DE60037742T2

DE60037742T2 - Mischungen fluoreszierender aufheller

Info

Publication number: DE60037742T2
Application number: DE60037742T
Authority: DE
Inventors: Dieter Reinehr; Hanspeter Sauter; Hans Kramer; Werner Schreiber
Original assignee: Ciba Holding AG
Current assignee: BASF Schweiz AG
Priority date: 1999-10-25
Filing date: 2000-10-17
Publication date: 2009-01-22
Anticipated expiration: 2020-10-18
Also published as: EP1224353B1; ZA200203205B; AR026215A1; BR0014989A; EP1224353A1; TWI250237B; CN1382237A; JP2003513111A; AU1385101A; CN1267598C; ATE383465T1; DE60037742D1; WO2001031111A1; BR0014989B1; MXPA02004063A; US6783698B1; ES2298164T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Gemische von fluoreszierenden Aufhellungsmitteln, basierend auf verschiedenen Isomeren von Cyano-substituierten 1,4-Bis-styrylbenzolen.
Fluoreszierende Aufhellungsmittel werden häufig in Form von Gemischen von zwei oder mehreren Komponenten verwendet, da solche Gemische einen höheren Grad von Aufhellung zeigen können als jener der Summe der einzelnen Komponenten allein.
Somit beschreibt zum Beispiel GB 2200660 Gemische von 2,3'-, 2,4'- und 4,4'-Dicyano-1,4-bis-styrylbenzolen, obwohl die Zusammensetzung durch das Herstellungsverfahren begrenzt ist, während US-Pat. Nr. 5 695 686 ähnliche asymmetrische Gemische beschreibt, die wiederum aufgrund des Herstellungsverfahrens weitere Isomere enthalten. Weiterhin beschreibt DE 19609956 sehr komplizierte Gemische, die bis zu fünf verschiedene Isomere von den Dicyano-substituierten Distyrylbenzolen enthalten.
Der Aufbau von solchen Gemischen der Dicyano-substituierten Distyrylbenzole ist nicht nur im Hinblick auf deren Aufhellungseffekte wichtig, sondern auch hinsichtlich deren Farbton, der mehr oder weniger rötlich oder grünlich sein kann, wobei die Erwünschtheit ein Anliegen von äußerster Wichtigkeit für den Endverbraucher ist.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass besonders hohe Grade an Aufhellung bei besonders erwünschten Farbtönen aus Gemischen der fluoreszierenden Aufhellungsmittel erhalten werden, umfassend 20 bis 69,9 Gewichtsprozent von einer Verbindung der Formel
30 bis 79,9% von einer Verbindung der Formel
und
0,1 bis 3% von einer Verbindung der Formel
Weiterhin sind Gemische, umfassend 30 bis 60 Gewichtsprozent der Verbindung der Formel (1), 30 bis 60% der Verbindung der Formel (2) und 0,1 bis 3% der Verbindung der Formel (3), von besonderem Interesse, während Gemische, umfassend 40 bis 45 Gewichtsprozent der Verbindung der Formel (1), 55 bis 60% der Verbindung der Formel (2) und 0,1 bis 3% der Verbindung der Formel (3) oder alternativ 50 bis 60 Gewichtsprozent der Verbindung der Formel (1), 35 bis 45% der Verbindung der Formel (2) und 0,1 bis 3% der Verbindung der Formel (3) als am meisten erwünscht gefunden wurden.
Die einzelnen Komponenten (1) bis (3) der vorliegenden Erfindung werden durch Kondensieren von Terephthalaldehyd mit einem 2-Dialkylphosphonomethylbenzonitril und weiteres Kondensieren des als Zwischenprodukt erhaltenen 2-Cyano-4'-formylstilbens mit einem 2-, 3- oder 4-Dialkylphosphonomethylbenzonitril hergestellt, gemäß dem nachstehenden Schema:
wobei R Methyl, Ethyl, Propyl oder Butyl, vorzugsweise Methyl oder Ethyl, wiedergibt.
Die Anfangskondensation des Terephthalaldehyds mit 2-Dialkylphosphonomethylbenzonitril wird in einem niederen Alkohol, zum Beispiel Methanol, Ethanol, n- oder Isopropanol oder n-, sec- oder tert-Butanol, vorzugsweise Methanol, als Lösungsmittel, und in Gegenwart von einem Alkalimetallhydroxid, wie Lithium-, Kalium- oder Natriumhydroxid, vorzugsweise Kaliumhydroxid, ausgeführt. Nach der Reaktion fällt das 2-Cyano-4'-formylstilben aus dem Reaktionsgemisch aus und wird durch Filtration isoliert.
Der zweite Kondensationsschritt wird in einem dipolaren aprotischen Lösungsmittel, wie Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid, N-Methylpyrrolidon oder Tetramethylharnstoff, vorzugsweise Dimethylformamid, in Gegenwart einer starken Base, wie Natrium- oder Kalium-C₁-C₅-alkoholat, insbesondere Natriummethylat, ausgeführt.
Jedoch ist es auch möglich, Gemische von Isomeren direkt durch Kondensation von Terephthalaldehyd mit Gemischen von isomeren Dialkylphosphonomethylbenzonitrilen zu erhalten.
Weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung sind die Verwendung der Gemische der drei Verbindungen der Formeln (1) bis (3) zum Aufhellen von Synthesefasern, insbesondere Polyesterfasern, wobei die Zusammensetzungen ein Gemisch enthalten, umfassend 20 bis 69,9 Gewichtsprozent von einer Verbindung der Formel
30 bis 79,9% von einer Verbindung der Formel
und
0,1 bis 3% von einer Verbindung der Formel
Weiterhin sind Gemische, umfassend 30 bis 60 Gewichtsprozent der Verbindung der Formel (1), 30 bis 60% der Verbindung der Formel (2) und 0,1 bis 3% der Verbindung der Formel (3), von besonderem Interesse, während Gemische, umfassend 40 bis 45 Gewichtsprozent der Verbindung der Formel (1), 55 bis 60% der Verbindung der Formel (2) und 0,1 bis 3% der Verbindung der Formel (3) oder alternativ 50 bis 60 Gewichtsprozent der Verbindung der Formel (1), 35 bis 45% der Verbindung der Formel (2) und 0,1 bis 3% der Verbindung der Formel (3) als am meisten erwünscht gefunden wurden.
Es ist bei Gemischen von fluoreszierenden Aufhellungsmitteln üblich, dass die einzelnen Komponenten für die kommerzielle Form durch Dispergieren derselben in einem flüssigen Medium, vorzugsweise Wasser, verarbeitet werden können. Dies kann durch Dispergieren der einzelnen Komponenten und dann Vereinigen der so erhaltenen Dispersionen ausgeführt werden. Jedoch ist es auch möglich, die einzelnen Komponenten zusammen in Substanz zu vermischen und dann dieselben gemeinsam zu dispergieren. Der Dispergierungsvorgang wird in einer herkömmlichen Weise in Kugelmühlen, Kolloidmühlen, Perlmühlen oder dergleichen ausgeführt.
Die vorliegende Erfindung stellt somit weiterhin Aufhellerzusammensetzungen bereit, enthaltend Wasser, und in jedem Fall, bezogen auf das Gewicht der Formulierung, 3 bis 25 Gewichtsprozent, vorzugsweise 5 bis 15 Gewichtsprozent, des vorstehend definierten aufhellenden Fluoreszenzmittelgemisches, und auch 0 bis 60%, vorzugsweise 5 bis 50 Gewichtsprozent, Hilfsmittel.
Geeignete Hilfsmittel schließen zum Beispiel anionische oder nichtionische Dispersantien der Klasse von Ethylenoxid-Addukten mit Fettalkoholen, höheren Fettsäuren oder Alkylphenolen oder Ethylendiamin-Ethylenoxid-Propylenoxid-Addukten, Copolymeren von N-Vinylpyrrolidon mit 3-Vinylpropionsäure, Wasserretentionshilfen, wie Ethylenglycol, Glycerin oder Sorbit, oder Biozide ein.
Die Gemische dieser Erfindung und die dieselben enthaltenden Zusammensetzungen sind zum Aufhellen von Textilmaterialien, die aus Synthesefasern hergestellt wurden, insbesondere jene, die aus linearen Polyestern hergestellt wurden, geeignet. Jedoch können diese Gemische und Zusammensetzungen auch zum Aufhellen von Elends verwendet werden, die lineare Polyester enthalten.
Die erfindungsgemäßen Gemische werden durch Verfahren, die normalerweise für die Auftragung von aufhellenden Fluoreszenzmitteln angewendet werden, zum Beispiel in dem erschöpfenden Färbeverfahren bzw. Auszugsfärbeverfahren in Färbevorrichtungen oder durch Lagen-Thermofixierung bzw. Klotz- oder Foulardier-Thermofixierung, angewendet. Die Behandlung wird in herkömmlicher Weise in einem wässrigen Medium bewirkt, worin die Verbindungen in feiner Teilchenform als Suspensionen, Mikrodispersionen, oder gegebenenfalls als Lösungen, vorliegen. Falls geeignet, können Dispersantien, Stabilisatoren, Benetzungsmittel und andere Hilfsmittel während der Behandlung zugesetzt werden. Die Behandlung wird normalerweise in dem Temperaturbereich von etwa 20°C bis 140°C, vorzugsweise 110 bis 130°C, zum Beispiel bei der Siedetemperatur des Bades oder in der Nähe davon, ausgeführt. Wenn die Gemische durch das Klotz- bzw. Lagen-Thermofixierungsverfahren angewendet werden, wird das Thermofixieren vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 170 und 200°C ausgeführt.
Die nachstehenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung; Teil- und Prozentangaben sind auf das Gewicht bezogen, sofern nicht anders ausgewiesen.
A. HERSTELLUNGSBEISPIELE
Beispiel 1: 2-Cyano-4'-formylstilben
Unter einer Stickstoffatmosphäre wird ein 1,5-Liter-Kolben mit 480 ml Methanol beschickt und 43,4 g 85%iges Kaliumhydroxidpulver werden unter Rühren zugegeben. Das Kaliumhydroxid löst sich und die Temperatur steigt auf 43°C. Die farblose Lösung wird auf 2°C gekühlt und 82,1 g 98%iger Terephthalaldehyd werden zugegeben. Zu der erhaltenen klaren Lösung wird tropfenweise unter Rühren eine Lösung von 144,8 g 2-Dimethylphosphonomethylbenzonitril in 120 ml Methanol und unter Kühlen über 2 Stunden bei 2°C zugegeben. Nach Rühren für 2 Stunden bei 2°C wird die Temperatur auf 25°C erhöht und das Gemisch wird weitere 2 Stunden gerührt. Anschließend wird die Temperatur auf 40°C erhöht und das Rühren wird für weitere 2 Stunden bei dieser Temperatur fortgesetzt. Das Gemisch wird dann mit 180 ml Methanol verdünnt und die Suspension über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Der Niederschlag wird dann durch Saugen filtriert, mit 2 Portionen 250 ml Methanol gewaschen und trocken gesaugt. Es werden 140 g von dem feuchten Filterkuchen, entsprechend 78,3 g trockenem 2-Cyano-4'-formylstilben, erhalten.
Beispiel 2
Unter einer Stickstoffatmosphäre wird ein 1,5-Liter-Kolben mit 100 ml Methanol und 360 ml N,N-Dimethylformamid und 131,8 g 3-Dimethylphosphonomethylbenzonitril beschickt und 115,2 g des in Beispiel 1 erhaltenen feuchten Filterkuchens werden nacheinander zugegeben. Die Suspension wird auf 40°C erwärmt und 99,0 g einer 30%igen Lösung von Natriummethylat in Methanol werden tropfenweise unter Kühlen innerhalb 40 min. bei 40 bis 44°C zugegeben. Anfänglich ergibt sich eine rote Lösung. Nach 10 Minuten der Zugabe findet spontane Kristallisation statt und die Temperatur erhöht sich zeitweilig auf 49°C. Die erhaltene Suspension wird dann weitere 4 Stunden bei 40 bis 43°C und anschließend über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Nach Verdünnung mit 400 ml Methanol wird das Gemisch mit Phenolphthalein durch die Zugabe von 1,0 g 100%iger Ameisensäure neutralisiert, auf 0°C gekühlt und filtriert. Der Filterkuchen wird mit 2 Portionen 250 ml Methanol gewaschen. Nach Trocknen bei 70°C unter Vakuum werden 89,0 g eines gelblichen Produkts der Formel (1) erhalten.
Durch Austausch von 3-Dimethylphosphonomethylbenzonitril in dem vorstehenden Beispiel 2 durch 4- oder 2-Dimethylphosphonomethylbenzonitril können die entsprechenden Verbindungen der Formel (2) und (3) in einer analogen Weise erhalten werden.
B. ANWENDUNGSBEISPIELE
a) Auszugverfahren
Ein Polyestertextil (Terylen Typ 540) wird in einer Färbevorrichtung bei Raumtemperatur und bei einem Flüssigkeitsverhältnis von 1:20 mit einem wässrigen Bad, enthaltend 0,1 Gewichtsprozent von einem Gemisch der optischen Aufhellungsmittel der Formel (1), (2) und (3) in den in Tabelle 1 angegebenen Verhältnissen in fein dispergierter Form und in Gegenwart von 1 g/l eines Fettalkoholpolyglycolethers als dispergierendes Mittel, behandelt. Die Temperatur wird von Raumtemperatur auf 110 innerhalb 30 Minuten erhöht, 30 weitere Minuten bei dieser Temperatur gehalten und anschließend während 15 Minuten auf 40°C gekühlt. Das Textilmaterial wird dann für 30 Sekunden unter laufendem Wasser gespült und bei 70°C getrocknet.
Das so behandelte Polyestertextil zeigt einen hohen Grad an Aufhellung, wie gemäß Ganz (siehe Tabelle 1) gemessen, mit einer neutralen bläulichen Schattierung.
b) Klotz- bzw. Lagen-Thermofixierungs-Verfahren
Ein Polyestertextil (Terylen Typ 540) wird bei Raumtemperatur durch das Klotz- bzw. Lagen-Chargen-Verfahren mit einer wässrigen Lauge, enthaltend 1,2 g/l% eines Gemisches der optischen Aufhellungsmittel der Formel (1), (2) und (3) in den in Tabelle 1 angegebenen Verhältnissen in dispergierter Form und in Gegenwart von 1 g/l eines Alkalisalzes von einem sulfonierten Dicarbonsäurealkylester, behandelt. Der Pinch-off-Effekt ist 65%. Anschließend wird die Textilprobe für 30 Minuten bei 70°C getrocknet und dann während 30 Sekunden bei 180°C thermofixiert.
Das so behandelte Polyestertextil zeigt einen hohen Grad an Aufhellung, wie gemäß Ganz (siehe Tabelle 1) gemessen, mit einer neutralen bläulichen Schattierung. TABELLE 1

Beispiel Verbindung (1)% Verbindung (2)% Verbindung (3)% Aufhellung Verfahren a) Aufhellung Verfahren b)

3 39,4 60,0 0,6 215 210

4 59,2 40,0 0,8 216 212

Claims

Gemisch von fluoreszierenden Aufhellungsmitteln, umfassend 20 bis 69,9 Gewichtsprozent von einer Verbindung der Formel
30 bis 79,9% von einer Verbindung der Formel
und 0,1 bis 3% von einer Verbindung der Formel
Gemisch nach Anspruch 1, umfassend 30 bis 60 Gewichtsprozent von der Verbindung der Formel (1), 30 bis 60% von der Verbindung der Formel (2) und 0,1 bis 3% von der Verbindung der Formel (3).
Gemisch nach Ansprüchen 1 oder 2, umfassend 35 bis 45 Gewichtsprozent von der Verbindung der Formel (1), 50 bis 60% von der Verbindung der Formel (2) und 0,1 bis 3% von der Verbindung der Formel (3).
Gemisch nach Ansprüchen 1 oder 2, umfassend 50 bis 60 Gewichtsprozent von der Verbindung der Formel (1), 35 bis 45% von der Verbindung der Formel (2) und 0,1 bis 3% von der Verbindung der Formel (3).
Verfahren zur Herstellung eines Gemisches von fluoreszierenden Aufhellungsmitteln, wie in Anspruch 1 definiert, das Kondensieren von Terephthalaldehyd mit 2-Dialkylphosphonomethylbenzonitril und weiteres Kondensieren des als Zwischenprodukt erhaltenen 2-Cyano-4'-formylstilbens mit einem 2-, 3- oder 4-Dialkylphosphonomethylbenzonitril umfasst.
Zusammensetzung, die Wasser, Gemische von fluoreszierenden Aufhellungsmitteln nach Ansprüchen 1 bis 4 und gegebenenfalls Hilfsmittel umfasst.
Zusammensetzungen nach Anspruch 6, enthaltend Wasser, und in jedem Fall auf das Gewicht der Formulierung bezogen, 3 bis 25 Gewichtsprozent, vorzugsweise 5 bis 15 Gewichtsprozent, des vorstehend definierten fluoreszierenden Aufhellungsmittelgemisches und auch 0 bis 60%, vorzugsweise 5 bis 50 Gewichtsprozent, Hilfsstoffe.
Verwendung eines Gemisches nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zum Aufhellen von synthetischen Fasern.
Verwendung eines Gemisches nach Anspruch 8 zum Aufhellen von Polyesterfasern.