Wskaż Lidera Polskiej Chemii













Logo Chemical Online

Wybór biocydu, który spełni wymagania użytkownika i regulacje prawne

21.02.2006 00:00:01

Producenci farb, lakierów i impregnatów są w rozterce w kwestii ilości dodawanych biocydów do ich wyrobów. Podstawowe pytanie brzmi: czy pozostawić recepturę niezmienioną czy też zmniejszyć zawartość substancji aktywnych? Wybór pierwszej opcji powstrzyma dodawanie na etykiecie kolejnych znaków i ostrzeżeń, ale przez to klientów produkujących ekologiczne wyroby może popchnąć w ramiona konkurencji. Wybór zaś drugiej opcji spowoduje, że farba/powłoka nie będzie dłużej chroniona przed atakiem grzybów. Producenci biocydów stają się sprytniejsi – wielu z nich kieruje się w stronę produkcji mieszanek, które umożliwiają rozwiązanie tego skomplikowanego problemu.
Kornelia Treskonova i Andrea Wingenfeld

Producenci powłok ochronnych są pod coraz silniejszą presją, aby zmniejszyć wpływ, jaki ich wyroby wywierają na środowisko naturalne oraz aby wytwarzać innowacyjne, wysoce funkcjonalne i opłacalne powłoki ochronne. Biocydy, mimo iż stanowią stosunkowo niewielką część w składzie chemicznym preparatów powłokowych, mają znaczący wpływ na jakość, okres trwałości i długoterminowe właściwości ochronne powłok. Biocydy nadają również powłokom ochronnym specjalne właściwości. Powszechnie znanym faktem jest to, że dla producentów powłok biocydy są ważnym dodatkiem w produkcji. Ale które środki chemicznie czynne należy stosować i dlaczego należy stosować mieszaniny tych środków?

Dlaczego mieszaniny?
Stosując mieszaniny biocydowych środków chemicznie czynnych, można opracować powłoki, które spełniają wymagania obowiązujących aktualnie przepisów, wykazują niższe koszty produkcji i są bardziej skuteczne w działaniu. Zawartość czynnych składników można obniżyć, łącząc takie środki chemicznie czynne, które wzajemne ze sobą współdziałają lub uzupełniają się w działaniu. Mieszaniny biocydów przynoszą istotne korzyści:
• Obniżenie kosztów produkcji
• Zmniejszenie niekorzystnego wpływu na środowisko naturalne
• Dostosowanie się do ograniczeń wyznaczonych obowiązującymi przepisami
• Szersze spektrum działania przeciwko mikroorganizmom
• Zminimalizowanie potencjalnej tolerancji, jaką mogą nabyć mikroorganizmy
• Zmniejszenie zagrożeń dla zdrowia ludzi

Globalny przegląd przepisów
prawnych
W Europie w ciągu minionej dekady biocydy i pokrewne im technologie były tematem budzącym silne emocje i w efekcie sektor biocydów zostanie silnie obwarowany przepisami. Nie tak dawno temu, środki zawierające formaldehyd lub wydzielające formaldehyd (donory formaldehydu) były wycofywane z preparatów, pomimo tego, że wiele z nich miało stosunkowo niski profil toksykologiczny. Ostatnio jednak rynek powłok ochronnych zaczyna dochodzić do wniosku, że być może donory formaldehydu nie były w końcu takie złe. Chociaż każdy europejski kraj nadal ma pewne wyobrażenia w tej kwestii wynikające z opinii odbiorców, to jednak, ogólnie biorąc, preparaty zawierające donory formaldehydu zaczynają wracać do łask, jako integralne składniki środków konserwujących. W Europie wiele bardzo skutecznych biocydowych środków chemicznie czynnych zaczyna być pod presją ze strony uregulowań prawnych; wiele z nich niedawno stało się lub w najbliższej przyszłości stanie się przedmiotem nowych ograniczeń. Region Azji i krajów Pacyfiku oraz Stany Zjednoczone nie mają obecnie takich samych przepisów w tym zakresie, ale przedsiębiorstwa wielonarodowe, które prowadzą interesy w Europie, tak czy inaczej odczują wynikające z tych przepisów ograniczenia. Ostatnio ograniczenia te dotknęły takich podstawowych środków chemicznie czynnych stosowanych w powłokach ochronnych, jak izotiazolony (CIT/MIT), karbendazym i arsen. Ich wysoka skuteczność wobec mikroorganizmów jest wynikiem silnej toksyczności w stosunku do większości komórek, w tym także komórek kręgowców. Biocydy takie jak izotiazolony chlorometylu (CIT) i metylu (MIT) stosuje się w stosunku 3:1. Nowe przepisy w sprawie etykietowania stanowią, że każdy preparat zawierający powyżej 15 ppm CIT/MIT musi posiadać etykietę z oznaczeniami zagrożeń Xi i R43 ("Może wywoływać uczulenie w kontakcie ze skórą").
Karbendazym jest bardzo skutecznym środkiem grzybobójczym, powszechnie stosowanym w różnych produktach kombinowanych z diuronem i OIT (np. Acticide EP, Mergal S89, RODUROL FD), co w efekcie zapewnia szerokie spektrum działania i opłacalność powłok ochronnych. W Unii Europejskiej karbendazym poddany został ponownej klasyfikacji ze względu na swoje niebezpieczne właściwości. Znalazł się on w wykazie substancji, których klasyfikacja, zgodnie z Aneksem I, została zrewidowana w Dyrektywie w Sprawie Niebezpiecznych Substancji 67/548/EWG przez 29. ATP (Adaptation to Technical Progress). Owa zmiana w klasyfikacji oznacza wymagania dotyczące klasyfikowania i etykietowania produktów, w których poziom karbendazymu jest wyższy niż 0,1%.
Australijski krajowy urząd regulacji pestycydów (APVMA) zalecił, aby powszechnie stosowanych arszenikowych środków konserwujących nie używać już w przyszłości do konserwacji drewna przeznaczonego na wyposażenie placów zabaw dla dzieci, stoły piknikowe, odeskowanie pomostów oraz balustrady. Czołowy australijski naukowiec, dr David Loschke, powiedział, że jest to jedno z wielu zaleceń zawartych w projekcie raportu, który jest skutkiem analizy materiałów poświęconych uregulowaniom prawnym, dotyczącym stosowania w przyszłości środków do konserwacji drewna zawierających arszenik. Przegląd ww. materiałów przeprowadzony został pod wpływem nacisków społecznych, jako wynik zaniepokojenia kwestiami zdrowotnymi, a przede wszystkim obawami o potencjalne zagrożenie zdrowia dzieci, wskutek bliskiego kontaktu z drewnianymi powierzchniami zabezpieczonymi przy użyciu środków zawierających arszenik. Urząd APVMA martwił się również potencjalnym szkodliwym oddziaływaniem środków do konserwacji drewna na środowisko naturalne.

Wybór biocydu
Określanie optymalnego chemicznego składu powłoki ochronnej – niezależnie od tego, czy jest ona w stanie ciekłym, czy jest to sucha warstwa ochronna – jest procesem w dużym stopniu zależnym od technicznej pomocy ze strony dostawcy biocydu. Wybór aktywnego składnika dokonywany jest w oparciu o następujące parametry:
• Wartość pH
• Kompatybilność z innymi składnikami preparatu
• Konkretne warunki w procesie produkcji lub przy napełnianiu opakowań
• Tolerancja temperaturowa
• Warunki BHP w zakładzie produkcyjnym
• Warunki pakowania oraz warunki i okres składowania
• Zgodność z obowiązującymi przepisami
• Koszt
Po ustaleniu, który biocyd jest odpowiedni dla konkretnego zastosowania, dostawca biocydów przeprowadza zazwyczaj obszerne mikrobiologiczne badania sprawdzające, aby upewnić się, że wybrano optymalny pod względem jakościowym i ilościowym skład chemiczny. Niedostateczne lub niewłaściwe zabezpieczenie produktu mogłoby pociągnąć za sobą konieczność kosztownego wycofywania produktu, utratę dochodów wskutek straty zapasów produktu, jak również utratę zaufania klientów. W najgorszym zaś wypadku może spowodować uszczerbek na zdrowiu końcowego użytkownika.

Postęp w technologii mieszania
Wprowadzenie w Europie Dyrektywy w Sprawie Produktów Biocydowych – pomimo tego, że bardzo ogranicza opracowywanie nowych biocydowych środków czynnych z powodu skali kosztów związanych z ich rejestracją – przyczyniło się jednak do rozwoju badań nad nowymi, ulepszonymi kombinacjami istniejących środków czynnych. Mogą na tym skorzystać, takie regiony jak kraje Azji i Pacyfiku.
Większość producentów biocydów skupia swoje działania na kombinacjach produktów przeznaczonych dla sektora powłok ochronnych. Przykładem może być ISP Biochema Schwaben, niemiecka firma specjalizująca się w opracowywaniu środków konserwujących i biocydów nabytych ostatnio przez ISP. Dr Richard Lehmann, który jest "mózgiem" know-how firmy, zaprojektował przeznaczone specjalnie do tego celu urządzenie mieszalnicze, z niezwykłym dopracowaniem szczegółów. Każdy etap w procesie technologicznym posiada własny zautomatyzowany system rejestracji danych, co zapewnia absolutną dokładność procesu produkcji i daje możliwość jego precyzyjnego śledzenia. Szczególne cechy tego rozwiązania to, między innymi, zintegrowany z procesem produkcji plac ze zbiornikami surowca, wyposażonymi w giętkie przewody rurowe, które można z łatwością podłączać do każdego zbiornika mieszalniczego, dzięki czemu nie trzeba instalować montowanych na stałe kosztownych rurociągów. Technologia mieszalnicza polega m.in. na zastosowaniu zautomatyzowanych komór grzewczych, w których można poddawać obróbce całą gamę różnych surowców. Zaawansowana technologia mieszalnicza umożliwia ogromną elastyczność w zestawianiu mieszanin, zapewnia niezawodną jakość produktu, pozwala realizować dostawy nawet niewielkich partii produktu i maksymalnie skrócić okres realizacji zamówienia. Cenną zaletą tego rodzaju elastyczności działania jest możliwość wytwarzania mieszanin dostosowanych do konkretnych wymagań klienta. Firma posiada około 40 wzorów mieszanin, z których można opracować szereg różnych wariantów odpowiednich dla określonych potrzeb. Dr Lehmann mówi: "Jeżeli jakieś rozwiązanie nie istnieje – to my możemy je stworzyć".
Umiejętność zestawiania mieszanin zależy również od dogłębnej znajomości kompatybilności chemicznej, ograniczeń nakładanych przepisami prawa, minimalnych stężeń hamujących (MIC) rozwój mikroorganizmów przez środki chemicznie czynne, cen rynkowych, jak również technicznych szczegółów, które podają klienci w składanych przez siebie zamówieniach. Postęp w dziedzinie technologii mieszalniczej przyniósł kilka nowych, skutecznych rozwiązań konserwujących, spełniających potrzeby producentów farb. Sporządzanie mieszanin środków chemicznie czynnych bez posiadania tego rodzaju wiedzy mogłoby prowadzić do uzyskania nieskutecznego preparatu, będącego konsekwencją niekompatybilności jego składników, do nieskutecznej i nieopłacalnej konserwacji wyrobów lub mogłoby wyrządzić szkody w środowisku naturalnym.

Biocydy kombinowane
przeznaczone do konserwacji
produktów w fazie mokrej
("in-can")
Rozwój w dziedzinie mieszanin przeznaczonych do konserwacji produktów w fazie mokrej ("in-can") nastąpił w znacznym stopniu w wyniku ograniczeń nałożonych przez Unię Europejską na środki, w których poziom CIT/MIT przekracza 15 ppm. Dzięki swoim właściwościom przeciwbakteryjnym, mieszanina CIT/MIT stała się jednym z najważniejszych środków do konserwacji w fazie ciekłej produktów wodorozcieńczalnych.
Ogromną jej zaletą jest fakt, że przeciwdziała ona rozwojowi najczęściej spotykanych mikroorganizmów odpowiedzialnych za biologiczny rozkład – Pseudomonas. Za to jej ograniczeniem jest temperatura powyżej 50 st. C, pH wyższe niż 8,5 i obecność środków redukujących. W rejonie Azji i Pacyfiku takie warunki można bez trudu spotkać w pojemnikach zawierających takie produkty jak dyspersje polimerowe lub farby budowlane, składowane w pomieszczeniach bez klimatyzacji. Przy poziomie poniżej 15 ppm CIT/MIT, ochrona jest zazwyczaj niewystarczająca, a zatem konieczne jest połączenie tego środka z innymi środkami czynnymi. Potrzebne też są alternatywne mieszaniny, nie zawierające CIT, ze względu na potencjalne wskaźniki redoks lub specyficzne potrzeby – gdy należy zapobiec przeniesieniu pozostałości CIT z surowców do produktu końcowego.
Dla producentów powłok ochronnych ważnym składnikiem są donory formaldehydu, ponieważ zapewniają również ochronę pustej przestrzeni między płynną zawartością pojemnika a jego pokrywą, a tym samym zapewniają dłuższy okres trwałości. Producentów zachęcano do stosowania donorów formaldehydu zamiast formaldehydu, ze względu na niekorzystne właściwości czystego formaldehydu, takie jak: silny zapach, duża lotność i dezaktywacja w materiale organicznym. W przypadku donora formaldehydu, który zawiera równorzędną ilość formaldehydu, uzyskuje się większą skuteczność niż w przypadku czystego formaldehydu. Wszystkie donory formaldehydu, w tej liczbie również bardziej trwałe związki cykliczne, mają taki sam mechanizm działania jak czysty formaldehyd. Jednakże niektóre donory formaldehydu nie są kompatybilne z pewnymi dyspersjami polimerowymi i dlatego należy zachować ostrożność, która pozwoli upewnić się, że mieszanina będzie kompatybilna z recepturą i jednocześnie będzie skuteczna.

Biocydy kombinowane przeznaczone do ochrony suchych powłok
("dry-film")
Tutaj również ważne stają się takie zalety jak obniżenie kosztów, lepsze spektrum działania przeciwbakteryjnego, zgodność z obowiązującymi przepisami i zmniejszenie niekorzystnego wpływu na środowisko naturalne. Ciepłe i wilgotne warunki klimatyczne panujące w regionie krajów Azji i Pacyfiku wymagają stosowania w powłokach ochronnych zarówno środków grzybobójczych, jak i algobójczych, aby zabezpieczyć powłoki przed rozkładem. Klimat powoduje również, że niektóre środki grzybobójcze i algobójcze, które nie są odporne na wyługowanie, zostają w końcu "wypłukane" na skutek opadów deszczu, wilgotności i skraplania pary. W regionie krajów Azji i Pacyfiku, generalnie biorąc, nie stanowi to tak wielkiego problemu jak w Europie i w Stanach Zjednoczonych, gdzie przeważa tendencja do częstego malowania ekonomicznymi powłokami. Rzadziej stosuje się wysokiej jakości farby o długotrwałej odporności na rozkład. Jednak tam, gdzie wyługowanie biocydów stanowi problem i może być potrzebne dodatkowe zabezpieczenie, chyba warto byłoby zapłacić więcej za preparat zabezpieczający.
Niektóre aktywne środki, takie jak jodopropylo-butylokarbaminian (IPBC), chlorothalonil i inne, posiadają także w pewnym stopniu właściwości przeciwdziałające rozwojowi alg. Właściwość tę można zoptymalizować poprzez kombinację z innymi środkami czynnymi o bardziej swoistym działaniu algobójczym, uzyskując w ten sposób bardzo szerokie spektrum działania algobójczego/grzybobójczego wraz z innymi pożądanymi właściwościami, takimi jak odporność na wyługowanie. Produkty takie mogą w przyszłości służyć jako alternatywne rozwiązanie dla arszenikowych środków grzybobójczych.

Ogromny wpływ obowiązujących
przepisów
W rozwijających się regionach kwestie uregulowań prawnych znacząco wpływają na sektor produkcji biocydów. W Stanach Zjednoczonych Agencja Ochrony Środowiska (EPA) wymaga rejestrowania biocydów jako produktu pestycydowego, co jest procedurą kosztowną i czasochłonną. Wydana przez Unię Europejską Dyrektywa w Sprawie Produktów Biobójczych, która weszła w życie w 2000 roku, usunie z rynku wiele takich produktów, które nie sprostają wymaganiom prawnym lub których producenci nie zdecydują się na poddanie ich procedurze zatwierdzającej. W regionach rozwijających się warunki uregulowań prawnych znacznie się różnią między sobą. W kilku krajach przepisy dotyczące stosowania biocydów zaczynają przypominać przepisy obowiązujące w Stanach Zjednoczonych, Kanadzie, Japonii i Europie Zachodniej. W wielu słabiej rozwiniętych rejonach świata przepisy są zazwyczaj mniej restrykcyjne, a ich egzekwowanie może być sporadyczne.

Przyszły rozwój rynków powłok ochronnych
Przewiduje się, że w 2006 roku nastąpi przyspieszenie wzrostu produkcji powłok, zwiększając zapotrzebowanie na biocydy stosowane jako środki konserwujące typu "in-can" i jako grzybobójcze/algobójcze środki w suchych powłokach ochronnych, tzw. "dry-film". Oprócz wzrostu produkcji, motorem rosnącego zapotrzebowania na środki konserwujące będzie również stale utrzymująca się tendencja do przechodzenia na powłoki wodorozcieńczalne, a te są na ogół bardziej podatne na atak ze strony flory bakteryjnej. Na wzrost ten będzie też mieć wpływ przechodzenie w kluczowych produktach użytkowych na biocydy bardziej przyjazne środowisku naturalnemu. Na przykład, trójbutylocyna, która od dawna jest głównym biocydem stosowanym w okrętowych farbach przeciwporostowych, zastępowana jest produktami siarkowo-organicznymi i innymi alternatywnymi produktami.

Zmiany na rynku środków do konserwacji drewna
Na rynku środków do konserwacji drewna zachodzą podobne zmiany. Do biocydów najpowszechniej stosowanych w środkach do konserwacji drewna należą chromowany arsenian miedzi (CCA) i pięciochlorofenol, których użycie zostało obecnie w wielu krajach zakazane lub znacznie ograniczone. Na przykład, Stany Zjednoczone usunęły CCA z rynku, stwarzając tym samym możliwości dla innych alternatywnych rozwiązań.
Wraz ze wzrostem zainteresowania specjalistycznymi sektorami rynku oraz wraz z rozwojem rynków regionalnych, od dostawców biocydów oczekuje się wprowadzania nowych preparatów, które spełniać będą wymagania zmieniającego się profilu popytu. Dostawcy biocydów muszą również badać konkretne potrzeby każdego z regionalnych rynków i dostosowywać do nich swoją strategię działania, aby spełnić oczekiwania klientów.

Autorki reprezentują firmy
ISP Europe oraz ISP Biochema

Więcej informacji o konserwantach i biocydach można uzyskać od firm ISP Polska oraz
Barentz:
Jacek Urbanek, tel. (022) 5562520,
jurbanek@ispcorp.com,
Małgorzata Goszczyńska,
tel. (022) 6685260,
malgorzata.goszczynska@barentz.pl

drukuj ten artykuł drukuj ten artykuł  |   poleć artykuł znajomemu poleć artykuł znajomemu
Najświeższe informacje w kanale RSS Najświeższe informacje w kanale RSS (jak używać)