächst auf ein 2,5×2,5 cm großes Leinenläppchen aufgetragen, mit einer gleich großen Kunststoffolie abgedeckt und mit einem gummierten Verband auf dem Rücken der Tiere befestigt. Das Läppchen blieb 24 Stunden auf der Haut.

In jeder aus 6 Tieren bestehenden Versuchsgruppe wurden 3 männliche und 3 weibliche Tiere mit jeweils intakter bzw. skarifizierter Haut behandelt. Die erste Gruppe erhielt unverdünnte Lösung des erfindungsgemäßen Mittels, die zweite Gruppe wurde mit einer 50%igen wäßrigen Lösung des erfindungsgemäßen Mittels behandelt, die dritte Gruppe mit einer 25%igen Lösung, die vierte Gruppe mit einer 12,5%igen Lösung und die fünfte Gruppe mit einer 6,25%igen Lösung, während die sechste Gruppe als Kontrollgruppe nur destilliertes Wasser erhielt.

Am Ende der Expositionszeit sowie 48, 72, 96, 120, 144 und 168 Stunden danach wurde die Hautreaktion beurteilt.

Bei einmaliger Auftragung des unverdünnten erfindungsgemäßen Mittels auf die intakte und skarifizierte Rückenhaut von Kaninchen kam es zur Erythembildung. Sie setzte bereits unmittelbar nach der 24stündigen Expositionszeit ein, konnte noch 120 Stunden danach beobachtet werden und begann dann abzuklingen. Spätestens nach 168 Stunden war der Hautzustand wieder normal.

Die 50-, 25- und 12,5%ige Konzentration des Mittels riefen jeweils noch eine leichte Rötung hervor, die nach 144 Stunden nicht mehr zu beobachten war. Die höchste reaktionslos vertragene Konzentration betrug in diesen Versuchen 6,25% des Konservierungsmittels. In keinen Fällen wurde eine Ödembildung festgestellt. Weiterreichende Hautveränderungen wie Rhagaden oder Nekosen fanden sich nicht. Das Wachstum der Haare war normal.

In keiner der Versuchsgruppen konnten bei der Beobachtung auf systemische Reaktionen Hinweise auf Unverträglichkeiten festgestellt werden. Verhalten, allgemeiner Zustand, Futter- und Trinkwasseraufnahme sowie Entwicklung des Körpergewichtes zeigten keine Besonderheiten.

Beispiel 3 Keimtötende Wirkung im Suspensionsversuch

In Anlehnung an "Richtlinien für die Prüfung und Bewertung chemischer Desinfektionsverfahren" der Deutschen Gesellschaft für Hygiene und Mikrobiologie, Zb1. Bakt. Hyg., I. Abt. Orig. B 172, Heft 6 (1981)

A:
Dimethylolharnstoff 20,0%
Addukt aus 2 Mol Formaldehyd und Ethylenglykol 55,0%
Wasser 25,0%

B:
2-Methyl-3-oxo-5-chlor-thiazolin (1,2) und 2-Methyl-3-oxo-thiazolin 1,0%
Wasser 99,0%

C:
Dimethylolharnstoff 20,0%
Addukt aus 2 Mol Formaldehyd und Ethylenglykol 55,0%
2-Methyl-3-oxo-5-chlor-thiazolin (1,2) und 2-Methyl-3-oxo-thiazolin (1,2) 1,0%
Wasser 24,0%

Versuch a

Versuch b

Testkeim: Pseudomonas aeruginosa

Diese Daten zeigen beispielsweise, daß nach 72 h Mittel B deutlich wirksamer ist als Mittel A. Von der gemeinsamen Anwendung von A und B (Mittel C) mit je 0,01%, wäre somit eine geringere Wirkung zu erwarten, als von 0,02% B. Tatsächlich ist die Wirkung des erfindungsgemäßen Mittels C in einer Konzentration von 0,01% aber erheblich besser, als die Wirkung von Mittel B in einer Konzentration von 0,02%. Die erfindungsgemäße Auswahl der Komponenten führt also zu einer überraschend synergistischen Wirkungssteigerung bzw. einer Verringerung der benötigten Wirkstoffmengen, wenn diese erfindungsgemäß kombiniert werden - sogar, wenn man bereits von einem Gemisch von Dimethylolharnstoff und Formaldehyd-Glykol-Addukt als 1. Komponente ausgeht.

Unterschiede zwischen den Versuchen a und b hinsichtlich der relativen Wirksamkeit der Mittel A und B erklären sich durch abweichende Versuchsführungen, sind aber für die Bewertung des synergistischen Effekts innerhalb des jeweiligen Versuchs ohne Bedeutung.

Claims

1. Konservierungsmittel, gekennzeichnet durch einen Gehalt in wäßriger Lösung an 80 bis 95% einer Mischung aus 20 bis 30% Dimethylolharnstoff und 50-75% eines oder weiterer Addukte aus 2 Mol Formaldehyd und 1 Mol aliphatischen Glykolen mit 2 bis 8 C-Atomen und/oder Monoalkyläthern dieser Glykole mit 1 bis 6 C-Atomen im Ätherrest, sowie an 0,1 bis 5,0% 2-Methyl-3-oxo-5-chlor-thiazolin (1,2).

2. Konservierungsmittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an 1,1% 2-Methyl-3-oxo-5-chlor- thiazolin (1,2) und 92% einer Mischung aus 27% Dimethylolharnstoff und 65% eines Adduktes aus 2 Mol Formaldehyd und 1 Mol Äthylenglykol.

3. Konservierungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner geringe Mengen 2-Methyl-3-oxo-thiazolin (1,2) enthält.