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Dokumentenidentifikation DE102004026274A1 16.02.2006
Titel Wasserlösliche Folie zur Freisetzung von Wirkstoffen
Anmelder ECS Environment Care Systems GmbH, 56626 Andernach, DE
Erfinder Roreger, Michael, 56567 Neuwied, DE;
Li, Qian-Yi, Dr., 53179 Bonn, DE;
Kloczko, Malgorzata, Dr., 53577 Neustadt, DE;
Schnitzler, Iris, Dr., 53127 Bonn, DE
DE-Anmeldedatum 28.05.2004
DE-Aktenzeichen 102004026274
Offenlegungstag 16.02.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.02.2006
IPC-Hauptklasse A01N 25/34(2006.01)A, F, I, ,  ,  ,   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine wasserlösliche Folie zur Freisetzung von Wirkstoffen, insbesondere Pflanzenschutzmitteln und Pflanzenwuchsstoffen. Die wasserlösliche Folie kann hinischtlich ihrer Dimension definiert sein, so dass der Gehalt des Wirkstoffs in einem solchen, definierten Folienabschnitt exakt vordosierbar ist.
Die Freisetzung des Wirkstoffs oder der Wirkstoffkombination aus der wasserlöslichen Folie erfolgt in kontrollierter Weise durch die Einwirkung von Wasser. Als Umgebung kommen der Boden, stehende und fließende Gewässer, Oberflächen von Pflanzen und sonstige Gegenstände in Frage.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine wasserlösliche Folie zur Freisetzung von Wirkstoffen an die Umgebung. Als Wirkstoffe kommen Wirkstoffe mit physiologischen Effekten in Frage, so z. B. Pflanzenschutz-, Pflanzenbehandlungs- und Schädlingsbekämpfungsmittel (Pestizide, Insektizide, Bakterizide, Akarizide, Algizide, Fungizide, Herbizide, Molluskizide, Nematozide, Rodentizide und Virizide), aber auch Pflanzenwuchsstoffe, Düngemittel, Duftstoffe, Repellentien und Attraktantien.

Zum Stand der Technik zählen wasserlösliche Tabletten, die Wirkstoffe enthalten und bei Kontakt mit flüssigem Wasser zu einer Freisetzung der Wirkstoffe befähigt sind. Weiterhin existieren mit Flüssigkeit gefüllte Beutel, die den Wirkstoff in flüssiger oder gelöster Form enthalten. Bei Kontakt mit flüssigem Wasser löst sich das den Beutel bildende Material auf und lässt den Inhalt in die Umgebung frei. Daneben ist es bekannt, Wirkstoffe in flüssiger oder fester Form direkt in einen Wasservorrat zu geben, um sie aus der dabei entstehenden verdünnten Lösung in die Umgebung freizusetzen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Erzeugnis zur Verfügung zu stellen, das befähigt ist, einen Wirkstoff in kontrollierter Weise an die Umgebung abzugeben. Dabei soll der Wirkstoff im Erzeugnis gut dosierbar sein, die Gefahr der Kontamination vermieden werden und das Produkt einfach handhabbar sein. Schließlich soll das Erzeugnis bioabbaubar sein, d. h. rückstandsfrei in Wasser löslich.

Gelöst wird die Aufgabe durch eine wasserlösliche Folie, die ein wasserlösliches Matrixmaterial und mindestens einen Wirkstoff enthält. Die Dicke der Folie liegt zwischen 20 und 1600 &mgr;m, bevorzugt zwischen 50 und 500 &mgr;m. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die wasserlösliche Folie jedoch nicht nur hinsichtlich der Dicke, sondern auch hinsichtlich ihrer Länge und ihrer Breite definiert, so dass der Gehalt des Wirkstoffs in einem solchen, definierten Folienabschnitt exakt vordosierbar ist.

Zu den wasserlöslichen Matrixmaterialien zählen anorganische und organische Stoffe, die in Wasser quellbar, vorzugsweise jedoch vollständig löslich sind. Zu den anorganischen Stoffen, die unter diese Definition fallen, gehören z. B. Kieselsäure, Polysilikate, Polyphosphorsäure und deren Derivate, Polyborsäuren, Ton etc. Zu den organischen Stoffen, die als wasserlösliche Matrixmaterialien in Frage kommen, zählen organische Polymere wie z. B. Polyvinylalkohol, Weizenprotein und deren Derivate, Kohlenhydrate, Stärke (aus unterschiedlichen pflanzlichen Quellen), Amylose und deren Derivate, Amylopektin und deren Derivate, Cellulose und deren Derivate, hydrolisierte Stärke, modifizierte Stärke, modifizierte Stärkederivate, Maltodextrine, Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), Polyvinylpyrrolidon (PVP), Chitin, Chitosan, Polysaccharid-Gummen und deren Derivate, Polyethylenglykol, wasserlösliche Polyacrylate, wasserlösliche Polyester, Hydroxyalkylstärke, Polyvinylpyrrolidon-Cellulose-Derivate, Casein, Gelatine, solubilisierte Proteine, Polyacrylamide, Polyamine, Styrol-Maleinsäureanhydrid-Harze, Polyethylenamin, Xanthangummi.

Als Wirkstoffe kommen solche Stoffe in Frage, die einen physiologischen Effekt besitzen. Hierzu zählen insbesondere solche Stoffe, die zu den bereits oben genannten Wirkstoffgruppen gehören. Diese sind dem Fachmann bekannt. Genau Angaben zu den Wirkstoffen können z. B. dem „The Pesticide Manual", 9th Ed., published by The British Crop Protection Coucil, (1991), entnommen werden. Hierzu gehören: (E)7-(Z)9-Dodecadienylacetat, (Z)-9-Dodecenylacetat, (Z)11-Tetradecen-1-yl-acetat, (Z,Z)-3,13-Octadecadien-1-yl-acetat, 1-Methyl-heptylester, 1-Methylhexylester, 1-Naphthylessigsäure, 2,4-D, 3-Indolylessigsäure, 4-(-3-Indolyl), Buttersäure, 8-Hydroxichinolin, Abamectin, Acetat, Aclonifen, Alpha-cypermethrin, Aluminiumsalz, Aluminiumphosphid, Amidosulfuron, Amitrol, Ammoniumsalz, Apfelwickler-granulosevirus, Azadirachtin (neem), Azocyclotin, Azoxystrobin, Bacillus thuringiensis, Baumwachse, Beflubutamid, Benfuracarb, Bentazon, Benzoesäure, Beta-cyfluthrin, Bifenox, Bitertanol, Boscalid, Brodifacoum, Bromadiolon, Bromoxynil, Bromuconazol, Buprofezin, Butoxyethylester, Butylester, Calciumsalz, Calciumcarbid, Calciumphosphid, Captan, Carbendazim, Carbetamid, Carbofuran, Carbosulfan, Carboxin, Carfentrazone, Chinolinderivate, Chlorfenvinphos, Chlorid, Chloridazon, Chlormequat, Chlorphacinon, Chlorpropham, Chlorpyrifos, Chlorthalonil, Cinidonethyl, Clethodim, Clodinafop, Clomazone, Clopyralid, Cloquintocet, Codlemone, Coniothyrium minitans, Cyazofamid, Cycloxydim, Cyfluthrin, Cymoxanil, Cyproconazol, Cyprodinil, Dazomet, Deiquat, Deltamethrin, Desmedipham, Dibromid, Dicamba, Dichlorbenzoesäuremethylester, Dichlorid, Dichlorprop-p, Dichlorvos, Diethanolaminsalz, Diethofencarb, Diethylester, Difenacoum, Difenoconazol, Diflubenzuron, Diflufenican, Dikegulac, Dimefuron, Dimethachlor, Dimethenamid-p, Dimethoat, Dimethomorph, Dimethylaminsalz, Dithianon, Diuron, Eisen-II-sulfat, Eisen-III-phosphat, Eisen-III-sulfat, Epoxiconazol, Esfenvalerat, Essigsäure, Ethephon, Ethofumesat, Ethylester, Famoxadone, Fenarimol, Fenazaquin, Fenbuconazol, Fenhexamid, Fenoxaprop-p, Fenoxycarb, Fenpropidin, Fenpropimorph, Fenpyroximat, Fipronil, Florasulam, Fluazifop-p, Fluazinam, Fludioxonil, Flufenacet, Flumioxazin, Flupyrsulfuron, Fluquinconazol, Flurochloridon, Fluroxypyr, Flurprimidol, Flurtamone, Flusilazol, Flutriafol, Folpet, Foramsulfuron, Fosetyl, Fuberidazol, Glyphosat, Glyphosat-trimesium, Guazatin, Haloxyfop-r, Haloxyfop-p, Heptahydrat, Hydrochlorid, Hymexazol, Imazalil, Imazosulfuron, Imidacloprid, Indoxacarb, Iodosulfuron, Ioxynil, Iprodion, Isopropylamin-salz, Isoproturon, Isoxaben, Isoxadifen (safener), Isoxaflutole, Kaliseife, Kaliumsalz, Kalium/natriumsalz, Kieselgur, Kresoxim-methyl, Kupferchlorid-komplex, Kupferhydroxid, Kupferoktanoat, Kupferoxychlorid, Lambda-cyhalothrin, Lecithin, Magnesiumsalz, Magnesiumphosphid, Mancozeb, Maneb, Mcpa, Mecoprop-p, Mefenpyr, Mesosulfuron, Mesotrione, Metalaxyl, Metalaxyl-m, Metaldehyd, Metam, Metamitron, Metazachlor, Metconazol, Methamidophos, Methidathion, Methiocarb, Methoxyfenozide, Methylester, Methylester-Na, Metiram, Metobromuron, Metosulam, Metribuzin, Metsulfuron, Mexyl, Mineralöle, Monoethanolaminsalz, Monohydrat, Myclobutanil, Napropamid, Natriumsalz, Nicosulfuron, Octansäureester, Oxydemeton-methyl, Paraquat, Parfümöl daphne, Penconazol, Pencycuron, Pendimethalin, Phenmedipham, Phosphorwasserstoff, Phoxim, Picoxystrobin, Piperonylbutoxid, Pirimiphos-methyl, Prochloraz, Prohexadion, Propamocarb, Propaquizafop, Propargyl (2-propinylester), Propiconazol, Propineb, Propoxycarbazone, Propyzamid, Prosulfocarb, Pymetrozin, Pyraclostrobin, Pyrethrine, Pyridat, Pyrimethanil, Quinmerac, Quinoclamin, Quinoxyfen, Quizalofop-p, Rapsöl, Rimsulfuron, S-metolachlor, Schalenwickler-granulosevirus, Schwefel, Silthiofam, Spinosad, Spiroxamine, Sulcotrion, Sulfachinoxalin, Sulfat, Sulfosulfuron, Sulfotep, Tebuconazol, Tebufenozid, Tebufenpyrad, Teflubenzuron, Tefluthrin, Tepraloxydim, Terbuthylazin, Thiabendazol, Thiacloprid, Thiamethoxam, Thifensulfuron, Thiodicarb, Thiram, Tolclofos-methyl, Tolylfluanid, Triadimenol, Triasulfuron, Tribenuron, Triclopyr, Trifloxystrobin, Trifluralin, Triflusulfuron, Trinexapac, Triticonazol, Var. Aizawai, Var. Kurstaki, Var. Tenebrionis, Warfarin, Zinkphosphid, Zoxamide. Diese Wirkstoffe können als Einzelsubstanz, aber auch in Kombinationen aus mindestens zwei Wirkstoffen in der wasserlöslichen Folie enthalten sein. Ein besonders bevorzugter Wirkstoff ist Imidacloprid.

Die Freisetzung des Wirkstoffs oder der Wirkstoffkombinationen aus der wasserlöslichen Folie erfolgt in kontrollierter Weise. Der Freisetzungsmechanismus ist hauptsächlich abhängig von der Wasserlöslichkeit des betreffenden Wirkstoffs, der Wasserlöslichkeit der betreffenden Matrixsubstanz, der Einwirkungsdauer von Wasser, der physikalischen Form des Wassers (flüssig, gasförmig) und der Dicke der wasserlöslichen Folie. Der Freisetzungszeitraum kann daher im Wesentlichen durch geeignete Auswahl der Matrixmaterialien modifiziert werden.

Entsprechend des gewünschten Freisetzungszeitraums kann das Matrixmaterial so gewählt werden, dass durch Einwirkung von gasförmigem Wasser (Luftfeuchtigkeit) ein langsamer Zerfall erfolgt, der dementsprechend eine verzögerte Freisetzung des Wirkstoffs bewirkt. Auf der anderen Seite erfolgt eine schnellere Freisetzung des Wirkstoffs bei Einwirkung von Regen und/oder Grundwasser (d. h. flüssigem Wasser).

Unabhängig von der Einwirkungsdauer und der Form des Wassers kann die Freisetzung des Wirkstoffs auch dadurch verzögert werden, dass eine besonders schwer wasserlösliche Matrixsubstanz verwendet wird. In diesem Falle erfolgt die Freisetzung des Wirkstoffs im Wesentlichen diffusionskontrolliert, während in den vorher genannten Fällen die Freisetzung des Wirkstoffs erosionskontrolliert erfolgt.

Die zeitliche Freisetzung des Wirkstoffs kann daher so gestaltet werden, dass sie sehr schnell (in einem Zeitraum von wenigen Sekunden) erfolgt; sie kann sich jedoch auch über Minuten, Stunden, Tage, Monate und Jahre hinweg verzögern. Hierfür sind – wie gesagt – der Wassergehalt der Umgebung und die Beschaffenheit der Folie (Wasserlöslichkeit des Matrixmaterials) verantwortlich.

Die wasserlösliche Folie kann auch Hilfsstoffe enthalte, wie zum Beispiel Farbstoffe, Antioxidantien, Filmbildner, Gelbildner, Tenside, Haftkleber, Klebharze, Salze, Oxide, Pigmente. Diese Hilfsstoffe können u. a. mechanische Eigenschaften beeinflussen, so dass die wasserlösliche Folie mindestens eine der folgenden Eigenschaften aufweisen kann: flexibel, elastisch, haftklebend, durchsichtig, farbig, nicht-klebend.

Die wasserlösliche Folie zur Freisetzung von Wirkstoffen kann im privaten Heim- und Gartenbereich, aber auch in Land- und Forstwirtschaft eingesetzt werden. Unter Umgebung sind im Sinne der vorliegenden Beschreibung insbesondere der Boden, stehende und fließende Gewässer, Oberflächen von Pflanzen und Gegenständen zu verstehen. Bei der praktischen Anwendung wird die Folie entweder direkt am Anwendungsort in der Umgebung eingesetzt, so dass der Wirkstoff durch die Einwirkung von gasförmigem oder flüssigem Wasser über einen vorbestimmten Zeitraum freigesetzt werden kann. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die wasserlösliche Folie in einen (begrenzten) Wasservorrat zu geben, in der sich die Folie schnell auflöst und so ermöglicht, dass der Wirkstoff in dem Wasservorrat oder durch Verteilen dieses Wasservorrats in die Umgebung freigesetzt wird.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne sie in irgendeiner Weise darauf zu beschränken. Es wurden wasserlösliche Folien (Wafer) mit verschiedenen Konzentrationen an Imidacloprid gefertigt. Die Folien können zur Bekämpfung von Termiten eingesetzt werden.

Es sei angemerkt, dass die Trocknungsbedingungen im Fall eines kontinuierlichen Beschichtungs- und Trocknungsprozesses von den in den Beispielen genannten Parametern abweichen können. Im Trockenkanal mit mehreren Trockensegmenten werden Temperaturen zwischen 70°C und 40°C bevorzugt, besonders der Bereich zwischen 65°C und 50°C.

Beispiel 1:

Mowiol 8-88 ist ein Polyvinylalkohol, bei Imidacloprid handelt es sich um ein Insektizid mit dem Namen 1-(6-Chlor-3-pyridylmethyl)-N-nitroimidazolidin-2-ylidenamin.

Die Komponenten werden gemischt und mittels Streichkasten zu einer Strichstärke von 400 &mgr;m auf die nicht silikonisierte Seite einer Trägerfolie (Release Liner) der Marke PA PE2 AB1 (Flächengewicht: 120 g/m2) ausgestrichen. Nach dem Trocknen bei 80°C für 60 min (im Trockenschrank) erhält man eine wasserlösliche Folie mit einem Flächengewicht von 72 g/m2. Die Konzentration von Imidacloprid beträgt 32 g/m2.

Beispiel 2:

Die Herstellung verläuft wie unter Beispiel 1. Bei Texapon NSO handelt es sich um ein Tensid. Strichstärke: 300 &mgr;m Streichkasten Flächengewicht: 50 g/m2 Release Liner: PA PE2 AB1, 120 g/m2

nicht silikonisierte Seite
Trocknungsbedingungen: 80°C/60 min

Der getrocknete Film enthält Imidacloprid in einer Konzentration von 17,3 g/m2 und ist gut wasserlöslich.

Beispiel 3:

Die Herstellung verläuft wie unter Beispiel 1. Strichstärke: 400 &mgr;m Streichkasten Flächengewicht: 109 g/m2 Release Liner: PA PE2 AB1, 120 g/m2

nicht silikonisierte Seite
Trocknungsbedingungen: 80°C/60 min

Der getrocknete Film enthält Imidacloprid in einer Konzentration von 67 g/m2 und ist gut wasserlöslich.

Beispiel 4:

Die Herstellung verläuft wie unter Beispiel 1. Strichstärke: 300 &mgr;m Streichkasten Flächengewicht: 56 g/m2 Release Liner: PA PE2 AB1, 120 g/m2

nicht silikonisierte Seite
Form: 15 cm Breite, 39 cm Länge Trocknungsbedingungen: 80°C/60 min

Die Folien werden in der oben genannten Form erhalten, aus der Muster im Format 15 cm × 29 cm ausgeschnitten werden.

Der getrocknete Film enthält Imidacloprid in einer Konzentration von 7,4 g/m2 und ist gut wasserlöslich.

Beispiel 5:

Die Herstellung verläuft wie unter Beispiel 1. Strichstärke: 200 &mgr;m Streichkasten Flächengewicht: 46 g/m2 Release Liner: PA PE2 AB1, 120 g/m2

nicht silikonisierte Seite
Form: 15 cm Breite, 39 cm Länge Trocknungsbedingungen: 80°C/60 min

Der getrocknete Film enthält Imidacloprid in einer Konzentration von 18,4 g/m2 und ist gut wasserlöslich.

Beispiel 6:

Die Herstellung verläuft wie unter Beispiel 1. Strichstärke: 300 &mgr;m Streichkasten
Flächengewicht: 80 g/m2 Release Liner: PA PE2 AB1, 120 g/m2

nicht silikonisierte Seite
Form: 15 cm Breite, 39 cm Länge Trocknungsbedingungen: 80°C/60 min

Der getrocknete Film enthält Imidacloprid in einer Konzentration von 48 g/m2 und ist gut wasserlöslich.

Beispiel 7:

Die Herstellung verläuft wie unter Beispiel 1. Bei Fipronil handelt es sich um ein Insektizid mit dem Namen (±)-5-Amino-1-(2,6-dichlor-&agr;,&agr;,&agr;-trifluor-p-tolyl)-4-trifluormethylsulfinylpyrazol-3-carbonitril. Strichstärke: 300 &mgr;m Streichkasten Flächengewicht: 50 g/m2 Release Liner: PA PE2 AB1, 120 g/m2

nicht silikonisierte Seite
Trocknungsbedingungen: 80°C/60 min

Der getrocknete Film enthält Fipronil in einer Konzentration von 17,3 g/m2 und ist gut wasserlöslich.


Anspruch[de]
  1. Wirkstoffhaltige Folie umfassend ein wasserlösliches Matrixmaterial und einen Wirkstoff, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirkstoff durch Einwirkung von Wasser in kontrollierter Weise aus der Folie in die Umgebung freigesetzt wird.
  2. Wirkstoffhaltige Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wasserlösliche Matrixmaterial ein anorganisches oder organisches Material ist, das in Wasser quellbar, vorzugsweise jedoch vollständig wasserlöslich ist.
  3. Wirkstoffhaltige Folie nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Wirkstoff aus der Gruppe der Pflanzenbehandlungsmittel, der Pflanzenschutzmittel, der Wachstumsstoffe, der Schädlingsbekämpfungsmittel, der Düngemittel und der Duftstoffe ausgewählt ist.
  4. Wirkstoffhaltige Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie eine Dicke zwischen 20 und 1600 &mgr;m, vorzugsweise eine Dicke zwischen 50 und 500 &mgr;m besitzt.
  5. Wirkstoffhaltige Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie bioabbaubar ist.
  6. Wirkstoffhaltige Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirkstoff Imidacloprid ist.
  7. Wirkstoffhaltige Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirkstoff Fipronil ist.
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