DE19928333C1 - Teppichreiniger auf Cellulosebasis und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Teppichreiniger auf Cellulosebasis und Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Teppichreiniger auf Cellulosebasis sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung. Diese werden in der chemischen Industrie, der Textilindustrie und der Reinigungsindustrie beispielsweise zur Reinigung von Teppichen in Hotels, Gewerbeflächen oder auch im privaten Bereich verwendet. DOLLAR A Erfindungsgemäß besteht der Teppichreiniger aus porösen Partikeln auf Cellulosebasis, die eine Reinigungsflüssigkeit und Tenside enthalten, wobei die Partikel eine Matrix aus Regeneratcellulose aufweisen mit einem Anteil von 0,001 bis 0,3 Carbamatgruppen pro Anhydroglukoseeinheit der Cellulose.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Tep
pichreiniger auf Cellulosebasis und ein Verfahren zu
seiner Herstellung. Derartige Teppichreiniger werden
in der chemischen Industrie, insbesondere in der Tex
tilindustrie und auch in der Reinigungsindustrie ein
gesetzt.
Zur Reinigung von Teppichen und anderen textilen Bo
denbelägen werden herkömmlicherweise flüssige oder
auch feste Reinigungsmittel verwendet. Die festen
Reinigungsmittel werden als Trockenreinigungsmittel
bezeichnet und bestehen meistens aus einer festen,
mehr oder weniger pulverförmigen Matrix, die mit un
terschiedlichen Reinigungsflüssigkeiten getränkt ist.
Diese pulverförmige Matrix wird auf die zu reinigende
Fläche aufgebracht, wobei die Reinigungsflüssigkeit
in der Matrix in Verbindung mit dem üblicherweise
darin enthaltenen Tensid den Schmutz auf der zu rei
nigenden Fläche anlöst. Nach dem Verdunsten des in
der Matrix ebenfalls enthaltenen Lösungsmittels wird
der Schmutz mit dem Tensid in der Matrix absorbiert.
Die Reinigung des Teppichs erfolgt dann in einfacher
Weise durch Abbürsten oder Absaugen des Matrixmateri
als zusammen mit dem Schmutz. Als Matrixmaterial sind
eine Vielzahl von Stoffen bekannt, wie beispielsweise
anorganische Materialien, z. B. Kieselgur, Kieselsäu
re, Zeolithe, Tonerde, Talkum, als auch synthetische
Polymere, z. B. Harnstoff-Formaldehyd-Harze, gemahle
ner Polyurethanschaum, Polyethylenpulver, Polystyrol
pulver, usw., wie auch natürliche Polymere. Unter den
natürlichen Polymeren befinden sich auch Produkte auf
Cellulosebasis, z. B. Sägespäne, Holzmehl, Rindenmehl
oder Cellulosepulver. Diese sind nicht nur kostengün
stig, sondern als biologisch abbaubare Naturstoffe
auch umweltgerecht entsorgbar.
Nachteilig an den ligninhaltigen Celluloseprodukten
ist ihre braune Eigenfärbung. Daher wurde in der DE
34 37 629 A1 vorgeschlagen, als Adsorptionsmittel reines
Cellulosepulver mit Teilchengrößen zwischen 1 und 150
µm zu verwenden, die durch Vermahlung von Laubholz
zellstoffen gewonnen werden. Diese Pulver besitzen
nun allerdings den Nachteil, daß sie zum einen nur
eine sehr geringe Porosität und folglich auch nur ei
ne geringe Aufnahmekapazität für die eigentliche Rei
nigungsflüssigkeit besitzen und zum anderen sich auf
grund ihrer sehr geringen Teilchengröße nur schwer
handhaben und von den meisten Teppichen auch nur un
vollständig entfernen lassen.
Die DE 44 11 047 A1 schlägt daher vor, dem eigentlichen
pulverförmigen Adsorbens zusätzlich rollfähige Parti
kel mit Abmessungen zwischen 1 und 50 mm zuzusetzen.
Diese Partikel können aus einem porösen schwammarti
gen Material, wie beispielsweise einem Viskose
schwamm, bestehen. Durch diese Beimischung wurde zwar
die mechanische Beanspruchung der Teppichfasern ver
mindert und gleichzeitig die Entfernung von Flusen
erleichtert, doch beträgt der erforderliche Feststof
fanteil über 40% und stellt damit eine erheb
liche ökologische und ökonomische Belastung dar. Wei
terhin sind hierdurch die Probleme der Entfernung der
staubförmigen Celluloseprodukte und der zu geringen
Flüssigkeitsaufnahme nicht gelöst worden.
Aus der DE 44 07 906 C1 ist ein Verfahren zur Her
stellung von Cellulosecarbamat bekannt. Weiterhin
wird in der DE 40 07 522 A1 ein Reinigungsmittel für
Teppich beschrieben, welches aus Formkörpern aus re
generierter Cellulose besteht.
Es sind Teppichreiniger auf Basis von Celluloseperlen
nach DD 206 679 A3 bekannt, die aus Viskose hergestellt
wurden.
Die wesentlichsten Nachteile des Viskoseverfahrens
bestehen dabei darin, daß viele aufwendige und zeit
raubende Verfahrensschritte notwendig sind, durch die
Verwendung des feuergefährlichen Schwefelkohlenstoffs
erhebliche Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden
müssen und beider Regenerierung neben Schwefelkoh
lenstoff auch Schwefelwasserstoff freigesetzt wird.
Da es sich bei beiden Verbindungen auch um stark to
xische Substanzen handelt, entsprechen diese Verfah
ren nicht mehr den heutigen Vorstellungen und Anfor
derungen des Umweltschutzes bzw. es müssen extreme
technische Aufwendungen betrieben werden, damit diese
Produkte nicht in die Umwelt gelangen, sondern zu
rückgewonnen und in unbedenkliche Verbindungen umge
wandelt werden. Damit haben die porösen Perlen aus
Regeneratcellulose, die aus Viskose hergestellt wer
den, den Nachteil eines hohen technischen und ökono
mischen Aufwandes bei ihrer Herstellung sowie die da
bei entstehenden toxischen schwefelhaltigen Gase.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ei
nen Teppichreiniger und ein Verfahren zu seiner Her
stellung zur Verfügung zu stellen, der nicht nur eine
hohe Aufnahmekapazität für die Reinigungsflüssigkei
ten aufweist sondern auch eine auf die eingesetzte
Cellulosemasse bezogene hohe Reinigungsleistung be
sitzt. Hierfür soll ein rationelles und umweltfreund
liches Verfahren zur Herstellung zur Verfügung ge
stellt werden. Diese Aufgabe wird durch den Tep
pichreiniger nach Anspruch 1 sowie das Verfahren nach
Anspruch 14 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des
erfindungsgemäßen Teppichreinigers und des erfin
dungsgemäßen Verfahrens werden in den abhängigen An
sprüchen gegeben.
Erfindungsgemäß besteht der Teppichreiniger aus Cel
lulosepartikeln, die eine Reinigungsflüssigkeit und
Tenside enthalten, wobei die Cellulosepartikel durch
Koagulation einer an sich bekannten alkalischen Lö
sung von Cellulosecarbamat und anschließendes Auswa
schen und Zerkleinern des Cellulosegels erhalten wer
den. Dabei werden die Carbamatgruppen bei der Koagu
lation der Cellulosecarbamatlösung nicht vollständig
abgespalten, sondern es verbleiben noch 0,001 bis 0,3
Carbamatgruppen pro Anhydroglukoseeinheit der Cellu
lose im Produkt. Besonders vorteilhaft werden die
Cellulosepartikel nicht getrocknet sondern im ini
tialfeuchten Zustand belassen.
Vorteilhafterweise können diese so hergestellten Gel
partikel weitere hydrophile Polymere, insbesondere
Polysaccharide, wie z. B. Stärke oder Guarmehl, Poly
saccharidderivate, wie z. B. Carboxymethylcellulose,
Carboxymethylstärke oder Stärkephosphat, oder synthe
tische, ionische oder nichtionische Polymere, wie
z. B. Polyacrylsäurederivate, Polystyrensulfonat, Po
lyvinylalkohol oder Polyvinylpyrrolidon in immobili
sierter Form enthalten. Diese Zusatzmengen können in
weiten Grenzen variiert werden, sollten jedoch 20%
bezogen auf Cellulose nicht überschreiten.
Die bevorzugten Teilchengrößen für die gequollenen
Gelpartikel liegen im Bereich von 0,1 bis 5 mm und
das Wasserrückhaltevermögen (die im Gel enthaltene
Wassermenge in % bezogen auf das getrocknete Gel) der
erfindungsgemäßen Gelpartikel sollte vorteilhafter
weise mindestens 400% betragen.
Das Einbringen der Reinigungsflüssigkeit in die Cel
lulosepartikel gemäß der Erfindung erfolgt in einfa
cher Weise durch Suspendieren der aus dem Herstel
lungsprozeß der Partikel noch wasserhaltigen Gelteil
chen in einer Mischung aus Wasser, einem C2- bis C4-
Alkanol, -Alkandiol oder -triol allein oder in Mi
schungen mit einem aliphatischen Lösungsmittel, einem
Tensid und gegebenenfalls Duftstoffen bis zum annä
hernden Konzentrationsausgleich. Anschließend wird
die überschüssige Flüssigkeit abzentrifugiert oder
abgesaugt und der fertige Teppichreiniger kann in ei
nen luftdicht verschließbaren Behälter oder Beutel
abgefüllt werden. Die abzentrifugierte oder abgesaug
te Flüssigkeit kann dann durch Zugabe der nichtwäss
rigen Komponenten wieder aufkonzentriert und erneut
verwendet werden.
Als Tenside werden die für die Reinigung von Teppi
chen herkömmlicherweise bekannten und bewährten anio
nischen, nichtionischen und/oder amphoteren Tenside
verwendet.
Die Reinigung der Teppiche oder Textil- und Bodenbe
läge erfolgt mit dem erfindungsgemäßen Teppichreini
ger durch manuelles oder maschinelles Aufstreuen des
Reinigers auf die Textilie oder den Bodenbelag und
anschließendes Einarbeiten in die verschmutzten Flä
chen. Nachdem die Hauptmenge der Reinigungsflüssig
keit verdunstet ist, werden die nunmehr stark ge
schrumpften, den Schmutz enthaltenden Celluloseteil
chen wieder abgesaugt. Je nach Verschmutzungsgrad
werden 50 bis 200 g des erfindungsgemäßen Teppichrei
nigers pro m2 angewendet. Erforderlichenfalls wird
der Reinigungsschritt so lange wiederholt, bis die
gewünschte Reinigungswirkung erzielt wird.
Besonders vorteilhaft besteht der vorgeschlagene er
findungsgemäße Teppichreiniger aus:
- a) 2 bis 25% initialfeuchte, nie getrock nete Carbamatgruppen enthaltende Regeneratcellulosepartikel allein oder in Mischung mit einem oder mehreren hydrophilen Po lymeren,
- b) 5 bis 50% eines C2- bis C4-Alkanols, -Alkandiols oder -triols allein oder in Mischung mit einem aliphatischen Lösungsmittel,
- c) 0,01 bis 50% Tensid,
- d) Wasser, Duftstoffen sowie gegebenenfalls weite ren Zusätzen ergänzt auf 100%.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß durch die
Verwendung der erfindungsgemäßen, hochgequollenen,
rieselfähigen Cellulosegelpartikel nicht nur der
Feststoffanteil im Reiniger stark reduziert werden
kann, sondern auch die Reinigungswirkung deutlich
verbessert wird. Bedingt durch den im Vergleich zu
den bekannten Teppichreinigern auf Cellulosebasis we
sentlich geringeren Cellulosegehalt sind naturgemäß
auch erheblich geringere Mengen an verschmutztem Tep
pichreiniger abzusaugen und zu entsorgen, was vor al
lem im gewerblichen Anwendungsbereich, z. B. in Ho
tels, Bürogebäuden oder anderen öffentlichen Einrich
tungen, von großem Vorteil ist.
Im folgenden werden einige Ausführungsbeispiele zur
Herstellung einiger erfindungsgemäßer Teppichreiniger
sowie einige erfindungsgemäße Teppichreiniger selbst
beschrieben werden.
400 g Cellulosecarbamat mit einem Stickstoffgehalt von
2,7% wurden zunächst in 5 l 10-%iger Natronlauge bei
-5°C gelöst. Die Lösung wurde anschließend durch Er
wärmen auf 30°C koaguliert. Das erhaltene Cellulose
carbamatgel wurde grob zerkleinert, gewaschen neutra
lisiert und in einem Granuliergerät bis auf eine
mittlere Teilchengröße von ca. 1 mm nachzerkleinert.
Die resultierenden Cellulosegelteilchen, die nach dem
Zentrifugieren einen Cellulosegehalt von 16,5 Masse-%
aufwiesen (entsprechend einem Wasserrückhaltevermögen
von 506%), wurden mit einer Mischung aus 2 kg 2-
Propanol und 50 g eines handelsüblichen Geschirrspül
mittels, das 30% anionische, 10% nichtionische und
< 5% amphotere Tenside und einen Duftstoff enthielt,
vermischt und erneut zentrifugiert.
Es wurden ca. 2,2 kg eines hellen partikulären Pro
duktes folgender Zusammensetzung erhalten:
- a) 18,5% regeneriertes Cellulosecarbamat mit einem Reststickstoffgehalt von 1,5%,
- b) 41% Wasser,
- c) 40% 2-Propanol und
- d) 0,5% Tenside, inklusive eines Duftstof fes.
Die Reinigungsleistung wurde in der Weise getestet,
daß eine stark mit Straßenschmutz und einem einge
trockneten Teefleck verunreinigte Teppichauslegeware
zur Hälfte mit etwa 100 g des Teppichreinigers pro
m2 bestreut wurde. Dieser wurde dann mit einer Bür
ste eingearbeitet und nach dem Trocknen mit einem
Handstaubsauger entfernt. Die visuelle Beurteilung
der behandelten und der unbehandelten sowie einer un
benutzten Fläche ergab, daß der Teefleck vollständig
entfernt worden war und die normal verschmutzte Aus
legeware nach der Behandlung von der unbenutzten
nicht zu unterscheiden war. Eine Randbildung bei der
gereinigten Fläche war nicht zu beobachten.
360 g Cellulosecarbamat mit einem Stickstoffgehalt
von 2,7% und 40 g Carboxymethylcellulose wurden zu
nächst in 5 l 10%iger Natronlauge bei -5°C gelöst.
Die Lösung wurde anschließend durch Erwärmen auf 30
°C koaguliert. Das erhaltene Cellulosegel wurde grob
zerkleinert, gewaschen neutralisiert und in einem
Granuliergerät bis auf eine mittlere Teilchengröße
von ca. 1 mm nachzerkleinert.
Die resultierenden Cellulosegelteilchen, die nach dem
Zentrifugieren einen Feststoffgehalt von 13 Masse-%
aufwies (entsprechend einem Wasserrückhaltevermögen
von 669%), wurden mit einer Mischung aus 2 kg 2-
Propanol, 500 g Glyzerin und 50 g eines handelsübli
chen Geschirrspülmittels, das 30% anionische, 10%
nichtionische und < 5% amphotere Tenside und einen
Duftstoff enthielt, vermischt und erneut zentrifu
giert.
Es wurden ca. 2,5 kg eines hellen partikulären Pro
duktes erhalten, dessen Reinigungsleistung wie folgt
beurteilt wurde: eine Mischung aus Staubsaugerstaub,
Erde, schwarzer und rotbrauner Schuhcreme wurden auf
mehrere Stellen eines altrosafarbenen Polyamid-
Veloursteppichstückes in unterschiedlicher Stärke
aufgetragen.
Am nächsten Tag wurden die Cellulosegelpartikel auf
die verschmutzten Stellen gestreut und mit einer Bür
ste in den Teppichflor eingearbeitet. Nach dem Trock
nen wurden die Rückstände mit einem Handstaubsauger
entfernt. Die visuelle Beurteilung der behandelten
und der unbehandelten Flächen ergab einen deutlichen
Reinigungseffekt. Nach einer zweiten Behandlung war
eine weitere Aufhellung der verschmutzten Teppich
stellen zu erkennen.
Analog Beispiel 2 wurden Cellulosegelteilchen herge
stellt, die mit einer Mischung aus 1,5 kg 2-Propanol,
1 kg Petroleumbenzin (Kp.: 150-190°C) und 50 g ei
nes handelsüblichen Geschirrspülmittels, das 30%
anionische, 10% nichtionische und < 5% amphotere
Tenside und einen Duftstoff enthielt, vermischt und
auf einer Fritte abgesaugt.
Es wurden ca. 2,5 kg eines hellen partikulären Pro
duktes erhalten, dessen Reinigungsleistung wie in
Beispiel 2 beurteilt wurde. Die visuelle Beurteilung
der behandelten und der unbehandelten Flächen ergab
ebenfalls einen deutlichen Reinigungseffekt. Nach ei
ner zweiten Behandlung waren kaum noch Unterschiede
zwischen den verschmutzten und gereinigten sowie den
unbehandelten Teppichstellen zu erkennen.
Claims (23)
1. Teppichreiniger in Form poröser Partikel auf
Cellulosebasis, die eine Reinigungsflüssigkeit
und Tenside enthalten,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Partikel eine Matrix aus Regeneratcellulose
aufweisen mit 0,001 bis 0,3 Carbamatgruppen pro
Anhydroglucoseeinheit der Cellulose.
2. Teppichreiniger nach dem vorhergehenden
Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix
zumindest teilweise aus initialfeuchter, nie
getrockneter Regeneratcellulose besteht.
3. Teppichreiniger nach einem der beiden
vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Partikel ein
Wasserrückhaltevermögen von mindestens 400%
bezogen auf den Gewichtsanteil der Cellulose
aufweisen.
4. Teppichreiniger nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Partikel im gequollenen Zustand nach Einlagerung
der Reinigungsflüssigkeit eine Größe von 0,1 bis
5 mm aufweisen.
5. Teppichreiniger nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Partikel weitere hydrophile Polymere in
immobilisierter Form enthalten.
6. Teppichreiniger nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Partikel weitere hydrophile Polymere bis zu
20% bezogen auf den Celluloseanteil
enthalten.
7. Teppichreiniger nach einem der beiden
vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das hydrophile Polymer ein
Polysaccharid, ein Polysaccharidderivat, ein
synthetisches Polymer und/oder eine Mischung
davon ist.
8. Teppichreiniger nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Partikel weiterhin ein leicht flüchtiges
organisches Lösungsmittel enthalten.
9. Teppichreiniger nach dem vorhergehenden
Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die
Partikel ein mit Wasser mischbares leicht
flüchtiges organisches Lösungsmittel oder
Lösungsmittelgemisch enthalten.
10. Teppichreiniger nach einem der beiden
vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das organische Lösungsmittel
ein C2 bis C4-Alkanol,
-Alkandiol oder -Alkantriol oder eine Mischung davon ist.
ein C2 bis C4-Alkanol,
-Alkandiol oder -Alkantriol oder eine Mischung davon ist.
11. Teppichreiniger nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Partikel Wasser, Duftstoffe und/oder
gegebenenfalls weitere Zusätze enthalten.
12. Teppichreiniger nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, gekennzeichnet durch
2 bis 25% an carbamatgruppenenthaltende Regeneratcellulosepartikeln, gegebenenfalls gemischt mit einem oder mehreren hydrophilen Polymeren,
5 bis 50% eines, C2- C4-Alkanols, Alkandiols oder -Alkantriols, eines aliphatischen Lösungsmittels oder einer Mischung mit einem aliphatischen Lösungsmittel 0,05 bis 5% eines oder mehrerer Tenside sowie ergänzend Wasser, Duftstoffe und/oder weitere Zusätze,
wobei sämtliche Bestandteile sich auf 100% ergänzen.
2 bis 25% an carbamatgruppenenthaltende Regeneratcellulosepartikeln, gegebenenfalls gemischt mit einem oder mehreren hydrophilen Polymeren,
5 bis 50% eines, C2- C4-Alkanols, Alkandiols oder -Alkantriols, eines aliphatischen Lösungsmittels oder einer Mischung mit einem aliphatischen Lösungsmittel 0,05 bis 5% eines oder mehrerer Tenside sowie ergänzend Wasser, Duftstoffe und/oder weitere Zusätze,
wobei sämtliche Bestandteile sich auf 100% ergänzen.
13. Teppichreiniger nach einem der vorhergehenden
Anspruche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Tenside anionische, nichtionische und/oder
amphotere Tenside sind.
14. Verfahren zur Herstellung eines
Teppichreinigers,
dadurch gekennzeichnet,
daß Cellulosecarbamat in Natronlauge gelöst wird,
die Lösung koaguliert wird, das resultierende Gel zerkleinert und gewaschen wird, und
das Gel mit einem organischen Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch sowie Tensiden versetzt wird.
daß Cellulosecarbamat in Natronlauge gelöst wird,
die Lösung koaguliert wird, das resultierende Gel zerkleinert und gewaschen wird, und
das Gel mit einem organischen Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch sowie Tensiden versetzt wird.
15. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, daß das
Cellulosecarbamat in 5 bis 12%iger Natronlauge
gelöst wird.
16. Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
Cellulosecarbamat mit einem Stickstoffgehalt von
0,5 bis 5%, vorteilhafterweise 1 bis 3%,
gelöst wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Waschen des
resultierenden Gels das Gel mit einem
organischen, mit Wasser mischbaren Lösungsmittel
oder Lösungsmittelgemisch versetzt und das in
dem Gel enthaltene Wasser zumindest teilweise
ersetzt wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß abschließend
überschüssige Flüssigkeiten aus dem Gel entfernt
werden.
19. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Entfernung der
überschüssigen Flüssigkeiten diese abgesaugt
oder abzentrifugiert werden.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, daß die Koagulation
durch hydrolytische Abspaltung eines Teils der
Carbamatgruppen im alkalischen Milieu
durchgeführt wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, daß die Koagulation
mittels Säuren durchgeführt wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 21,
dadurch gekennzeichnet, daß die Koagulation bei
Temperaturen oberhalb 15°C, insbesondere
oberhalb Raumtemperatur, durchgeführt wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 22,
dadurch gekennzeichnet, daß vor der Koagulation
ein oder mehrere hydrophile Polymere mit dem
Cellulosecarbamat oder in der
Cellulosecarbamatlösung gelöst oder
suspendiert oder der Cellulosecarbamatlösung als
Lösung oder Suspension zugesetzt werden.
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