[0001] Die Erfindung betrifft neue, hochwirksame Aktivatoren auf der Basis phenolischer
und enolischer O-Acylverbindungen für Peroxoverbindungen, sie enthaltende Aktivatorzusammensetzungen
und Wasch-, Bleich-, Reinigungs- und Desinfektionsmittel.
[0002] Anorganische Peroxoverbindungen werden als Oxidationsmittel in Bleich-, Wasch-, Reinigungs-
und Desinfektionsmitteln eingesetzt, um die Wirkung derartiger Mittel zu verbessern.
Als Peroxoverbindungen kommen insbesondere Wasserstoffperoxid und solche Stoffe zum
Einsatz, welche in wäßriger Lösung Wasserstoffperoxid freisetzen, wie Perborate und
Percarbonate. Die Wirkung der anorganischen Peroxoverbindungen hängt außer vom pH-Wert
maßgeblich von der Temperatur ab. Während bei der Verwendung der genannten Peroxoverbindungen
bei Temperaturen oberhalb etwa 80 °C eine gute Wirkung erzielt wird, ist bei niedrigeren
Temperaturen, insbesondere um/unter 60 °C oder um/unter 40 °C, die Mitverwendung sogenannter
Aktivatoren erforderlich. Bei den Aktivatoren handelt es sich meistens um N-Acylverbindungen,
wie Tetraacetylethylendiamin (TAED), oder O-Acylverbindungen, wie n-Nonanoyloxybenzolsulfonat
(NOBS). In wäßriger Phase bilden sich aus Wasserstoffperoxid und den Aktivatoren durch
Perhydrolyse derselben Percarbonsäuren, welche auch im Niedertemperaturbereich eine
gute Wasch-, Reinigungs-, Bleich- und Desinfektionswirkung entfalten.
[0003] Aus dem US-Patent 4,412,934 sind Bleichmittelzusammensetzungen bekannt, welche als
Aktivator Stoffe der Formel R-CO-L enthalten, wobei R eine Alkylgruppe mit 5 bis 18
C-Atomen ist, deren längste Kette R-CO 6 bis 10 C-Atome aufweist, und die zur Abgangsgruppe
L konjugierte Säure LH einen pK
a-Wert von 6 bis 13 aufweist. LH steht hierbei für Phenole, Enole und Amide. Der Rest
R steht für lineares oder verzweigtes Alkyl, vorzugsweise (C
5- bis C
9)-Alkyl. Zu den phenolischen O-Acyl-Aktivatoren zählt das Na-Salz der n-Nonanoyloxybenzolsulfonsäure
(NOBS), das ein sehr wirksamer Aktivator ist. Verbindungen mit R gleich Alkenyl werden
in diesem Dokument nicht offenbart.
[0004] In der DE-OS 38 24 901 wird ein Verfahren zur Herstellung von Acyloxybenzolsulfonsäuren
und deren Salzen aufgezeigt, wobei Phenolsulfonsäure oder ein Salz hiervon mit einer
Carbonsäure der Formel R-COOH und Acetanhydrid umgesetzt wird. R kann hier außer Alkyl,
Alkoxyalkyl, α-Chloralkyl und Phenyl auch C
5-C
21-, insbesondere C
5-C
11-Alkenyl bedeuten. Einzelne Alkenoyloxybenzolsulfonsäuren oder deren Salze werden
nicht genannt.
[0005] Es wurde festgestellt, daß die Bleichwirkung von Aktivatoren auf der Basis von O-Acylverbindungen
von Phenolen maßgeblich von ihrer Fähigkeit abhängt, bei der Perhydrolyse die Percarbonsäure
in möglichst hoher Ausbeute freizusetzen: Bei C
2-C
9-Alkanoylverbindungen verläuft die Perhydrolyse im wesentlichen quantitativ. Die Ausbeute
an Percarbonsäuren bei der Perhydrolyse von C
10-Alkanoylverbindungen ist schon weniger befriedigend, ein sprunghafter Ausbeuteabfall
wurde aber bei C
11-Alkanoyl- und ein weiterer sprunghafter Abfall bei C
12-Alkanoylverbindungen festgestellt, so daß Alkanoylverbindungen mit gleich oder insbesondere
mehr als 10 C-Atomen in der Alkanoylgruppe als Aktivatoren für die Praxis ausscheiden.
Hinweise, wonach sich zu den genannten Alkanoylverbindungen analoge Alkenoylverbindungen
prinzipiell anders verhalten könnten, waren dem Stand der Technik nicht zu entnehmen.
[0006] Aus dem EP-Patent 0 454 772 sind Aktivatoren auf der Basis eines (C
6-C
20)-Fettacylmono- oder -diesters einer Hexose oder Pentose oder eines Alkylglykosids
bekannt, wobei die Fettacylgruppe gesättigt oder einfach oder mehrfach ungesättigt
ist. In ähnlichen Aktivatoren - EP-Patent 0 512 031 - weisen die Zucker eine Acylgruppe
mit einem gesättigten oder ungesättigten (C
7-C
19)-Kohlenwasserstoffrest und 1 bis 4 kurzkettige Acyl- oder Aroylgruppen auf; unter
den ungesättigten Acylresten werden Oleoyl und 10-Undecenoyl erwähnt. Ein wesentlicher
Nachteil der genannten acylierten Zucker besteht darin, daß sie sich nur mit hohem
technischen Aufwand gezielt herstellen lassen; für die Aktivatorwirksamkeit dieser
Stoffklasse ist nämlich von besonderer Wichtigkeit, daß sich die lang- oder mittelkettige
Acylgruppe an der richtigen Stelle befindet - bei Hexosen ist dies das C
1-Atom und nicht das C
6-Atom. Ein weiteres Problem von Aktivatoren auf der Basis acylierter Zucker besteht
in deren häufig ungenügender Löslichkeit, wodurch die Aktivatorwirksamkeit gemindert
wird.
[0007] In Anbetracht des wachsenden Bedarfs an Wasch-, Bleich-, Reinigungs- und Desinfektionsmitteln
für den Niedertemperaturbereich besteht ein Interesse an weiteren Aktivatoren auf
der Basis von O-Acylverbindungen, welche an das Eigenschaftsbild von NOBS heranreichen
oder dieses übertreffen. Die neuen O-Acylverbindungen sollten mit geringerem technischen
Aufwand zugänglich sein als dies bei den zuvor genannten acylierten Zuckern der Fall
ist.
[0008] Die Aufgabe wird gelöst durch einen Aktivator für Peroxoverbindungen auf der Basis
einer O-Acylverbindung der allgemeinen Formel R
1-CO-L, worin L eine über ein O-Atom von L an R
1-CO gebundene Austrittsgruppe ist, das genannte O-Atom an ein C-Atom einer CC-Doppelbindung
von L gebunden ist und die zu L korrespondierende Säure LH einen pK
a-Wert im Bereich von 1 bis 13 aufweist und R
1 ein aliphatischer Kohlenwasserstoffrest ist, dessen längste Kohlenstoffkette mindestens
5 C-Atome umfaßt, der dadurch gekennzeichnet ist, daß R
1 eine Decenylgruppe mit mittel- oder endständiger CC-Doppelbindung oder eine Alkadienylgruppe
mit 5 bis 17 C-Atomen ist.
[0009] Die Unteransprüche richten sich auf bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Aktivators.
[0010] R
1 ist vorzugsweise Decenyl, wobei die C-Kette zweckmäßigerweise unverzweigt ist. Die
Doppelbindung von Decenyl kann terminal oder mittelständig sein; besonders bevorzugt
ist R
1 n-Decenyl mit terminaler Doppelbindung. Auch Aktivatoren mit einer Alkenoylgruppe
mit mehr als 11 C-Atomen sind wirksamer als die entsprechenden Alkanoylverbindungen.
Es wird vermutet, daß die völlig unterschiedliche Percarbonsäurefreisetzung von Undec-10-enoyl-
gegenüber analogen n-Undecanoylverbindungen auf unterschiedliche Micellbildung zurückzuführen
ist.
[0011] Unter den Aktivatoren mit einem Alkadienylrest für R
1 sind solche mit einem unverzweigten oder nur geringfügig verzweigten Rest R
1 bevorzugt. Die längste C-Kette in R
1 weist hier vorzugsweise 5 bis 13, insbesondere 8 bis 10, C-Atome auf. Die beiden
Doppelbindungen von R
1 können konjugiert oder isoliert angeordnet sein. Beispielhaft wird auf die Acylgruppe
2,4-Hexadienoyl (=Sorbinoyl) hingewiesen.
[0012] Gemeinsam ist den erfindungsgemäßen Aktivatoren, daß die Acylgruppe an ein Sauerstoffatom
der Austrittsgruppe L gebunden ist und das genannte Sauerstoffatom seinerseits an
ein einem C-Atom einer CC-Doppelbindung von L. Demgemäß handelt es sich bei der Austrittsgruppe
L im allgemeinen um eine phenolische oder enolische Austrittsgruppe. Im Falle einer
phenolischen Austrittsgruppe weist diese zweckmäßigerweise die allgemeine Formel (I)
auf:

worin Y eine löslich machende Gruppe aus der Reihe -SO
3M, -OSO
3M, -COOM, -N
+R
43A
-, -NR

→O, n eine ganze Zahl zwischen 0 und 4 und Z gleich H, Cl, Y oder C
1-bis C
4-Alkyl ist, M gleich H, Alkalimetall oder Ammonium, R
4 Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen und A
- ein Anion aus der Reihe Cl
-, OH
-, SO
42-, PO
43-, HPO
42-. Im Falle einer enolischen Austrittsgruppe weist diese zweckmäßigerweise die allgemeine
Formel (II) auf:
-O-CR
2 = CHR
3 (II),
worin R
2 gleich H oder C
1- bis C
4-Alkyl und R
3 gleich H, C
1- bis C
4-Alkyl, Vinyl, Cl, CN oder COOM ist, wobei M die zuvor genannte Bedeutung hat.
[0013] Unter den zuvor genannten phenolischen Austrittsgruppen L werden solche bevorzugt,
in welchen n die Zahl 0 oder 1 ist, Z Wasserstoff und Y eine Sulfonsäure oder Carboxylgruppe
oder ein Salz, insbesondere ein wasserlösliches Salz, wie das Natrium- oder Kaliumsalz,
dieser sauren Gruppen, ist. Besonders bevorzugt ist LH p- oder/und o-Hydroxybenzolsulfonsäure
oder deren Natrium- oder Kaliumsalz. Aktivatoren, welche sowohl eine der bevorzugten
Austrittsgruppen L als auch eine bevorzugte Acylgruppe R
1-CO enthalten, sind besonders wirksam.
[0014] Die zur Austrittsgruppe L korrespondierende Säure LH weist einen oder mehrere pK
a-Werte auf, je nachdem, ob außer der sauren phenolischen oder enolischen Hydroxylgruppe
weitere saure Funktionen im Molekül enthalten sind. Sofern Y in der allgemeinen Formel
(I) eine Sulfonsäure- oder Carboxylgruppe und R
3 in der allgemeinen Formel (II) eine Carboxylgruppe ist, weisen diese Aktivatoren
zwei pK
a-Werte auf, wobei der erste pK
a-Wert zwischen 1 und 5 und der zweite pK
a-Wert zwischen 6 und 13 liegt. Der zweite pK
a-Wert bevorzugter Aktivatoren liegt üblicherweise zwischen 8 und 10.
[0015] Die erfindungsgemäßen Aktivatoren lassen sich zur Aktivierung von Peroxoverbindungen
verwenden. In wäßriger Phase, deren pH-Wert zwischen 4 und 13, vorzugsweise zwischen
8 und 12, liegt, bildet sich in Gegenwart von Wasserstoffperoxid durch Perhydrolyse
des Aktivators eine bleich- und desinfektionswirksame ungesättigte Percarbonsäure;
besonders bevorzugt werden Aktivatoren, welche zur Bildung einer linearen Percarbonsäure
mit insgesamt 11 C-Atomen und einer terminalen oder mittelständigen, vorzugsweise
terminalen, Doppelbindung befähigt sind.
[0016] Ein weiterer Gegenstand der Erfindung richtet sich auf Aktivatorzusammenesetzungen,
welche außer mindestens einem erfindungsgemäßen Aktivator zusätzlich einen oder mehrere
nicht-erfindungsgemäße Aktivatoren enthalten. Bei diesen nicht-erfindungsgemäßen Aktivatoren
handelt es sich insbesondere um solche auf der Basis von N-Acyl- und O-Acyl-Verbindungen
mit 2 bis 18 C-Atomen, vorzugsweise 2 bis 11 C-Atomen in der Acylgruppe. Beispielhafte
Vertreter dieser Aktivatoren sind O-acylierte Zucker und Phenole, wie Nonanoyloxybenzolsulfonat
(NOBS), und N-acylierte Polyamine, wie Tetraacetyl-ethylendiamin (TAED), sowie kurzkettige
oder mittelkettige N-Acylverbindungen von cyclischen Amiden, wie Hytandoin, 2,5-Diketopiperazin,
Succinimid, Caprolaktam und Pyrrolidinon sowie deren Derivaten. Die erfindungsgemäßen
Aktivatoren und nicht-erfindungsgemäßen Aktivatoren können in der Aktivatorzusammensetzung
in an sich beliebigem Mischungsverhältnis vorhanden sein, zweckmäßig ist jedoch ein
Gewichtsverhältnis im Bereich zwischen 95 zu 5 bis 5 zu 95. Vorzugsweise liegt das
Mischungsverhältnis zwischen erfindungsgemäßem Aktivator und nicht-erfindungsgemäßem
Aktivator im Bereich zwischen 90 zu 10 und 10 zu 90. Besonders zweckmäßig ist es,
außer einem erfindungsgemäßen Aktivator, insbesondere 4-Undec-10-enoyl-oxybenzolsulfonat-Na
(UDOBS), einen nicht-erfindungsgemäßen Aktivator zu verwenden, der bei der Perhydrolyse
eine kurzkettige Percarbonsäure, insbesondere Peressigsäure bildet - hierfür eignet
sich insbesondere TAED.
[0017] Es wurde gefunden, daß Kombinationen aus einem erfindungsgemäßen Aktivator mit einer
Undec-10-enoylgruppe und einem nicht-erfindungsgemäßen Aktivator aus der Reihe einer
N-(C
2 bis C
4)-Acylverbindungen und/oder O-(C
2 bis C
4)-Acylverbindungen eine synergistische Bleichwirksamkeit aufweisen: Beispielsweise
ist eine Mischung aus dem erfindungsgemäßen Aktivator UDOBS und nicht-erfindungsgemäßem
TAED wesentlich wirksamer als dem jeweiligen Mischungsverhältnis entspricht. Eine
Aktivatorzusammensetzung aus UDOBS und TAED mit einem Gehalt bis zu etwa 30 Gew.-%
TAED zeigt überraschenderweise eine höhere Bleichwirksamkeit als NOBS. UDOBS allein
ist mindestens gleich wirksam wie NOBS. Außer durch ihre unerwartete synergistische
Bleichwirksamkeit zeichnen sich die zuvor offenbarten Aktivatorkombinationen in Wasch-,
Bleich-, Reinigungs- und Desinfektionsmitteln dadurch aus, daß die Kosten für die
Aktivatorkombination vielfach geringer liegen als im Falle der alleinigen Verwendung
eines erfindungsgemäßen Aktivators.
[0018] Eine weitere sehr wirksame Aktivatormischung besteht im wesentlichen aus dem genannten
UDOBS und n-Heptanoyloxybenzolsulfonat-Na, wobei die beiden Aktivatoren in an sich
beliebigem Mengenverhältnis, vorzugsweise jedoch etwa im Molverhältnis von etwa 1
zu 1, anwesend sind. Der Vorteil der zuletzt genannten Aktivatormischung resultiert
daraus, daß die den beiden Aktivatoren zugrundeliegenden Carbonsäuren als Gemisch
in einfacher Weise durch Pyrolyse von Ricinolsäure und anschließende Oxidation zugänglich
sind. Das Säuregemisch läßt sich unter Verwendung von beispielsweise Thionylchlorid
in das Säurechlorid überführen und dieses in an sich bekannter Weise mit ortho- und/oder
para-Hydroxybenzolsulfonsäure-Na-Salz zum gewünschten Aktivatorgemisch umsetzen. Die
reinen erfindungsgemäßen Aktivatoren lassen sich in prinzipiell gleicher Weise herstellen,
indem das einfach oder zweifach ungesättigte Carbonsäurechlorid mit einem Phenol oder
Enol beziehungsweise einem Phenolat oder Enolat unter Bildung des erfindungsgemäßen
Phenol- beziehungsweise Enolesters umgesetzt und nach Bedarf das Reaktionsprodukt
in die gewünschte Säure- oder Salzform überführt wird. Als alternatives Verfahren
zur Herstellung der Aktivatoren und Aktivatorgemische kommt auch dasjenige der DE-OS
38 24 901 infrage.
[0019] Ein weiterer Gegenstand der Erfindung richtet sich auf Oxidations-, Bleich-, Reinigungs-
und Desinfektionsmittel, welche Wasserstoffperoxid oder eine in wäßriger Phase Wasserstoffperoxid
freisetzende Peroxoverbindung oder eine in wäßriger Phase in situ Wasserstoffperoxid
bildende Enzym-Substrat-Kombination und mindestens einen erfindungsgemäßen Aktivator
oder eine erfindungsgemäße Aktivatorzusammensetzung enthalten. Geeignete Peroxoverbindungen,
welche in wäßriger Phase unter den üblichen Wasch-, Bleich-, Reinigungs- und Desinfektionsbedingungen
Wasserstoffperoxid abgeben, sind insbesondere anorganische Salze wie Perborate, insbesondere
Natriumperborat-monohydrat, Natriumperborat-tetrahydrat und superoxidiertes Natriumperborat
und Natriumpercarbonat, insbesondere Natriumpercarbonat der allgemeinen Formel 2 Na
2CO
3 · 3 H
2O
2, das zwecks Stabilisierung auch eine ein- oder mehrschichtige Umhüllung aufweisen
kann, ferner Perphosphate, Persilikate und Persulfate. Der Aktivierung durch die erfindungsgemäßen
Aktivatoren zugänglich sind auch Peroxoverbindungen aus der Reihe Harnstoffperoxidhydrat,
Alkaliperoxide und H
2O
2-Addukte an anorganischen Trägermaterialien, wie Kieselsäuren und Silikate. In der
Praxis haben Natriumperborate und Natriumpercarbonat als Peroxoverbindung in den genannten
Mitteln die größte Bedeutung. Unter den in wäßriger Phase in situ Wasserstoffperoxid
bildenden Enzym-Substrat-Kombinationen werden solche verstanden, welche sowohl ein
Enzym, beispielsweise Glucoseoxidase, Harnstoffoxidase, D-Aminosäureoxidase, Alkoholoxidase
und Xanthinoxidase und das entsprechende Substrat, also Glucose, Harnstoff, Aminosäuren,
Alkohole beziehungsweise Xanthin enthalten.
[0020] In die anspruchsgemäßen Wasch-, Bleich-, Reinigungs- und Desinfektionsmittel können
die zuvor genannten erfindungsgemäßen und nicht-erfindungsgemäßen Aktivatoren einzeln
oder in Form einer zuvor hergestellten Aktivatormischung eingesetzt werden. Das Aktivatorgemisch
kann hierbei in Form eines Pulvers, eines Granulats, eines Extrudats oder umhüllter
Partikel vorliegen, oder in Form einer Paste aus dem Gemisch und einem flüssigen Medium.
[0021] Je nach Verwendungszweck können die Aktivatoren und anorganischen Persauerstoffverbindungen
außer in rein wäßriger Phase auch in wäßrig-organischer Phase zum Einsatz kommen.
Ein rein wäßriges Milieu liegt bei den üblichen Wasch-, Bleich- und Reinigungsflotten
vor. Ein wäßrigorganisches Milieu kann bei Anwendungen zur Desinfektion sowie bei
technischen Oxidationsprozessen zweckmäßig sein. Der pH-Wert des wäßrigen Mediums
liegt im allgemeinen zwischen etwa 4 und 13; vorzugsweise wird aber im alkalischen
Bereich, meist bei pH 8 bis 12, gearbeitet, da in diesem Bereich sowohl die in situ-Bildung
der organischen Persäure gut abläuft als auch die Stabilität der Peroxoverbindungen
befriedigend ist.
[0022] Erfindungsgemäße Wasch-, Bleich-, Reinigungs- und Desinfektionsmittel enthalten außer
mindestens einem erfindungsgemäßen Aktivator und einer Peroxoverbindung oder einer
H
2O
2-bildenden Enzym-Substrat-Kombination übliche Bestandteile derartiger Mittel. Zum
Waschen, Bleichen und Reinigen werden diese Mittel in wäßrigem Milieu aufgelöst und
bilden die Wasch-, Bleich- beziehungsweise Reinigungsflotte. Zweckmäßigerweise enthalten
die Mittel pH-Wert-regulierende Komponenten, um den zum Waschen, Bleichen, Reinigen
und Desinfizieren günstigsten pH-Wert einzuhalten und die in situ-Bildung der organischen
Persäure aus der Peroxoverbindung und dem Aktivator sowie deren Stabilität im Milieu
günstig zu beeinflussen.
[0023] Hauptbestandteile der Wasch- und Bleichmittel sind neben einer Peroxoverbindung und
einem Aktivator Gerüstsubstanzen (Builder) und Tenside. Unter den Buildern sind insbesondere
kristalline Natriumalumosilikate in Waschmittelqualität, insbesondere Zeolith A, P
und gegebenenfalls X, ferner Schichtsilikate der allgemeinen Formel Na
2Si
xO
2x+1 · y H
2O, wie sie beispielsweise in der EP-A 0 164 514 beschrieben werden, und Natriumdisilikate
der allgemeinen Formel Na
2Si
2O
5 · y H
2O, wie sie beispielsweise in der PCT-Anmeldung WO 91/08171 und in den europäischen
Anmeldungen EP-A 0 548 599, EP-A 0 502 325 und EP-A 0 452 428 beschrieben werden,
hervorzuheben; weitere anorganische Builder sind kondensierte Phosphate und amorphe
Silikate. Wirksame organische Buildersubstanzen sind Aminopolycarbonsäuren, wie Ethylendiamintetraessigsäure
und Nitrilotriessigsäure, Polyphosphonsäuren, insbesondere 1-Hydroxyethan-1,1-diphosphonsäure
und Ethylendiamintetra(methylenphosphonsäure), ferner Polycarbonsäuren, wie Zitronensäure
und Zuckersäuren sowie polymere Polycarbonsäuren und Polyoxycarbonsäuren, etwa solche,
wie sie aus der DE-OS 43 03 320 bekannt sind.
[0024] Die erfindungsgemäßen Mittel enthalten ein oder mehrere oberflächenaktive Mittel
aus der Reihe der kationischen, anionischen, nicht-ionischen, amphoteren und ampholytischen
oberflächenaktiven Mitteln. Vorzugsweise enthalten die Mittel nicht-ionische Tenside,
wie Fettalkohol- und Alkylphenol-polyethylenglykolether sowie langkettige Alkylglykoside,
und anionische Tenside, wie Alkylbenzolsulfonate und Sulfate von Fettalkohol und Polyethylenglykolmonoethern.
Zusätzlich können die anspruchsgemäßen Wasch-, Bleich-, Reinigungs- und Desinfektionsmittel
alkalisch wirkende und neutrale Elektrolyte, wie Alkanolamine, Silikate, Carbonate
und Sulfate enthalten; weitere Zusatzbestandteile derartiger Mittel sind pH-regulierende
Stoffe, Stabilisatoren, Schaumregulatoren, Vergrauungsinhibitoren, Antiredepositionsmittel
sowie Enzyme, wie Oxidasen, Cellulasen, Peroxidasen, Proteasen, Amylasen und Lipasen.
Reinigungsmittel enthalten häufig zusätzlich abrasiv wirkende Stoffe und Desinfektionsmittel,
organische Lösungsvermittler und gegebenenfalls andere Biozide als die anwesenden
und sich bildenden Persauerstoffverbindungen.
[0025] Bevorzugte erfindungsgemäße Wasch- und Bleichmittel enthalten 2 bis 35 Gew.-% einer
oder mehrerer anorganischer Peroxoverbindungen, 0,2 bis 20 Gew.-% Aktivatoren, darunter
mindestens einen erfindungsgemäßen Aktivator beziehungsweies eine erfindungsgemäße
Aktivatorzusammensetzung, 5 bis 30 Gew.-% anionische und/oder nicht-ionische Tenside,
5 bis 60 Gew.-% anorganische Gerüstsubstanzen, 0 bis 20 Gew.-% organische Gerüstsubstanzen
sowie ad 100 Gew.-% übliche Hilfsstoffe in wirksamer Menge und Wasser. Eine besondere
Ausführungsform erfindungsgemäßer Mittel sind sogenannte Bleichzusatzmittel, welche
zweckmäßigerweise 5 bis 50 Gew.-% anorganische Peroxoverbindungen, 2 bis 30 Gew.-%
Aktivatoren, darunter mindestens einen erfindungsgemäßen Aktivator oder eine erfindungsgemäße
Aktivatorzusammensetzung, 0 bis 5 Gew.-% Peroxidstabilisatoren, 0 bis 40 Gew.-% pH-regulierende
Mittel und ad 100 Gew.-% übliche Hilfsstoffe und Wasser.
[0026] Die Verwendung der erfindungsgemäßen Mittel zum Waschen, Bleichen, Reinigen und Desinfizieren
erfolgt in an sich üblicher Weise, beispielsweise durch Herstellen einer Wasch-, Bleich-,
Reinigungs- und Desinfektionsmittelflotte, Kontaktieren des zu behandelnden Materials
mit dieser Flotte, Nachspülen mit Wasser und Trocknen.
[0027] Die erfindungsgemäßen Aktivatoren sowie Aktivatorzusammensetzungen zeichnen sich,
wie auch aus den nachfolgenden Beispielen hervorgeht, durch eine außergewöhnlich gute
Aktivatorwirksamkeit aus. Die Aktivatoren werden rasch und vollständig perhydrolysiert
und bilden dabei eine sehr bleichwirksame mittelkettige ungesättigte Percarbonsäure.
Das Eigenschaftsbild der erfindungsgemäßen Aktivatoren übertrifft dasjenige zahlreicher
bekannter Aktivatoren und entspricht bei alleiniger Anwendung mindestens demjenigen
des derzeit als wirksamsten bekannten Aktivators NOBS. Wie bereits ausgeführt, zeichnen
sich einen erfindungsgemäßen und einen nicht-erfindungsgemäßen Aktivator enthaltene
Gemische durch eine überraschenderweise höhere Aktivatorwirksamkeit aus, als sie selbst
von den besten bekannten Aktivatoren bekannt war. Die erfindungsgemäßen Aktivatoren
sind ferner mit geringerem technischem Aufwand zugänglich als Aktivatoren auf der
Basis von Zuckern mit mindestens einer mittelkettigen ungesättigten Acylgruppe.
Beispiel 1
Herstellung von 4-Undec-10-enoyl-oxybenzolsulfonsäure-Na-Salz (UDOBS)
[0028] 19,6 g (0,1 mol) wasserfreies 4-Hydroxybenzolsulfonat-Na wurden in 250 ml Xylol suspendiert,
mit 28,4 g (0,14 mol, 1,4 eq) Undecensäurechlorid versetzt und 18 h unter Rühren bei
heftigen Rückfluß erhitzt. Nach Filtration des Niederschlags wurde dieser mit Diethylether
gewaschen und getrocknet. Man erhielt 35,4 g (98 %) UDOBS als farblosen Feststoff.
[0029] Die
1H-NMR-spektroskopischen Daten stehen mit der Struktur im Einklang.
Beispiel 2
Herstellung eines Aktivatorgemischs, bestehend aus 4-Undec-10-enoyl-oxybenzolsulfonsäure-Na-Salz
(UDOBS) und n-Heptanoyl-oxybenzolsulfonsäure-Na-Salz (HOBS)
[0030] Das Gemisch wurde hergestellt durch Mischen der beiden Einzelkomponenten UDOBS und
HOBS. UDOBS wurde nach Beispiel 1 hergestellt. HOBS wurde analog zu Beispiel 1 aus
4-Hydroxybenzolsulfonat-Na und Heptansäurechlorid hergestellt.
Beispiel 3
Persäurefreisetzung von UDOBS im Vergleich zu n-Nonanoyloxybenzolsulfonsäure-Na (NOBS)
und n-Undecanoyloxybenzolsulfonsäure-Na (UOBS)
[0031] Der Aktivatortest wurde jeweils unter Verwendung eines Gemischs aus 1,5 g Natriumperborat-monohydrat,
0,5 g Aktivator und 8 g Basispulver einer zeolithhaltigen, enzym-, bleichmittel- und
aktivatorfreien Waschmittelzusammensetzung pro l Wasser durchgeführt. Der bei 30 °C
gebildete Persäuregehalt wurde in Abhängigkeit von der Reaktionszeit bestimmt: Zu
den in Tabelle 1 angegebenen Zeiten wurden 100 ml-Proben entnommen, diese sofort auf
ein Gemisch aus 250 g Eis und 15 ml Eisessig gegeben und anschließend nach Zugabe
von Kaliumjodid mit 0,1 n Natriumthiosulfatlösung und Stärke als Indikator titriert.
Unter den angegebenen Bedingungen wurden nur die in situ gebildeten Persäuren erfaßt.
Die Ergebnisse - Gehalt Äquivalente Persäure in Zeitabhängigkeit - folgen aus Tabelle
1.
Tabelle 1
Persäurefreisetzung |
Zeit (min) |
Persäureäquivalente |
|
NOBS |
UDOBS |
UOBS |
02 |
0,98 |
0,82 |
0,44 |
06 |
0,96 |
0,85 |
0,49 |
10 |
0,95 |
0,86 |
0,52 |
15 |
0,94 |
0,88 |
0,54 |
20 |
0,93 |
0,85 |
0,54 |
30 |
0,91 |
0,85 |
0,50 |
[0032] Aus der Tabelle 1 folgt, daß die Persäurefreisetzung aus dem erfindungsgemäßen UDOBS
weitgehend ähnlich wie bei NOBS erfolgt. Dies war überraschend, weil UOBS, das eine
gleichlange Acylgruppe wie UDOBS hat, ein völlig anderes Verhalten bei der Persäurefreisetzung,
nämlich eine wesentlich geringere Persäurefreisetzung, zeigt. Offensichtlich wirkt
sich die olefinische Doppelbindung in der Acylgruppe in bisher nicht bekannter Weise
günstig auf die Perhydrolyse und damit Persäurebildung aus.
Beispiel 4
Aktivatorwirkung von UDOBS im Vergleich zu TAED und NOBS
[0033] Waschversuche wurden im Launder-O-meter bei 30 °C durchgeführt
- Wasserhärte:
- 5 °d
- Waschprogramm:
- 500 ml Waschbehälter, 200 ml Waschflotte, 15 min Waschzeit, 3 x 30 sec Spülzeit
- Flottenverhältnis:
- 1 : 20
- Dosierung:
- 1,35 g/l gleich 0,27 g/Waschgang eines in USA handelsüblichen bleichmittel- und aktivatorfreien
Waschmittels (enthaltend anionische Tenside, Zeolith A, Natriumcitrat, Natriumsulfat,
Natriumsilikat, Soda und Enzyme) je 0,015 g/Waschgang Natriumperborat-monohydrat und
Aktivator
- Testgewebe:
- Baumwolle
- Testflecken:
- Kaffee, wfk 10 K; Tee wfk CFT BC-1; Paprika wfk 10 N; Curry wfk CFT BC-4; Rotwein
EMPA 114; Tomaten-Ketchup wfk 10 T.
[0034] Die Remissionszunahmen (%) im Vergleich zu jener bleichmittel- und aktivatorfreier
Waschversuche folgen aus Tabelle 2.
Tabelle 2
Testflecken |
Remissionszunahme (%) |
|
ohne Aktivator |
UDOBS |
NOBS |
TAED |
Paprika |
19,9 |
24,9 |
25,6 |
22,7 |
Ketchup |
10,8 |
11,9 |
12,4 |
11,1 |
Kaffee |
3,1 |
5,3 |
5,5 |
4,2 |
Curry |
3,4 |
5,9 |
5,2 |
3,8 |
Tee |
0,7 |
3,0 |
2,8 |
2,3 |
Rotwein |
0,2 |
2,1 |
1,7 |
1,1 |
Mittelwert |
6,3 |
8,9 |
8,9 |
7,5 |
Beispiel 5
[0035] Aktivatorwirkung von Aktivatorgemischen im Vergleich zu einzelnen Komponenten. Die
Waschversuche erfolgten analog Beispiel 4 im Launder-O-meter bei 30 °C mit den in
Beispiel 4 angegebenen angeschmutzten Testgeweben (jedoch Anschmutzungen Tee mit CFT-BC-3
anstatt CFT-BC-1).
[0036] Eingesetzt wurden aber jeweils pro Waschgang (200 ml) 0,76 g Kompaktwaschmittel-Basisrezeptur,
0,144 g Natriumperborat-monohydrat und 0,05 g Aktivatoren. Die Waschmittel-Basisrezeptur
bestand aus Alkylbenzolsulfonat, Fettalkoholethoxylat; Zeolith A, Polycarboxylat,
EDTMP, Natriumdisilikat; Soda, Magnesiumsilikat, CMC, Natriumsulfat.
[0037] Tabelle 3 zeigt die Differenz der Remissionszunahme (%) zu bleichmittelfreier Rezeptur,
gemittelt über drei hydrophile (Rotwein, Kaffee, Tee) und drei hydrophobe (Paprika,
Ketchup, Curry) Anschmutzungen. Bei Aktivatorgemischen ist das Mischungsverhältnis
in Gewichtsteilen angegeben.
Tabelle 3
Aktivator bzw. Aktivatorgemisch (Gew.-verhältnis) |
Δ Remissionszunahme (%) gemittelt über sechs Anschmutzungen |
TAED |
2,6 |
NOBS |
5,0 |
UDOBS |
5,3 |
UDOBS / TAED (1:4) |
3,8 |
UDOBS / TAED (1:1) |
4,6 |
UDOBS / TAED (4:1) |
5,4 |
UDOBS / HOBS (2,7:2,3) |
5,0 |
[0038] Unter den Testbedingungen ist der erfindungsgemäße Aktivator UDOBS wirksamer als
NOBS. Das erfindungsgemäße Aktivatorgemisch UDOBS / HOBS entspricht in seiner Wirksamkeit
im wesentlichen UDOBS und NOBS. Aktivatorgemische aus TAED und UDOBS sind bei einem
Mischungsverhältnis von 1:4 besser bleichend als NOBS.
1. Aktivator für Peroxoverbindungen auf der Basis einer O-Acylverbindung der allgemeinen
Formel R1-CO-L, worin L eine über ein O-Atom von L an R1-CO gebundene Austrittsgruppe ist, das genannte O-Atom an ein C-Atom einer CC-Doppelbindung
von L gebunden ist, die zu L korrespondierende Saure LH einen pKa-Wert im Bereich von 1 bis 13 aufweist und R1 ein aliphatischer Kohlenwasserstoffrest ist, dessen längste Kohlenstoffkette mindestens
5 C-Atome umfaßt,
dadurch gekennzeichnet,
daß R1 eine Decenylgruppe oder eine Alkadienylgruppe mit 5 bis 17 C-Atomen ist.
2. Aktivator nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die austretende Gruppe L eine phenolische Gruppe der allgemeinen Formel (I)

worin Y eine löslich machende Gruppe aus der Reihe -SO
3M, -OSO
3M, -COOM, -N
+R
43A
-, -NR

→O, n eine ganze Zahl zwischen 0 und 4, Z gleich H, Cl, Y oder C
1-C
4-Alkyl ist, M gleich H, Alkalimetall oder Ammonium, R
4 Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen und A
- ein Anion aus der Reihe Cl
-, OH
-, SO
42-, PO
43-, HPO
42- oder eine enolische Gruppe der allgemeinen Formel (II)
-O-CR
2 = CHR
3 (II),
worin R
2 gleich H oder C
1- bis C
4-Alkyl und R
3 gleich H, C
1- bis C
4-Alkyl, Vinyl, Cl, CN oder COOM ist und M die vorgenannte Bedeutung hat, ist.
3. Aktivator nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß es sich um 4-Undec-10-enoyl-oxybenzolsulfonsäure oder ein wasserlösliches Salz
derselben handelt.
4. Aktivatorzusammensetzung, gekennzeichnet durch einen Gehalt an einem Aktivator gemäß
einem der Ansprüche 1 bis 3 und einen Gehalt an einem oder mehreren nicht-erfindungsgemäßen
Aktivatoren auf der Basis von O- und/oder N-Acylverbindungen mit 2 bis 18 C-Atomen
in der Acylgruppe in einem Gewichtsverhältnis von 95 zu 5 bis 5 zu 95 enthält.
5. Aktivatorzusammensetzung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie einen erfindungsgemäßen Aktivator mit einer Undec-10-enoylgruppe und einen
nicht-erfindungsgemäßen Aktivator aus der Reihe einer N-(C2 bis C4)-Acylverbindung von Alkylendiaminen, zyklischen oder offenkettigen Carbonamiden oder/und
einer O-(C2 bis C4)-Acylverbindung von O-acylierten Zuckern oder Phenolen enthält.
6. Aktivatorzusammensetzung nach Anspruch 5,
gekennzeichnet durch einen Gehalt an einem Aktivator gemäß Anspruch 3 und einen Gehalt
an ortho- und/oder para-n-Heptanoyloxybenzolsulfonsäure oder einem wasserlöslichen
Salz hiervon.
7. Aktivatorzusammensetzung nach Anspruch 5,
gekennzeichnet durch einen Gehalt an einem Aktivator gemäß einem der Ansprüche 1 bis
3 und einem Gehalt an N,N,N',N'-Tetraacetylethylendiamin.
8. Oxidations-, Bleich-, Reinigungs- und Desinfektionsmittel, enthaltend eine in wäßriger
Phase Wasserstoffperoxid freisetzende Peroxoverbindung oder eine in wäßriger Phase
Wasserstoffperoxid bildendes Enzym-Substrat-Kombination und einen Aktivator auf der
Basis einer O-Acylverbindung,
dadurch gekennzeichnet,
daß es einen Aktivator gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 oder eine Aktivatorzusammensetzung
gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7 enthält.
9. Mittel nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß es pro Mol anwesender oder in wäßriger Phase sich bildender Peroxoverbindung 0,05
bis 1 Mol Aktivator gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 oder eine Aktivatorzusammensetzung
gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7 enthält.
10. Mittel nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß es eine anorganische Peroxoverbindung aus der Reihe Natriumpercarbonat oder Natriumperborat-mono-
oder -tetrahydrat enthält.
11. Wasch- und Bleichmittel nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß es enthält:
2 - 35 Gew.-% anorganische Peroxoverbindung
0,2 - 20 Gew.-% Aktivatoren, darunter mindestens ein Aktivator gemäß einem der Ansprüche
1 bis 3 oder eine Aktivatorzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7
5 - 30 Gew.-% anionische und/oder nichtionische Tenside
5 - 60 Gew.-% anorganische Gerüstsubstanzen
0 - 20 Gew.-% organische Gerüstsubstanzen
ad 100 Gew.-% übliche Hilfsstoffe und Wasser
12. Bleichzusatzmittel nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß es im wesentlichen enthält:
5 - 50 Gew.-% anorganische Peroxoverbindung
2 - 30 Gew.-% Aktivatoren, darunter mindestens ein solcher gemäß einem der Ansprüche
1 bis 3 oder eine Aktivatorzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7
0 - 5 Gew.-% Peroxidstabilisatoren
0 - 40 Gew.-% pH-regulierende Mittel
ad 100 Gew.-% übliche Hilfsstoffe und Wasser
13. Wasch- und Bleichlauge, umfassend übliche Wasch- und Bleichmittelkomponenten, eine
anorganische Peroxoverbindung sowie einen oder mehrere Aktivatoren aus der Reihe der
O-Acyl- und/oder N-Acyl-Aktivatoren,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie mindestens einen Aktivator gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 enthält.
14. Wasch- und Bleichverfahren für textiles Material, umfassend Kontaktieren des textilen
Materials mit einer Aktivator und eine anorganische Peroxoverbindung oder/und eine
H2O2 bildende Enzym-Substrat-Kombination enthaltenden Wasch- und Bleichlauge,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wasch- und Bleichlauge mindestens einen Aktivator gemäß einem der Ansprüche
1 bis 3 enthält.