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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung betrifft eine feste Formulierung von 2-(Thiocyanmethylthio)benzothiazol
(TCMTB), die brauchbar ist zum Regulieren des Wachstums von Mikroorganismen.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine feste TCMTB-Formulierung,
wobei TCMTB an einer wasserlöslichen
Salzträgermatrix
absorbiert ist. Eine erfindungsgemäße feste TCMTB-Formulierung
ist insbesondere brauchbar ist bei der Behandlung einer Vielzahl von
Systemen, bei denen unerwünschtes
biologisches Wachstum, insbesondere mikrobiologisches Wachstum auftritt.
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Hintergrund
der Erfindung
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Eine
Vielzahl von Industrien haben mit Problemen zu tun, die durch das
Wachstum von Mikroorganismen auftreten, einschließlich der
Lederindustrie, der Holzindustrie, der Textilindustrie, der landwirtschaftlichen Industrie
und der Beschichtungsindustrie. Insbesondere der Biobewuchs oder
biologische Bewuchs, ist ein ständiges Ärgernis
oder Problem bei einer breiten Vielzahl von wässrigen industriellen Systemen.
Biobewuchs, sowohl mikrobiologischer und makrobiologischer Bewuchs,
wird durch den Aufbau von Mikroorganismen, Makroorganismen, extrazellulären Substanzen
und Schmutz und Abfälle
verursacht. Die betreffenden Organismen beinhalten Mikroorganismen,
wie Bakterien, Pilze, Hefen, Algen, Kieselalgen, Protozoen, und
Makroorganismen, wie Makroalgen, Rankenflusskrebse und kleine Weichtiere,
wie asiatische Krabben oder Zebramuscheln.
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Ein
weiteres unerwünschtes
Biobewuchsphänomen,
das der Schleimbildung, findet in wässrigen Systemen statt. Die
Schleimbildung kann in frischen, brackigen oder Salzwassersystemen
stattfinden. Schleim besteht aus mattierten Abscheidungen von Mikroorganismen,
Fasern und Abfall. Er kann fadenförmig, pastös, gummiartig, tapiokaartig
oder hart sein und besitzt einen charakteristischen unerwünschten
Geruch, der sich von dem des wässrigen
Systems unterscheidet, in dem er gebildet wird. Die Mikroorganis men,
die an der Schleimbildung beteiligt sind, sind hauptsächlich verschiedene
Arten von sporenbildenden und nicht sporenbildenden Bakterien, insbesondere
verkapselten Formen von Bakterien, die gelatineartige Substanzen
ausscheiden, die die Zellen umhüllen
oder umgeben. Schleimmikroorganismen beinhalten außerdem faserförmige Bakterien,
faserförmige
Pilze vom Schimmeltyp, Hefe und hefeartige Organismen.
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Biobewuchs,
der oft ein wässriges
System zersetzt, kann sich selbst als eine Vielzahl von Problemen zeigen,
wie einen Verlust der Viskosität,
Gasbildung, unerwünschte
Gerüche,
ein verringerter pH-Wert, Farbveränderung und Gelbildung. Zusätzlich kann
die Zersetzung eines wässrigen
Systems den Bewuchs von verwandten Wasserhandhabungssystemen verursachen,
die z. B. Kühlturmpumpen,
Wärmeaustauscher
und Rohrleitungen, Heizsysteme, Waschsysteme und andere ähnliche
Systeme beinhalten.
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Biobewuchs
kann einen direkten negativen wirtschaftlichen Einfluss besitzen,
wenn er in industriellem Prozesswasser, z. B. in Kühlwasser,
Metallbearbeitungsflüssigkeiten
oder anderen rückführenden
Wassersystemen, wie jenen, die bei der Papierherstellung oder Textilherstellung
verwendet werden, auftritt. Wenn er nicht reguliert wird, kann der
biologische Bewuchs von industriellem Prozesswasser die Prozessführung stören, indem
die Prozesswirtschaftlichkeit verringert wird, Energie verschwendet
wird, Wasser handhabende Systeme verstopft werden und sogar die
Produktqualität
verringert wird.
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Zum
Beispiel gibt es oft Biobewuchsprobleme bei Kühlwassersystemen, wie in Kraftwerken,
Raffinerien, chemischen Anlagen, Klimaanlagensystemen und anderen
industriellen Betrieben. Luftstandhaltende Organismen, die aus Kühltürmen eingeführt werden,
sowie wasserstandhaltende Organismen, die von der Wasserversorgung
des Systems stammen, verunreinigen üblicherweise diese wässrigen
Systeme. Das Wasser in solchen Systemen liefert im Allgemeinen ein
ausgezeichnetes Wachstumsmedium für diese Organismen. Aerobe
und heliotrope Organismen gedeihen prächtig in den Türmen. Andere
Organismen wachsen und bilden Kolonien in solchen Gebieten, wie
dem Turmsumpf, Rohrleitungen, Wärmeaustauschern
usw. Wenn der erhaltene Biobewuchs nicht reguliert wird, kann er
die Türme
verstopfen, die Rohrleitungen blockieren und die Wärmeübertragungsoberflächen mit
Schichten von Schleim und anderen biologischen Matten beschichten.
Dies verhindert eine ordentliche Betriebsführung, verringert die Kühl wirksamkeit
und, was vielleicht noch wichtiger ist, erhöht die Kosten des Gesamtverfahrens.
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Industrielle
Prozesse, die unter einem Biobewuchs leiden, beinhalten auch die
Papierindustrie, die Herstellung von Pulpe, Papier, Karton usw.,
und die Textilherstellung, insbesondere wasseraufgelegte Vliestextilien.
Diese industriellen Prozesse führen
im Allgemeinen große
Mengen an Wasser unter Bedingungen zurück, die das Wachstum von Biobewuchsorganismen
fördern.
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Papiermaschinen
handhaben z. B. sehr große
Volumina an Wasser in rückführenden
Systemen, die „Weißwassersysteme" genannt werden.
Die Beschickung einer Papiermaschine enthält typischerweise nur ungefähr 0,5%
faserförmige
oder nicht faserförmige
Papier herstellende Feststoffe, was bedeutet, dass für jede Tonne
an Papier fast 200 Tonnen Wasser durch die Headbox laufen. Das meiste
von diesem Wasser wird in dem Weißwassersystem rückgeführt. Weißwassersysteme
stellen ausgezeichnete Wachstumsmedien für Biowuchsmikroorganismen dar.
Das Wachstum kann zu der Bildung von Schleim und anderen Ausscheidungen in
Headboxen, Wasserführungen
und Papierherstellungsausrüstung
führen.
Ein solcher Biobewuchs kann nicht nur den Wasser- und Papierrohstofffluss
stören
sondern, wenn er lose ist, kann er Flecken, Löcher und schlechte Gerüche in dem
Papier verursachen, sowie Webbrüche,
was teure Störungen
bei der Papiermaschinenbetriebsführung
sind.
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Sanitärwasser,
wie industrielles Prozesswasser, ist auch gegenüber einem Biobewuchs und den
damit verbundenen Problemen anfällig.
Sanitärwasser
beinhaltet Toilettenwasser, Zisternenwasser, septisches Wasser und
Klärbehandlungswasser.
Aufgrund der Eigenschaft des Abfalls, der im Sanitärwasser
enthalten ist, neigen diese Wassersysteme besonders zu Biobewuchs.
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Flüssige Formulierungen,
die das Mikrobizid 2-(Thiocyanmethylthio)benzothiazol (TCMTB) enthalten, sind
auf dem Gebiet bekannt und sind oft verwendet worden, um einen biologischen
Bewuchs zu regulieren oder zu vermeiden, einschließlich Biofilme
und Schleimbildung in wässrigen
Systemen. TCMTB-emulgierbare Konzentrate bieten den Vorteil einer
einfachen Anwendung, jedoch leiden sie unter Nachteilen, einschließlich einer
starken Hautreizung, einem Erstarren bei kalten Temperaturen, einem schlechten
Geruch und der Ausfällung
des Wirkstoffes. Zusätzlich,
da sich Bedenken bezüglich
des Umweltschutzes erhöhen,
gehen die Bestrebungen hin zur Reduzierung der flüchtigen
organischen Konzentration (VOC) von Bioziden, die bei der Behandlung
von industriellen wässrigen
Systemen verwendet werden.
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Feste
Formulierungen liefern viele Vorteile gegenüber flüssigen Formulierungen. Eine
solche feste Formulierung wird in dem US-Patent Nr. 5,413,795, auf
das hier vollständig
Bezug genommen wird, beschrieben. In dem US-Patent Nr. 5,413,795
wurde eine feste TCMTB-Formulierung hergestellt, bei der TCMTB an einen
wasserunlöslichen
festen Träger
adsorbiert ist.
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Gut
formulierte feste Formen liefern eine erhöhte Stabilität und verringern
ein Aussetzen gegenüber Chemikalien,
Lösungsmitteln
oder Dämpfen.
In einem Feststoff können
unterschiedliche Bestandteile erfolgreich kombiniert werden, während eine
derartige Kombination in einer Flüssigkeit zu unerwünschten
Reaktionen und einem potenziellen Verlust der Aktivität führen könnte. Bei
der Verwendung einer festen Form kann eine chemische Formulierung
oft in einer höher
konzentrierten Form als bei flüssigen
Formulierungen verpackt und verschifft werden. Feste Formen sind
einfacher innerhalb von einer wasserlöslichen Verpackung enthalten.
Feste Formen können
auch Bedenken bezüglich
des Flüssigfüllverlusts
oder von Behälterbruch
während des
Verschiffens oder der Handhabung verringern oder eliminieren.
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Bei
der Verwendung können
die festen Formen auch zusätzliche
Vorteile gegenüber
flüssigen
Formulierungen bieten. Feste Formen liefern eine Einheitsdosierung
und ein einheitliches Liefersystem, was bei der Regulierung der
verwendeten Mengen behilflich ist. Feste Formen von Wasserbehandlungschemikalien
können
auch formuliert werden, um eine verzögerte oder verlängerte Freigabe
der Chemikalien in dem wässrigen System
zu liefern.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Erfindung beantwortet die Probleme, die durch die Verwendung von
flüssigen
mikrobiziden Formulierungen auftreten durch das Zurverfügungstellen
einer festen TCMTB-Formulierung,
die den Verbraucherkontakt minimiert und einfacher verpackt wird.
Eine erfindungsgemäße feste
TCMTB-Formulierung enthält TCMTB,
das auf einer wasserlöslichen
Salzträgermatrix
adsorbiert ist, wobei das TCMTB in einer Menge vorliegt, die wirksam
ist, um das Wachstum von wenigstens einem Mikroorganismus zu regulieren,
vorzugsweise in einem wässrigen
System. Andere Mikrobizide und Additive können auch in eine erfindungsgemäße TCMTB-Formulierung
eingearbeitet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Formulierung sowohl
TCMTB und einen oder mehrere andere Mikrobizide (z. B. Methylenbisthiocyanat
(MTC)) und eine wasserlösliche
Salzträgermatrix.
Das TCMTB ist an die wasserlösliche
Salzträgermatrix
adsorbiert. Das TCMTB und das andere Mikrobizid liegen in einer
kombinierenden bakterienwachstumshemmenden Menge vor, die wirksam
ist, um wenigstens einen Mikroorganismus zu regulieren.
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Die
erfindungsgemäßen festen
Formulierungen können
hergestellt werden, indem TCMTB mit einer wasserlöslichen
Salzträgermatrix
in Form eines Pulvers vermischt wird. Beim Vermischen des TCMTB
und der Salzträgermatrix
kann das TCMTB in flüssiger
Form sein, während
die Salzträgermatrix
im Allgemeinen ein Feststoff ist. Das Pulver kann, falls notwendig,
granuliert werden, um das Pulver zu der erwünschten Partikelgröße zu verringern.
Wenn Tabletten erwünscht
sind, kann die feste TCMTB-Pulverformulierung tablettiert werden,
um eine Tablette zu bilden. Die erfindungsgemäßen festen Formulierungen können in
einer Vielzahl von Biozidanwendungen verwendet werden. Demgemäß betrifft
die Erfindung auch ein Verfahren zum Regulieren des Wachstums von
wenigstens einem Mikroorganismus in einer Flüssigkeit, vorzugsweise einem
wässrigen System.
Insbesondere reguliert das Verfahren das Wachstum von wenigstens
einem Mikroorganismus in einem wässrigen
System durch Behandlung eines wässrigen
Systems mit einer festen TCMTB-Formulierung, umfassend TCMTB, das
an eine wasserlösliche
Salzträgermatrix
adsorbiert ist, in einer Menge, die wirksam ist, um das Wachstum
von wenigstens einem Mikroorganismus in einem wässrigen System zu regulieren.
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In
einer anderen Ausführungsform
betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Regulieren des Wachstums von
wenigstens einem Mikroorganismus auf einem Substrat, das gegenüber dem
Wachstum von Mikroorganismen anfällig
ist. Das Verfahren zur Behandlung eines Substrats, um das Wachstum
von wenigstens einem Mikroorganismus zu regulieren, beinhaltet das
Inkontaktbringen eines wässrigen
Systems mit einer Formulie rung, umfassend TCMTB, das an einer wasserlöslichen
Salzträgermatnx
adsorbiert ist, um eine flüssige TCMTB-Formulierung
in einer Menge zu bilden, die wirksam ist, um das Wachstum von wenigstens
einem Mikroorganismus zu regulieren, gefolgt von der Behandlung
des Substrats mit der flüssigen
TCMTB-Formulierung.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist ein Diagramm der Ergebnisse,
die in Beispiel 1 erhalten werden.
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Ausführliche
Beschreibung der Erfindung
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung betrifft eine feste TCMTB-Formulierung, die zur Regulierung
des Wachstums von Mikroorganismen brauchbar ist. Die Formulierung
umfasst TCMTB, das an einer wasserlöslichen Salzträgermatrix
adsorbiert ist. Die Formulierung enthält eine wirksame Menge an TCMTB,
um das Wachstum von wenigstens einem Mikroorganismus zu regulieren.
Erfindungsgemäße feste
TCMTB-Formulierungen sind besonders brauchbar zur Regulierung des
Wachstums von Mikroorganismen in einem wässrigen System und auch der
Verringerung oder Eliminierung der Probleme, die mit einem mikrobiologischem
Wachstum in Zusammenhang stehen, insbesondere jene, die vorstehend
beschrieben werden. Beispiele verschiedener wässriger Systeme werden im Folgenden
erläutert.
Ein „wässriges
System" kann andere
Flüssigkeiten oder
Komponenten zusätzlich
zu Wasser enthalten. Eine erfindungsgemäße feste TCMTB-Formulierung kann in
Form eines Pulvers oder einer Tablette sein. Eine Tablette kann
hergestellt werden durch Tablettieren oder Pressen des Pulvers.
Wegen ihrer Fähigkeit,
schnell in einem wässrigen
System zu dispergieren, und wegen ihrer weniger teuren Herstellung
sind Pulverformulierungen im Allgemeinen bevorzugt.
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Um
das Wachstum von wenigstens einem Mikroorganismus zu regulieren,
umfasst die feste Formulierung eine mikrobizid wirksame Menge an
TCMTB, vorzugsweise eine Menge im Bereich von ungefähr 0,1 bis
ungefähr
60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Formulierung. Noch
bevorzugter liegt die Menge an TCMTB im Bereich von 1 bis 40, noch
bevorzugter von 5 bis 30 Gew.-% und am meisten bevorzugt 5 bis 20
Gew.-%. Die Formulierung kann ungefähr 40 bis ungefähr 99,9
Gew.-% der Salzträgermatrix,
bezogen auf das Gesamtgewicht der Formulierung, enthalten. Vorzugsweise liegt
die Menge der Salzträgermatrix
im Bereich von 60 bis 99, noch bevorzugter 70 bis 95 Gew.-% und
am meisten bevorzugt von 80 bis 95 Gew.-%.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung bedeutet die Regulierung des Wachstums eines Mikroorganismus auf
einem Substrat oder in einem wässrigen
System das Regulieren zu, auf oder unterhalb eines erwünschten Niveaus
und für
einen erwünschten
Zeitraum für
ein bestimmtes Substrat oder System. Dies kann variieren von einer
vollständigen
Verhinderung oder Hemmung des mikrobiologischen Wachstums bis zur
Kontrolle zu einem bestimmten erwünschten Niveau für eine erwünschte Zeit.
Die hier beschriebene feste TCMTB-Formulierung kann in vielen Fällen die
gesamte mikrobiologische Zahl zu einem Bereich unterhalb der Nachweisgrenze
verringern und die Zahl auf diesem Niveau für einen wesentlichen Zeitraum
beibehalten. Demgemäß können die
erfindungsgemäßen TCMTB-Formulierungen
verwendet werden, um ein Substrat oder System zu konservieren.
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TCMTB
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Die
mikrobiziden Eigenschaften von 2-(Thiocyanmethylthio)benzothiazol
(TCMTB) sind gut bekannt. TCMTB wurde zur industriellen Mikroorganismenregulierung
seit über
20 Jahren verwendet. TCMTB ist bekannt dafür, dass es bei der Regulierung
von Bakterien und Pilzen in verschiedenen wässrigen Systemen brauchbar
ist. Die Herstellung und Verwendung von 2-(Thiocyanmethylthio)benzothiazol
als ein Mikrobizid und ein Konservierungsmittel wird in den US-Patenten
3,520,976, 4,293,559, 4,866,081, 4,595,691, 4,944,892, 4,839,373
und 4,479,961 beschrieben, die Beispiele der mikrobiziden Eigenschaften
von 2-(Thiocyanmethylthio)benzothiazol geben. Die Offenbarung all
dieser Patente wird hier in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen.
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TCMTB
ist eine pH-empfindliche Verbindung. TCMTB kann sich bei einem pH-Wert
oberhalb von 8,0 zersetzen. Es ist folglich bevorzugt, eine feste
TCMTB-Formulierung in einem Wasserbehandlungssystem mit einem pH-Wert
von ungefähr
8,0 oder weniger, noch bevorzugter einem pH-Wert von ungefähr 7,0 oder
weniger einzusetzen. TCMTB ist auch relativ wasserunlöslich (die
Löslichkeit
in Wasser beträgt
ungefähr
0,033 g/l in Wasser) und besitzt eine Dichte von 1,38 g/ml. TCMTB
ist ein Feststoff in der reinen Form bei Zimmertemperaturen und
liegt in flüssiger
Form vor, wenn es mit einer geeig neten Menge an Lösungsmittel
vermischt wird. TCMTB nimmt leicht eine ölförmige kugelförmige Form
in Wasser an, sogar wenn es emulgiert ist.
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TCMTB
ist eine wärmeempfindliche
Verbindung, wobei reines TCMTB einen Feststoff bei Zimmertemperatur
bildet. Wegen seiner relativen Unlöslichkeit in Wasser wurde TCMTB
hauptsächlich
als ein emulgierbares Konzentrat oder als ein Produkt auf Wasserbasis
formuliert. TCMTB ist handelsüblich
erhältlich,
z. B. sind TCMTB-Formulierungen erhältlich von Buckman Laboratories,
Inc., Memphis, TN, unter den Marken BUSAN® 30WB,
BUSAN® 1030
und BUSAN® 1118.
In einer bevorzugten Ausführungsform
wird TCMTB-80 in den erfindungsgemäßen festen TCMTB-Formulierungen
verwendet. TCMTB-80 ist eine viskose Flüssigkeit bei Zimmertemperatur
und kann bei Lagerung bei Zimmertemperatur kristallisieren. Die
Verwendung von TCMTB-80 hilft bei der Verringerung der Menge an
Lösungsmittel,
die verwendet wird, um die feste TCMTB-Formulierung zu formulieren.
Wenn jedoch eine feste TCMTB-Formulierung mit TCMTB-80 bei kalten Temperaturen
formuliert wird, kann es notwendig sein, TCMTB-80 zu erhitzen, um
seine Viskosität
zu verringern. Auch kann TCMTB-60 in der Erfindung verwendet werden.
TCMTB-60 ist TCMTB-80, das mit Dipropylenglycolmonomethylether verdünnt wurde.
Sowohl TCMTB-80 und TCMTB-60 sind handelsüblich von Buckman Laboratories
Inc., Memphis, TN, erhältlich.
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Salzträgermatrix
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Das
wasserlösliche
Salzträgermatrixmaterial
kann ein einzelnes Salzmaterial sein, wie nachstehend aufgeführt wird,
oder ein Gemisch von zwei oder mehr von diesen Salzen, einzeln oder
in Kombination mit anderen Matrixmaterialien. Wenn die Trägermatrix
ein Gemisch an wasserlöslichen
Salzen enthält,
liegen diese Salze vorzugsweise in gleichen Mengen, z. B. einem
Gemisch von zwei Salzen in einem 1 : 1-Verhältnis, vor. Im Allgemeinen
sollte die Salzträgermatrix
in granulierter oder Pulverform sein. Die Partikelgröße des Trägermatrixpulvers
oder Granulats kann variieren in Abhängigkeit der speziellen Formulierung
und seiner beabsichtigten Verwendung.
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Wie
vorstehend beschrieben, enthält
eine erfindungsgemäße feste
TCMTB-Formulierung eine wasserlösliche
Salzträgermatrix.
Wenn eine erfindungsgemäße feste
Formulierung verwendet wird, um ein wässriges System zu behandeln,
löst sich
die Salzträ germatrix
im Wesentlichen oder sogar vollständig in dem wässrigen
System auf und hinterlässt
wenig oder keinen festen Rückstand.
Dies ist ein besonderer Vorteil gegenüber der Verwendung von wasserunlöslichen
Trägern,
die einen Rückstand
hinterlassen können
und/oder das Material oder das zu behandelnde wässrige System beschädigen. Verschiedene
Salzträgermatrixen
können in
verschiedenen Systemen verwendet werden, um eine maximale Auflösung in
einem bestimmten wässrigen System
zu erreichen. Vorzugsweise ist die Salzträgermatrix ein wasserlösliches
anorganisches oder organisches Salz oder ein Gemisch von solchen
Salzen.
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Die
Salze, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind
Natriumacetat, Natriumbicarbonat, Natriumborat, Natriumbromid, Natriumcarbonat,
Natriumchlorid, Natriumcitrat, Natriumfluorid, Natriumgluconat,
Natriumsulfat, Calciumchlorid, Calciumlactat, Kaliumsulfat, Trikaliumphosphat,
Kaliumchlorid, Kaliumbromid, Kaliumfluorid, Magnesiumchlorid, Magnesiumsulfat
und Lithiumchlorid. Die bevorzugten Salze sind die anorganischen
Salze, besonders die Gruppen I oder II Metallsulfate und -chloride.
Besonders bevorzugte Salze aufgrund ihrer geringen Kosten sind Natriumsulfat
und Natriumchlorid. Das Natriumchlorid, das in der Erfindung verwendet
wird, kann im Wesentlichen rein sein oder in der Form von Steinsalz,
Meersalz oder Dendritsalz sein.
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Emulgatoren
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Ein
Emulgator kann zu einer festen TCMTB-Formulierung hinzugefügt werden,
um die Dispergierbarkeit des TCMTB in einem wässrigen System weiter zu verbessern.
TCMTB ist eine relativ wasserunlösliche Verbindung
und zeigt eine Wasserlöslichkeit
von ungefähr
0,033 g/l. Üblicherweise
kann ein Emulgator in den festen TCMTB-Formulierungen in Mengen
von bis zu ungefähr
20 Gew.-% der festen Formulierung, vorzugsweise bis zu ungefähr 10 Gew.-%
der Formulierung, noch bevorzugter ungefähr bis zu 5 Gew.-% der Formulierung
und am meisten bevorzugt bis zu ungefähr 2 Gew.-% der Formulierung
vorliegen. Geeignete Emulgatoren für die feste TCMTB-Formulierung
beinhalten anionische, nicht-ionische, amphoterische und zwitterionische
oberflächenaktive
Mittel und Mischungen davon. Vorzugsweise ist der Emulgator anionisch
oder nicht-ionisch oder ein Gemisch davon.
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Geeignete
anionische oberflächenaktive
Mittel für
feste TCMTB-Formulierungen beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein,
Alkylbenzolsulfonate, Alkylsulfate, Alkylethersulfonate, Alkylphenolsulfonate,
Alkylphosphate, Alkylpolyethoxylatcarboxylate. Es gibt andere handelüblich erhältliche
Produkte, die genauso gut funktionieren können, einschließlich, ohne
darauf beschränkt
zu sein, Alkylnaphthalinsulfonate, Alkylsulfosuccinat, das Natriumsalz
von polymerisierten Alkylnaphthalinsulfonsäuren, Natriumnaphthalinsulfonsäureformaldehyd,
modifiziertes Natrium- oder Ammoniumlignosulfonat, Fettsulfoester,
Fettsulfoamid, Witconat LX-Pulver (Witco Corporation, Greenwich,
CT) und Rhodacal DS-10 (von Rhone-Poulenc, Cranbury, NJ). Jedoch
soll die Verwendung von anionischen oberflächenaktiven Mitteln, die mit
TCMTB reagieren und es zersetzen, wie anionische oberflächenaktive
Mittel mit kurzen Alkylketten, vermieden werden. Üblicherweise
enthält
die Alkylgruppe in dem anionischen oberflächenaktiven Mittel 8 bis 22
Kohlenstoffatome. Vorzugsweise ist das anionische oberflächenaktive
Mittel ein C12-C20-Alkylsulfat, C12-C20-Alkylethersulfat
und/oder C9-C20 lineares
Alkylbenzolsulfonat mit Natriumsalzen. Noch bevorzugter ist das
anionische oberflächenaktive
Mittel ein C9-C15 lineares
Alkylbenzolsulfonat. Am meisten bevorzugt ist das anionische oberflächenaktive
Mittel ein Calcium- oder Natriumsalz von Dodecylbenzolsulfonat,
was handelsüblich
unter den Marken Casul 70 HF und Stepwet DF 90, was ein Produkt
von der Stepan Company, Northfield, IL, ist, erhältlich sind.
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Geeignete
nicht-ionische oberflächenaktive
Mittel werden im Allgemeinen in dem US-Patent Nr. 3,929,678, Laughlin et al.,
offenbart, das hier durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit aufgenommen
wird. Geeignete nicht-ionische oberflächenaktive Mittel beinhalten
alkoxylierte Alkohole, wie alkoxylierte Phenole, Kondensationsprodukte
von Ethylenoxid mit einer hydrophoben Base, die durch die Kondensation
von Propylenoxid mit Propylenglycol gebildet wird, die mit einer
Alkylgruppe endverkappt sein können,
den Kondensationsprodukten von Ethylenoxid mit dem Produkt, das
sich aus der Reaktion von Propylenoxid und Ethylendiamin ergibt,
und halbpolare nicht-ionische Stoffe, wie Aminoxide, Fettsäureamide,
Polyhydroxyamide und Alkylpolysaccaride, einschließlich Alkylpolyglycoside.
Das bevorzugte nicht-ionische oberflächenaktive Mittel ist ein Blockcopolymer,
das gebildet ist aus Ethylenoxid und Propylenoxid und wahlweise
an einem oder beiden Terminusenden mit einer Alkylgruppe verkappt
ist. Das am meisten bevorzugte nicht-ionische oberflächenaktive Mittel
ist ein Blockcopolymer von Ethylenoxid und Propylenoxid, das mit
Butanol reagiert wird, das handelsüblich unter der Marke Tergitol
XD erhältlich
ist.
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Zwitterionische
oberflächenaktive
Mittel beinhalten jene, die allgemein als Derivate von aliphatischen quartären Ammonium-,
Phosphonium- und Sulfoniumverbindungen beschrieben werden, bei denen
die aliphatischen Radikale geradkettig oder verzweigt sein können, und
wobei einer der aliphatischen Substituenten ungefähr 8 bis
18 Kohlenstoffatome und einer eine anionische Wasserlösungsgruppe,
z. B. Carboxyl, Sulfonat, Sulfat, Phosphat oder Phosphorat, enthält.
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Beispiele
der amphoteren oberflächenaktiven
Mittel, die in den erfindungsgemäßen Formulierungen verwendet
werden können,
sind jene, die im Allgemeinen als Derivate von aliphatischen sekundären und
tertiären
Aminen beschrieben werden können,
bei denen das aliphatische Radikal geradkettig oder verzweigt sein
kann, und wobei einer der aliphatischen Substituenten ungefähr 8 bis
ungefähr
18 Kohlenstoffatome und einer eine anionische wasserlösliche Gruppe,
z. B. Carboxy, Sulfonat, Sulfat, Phosphat oder Phosphonat, enthält.
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Weitere
Beispiele werden in „Surface
Active Agents and Detergents",
Band I und II von Schwartz, Perry und Berch angegeben, das hiermit
durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit aufgenommen wird. Auch werden
zusätzliche
nicht seifenartige Emulgatoren in McCUTCHEON's, DETERGENTS AND EMULSIFIERS, 1996,
jährlich,
veröffentlicht
von Allured Publishing Corporation beschrieben, das hiermit durch
Bezugnahme in seiner Gesamtheit aufgenommen wird. Eine Vielzahl
von solchen oberflächenaktiven
Mitteln werden ebenfalls allgemein in dem US-Patent Nr. 3,929,678
offenbart, das am 30. Dezember 1975 an Laughlin et al. erteilt wurde,
in Spalte 23, Zeile 58 bis Spalte 29, Zeile 23 und in dem US-Patent
Nr. 5,614,484, Panandiker, die hiermit durch Bezugnahme in ihrer
Gesamtheit aufgenommen werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist der Emulgator ein Gemisch von Ethylenoxid/Propylenoxid-Copolymer
und Dodecylbenzolsulfonat.
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Biozide Hilfsstoffe
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Die
erfindungsgemäßen Tabletten
können
andere biozide Hilfsstoffe, die üblicherweise
bei der Wasserbehandlung verwendet werden, enthalten. Solche Hilfsstoffe
beinhalten beispielsweise Germizide, Fungizide, Desinfektionsmittel
und Oxidationsmittel und/oder Halogen freisetzende Mittel sowie
Wasserklärungsmittel.
Diese bioziden Hilfsstoffe können
in einer Menge von 0 bis ungefähr
50 Gew.-% der Tablette vorliegen. Noch bevorzugter liegen sie in
einer Menge von ungefähr
5 bis ungefähr
40 Gew.-% der Tablette vor und am meisten bevorzugt ungefähr 10 bis
ungefähr
30%. Die bioziden Hilfsstoffe können
in einer flüssigen
oder festen Form sein und sind vorzugsweise ein Feststoff. Die bioziden
Hilfsstoffe, die in der festen TCMTB-Formulierung verwendet werden,
sollten keine unerwünschten
Wechselbeziehungen mit dem TCMTB oder anderen Komponenten in der
festen TCMTB-Formulierung fördern.
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Geeignete
Germizide beinhalten z. B. Formaldehyd freisetzende Mittel wie 1,3,5,7-Tetraazaadamantinhexamethylentetraamin,
chlorierte Phenole, 1,3,5-Tris(ethyl)hexahydro-s-triazin, Hexahydro-1,3,5-tris(2-hydroxyethyl)-s-triazin,
1,3-(Dihydroxymethyl)-5,5-dimethylhydantoin,
N-Methylolchloracetamid und Ähnliche. Hexahydro-1,3,5-tris(2-hydroxyethyl)-s-triazin
ist erhältlich
von Buckman Laboratories, Memphis, TN, als BUSAN® 1060-Produkt,
einer 78,5%-igen aktiven festen Formulierung.
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Die
Oxidationsmittel und/oder Halogen freisetzenden Mittel, die im Zusammenhang
mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, beinhalten
z. B. N-chlorierte Cyanursäurederivate,
wie Natriumdichlorisocyanurat, N-Chlorsuccinimid, Chloramin T, Dichlorsuccinimid,
Bromchlordimethylhydantoin und 1,3-Dichlor-5,5-dimethylhydantoin.
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Andere
biozide Hilfsstoffe beinhalten Kalium-n-hydroxymethyl-N-methylthiocarbamat,
ein 30%iger Wirkstoff in dem BUSAN® 52-Produkt,
30%iger Wirkstoff und MECT 5-Produkt, ein Gemisch von 2,5 Gew.-% und
2,5 Gew.-% TCMTB. Jedes dieser Produkte ist von Buckman Laboratories,
Memphis, TN, erhältlich.
Chlorhexidindiacetat, ein weiterer biozider Hilfsstoff, ist die
chemische Substanz 1,1-Hexamethylenbis[5-(4-chlor-2-phenyl)biguanid]diacetat,
erhältlich
von Lonza Chemical Co., Fairlawn, NJ. Das Biozid BTC 2115MP40-Produkt
kann auch verwendet werden. Das BTC 2125MP40-Produkt enthält 40% eines
Gemisches von Alkyldimethylbenzammoniumchlorid und Alkyldi methylethylbenzammoniumchlorid
und ist erhältlich
von Stepan Chemicals, Northfield, IL. Ein weiterer geeigneter biozider
Hilfsstoff ist BTC 1100R, das eine Löslichkeit in kaltem Wasser
von bis zu 1500 ppm besitzt und erhältlich ist von Onyx Chemical
Co. Wenn jedoch zusätzlich biozide
Hilfsstoffe verwendet werden, sollten die Hilfsstoffe so ausgewählt werden,
dass sie nicht das TCMTB unterhalb seines erwünschten bioziden Niveaus zerstören.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird das MTC (Methylenbisthiocyanat und auch bekannt unter MTB),
das als ein antibakterielles Mittel wirkt, zu einer festen TCMTB-Formulierung hinzugefügt. Die
Zugabe von MTC ergänzt
die pilzhemmenden Eigenschaften von TCMTB und verleiht einer festen
TCMTB-Formulierung zusätzliche
antimikrobielle Behandlungseigenschaften. MTC besitzt einen Schmelzpunkt
von 105°C
und eine Dichte von 2,0 g/ml. Bei Zimmertemperatur ist es ein gelber
kristalliner Feststoff mit einem charakteristischen Geruch. MTC
wird als instabil bei Temperaturen von größer als 100°C angesehen. Die Löslichkeit
von MTC in Wasser beträgt
5,0 g/l, und es ist löslich
in den meisten organischen Lösungsmitteln.
MTC ist in sauren Systemen bei Umgebungstemperatur stabil, jedoch
wird sich MTC in basischen Lösungen
bei einem pH-Wert oberhalb von 7,5 zersetzen. Es ist deshalb bevorzugt,
feste TCMTB-Formulierungen, die MTC enthalten, in Wasserbehandlungssystemen
mit einem pH-Wert von ungefähr
7,5 oder weniger, noch bevorzugter 7,0 oder weniger einzusetzen.
Die Löslichkeit
von MTC in Wasser beträgt
ungefähr
5 g/l, was erlaubt, dass MTC zu der festen TCMTB-Formulierung hinzugefügt werden
kann, ohne dass die Verwendung von zusätzlichen Lösungsmitteln und Emulgatoren
erforderlich ist.
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Weitere Zusätze
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Eine
erfindungsgemäße feste
TCMTB-Formulierung kann außerdem
Zusätze
enthalten, die auf dem Gebiet bekannt sind, um die feste Formulierung
selbst, seine Handhabung oder seine Verwendung in dem wässrigen
System zu verbessern. Zum Beispiel können auch Zusätze, wie
Befeuchtungsmittel, Dispergiermittel, Antibackmittel und Antischaummittel
verwendet werden. Beispiele solcher Zusätze können in McCutcheon's Veröffentlichung „Emulsifiers & Detergents, Functional
Materials", was
insbesondere durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit aufgenommen wird,
gefunden werden. Üblicherweise
können
Zusätze
in den festen TCMTB-Formulierungen in Mengen von bis zu 30 Gew.-% der
festen Formulierung vorliegen. Manche von diesen herkömmlichen
Zusätzen
werden ausführlicher
im Folgenden erläutert.
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Eine
erfindungsgemäße feste
TCMTB-Formulierung kann feste organische Säuren oder ihre Salze, wie Benzoe-,
Glucon- oder Sorbinsäure,
enthalten, die in die Salzträgermatrix
eingearbeitet sind. Die Verwendung von solchen organischen Säuren oder
ihren Salzen erlaubt, dass die Salzträgermatrix selbst eine vorteilhafte
Wirksamkeit besitzt, einschließlich
einer biologischen Wirksamkeit, in dem wässrigen System. Zum Beispiel
können
Gluconsäure
oder ihre Salze in einer Trägermatrix
verwendet werden.
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Herkömmliche
Wasserklärungsmittel
können
auch in einer erfindungsgemäßen festen
TCMTB-Formulierung beinhaltet sein. Klärungsmittel beinhalten z. B.
PolyDMDAC (Polydimethyldiallylchlorid), Aluminiumsulfat und Chitosan-Produkt.
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Ein
Antibackmittel kann in einer erfindungsgemäßen festen TCMTB-Formulierung
vorliegen. Die Antibackmittel können
als Bindemittel, Trockenmittel oder Absorptionsmittel wirken. Diese
Antibackmittel sollten in ihrer Eigenschaft etwas hygroskop bis
nicht hygroskop sein und können
die Aufnahme von Feuchtigkeit durch die feste TCMTB-Formulierung
puffern. Granulatförmige
oder pulverförmige
Formen des Antibackmittels sind bevorzugt. Das Antibackmittel kann
in Mengen von bis zu ungefähr
30 Gew.-% der festen Formulierung, noch bevorzugter von ungefähr 1 bis
ungefähr
25 Gew.-% und am meisten bevorzugt ungefähr 5 bis ungefähr 15 Gew.-%
vorliegen. Bei der Auswahl eines Antibackmittels, das auch als ein
Absorptionsmittel wirkt, sollte das Antibackmittel vorzugsweise
sowohl wasserlöslich
sein als auch kein Pilz- oder bakterielles Wachstum fördern. Zusätzlich,
wenn es für
seine Absorptionseigenschaft verwendet wird, sollte das Antibackmittel
in der Lage sein, umfassende Mengen von flüssigem TCMTB zu einem trockenen
Pulver umzuwandeln im Gegensatz zu der Bildung einer feuchten Masse.
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Geeignete
Antibackmittel werden in Handbook of Pharmaceutical Excipients,
2. Auflage, A. Wade und P. Waller, Verleger, (Amer. Pharm. Assoc.,
1994) beschrieben, das insbesondere durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit
aufgenommen wird. Gemische von Antibackmitteln können auch verwendet werden.
Beispiele von geeigneten Antibackmitteln beinhalten, ohne darauf
beschränkt
zu sein, Aluminosilikat (Zeolite), Magnesiumtrisilikat, Magnesiumoxid,
Magnesiumcarbonat, Magnesiumsilikat (z. B. Magnesiummeta silikat,
Magnesiumorthosilikat), Calciumcarbonat, Calciumsilikat (z. B. CaSiO3, CaSiO4, CaSiO5), Calciumphosphat (z. B. zweibasisches
Calciumphosphat, dreibasisches Calciumphosphat), Calciumsulfat,
Talk, Kieselpuder, Zinkoxid, Titandioxid, Attapulgite, aktivierter
Kohlenstoff, Siliziumdioxid, Lactose, mikrokristalline Cellulose,
Oxazolidinon und Stärke.
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Ein
geeignetes Siliziumdioxid ist Hi-Sil 233, das ein weißes amorphes
Siliziumdioxidpulver mit einem mittleren Durchmesser von 0,019 Mikron
ist, das von PPG Industries, Inc. vertrieben wird. Der pH-Wert einer 5%igen
Hi-Sil 233-Lösung
in Wasser liegt im Bereich von 6,5 bis 7,3. Andere handelsübliche Siliziumdioxidprodukte,
wie Sipernat 22, 22S, können
auch für
diese Anwendung in einer ähnlichen
Menge verwendet werden.
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Aluminosilikat-Antibackmittel
beinhalten z. B. Verbindungen mit der Formel Naz[(AlO2)z(SiO2)y]x × H2O, wobei z und y ganze Zahlen von wenigstens
6 sind, wobei das molare Verhältnis
von z zu y im Bereich von 1,0 zu ungefähr 0,5 liegt, und x eine ganze
Zahl von ungefähr
15 bis ungefähr
264 ist. Geeignete Aluminosilikat-Ionenaustauschermaterialien sind
handelsüblich
erhältlich.
Diese Aluminosilikate können
kristallin oder amorph in ihrer Struktur sein und können natürlich vorkommende
oder synthetisch hergestellte Aluminosilikate sein, siehe z. B.
US-Patent Nr. 3,985,669, das hier durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit
aufgenommen wird. Bevorzugte Aluminosilikat-Antibackmittel beinhalten
Zeolit A, Zeolit P (B), Zeolit X, Zeolex 23A und Zeolex 7. In einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
ist das Aluminosilikat-Antibackmittel Zeolex 7, ein Produkt von
J. M. Huber Corporation. Zeolex 7 besitzt eine Ölabsorption von 115 cm3/100 g, einen pH-Wert bei 20% von 7,0 und
eine mittlere Partikelgröße von 6
Mikron. Es wurde ermittelt, dass Zeolex 7 besser als ein Absorptionsmittel
funktionierte als Celite 110 (calcinierte Diatomerde von Manville,
Denver, Colorado), das eine höhere Ölabsorption
von 130 besitzt.
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Eine
erfindungsgemäße feste
TCMTB-Formulierung kann außerdem
einen Farbstoff oder ein Farbmittel enthalten, das auf dem Gebiet
bekannt ist. Formulierungen mit verschiedenen Farben können verwendet werden,
um unterschiedliche Formulierungen auseinanderzuhalten, z. B. unterschiedliche
Grade an TCMTB, Formulierungen mit einer bestimmten Kombination
von Wirkstoffen oder Formulierungen zur Verwendung in einem bestimmten
wässrigen
System. Farbstoffe oder Farbmittel können in Mengen ein gearbeitet
werden, die auf dem Gebiet bekannt sind, z. B. 0 bis ungefähr 5 Gew.-%.
Beispiele von geeigneten Farbstoffen zur Verwendungen in nicht oxidierenden
Formulierungen sind Alizarine Light Blue B (C. L. 63010), Carta
Blue VP (C. L. 24401), Acid Green 2G (C. L. 42085), Astragon Green
D (C. L. 42040), Supranol Cyanine 7B (C. L. 42875), Maxilon Blue
3RL (C. L. Basic Blue 80), Acid Yellow 23, Acid Violet 17, ein direkter
violetter Farbstoff (direct violet 51) Drimarine Blue Z-RL (C. L.
Reactive Blue 18), Alizarine Light Blue H-RL (C. L. Acid Blue 182),
FD&C Blue No.
1, FD&C Green
No. 3 und Acid Blue No. 9. Zusätzliche
Farbstoffe oder Farbmittel werden in 4,310,434 und 4,477,363 und
in Pharmaceutical Excipients, 2. Auflage, A. Wade und P. Waller,
Verleger, Amer. Handbook of Pharm. Assoc., 1994, beschrieben, die
hier durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen werden.
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Wenn
eine feste TCMTB-Formulierung tablettiert wird, kann die Tablette
auch andere Hilfsmittel enthalten, wie sie zur Verwendung von Wasserbehandlungstabletten
bekannt sind. Beispielhafte Hilfsmittel beinhalten, ohne darauf
beschränkt
zu sein, Füllstoffe,
Bindemittel, Gleitmittel, Schmiermittel, Antihaftmittel, Wasser
weichmachende Mittel, Chelat bildende Mittel, Stabilisatoren usw.
Beispiele solcher Hilfsstoffe, die Eigenschaften, die sie der Tablette
verleihen, und ihre Verwendungen werden in den vorstehend genannten
Patenten beschrieben, die feste Formen von Wasserbehandlungschemikalien
erläutern.
Siehe z. B. US-Patent Nr. 5,637,308, das hier durch Bezugnahme in
seiner Gesamtheit aufgenommen wird.
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Eine
erfindungsgemäße TCMTB-Tablettenformulierung
kann für
einen schnellen Zerfall formuliert werden, wenn sie zu einem wässrigen
System hinzugefügt
wird oder für
eine verzögerte
Freigabe in einem wässrigen
System. Ein schneller Zerfall erlaubt eine direkte Dosierung eines
wässrigen
Systems und kann bevorzugt sein in wässrigen Systemen, die einen
problematischen mikrobiologischen Bewuchs erleben. Die verzögerte Freigabe
liefert eine kontinuierliche Dosierung des Systems über einen
Zeitraum. Tabletten für
eine verzögerte
Freigabe können
für eine
verlängerte
Vermeidung oder Regulierung von biologischem Bewuchs in einem wässrigen
System, wie einem Swimmingpool oder einem Toilettentank, verwendet
werden. Im Hinblick auf die biozide Wirksamkeit von TCMTB können sowohl
Tabletten für
einen schnellen Zerfall als auch für eine verzögerte Freigabe einen Biofilm
oder das Wachstum von Mikroorganismen in einem wässrigen System regulieren.
Wie dem Fachmann verständlich
ist, hängt
die Wahl zwischen ihnen von der bestimmten Verwendung ab.
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Um
die Geschwindigkeit zu regulieren, bei der eine erfindungsgemäße Tablette
sich in einem wässrigen
System auflöst,
kann ein Zerfallsgeschwindigkeitsreguliermittel (manchmal ein Auflösungskontrollmittel genannt)
in die Tablette eingearbeitet werden. Die Zerfallsgeschwindigkeitsreguliermittel
sind im Allgemeinen hydrophobe Materialien, die die Auflösung der
Tablette verzögern.
Im Allgemeinen kann eine beliebige Verbindung verwendet werden,
die beschichtet, einschließt
oder anders die Freigabe von dem TCMTB oder der Tablette beschränkt, oder
den Tablettenzerfall in dem wässrigen
System beschränkt,
um eine verzögerte
oder verlängerte
Freigabe zu erreichen. Manche Zerfallsgeschwindigkeitsreguliermittel
können
auch vorteilhafterweise als ein Schmiermittel oder Schimmelfreisetzungsmittel
während
des Tablettierungsverfahrens dienen.
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Ein
Zerfallsgeschwindigkeitsreguliermittel oder Mischungen davon können in
der Tablette in einer Menge von 0 bis ungefähr 20 Gew.-% der Tablette vorliegen.
Noch bevorzugter liegt das Zerfallsgeschwindigkeitsreguliermittel
in einer Menge von ungefähr
0,25 bis ungefähr
10 Gew.-% und noch bevorzugter ungefähr 0,5 bis ungefähr 5% vor.
Das Variieren der Menge des Zerfallsgeschwindigkeitsreguliermittels
beeinflusst die Geschwindigkeit, mit der sich die Tablette in einem
wässrigen
System auflöst.
Im Allgemeinen kann wenig oder kein Zerfallsgeschwindigkeitsreguliermittel
in Tabletten mit einem schnellen Zerfall verwendet werden, während größere Mengen
in Tabletten mit einer verzögerten
Freigabe verwendet werden können.
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Das
Zerfallgeschwindigkeitsreguliermittel kann eine Fettsäure oder
ein Derivat einer Fettsäure
sein. Fettsäuren
sind aus einer Kette von Alkylgruppen, enthaltend ungefähr 4 bis
ungefähr
22 Kohlenstoffatome (üblicherweise
gerade Zahlen), zusammengesetzt und besitzen eine endständige Carbonsäuregruppe.
Fettsäuren
können
geradkettig oder verzweigt, gesättigt
oder ungesättigt
und sogar aromatisch sein. Fettsäuren existieren
im Allgemeinen als Feststoffe, Halbfeststoffe oder Flüssigkeiten.
In der vorliegenden Erfindung kann die Fettsäure oder das Derivat davon
nicht nur als ein Zerfallgeschwindigkeitsreguliermittel sondern
auch als ein Schmiermittel oder als ein Schimmelfreigabemittel während der
Bildung der Tablette wirken. Fettsäuren und ihre verschiedenen
Derivate sind gut bekannte Chemikalien und von einer Anzahl von
Herstellern erhältlich.
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Fettsäuren, die
in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, beinhalten, ohne darauf
beschränkt
zu sein, Buttersäure,
Decansäure,
Undecylensäure,
Palmitinsäure,
Stearinsäure,
Palmitoleinsäure, Ölsäure, Linolinsäure, Linoleninsäure und
Phenylstearinsäure.
Die Fettsäurederivate,
die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, beinhalten
z. B. Fettsäuresalze,
Fettsäureamide,
Fettsäurealkanolamide,
Fettalkohole und Fettamine. Gemische von Fettsäuren und/oder Fettsäurederivaten
können
auch verwendet werden. Zum Beispiel sind Talgfettsäuren, Palmölfettsäuren und
Kokosnussfettsäuren
Gemische von Fettsäuren,
die in der vorliegenden Erfindung brauchbar sind. Derivate dieser
Fettsäuregemische
können
auch verwendet werden, z. B. Amidderivate, wie Dimethylamidderivate
von Tallöl
(DMATO) oder Palmöl
(DMAPO).
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Eine
Gruppe von bevorzugten Zerfallgeschwindigkeitsreguliermitteln sind
jene, die mit Stearinsäure verwandt
sind. Diese beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein, Stearinsäure, Kaliumstearat,
Magnesiumstearat, Polyoxyethylenstearat/Distearate, Polyoxyethylen-2-stearylether,
Glycerylmonostearat, Hexaglyceryldistearat, Glycerylpalmitostearat
und Natriumstearylfumarat. Magnesiumstearat ist besonders bevorzugt
und ist von Witco Corporation und Mallinkrodt Specialty Chemical
Co. erhältlich.
Die Polyoxyethylenstearate/Distearate sind eine Serie von polyethoxylierten
Derivaten von Stearinsäure,
die von ICI Americas, Inc. Wilmington, DE, erhältlich sind. Diese beinhalten
beispielsweise Polyoxyl 6 Stearat, Polyoxyl 8 Stearat, Polyoxyl
12 Stearat. Polyoxyl 20 Stearat, Polyoxyl 40 Stearat und Polyoxyl
50 Stearat. Glycerylmonostearat ist erhältlich von Ashland Chemical
Co., Columbus, OH, Glycerylpalmitostearat ist erhältlich von
Abatar Corporation, Hickory Hills, NJ. Ein Produkt auf Stearinsäurebasis
mit einem Gemisch an Verbindungen ist das Sterowet-Produkt, ein
Gemisch von Calciumstearat und Natriumlaurylsulfat.
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Polyoxyethylensorbitanester
oder Polysorbatester stellen eine weitere Gruppe von bevorzugten Zerfallgeschwindigkeitsreguliermitteln
dar. Diese Polysorbatester werden als „TWEEN"-Produkte, erhältlich von ICI Americas Inc.,
Wilmington, DE, vertrieben. Beispielhafte Ester beinhalten Polysorbat
81 (TWEEN 81-Produkt), Polysorbat 85 (TWEEN 85-Produkt), Polysorbat
61 (TWEEN 61-Produkt), Polysorbat 65 (TWEEN 65-Produkt) und Polysorbat 21 (TWEEN 21-Produkt).
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Polyoxyethylenether,
vorzugsweise jene mit Alkylketten von ungefähr 10 Kohlenstoffatomen oder mehr,
können
auch als Zerfallgeschwindigkeitsreguliermittel in den erfindungsgemäßen Tabletten
verwendet werden. Diese längeren
Alkylketten erhöhen
die Hydrophobie des Ethers. Polyoxyethylenether sind erhältlich von
ICI Americas Inc., Wilmington, DE. Beispiele dieser Ether beinhalten
2-Cetylether, 2-Stearylether, 3-Decylether, 3-Laurylether, 3-Myristylether,
3-Cetylether, 3-Stearylether, 4-Laurylether, 4-Myristylether, 4-Cetylether, 4-Stearylether,
5-Decylether, 5-Laurylether, 5-Myristylether, 5-Cetylether, 5-Stearylether,
6-Decylether, 6-Stearylether, 7-Laurylether, 7-Myristylether, 7-Cetylether,
7-Stearylether, 8-Laurylether, 8-Myristylether, 8-Cetylether, 8-Stearylether,
9-Laurylether, 10-Laurylether, 10-Tridecylether, 10-Cetylether,
10-Stearylether, 10-Oleylether,
20-Cetylether, 20-Isohexadecylether, 20-Stearylether, 20-Oleylether
und 21-Stearylether.
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Andere
Zerfallgeschwindigkeitsreguliermittel, die verwendet werden können, beinhalten
gehärtete pflanzliche Öle, wie
das STEROTEX-Produkt und das Durotex-Produkt von Capital City Products
von Columbus Ohio. Das Zerfallgeschwindigkeitsreguliermittel kann
auch ein Wachs sein, wie Carnaubawachs, Petroleumceresin (erhältlich von
International Wax Refining Co.), Bienenwachs (gelbes Wachs) oder
Schellack (die beiden letzteren sind erhältlich von Van Waters and Rogers).
Aliphatische Amide und Kakaoamid und Octadecanoinamid oder gehärtete Talgamide,
wie Oliamid, können
auch als Zerfallgeschwindigkeitsreguliermittel eingesetzt werden.
Polyethylenamide können
auch in einer Tablette als ein Zerfallgeschwindigkeitsreguliermittel beinhaltet
sein.
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Ein
bestimmtes Zerfallgeschwindigkeitsreguliermittel kann zur Verwendung
in einer Tablette auf der Basis seiner Eigenschaften ausgewählt werden,
z. B. der Leichtigkeit der Verwendung in dem Tablettierungsverfahren
und den Vorteilen der fertigen Tablette. Das Zerfallgeschwindigkeitsreguliermittel
der Wahl kann etwas, mittel oder stark hydrophob sein in Abhängigkeit
von der bestimmten Verwendung. Weniger hydrophobe Reguliermittel
werden im Allgemeinen für
Tabletten mit einem schnellen Zerfall verwendet und mehr hydrophobe
Reguliermittel für
Tabletten für
eine verzögerte
Freigabe. Zum Beispiel ist Natriumstearylfumarat weniger hydrophob
als entweder Stearinsäure
oder Magnesiumstearat. Folglich kann Natriumstearylfumarat verwendet
werden, um die Geschwindigkeit der Auflösung zu erhöhen gegenüber Tabletten, die Stearinsäure oder Magnesiumstearat
enthalten. Gemische von Zerfallgeschwindigkeitsreguliermitteln können verwendet
werden, um einen erwünschten
Grad der Hydrophobie oder der Geschwindigkeit der Auflösung zu
erreichen.
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Eine
tablettenförmige
TCMTB-Formulierung kann mit Beschichtungen beschichtet werden, die
auf dem Gebiet bekannt sind. Zum Beispiel kann eine erfindungsgemäße Tablette
mit einer Beschichtung eines wasserlöslichen Films, wie Polyvinylalkohol,
versehen werden, um die Handhabung angenehmer zu gestalten.
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Kürzliche
Fortschritte in der Beschichtungstechnologie, wie seitenventilierte
Wannen, haben die Wirksamkeit von wässrigen Beschichtungsanwendungen
erhöht.
Unter den üblichsten
Arten, Beschichtungen aufzubringen, sind die Filmbeschichtung (Abscheidung
einer Schicht auf wässriger
oder Lösungsmittelbasis)
oder Pressbeschichten (Pressen einer Beschichtung um eine Kerntablette).
Methoden wie diese können
auch die Zugabe von Mitteln zu der Oberfläche der Tablette erlauben,
um der Tablette zusätzliche
Verzögerungseigenschaften
zu verleihen. Etwa in Analogie zu den Beschichtungen kann die Tablette
als eine Inlaytablette oder Mehrschichttablette hergestellt werden,
bei der der TCMTB enthaltende Anteil zwischen Matrixen der langsamen
Freigabe in „Sandwichform" gebracht wird. Dies
kann auch eine Tablette zur verzögerten
Freigabe gemäß der Erfindung
erzeugen. Zum Nachschlagen wird zusätzlich empfohlen, „Pharmaceutical
Dosage Forms: Tablets Vols. 1–3", 2. Auflage, 1989,
H. A. Lieberman, L. Lachman und J. B. Schwartz, Verleger, das hiermit
durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit aufgenommen wird.
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Verfahren
zur Herstellung einer pulverförmigen
TCMTB-Formulierung
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Eine
feste TCMTB-Formulierung kann hergestellt werden durch Zusammenführung einer
Lösung
von TCMTB mit einer wasserlöslichen
Salzträgermatrix,
um ein Pulver zu bilden. Im Allgemeinen wird eine Lösung von
TCMTB auf die Salzträgermatrix
oder eine feste Vormischung der Salzträgermatrix und anderen festen Komponenten
gesprüht
oder damit vermischt, um eine feste TCMTB-Formulierung zu bilden.
Zum Beispiel kann ein festes Mikrobizid mit der Salzträgermatrix
vermischt werden, um eine Vormischung zu bilden, bevor die Vormischung
mit der TCMTB-Lösung
zusammengeführt
wird. Zusätzlich
kann die TCMTB-Lösung
auch lösliche
Komponenten enthalten, die in die feste TCMTB-Formulierung einzuarbeiten
sind. Um ein Agglomerieren zu vermeiden, sollte die TCMTB-Lösung auf
die Salzträgermatrix
oder das feste Vorgemisch in der wesentlichen Abwesenheit einer
hohen Scherung und ohne übermäßige Wärme aufgebracht
werden. Dies kann erreicht werden durch Sprühen einer TCMTB-Lösung auf
eine Salzträgermatrix
oder eine feste Vormischung, während
die Salzträgermatrix
oder die feste Vormischung in Bewegung bleibt. Dieses Verfahren
zur Zusammenführung
einer TCMTB-Lösung
mit einer Salzträgermatrix
kann verwendet werden, um feste pulverförmige TCMTB-Formulierungen
zu bilden mit einer Vielzahl von Partikelgrößen im Bereich von Staub bis
Partikeln und sogar Granulaten. Die Partikelgröße hängt im Allgemeinen von der
ursprünglichen
Partikelgröße der Salzträgermatrix
oder der festen Vormischung ab. Mahl- oder Zermahlschritte können verwendet
werden, falls dies erwünscht
wird, um die Partikelgröße nach
dem Bilden der festen TCMTB-Formulierung weiter zu verringern. Die
Partikelgröße der festen
pulverförmigen
TCMTB-Formulierungen hängen
im Allgemeinen von der Partikelgröße der Salzträgermatrix
ab. Bei der bevorzugten festen TCMTB-Formulierung besitzt im Wesentlichen
das ganze Pulver in der festen TCMTB-Formulierung eine Partikelgröße von weniger
als 100 Mikron. Vorzugsweise besitzen mehr als 80% des Pulvers eine
Partikelgröße von weniger
als 20 Mikron.
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Bei
der Herstellung einer erfindungsgemäßen festen TCMTB-Formulierung
kann es notwendig sein, die Salzträgermatrix zu verarbeiten vor
dem Zusammenführen
mit einer Lösung
von TCMTB. Zum Beispiel kann ein Salzträger oder können Salzträger sowie beliebige andere
feste Komponenten in einem Mischer, wie einem Bandmischer, miteinander
vermischt werden, um die gewünschte
Größe und das
Verhältnis
der Partikel zu erreichen, insbesondere wenn mehr als eine Art und
Größe von dem
Salzträger
oder der festen Komponente verwendet wird. Durch das Mischen der
Feststoffe in einem Mischer kann eine bevorzugte einheitliche Partikelgröße für die Trägerpulverformulierung
erhalten werden. Eine einheitliche Partikelgröße erlaubt sogar die Verteilung
von Komponenten und die gleichbleibende Dispersion des Wirkstoffes
insbesondere in einem wässrigen
System.
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Nach
der Bildung der Salzträgermatrix
oder einer festen Vormischung wird ein flüssiges TCMTB-Gemisch, das TCMTB
und eine beliebige andere flüssige
Komponente enthält,
mit der Salzträgermatrix,
die im ersten Schritt gebildet wird, zusammengeführt oder vermischt. Dies kann
in einem Mischer oder einer geeigneten Pulverbeschichtungsvorrich tung
erreicht werden, die vorzugsweise verwendet wird, um das flüssige TCMTB-Gemisch auf die Salzträgermatrix
oder die feste Vormischung aufzutragen, wie durch Sprühen. Das flüssige TCMTB-Gemisch
wird mit dem Trägerpulver
oder der festen Vormischung zusammengeführt, bis die zwei Komponenten
ein Pulver bilden, wobei TCMTB vorzugsweise vollständig an
das Trägerpulver
adsorbiert wird. Falls es notwendig ist, kann das Pulver granuliert
werden, um eine fließbare
feste TCMTB-Pulverformulierung mit einer erwünschten Größe zu bilden. Das durch die
Erfindung gebildete Pulver ist vorzugsweise ein frei fließendes gering
staubendes partikelähnliches
Produkt mit einer beständigen
und einheitlichen Größe und Formulierung.
-
Um
TCMTB auf eine Salzträgermatrix
oder eine feste Vormischung aufzubringen, wird das TCMTB in einem
Lösungsmittel
gelöst
oder dispergiert. Andere Komponenten für das feste TCMTB können auch
in dem Lösungsmittel
gelöst
oder dispergiert werden. Dies ist bevorzugt für Komponenten, wie Emulgatoren,
die nicht auf einfache Weise mit der Salzträgermatrix vermischt werden
können,
um eine feste Vormischung zu bilden, oder die in flüssiger Form
sind. Falls es notwendig ist, kann ein Gemisch von Lösungsmitteln,
einschließlich Wasser,
verwendet werden, um alle erwünschten
Komponenten in die TCMTB-Lösung
einzuarbeiten vor dem Aufbringen auf den festen Träger. Vorzugsweise
sollte das Lösungsmittel
mindestens eine der folgenden Eigenschaften besitzen: (1) hohe Löslichkeit
für TCMTB,
(2) geringe Flüchtigkeit,
(3) keine Flammbarkeit, (4) hoher Entzündungspunkt, (5) geringe Phytotoxizität, (6) geringe
Viskosität,
(7) Verfügbarkeit,
(8) geringe Kosten, (9) geringer Geruch und (10) Abwesenheit von
den Kontrolllisten von gefährlichen
Substanzen, z. B. SARA 313 und CERCLA.
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In
einer erfindungsgemäßen festen
TCMTB-Formulierung ist die Menge an Lösungsmittel, wenn es bei der
Herstellung der festen Formulierung verwendet wird, vorzugsweise
nicht höher
als 10 Gew.-% der Formulierung. Wenn ein Lösungsmittel verwendet wird,
kann das Lösungsmittel
ein beliebiges TCMTB-kompatibles Lösungsmittel sein, wie
- (1) oxygenierte Lösungsmittel: Diethylenglycolmonoethylether,
Diethylenglycolmonomethylether, Diethylenglycolmonobutylether, Hexylenglycol,
Alkylacetat, wie EXXATETM 600-, 700-, 800-,
900-, 1000- oder 1300-Produkt, Isophoron und Propylenglycol;
- (2) Amidprodukte aus der Reaktion von Tallöl, Sojaöl, Palmöl, Kokosnussöl, Baumwollsaatöl, Sonnenblumenöl, Safloröl und Erdnussöl mit Dimethylamin;
- (3) aromatische Substanzen (Xylole, Alkylbenzolderivate);
- (4) aliphatische und paraffinische Substanzen, Mineralöl, Mineralerdöl;
- (5) Cycloparaffin;
- (6) tierische oder pflanzliche Öle;
- (7) Ester: Methyloleat, Butyloleat, Glyceryloleat, Tallölmethylester,
Sojaölmethylester;
- (8) verschiedene: Ölsäure, Tetrahydrofurfurylalkohol,
Dimethylformamid, Alkylalkohol, wie TexanolTM-Alkohol,
und N-Methyl-2-pyrrolidon, und
- (9) Gemische von einem oder mehreren der vorstehend genannten
Lösungsmittel.
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Besonders
bevorzugte Lösungsmittel
beinhalten Dipropylenglycolmonomethylether, Mineralöl, Hydrofurfurylalkohol
und natürliche Öle, wie
Rhizinusöl,
da diese Lösungsmittel
die vorstehend genannten erwünschten
Eigenschaften besitzen.
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Das
Verfahren kann durchgeführt
werden in einem P-K-Mischer, einem Turbulenzmischer, einer Fließbettsprühvorrichtung
oder einer Wurster-Beschichtungsvorrichtung. Ein P-K-Mischer kann
verwendet werden, um sowohl ein Vermischen der Salzträgermatrix
und/oder das Zusammenführen
der TCMTB-Lösung
mit der Salzträgermatrix
zu erreichen. Ein P-K-Mischer wird hergestellt von Paterson-Kelley
aus East Stroudsburg, Penn. Der P-K-Mischer, der in der Erfindung
verwendet wird, besitzt vorzugsweise die Fähigkeit, die Materialien homogen
zu vermischen, die Flüssigkeit
gleichmäßig über den
Feststoff zu dispergieren, die Lösungsmittel aus
dem Gemisch zu entfernen und das Endprodukt zu der ordentlichen
Partikelgröße und Konsistenz
zu mahlen. Auch besitzt der P-K-Mischer vorzugsweise Zerhacker mit
hoher Geschwindigkeit, die die Mischwirkung der Flügel ergänzen. Diese
Zerhacker mit hoher Geschwindigkeit können die grundsätzliche
Mischwirkung verbessern, kleinere Bestandteile schneller dispergieren und
die Notwendigkeit eines Vormahlens der festen Komponenten zu den
erwünschten
pulverförmigen
Größen verringern/eliminieren.
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Als
Alternative kann eine TurbulizerTM-Vorrichtung
oder eine TurbulatorTM-Vorrichtung als die
Pulverbeschichtungsvorrichtung verwendet werden. Die TurbulizerTM-Vorrichtung wird von der Bepex Corporation aus
Minneapolis, Minn. hergestellt. Die Verwendung der TurbulizerTM-Vorrichtung wird ausführlicher in dem US-Patent Nr.
5,043,090 beschrieben, dessen Offenbarung durch Bezugnahme in seiner
Gesamtheit aufgenommen wird. Die TurbulatorTM-Vorrichtung
wird hergestellt von Ferro-Tech aus Wyandotte, Mich. Eine bevorzugte
Schaufelanordnung der TurbulizerTM-Vorrichtung
kann sein: vier vorwärts,
vier gerade und eine rückwärts. Die
Umdrehungsgeschwindigkeit kann auf verschiedene Geschwindigkeiten
eingestellt werden, einschließlich
1800 Upm. Die TurbulizerTM-Vorrichtung kann
bei Zimmertemperatur ohne einen Kühlmantel betrieben werden.
Falls es erwünscht
ist, kann eine weitere Verarbeitung in der TurbulizerTM-Vorrichtung
mit einer hohen Umdrehungsgeschwindigkeit (3600 Upm) durchgeführt werden,
um die Pulvergröße des Pulvers
zu verringern, d. h. zu deagglomerieren.
-
Gemäß dieser
Erfindung kann man eine im Wesentlichen homogene pulverförmige TCMTB-Formulierung
erhalten, d. h. das TCMTB ist gleichmäßig an die wasserlösliche Salzträgermatrix
absorbiert. Wenn eine Verringerung der Partikelgröße erwünscht ist,
kann eine Hammermühle
oder eine Pulverisiermühle
auch verwendet werden. In Abhängigkeit
von der gewünschten
Partikelgröße kann
die Pulverisierungsmühle
mit einem Eins-bis-drei-Schläger
mit 1/16 Inch-Platte mit einer Mahlgeschwindigkeit von bis zu 7200
Upm mit einem Klassifizierer, der auf 4500 Upm oder höher eingestellt
ist, eingesetzt werden. Ein Fachmann kann routinemäßig die
Mischpunkte und Einstellungen auswählen, um die gewünschten
Ergebnisse zu erreichen, wie die Homogenität der erfindungsgemäßen festen
TCMTB-Formulierung.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Herstellung von festen TCMTB-Pulverformulierungen werden die
festen Komponenten, einschließlich
der Salzträgermatrix
in einem P-K-Doppelschalenmischer mit den flüssigen Komponenten, einschließlich dem
TCMTB, vermischt. Kein Erhitzen oder Kühlen wird benötigt. Diese Durchführung findet
vorzugsweise unter einem geringen Vakuum statt, was bei der Entfernung
von überschüssigem Wasser
oder einem beliebigen Lösungsmittel
behilflich ist, das von der TCMTB-Lösung freigesetzt wird. Das
Produkt, das in dem P-K-Doppelschalenmixer gebildet wird, wird unter
einem Vakuum in eine Zwischenlagerung ausgeschieden, bis alle Chargen
fertig sind.
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Die
Partikelgröße einer
festen pulverförmigen
TCMTB-Formulierung hängt
im Allgemeinen von der Partikelgröße der Salzträgermatrix
ab. In der bevorzugten pulverförmigen
TCMTB-Formulierung besitzt im Wesentlichen das ganze Pulver in der
festen pulverförmigen
TCMTB-Formulierung eine Partikelgröße von weniger als 100 Mikron.
Vorzugsweise besitzt mehr als 80% des Pulvers eine Partikelgröße von weniger
als 20 Mikron.
-
Tablettieren
-
In
einer anderen Ausführungsform
kann die erfindungsgemäße feste
TCMTB-Formulierung zu Tabletten geformt werden. „Tabletten"-Formen beinhalten Tabletten selbst
sowie andere feste Formen, die auf dem Gebiet bekannt sind, wie
Stifte, Pucks, Briketts, Pellets und Ähnliche. Eine beliebige Form
der Tablette kann verwendet werden. Tabletten können hergestellt werden durch
Pressen einer vorstehend beschriebenen festen pulverförmigen TCMTB-Pulverformulierung.
Die Partikelgröße des Pulvers
kann variieren und hängt
im Allgemeinen von der Größe der zu
bildenden Tablette ab. Größere Tabletten
benötigen
nicht so eine geringe Partikelgröße wie kleinere
Tabletten. Das Pulver, das zur Bildung einer Tablette verwendet
wird, besitzt vorzugsweise eine Partikelgröße von weniger als 12 Mesh
und kann ungefähr
200 bis ungefähr
400 Mesh oder weniger sein.
-
Die
Größe der erfindungsgemäßen Tablette
kann variieren in Abhängigkeit
von ihrer beabsichtigten Verwendung. Zum Beispiel können Wasserbehandlungstabletten,
die verwendet werden, um einen Swimmingpool oder einen Kühlturm zu
behandeln, ungefähr
200 bis 400 g sein. Wie der Fachmann weiß, hängt die Tablettengröße zu einem
gewissen Ausmaß von
der Größe und den
Bedürfnissen
des bestimmten Systems ab.
-
Vor
dem Pressen der festen pulverförmigen
TCMTB-Formulierung zu einer Tablette können andere Tablettierungskomponenten
wie jene, die vorstehend erläutert
werden, zu der festen pulverförmigen TCMTB-Formulierung
in einem wahlweisen Mischschritt, vorzugsweise einem Trockenmischschritt,
hinzugefügt
werden. Folglich kann die feste pulverförmige TCMTB-Formulierung mit
beispielsweise einem Zerfallgeschwindigkeitsreguliermittel, einem
Antibackmittel, einem Farbstoff und/oder anderen Tablettierungskomponenten
vermischt werden. Ein zusätzliches
Mahlen und/oder Sieben kann auch nach dem Vermischen, falls erwünscht oder
notwendig, durchgeführt
werden. Wenn die flüssigen
Formulierungen an dieser Stelle hinzugefügt werden, können auch
zusätzliche
Trocknungs-, Mahl- und/oder Siebschritte verwendet werden.
-
Das „Pressen" des Pulvers zu einer
Tablette kann unter Verwendung von Verfahren zur Tablettenbildung
erreicht werden, die auf dem Gebiet bekannt sind. Vorzugsweise wird
das pulverförmige
TCMTB zu einer Tablette unter der Verwendung von Druck gepresst.
Tablettierungsdrücke
liegen im Allgemeinen im Bereich von ungefähr 10 bis ungefähr 40 Tonnen
pro Inch2.
-
Die
Menge des anzulegenden Drucks, um das Pulver zu einer Tablette zu
pressen, sollte nicht zu niedrig sein, so dass die erhaltene Tablette
schwach und ohne Integrität
ist, oder sich bei Anwendungen der verzögerten Freigabe zu schnell
löst. Wenn
der Druck zu hoch ist, kann sich die Tablette zu langsam lösen. Der tatsächliche
Druck, der eingesetzt wird, um eine Tablette aus einem beliebigen
bestimmten Pulver herzustellen, wird zu einem gewissen Ausmaß von der
endgültigen
Verwendung der Tablette (schneller Zerfall oder verzögerte Freigabe),
ihren Komponenten und deren relativen Anteilen in dem Gemisch abhängen. In
jedem Fall wird es eine Routinesache sein, das bevorzugte Verfahren
und/oder Druck für
die Tablettierung der erfindungsgemäßen festen pulverförmigen TCMTB-Formulierungen
festzustellen.
-
Verpackung
der festen TCMTB-Formulierung
-
Wenn
eine erfindungsgemäße feste
TCMTB-Formulierung verwendet wird, ist es bevorzugt, direkten Kontakt
mit dem Verbraucher zu vermeiden. Um einen direkten Verbraucherkontakt
zu verringern oder sogar zu eliminieren, kann eine feste TCMTB-Formulierung
in einem wasserlöslichen
Behälter
enthalten sein. Vorzugsweise ist der wasserlösliche Behälter ein verschlossener wasserlöslicher
Beutel. Die Menge der festen TCMTB-Formulierung, die in dem wasserlöslichen
Behälter
enthalten ist, kann im Allgemeinen von der Menge an TCMTB und/oder
anderen Wirkstoffen in der Formulierung und ihrer beabsichtigten
Verwendung abhängen. Jedoch
besitzt ein üblicher
wasserlöslicher
Beu tel eine Mindestkapazität
von ungefähr
100 Gramm bis 900 Gramm aus Gründen
der Annehmlichkeit.
-
Die
Verpackung der festen TCMTB-Formulierungen in wasserlöslichen
Behältern
verringert nicht nur ein Aussetzen bei der Handhabung sondern erlaubt
auch ein angenehmes Einteilen der Größe nach für eine Vielzahl von kommerziellen
und industriellen Kühlwassersystemen,
Ledergerbbetrieben und Holzbehandlungskonservierungsanwendern, wie
vorstehend erläutert.
Durch das Verpacken des festen TCMTB in angenehmen Größen für regulierte
Dosierungen kann ein Verbraucher das feste TCMTB zu einem wässrigen
System hinzufügen,
ohne dass er direkt mit der festen TCMTB-Formulierung selbst in
Kontakt kommt. Da der Behälter
selbst wasserlöslich
ist, sollte seine Integrität
beibehalten werden, indem sein Aussetzen gegenüber übermäßiger Feuchtigkeit verringert
wird. Dies kann erreicht werden, indem die Behälter in eine schützende feuchtigkeitsfeste äußere Verpackung
verpackt werden.
-
Ein
wasserlöslicher
Behälter
kann aus einer Anzahl von wasserlöslichen Filmen, die handelsüblich erhältlich sind,
hergestellt werden. Geeignete wasserlösliche filmbildende Materialien
werden in Dunlop et al., US-Patent 3,198,740 und Gladfelter et al.,
US-Patent 5,235,615,
die durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen werden, erläutert. Wasserlösliche filmbildende
Materialien, die für
die Erfindung geeignet sind, beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein,
die folgenden: Polyvinylalkohol, Polyvinylacetat, Methylcellulose, Hydroxyethylcellulose,
Carboxymethylcellulose, Natriumcarboxymethylhydroxyethylcellulose,
Polyvinylpyrrolidon, Poly(alkyl)oxazolin und filmbildende Derivate
von Polyethylenglycol.
-
Ein
bevorzugtes wasserlösliches
Polymer ist Polyvinylalkohol, das ein ausgezeichnetes filmbildendes Material
ist. Filme, die aus Polyvinylalkohol gebildet werden, zeigen eine
Stärke
und Biegsamkeit unter den meisten Bedingungen. Handelsüblich erhältliche
Polyvinylalkoholformulierungen zum Gießen als Filme variieren bezüglich des
Molekulargewichts und dem Grad der Hydrolyse. Für die meisten Filmanwendungen
sind Molekulargewichte im Bereich von ungefähr 10.000 bis ungefähr 100.000
bevorzugt. Die Hydrolyse ist der prozentuale Anteil, mit dem Acetatgruppen
des Polyvinylalkohols mit Hydroxylgruppen substituiert sind. Für Filmanwendungen
beträgt
der Bereich der Hydrolyse üblicherweise
ungefähr
70% bis 100%. Folglich beinhaltet der Begriff „Polyvinylalkohol" üblicherweise Polyvinylacetatverbindungen.
Ein Polyvinylalkoholfilm kann hygroskopisch sein und seine physikalischen
Eigenschaften können
sich mit Veränderungen
der Temperatur und Feuchtigkeit ändern.
Folglich sollte der verschlossene wasserlösliche Behälter, der die feste TCMTB-Formulierung
enthält,
von der atmosphärischen
Feuchtigkeit geschützt
werden.
-
Wasserlösliche Filme
und die wasserlöslichen
Beutel, die davon hergestellt werden, sind von einer Anzahl von
Handelsquellen erhältlich,
einschließlich
MONO-SOL Registered TM-Division von Chris Craft Industries Inc.
Eine besonders brauchbare Art eines wasserlöslichen Polyvinylalkoholfilms
ist die 7-000-Serie von Polyvinylalkoholfilmen, die erhältlich sind
von MONO-SOL Registered TM-Division von Chris Craft Industries Inc.
Die 7-000-Serie von Polyvinylalkoholfilmen löst sich bei der Wassertemperatur
von ungefähr
1°C bis
95°C. Solche
Filme sind nicht toxisch und zeigen einen hohen Grad an chemischer
Beständigkeit.
Ein 0,002 Inch +/- 0,0002 Inch-dicker 7-000-Serie Polyvinylalkoholfilm
besitzt die Eigenschaften und die Leistungseigenschaften, die in
Tabelle 1 gezeigt werden:
-
-
Wenn
ein wasserlöslicher
Film zur Verwendung in dem wasserlöslichen Behälter ausgewählt wird, sollte man die Wassertemperatur
in Betracht ziehen, bei der sich der wasserlösliche Behälter auflösen soll. Es ist erwünscht, einen
wasserlöslichen
Film auszuwählen,
der sich bei einer geringen Wassertemperatur löst, so dass die Erfindung ordentlich über einen
großen
Bereich von Wassertemperaturen funktioniert. Brauchbare wasserlösliche Filme
zur Verwendung in wasserlöslichen
Behältern
beinhalten jene, die sich bei einer Wassertemperatur, die so niedrig
ist wie ungefähr
1°C, lösen.
-
Es
ist auch wichtig, einen wasserlöslichen
Film auszuwählen,
der nicht mit der festen TCMTB-Formulierung, die in dem wasserlöslichen
Behälter
enthalten ist, reagiert. Andere Faktoren, die in Betracht gezogen werden
sollten, wenn ein wasserlöslicher
Film ausgewählt
wird, um einen wasserlöslichen
Behälter
zu bilden, beinhalten die folgenden: die Wirkung des wasserlöslichen
Films auf die Ausrüstung
einschließlich
Pumpen, Rohre und Düsen;
die Wirkung des wasserlöslichen
Films auf das Abwasser; die Toxizität des wasserlöslichen Films;
die Bedruckbarkeit des wasserlöslichen
Films und die Eigenschaften, die erlauben, dass der wasserlösliche Film
in einer automatisierten Beutelherstellenden Ausrüstung verwendet
werden kann (d. h. Verschließbarkeit,
Zugfestigkeit und Zerreißfestigkeit).
Die Bedruckbarkeit ist ein Faktor, da es erwünscht sein kann, geeignete
Warnungen und Instruktionen auf den wasserlöslichen Behälter zu drucken.
-
Materialien,
die geeignet sind als wasserlösliche
Behälter,
sollten die folgenden Mindesteigenschaften besitzen, damit sie erfolgreich
eingesetzt werden können.
Das Material sollte einen maximalen Heißstangenwärmeverschlussbereich von ungefähr 175°C besitzen.
Das Material sollte einen Mindestwassertemperaturbereich für die Löslichkeit
von ungefähr
1°C besitzen.
Das Material sollte eine Mindestzugfestigkeit (beim Bruch) von ungefähr 6000
lb/in2 nach dem ASTM D822-Testverfahren
besitzen. Das Material sollte eine Mindestzerreißfestigkeit von ungefähr 1000
g/mil nach dem ASTM D1922-Testverfahren besitzen. Das Material sollte
eine Mindeststreckung von ungefähr
450% gemäß dem ASTM
D822-Testverfahren besitzen.
-
Ein
erfindungsgemäßer wasserlöslicher
Behälter
kann beliebige Dimensionen besitzen, die notwendig sind, um die
erwünschte
Menge der festen TCMTB-Formulierung einzuschließen. Ein wasserlöslicher
Behälter kann
nach den allgemeinen Verfahren herge stellt werden, die in der Grundstofffilm-Verpackungsherstellungsindustrie
eingesetzt werden.
-
Der
bevorzugte erfindungsgemäße wasserlösliche Beutel
kann aus dem wasserlöslichen
Film hergestellt werden, indem zwei rechteckige Bögen des
wasserlöslichen
Films aufeinander gelegt werden, so dass die Kanten übereinstimmen,
und die drei Kanten unter Verwendung einer Verschlussausrüstung und
Verfahren, die in der Industrie bekannt sind, wärmeverschlossen oder wasserverschlossen
werden. Nachdem die drei Kanten verschlossen worden sind, wird der
wasserlösliche
Beutel gefüllt,
indem die ausgewogene feste TCMTB-Formulierung hineingegossen wird,
und zuletzt die vierte Kante danach verschlossen wird. Die Dicke einer
Wand des wasserlöslichen
Beutels kann im Bereich von ungefähr 20 bis 90 Mikron, vorzugsweise
ungefähr
25 bis 50 Mikron, aus Gründen
der Löslichkeit
liegen und am meisten bevorzugt ungefähr 50 Mikron aus Gründen einer
wirksamen Aufbewahrung, Löslichkeit
und Bearbeitbarkeit. Üblicherweise
kann die Länge
des wasserlöslichen
Beutels im Bereich von ungefähr
6 bis 18 Inch, vorzugsweise ungefähr 8 bis 16 Inch liegen, aus
Gründen
einer automatisierten Befüllung,
und am meisten bevorzugt ungefähr
10 bis 14 Inch aus den Gründen,
dass er innerhalb der Abfüllvorrichtung
passt. Die Breite des wasserlöslichen
Beutels kann im Bereich von ungefähr 5 bis 10 Inch, vorzugsweise
ungefähr
6,5 bis 8 Inch liegen aus den Gründen
einer automatisierten Befüllung
und am meisten bevorzugt ungefähr
7 bis 7,5 Inch. Der wasserlösliche
Beutel sollte vorzugsweise eine Auflösungsgeschwindigkeit im Bereich
von ungefähr
0,5 bis 30 Minuten bei einer Wassertemperatur von ungefähr 5 bis
85°C und
einem Wasserdruck von ungefähr
25 bis 30 psig besitzen.
-
Wie
vorstehend erläutert,
kann eine wasserundurchlässige äußere Verpackung
vorgesehen sein, um den wasserlöslichen
Behälter
von der atmosphärischen
Feuchtigkeit während
der Lagerung, Verschiffung und Handhabung zu schützen. Beispielsweise kann eine äußere Verpackung
mit einem wiederverschließbaren Reißverschluss
verwendet werden. Die äußere Verpackung
hilft dabei, einen Schaden durch die atmosphärische Feuchtigkeit, wie eine
hohe Feuchtigkeit, Regen und Tau, und vor zufälligem Kontakt mit Wasser durch Spritzen
oder feuchte Hände
zu vermeiden. Diese wasserundurchlässige äußere Verpackung kann entweder für einen
individuellen wasserlöslichen
Beutel oder eine Gruppe von Beuteln vorgesehen sein, was immer für den individuellen
Fall am meisten erwünscht
erscheint. Vorzugsweise ist die wasserundurchlässige äuße re Verpackung individuell
für jeden
Beutel vorgesehen aus Gründen
der Verbrauchersicherheit und Annehmlichkeit und dem Produktschutz.
Wenn einmal die wasserundurchlässige äußere Verpackung
entfernt ist, sollte der wasserlösliche
Behälter
von Wasserkontakt geschützt
werden oder in das wässrige
System gebracht werden. Zusätzlich
kann eine wasserundurchlässige äußere Verpackung
verwendet werden, um den wasserlöslichen Beutel
von einer Aussetzung gegenüber
Licht zu schützen.
-
Die
wasserundurchlässige äußere Verpackung
kann eine Vielzahl von Formen umfassen, einschließlich, ohne
darauf beschränkt
zu sein, die folgenden: eine Box, ein Karton, ein Umschlag, ein
Beutel, eine Dose, ein Kübel,
eine Dose und eine Flasche. Vorzugsweise umfasst die wasserundurchlässige äußere Verpackung einen
flexiblen Beutel aus Gründen
der Leichtigkeit der Handhabung und der Lagerung.
-
Geeignete
Materialien für
die wasserundurchlässige äußere Verpackung
beinhalten, ohne darauf beschränkt
zu sein, die folgenden: Polyolefinfilme, wie Polyethylen oder Polypropylen,
Kraftpapier, das feuchtigkeitsfest gemacht werden kann durch Polyethylen,
feuchtigkeitsfestes Zellophan, Pergaminpapier, Metallfolien, metallisierte
Polymerfilme, Mylar, Polyester, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid
oder gewachstes Papier und Kombinationen von diesen Materialien
wie in Laminaten. Die Auswahl des Materials für die wasserundurchlässige äußere Verpackung
wird durch eine Anzahl von Faktoren bestimmt, einschließlich der
Kosten des Materials und der benötigten
Stärke.
Vorzugsweise umfasst die wasserundurchlässige äußere Verpackung einen Polyethylenfilm
aus Gründen
der Kosten des Materials und der Feuchtigkeitsbarriereneigenschaften.
-
Ein
bevorzugter Polyethylenfilm, der von verschiedenen Herstellung zur
Verwendung in der Herstellung der wasserundurchlässigen äußeren Verpackung erhältlich ist,
besitzt die folgenden Eigenschaften: Struktur
Antistatische
Beschichtung | |
Niederdruckpolyethylen | 20% |
Weißes lineares
Hochdruckpolyethylen | 60% |
Surlyn
(verschließende
Schicht) | 20% |
Dicke:
absolute Mindestdicke 2,70 mil. Inch | |
* | Wert |
Eigenschaften | |
Klarheit
(prozentuale Lichtdurchlässigkeit) | 34,4% |
Ausbeute
(in2/lb) | 10,561 |
Wärmeverschlussbereich | 90–120°C, 60 psi |
* | ½ Sekunde
Verweilzeit |
Wasserdampfdurchlassungsgeschwindigkeit | 0,18 |
WVTR
(g/100 in2/24 Std. bei 38°C, 90% relative
Luftfeuchte) | |
Sauerstoffsdurchlassungstest | 95,0 |
O2 trans (cm3/100
in2/24 Std./1 atm/23°C, 50% relative Luftfeuchte) | |
Leistungseigenschaften | |
Zugfestigkeit
(bei Bruch) | 3300
min–3900
max. psi |
Zerreißfestigkeit | 616
g MD/536G MD |
Streckung | 663%
MD/620% CD |
Sprungimpakt
(50%iges Fehlschlagen) | 214G |
-
Die
Materialien, die als die wasserundurchlässige äußere Verpackung brauchbar sind,
sollten vorzugsweise bestimmte Mindesteigenschaften besitzen, um
erfolgreich als die wasserundurchlässige äußere Verpackung eingesetzt
zu werden. Vorzugsweise besitzt das äußere Verpackungsmaterial eine
Wasserdampfdurchlässigkeitsgeschwindigkeit
(WVTR) von nicht mehr als ungefähr
0,5 g/100 in2/24 Std. bei ungefähr 40°C, 90% relativer
Luftfeuchte; eine Mindestzugfestigkeit (bei Bruch) von ungefähr 3000
psi; eine Mindestwanddicke von ungefähr 35 Mikron und eine Mindestkapazität von ungefähr 100 g.
-
Beutel,
die als die feuchtigkeitsundurchlässige äußere Verpackung dienen, werden
durch Verfahren hergestellt, die auf dem Gebiet bekannt sind, ähnlich wie
die wasserlöslichen
Filmbeutel; drei Kanten werden wärmeverschlossen,
außer
dass die Filme üblicherweise
so zugeschnitten werden, dass sie ungefähr 1 bis 3 Inch breiter und
1 bis 4 Inch länger
sind als der wasserlösliche
Beutel, den sie enthalten. Ein Rand der feuch tigkeitsundurchlässigen äußeren Verpackung,
vorzugsweise der Seitenrand, kann einen Schlitz enthalten, der sich
teilweise durch den Rand ausbreitet, um dem Verbraucher beim Öffnen der
feuchtigkeitsundurchlässigen äußeren Verpackung
zu helfen. Die vierte Seite kann vorzugsweise durch bekannte Mittel,
die auf dem Gebiet bekannt sind, verschlossen werden, wie einem
Reißverschluss,
oder durch Wärme,
um wenigstens einen ungefähr
10 mm Rand zu liefern.
-
Verfahren
zur Verwendung der festen TCMTB-Formulierungen
-
Eine
erfindungsgemäße feste
TCMTB-Formulierung kann bei einer Vielzahl von industriellen Anwendungen
und Verfahren zur Regulierung der Mikroorganismen angewandt werden.
Die Formulierung kann anstelle und auf die gleiche Weise wie andere
mikrobizide Formulierungen, die herkömmlicher Weise in der bestimmten
Industrie verwandt werden, eingesetzt werden. Wie vorstehend erläutert, beinhalten
diese Industrien, ohne darauf beschränkt zu sein, die Lederindustrie,
die Holzindustrie, die Papier herstellende Industrie, die Textilindustrie,
die landwirtschaftliche Industrie und die Beschichtungsindustrie.
Die feste TCMTB-Formulierung kann auch mit wässrigen Systemen, wie jenen,
wie sie vorstehend erläutert
werden, die einem mikrobiologischen Angriff und Zerstörung ausgesetzt
sind, verwendet werden. Die Probleme, die durch den mikrobiologischen
Angriff und Zerstörung
in diesen verschiedenen Anwendungen verursacht werden, wurden vorstehend
beschrieben. Die Verwendung der erfindungsgemäßen festen TCMTB-Formulierung zum
Regulieren des Wachstums der Mikroorganismen in besonderen beispielhaften
Anwendungen wird nachstehend beschrieben.
-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regulieren des Wachstums von
wenigstens einem Mikroorganismus auf verschiedenen Substraten und
in verschiedenen flüssigen
Systemen. Das Verfahren umfasst den Schritt der Behandlung eines
Substrats oder einer Flüssigkeit,
die gegenüber
mikrobiologischem Wachstum oder Angriff anfällig ist, mit einer festen
TCMTB-Formulierung, wie vorstehend beschrieben. Das TCMTB liegt
in einer Menge vor, die wirksam ist, um das Wachstum von wenigstens
einem Mikroorganismus auf dem Substrat oder in der Flüssigkeit
zu regulieren. Wie vorstehend erwähnt, bedeutet die Regulierung
des Wachstums eines Mikroorganismus auf einem Substrat oder in einem
wässrigen
System die Regulierung zu, auf oder unterhalb eines erwünschten
Niveaus und für
einen erwünschten
Zeitraum für
das bestimmte Substrat oder System. Dies kann variieren von einer
vollständigen
Verhinderung oder Hemmung des mikrobiologischen Wachstums zu der
Regulierung auf einem bestimmten erwünschten Niveau und für eine bestimmte
Zeit.
-
Üblicherweise
wird die feste TCMTB-Formulierung zu einem Lösungsmittel hinzugefügt, um eine
flüssige
TCMTB-Formulierung zu bilden. Vorzugsweise ist das Lösungsmittel
Wasser. Diese flüssige
Formulierung wird danach mit dem Substrat oder dem flüssigen System
in Kontakt gebracht, für
das die Regulierung bezüglich
Mikroorganismen erwünscht
ist. Im Allgemeinen ist das flüssige
System, was zu behandeln ist, ein wässriges System. Durch die Regulierung
des Wachstums von mindestens einem Mikroorganismus in einem wässrigen
System, wird das wässrige
System und auch die Oberflächen
und Substrate, die in Kontakt sind mit dem wässrigen System, vor biologischer
Zerstörung
geschützt.
Bevorzugte Anwendungen von diesem allgemeinen Verfahren werden nachstehend
erläutert.
-
In
einer Ausführungsform
kann eine feste TCMTB-Formulierung in der Lederindustrie verwendet
werden, um das Wachstum von Mikroorganismen auf einer Tierhaut während eines
Gerbverfahrens zu regulieren. Um diese Regulierung zu erreichen,
würde die
Tierhaut mit einer Menge an TCMTB in Kontakt gebracht, die wirksam
ist, um das Wachstum von wenigstens einem Mikroorganismus auf der
Tierhaut zu regulieren. Eine feste TCMTB-Formulierung kann in dem
Gerbverfahren in ähnlichen
Mengen und auf eine ähnliche
Weise verwendet werden, wie sie bei der Anwendung von anderen Mikrobiziden,
die in der Gerbindustrie verwendet werden. Die Art der Tierhaut
kann eine beliebige Art einer Tierhaut oder Haut sein, die gegerbt
wird, z. B. eine Kuhhaut, Schlangenhaut, Alligatorhaut, Schafshaut
und Ähnliche.
Die verwendete Menge wird zu einem gewissen Ausmaß abhängen von
dem Grad des mikrobiologischen Widerstands, der benötigt wird,
und kann auf einfache Weise durch den Fachmann ermittelt werden.
-
Ein übliches
Gerbverfahren umfasst eine Anzahl von Schritten einschließlich, ohne
darauf beschränkt zu
sein, einen Beizschritt, einen Chromgerbschritt, einen pflanzlichen
Gerbschritt, einen Nachgerbungswaschschritt, einen Wiedergerbschritt,
einen Färbungsschritt
und einen Fettlicker-Schritt. Eine feste TCMTB-Formulierung kann
während
allen Verfahrensschritten in dem Gerbverfahren verwendet werden,
zusätzlich
zu jenen Schritten, bei denen ein bekanntes mikrobiologisches Problem
auftritt. In jedem Schritt kann eine feste TCMTB-Formulierung zu
der geeigneten Gerbflüssigkeit
hinzugefügt
werden, die auf die Tierhaut aufgebracht wird, die eine Gerbung
durchläuft.
-
Das
Zufügen
einer festen TCMTB-Formulierung zu einer Gerbflüssigkeit schützt die
Tierhaut vor mikrobiologischer Zerstörung während des Gerbverfahrens. Vorzugsweise
wird die Formulierung gleichförmig dispergiert,
z. B. unter Rühren
in eine geeignete Flüssigkeit,
die in einem Gerbverfahren verwendet wird, oder zugefügt zu einer
geeigneten Flüssigkeit
in einem stattfindenden Gerbverfahren. Übliche Gerbflüssigkeiten
beinhalten z. B. eine Beizflüssigkeit,
eine Chromgerbflüssigkeit,
eine pflanzliche Gerbflüssigkeit,
eine Nachgerbungswaschflüssigkeit,
eine Wiedergerbflüssigkeit,
eine Farbstoffflüssigkeit
und ein Fettlicker. Dieses Verfahren zur Auftragung schützt die
Tierhäute
gegen mikrobiologische Angriffe, Zerstörung und andere mikrobiologische
Schädigung.
-
Im
Allgemeinen kann die feste TCMTB-Formulierung in einer Höhe von ungefähr 225–1150 Gramm pro
1000 lb von rohen fleischseitigen Tierhäuten oder Häuten verwendet werden, um ein
bakterielles Wachstum auf kochsalzkonservierten Tierhäuten und
Häuten
zu verhindern. Eine feste TCMTB-Formulierung wird vorzugsweise vor
oder sofort, nachdem die Tierhäute
den Durchführungskanal
(Raceway) verlassen haben, hinzugefügt. Um ein ausreichendes Vermischen
sicherzustellen, können
die Beutel und/oder Tabletten einzeln zu der Eingabeseite der Durchführungskanalschaufel
hinzugefügt
werden.
-
Zusätzlich kann
eine feste TCMTB-Formulierung verwendet werden, um eine bakterielle
Zerstörung von
Tierhäuten
und Häuten
während
des Einweichungsverfahrens zu vermeiden. Eine feste TCMTB-Formulierung
kann in einer Höhe
von ungefähr
450 bis 900 Gramm pro 450 kg von rohen oder kochsalzkonservierten fleischseitigen
Tierhäuten
oder Häuten
verwendet werden. Auch kann ein TCMTB verwendet werden, um ein Schimmelwachstum
auf chrom- oder pflanzlich gegerbten Tierhäuten oder Häuten während der Gerbungs- oder Nachgerbungsschritte
vor dem Beenden zu vermeiden. Eine feste TCMTB-Formulierung kann
mit einer Behandlungsrate von ungefähr 225 Gramm bis 1360 Gramm
pro 450 Kilogramm Gewicht nach dem Äscherverfahren verwendet werden.
Einzelne Beutel oder Tabletten von festem TCMTB können direkt
zu dem Gerbfass oder -behälter
hingefügt
werden oder in einer chemischen Mischbox während des Gerbverfahrens gelöst werden.
-
In
einer etwas analogen Art kann eine erfindungsgemäße feste TCMTB-Formulierung
auch eingesetzt werden, um das Wachstum von Mikroorganismen auf
einem Textilsubstrat in einem Textilherstellungsverfahren zu regulieren.
Das Inkontaktbringen des Textilsubstrats mit TCMTB gemäß der Erfindung
reguliert wirksam das Wachstum eines Mikroorganismus auf dem Textilsubstrat.
In einem Textilverfahren kann die Kombination in ähnlichen
Mengen und auf ähnliche
Weise wie andere Mikrobizide verwendet werden, die in einem solchen Verfahren üblicherweise
verwendet werden. Wie ein Fachmann verstehen würde, hängen die speziellen Mengen
im Allgemeinen von dem Textilsubstrat und dem Grad des benötigten mikrobiologischen
Widerstandes ab.
-
Um
das mikrobiologische Wachstum zu regulieren, taucht man bei einem
Textilverfahren im Allgemeinen das Textilsubstrat in ein Bad, das
ein Mikrobizid enthält,
einzeln oder mit anderen Chemikalien, die verwendet werden, um das
Textilsubstrat zu behandeln. Als Alternative kann das Textilsubstrat
mit einer Formulierung besprüht
werden, die ein Mikrobizid enthält.
Eine erfindungsgemäße feste
TCMTB-Formulierung kann direkt zu dem Bad oder dem Spray vor oder
während
der Verwendung hinzugefügt
werden. In dem Bad oder dem Spray wird die erfindungsgemäße feste
TCMTB-Formulierung so hinzugefügt,
dass das TCMTB in einer Menge vorliegt, die wirksam ist, um das
Wachstum von mindestens einem Mikroorganismus auf dem Textilsubstrat
zu regulieren. Vorzugsweise sind das Bad und das Spray Formulierungen
auf Wasserbasis.
-
Um
den Wert seiner Rohstoffe und Produkte beizubehalten, muss die Holzindustrie
auch das Wachstum von Mikroorganismen regulieren, um eine mikrobiologische
Zerstörung
zu verhindern. Eine erfindungsgemäße feste TCMTB-Formulierung
ist wirksam zum Regulieren des Wachstums von Mikroorganismen auf
Holz. Üblicherweise
kann eine feste TCMTB-Formulierung verwendet werden, um das Holz
zu schützen
in ähnlichen Mengen
und auf eine ähnliche
Weise, die verwendet wird für
andere Mikrobizide, die in der Holzindustrie verwendet werden. Zum
Beispiel kann eine feste TCMTB-Formulierung
verwendet werden, um Splintflecken und Schimmel auf frisch geschlagenem
Hartholz und Weichholz, Baumstämmen,
Langhölzern,
Streben und Holz (Timber) zu regulieren. Das Inkontaktbringen des
Holzes mit einer wirksamen Menge an TCMTB kann erreicht werden durch
Besprühen
des Holzes mit einer wässrigen
Formulierung, die eine feste TCMTB-Formulierung enthält, und
bei Eintauchen des Holzes in ein Tauchbad, das die Formulierung
enthält.
Das Eintauchen des Holzes in ein wässriges Bad ist bevorzugt.
Vorzugsweise ist eine feste TCMTB-Formulierung gleichförmig in einem
Bad verteilt (z. B. durch Rühren),
bevor das Holz in das Bad eingetaucht wird oder während eines
ablaufenden Verfahrens. Im Allgemeinen werden ungefähr 6 bis
24–450
g-Beutel einer festen TCMTB-Formulierung pro 100 GalIonen Wasser
hinzugefügt.
Dieses Gemisch wird stark verrührt,
bis eine feste TCMTB-Formulierung vollständig dispergiert ist. Die Geschwindigkeiten,
die verwendet werden, werden gemäß der Temperatur,
Feuchtigkeit, Holzfeuchtigkeit, Lagerbedingungen usw. variieren.
Unter Bedingungen, die geeignet sind für ein aggressives Schimmelwachstum,
sollte die hohe Geschwindigkeit, die vorstehend erwähnt wird, verwendet
werden. Die Behandlung sollte so schnell wie möglich gemacht werden, nachdem
das Holz geschlagen ist, und immer innerhalb von 24 Stunden nach
dem Schlagen.
-
Im
Allgemeinen wird das Holz in das Bad eingetaucht, herausgenommen,
tropfgetrocknet und danach luftgetrocknet. Die Eintauchzeit wird,
wie auf dem Gebiet bekannt ist, von einer Vielzahl von Faktoren
abhängen,
wie dem Grad des erwünschten
mikrobiologischen Widerstandes, dem Feuchtigkeitsgehalt des Holzes, der
Art und Dichte des Holzes usw. Ein Druck kann angelegt werden, um
die Penetration der Kombination in das Holz, das zu behandeln ist,
zu fördern.
Das Anlegen eines Vakuums auf der oberen Oberfläche des Holzes kann auch verwendet
werden, um das Holz zu entgasen und um eine erhöhte Befeuchtung des Holzes
durch ein Bad zu fördern.
-
Eine
erfindungsgemäße feste
TCMTB-Formulierung findet auch Verwendung in der landwirtschaftlichen
Industrie. Um das Wachstum von Mikroorganismen auf einem landwirtschaftlichen
Produkt zu regulieren, wie einem Samen oder einer Pflanze, kann
der Samen oder die Pflanze mit TCMTB in einer Menge in Kontakt gebracht
werden, die wirksam ist, um das Wachstum von wenigstens einem Mikroorganismus
auf dem Samen oder der Pflanze zu regulieren. Dieser Schritt des
Inkontaktbringens kann erreicht werden unter Verwendung von Mengen,
die in der landwirtschaftlichen Industrie für andere Mikrobizide bekannt
sind. Zum Beispiel kann der Samen oder die Pflanze mit einer wässrigen
Formulierung, die eine feste TCMTB-Formulierung enthält, besprüht werden,
oder in ein Bad eingetaucht werden, das die Formulierung enthält. Nachdem
der Samen oder die Pflanze besprüht
oder eintaucht wurde, werden sie im Allgemeinen durch Mittel getrocknet,
die auf dem Gebiet bekannt sind, wie Tropftrocknen, Wärmetrocknen
oder Lufttrocknen. Für
Pflanzen oder Ernten kann das TCMTB auch unter Verwendung einer
Bodeneinweichung aufgetragen werden. Eine Bodeneinweichung ist besonders
von Vorteil, wenn die in Betracht gezogenen Mikroorganismen den
Boden bewohnen, der die Pflanze umgibt.
-
Ein
noch weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Regulieren von Mikroorganismen in einem wässrigen System, das in der
Lage ist, ein solches Wachstum zu unterstützen. Das wässrige System wird mit einer
festen TCMTB-Formulierung behandelt, so dass das TCMTB in einer
Menge vorliegt, die wirksam ist, um das Wachstum von wenigstens
einem Mikroorganismus in dem wässrigen
System zu regulieren. Dies beinhaltet das Regulieren und vorzugsweise
Vermeiden einer Schleimbildung in dem wässrigen System.
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Beispiele
von verschiedenen wässrigen
Systemen beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein, Ölfeldwasser,
Latexe, oberflächenaktive
Mittel, Dispergiermittel, Stabilisatoren, Verdickungsmittel, Haftungsmittel, Stärken, Wachse,
Proteine, Emulgiermittel, Zelluloseprodukte, wässrige Emulsionen, wässrige Waschmittel, Beschichtungsformulierungen,
Anstreichformulierungen, Alaunformulierungen und Harze, die in wässrigen
Lösungen,
Emulsionen oder Suspensionen formuliert sind. Eine feste TCMTB-Formulierung
kann auch in wässrigen
Systemen eingesetzt werden, die in industriellen Verfahren verwendet
werden, wie Metallarbeitsflüssigkeiten,
Kühlwasser
(sowohl Eingangskühlwasser
als auch Abgangskühlwasser)
und Abwasser einschließlich Abwasser
oder Desinfektionswasser, die eine Behandlung des Abfalls im Wasser
unterlaufen, z. B. Abwasserbehandlung.
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Wie
vorstehend erwähnt,
kann eine feste TCMTB-Formulierung verwendet werden, um Algen, Bakterien
und Pilze in industriellen Rücklaufwassersystemen
zu regulieren, wie einem Kühlwassersystem
oder einer Metallarbeitsflüssigkeit.
Eine feste TCMTB-Formulierung kann zu einem existierenden rückfließenden Wassersystem
hinzugefügt
werden. Wenn ein rückfließendes Wassersystem
behandelt wird, sollte das System vorzugsweise sorgfältig gereinigt
sein vor der Zugabe des TCMTB, um altes Algenwachstum, mikrobiologischen Schleim
und andere Rückstände zu entfernen.
Das System sollte danach entwässert,
gespült
und wieder mit Wasser gefüllt
werden und mit einer ersten Dosis von ungefähr 1 bis 2–100 g-Beutel(n) einer festen TCMTB-Formulierung
pro 1000 Gal- Ionen
Wasser in dem System behandelt werden. Eine darauf folgende Zugabe
von ungefähr
1–100
g-Beutel der festen TCMTB-Formulierung pro 1000 GalIonen kann alle
1 bis 5 Tage gemacht werden in Abhängigkeit der Menge des aus
dem Kreislauf abgezweigten Stroms des Systems und der Schwere des
mikrobiologischen Bewuchses.
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Um
die bakterielle und Pilzzerstörung
der Flüssigkeiten
oder Schlämme,
die bei dem Bohren von Quellen verwendet werden, zu hemmen, wird
eine feste TCMTB-Formulierung in eine Bohrflüssigkeit mit Konzentrationen
von ungefähr
4 bis 24–450
g-Beuteln von Busan 1350 pro 1000 GalIonen der Flüssigkeit
eingearbeitet.
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Wie
vorstehend offenbart, kann eine feste TCMTB-Formulierung verwendet
werden, um sulfatreduzierende Bakterien, schleimbildende Bakterien
und Pilze in Ölfeldwasser,
Polymeren oder mizellaren Flutungen, Wasserdispersalsystemen und
anderen Ölfeldwassersystemen
verwendet werden. Üblicherweise
liegen die Dosierungsraten von festen TCMTB-Formulierungen im Bereich
von ungefähr
1 bis 4–100
g-Beutel(n) pro 1000 GalIonen zu behandelndes Wasser. Zugaben sollten
kontinuierlich oder in Abständen
erfolgen mit Hilfe einer Dosierpumpe an der freien Wasserausleerung,
vor oder nach den Einspritzpumpen und Bohrlochsockeln. Als Alternative
kann ein unterbrochenes oder zähflüssiges Verfahren
zur Behandlung verwendet werden, wenn das System besonders verschmutzt
ist oder um die Regulierung beizubehalten. Für so ein diskontinuierliches
oder zähflüssiges Verfahren
werden ungefähr
1 bis 4–100
g-Beutel der festen TCMTB-Formulierung pro 1000 GalIonen Wasser
1 bis 4 mal pro Woche oder wie benötigt, um die Regulierung beizubehalten, hinzugefügt.
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Eine
feste TCMTB-Formulierung kann auch verwendet werden als ein öllösliches
Konservierungsmittel zum Regulieren von Bakterien und Pilzen, die
die Zerstörung
von Rohöl
und raffinierten Ölen
während
der Lagerung verursachen. Rohöle
und raffinierte Öle
beinhalten, ohne darauf beschränkt
zu sein, olefinische, aromatische, paraffinische und naphthionische Öle. Eine
feste TCMTB-Formulierung kann zu dem Öl hinzugefügt werden, wenn es von dem
Verschiffungscontainer zu dem Lagerungstank übertragen wird, mit einer Rate
von ungefähr
1 bis 2–100
g-Beutel(n) der festen TCMTB-Formulierung pro 1000 GalIonen Öl. Die Zugabe
sollte chargenweise gemacht werden, wenn ein Vermischen stattfindet.
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Wie
mit den anderen Verwendungen, die vorstehend erläutert werden, kann eine erfindungsgemäße feste
TCMTB-Formulierung in den gleichen Mengen auf die gleiche Weise
wie Mikrobizide, die herkömmlicherweise
in diesen verschiedenen wässrigen
Systemen eingesetzt werden, verwendet werden. Die Formulierung schützt nicht
nur das wässrige
System vor der Verwendung oder bei der Lagerung, sondern in vielen
Fällen schützt sie
das wässrige
System, wenn sie verwendet wird oder bei geeigneten Anwendungen,
sogar nachdem das wässrige
System getrocknet wurde. Wenn die Formulierung z. B. in einer Anstrichformulierung
verwendet wird, schützt
sie nicht nur die Farbe in der Dose sondern auch den Farbfilm, nachdem
er auf ein Substrat aufgetragen wurde.
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Eine
andere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Regulieren des Wachstums
von Mikroorganismen auf Papier oder in einem Papierherstellungsverfahren,
z. B. in einer Pulpe oder Papieraufschlämmung, und auf einem fertigen
Papierprodukt, wie Papierkarton. Das Papier, die Pulpe oder die
Aufschlämmung
wird mit einer festen TCMTB-Formulierung in Kontakt gebracht, in
einer Menge, die wirksam ist, um das Wachstum von mindestens einem
Mikroorganismus auf dem Papier, der Pulpe oder in einer Aufschlämmung zu
regulieren. Der Schritt des Inkontaktbringens wird unter Verwendung
von Mitteln und Mengen erreicht, die auf dem Gebiet der Papierherstellung
bekannt sind.
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Nach
diesem Aspekt der Erfindung kann z. B. ein Formgewebe auf einer
Papierherstellungsmaschine (oder einer Faservliespulpe) mit TCMTB
in Kontakt gebracht werden durch Besprühen einer wässrigen Dispersion, enthaltend
eine feste TCMTB-Formulierung, auf die Pulpe, nachdem die Pulpe
die Pressen in einem Papierherstellungsverfahren verlässt. Als
Alternative kann eine feste TCMTB-Formulierung direkt zu einem Bad hinzugefügt werden,
das bei der Nass- oder Größenpresse
verwendet wird, und das Gewebe wird in Kontakt gebracht durch Abpressen
des Gewebes, um das TCMTB in das Gewebe mit beliebigen anderen Mitteln
einzuarbeiten, die bei der Presse angewendet werden. Weiterhin kann
die Pulpe in Kontakt gebracht werden durch Hinzufügen einer
festen TCMTB-Formulierung direkt zu dem Pulpen/Siebwassergemisch,
vorzugsweise bevor die Pulpe den Bildungsdraht erreicht.
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Bei
der Behandlung des Papiers (einschließlich Papierkarton und anderen
Zelluloseprodukten oder Substraten) kann eine feste TCMTB-Formulierung
zu Pulpenaufschlämmungen
in dem Stoffauflaufkasten, in der Substrat-bildenden Lösung oder
in dem Siebwassersystem zur Behandlung des Wassersystems selbst oder
zur Einarbeitung in den Körper
des Papiers hinzugefügt
werden. Als Alternative, wie bei anderen bekannten Mikrobizide kann
eine erfindungsgemäße TCMTB-Formulierung
in eine Beschichtung vermischt werden, die verwendet wird, um das
fertige Papier zu beschichten.
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Beispiele
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Beispiel 1
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Eine
erfindungsgemäße feste
pulverförmige
TCMTB-Formulierung wurde hergestellt durch Vermischen der folgenden
Komponenten in einem V-Mischer (P-K-Mischer):
Bestandteile | Gew.-%
(Endformel) |
TCMTB-60 | 13,34% |
Tergitol
XD | 1,00% |
Casul
70 HF | 0,15% |
Natriumsulfat,
wasserfrei | 64,30% |
Hi-Sil
233 | 2,00% |
Stepwet
DF-90 | 1.00% |
Zeolox
7 | 10,00% |
MTC
(Methylenbisthiocyanat) | 8,20% |
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TCMTB-60
enthält
TCMTB und die Dipropylenglycolmonomethylether.
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Tergitol
XD ist ein Blockcopolymer von Ethylenoxid und Propylenoxid, das
mit Butanol reagiert hat.
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Casul
70 HF ist Calciumdodecylbenzolsulfonat in einem Butanollösungsmittel.
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Hi-Sil
233 ist ein weißes
amorphes Kieselgel(Siliziumdioxid)-Pulver.
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Stepwet
DF 90 ist ein Produkt von Stepan Company, Northfield, IL. Die generische
Bezeichnung ist Natriumdodecylbenzolsulfonat.
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Zeolex
7 ist ein Produkt von J. M. Huber Corporation, Havre de Grace, MD.
Die generische Bezeichnung ist Natriumaluminosilikat.
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Die
feste pulverförmige
TCMTB-Formulierung wurde gebildet durch Zerkleinern von einem festen steinartigen
MTC in einem P-K-Mischer zu einem Pulver. Zu dem MTC-Pulver wurden die
anderen festen Komponenten, einschließlich wasserfreies Natriumsulfat,
Hi-Sil 233 und Zeolox 7, hinzugefügt, um eine Salzträgermatrixvormischung
zu bilden. Getrennt davon wurde das flüssige TCMTB mit den anderen
flüssigen
Komponenten, Tergitol XD, Casul 70 HF und Stepwet DF-90, vermischt,
um ein flüssiges
TCMTB-Gemisch zu bilden. Dieses flüssige TCMTB-Gemisch wurde danach
zu der Salzträgermatrixvormischung,
die in dem P-K-Mischer enthalten war, hinzugefügt. Die flüssigen und festen Komponenten
wurden miteinander ungefähr
50 Minuten lang vermischt, um ein Pulver zu bilden. Um eine ordentliche
Konsistenz des Pulvers sicherzustellen, wurde das erhaltene Pulver
gemischt, 30 Sekunden lang zerkleinert und danach 30 Sekunden lang
stehen gelassen. Dieses Zerkleinerungsverfahren wurde so oft wiederholt,
wie es nötig
war, um das gewünschte
pulverförmige Produkt
zu erreichen.
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Beispiel 2
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Die
folgende feste TCMTB-Tablettenformulierung wurde hergestellt unter
Verwendung eines V-Mischers (P-K-Mischer):
Bestandteile | Gew.-%
(Endformel) |
TCMTB-Lösung | 13,7% |
MTC | 10,4% |
Natriumsulfat,
wasserfrei | 62,9% |
Hi-Sil
233 (Kieselgel) | 0,5% |
Stearinsäure | 0,5% |
Stepwet
DF-90 | 1.00% |
Zeolox
7 | 10,00%% |
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Die
TCMTB-Lösung
enthielt 92% TCMTB-80, 7% der Tergitol XD und 1% Casul 70-HF.
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Die
Methoden, die in Beispiel 1 beschrieben werden, wurden zuerst verwendet,
um eine feste pulverförmige
TCMTB-Formulierung mit den vorstehend genannten Komponenten und
Gewichtsprozenten zu bilden. Dieses Pulver wurde danach in die Form
einer Tablette gepresst.
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Beispiel 3
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Eine
feste TCMTB-Tablettenformulierung wurde wie folgt formuliert:
Bestandteile | Gew.-%
(Endformel) |
TCMTB-Lösung | 14,5% |
MTC | 8,2% |
Natriumsulfat,
wasserfrei | 64,3% |
Hi-Sil
233 (Kieselgel) | 2,0% |
Stepwet
DF-90 | 1.0% |
Zeolex
7 | 10,0% |
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Die
Prozente sind Gewichtsprozente der fertigen TCMTB-Formulierung.
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Die
TCMTB-Lösung
ist ein Gemisch von 92 Gew.-% TCMTB-60, 7 Gew.-% Tergitol XD und
1 Gew.-% Casul 70 HF 1%. Wie vorstehend erwähnt, enthält TCMTB-60 TCMTB und Dipropylenglycolmonomethylether.
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Die
Methoden, die in Beispiel 1 beschrieben werden, wurden zuerst verwendet,
um eine feste TCMTB-Pulverformulierung mit den vorstehend genannten
Komponenten und Gewichtsprozenten zu bilden. Dieses Pulver wurde
danach in die Form einer Tablette gepresst.
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Es
wurde herausgefunden, dass Talk (Nytal 300 wasserhaltiges Magnesiumsilikat)
und Zeolit A (von der Ethyl Corporation) nicht so gut wie Zeolex
7 in der Formulierung waren. Jedoch können diese Produkte gut funktionieren,
wenn die Konzentration von Hi-Sil 233 in der Formel erhöht wird.
Hi-Sil 233 ist ein Produkt von PPG Industries, Inc. (Pittsburgh,
Pennsylvania).
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Beispiel 4
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Um
die antibakterielle Wirksamkeit der flüssigen und festen TCMTB-Formulierungen
zu beurteilen, wurde ein „Cocktail" von bakteriellen
Organismen eingesetzt, um am besten die gemischte Mikroflora zu
simulieren, die normalerweise in dieser Art von Systemen auftritt.
Die feste TCMTB-Tablettenformulierung von Beispiel 3 wurde als die
feste Formulierung eingesetzt. Die TCMTB-Lösung, die eingesetzt wurde,
war Busan 1009, was eine 30%ige TCMTB-Formulierung ist, und handelsüblich erhältlich ist
von Buckman Laboratories, Inc., Memphis, TN. Die getesteten Organismen
waren Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442, Staphylococcus aureus ATCC
6538 und Escherichia coli ATCC 1224. Jeder Organismus wurde in Tryptonhefeextraktagar (TGEA)
gezüchtet.
Für das
Assay wurden die Organismen zweifach abgeimpft (24 Stunden Subkulturen)
in TGEA, das mit Puffer auf einen pH-Wert von 8,5 eingestellt wurde.
Das Assay-Wachstum von jedem Organismus wurde mit einem sterilen
Baumwollwattebausch in ein Salz (9 ml)-Reagenzglas entfernt. Jede der bakteriellen
Zellsuspensionen wurde zu einer MacFarland-1-Dichte standardisiert.
Nach der Standardisierung wurden dann gleiche Aliquote von jeder
Zellsuspension in ein getrenntes Reagenzglas gegeben. Das Salzzellgemisch
wurde als die Inokulation für
das Assay verwendet. Einhundert (100) Mikroliter wurden pro 20 Milliliter eines
synthetischen Kühlturmwassers
verwendet. Jedes Biozid wurde als eine Stammlösung in sterilem deionisierten
Wasser hergestellt und verdünnt,
um es zu dem synthetischen Kühlwasser
in den geeigneten Testdosierungen (10, 20 und 50 ppm) hinzuzufügen. Die
Formulierung des synthetischen Kühlturmwassers,
das eingesetzt wurde, betrug pro Liter: Trypton: 0,5 g, Dextrose:
0,5 g, Natriumsulfat: 0,093 g, Natriumbicarbonat: 0,17 g, Natriumchlorid:
0,26 g, Calciumchlorid: 0,29 g, Magnesiumsulfat: 0,60 g. Das Medium
wurde mit Puffer auf einen pH-Wert von 8,5 eingestellt mit Tris-HCl:
1,23 g, Tris-Base: 5,13 g. Das Test-Assay wurde bei 30°C durchgeführt. Zur
Zählung
der überlebenden
Organismen wurde die Standardverteilungsplattenmethode (standard
spread plate technique) eingesetzt. Alle Zählungen wurden auf TGEA platziert
und bei 37°C
24 Stunden lang inkubiert. Die Kontrollen enthielten kein Biozid.
Die Ergebnisse werden in 1 dargestellt.
Auf der Basis der erhaltenen Daten wurden keine Unterschiede beobachtet,
die anzeigten, dass die flüssige
Formulierung von TCMTB/MTC besser war als die feste Formulierung
oder umgekehrt unter den erwähnten
Bedingungen. Eine gewisse Schwankung wurde aufgrund von experimentellen
Fehlern und einem möglichen
Zellverklumpen beobachtet. Die feste Formulierung von TCMTB und
MTC scheint genauso wirksam zu sein wie die flüssige Formulierung. Die Vorteile
einer festen Formulierung gegenüber
einer flüssigen
Formulierung beinhalten eine höhere
Angestelltensicherheit, Annehmlichkeit bei der Verwendung und Dosierung
in Einheiten.