170617. lajstromszámú szabadalom • Hordozóanyag biológiailag aktív anyagokhoz

170617 3 4 A hordozóanyagnak továbbá kellő szilárdsággal kell rendelkeznie, ahhoz, hogy szemcsemérete a tárolás és felhasználás alatt ne csökkenjen, vagyis ne porlódjék. Ugyanakkor a tárolás során a szemcseméret nem növekedhet, a szemcsék nem ragadhatnak össze, minthogy ez a felhasználásnál okozhat nehézségeket. A bioaktiv szerek jelentős részét ugyanis száraz, szemcsés formában használják vagy dolgozzák fel oly módon, hogy azt valamilyen edényzetből, tartályból nyíláson vagy csövön keresztül juttatják rendeltetési helyére. A szilárd anyagot tehát a folyadékhoz hasonló módon öntik, erre utal egyébként az „ömlesztett" anyag illetve „ömleszthető" anyag elnevezés is, amely itt nem a halmazállapotváltozást (illetve folyadékállapotot), hanem a megfelelő méretű és alakú szemcsékből álló, szilárd halmazállapotú anyag azon tulajdonságát jelöli, hogy edényből nyíláson, esetleg megfelelő méretű csövön keresztül nehézségi erő hatására kiáramlásra képes. A hordozóanyag szemcséinek alakja általában annál kedvezőbb, minél jobban közelíti meg az ideális gömböt. A hordozóanyag szemcsemérete rendkívül fontos: porok (ezalatt továbbiakban a 100 jum alatti frakciót értjük), különösen pedig a finom porok (szemcseméret 10 Mm alatt) nagy fajlagos felületükön fellépő adhéziós erők miatt még száraz állapotban is összetapadásra hajlamosak, a szer ömleszthetőségét csökkentik, illetve mennyiségüktől függően meg is hiúsíthatják. A szemcseméret felső határát a kívánt alkalmazási terület szabja meg, a maximális szemcseméretnek nyilvánvalóan kisebbnek kell lennie a felhasználáskor alkalmazott nyílás méreténél. A gyakorlatban a jó ömlesztési tulajdonságú szemcsés anyagok (továbbiakban granulátumok) szemcsemérete ezért Már korábban említettük, hogy a hordozóanyagok minősége szempontjából rendkívül lényeges, hogy milyen a hordozóanyag és a bioaktiv anyagok közötti kölcsönhatás. Az ideális hordozóanyag felületén, illetve pórusaiban nincsenek olyan kémiailag aktív helyek, amelyek a bioaktiv anyaggal reakcióba lépnek és/vagy annak kémiai szerkezetét módosítják, vagyis a bioaktiv anyag megkötődése, illetve leválása kizárólag adszorpción, illetve deszorpción alapul. További követelmény az ideális hordozóanyaggal szemben, hogy ne legyen talajidegen, sőt lehetőség szerint a talajon és/vagy a talajban lebontható legyen, és a képződött bomlástermékeket a talaj hasznosítani tudja. A hordozóanyagokkal kapcsolatos fenti követelményekre a legjobb összefoglalást Valkenburg, W. N. „Pesticide formulations" című könyve (megjelent a Marcel Dekker Inc. new-yorki, amerikai egyesült államokbeli könyvkiadó gondozásában 1973-ban) adja. A fenti tulajdonságok, illetve követelmények egymás melletti egyidejű biztosítása egyazon hordozónál ezideig nem volt ismeretes. A jelenlegi gyakorlatban bioaktiv anyagokhoz hordozóanyagként természetes vagy mesterséges eredetű ásványi anyagokat (a mesterséges ásványi anyagok alatt itt feldolgozott, azaz például kalcinált ásványi anyagokat értünk), valamint növényi eredetű, egyszerű őrléssel vagy más módon végzett aprítással kapott anyagokat használnak (lásd a Valkenburg említett könyvének 159. oldalán látható táblázatot). A felsorolt, hordozóanyagként használt anyagok azon-5 ban a korábban említett követelmények közül egynek vagy többnek nem felelnek meg. így például a természetes eredetű ásványi anyagra jellemző példaként említhető szitált mészkő-őrlemény ugyan kellő szilárdsággal rendelkezik és jól ömleszthető, azon-10 ban nem porózus, fajlagos felületét kizárólag a szemcsék felszínének felülete képviseli [szorpciós képessége xilol és gázolaj 1 :1 arányú keverékéből 0g/100g]. E tulajdonságánál fogva folyékony halmazállapotú bioaktiv anyagokhoz hordozóanyag-15 ként nem, vagy csak igen körülményes technológiával alkalmazható, de szilárd halmazállapotú bioaktiv anyagok is csak kötőanyagokkal vihetők fel felületére. így bár beszerzési költsége minimális, a hatóanyag felvitele komoly költségekkel jár. A 20 mesterséges ásványi anyagok hordozóanyagként való felhasználására jellegzetes példa a kalcinált kovaföld, amelynek porózus szemcséi nagy fajlagos felülettel rendelkeznek, így folyadékok adszorpciójára is alkalmasak. így xilol és gázolaj 1 :1 25 arányú keverékéből a kalcinált kovaföld 100 grammja 20 grammot képes adszorbeálni. A kalcinált kovaföld, valamint az ilyen típusú hordozóanyagok hátránya azonban az, hogy mechanikai szilárdságuk csekély, így könnyen porlódnak 30 a tárolás és kihordás során, ami használati értéküket lényegesen csökkenti (lásd még a 3-6. kiviteli példákat). A kalcinált kovaföld típusú hordozóanyagok adszorpcióképessége meghaladhatja ugyan a későbbiekben ismertetendő találmány sze-35 rinti hordozó anyagok adszorpcióképességét, azonban egy, bioaktiv anyagokhoz használt hordozóanyaggal szemben — a korábbiakban már részletesen ismertetett szempontokra tekintettel — nem feltétlenül támasztandó követelmény a maximális 40 adszorpcióképesség, sőt esetleges alacsonyabb adszorpcióképességet ellensúlyozhatnak egyéb előnyös tulajdonságok, így a nagyobb mechanikai szilárdság és/vagy nagyobb kémiai inaktivitás. Megjegyezzük továbbá, hogy számos, széles körben használt bio-45 aktív anyag - például az igen elterjedten használt foszforsavészterek- esetében 5—10g/100g hordozóanyag szorpciós képesség tökéletesen kielégítő, tekintettel arra, hogy a felhasználásra kész szerek általában 5—10 súly% bioaktiv anyagot tartalmaz-50 nak. Valkenburg idézett könyvében a hordozóanyagokra alkalmazott osztályozásnál található harmadik nagy csoport a növényi eredetű, egyszerű őrléssel vagy más módon végzett aprítással kapott anya-55 gok (például a fűrészpor yagy a vörösfenyőliszt) csoportja. Ezeknek az anyagoknak az a döntő hátránya, hogy aktív savas és bázikus csoportokat, valamint katalitikusan aktív helyeket tartalmaznak (lásd Valkenburg idézett könyvének 160. oldalán), 60 tekintettel arra, hogy fenolos hidroxilcsoportokat, karbonsavcsoportokat és egyéb kémiailag aktív csoportokat hordoznak. Ezek az aktív helyek a hordozóanyagra felvitt bioaktiv anyaggal reakcióba léphetnek, ami a bioaktiv anyag felhasználás előtti 65 bomlásához vezet. További hátrányuk az, hogy 2