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DE69905906T2 - Kombination von zwei oder mehreren wirkstoffen unter verwendung von mikrokapsel-formulierungen - Google Patents

Kombination von zwei oder mehreren wirkstoffen unter verwendung von mikrokapsel-formulierungen

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DE69905906T2
DE69905906T2 DE69905906T DE69905906T DE69905906T2 DE 69905906 T2 DE69905906 T2 DE 69905906T2 DE 69905906 T DE69905906 T DE 69905906T DE 69905906 T DE69905906 T DE 69905906T DE 69905906 T2 DE69905906 T2 DE 69905906T2
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DE
Germany
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agricultural
clomazone
agent
water
polyfunctional compound
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DE69905906T
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English (en)
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DE69905906D1 (de
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Janos Szamosi
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FMC Corp
Original Assignee
FMC Corp
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Publication date
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01NPRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N25/00Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests
    • A01N25/26Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests in coated particulate form
    • A01N25/28Microcapsules or nanocapsules
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01NPRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N43/00Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds
    • A01N43/72Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds having rings with nitrogen atoms and oxygen or sulfur atoms as ring hetero atoms
    • A01N43/80Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds having rings with nitrogen atoms and oxygen or sulfur atoms as ring hetero atoms five-membered rings with one nitrogen atom and either one oxygen atom or one sulfur atom in positions 1,2

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf den Bereich von Formulierungen aktiver Stoffe für landwirtschaftliche oder pharmazeutische Anwendungen.
  • Mikroeingekapselte Formulierungen sind entwickelt worden, um die gesteuerte Freisetzung, Flüchtigkeit oder Toxizität von bestimmten aktiven Stoffen anzusprechen, wodurch ein Mittel zum Verwenden solcher Stoffe bereitgestellt wird. Formulierungen dieser Art, die beispielsweise für das Herbizid Clomazon (siehe US 5,597,780) beschrieben sind, sind in konzentrierter Form zerbrechlich. Die Zerbrechlichkeit der Mikrokapseln stört das Vorbereiten von konzentrierten Zusammensetzungen, die eine zweite Komponente enthalten, da das Vorbereitungsverfahren dazu neigt, den vorher mikroeingekapselten aktiven Stoff freizusetzen. Die vorliegende Erfindung beschreibt Verfahren und Materialien zum Herstellen von derartigen zwei Komponenten-Konzentraten. Bisher sind auch Mikrokapseln mit zwei oder mehreren verschiedenen wirksamen Stoffen nicht beschrieben worden. Die vorliegende Erfindung stellt Verfahren und Materialien zum Herstellen von derartigen zwei Komponenten-Mikrokapseln bereit.
  • US-A-5 583 090 offenbart Mikrokapseln, die Clomazon und sprühbare Herbizidformulierungen enthalten, die eine wässrige Flüssigkeit beinhalten, wobei darin eine Vielzahl solcher Mikrokapseln suspendiert sind. "Eine Mikroeinkapselung von Clomazon mit einem zweiten landwirtschaftlichen Mittel" ist jedoch nicht offenbart.
  • EP-A-0 017 409 offenbart ein Verfahren zur Einkapselung, z. B. eines Herbizids. "Eine Mikroeinkapselung von Clomazon mit einem zweiten landwirtschaftlichen Mittel" ist jedoch nicht offenbart.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Erfindung stellt ein Verfahren zur Mikroeinkapselung von Clomazon und einem zweiten landwirtschaftlichen Mittel bereit, das Folgendes beinhaltet:
  • Mischen (i) einer wässrigen Phase, (ii) eines Emulgators und (iii) einer nicht mit Wasser mischbaren Phase, die Clomazon, das zweite landwirtschaftliche Mittel und mindestens eine erste polyfunktionelle Verbindung enthält;
  • Bilden einer Dispersion aus nicht mit Wasser mischbaren Tröpfchen während der gesamten wässrigen Phase; und
  • Hinzufügen von mindestens einer zweiten polyfunktionellen Verbindung zur Dispersion, und dem Reagieren der zweiten polyfunktionellen Verbindung(en) mit der/den ersten polyfunktionellen Verbindung(en) zur Bildung einer Polymerhülle um die nicht mit Wasser mischbaren Tröpfchen, wobei sich Clomazon sowie das zweite landwirtschaftliche Mittel innerhalb der nicht mit Wasser mischbaren Tröpfchen befinden.
  • Die erste oder zweite polyfunktionelle Verbindung ist "polyfunktionell", was bedeutet, dass jede reagieren kann, um eine kovalente Bindung mit zwei oder mehreren Verbindungen derselben Klasse wie die andere polyfunktionelle Verbindung zu bilden. Die erste polyfunktionelle Verbindung kann zum Beispiel ein polyfunktionelles Isocyanat sein, während die zweite polyfunktionelle Verbindung ein Amin sein kann.
  • Ebenfalls bereitgestellt ist eine landwirtschaftliche Zusammensetzung, die Kapseln beinhaltet, die zusammen innerhalb der Kapseln eine Kombination aus Clomazon und einem zweiten landwirtschaftlichen Mittel enthalten, wobei die landwirtschaftlichen Mittel mikroeingekapselt sind.
  • Definitionen
  • Die folgende Begriffe haben für die Zwecke dieser Anwendung jeweils die unten aufgeführten Bedeutungen.
  • - Landwirtschaftliches Mittel bedeutet ein bioaktives, in der Landwirtschaft verwendetes Mittel, wie etwa ein Herbizid, Insektizid oder Fungizid.
  • - Bioaktives Mittel bedeutet eine Substanz, wie etwa eine Chemikalie, die auf eine Zelle, einen Virus, ein Organ oder einen Organismus wirken kann, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Insektizide, Fungizide und Herbizide, wobei die Substanz eine Änderung in der Funktion der Zelle, des Virus, des Organs oder des Organismus bewirkt.
  • - Ein einen bioaktiven Stoff enthaltendes Partikel (das flüssig sein kann), ist eingekapselt, wenn es mit einer Menge von Polymer beschichtet oder dieser beigemischt ist, was das Freisetzen des eingekapselten Mittels verlangsamt, die Toxizität des Mittels bei Säugern vermindert, die Form des Mittels stabilisiert, das Kristallisieren des Mittels hemmt, die Flüchtigkeit des Mittels vermindert oder einen anderen Vorteil des Beschichtens eines chemischen Mittels mit einem Polymer oder des Beimischens des chemischen Mittels zu dem Polymer vorweist.
  • - Eine Mikrokapsel bedeutet ein eingekapseltes Partikel, das eine Größe von nicht mehr als ungefähr 1000 um, vorzugsweise von nicht mehr als ungefähr 20 um, aufweist.
  • - Eine Partikelgrößengrenze für eine Zusammensetzung bedeutet, dass mindestens ungefähr 90% der Partikel in der Zusammensetzung in einer angegebenen Größenordnung liegen, wobei die Größe durch Lichtverteilung unter Verwendung eines Instruments, wie etwa einen Partikelgrössenanalysator, Horiba Instrument Corp., Irvine, CA., gemessen wird.
  • - Die Verwendung des Attributs "ungefähr" mit Bezug auf den pH- Wert wird hier verwendet, um eine Abweichung von mindestens einer halben pH-Wert-Einheit anzugeben und gibt vorzugsweise eine Abweichung von einer halben pH-Wert-Einheit an. In anderen Zusammenhängen, wo hier das Attribut "ungefähr" verwendet wird, um eine nicht-Log-Einheit zu qualifizieren, soll "ungefähr" eine Abweichung von ±15% und am besten eine Abweichung von ±10% anzeigen.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Eine erste Ausführungsform der Erfindung umfasst die Mikroeinkapselung von Clomazon und einem anderen landwirtschaftlichen Mittel wie etwa einem Herbizid (zum Beispiel Dimethachlor). In einer bevorzugten Ausführungsform werden die mikroeingekapselten Formulierungen gemäß den folgenden Schritten hergestellt:
  • Mischen (i) einer wässrigen Phase, (ii) eines Emulgators und (iii) einer nicht mit Wasser mischbaren Phase (auch als "organische" Phase bezeichnet), die Clomazon, ein zweites landwirtschaftliches Mittel und ein polyfunktionelles Isocyanat enthält;
  • Bilden einer Dispersion aus nicht mit Wasser mischbaren Tröpfchen während der gesamten wässrigen Phase; und
  • Hinzufügen eines Amins, vorzugsweise eines polyfunktionellen Amins, zu der Dispersion und Reagieren des Amins mit dem polyfunktionellen Isocyanat zur Bildung einer Polyharnstoff-Hülle um die nicht mit Wasser mischbaren Tropfen.
  • Es sei bemerkt, dass, während das Amin eine wie oben beschriebene "polyfunktionelle Verbindung" sein kann, der Begriff "polyfunktionelles Amin" Verbindungen mit zwei oder mehreren funktionellen Gruppen eines Amins bezeichnet. In einer besonderen Ausführungsform kann die Erfindung die folgenden Schritten beinhalten: (a) Vorbereiten einer wässrigen Phase, die einen Emulgator und ein Antischaummittel enthält; (b) Vorbereiten einer nicht mit Wasser mischbaren Phase, die Clomazon, ein zweites landwirtschaftliches Mittel und ein polyfunktionelles Isocyanat enthält; (c) Emulgieren der wässrigen Phase mit der nicht mit Wasser mischbaren Phase, um eine Dispersion von nicht mit Wasser mischbaren Tröpfchen durch die gesamte wässrige Phase zu bilden; und (d) Umrühren der Dispersion, während ein Amin oder eine Mischung aus Ammen entweder unvermischt oder in einer wässrigen Lösung zu dieser hinzugefügt wird, wodurch eine Polyharnstoff-Hülle um die nicht mit Wasser mischbaren Tröpfchen gebildet wird. Wenn die Mikrokapseln gebildet sind, kann die Suspension ausgehärtet sein, d. h. über einen Zeitraum und unter Bedingungen, die das Polymerisieren unterstützen und beispielsweise mäßiges Erhitzen umfassen, inkubiert werden. Ein oder mehrere Zusatzstoffe, wie etwa Propylenglykol, Xanthangummi, Harnstoff, Bakterizide, amphoterische Tenside, Farbstoffe oder ionische Dispersionsmittel (z. B. Alkylnaphthalinsulfonat) kann/können den Mikrokapseln zugegeben werden. Der pH-Wert der Formulierung wird dann in einigen bevorzugten Ausführungsformen auf neutral eingestellt, z. B. ungefähr pH 6,5 bis ungefähr 7,5, um beispielsweise die Stabilität zu verbessern.
  • Die Clomazon-/Herbizidkombination liegt vorzugsweise bei einem Verhältnis von ungefähr 1 bis ungefähr 20 (~1 : ~20) bis ungefähr 20 bis ungefähr 1 (~20 : ~1) Clomazon zu Herbizid. Das Verhältnis von Clomazon zu Dimethachlor kann beispielsweise bei ungefähr 1 bis ungefähr 12,5 Clomazon zu Dimethachlor liegen. Die Clomazon-/Herbizidkombination kann zum Beispiel zusätzlich ungefähr 5 bis ungefähr 40 Gewichtsprozent der gesamten Formulierung, und vorzugsweise ungefähr 31,0 Gewichtsprozent sein.
  • Eine bevorzugte erfindungsgemäße landwirtschaftliche Zusammensetzung setzt sich aus Folgendem zusammen: Clomazon und das zweite landwirtschaftliche Mittel weisen, kombiniert, ungefähr 20 bis ungefähr 40 Gewichtsprozent auf;
  • polyfunktionelles Isocyanat, ungefähr 2 bis ungefähr 5 Gewichtsprozent;
  • Amin, ungefähr 1,5 bis ungefähr 4 Gewichtsprozent; und
  • Wasser, ungefähr 40 bis ungefähr 60 Gewichtsprozent.
  • Die mikroeingekapselten Formulierungen können zum Beispiel eine oder mehrere der folgenden zusätzlichen Komponenten in den folgenden Mengen (in Gewichtsprozent) auf der Basis des gesamten Gewichts der Formulierung enthalten: 1) Emulgator - bis ungefähr 1,5, vorzugsweise ungefähr 1 Gewichtsprozent; 2) Antischaummittel - bis ungefähr 0,5, vorzugsweise ungefähr 0,25 Gewichtsprozent; 3) polyfunktionelles Isocyanat - ungefähr 2 bis ungefähr 5, vorzugsweise ungefähr 4 Gewichtsprozent; 4) polyfunktionelles Amin - ungefähr 1,5 bis ungefähr 4, vorzugsweise ungefähr 2,4 Gewichtsprozent; 5) Wasser - ungefähr 40 bis ungefähr 60, vorzugsweise ungefähr 45 (wie ungefähr 45,1) Gewichtsprozent. Beispiel 1 stellt das Verfahren zum Vorbereiten der mikroeingekapselten Formulierungen der vorliegenden Erfindung dar.
  • Die durch die Polyharnstoff-Hülle gebildeten Kapseln sind vorzugsweise ungefähr 1 um bis ungefähr 100 um und besser ungefähr 1 um bis ungefähr 20 um.
  • Vorzugsweise bevorzugt das polyfunktionelle Isocyanat das Aufteilen in eine nicht mit Wasser mischbare Phase gegenüber der wässrigen Phase. Während das polyfunktionelle Isocyanat das Aufteilen in die nicht mischbare Phase bevorzugt, ist eine solche Aufteilung vorzugsweise nicht so stark wie die Aufteilung durch das Clomazon. Geeignete polyfunktionelle Isocyanate umfassen zum Beispiel Polymethylenpolyphenylisocyanat (PMPPI), Diphenylmethan-4,4'- diisocyanat, Diphenylmethan-2,4'-isocyanat, Hexamethylendiisocyanat und Methandiisocyanat. Das polyfunktionelle Isocyanat ist vorzugsweise ein difunktionelles Isocyanat, wie etwa eine Bis-Verbindung. Geeignete Amine umfassen zum Beispiel Hexamethylendiamin (HMDA), Triethylamin, Dimethylamin, Diethylentriamin und Triethylentetramin. Das polyfunktionelle Amin ist vorzugsweise Hexamethylendiamin.
  • Geeignete Herbizide zum Verwenden als das zweite landwirtschaftliche Mittel umfassen zum Beispiel Dimethachlor(2-chloro-N-(2,6- dimethylphenyl)-N-(2-methoxyethyl)acetamid), Pendimethalin(N-(1- ethylpropyl)-3,4-dimethyl-2,6-dinitrobenzamin) und Trifluralin(2,6-dinitro- N,N-dipropyl-4-(trifluormethyl)benzenamin).
  • Vorzugsweise beinhaltet das Aushärtungsverfahren das Erhitzen von ungefähr 15ºC bis ungefähr 60ºC, besser von ungefähr 25ºC bis ungefähr 50ºC über einen Zeitraum von ungefähr 30 Minuten bis ungefähr zehn Stunden, vorzugsweise von ungefähr 1 bis ungefähr 2 Stunden.
  • Die oben beschriebene Erfindung ist ferner in den folgenden Beispielen, die in keiner Weise einschränkend sein sollen, veranschaulicht.
  • BEISPIEL 1
  • Dieses Beispiel liefert ein Protokoll zum erfindungsgemäßen Vorbereiten einer 250 Gramm/Liter Clomazon- und Dimethachlor-Kapselsuspensions- Formulierung (250 CS).
  • Eine Ausgangsmaterial-Mischung aus technischem Clomazon und Dimethachlor wurde vorbereitet, indem 45,0 Gramm technisches Clomazon und 913 Gramm im Handel erhältliches Dimethachlor verrührt wurden. Die Lösung wurde zum späteren Einsatz gelagert.
  • Die wässrige Phase zur Mikroeinkapselung wurde in einem Vier-Liter- Edelstahlbecher vorbereitet, indem 4,0 Gramm eines Calcium- Lignosulfonats (Norlig® 11 DA, LignoTech USA, Rothschild, WI) und 1,0 Gramm eines 100%igen Polydimethylsiloxan-Antischaummittels (Dow Corning® 1520, Dow Corning Corp., Midland, MI) in 170 Gramm destilliertem Wasser gemischt wurden. Dann wurde die gesamte Mischung in einen Ein-Liter-Becher übertragen. Die Mischung wurde eine Minute lang bei hoher Geschwindigkeit gemischt, dann wurde eine vorgemischte Lösung von 160,0 Gramm der Ausgangsmaterial-Mischung aus Clomazon/Dimethachlor und 16,0 Gramm
  • Polymethylenpolyphenylisocyanat (PMPPI, Papi® 27, Dow Chemical Co., Midland, MI) zugegeben und die Mischung wurde fünf Minuten lang emulgiert. Die Mischung wurde danach in einen Ein-Liter- Dreihalsrundkolben, der mit einem mechanischen Rührer ausgestattet ist, gegeben und 9,6 Gramm einer 70%igen wässrigen Lösung von Hexamethylendiamin (HMDA) in 9,6 Gramm Wasser wurden über einen Zeitraum von 30 Sekunden zugegeben. Nach dieser Zugabe wurde die Mischung auf 60ºC erhitzt und für eine Stunde gehalten. Nach dieser Zeit wurde die Mischung auf 25ºC abgekühlt und 14,0 Gramm des wässrigen 2%igen Xanthangummis (Kelzan® S. Monsanto, St. Louis, MO) wurden zugefügt. Die Formulierung wurde dann ungefähr 10 Minuten lang gemischt und dann gelagert.
  • BEISPIEL 2
  • Dieses Beispiel liefert ein Protokoll zum erfindungsgemäßen Vorbereiten einer vorgemischten Formulierung aus Clomazon und Sulfentrazon.
  • Eine Suspensionskonzentrat-Formulierung (SC-Formulierung) aus Sulfentrazon wurde vorbereitet, indem eine Mischung aus 350,0 Gramm technischem Sulfentrazon, 40,0 Gramm eines nicht ionischen, polymerischen Tensids (Atlox® 4913, ICI Americas Inc., Wilmington, DE, eine Tochtergesellschaft von Imperial Chemical Industries Surfactants), 5,0 Gramm eines Dispergiermittels aus Alkylnaphthalinsulfonat (Atlus® 435, ICI Americas Inc.) und 3,0 Gramm eines 100%igen Polydimethylsiloxan-Antischaummittels (Dow Corning® 1520) in 429,5 Gramm Wasser vier Stunden lang gerührt wurden. Am Ende dieses Zeitraums wurde die Mischung periodisch gemahlen, bis die Partikelgröße unter 10 um lag. Sobald die Partikelgröße unter 10 um lag, wurden 45,0 Gramm Propylenglycol, 30,0 Gramm 1%iger wässriger Xanthangummi (Kelzan® S), 50,0 Gramm Calciumchlorid und 47,5 Gramm Natriumnitrat zugegeben. 772,0 Gramm dieser Formulierung wurden danach in einen Vier-Liter-Edelstahlbecher übertragen. Die Formulierung wurde eine Minute lang gerührt, und danach wurden 1403 Gramm einer Suspension von Clomazonkapseln Command® 3 ME (FMC Corporation, Agricultural Products Group, Philadelphia, PA) zugegeben: Nach Beendigung der Zugabe wurde die Formulierung dann einheitlich vermischt bis sie einheitlich war (ungefähr eine Stunde), und gelagert.

Claims (8)

1. Ein Verfahren zur Mikroeinkapselung von Clomazon und einem zweiten landwirtschaftlichen Mittel, das Folgende beinhaltet:
Mischen (I) einer wässrigen Phase, (ii) eines Emulgators und (iii) einer nicht mit Wasser mischbaren Phase, die Clomazon, das zweite landwirtschaftliche Mittel und mindestens eine erste polyfunktionelle Verbindung enthält;
Bilden einer Dispersion aus nicht mit Wasser mischbaren Tröpfchen während der gesamten wässrigen Phase; und
Hinzufügen von mindestens einer zweiten polyfunktionellen Verbindung zur Dispersion, und dem Reagieren der zweiten polyfunktionellen Verbindung(en) mit der/den ersten polyfunktionellen Verbindung(en) zur Bildung einer Polymerhülle um die nicht mit Wasser mischbaren Tröpfchen, wobei sich Clomazon sowie das zweite landwirtschaftliche Mittel innerhalb der nicht mit Wassermischbaren Tröpfchen befinden.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die mindestens eine erste polyfunktionelle Verbindung ein polyfunktionelles Isocyanat ist.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die mindestens eine zweite polyfunktionelle Verbindung ein Amin ist.
4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner das Umrühren der Dispersion während des Hinzufüge- und Reaktionsschrittes beinhaltet.
5. Verfahren gemäß einem der hervorgehenden Ansprüche, wobei das zweite landwirtschaftliche Mittel ein Herbizid ist.
6. Eine landwirtschaftliche Zusammensetzung, die Kapseln beinhaltet, die zusammen innerhalb der Kapseln eine Kombination aus Clomazon und einem zweiten landwirtschaftlichen Mittel enthalten, wobei die landwirtschaftlichen Mittel mikroeingekapselt sind.
7. Landwirtschaftliche Zusammensetzung gemäß Anspruch 6 mit folgender Zusammensetzung:
Clomazon und das zweite landwirtschaftliche Mittel, kombiniert, ungefähr 20 bis ungefähr 40 Gewichtsprozent;
polyfunktionellem Isocyanat, ungefähr 2 bis ungefähr 5 Gewichtsprozent;
Amin, ungefähr 1,5 bis ungefähr 4 Gewichtsprozent; und
Wasser, ungefähr 40 bis ungefähr 60 Gewichtsprozent.
8. Landwirtschaftliche Zusammensetzung gemäß Anspruch 7, die ferner Folgende beinhaltet:
das Emulgieren, bis ungefähr 1,5 Gewichtsprozent; und
Antischaummittel, bis ungefähr 0,5 Gewichtsprozent.
DE69905906T 1998-08-18 1999-08-13 Kombination von zwei oder mehreren wirkstoffen unter verwendung von mikrokapsel-formulierungen Expired - Lifetime DE69905906T2 (de)

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