Neue Thiodiσlvkol-Derivate, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung als Weichmacher für Textilien"
Auf dem Gebiet der Textilweichspüler für Haushalt und Gewerbe kommt bis zum heutigen Tage den quartären Ammoniumverbindungen, insbesondere dem Dimethyldistearylammoniumchlorid substantielle praktische Bedeutung zu (siehe dazu: P. Vogel und H. Krüßmann, Seifen, Öle, Fette, Wachse, Band 111, Seite 567 bis 574, 1985 so--. wie L. Godefroy und H. Hein, Seifen, Öle, Fette, Wachse, Band 115, Seite 3 bis 8, 1989).
Infolge der zunehmenden Berücksichtigung von Lagerstabilität und Viskositätscharakteristik sowie der biologischen Abbaubarkeit von hochkonzentrierten Weichspülern sind zahlreiche Vorschläge zum Er¬ satz dieser Komponenten durch stickstofffreie Austauschverbindun¬ gen bzw. entsprechende Systeme publiziert worden. Diese Vorschläge umfassen dabei sowohl anorganische, insbesondere anorganisch un¬ lösliche Komponenten wie Schichtsilikatverbindungen (siehe bei¬ spielsweise in der deutschen Patentschrift 23 34 899), als auch ausgewählte organische Komponenten, beispielsweise Disalze von langkettigen Alpha-sulfofettsäuren und Kombinationen solcher Sy¬ steme (siehe dazu in der deutschen Patentschrift DE-3604039).
Die vorliegende Erfindung betrifft nunmehr eine bisher nicht be¬ schriebene stickstofffreie Klasse organischer Verbindungen, die besondere Eignung für das Anwendungsgebiet der Textilweichmachung zeigen und hier beispielsweise im Rahmen der bekannten Spülbad- Avivage die heute noch üblichen TextilWeichmacher auf Basis quar¬ tärer Ammoniumverbindungen nicht nur vollwertig ersetzen können, sondern darüber hinaus bei geeigneter Auswahl und Anwendung tak- tile Griffeffekte am ausgerüsteten Textil zugänglich werden las¬ sen, die über die bis heute bestehenden technischen Möglichkeiten hinausgehen.
Gegenstand der Erfindung sind dementsprechend in einer ersten Aus¬ führungsform neue Mono- und/oder Bis-ether sowie Mono- und/oder Bis-ester von Thiodiglykolsulfoxiden und/oder -sulfonen der all¬ gemeinen Formel (I)
in der X\ und/oder X2 ß-hydroxylsubstituierte Alkylreste mit 8 bis
30 C-Atomen und/oder Acylreste von Alkyl onocarbonsäuren mit 8 bis
30 C-Atomen bedeuten, in der Xj und X2 gleich oder verschieden sind, wobei im Falle der Mono-ether bzw. Mono-ester Xj oder X2 gleich
Wasserstoff ist und in der die Zahl z für 1 oder 2 steht.
Bei den erfindungsgemäß definierten Thiodiglykolverbindungen der allgemeinen Formel (I) handelt es sich um eine bisher nicht be¬ schriebene Stoffklasse. Ihre Herstellung gelingt durch die Umset¬ zung von Thiodiglykol mit α-Olefinepoxidverbindungen mit 8 bis 30
C-Atomen im Molekül beziehungsweise durch die entsprechende Um¬ setzung des Thiodiglykols mit Alkylmonocarbonsäuren vergleichbarer Kettenlänge.
Je nach dem eingestellten Molverhältnis zwischen Thiodiglykol und α-Olefinepoxidverbindung (1 : 1 bis 1 : 2) entstehen durch Ring¬ öffnung unter Ausbildung der entsprechenden Mono- und/oder Bis- ether des Thiodiglykols der allgemeinen Formel (I) in Xj und/oder X2 B-Hydroxylalkylgruppierungen. In der Lehre der britischen Pa¬ tentschrift BP 1 097 396 wird dagegen ein anderer Weg zu den Bis- etherderivaten des Thiodiglykols beschrieben. Als Ausgangsverbin¬ dungen werden dort Divinylsulfone und Alkohole eingesetzt, die allerdings nicht zu der erfindungsgemäßen ß-Hydroxylalkylgruppie- rung in den entsprechenden Bis-[2-alkoxyethyl]sulfonen führen.
In einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung wird das Thiodiglykol im jeweils gewünschten MolVerhältnis (1 :1 bis 1 : 2) mit der CQ bis C3o**α-01efinverbindung in der Weise umgesetzt, daß ein üblicher basischer Katalysator, wie beispielsweise ein Alkali¬ hydroxid und/oder ein Alkalimethoxylat, in einer Menge von wenig¬ stens 0,05 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 0,1 bis 1 Gew.-% - jeweils bezogen auf die Gesamteinwaage - zudosiert wird.
Die eigentliche Reaktion findet bei Temperaturen von wenigstens 120 °C bis etwa 200 °C, vorzugweise von etwa 160 bis 170 °C, in¬ nerhalb von etwa 3 bis 6 Stunden bis zu einem Epoxidsauerstoffge- halt von unterhalb 0,5 %, vorzugsweise von unterhalb 0,2 %, statt. Der Epoxidsauerstoffgehalt dient dabei zur ständigen Reaktionskon- trolle und letztendlich auch zur Bestimmung des quantitativen Re¬ aktionsverlaufes.
Beim Umsatz des Thiodiglykols mit den Alkylmonocarbonsäuren bzw. ihren reaktionsfähigen Derivaten entstehen je nach eingestelltem Molverhältnis Thiodiglykol zu Alkylmonocarbonsäure (1 : 1 bis 1 : 2) die entsprechenden Verbindungen der allgemeinen Formel (I) vom Mono- und/oder Bis-estertyp. Eine ähnliche Umsetzung wird be¬ reits in der russischen Literatur (V. A. Trofi ov, I. N. Gurshko und V.I Isagulyants, Zh. Prikl. Khim., Band 48, Seite 626 bis 628, 1975) beschrieben. In dieser Literaturstelle wird Thiodiglykol in Gegenwart von Pyridin in Benzol mit Säurechloriden zu den entspre¬ chenden Bis-estern des Thiodiglykols überführt, wobei die an¬ schließende Oxidation mit Cumylhydroperoxid in n-Heptan zu den Sulfoxiden führt.
Die angefallenen Umsetzungsprodukte vom Mono- und/oder Bis-ether- bzw. Mono- und/oder Bis-estertyp des Thiodiglykols werden dann in an sich bekannter Weise, z. B. mit einer bestimmten Menge 30 bis 70 %igem, vorzugsweise 70 %igem Wasserstoffperoxid in Eisessig zum Sulfoxid - z in der allgemeinen Formel (I) gleich 1 - und/oder mit der vergleichsweise wenigstens doppelt so großen Menge 70 %igem Wasserstoffperoxid in Eisessig zum Sulfon - z in der allgemeinen Formel (I) gleich 2 - oxidiert.
Innerhalb des vergleichsweise breiten durch die allgemeine Formel (I) definierten Rahmens der erfindungsgemäßen neuen Thiodiglykol- derivate zeichnen sich ausgewählte engere Unterklassen durch be¬ sondere Eignung für das erfindungsgemäß angestrebte Ziel der Tex- tilweichmachung besonders aus. Dementsprechend ist es erfindungs¬ gemäß bevorzugt, daß sich die Reste Xj und X2 von ß-hydroxylsub- stituierten Alkylresten oder von Acylresten mit 12 bis 24 C-Atomen und insbesondere mit etwa 12 bis 18 C-Atomen ableiten. Die bevor-
zugten Reste dieser Art für Xj und X2 sind dabei entsprechende geradkettige Reste.
In den Rahmen der Erfindung fallen Verbindungen der allgemeinen Formel (I), die sich dadurch kennzeichnen, daß in X-= und X2 un¬ terschiedliche Reste der angegebenen Art vorliegen, so daß also im jeweiligen Molekül entsprechende gemischte Reste der erfindungs¬ gemäß definierten Art vorliegen. Dabei können strukturmäßig glei¬ che, gewünschtenfalls aber auch strukturmäßig unterschiedliche Reste in Xj und X2 vorliegen. Schon aus Gründen der erleichterten Zugängl chkeit werden allerdings jeweils strukturmäßig gleiche Reste bevorzugt sein, die allerdings im Falle der Verbindungen mit gemischten Resten Xi und X2 dann beispielsweise entsprechende Re¬ ste unterschiedlicher Kettenlängen enthalten.
Für den erf ndungsgemäßen Zweck der Textilweichmachung können Thi- odiglykolderivate der allgemeinen Formel (I) besonders bevorzugt sein, die in Xj und X2 einheitliche Reste und dabei insbesondere gleiche, d. h. identische Reste der jeweils angegebenen Art auf¬ weisen. Sowohl in dieser wie in der zuvor genannten Ausführungs¬ form der Verbindungen mit gemischten Resten Xj und X2 umfaßt al¬ lerdings die Erfindung Abmischungen unterschiedlicher Verbindungen der allgemeinen Formel (I). Wie im Zusammenhang mit der Anwendung dieser Komponenten für die Textilweichmachung im nachfolgenden noch ausführlich geschildert wird, kann es insbesondere zweckmäßig sein, bestimmt ausgewählte Mischungen von Verbindungen der allge¬ meinen Formel (I) mit vergleichsweise längeren Resten in Xj u^ ^ mit entsprechenden, insbesonderen strukturgleichen Komponente Jer allgemeinen Formel (I) jedoch kürzerkettigeren Resten Xj und X2 einzusetzen. Anlaß hierfür ist, daß über die bestimmte Beschaffen¬ heit der Reste Xj und X2 Einfluß auf bestimmte Stoffeigenschaften
genommen werden kann, denen im Zusammenhang mit der Textil-Avivage technologische Bedeutung zukommt. Es ist dementsprechend möglich und fällt in den Rahmen der Erfindung, solche Stoffgemische einzusetzen, in denen die Einzelkomponenten in be¬ stimmter Weise bezüglich eines wünschenswerten Leistungsprofils optimiert sind, dann aber in Abmischung mit anderen Komponenten kombiniert werden, die ihrerseits bezüglich ihres Leistungsprofils in anderer Weise ausgewählt und aufgebaut sind.
Was hier zu den Resten Xj und X2 aus den Verbindungen der allge¬ meinen Formel (I) gesagt ist, gilt in gleicher Weise zu der Kom- binationsmöglichkeit des Parameters z, d. h. zur Auswahl von Ver¬ bindungen des Sulfoxidtyps bzw. des Sulfontyps. Den Sulfonen - z = 2 - kann für die Praxis schon deswegen besondere Bedeutung zukom¬ men, weil Verbindungen dieses Typs durch Disproportionierungsreak- tionen nicht gefährdet sind, wie sie prinzipiell bei Sulfoxidver- bindungen auftreten können. Infolge dieser Disproportionierungs- reaktion können neben den geruchsneutralen Sulfonen die unangenehm riechenden Sulfide entstehen. Prinzipiell lassen sich jedoch so¬ wohl die erfindungsgemäßen Sulfone als auch die Sulfoxide mit gängigen Riechstoffen parfümieren, ohne einen substantiellen Ver¬ lust der weichmachenden Eigenschaften zu erleiden. Auf der anderen Seite kann Sulfoxidverbindungen des angegebenen Typs ein so inter¬ essantes Leistuπgsprofil zukommen, daß ihre alleinige Verwendung oder Mitverwendung in Kombination mit Sulfonen in den Rahmen des erfindungsgemäßen Handelns fällt.
Die Erfindung umfaßt in ihrer wichtigsten Ausführungsform Textil- weich achende Wirkstoffgemische, die die Thiodiglykolverbindungen der allgemeinen Formel (I) entweder als solche oder in Abmischung mit Lösungs-, Emulgator- und/oder Dispergierhilfsmitteln bzw. mit
Stabilisatoren enthalten, wobei diese zusätzlich zu den Verbin¬ dungen der allgemeinen Formel (I) eingesetzten Hilfsstoffe mit oder ohne Eigenwaschkraft und/oder Reinigungs-verstärkender Wir¬ kung ausgestattet sein können.
Die vielgestaltigen Möglichkeiten für das erfindungsgemäße Handeln werden an den nachfolgenden Beispielen ersichtlich, die Teilaspek¬ te aus dem inneren Kern der hier betroffenen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lehre beschreiben. Verbindungen der allge¬ meinen Formel (I) vom Bis-ethertyp, die ß-hydroxylsubstituierte geradkettige Alkylreste mit vergleichsweise kürzerer Kettenlänge, beispielsweise mit 12 C-Atomen enthalten, ergeben bei ihrer Ap¬ plikation über eine wäßrige Hilfsphase bei der Spülbad-Avivage sowohl in der Form der Sulfon- als auch in der Form der Sulfoxid- Verbindung hervorragende Weichmachungseffekte, die in der ein¬ stellbaren Griffqualität über den Standard der heutigen Haushalts¬ praxis hinausgehen.
Anders sieht es zunächst aus, wenn analoge Verbindungen mit er¬ höhter Kohlenstoffzahl in der Kettenlänge von Xj und X2 zum Ein¬ satz kommen. Werden entsprechende ß-hydroxylsubstituierte Ci6~De- rivate oder gar entsprechende Cig-Derivate ohne Mitverwendung von Hilfsmitteln eingesetzt, dann scheint sich zunächst keine ausge¬ prägte Weich achung am behandelten Textil einzustellen. Wird hier jedoch die als Weichmacher eingesetzte Komponente der allgemeinen Formel (I) mit Dispergier- bzw. Emulgierhilfsmitteln, beispiels¬ weise von der Art anionischer und/oder nichtionischer Tenside und/oder zusammen mit Emulgatoren etwa von der Art der Glycerin- partialether oder Glycerinpartialester kombiniert, dann treten die textilweichmachenden Effekte, beispielsweise im Rahmen der Spül¬ bad-Avivage nicht nur wieder voll auf, sie können die Wirkung der
entsprechenden kürzerkettigen Derivate der allgemeinen Formel (I) auch deutlich überschreiten. Die Mitverwendung von Dispergier- bzw. Emulgiermitteln und/oder Stabil satoren wirkt im zuletzt ge¬ nannten Fall also deutlich wirkungssteigerπd. Werden dagegen die gleichen Hilfsmittel im Zusammenhang mit den zuvor erwähnten kür¬ zerkettigen Thiodiglykolderivaten der Kettenlänge C12 ιn xl uπt* x2 eingesetzt, dann kann dadurch gegebenenfalls deren Leistungsniveau bezüglich der Text lweichmachung deutlich vermindert werden. Hier empfiehlt sich also zur Optimierung des angestrebten Ergebnisses der Verzicht auf solche zusätzlichen Hilfsmittel. Ausgehend von dieser lediglich beispielhaft zu sehenden Darstellung kann der Fachmann im einzelnen durch einfache Vorversuche die jeweils ge¬ eigneten bzw. optimierten Stoffmischungen ermitteln und zusammen¬ stellen.
Aufgrund dieses unterschiedlichen Verhaltens an sich syste glei- cher Komponenten jedoch unterschiedlicher Kettenlängen in den Re¬ sten Xj und/oder X2 kann eine Optimierung im erfindungsgemäßen Sinne auch dadurch erfolgen, daß entsprechend .ausgewählte Kompo¬ nenten mit kürzeren C-Kettenlängen in Xj und/oder X2 mit ver¬ gleichbaren Komponenten jedoch längerer C-Kette in Xj und/oder X2 kombiniert werden. Beispielhaft sei das an dem Wiederbenetzungs- verhalten eines entsprechend ausgerüsteten Textilgutes erläutert: Die zuvor erwähnten Verbindungen der allgemeinen Formel (I) mit ß-hydroxylsubstituierten Ci2-Alkylresten in Xj und X2 zeichnen sich bei ihrem Einsatz als Textilweich achungsmittel durch ausge¬ sprochen gute Werte bezüglich der Wiederbenetzbarkeit der ausge¬ rüsteten Textiles aus. Der Übergang zu den längerkettigen entspre¬ chenden Resten mit 16 und/oder 18 C-Atomen in Xj und/oder X2 führt zur Abschwächung der Wiederbenetzbarkeit, kann aber insbesondere in Kombination mit tensidischen Hilfsstoffen zur deutlichen Ver-
besserung der Griffcharakteristik führen. Die Kombination beider Typen im erfindungsgemäßen Hilfsmittel zur Textilausrüstung kann dann zu einer Optimierung der beiden hier betrachteten Wirkungs¬ qualitäten - sowohl verbesserte Wiederbenetzbarkeit als auch ver¬ besserter Griff - führen.
Im Rahmen der erfindungsgemäßen Arbeiten hat sich weiterhin ge¬ zeigt, daß für die Wirksamkeit der vorgesehenen neuen Stoffklasse als Textilweichmachungsmittel das Ausmaß der Dispergierung bzw. Emu1gierung der Verbindungen der allgemeinen Formel (I) im Appli¬ kationszustand entscheidenden Einfluß haben kann. Sowohl für die absolute Wirkung wie für die Aufrechterhaltung der Wirkung in ins¬ besondere wäßrigen Ab ischungen über längere Zeiträume ist es be¬ deutungsvoll, ein möglichst hohes und lagerstabiles Ausmaß von Feinst-Emulgierung bzw. -Dispergierung der Wirkstoffe sicherzu¬ stellen. Hierzu bieten sich insbesondere zwei Maßnahmen an, die auch miteinander verbunden werden können: die Mitverwendung von Dispergier- bzw. E ulgierhilfsmitteln bei der Herstellung der ins- besonders wäßrigen Wirkstoffkombinationen sowie eine bestimmte Verfahrenstechnik bei der Herstellung der wäßrigen Präparationen. Im einzelnen gilt hierzu das folgende:
Je höher die Kettenlänge der Reste X\ und/oder X2 im eingesetzten Sulfon bzw. Sulfoxid gewählt wird, um so stärker prägt sich die Notwendigkeit der Mitverwendung von emulgierenden und/oder disper- gierenden Hilfsmitteln aus. Verbindungen mit mehr als 14 C-Atomen in den jeweiligen Resten Xj bzw. X2 und insbesondere solche des für die erfindungsgemäßen Zwecke der Textilweichmachung besonders wirkungsvollen Bereiches von etwa 16 bis 20 C-Atomen benötigen in aller Regel die Mitverwendung solcher Zusatzkomponenten im Wirk¬ stoffgemisch. In diesen Fällen werden in einer wichtigen Ausfüh-
rungsform der Erfindung die Thiodiglykolverbindungen der allge¬ meinen Formel (I) in Abmischung mit Hilfsstoffen mit Tensidcharak- ter eingesetzt. Als wirksame Hilfsstoffe kommen hier Tenside in breiter Definition in Betracht. Die Erfindung sieht also hier vor, Abmischungen mit Aniontensiden ebenso vorzunehmen wie entsprechen¬ de Abmischungen mit nichtionischen Tensidverbindungen. Geeignete Aniontenside sind beispielsweise Fettalkoholsulfatsalze ebenso wie Alkylsulfonatsalze, wobei sich vorzugsweise die Alkali- und Erdal- kalisalze und insbesondere die Na- und Mg-Salze bewährt haben. Aus der ersten Gruppe sind als eine besonders geeignete Mischkom¬ ponente das Talgalkoholsulfat und verwandte Verbindungen zu nen¬ nen. Zur zweiten Gruppe zählen beispielsweise -Sulfofettsäure- methylestersulfonate, Alkylbenzolsulfonate, Alkansulfonate, Di¬ salze von α-Sulfofettsäuren und vergleichbare Verbindungen. Aus dem Bereich der niotensidischen Komponenten sind sowohl die klas¬ sischen Oligoethoxylate oleophiler Komponenten mit aktiven Was¬ serstoffatomen, insbesondere aber auch die zur Klasse nichtioni¬ scher Tenside zählenden Alkylglykoside zu nennen. Bei der Opti¬ mierung im erfindungsgemäßen Sinne wird begreiflicherweise nicht nur die angestrebte Wirkungssteigerung bezüglich der Textilweich¬ machung im Vordergrund stehen, insbesondere wird auch die allge¬ meine Verträglichkeit der textilausrüstenden Hilfsstoffe mitbe¬ rücksichtigt werden. Talgalkoholsulfat, netzend bzw. emulgierend wirkende Alkylglucosidverbindungen und/oder Disalzen von α-Sulfo- fettsäuren mit Netz- und Emulgierwirkung kann damit besondere Be¬ deutung zukommen.
Eine weitere Klasse von Hilfsstoffen für die Formulierung wir¬ kungsstarker, insbesondere wäßriger Zubereitungen der Verbindungen der allgemeinen Formel (I) sind Emulgatoren bzw. Stabilisatoren zur Aufrechterhaltung des eingestellten Zustandes der Feinst-Emul-
gierung bzw. -Dispergierung. Die Fachwelt kennt zahlreiche Verbin¬ dungstypen dieser Art. Geeignet sind im erfindungsgemäßen Sinne insbesondere beispielsweise Glycerinpartialether und/oder Glyce¬ rinpartialester, die neben ein oder zwei freien Hydroxylgruppen längerkettige Kohlenwasserstoffreste in den Ether- bzw. Ester-bil¬ denden funktionellen Substituenten aufweisen.
In solchen Wirkstoffgemisehen aus Thiodiglykolverbindungen der allgemeinen Formel (I) und Hilfsstoffen der zuletzt genannten Art können die erfindungsgemäß beschriebenen Thiodiglykolverbindungen in Mengen von 5 bis 95 Gew.-% - Gew.-% bezogen auf das Gesamtwirk¬ stoffgemisch - vorliegen, wobei Mengen von etwa 20 bis 70 Gew.-% bevorzugt sein können. Mischungsverhältnisse der Sulfone und/oder Sulfoxide zu ausgesprochenen E ulgierhilfsmitteln, insbesondere tensidischer Natur können in Mischungsbereichen von 1 : 5 bis 5 : 1 und insbesondere im Bereich von etwa 1 : 3,5 bis 4 : 1 mit Vorteil eingesetzt werden.
Die zuvor erwähnte zweite Möglichkeit zur Wirkungssteigerung liegt in der Wahl besonderer Arbeitsbedingungen bei der Herstellung der insbesondere wäßrigen Wirkstoffkonzentrate für deren nachträgliche Verdünnung mit weiterem Wasser zum praktischen Einsatz bei der Textilweichmachung. Hier sind insbesondere zwei Verfahrensparame¬ ter zu berücksichtigen:
Zur Sicherstellung eines besonders feinen Emulgierungszustandes hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Emulgierung der gegebe¬ nenfalls erschmolzenen Wirkstoffe bzw. Wirkstoffgemische in wä߬ riger Phase bei wenigstens Raumtemperatur bis etwa 100 °C vorzu¬ nehmen. So kann es zweckmäßig sein, die Emulgierung vorzugsweise im Temperaturbereich von etwa 80 bis etwa 95 °C durchzuführen.
Wichtig ist dabei die hoch intensive Vermischung der wäßrigen Pha¬ se mit der gegebenenfalls erschmolzenen Thiodiglykolverbindungen enthaltenden Wirkstoffphase. Es kann weiterhin zweckmäßig sein, eine intensive Vermischung auch während der Abkühlung des wäßrigen Konzentrates auf Umgebungstemperatur aufrechtzuerhalten.
Es hat sich weiterhin als besonders zweckmäßig erwiesen, beim ge¬ meinsamen Einsatz von Thiodiglykolverbindungen der allgemeinen Formel (I) und dispergierenden bzw. emulgierenden Hilfsstoffen, etwa von der Art der Talgalkoholsulfate, zunächst das Wirkstoff- gemisch insbesondere in der Schmelze intensiv zu vereinheitl chen und dann dieses Wirkstoffgemisch unter den zuvor angegebenen Be¬ dingungen in der wäßrigen Phase zu emulgieren. Auf diese Weise kann nicht nur eine besonders zuverlässige Feinst-Emulgierung und damit Wirkungssteigerung im beabsichtigten Einsatzzweck einge¬ stellt werden, es werden gleichzeitig auch über längere Zeiträume lagerstabile Konzentrate des Wirkstoffgemisches erhalten.
Bei der Herstellung solcher wäßriger Dispersionen und/oder Emul¬ sionen werden zweckmäßigerweise Wirkstoffgehalte in der primär hergestellten wäßrigen Zubereitungsform im Bereich von etwa 1 bis 50 Gew.-% und zweckmäßigerweise im Bereich von etwa 5 bis 20 Gew.-% eingehalten. In der Anwendungskonzentration solcher Emulsionen für die Textilweichmachung und insbesondere im Rahmen einer Spülbad-Avivage können dann die Konzentrate in solcher Menge zum Einsatz kommen, daß die erfindungsgemäßen Wirkstoffe bzw. Wirkstoffgemische letztendlich in Mengen von etwa 0,05 bis 2 Gew.-% und insbesondere in Mengen von etwa 0,1 bis 0,5 Gew.-% - jeweils bezogen auf das Textiltrockengewicht - verwendet werden.
Die Zubereitung der wäßrigen Avivagehilfsmittel im Sinne der er¬ findungsgemäßen Definition läßt die Einstellung eines verhältnis¬ mäßig breiten pH-Bereiches zu. So können die pH-Werte entsprechen¬ der wäßriger Lösungen etwa im Bereich von 4 bis 11 und vorzugs¬ weise im Bereich von etwa 5,5 bis 10 liegen.
Es hat sich darüber hinaus gezeigt, daß dem Härtegrad des Wassers, das im Rahmen der Spülbad-Avivage verwendet wird, keine wirkungs- regulierende Mitbedeutung zukommt. Es ist jedoch von Vorteil, wenn eine gewisse Mindesthärte zugegen ist. So sind Här¬ tegrade von wenigstens 5 °dH und insbesondere solche im Bereich von etwa 8 bis 30 °dH oder darüber besonders gut geeignet, die angestrebten Weichmachungseffekte auszulösen.
Die Anwendung der erfindungsgemäßen Wirkstoffe bzw. Wirkstoffge¬ mische zum Zwecke der Textil-Avivage ist unabhängig vom Trock¬ nungszustand des zu behandelnden Textilmaterials. Sowohl bei der Einwirkung auf Naßgewebe wie bei der Einwirkung auf Trockengewebe tritt die angestrebte Weichmachung ein. Die erfindungsgemäßen Wirkstoffgemisehe ziehen im allgemeinen sowohl aus wäßriger Flotte als auch durch Zwangsapplikation auf das entsprechende Textil auf. Die Qualität der Griffgebung ist nicht unmittelbar vergleichbar mit den bis heute in der Praxis erzielten Ergebnissen. Textil- materialien, die mit Stoffgemisehen im Sinne der Erfindung ausge¬ rüstet sind, werden als angenehm trocken bei gleichzeitig hohem Weichheitsgrad empfunden.
B e i s p e l e
Herstellungsverfahren für Bis-[2-(2-hydroxyalkoxy)ethyl]sulfoxide und su 1 föne
Beispiel 1
654,8 g 1,2-Epoxy-hexadecan (α-Ci6-01efinepoxid) und 152,7 g Bis-(2-hydroxy-ethyl)sulfid (Thiodiglykol) wurden mit 3,3 g einer 45 %igen Kalilauge in einem Reaktioπsgefäß vorgelegt und die even¬ tuell vorhandenen Wasserspuren unter Erhitzen bei 80 bis 100 °C im Vakuum entfernt. Die schwach exotherm reagierende Mischung wurde unter Stickstoffzuleitung auf etwa 160 °C bis 170 °C gebracht. Zur Reaktionskontrolle wurde in regelmäßigen Abständen der Epoxidge- halt bestimmt, wobei die Reaktion im allgemeinen nach 3 bis 6 Stunden bei einem Epoxidsauerstoffgehalt von weniger als 0,2 % beendet war. Das entstandene Bis-[2-(2-hydroxyhexadecyloxy)ethyl]- sulfid konnte in der nachfolgend beschriebenen Weise sowohl zum Sulfoxid als auch zum entsprechenden Sulfon oxidiert werden: a) Oxidation zum Sulfoxid
Eine Hälfte des Bis-[2-(2-hydroxyhexadecyloxy)ethyl]sulfid wurde mit 100 ml Eisessig versetzt und erhitzt. Bei etwa 60 °C tropfte man unter exothermer Reaktion 30,4 g 70 %iges Wasserstoffperoxid zu, wobei die Reaktionstemperatur nicht oberhalb -von 90 °C liegen sollte. Nach etwa 5 Stunden bei 80 °C war die Reaktion beendet. Anschließend wurde der Ansatz solange mit heißem Wasser gewaschen,
bis der Peroxidtest im Waschwasser negativ ausfiel. Das gelbe, feste Sulfoxid wurde abschließend im Vakuum bei 120 °C getrocknet. Analytische Kennzahlen von Bis-[2-(2-hydroxyhexadecyloxy)ethyl]- sulfoxid: OH-Zahl: 209,5; Säurezahl: 0,4 b) Oxidation zum Sulfon
Die andere Hälfte des Bis-[2-(2-hydroxyhexadecyloxy)ethyl]sulfid wurde mit 100 ml Eisessig versetzt und erhitzt. Bei etwa 60 °C tropfte man unter exothermer Reaktion 60,8 g 70 %iges Wasserstoff¬ peroxid zu. Die Oxidations- und Aufarbeitungsbedingungen entspra¬ chen denen des Sulfoxids. Bei Trenungsproblemen empfahl sich Bu- tylacetat als Lösungsmittel und 5 %ige wäßrige Natriumsulfatlösung als Trennhilfe.
Analytische Kennzahlen von Bis-[2-(2-hydroxyhexadecyloxy)ethyl]- sulfon: OH-Zahl: 156,4; Säurezahl: 1,2
Eine Auswahl der auf diese Weise hergestellten erfindungsgemäßen Mono- und Bis-ether von Thiodiglykol-sulfoxiden bzw. Thiodigly- kol-sulfonen wird aus Tabelle 1 und Tabelle 2 ersichtlich.
Tabelle 1: Mono- und Bis-ether von Thiodiglykol-sulfoxiden
Tabel le 2: Mono- und Bis-ether von Thiodiglykol-sulfonen
Herstellungsverfahren für Bis-[2-(alkylcarbonyloxy)ethyl]sulfoxide und -sulfone
Beispiel 2
2 Mol einer entsprechenden Fettsäure und 1 Mol Bis-(2-hydroxy- ethyl)sulfid (Thiodiglykol) wurden in einem Reaktionsgefäß mit Rührapparatur vorgelegt, mit 5 g Zinnschliff (pro 1000 g Gesamt¬ einwaage) versetzt und unter Stickstoffeinleitung auf eine Reak¬ tionstemperatur von etwa 200 °C erhitzt. Über die abgespaltene und aufgefangene Wassermenge sowie die Säurezahl, die unterhalb von 5 liegen sollte, konnte der Reaktionsverlauf kontrolliert und gege¬ benenfalls Thiodiglykol innerhalb von 5 bis 10 Stunden nachdosiert werden. Zur Abtrennung von Zinnschliff wurde der Ansatz nach der Abreaktion heiß über Celite abgesaugt.
Die Oxidation zum Sulfoxid bzw. Sulfon erfolgte durch das Zutrop- fen von 1 Mol bzw. 2,1 Mol Wasserstoffperoxid (70 %ig) zum etwa 60 °C warmen Zwischenprodukt. Infolge der stark exothermen Reak¬ tion mußte im Bedarfsfall mit Kühlung gearbeitet werden, wobei die Reaktionsdauer bei einer Reaktionstemperatur von etwa 90 °C zwi¬ schen 4 und 6 Stunden betrug. Anschließend wurde der Ansatz mit heißem Wasser gewaschen bis das Waschwasser peroxidfrei war. Bei Trennproblemen wurde mit Butylacetat als Lösungsmittel gearbeitet. Das Trocknen der entsprechenden Bis-ester-sulfoxide bzw. Bis- ester-sulfone erfolgte bei 120 °C im Vakuum.
Eine Auswahl der auf diese Weise hergestellten Mono- und Bis-ester von Thiodiglykol-sulfoxiden beziehungsweise Thiodiglykol-sulfonen ist aus Tabelle 3 ersichtlich.
Tabelle 3: Mono- und Bis-ester von Thiodiglykol-sulfoxiden (A) bzw. -sulfonen (B)
Tabelle 4: Eigenschaften von Wirkstoffgemisehen auf Sulfoxidbasis
Weichspülwirkung auf Baumwolle nach DIN 10 954 (sensorische Prüfung im paarweisen Vergleich) mit 0,5 % Aktivsubstanz bezogen auf das Trockengewicht; Flotte 1 : 20; 16 °dH Wasserhärte; Blindwert = 1 (Wasser); Maximalwert = 4 (Verbindung D)
2 Saugfähigkeit von 2 x 2 cm Baumwollfrotteeläppen über die Steighöhenmessung [cm] nach DIN 53924 - 5 %-ige Applikationslösung
4 Geruchseinteilung in schwach, deutlich und stark (Beispiel 1 bis 9 nach Sulfoxid; Beispiel 10 nach Isopropanol)
A Bis-[2-(2-hydroxydodecyloxy)ethyl]sulfoxid
B Bis-[2-(2-hydroxyhexadecyloxy)ethyl]sulfoxid
C Sulfopon T 55 (Na-Salz von Talgalkoholsulfat)
D Dimethyldistearylammoniumchlorid
Aus Tabelle 4 wird ersichtlich, daß sich eine Abmischung von 10 % der Verbindung A, 30 % der Verbindung B und 60 % der Verbindung C (Beispiel 6) bezüglich des Griffverhaltens und der Saugfähigkeit im Vergleich zu handelsüblichen Wirkstoffgemisehen (Beispiel 10) auf derselben Stufe bewegt und darüber hinaus durch ein deutlich besseres Geruchsverhalten und durch eine umweltfreundliche stick¬ stofffreie Konsistenz aus dem bekannten Stand der Technik heraus¬ ragt.
Tabelle 5: Eigenschaften von wäßrigen Wirkstoffgemischen auf Talgalkoholsulfat/Sulfonbasis
A: Bis[2-(2-hydroxyhexadecyloxy)ethyl]sulfon B: Sulfopon T 55 (Talgalkoholsulfat, Na-Salz) C: Gebrauchswasser (ca. 16 °dH)
1 Um die Griffgebung dieses neuen N-freien Weichspülers zu bewerten, konnten keine "Standardgriffe" angegeben werden. Der Griff konnte als "angenehm", "trocken", "leicht" sowie "weich" beschrieben werden. Nach der klassischen Griffskala der Änmelderin wurde der beobachtete Griffeffekt nach der modifizierten DIN 10954 wie folgt definiert:
0 = rauheste Griffgebung (ohne Weichspüler) t
4 = weicheste Griffgebung (Abmischung 5) '
Aufgrund ihrer hohen Konsistenz wurden die Abmischungen 8, 9, und 10 im Hinblick auf die Griffge¬ bung nicht getestet. Zwischen 4 und 8 waren die Abmischungen im Hinblick auf die Griffgebung un¬ tereinander für gleich gut befunden worden.
1.1 Wackergerät, Flottenverhältnis 1 : 10, 0,3 % Weichspüleraktivsubstanz (bezogen auf das Testmateri¬ al) in einem 10 %igen wäßrigen Weichspülerwirkstoffgemisch, 5 Min. Ausrüstungszeit, 16 °dH Wasser¬ härte
1.2 Waschmaschine (Miele-W 717), 60 "-Wäsche, 0,3 % Weichspüleraktivsubstanz (bezogen auf das Testma- terial) in einem 10 %igen wäßrigen Weichspülerwirkstoffgemisch, 16 °dH Wasserhärte
2 Viskositätsbestim ung (nach Höppler) auf dem Haake-Kugelfallviskosimeter
In Tabelle 5 wird auf die neue Griffbewertung von wäßrigen Wirk¬ stoffgemisehen auf Talgalkoholsulfat/Sulfonbasis hingewiesen, die sich mit der Griffbewertung aus dem Stand der Technik bekannter Weichspüler nicht vergleichen läßt. Infolge ihres günstigen Vis¬ kositätsverhalten werden insbesondere die Beispiele 4 bis 7 für den Anwendungsbereich bevorzugt.
Tabelle 6: Eigenschaften von wäßrigen Wirkstoffgemisehen auf Emulgator / Sulfonbasis
t
A: Bis[2-(2-hydroxyhexadecyloxy)ethyl]sulfon
B: Sulfopon T 55 (Talgalkoholsulfat, Na-Salz)
C: 33 % A + 67 % B
D: Texin ES 68 (Ciö/iß-Fettsäure ethylestersulfonat)
E: APG 501 (Cχ2/i4-Alkylpolyglucosid)
F: Eumulgin SMS 20 (Polyethylenglykol-20-sorbitanmonostearat)
G: APG 225 (Cβ/io-Alkylpolyglucosid)
H: Gebrauchswasser (ca. 16 °dH)
1 Die Ausrüstung der Testlappen erfolgte in der Waschmaschine (vgl. Tabelle 6)
2 Saugfähigkeit nach DIN 53924 (Steighöhenmessung)
3 3.1: pH-Wert-Bestimmung erfolgte 24 Std. nach der Emulsionsherstellung
3.2: pH-Wert-Bestimmung erfolgte nach zweimonatigem Lagertest bei Raumtermperatur
In Tabelle 6 werden wäßrige Wirkstoffgemisehe, die ein erfin¬ dungsgemäßes Thiodiglykol-sulfon (Verbindung A) beinhalten, unter Zusatz eines entsprechenden Emulgators auf ihre Griffeigenschaf¬ ten, Saugfähigkeiten und pH-Lagerstabilitäten optimiert. Für den möglichen Weichspülereinsatz in der Waschmaschine haben sich ins¬ besondere die weiß-bläulichen Emulsionen aus Beispiel 1 und 2 be¬ währt.