DE69510822T2

DE69510822T2 - Reinigungsartikel mit kontrollierter detergenzabgabe und deren herstellung

Info

Publication number: DE69510822T2
Application number: DE69510822T
Authority: DE
Inventors: Liana Palaikis
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1994-12-14
Filing date: 1995-11-08
Publication date: 1999-12-23
Anticipated expiration: 2015-11-09
Also published as: ES2135784T3; WO1996018718A1; EP0797658A1; AU698711B2; CN1136303C; AU4155596A; JPH10509744A; DE69510822D1; EP0797658B1; MX9704106A; US5507968A; CN1169750A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Reinigungs- und Putzartikel umfassend ein poröses Kissen, das eine Zusammensetzung zur kontrollierten Detergensabgabe einschließt, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Artikels, das die Herstellung einer zur Beschichtung geeigneten Polymer/Detergens-Mischung einschließt, und das Aufbringen einer solchen Mischung auf ein poröses Kissen.
Putz- und Reinigungsartikel, z. B. für die Verwendung im Haushalt, sind gut bekannt. Kommerziell erhältliche Artikel werden oft mit Seife oder Detergens, die in den Artikel eingearbeitet wurden, verkauft. Feste Seife und Detergenszusammensetzungen werden gewöhnlich in Stahlwolle oder andere übliche Reinigungs- und Putzartikel eingearbeitet. Obwohl Seifen die gewünschten Eigenschaften, wie langsames Auflösen in Wasser und lang anhaltendes Vorhandensein in den Artikeln bei ausgedehntem Gebrauch, besitzen, fehlen Seifen typischerweise eine oder mehrere Eigenschaften, wie gute Schaumbildung, gutes Reinigungsvermögen und gute Fettlösefähigkeit. Darüberhinaus erfordert das Verarbeiten und Herstellen dieser Seife enthaltenden Artikel den unerwünschten Einsatz von Hitze und/oder Lösungsmitteln, um sowohl die Rohmaterialien hinreichend zu mischen als auch um die gemischten Seifenzusammensetzungen in den Reinigungsartikel einzuarbeiten.
Um diese Nachteile bei der Verwendung von Seifen zu umgehen, wurden synthetische Detergenzien in wenigstens einigen kommerziellen Putzartikeln vor allem wegen ihrer verbesserten Fettlösefähigkeit und überlegenen Schaumbildungsfähigkeit verwendet. Detergenzien sind jedoch leicht in Wasser löslich und diese Löslichkeit trug zu einer verkürzten Nutzdauer der Putzartikel, die solche Detergenzien enthalten, bei. Für gewöhnlich neigen mit De tergenzien behandelte Reinigungs- oder Putzartikel dazu, ihre Detergensbeladungen nach wenigen kurzen Einsätzen oder sogar nach einem einzigen ausgedehnten Einsatz zu verlieren. Mit Hinblick auf das Vorstehende wäre es wünschenswert, einen Reinigungsartikel mit einem guten Fettlösedetergens, das sich leicht in Wasser löst aber langsam von dem Artikel während eines ausgedehnten Zeitraums und während mehrmaligen Einsatzes abgegeben wird, bereitzustellen.
Putz- und Reinigungsartikel aus Stahlwolle sind ebenso gut bekannt. Kommerziell erhältliche Stahlwollekissen schließen die oben erwähnten Seifen ein und zeigten folglich die oben diskutierten Probleme, wie schlechte Schaumbildung, schlechtes Reinigungsvermögen und schlechte Fettlösefähigkeit. Zusätzlichen neigen Stahlwolleartikel zum Rosten, wenn sie Feuchtigkeit ausgesetzt sind, und die Stahlfasern des Kissens haben scharfe Enden, die in die Haut einer Verwenderhand eindringen. Demgemäß ist es ebenso wünschenswert, das obenerwähnte verbesserte Detergens in einer Form bereitzustellen, das in kontrollierter Weise nach Feuchtigkeitseinwirkung abgegeben wird und das auf einem porösen Kissen, das nicht rostet oder andere unerwünschte Eigenschaften von Stahlwolle zeigt, bereitgestellt wird.
Frühere Versuche, die Nutzdauer von Seife oder Detergens in solchen Putz- oder Reinigungsartikeln zu verlängern, hatten nur begrenzten Erfolg. Diese Versuche variierten in ihren Lösungsvorschlägen, und schlossen z. B. das Einkapseln von Seife in beutelähnlichen Teilen des Artikels oder das Mischen von Seife oder Detergens mit unlöslichen Polymeren oder mit Bindern, wie Cellulose und Derivaten davon, ein. Diese Versuche waren im allgemeinen aus mehreren Gründen weniger als zufriedenstellend. Einkapseln der Seife in den Artikel erfordert eine hohe Beladung mit Seife, wodurch die Kosten bei der Herstellung des Artikels erhöht werden, während die oben erwähnten Nachteile der Seifen im allgemeinen beibehalten werden. Die Verwendung von Bindern hat ebenso fehlgeschlagen bei der deutlichen Verlängerung der Nutzdauer des Detergens oder hat das Detergens wegen der Natur des verwendeten Bindermaterials weniger verfügbar gemacht.
EP-A-0 153 145 betrifft einen zum Wischen von Oberflächen geeigneten Artikel, der ein Substrat einschließt, das das Detergens, das während des Wischens zur Oberfläche geliefert wird, tragen kann.
GB-A-1 522 759 betrifft oberflächenaktives Mittel enthaltende und Detergens enthaltende Zusammensetzungen umfassend ein vernetztes, wasser- und lösungsmittelunlösliches polymeres Netzwerk und ein in dem Netzwerk eingeschlossenes oberflächenaktives Mittel.
US-A-4 126 563 beschreibt eine Zusammensetzung zur Behandlung von einem Textilerzeugnis, um diesem die gewünschten Eigenschaften zu verleihen, umfassend einen wasserlöslichen, filmbildenden Kleber und wenigstens ein Hilsfmittel.
JP-A-2 047 397 betrifft Papier, das in seinen Fasergeweben Seife enthält.
US-A-4 014 808 beschreibt eine Detergensformulierung, die in einer wässrigen Arbeitslösung zur Behandlung von verschmutzten Bodenoberflächen nützlich ist.
US-A-4 421 526 betrifft Polyurethanschaumreinigungskissen mit in der Zellstruktur des Kissens dispergiertem Schleifmittel oder Detergens.
US-A-5 238 587 betrifft ein Reinigungsblatt für Wäscherei umfassend eine gelierte Zusammensetzung auf Lösungsmittelbasis zur Trockenreinigung.
EP-A-0 211 664 betrifft einen Schleifartikel, der zur Reinigung von Oberflächen geeignet ist, ohne diese zu verkratzen.
Demgemäß gibt es einen seit langem bestehenden Wunsch und ein unerfülltes Bedürfnis auf dem Fachgebiet, einen Putz- oder anderen Reinigungsartikel, der eine Zusammensetzung zur kontrollierten Detergensabgabe einschließt, und ein Verfahren zu dessen Herstellung bereitzustellen. Es besteht ebenso das Bedürfnis, einen solchen Artikel zur kontrollierten Detergensabgabe mit einem Kissen hergestellt aus einem Material, das nach Wassereinwir kung nicht oxidiert und das mehreren Verwendungen standhält, ohne seine Detergensbeladung abzugeben, bereitzustellen. Es wäre besonders wünschenswert, in einem solchen Artikel eine Zusammensetzung zur langsamen oder kontrollierten Detergensabgabe, die das Detergens leicht für seine beabsichtigte Reinigungsfunktion verfügbar macht und ausgezeichnetes Reinigungsvermögen und Schaumbildung während einer verbesserten Nutzdauer des Artikels liefert, bereitzustellen.
Die vorliegende Erfindung betrifft den in den Ansprüchen offenbarten Gegenstand.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Zusammensetzung zu kontrollierten Detergensabgabe und einen Putz- oder Reinigungsartikel, der eine solche Zusammensetzung zur kontrollierten Detergensabgabe einschließt, bereit, wobei der Artikel im allgemeinen z. B. für Reinigungsanwendungen im Haushalt nützlich ist. Der Reinigungsartikel der Erfindung zeigt im Vergleich zu Artikeln des Standes der Technik verbesserte Eigenschaften, einschließlich verstärktes Reinigungsvermögen und Fettlöseeigenschaften während einer ausgedehnten Nutzdauer.
Hinsichtlich eines Aspekts der Erfindung umfaßt der Reinigungsartikel ein poröses Kissen und eine in das Kissen eingearbeitete wasserlösliche, wasserquellbare Zusammensetzung zur kontrollierten Detergensabgabe, die Polyacrylamid, das mit dem Detergens vermischt wurde, umfaßt. Das Polyacrylamid mit einer massegemittelten Molekülmasse von größer als 200000 stellt eine polymere Matrix in der Zusammensetzung bereit, um das Detergens temporär im Artikel zurückzuhalten und es während des Gebrauches langsam abzugeben.
Bei der Beschreibung der Artikel und der Zusammensetzung der Erfindung zur kontrollierten Detergensabgabe sollen bestimmte Begriffe gemäß den spezifischen hier angegebenen Bedeutungen verstanden werden.
"Zusammensetzung zur kontrollierten Detergensabgabe" bezieht sich auf eine Zusammensetzung umfassend ein mit Detergens vermischtes Polyacrylamid, die in ein poröses Kissen oder in ein anderes Substrat eingearbeitet werden kann, um dessen Detergensbeladung während eines Zeitraums, während dessen der Artikel Wasser oder einem anderen Lösungsmittel ausgesetzt wird, mit einer Abgabegeschwindigkeit abzugeben, die langsamer ist, als die Abgabegeschwindigkeit für den selben Typ von Artikel, der das selbe poröse Kissen und die selbe Detergensbeladung aber kein Polymer einschließt.
"Reinigungsartikel" bezieht sich auf einen für jede Reinigungsanwendung nützlichen Artikel, der ein poröses Kissen, Polyacrylamid und Detergens gemäß der Erfindung einschließt, und einschließt aber nicht begrenzt ist auf Heim-, Industrie-, Agrar-, Veterinär-, Automobil-, Büro- oder andere Anwendungen.
"Poröses Kissen" bezieht sich auf jedes Substrat, das wenigstens eine Öffnung hat, in das die Zusammensetzung zur kontrollierten Detergensabgabe eingebracht, eingearbeitet oder anders verteilt werden kann, wobei gilt, daß wenigstens ein Teil dieser Zusammensetzung auf der äußeren Oberfläche eines solchen Substrates verteilt werden kann, so lange es für die kontrollierte Detergensabgabe verfügbar ist, wenn das Kissen in seiner vorgesehenen Umgebung gebraucht wird (z. B. üblicherweise eine wässrige Umgebung).
"Polymer/Detergens-Mischung" bezieht sich auf eine zur Beschichtung geeignete Zusammensetzung umfassend Polyacrylamid, Detergens und einen flüssigen Träger (z. B. Wasser), die auf ein poröses Kissen oder ein anderes Substrat aufgebracht werden kann und die beim Trocknen eine Zusammensetzung zur kontrollierten Detergensabgabe bildet.
Das Polyacrylamid wird vorzugsweise mit einem Detergens vermischt, um ein Gewichtsverhältnis Polymerfeststoffe zu Detergensfeststoffe zwischen 1 : 9 und 1 : 100 und stärker bevorzugt zwischen 1 : 12 und 1 : 30 bereitzustellen. Das Detergens kann aus einem oder mehreren anionischen, kationischen, amphoteren und nichtionischen grenzflächenaktiven Stoffen hergestellt werden, und das Polyacrylamid ist ein Polymer mit hohem Molekulargewicht, das eine massegemittelte Molekülmasse von größer als 200000 aufweist. Die massegemittelte Molekülmasse des Polyacrylamids ist vorzugsweise wenigstens etwa 1000000 und liegt am stärksten bevorzugt zwischen 1000000 und 15000000.
Die Erfindung stellt ebenso ein Verfahren zur Herstellung der oben erwähnten Artikel bereit, das die Herstellung einer zur Beschichtung geeigneten Polymer/Detergens-Mischung, die Polyacrylamid, Detergens und einen flüssigen Träger umfaßt und die beim Trocknen eine Zusammensetzung zur kontrollierten Detergensabgabe bildet, Aufbringen der zur Beschichtung geeigneten Mischung auf ein poröses Kissen und Trocknen der Mischung, um die Zusammensetzung zur kontrollierten Detergensabgabe bereitzustellen, umfaßt. Die Zusammensetzung zur kontrollierten Detergensabgabe wird im wesentlichen im Kissen für späteren Gebrauch zurückgehalten und dann langsam beim Gebrauch abgegeben.
Ein anderer Aspekt der Erfindung stellt eine Zusammensetzung zur kontrollierten Detergensabgabe bereit, die mit Detergens vermischtes Polyacrylamid umfaßt.
Wie unten erläutert, werden die Artikel der Erfindung bevorzugt als nicht gewebte Putzkissen aus einer Vielzahl von thermoplastischen organischen Fasern bereitgestellt, die mit jeder bekannten Technik verbunden werden können und dabei eine offene, lockere Anordnung aus mit der Zusammensetzung zur kontrollierten Detergensabgabe beschichteten Fasern bilden. Artikel der Erfindung zeigen sowohl verbesserte Detergensretention als auch verbessertes Reinigungsvermögen und verbesserte Schaumbildung, wie in den unten angegebenen Testergebnissen gezeigt.
In der vorliegenden Erfindung erzielt das Einarbeiten einer wirksamen Menge an Detergens in eine wasserlösliche, wasserquellbare Polymermatrix bestehend aus einem Polyacrylamidpolymer mit einer massegemittelten Molekülmasse von größer als 200000 den gewünschten Effekt, eine in den oben genannten porösen Kissen wirksame Zusammensetzung zur kontrollierten Detergensabgabe bereitzustellen. Ein Polyacrylamid mit einer massegemittelten Molekülmasse von größer als 200000 haftet an den Fasern des Kissens, um eine Matrix bereitzustellen, die bei Befeuchtung quillt und die eine wirksame Menge des Detergens während einer Reinigungsanwendung abgibt. Überraschenderweise wurde gefunden, daß die Zusammensetzung zur kontrollierten Detergensabgabe unerwarteterweise verbessertes Reinigungsvermögen und verbesserte Schaumbildung im Vergleich mit einem ähnli chen Putzartikel, der mit einer äquivalenten Detergensbeladung aber unter Ausschluß des Polyacrylamidpolymers behandelt Wurde, bereitstellt.
Der Fachmann wird die Einzelheiten der vorliegenden Erfindung nach weiterer Betrachtung der restlichen Offenbarung einschließlich der detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen und der beigefügten Ansprüche besser verstehen.
Die Zusammensetzung der Erfindung zur kontrollierten Detergensabgabe umfaßt ein wasserlösliches, wasserquellbares mit einem Detergens vermischtes Polyacrylamidpolymer. Die Zusammensetzung ist wasserlöslich und kann als wässrige Polymer/Detergens-Mischung hergestellt werden und danach ein poröses Kissen oder ein anderes Substrat beschichten. Die Herstellung und Aufbringung der Mischung wird bevorzugt bei Raumtemperatur ausgeführt, obgleich es wünschenswert ist, Hitze einzusetzen, um die aufgebrachte Mischung innerhalb des Artikels zu trocknen.
Das Polyacrylamidpolymer weist eine massegemittelte Molekülmasse von größer als 200000 auf, so daß das Polymer im porösen Kissen während des Gebrauchs haften bleibt und bei Befeuchtung quillt, sich aber nur schrittweise bei jedem Gebrauch auflöst. Das Polymer gibt eine wirksame Menge des Detergens während jedes Gebrauchs des Reinigungsartikels ab.
Für die Verwendung in der Erfindung geeignete Polyacrylamide sind solche, die beim Mischen mit Detergens eine viskose, zur Beschichtung geeignete Zusammensetzung bereitstellen, die das Detergens im porösen Kissen haften läßt, und die bei Gebrauch quellen und sich langsam auflösen, um kontrolliert zusätzliche brauchbare Mengen seiner Detergensbeladung abzugeben. Solche Polyacrylamide sind kommerziell erhältlich als rieselfähige feste Pulver, die entweder in heißem oder kaltem Wasser dispergiert oder aufgelöst werden können. Vorzugsweise ist das Polyacrylamid ein Homopolymer aus Acrylamid, das im wesentlichen nichtionisch ist und das eine mittlere Molekülmasse (Massemittel) über 200000 aufweist und wegen gegenwärtiger kommerzieller Verfügbarkeit stärker bevorzugt eine Molekülmasse von wenigstens etwa 1000000 und am meisten bevorzugt zwischen 1000000 und 15000000 aufweist. Nach dem Einarbeiten in eine Polymer/Detergens-Mischung kann das Polyacrylamid in bekannter Weise vernetzt werden. Vorzugsweise wird das Polyacrylamid jedoch nicht vernetzt, da gefunden wurde, daß sich ein Polyacrylamid, das nicht vernetzt wurde, besser verhält als ein vernetztes Polyacrylamid nach dem Einarbeiten in ein poröses Kissen. Für diese Erfindung geeignete, kommerziell erhältliche Polyacrylamidpolymere schließen jene unter den Handelsbezeichnungen "Cyanamer N-300 LMV" erhältlich von American Cyanamid Corporation in West Patterson, New Jersey, und Polyacrylamid cat. # 18, 127-7 erhältlich von Aldrich Chemical Corp. in Milwaukee, Wisconsin, ein. Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf eines der spezifischen oben erwähnten Polyacrylamidpolymere beschränkt ist und der Fachmann versteht gut, daß andere kommerzielle Polyacrylamidpolymere und Polymermischungen in den hier beschriebenen Zusammensetzungen zur kontrollierten Detergensabgabe verwendet werden können. Es ist in Betracht zu ziehen, daß jede und alle Polyacrylamid/Detergensmischungen mit hohem Molekulargewicht (z. B. größer als 200000), die in ein Putzkissen oder anderes Substrat eingearbeitet sind, um eine kontrollierte Detergensabgabe bei einer Reinigungsanwendung bereitzustellen, unter die breite Lehre der vorliegenden Erfindung fallen.
Wie oben erwähnt, wird das Polyacrylamidpolymer mit einem Detergens vermischt, um eine Polymer/Detergens-Mischung bereitzustellen, die dann auf ein Substrat wie ein poröses Kissen aufgebracht werden kann. Es ist in Betracht zu ziehen, daß für diese Erfindung geeignete Detergenzien jene sind, die sich leicht in Wasser lösen und die ausgezeichnete Schäumungs-, Reinigungs und Fettlöseeigenschaften bei normalen Heimreinigungsanwendungen bereitstellen. Diese Eigenschaften werden im fertigen Putzartikel durch Vermischen des Detergens mit wasserlöslichem Polyacrylamidpolymer erhalten, wobei die Verfügbarkeit des Detergens während eines ausgedehnten Zeitraumes bewahrt bleibt. Überraschenderweise wurde gefunden, daß das Einarbeiten von Detergens in ein Polyacrylamidpolymer mit hohem Molekulargewicht das Reinigungsvermögen im Vergleich von Artikeln der vorliegenden Erfindung zu ähnlichen Reinigungsartikeln, die kein wasserquellbares Polyacrylamidpolymer einschließen, verstärkt. Das in den Artikeln der Erfindung verwendete Detergens kann ein oder mehrere anionische, kationische, nichtionische und amphotere grenzflächenaktive Stoffe als auch Kombinationen von solchen grenzflächenaktiven Stoffen ein schließen. Es ist erwünscht, daß das Detergens mild auf der Haut des Verwenders ist, nichttoxisch ist und im flüssigen Zustand bei Raumtemperatur bleibt. Vorzugsweise liegt in Mischungen von einem oder mehreren anionischen, nichtionischen, kationischen und/oder amphoteren grenzflächenaktiven Stoffen für verstärkte Schaumbildung und verstärktes Reinigungsvermögen eine höhere Konzentration an anionischen grenzflächenaktiven Stoffen vor.
Anionische grenzflächenaktive Stoffe wirken als primärer grenzflächenaktiver Stoff in den Zusammensetzungen zur kontrollierten Detergensabgabe, wobei sie der Zusammensetzung das Reinigungsvermögen verleihen. Anionische grenzflächenaktive Stoffe werden der Polymer/Detergens-Mischung bevorzugt in Konzentrationen zwischen etwa 5 Gew.-% und etwa 60 Gew.-% der Trockenfeststoffe zugesetzt. Hier geeignete anionische grenzflächenaktive Stoffe schließen Natrium- oder Ammoniumsalze von sulfonierten Alkanen, Sulfonsäuren, sulfatierte Alkylether, sulfatierte Fettsäureester und Laurylsulfate ein. Alkylsulfate wie Natriumlaurylsulfat und Ammoniumlaurylsulfat können in die Detergensformulierungen der Erfindung eingeschlossen sein. Beispiele für geeignete kommerziell erhältliche Natriumlaurylsulfate sind jene erhältlich unter den Handelsbezeichnungen "Rhodapon LS" von Rhone Poulenc in Cranbury, New Jersey und "Sulfochem SLS" von Chemron Corp. in Paso Robles, Kalifornien. Beispiele kommerzieller Ammoniumlaurylsulfate schließen "Rhodapon L-22" von Rhone Poulenc und "Sulfochem ALS" von Chemron Corp. ein. Alkylethersulfate wie Natriumlaurylethersulfat sind in der vorliegenden Erfindung verwendbar und schließen jene erhältlich unter den Handelsbezeichnungen "Rhodapex Es" von Rhone Poulenc, "Sulfochem Es-70" von Chemron Corp. und "Witcolate Es-3" von Witco Corp. in Connecticut ein. Geeignete Sulfonate schließen Natriumdodecylbenzolsulfonat kommerziell erhältlich unter den Handelsbezeichnungen "Rhodacal DDB-40" von Rhone Poulenc, "Witcolate 1240" (Aufschlämmung) von Witco Corp. und "Biosoft D-40" von Minnesota Solvents in Minneapolis, Minnesota ein.
Amphotere grenzflächenaktive Stoffe sind milde sekundäre Schaumbildner, die zusätzliches Reinigungsvermögen verleihen als auch die Milde der Mischung auf der Haut verstärken. Als sekundäre Schaumbildner können amphotere grenzflächenaktive Stoffe bei Gewichts prozenten zwischen etwa 1% bis etwa 20% der Trockenfeststoffe vorliegen. Für die Verwendung in der Erfindung geeignete Beispiele amphoterer grenzflächenaktiver Stoffe schließen Cocamidpropylbetaine, wie jene kommerziell unter den Handelsbezeichnungen "Mirataine CB" von Rhone Poulenc in Cranbury, New Jersey, ein. Ein anderes geeignetes amphoteres Detergens ist Coco/Oleoamidpropylbetain komerziell erhältlich unter den Handelsbezeichnungen "Miranol COB" von Rhone Poulenc, "Chembetaine" von Chemron Corporation in Paso Robles, Kalifornien und "Emcol COB" von Witco Corporation in Connecticut.
Nichtionische grenzflächenaktive Stoffe können in die Polymer/Detergens-Mischung der Erfindung als schwach schäumende grenzflächenaktive Stoffe, verwendet zum Einstellen der Viskosität, oder als mittelstark schäumende grenzflächenaktive Stoffe, verwendet zum Verstärken des Schaums, eingeschlossen sein. Bevorzugt in der Erfindung sind die nichtionischen grenzflächenaktiven Stoffe, die kein Gelieren oder andere Modifikationen der Polymer/Detergens-Mischung verursachen, was das Beschichten des Substrates bei Raumtemperatur mit der Mischung stören könnte. Die nichtionischen grenzflächenaktiven Stoffe können bei Gewichtsprozenten in der Polymer/Detergens-Mischung zwischen etwa 1% und etwa 5% der Trockenfeststoffe vorliegen. Unter nichtionischen grenzflächenaktiven Stoffen und Schaumstabilisatoren sind zum Einarbeiten Monoethanolamide wie Cocamid MEA, kommerziell erhältlich unter der Handelsbezeichnung "Alkamide C212" von Rhone Poulenc und "Amidex ME" von Chemron Corp. geeignet. Diethanolamide wie Kokosnußdiethanolamid sind für die Verwendung geeignet und kommerziell erhältlich unter der Handelsbezeichnung "Standamid SD" von Henkel Corp. in Ambler, Pennsylvanien. Verschiedene andere ethoxylierte Amine und Amide können zusammen mit Fettsäurealkanolamide, wie der Fachmann weiß, eingeschlossen sein.
Kationische grenzflächenaktive Stoffe können in die Polymer/Detergens-Mischung eingeschlossen sein, bevorzugt bei Gewichtsprozenten der Trockenfeststoffe zwischen etwa 1% und etwa 20%, um als Emulsionsstabilisator und/oder Mittel zur Viskositätseinstellung zu wirken. Aminoxide sind die gewönhlich verwendeten kationischen grenzflächenaktiven Stoffe wie Lauraminoxid erhältlich unter der Handelsbezeichnung "Rhodamox L" von Rhone Poulenc und "Chemoxide LM-30" von Chemron Corporation, Lauramidopropylaminoxid erhältlich als "Rhodamox LO" von Rhone Poulenc und Stearamidoxid erhältlich als "Chemoxide ST" von Chemron Corporation.
Es ist zu bedenken, daß andere grenzflächenaktive Stoffe in Mischungen davon in dem Detergens bei der Formulierung der Polymer/Detergens-Mischungen der vorliegenden Erfindung eingeschlossen sein können. Die Erfindung ist in keiner Weise begrenzt durch die einzelne in den hier beschriebenen Polymer/Detergens-Mischungen eingeschlossene Detergensformulierung und die obige Diskussion der spezifischen grenzflächenaktiven Stoffe und Konzentrationsbereiche hierfür sollen nur als Beispiele verstanden werden und in keiner Weise beschränkend. Es wird davon ausgegangen, daß die Formulierung einer Detergensmischung in der Fachkenntnis eines Fachmanns liegt, und jedes in einer Polymer/Detergens- Mischung, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung eingeschlossenes Detergens ist als im Rahmen der Erfindung liegend aufzufassen.
Wie bereits erwähnt, ist in die Polymer/Detergens-Mischungen der Erfindung ein aus einem oder mehreren der oben beschriebenen grenzflächenaktiven Stoffen formuliertes Detergens eingeschlossen, das mit einem geeigneten Polyacrylamidpolymer gemischt wird, um eine Polymer/Detergens-Mischung bereitzustellen, mit der ein Putzkissen oder anderes Substrat beschichtet werden kann. Die bevorzugten Polymer/Detergens-Mischungen sind diejenigen, die bei Raumtemperatur gemischt werden können und beim Auftragen auf das Substrat und beim Trocknen eine wasserquellbare Zusammensetzung zur kontrollierten Detergensabgabe bereitstellen, die bei Befeuchtung langsam das Detergens abgibt. Stärker bevorzugt sind diejenigen wasserquellbaren Zusammensetzungen, die sich über die Zeit sehr langsam auflösen und die fähig sind, am Putzartikel während mehrerer Verwendungen haften zu bleiben. Solche Zusammensetzungen bleiben auf den Fasern des Putzartikels nach einer einzigen Reinigungsanwendung und trocknen wieder darauf und stellen später die oben beschriebenen gewünschten Eigenschaften während der wiederholten Verwendung des Putzartikels bereit. Die Zusammensetzung zur kontrollierten Detergensabgabe stellt ausgezeichnete Fettlöseeigenschaften bei geringer Hautreizung bereit und stellt generell verstärktes Reinigungsvermögen verglichen mit dem Reinigungsvermögen eines vergleichbaren Putz artikels, der mit vergleichbarer Detergensbeladung aber ohne das Polyacrylamid beschichtet ist, bereit.
Die zur Beschichtung geeignete Polymer/Detergens-Mischung der Erfindung kann z. B. durch Vermischen einer wässrigen Lösung von Polyacrylamid mit einer wässrigen Lösung von Detergens hergestellt werden, so daß das Polyacrylamid wenigstens etwa 1 Gew.-% der gesamten Feststoffe (Trockengewicht) in der Mischung umfaßt. Stärker bevorzugt sind jene Mischung mit zwischen etwa 1% und etwa 15% der Polyacrylamidfeststoffe und am meisten bevorzugt sind jene mit zwischen etwa 3% und etwa 10% der Polyacrylamidfeststoffe. Wenn die Feststoffe der Polymer/Detergens-Mischung wenigstens etwa 3% Polyacrylamid einschließen, wird die effektive Lebensdauer des Detergens in dem Putz- oder Reinigungsartikel um einen Faktor von etwa 2 oder mehr verglichen mit der Lebensdauer ähnlicher Putzartikel, die nur das Detergens ohne Polymer einschließen, erhöht. Bei Polymerleveln von über etwa 10% der gesamten Trockenfeststoffe neigt ein höheres Polymerlevel dazu, ein unerwünschtes schmieriges Gefühl zu verleihen, und kann ferner die Verarbeitung der Mischung erschweren. Bei den oben erwähnten bevorzugten Bereichen kann die Mischung leicht bei Raumtemperatur verarbeitet werden, wobei erhöhte Temperaturen nur zur Trocknung der Mischung erforderlich sind, nachdem diese auf ein poröses Kissen oder Substrat aufgebracht worden ist.
Es wurde gefunden, daß das Gewichtsverhältnis von Detergensfeststoffen zu Polymerfeststoffen in der Polymer/Detergens-Mischung ein wichtiger Parameter bei der Formulierung geeigneter Mischungen zur Herstellung von Reinigungsartikeln gemäß der vorliegenden Erfindung sein kann. Die Gewichtsverhältnisse, um verwendbare Mischungen zu formulieren, schließen Polymerfeststoff : Detergensfeststoff-Verhältnisse zwischen 1 : 9 und 1 : 100, vorzugsweise zwischen 1 : 12 und 1 : 30 und stärker bevorzugt zwischen 1 : 13 und 1 : 23 ein. Innerhalb der oben beschriebenen bevorzugten Richtlinien zur Formulierung der Mischung liegt die Viskosität der resultierenden Mischung vor ihrer Anwendung typischerweise zwischen etwa 3000 und etwa 40000 centipoise ("cps"), bestimmt mit einem Brookfieldviskosimeter bei 25ºC unter Verwendung einer Nr. 4 Spindel, die mit 6 bis 12 U/min in Abhängigkeit von der verwendeten Beschichtungsmethode rotiert. Die Viskosität ist pH-Wert abhängig und kann durch Zugabe einer geeigneten Säure oder Base als auch durch Verwendung eines geeigneten Salzes als ein Viskositätskontrollmittel wie benötigt eingestellt werden. Zitronensäure und Natriumhydroxid sind z. B. eine geeignete Säure beziehungsweise Base, um eine Einstellung der Viskosität durch Änderung des pH-Wertes zu erreichen. Solche Säuren und Basen können einzeln oder in Kombination mit einem Salz wie Natriumchlorid verwendet werden, um eine zur Beschichtung geeignete Viskosität zu erreichen und danach aufrechtzuerhalten. Andere bekannte Säuren, Basen und Salze können ebenso verwendet werden, und es wird davon ausgegangen, daß ihre Auswahl und Verwendung im Bereich der Fähigkeiten eines Fachmanns liegen.
Es ist ferner zu bedenken, daß das mit der Polymer/Detergens-Mischung zu beschichtende Substrat eine große Vielzahl von Artikeln ohne Beschränkung einschließen kann, wie diese aus den Materialien einschließend Schwamm, Papier, Textilerzeugnis, Kunststoffaser, Kunststoffband, Metallfaser, Metallband und Verbundstrukturen, in die ein oder mehrere der vorstehenden Materialien eingearbeitet sind. Ein Beispiel für Materialien aus Metallfasern ist Stahlwolle. Vorzugsweise ist das Substrat ein poröses Kissen aus gewebten Stoff oder aus nicht gewebten Textilerzeugnissen von variierender Dichte, Fasergröße und Dicke. Alle diese Substrate sind als im Rahmen der Erfindung liegend zu betrachten und die vorstehende Liste ist erläuternd und in keiner Weise beschränkend gedacht. Zusätzlich können auch die Größe und Form des verwendeten Artikels über einen breiten Bereich von Größen und Formen, die für und/oder vom Verwender oder Verbraucher der Erfindung geeignet bzw. gewünscht sind, variiert werden. Der Fachmann wird gut verstehen, daß die Kriterien, um Bequemlichkeit und Einfachheit der Verwendung zu erreichen, von der zu betrachtenden Reinigungsanwendung des fertigen Produkts abhängt. Die typische Größe solcher Artikel reicht im allgemeinen aus, um bequem in die Hand des Verwenders zu passen, und variiert in vernünftigen Bereichen, um sich verschiedenen Handgrößen als auch verschiedenen Reinigungsanwendungen anzupassen. Einige praktische Verwendungen der Artikel der Erfindung schließen z. B. Küchenputz- und Reinigungswischer als auch Bodenschrubkissen ein.
Das bevorzugte Substrat für Reinigungsartikel der Erfindung ist ein lockeres, offenes, po röses nicht gewebtes Kissen mit geringer Dichte, das bei einer Vielzahl von Reinigungsanwendungen verwendet werden kann, aber am typischten als ein Küchenputzkissen. Ein solches nicht gewebtes Kissen umfaßt eine Vielzahl von gekräuselten oder gewellten, thermoplastischen organischen Fäden, die z. B. entweder an den entgegengesetzten Enden der Artikel oder durch Faser-an-Faserbindung mit einem geeigneten Klebematerial oder mit thermischer Bindung aneinander gebunden werden. Für die Erfindung geeignete nicht gewebte Kissen schließen die kommerziell unter der Handelsbezeichnung "Scotch-Brite" von Minnesota Mining and Manufacturing Company in St. Paul, Minnesota erhältlichen ein. Eingeschlossen in die bevorzugten, hier verwendeten nicht gewebten Artikel sind diejenigen in den US Patenten Nr. 4,991,362 und 5,025,596 offenbarten nicht gewebten Kissen. Wie diese Patente offenbaren, umfassen solche Kissen Fasern mit ersten und zweiten Enden und die Fasern in einem einzigen Kissen sind innerhalb des Kissens so angeordnet, daß die ersten Enden der Faser gemeinsam an ein Ende des Kissens gebunden sind, währen die zweiten Enden gemeinsam an das entgegengesetzte Ende des Kissens gebunden sind.
Obwohl die in der Erfindung zu verwendenden Kissen im allgemeinen genügend Rauheit für eine wirksame Verwendung bei Putzanwendungen aufweisen, kann die Abriebeigenschaft des Kissens durch das Anhaften von Abriebteilchen an die Fasern der Kissen in der Weise, daß die Putzfähigkeit des Artikels bei bestimmten Verwendungen erhöht wird, verstärkt werden. Das direkte Aufbringen solcher Abriebteilchen auf das Putzkissen ist auf dem Fachgebiet gut bekannt. Zusätzlich ist zu bedenken, daß die Abriebteilchen in die Polymer/Detergens-Mischung der Erfindung eingeschlossen werden können und so in die Reinigungsartikel durch Aufbringen der Mischung auf die nicht gewebten Kissen eingearbeitet werden können.
Es ist zu bedenken, daß alle vorstehenden nicht gewebten Kissen als auch andere Substrate, die fähig sind die Beschichtung mit der Polymer/Detergens-Mischung anzunehmen, innerhalb der Erfindung liegen. Die vorstehenden nicht gewebten Artikel können als einzelne Kissen bestehend nur aus dem nicht gewebten Teil, der mit der Zusammensetzung zu kontrollierten Detergensabgabe beschichtet ist, verwendet werden oder das Kissen kann einen nicht gewebten Teil in Verbindung mit einem Wischartikel oder dgl. umfassen, wie ein Nichtgewebe, das auf einen anderen Artikel wie z. B. einen Schwamm laminiert wurde. Der Fachmann wird verstehen, daß die Erfindung nicht durch die Art des Substrats, die als Träger der Zusammensetzung zur kontrollierten Detergensabgabe ausgewählt ist, beschränkt werden soll.
Bei der Herstellung des Reinigungsartikels kann Polyacrylamidpulver in Wasser dispergiert oder aufgelöst werden, um eine wässrige Polymerlösung herzustellen, die dann mit einer wässrigen Detergenslösung von einem oder mehreren grenzflächenaktiven Stoffen unter moderater Scherung gemischt wird. Das Polyacrylamid umfaßt vorzugsweise im wesentlichen alle Feststoffe innerhalb der Polymerlösung, und der Gesamtgehalt an Feststoffen in der Polymerlösung liegt bevorzugt zwischen etwa 3 Gew.-% und etwa 10 Gew.-%. Die Detergenslösung kann durch Auflösen von grenzflächenaktiven Stoff in deionisiertem Wasser hergestellt werden, um eine Lösung zu ergeben, in der die Konzentration an grenzflächenaktivem Stoff anfänglich zwischen etwa 1 Gew.-% und etwa 50 Gew.-% vor dem Mischen mit der Polymerlösung liegt. Die Polymer/Detergens-Mischung umfaßt bevorzugt zwischen etwa 20% und etwa 80% der Detergenslösung und zwischen etwa 10% und etwa 60% der Polymerlösung. Es ist zu beachten, daß die tatsächliche Konzentration des Detergens in der Polymer/Detergens-Mischung nicht als kritisch erscheint, solange das vorstehende bevorzugte Polymerfeststoff : Detergensfeststoff-Gewichtsverhältnis nach Trocknung in der Endzusammensetzung zur kontrollierten Detergensabgabe erreicht wird. Alternativ kann die Herstellung von getrennten Polymer- und Detergenslösungen vermieden werden, und die obigen Bestandteile können in einer einzigen Lösung vermischt werden, so daß die Konzentrationen der Komponenten ein bevorzugtes Polymerfeststoff : Detergensfeststoff- Gewichtsverhältnis bereitstellen.
Mischen und Auftragen der Detergens/Polymer-Mischung wird vorzugsweise bei Raumtemperatur ausgeführt. Jedoch kann die Polymer/Detergens-Mischung, wenn erforderlich, bei erhöhten Temperaturen formuliert werden.
Färbemittel, perlmutterglanzverleihende Mittel, Parfums, Duftöle, Konservierungsmittel, Pigmente und dgl. als auch zusätzliche Abriebteilchen, um die Putzfähigkeit des fertigen Artikels zu erhöhen, können der Mischung zugesetzt werden. Diese zusätzlichen Bestandteile sind gut bekannt auf dem Fachgebiet und werden nicht weiter beschrieben. Wiebereits erwähnt, weist die Polymer/Detergens-Mischung typischerweise eine Viskosität zwischen etwa 3000 und etwa 40000 centipoise auf, die durch die Zugabe von einer geeigneten Säure, Base oder eines geeigneten Salzes eingestellt werden kann. Säuren wie Zitronensäure als auch Basen wie z. B. Natriumhydroxid wurden mit akzeptablen Ergebnissen verwendet. Geeignete Salze schließen Natriumchlorid und Natriumcarbonat ein. Die Viskosität der Mischung ist pH-Wert empfindlich und jede Einstellung der Viskosität wird normalerweise unter Berücksichtigung des Verfahrens, mit dem die Mischung auf das Substrat aufgebracht wird, vorgenommen.
Die Mischung kann auf das Substrat mit einer oder mehreren bekannten Beschichtungstechniken aufgebracht werden wie Walzbeschichten, Spritzbeschichten, Tauchbeschichten, Injektionsbeschichten und dgl. Die Beladung der Mischung auf dem Substrat variiert gemäß der beabsichtigten Verwendung des fertigen Artikels. Für Verwendung im Haushalt, z. B. in Küchenputz- oder Geschirrspülkissen, beträgt eine geeignete Beschichtung grob zwischen etwa 0,039 g/cm³ und etwa 0,052 g/cm³, was zwischen etwa 3,0 und etwa 4,0 g (Trockengewicht) für ein herkömmliches lockeres nicht gewebtes Abriebkissen, mit den ungefähren Abmessungen von 5,1 cm (2 inch) auf 7,6 cm (3 inch) und einer ungefähren Dicke von etwa 2,0 cm (0,8 inch) bei einem Gesamtvolumen von etwa 77 cm³ entspricht. Sobald die Mischung auf das Substrat aufgebracht ist, wird der Artikel in bekannter Weise getrocknet, um das Lösungsmittel zu entfernen. Erhitzen in einem herkömmlichen Umluftofen bei einer Temperatur zwischen etwa 200ºF (93ºC) und etwa 300ºF (149ºC) zwischen S und 45 Minuten lang reicht für gewöhnlich aus, um das überschüssige Wasser zu verdampfen und um die Mischung vollständig zu einer Beschichtung zu trocknen, die fest an den Fasern des nicht gewebten Artikels haftet. Das Trocknen kann selbstverständlich mit jedem anderen bekannten Mittel ausgeführt werden, wie z. B. Infrarot- oder Mikrowellenerhitzen. Der Fachmann wird ebenso gut verstehen, daß die Trocknungsbedingungen abhängig von der verwendeten Ausrüstung, der Gestamtkonzentration der Feststoffe in der Polymer/Detergens-Mischung und dgl. deutlich variiert werden können.
Im folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zusammengefaßt.
1. Reinigungsartikel, gekennzeichnet durch
ein poröses Kissen und
eine in das Kissen eingearbeitete wasserlösliche, wasserquellbare Zusammensetzung zur kontrollierten Detergensabgabe, wobei die Zusammensetzung Polyacrylamid, das mit Detergens vermischt wurde, umfaßt, und das Polyacrylamid eine massegemittelte Molekülmasse von größer als 200000 aufweist, um bei Befeuchtung zu quellen und eine wirksame Menge Detergens abzugeben.
2. Reinigungsartikel gemäß Punkt 1, wobei das Polyacrylamid und das Detergens in der Zusammensetzung zur kontrollierten Detergensabgabe in einem Polymerfeststoff : Detergensfeststoff-Gewichtsverhältnis zwischen 1 : 9 und 1 : 100 vorliegen.
3. Reinigungsartikel gemäß Punkt 1, wobei das Polyacrylamid und das Detergens in der Zusammensetzung zur kontrollierten Detergensabgabe in einem Polymerfeststoff : Detergensfeststoff-Gewichtsverhältnis zwischen 1 : 12 und 1 : 30 enthalten sind.
4. Reinigungsartikel gemäß Punkt 1, wobei das Polyacrylamid eine massegemittelte Molekülmasse im Bereich von 1 Million bis 15 Millionen aufweist.
5. Reinigungsartikel gemäß Punkt 1, wobei die Zusammensetzung zur kontrollierten Detergensabgabe einen grenzflächenaktiven Stoff umfaßt.
6. Reinigungsartikel gemäß Punkt 5, wobei der grenzflächenaktive Stoff aus anionischen grenzflächenaktiven Stoffen, kationischen grenzflächenaktiven Stoffen, amphoteren grenzflächenaktiven Stoffen, nichtionischen grenzflächenaktiven Stoffen und Mischungen enthaltend mehr als einen der grenzflächenaktiven Stoffe ausgewählt ist.
7. Reinigungsartikel gemäß Punkt 6, wobei die anionischen grenzflächenaktiven Stoffe ausgewählt sind aus Natrium- oder Ammoniumsalzen von Alkylsulfaten, Sulfonsäuren, sulfatierten Ethern, sulfatierten Fettsäureestern und Laurylsulfaten.
8. Reinigungsartikel gemäß Punkt 6, wobei die amphoteren grenzflächenaktiven Stoffe ausgewählt sind aus Cocamidpropylbetain, Coco/Oleoamidpropylbetain und Kombinationen davon.
9. Reinigungsartikel gemäß Punkt 6, wobei die nichtionischen grenzflächenaktiven Stoffe ausgewählt sind aus ethoxylierten Aminen und Amiden, Fettsäurealkanolamiden und Kombinationen davon.
10. Reinigungsartikel gemäß Punkt 6, wobei die kationischen grenzflächenaktiven Stoffe ausgewählt sind aus Lauraminoxid, Lauramidpropylaminoxid, Stearamidoxid und Kombinationen davon.
11. Reinigungsartikel gemäß Punkt 1, wobei das poröse Kissen ein Material umfaßt, ausgewählt aus Schwamm, Papier, Textilerzeugnis, Kunststofffasern, Kunststoffbändern, Metallfasern, Metallbändern und Verbundstrukturen aus einem oder mehreren der vorstehenden Materialien.
12. Reinigungsartikel gemäß Punkt 11, wobei die Metallfasern Stahlwolle sind.
13. Reinigungsartikel gemäß Punkt 11, wobei das poröse Kissen ein nicht gewebtes, lockeres Abriebputzkissen mit niedriger Dichte ist.
14. Reinigungsartikel, gekennzeichnet durch
ein Kissen, umfassend ein lockeres, nicht gewebtes, dreidimensionales Netzwerk von Fasern und
eine die Fasern beschichtende wasserlösliche, wasserquellbare Zusammensetzung zur kontrollierten Abgabe von Detergens, wobei die Zusammensetzung ein Polyacrylamid umfaßt, das ein Detergens enthält, so daß ein Polymerfeststoff : Detergensfeststoff- Gewichtsverhältnis zwischen 1 : 9 und 1 : 100 vorliegt, und das Polyacrylamid eine massegemittelte Molekülmasse von 1 Million bis 15 Millionen aufweist.
15. Reinigungsartikel gemäß Punkt 14, wobei das Polymerfeststoff : Detergensfeststoff- Gewichtsverhältnis zwischen 1 : 12 und 1 : 30 liegt.
16. Reinigungsartikel gemäß Punkt 14, wobei das Detergens einen grenzflächenaktiven Stoff umfaßt.
17. Reinigungsartikel gemäß Punkt 16, wobei der grenzflächenaktive Stoff aus anionischen grenzflächenaktiven Stoffen, kationischen grenzflächenaktiven Stoffen, amphoteren grenzflächenaktiven Stoffen, nichtionischen grenzflächenaktiven Stoffen und Mischungen enthaltend mehr als einen der grenzflächenaktiven Stoffe ausgewählt ist.
18. Reinigungsartikel gemäß Punkt 17, wobei die anionischen grenzflächenaktiven Stoffe ausgewählt sind aus Natrium- oder Ammoniumsalzen von Alkylsulfaten, Sulfonsäuren, sulfatierten Ethern, sulfatierten Fettsäureestern und Laurylsulfaten.
19. Reinigungsartikel gemäß Punkt 17, wobei die amphoteren grenzflächenaktiven Stoffe ausgewählt sind aus Cocamidpropylbetain, Coco/Oleoamidpropylbetain und Kombinationen davon.
20. Reinigungsartikel gemäß Punkt 17, wobei die nichtionischen grenzflächenaktiven Stoffe ausgewählt sind aus ethoxylierten Aminen und Amiden, Fettsäurealkanolamiden und Kombinationen davon.
21. Reinigungsartikel gemäß Punkt 17, wobei die kationischen grenzflächenaktiven Stoffe ausgewählt sind aus Lauraminoxid, Lauramidpropylaminoxid, Stearamidoxid und Kombinationen davon.
22. Verfahren zur Herstellung eines Reinigungsartikels, gekennzeichnet durch:
Herstellen einer zur Beschichtung geeigneten Zusammensetzung umfassend Polyacrylamid, Detergens und einen flüssigen Träger, wobei die zur Beschichtung geeignete Zusammensetzung beim Trocknen eine wasserlösliche, wasserquellbare Zusammensetzung zur kontrollierten Detergensabgabe bildet, und das Polyacrylamid eine massegemittelte Molekülmasse von größer als 200000 aufweist,
Auftragen der zur Beschichtung geeigneten Zusammensetzung auf ein poröses Kissen, und
Trocknen der zur Beschichtung geeigneten Zusammensetzung, um eine Zusammensetzung zur kontrollierten Detergensabgabe im porösen Kissen bereitzustellen.
23. Verfahren gemäß Punkt 22, wobei das Detergens einen grenzflächenaktiven Stoff, ausgewählt aus anionischen grenzflächenaktiven Stoffen, amphoteren grenzflächenaktiven Stoffen, nichtionischen grenzflächenaktiven Stoffen, kationischen grenzflächenaktiven Stoffen und Mischungen eines oder mehrerer dieser grenzflächenaktiven Stoffe umfaßt, und das Polyacrylamid und das Detergens in Wasser vermischt werden, um eine zur Beschichtung geeignete Zusammensetzung mit einem Polymerfeststoff : Detergensfeststoff-Gewichtsverhältnis zwischen 1 : 12 und 1 : 30 bereitzustellen.
24. Verfahren gemäß Punkt 23, wobei der anionische grenzflächenaktive Stoff ausgewählt ist aus Natrium- oder Ammoniumsalzen von Alkylsulfaten, Sulfonsäuren, sulfatierten Alkylethern, sulfatierten Fettsäureestern und Laurylsulfaten.
25. Verfahren gemäß Punkt 23, wobei der amphotere grenzflächenaktive Stoff ausgewählt ist aus Cocamidpropylbetain, Coco/Oleoamidpropylbetain und Kombinationen davon.
26. Verfahren gemäß Punkt 23, wobei der nichtionische grenzflächenaktive Stoff ausgewählt ist aus ethoxylierten Aminen und Amiden, Fettsäurealkanolamiden und Kombinationen davon.
27. Verfahren gemäß Punkt 23, wobei der kationische grenzflächenaktive Stoff ausgewählt ist aus Lauraminoxid, Lauramidpropylaminoxid, Stearamidoxid und Kombinationen davon.
28. Verfahren gemäß Punkt 23, wobei das Polyacrylamid eine massegemittelte Molekülmasse im Bereich von 1 Million bis 15 Millionen aufweist.
29. Verfahren gemäß Punkt 22, wobei das Kissen ein Material umfaßt, ausgewählt aus Schwamm, Papier, Textilerzeugnis, Kunststofffasern, Kunststoffbändern, Metallfasern, Metallbändern und Verbundstrukturen aus einem oder mehreren der vorstehenden Materialien.
30. Verfahren gemäß Punkt 22, wobei das Aufbringen Walzbeschichten, Spritzbeschichten, Tauchbeschichten oder Injektionsbeschichten umfaßt.
31. Verfahren gemäß Punkt 22, wobei das Trocknen durch Erhitzen erfolgt.
32. Verfahren gemäß Punkt 31, wobei das Erhitzen in einem Ofen bei einer Temperatur zwischen 93ºC und 149ºC zwischen 5 bis 45 Minuten lang erfolgt.
Die Reinigungsartikel der vorliegenden Erfindung stellen ein Mittel zur kontrollierten Detergensabgabe während Reinigungsbetätigungen bereit, das ausgezeichnete Fettlösefähigkeit und gute Schaumbildungseigenschaften bereitstellt, während die wirksame Lebensdauer des Detergens deutlich ausgedehnt wird. Die Art, in der die erfinderischen Artikel hergestellt werden, und ihre verbesserten Tauglichkeitsmerkmale werden ferner in den folgenden Beispielen gezeigt.

Beispiele

Testverfahren

Vier Testverfahren werden zur Bewertung der relativen Tauglichkeit der in den folgenden Beispielen hergestellten Putzartikel eingesetzt. Diese Testverfahren sind:
1. "Quetsch-Test": In diesem Test läuft ein Putzartikel zwischen einem Paar luftgetriebener weicher Quetschwalzen durch, die einen Durchmesser von 25,4 cm (10 inch) aufweisen und bei etwa 45 bis 47 U/min rotieren und auf den Artikel einen Druck zwischen etwa 1,83 kg/cm² und 2,18 kg/cm² (zwischen 26 und 31 psi) ausüben, während ein Wasserstrahl über die Rollen läuft. Der Artikel läuft wiederholt zwischen den Walzen durch bis kein Detergensschaum mehr durch visuelle Kontrolle nachgewiesen wird. Gegen Ende des Tests wird das Kissen auch per Hand gequetscht, um überschüssiges Wasser zu entfernen, und das Kissen läuft nochmals zwischen den Walzen durch, bis kein Detergensschaum mehr nachgewiesen wird. Das Trockengewicht des Artikels wird vor und nach Durchführung des Tests aufgenommen, um die Menge des dem Artikel entzogenen Materials zu bestimmen. Das über die Rollen geführte Wasser war städtisches Wasser (St. Paul, Minnesota), das aus dem Wasserhahn mit einer Temperatur von etwa 36 bis 38ºC (97 bis 100ºF) und einer Flußgeschwindigkeit von etwa 20 bis 25 ml pro Sekunde entnommen wurde. Alle Kissen wurden zwischen den Walzen hindurchgeführt, wobei die Anzahl der Durchläufe, bis kein Schaum mehr beobachtet wurde, gezählt wurde.
2. "Test für die Lebensdauer von Seifenschaum": Ein Putzartikel wird in ein 3,8 Liter (1 Gallone) fassendes Glasgefäß, das mit 1,9 Liter (0,5 Gallonen) Leitungswasser mit einer Temperatur von etwa 36 bis 39ºC (97 bis 102ºF) gefüllt ist, gesetzt. Das Gefäß wird mit einem Schraubverschluß verschlossen und seitkant auf einen Flachbettschüttler gesetzt (erhältlich von Eberbach Corporation in Ann Arbor, Michigan), wobei die Längsachse des Gefäßes parallel zur Bewegungsrichtung ist. Das Gefäß und sein Inhalt werden auf dem Schüttler hin- und herbewegt, der eine Umkehrbewegung von 3,81 cm (1,5 inch) 60 Sekunden lang bei einer Geschwindigkeit von 180 Zyklen pro Minute, gefolgt von 30 Sekunden lang bei 280 Zyklen pro Minute, erzeugt. Das Gefäß wurde aus dem Schüttler entfernt, und das Level an meßbarem Schaum wurde in Zentimeter an Schaum pro Zyklus aufgezeichnet. Das Kissen wurde aus dem Gefäß entfernt und beiseitegelegt, während das Gefäß ausgespült und wieder mit frischem Wasser gefüllt wurde. Die gleiche Prozedur folgt, bis kein meßbarer Schaum (z. B. weniger als 0,125 inch oder 3,2 mm) mehr beobachtet wird. Für jedes der getesteten Kissen werden die Gesamtzahl der Zyklen und die sich addierenden Zentimeter an Schaum aufgezeichnet, und die Zyklen pro Artikel wurden ebenso auf die Detergensbeladungen normiert und als Zyklen pro Gramm Detergens berichtet.
3. "Ölanforderungstest": Eine etwas strengere Variation des obigen Tests für die Lebensdauer von Seifenschaum, bezeichnet als "Ölanforderungstest", wurde ebenso für wenigstens einige der Probenputzartikel durchgeführt. Der Test erfordert die Zugabe von 1 Milliliter frischen Kochöls (pflanzliches Öl wurde verwendet) zum frischen Wasser im Gefäß während eines jeden Testzyklus. Dieser Test ist ansonsten identisch mit dem Test für die Lebensdauer von Seifenschaum. Die sich addierenden Zentimeter an Schaum und die Gesamtzahl der Zyklen pro Artikel wurden aufgezeichnet, und die Zyklen pro Artikel wurden ebenso auf die Detergensbeladungen normiert und als Zyklen pro Gramm Detergens berichtet.
4. "Seifenlöslichkeitstest": Bei diesem Test wird das Trockengewicht des Kissens aufgezeichnet und das Kissen wird dann in den Käfig eines Mischarms vom Käfigtyp (Model HS-1 erhältlich von Jiffy Mixer Company in Tustin, Kalifornien) gesetzt. Der Käfig und das Kissen werden in 3,8 Liter (1 Gallone) Leitungswasser in einem 19 Liter (5 Gallonen) fassenden Polyethyleneimer bei einer Wassertemperatur von etwa 41 bis 42ºC (106 bis 108ºF) gesetzt. Der Käfig wird in der Wasserlösung im Eimer zentriert und der Rührer wird so eingeschaltet, daß der Käfig und das Kissen die Wasserlösung bei 135 U/min ausgewählte Perioden von 15 Sekunden, 30 Sekunden, 1 Minute oder 5 Minuten lang durchrühren. Das Kissen wird aus der Wasserlösung unter Verwendung von Pinzetten entfernt und hochkant auf ein Gestell 1 Minute lang gesetzt, um sicherzustellen, daß das Kissen nicht weiter tropft. Das Kissen wird dann bei 115ºC (240ºF) bis zur Gewichtskonstanz getrocknet, und das Gewicht wird aufgezeichnet. Im Kissen verbleibendes Detergens wird danach durch eine Reihe von langsamen Zyklen im Flachbettschüttler, wie oben beschrieben, bei einer Temperatur von 38 bis 42ºC (100 bis 108ºF) aus dem Kissen ausgespült. Das Kissen wird bis zur Gewichtskonstanz getrocknet und die Gewichtsprozent an Detergens, die sich bei je der der Zeitperioden aus dem Kissen gelöst haben, werden berechnet und berichtet.
Wenn nicht anders vermerkt, ist das verwendete Wasser bei allen Tests von der Stadt St. Paul, Minnesota geliefertes Leitungswasser. Das Wasser ist von mäßiger Härte bei etwa 85,6 bis 102,7 mg pro Liter Härte (z. B. basierend auf Calziumcarbonat). Um inkonsistente Daten zu vermeiden, wurden während der Tests alle Kissen nach der Beschichtung und vor der Vermessung sorgfältig getrocknet, um den Kissen zu erlauben, auf Raumtemperaturbedingungen abzugleichen und um das wasserlösliche Polymer sorgfältig zu trocknen. Sorgfältiges Trocknen der Kissen ist kritisch, da die Gegenwart von überschüssigem Wasser in den Kissen zu vorzeitigem Quellen des Polymers und somit zu zumindest etwas Auflösung von Detergens führt, und dabei die Testergebnisse nachteilig beeinflußt.

Bestandteile

Die in der Formulierung der in den folgenden Beispielen beschriebenen Putzartikel verwendeten Bestandteile sind über ihre chemischen Namen identifiziert und, wenn möglich, über ihre Handelsbezeichnungen. Die Handelsbezeichnungen haben die folgenden Bedeutungen.
"Sulfochem Es-70" ist die Handelsbezeichnung für ein Natriumlaurylethersulfat, ein anionischer grenzflächenaktiver Stoff, erhältlich von Chemron Corporation in Paso Robles, Kalifornien.
"Amidex CME" ist eine Handelsbezeichnung für Cocamid MEA, ein Superamidschaumstabilisator, ebenso erhältlich von Chemron Corporation.
"Cyanamer N-300 LMW" ist die Handelsbezeichnung für ein Polyacrylamidpolymer mit einer mittleren Molekülmasse (Massemittel) von etwa 5-6 Millionen, erhältlich von American Cyanamid Corporation.
"Cyanamer P-21" ist die Handelsbezeichnung für ein Polyacrylamidpolymer, das zu 90% nichtionisch bei 10% anionischer Acrylatfunktionalität ist und eine mittlere Molekülmasse (Massemittel) von etwa 200000 aufweist, erhältlich von American Cya namid Corporation.
"Polyacrylamid cat.#18, 127-7" ist die Katalogbezeichnung eines Polyacrylamidpolymers mit einer mittleren Molekülmasse von etwa 5-6 Millionen, erhältlich von Aldrich Corporation in Milwaukee, Wisconsin.
"Witcolate Es-3" ist die Handelsbezeichnung für Natriumlaurylethersulfat, erhältlich von Witco Corporation in New Jersey.
"Emcol COB" ist eine Handelsbezeichnung für Coco/Oleamidpropylbetain, erhältlich von Witco Corp.
"Rhodamox L" ist eine Handelsbezeichnung für Lauraminoxid, erhältlich von Rhone Poulenc in Cranbury, New Jersey.
"Rhodamox LO" ist eine Handeisbezeichnung für Lauramidpropylaminoxid, erhältlich von Rhone Poulenc.
"Alkamide C212" ist eine Handelsbezeichnung für Cocamid MEA, erhältlich von Rhone Poulenc.
"Biosoft D-40" ist eine Handelsbezeichnung für Natriumdodecylbenzolsulfonat, erhältlich von Minnesota Solvents in Minneapolis, Minnesota.
"Euperlan PK-771" ist eine Handelsbezeichnung für Ethylenglycoldistearat, erhältlich von Henkel Corporation in Ambler, Pennsylvanien und hier als perlmutterglanzverleihendes Mittel verwendet.
Wenn nicht anders angegeben, liegen alle in den folgenden Beispielen angegebenen Konzentrationen als Gewichtsprozent vor, und alle nicht gewebten Artikel, die in den Beispielen zur Herstellung der Putzkissen verwendet wurden, sind von dem in den oben erwähnten US-Patenten 4,991,362 und 5,025,596 offenbarten Typ, wobei jedes Kissen ungefähr S. 1 cm breit und 7,6 cm lang ist bei einer Dicke von etwa 2 cm und einem ungefähren Volumen von 77 cm³. Die Viskositätsbestimmungen wurden unter Verwendung eines Brookfieldviskosimeters bei 25ºC durchgeführt, wobei eine bei 12 U/min rotierende Nr. 4 Spindel verwendet wurde. Die Polymer/Detergens-Mischungen wurden auf die Substrate mittels Walzbeschichtung aufgebracht, um einen Reinigungsartikel mit einer Beladung der Zusammensetzung zur kontrollierten Detergensabgabe, wie unten angegeben, bereitzustellen.

Beispiel 1

Ein Putzartikel wird hergestellt, indem zuerst eine Polymer/Detergens-Mischung mit den folgenden Gewichtsprozenten hinsichtlich der Trockenfeststoffe der Mischung hergestellt wird: 63,96% Natriumlaurylether(3)sulfat (Witcolate Es-3), 9,14% Coco/oleamidpropylbetain (Emcol COB), 13,70% Lauramidpropylaminoxid (Rhodamox LO), 4,57% Harnstoff, 6,57% Natriumchlorid, 0,46% Titandioxidpigment, 0,05% Konservierungsmittel (kommerziell erhältlich unter der Handelsbezeichnung "Actamer VT" von Gray Products in Aurora, Ontario, Kanada), 0,18% Zitronensäure und 1,37% Polyacrylamidpulver (Cyanamer N-300 LMW). Die grenzflächenaktiven Stoffe werden zuerst zusammengemischt und in deionisiertem Wasser bei Raumtemperatur gelöst, um eine Detergenslösung zu ergeben. Das Polymerpulver wird dann in die Detergenslösung unter niedriger Scherung durch Mischen per Hand oder unter Verwendung eines elektrischen Mischers, der bei einer Mischgeschwindigkeit von etwa 130 U/min arbeitet, gemischt bis das Polymer vollständig gelöst ist, und die Mischung homogen ist. Die flüssige Zusammensetzung nach Zugabe des Polymers weist etwa 38% Feststoffe mit etwa 4,3% Polyacrylamidfeststoffen auf. Die Viskosität der flüssigen Endzusammensetzung liegt zwischen 4000 und 10000 cps. Das Polyacrylamid : Detergens-Gewichtsverhältnis hinsichtlich der Trockenfeststoffe beträgt etwa 1 : 22. Die Polymer/Detergens-Mischung wird auf einen nicht gewebten Gegenstand bei einer Naßbeladung von zwischen etwa 8,2 und 9,0 Gramm pro Kissen durch Walzbeschichtung aufgebracht. Das Kissen wird im Ofen bis Gewichtskonstanz bei einer Temperatur zwischen etwa 93 und etwa 149ºC (200ºF und 300ºF) getrocknet.

Beispiel 2

Drei Putzartikel werden mit Polyacrylamid/Detergens-Mischungen gemäß der Lehre der Erfindung hergestellt. Das Detergens wurde zuerst als eine wässrige Lösung aus 49,63% deionisiertem Wasser, 15,25% Natriumlaurylethersulfat (Sulfochem ES-70), 9,31% Cocamid MEA (Amidex CME) und 25,81% Natriumdodecylbenzolsulfonat (ein anionischer grenzflächenaktiver Stoff erhältlich von Chemron Corporation) hergestellt. Die gestamten Feststoffe in der Detergenslösung betrugen 36 Gew.-%. Das Polymer wurde als Lösung aus Polyacrylamidpolymer (Cyanamer N-300LMW) hergestellt, das in deionisiertem Wasser mit einer Konzentration an Polyacrylamid von 8 Gew.-% gelöst wurde, wobei keine weiteren Bestandteile in der Lösung vorlagen. Die Lösungen des Detergens und des Polymers wurden unter Rühren bei niedriger Geschwindigkeit (etwa Mischen per Hand) und bei Raumtemperatur etwa 25 Minuten lang vermischt, um eine Polymer/Detergens-Mischung bestehend aus 68,25% Detergenslösung und 31,75% Polyacrylamidlösung herzustellen. Die Endprozente an Feststoffen der Polymer/Detergens-Mischung betrugen etwa 27,2%, wobei 9,3% dieser Feststoffe Polyacrylamid waren. Die resultierende Mischung war zäh und viskos (etwa 35000 cps). Die Mischung wurde bei Raumtemperatur mittels Walzbeschichtung auf drei nicht gewebte Kissen aufgebracht. Die Kissen wurden bis zur Gewichtskonstanz in einem auf 115,5ºC (240ºF) erhitzten Umluftofen getrocknet. Das Polyacrylamid/Detergens- Gewichtsverhältnis hinsichtlich der Trockenfeststoffe betrug etwa 1 : 9,75. Die durchschnittliche Trockenbeladung der beiden Kissen, die dem Quetsch-Test unterzogen wurden, mit der Zusammensetzung zur kontrollierten Detergensabgabe betrug 0,054 g/cm³. Die Beladung des dritten Kissens, das dem Test für die Lebensdauer von Seifenschaum unterzogen wurde, betrug 0,046 g/cm³. Die Daten des Vergleichstests sind in Beispiel 7 angegeben.

Beispiel 3

Drei weitere Putzartikel wurden gemäß den Vorschriften aus Beispiel 2 und unter Verwendung der Bestandteile aus Beispiel 2 hergestellt, ausgenommen, daß die Polymer/Detergens-Mischung 72,50% Detergenslösung und 27,50% Polyacrylamidlösung einschloß. Die Endprozente an Feststoffen in der Polymer/Detergens-Mischung betrugen etwa 28,4%, wobei 7,7% dieser Feststoffe Polyacrylamidpolymer waren. Das Gemisch war sehr zäh und viskos (etwa 28000 cps). Das Polyacrylamid/Detergens-Gewichtsverhältnis hinsichtlich der Trockenfeststoffe betrug etwa 1 : 12. Die durchschnittliche Trockenbeladung der beiden Kissen, die dem Quetsch-Test unterzogen wurden, betrug 0,059 g/cm³ und die Beladung des dritten Kissens, das dem Test für die Lebensdauer von Seifenschaum unterzogen wurde, betrug 0,048 g/cm³.

Beispiel 4

Drei Putzartikel wurden gemäß den Vorschriften aus Beispiel 2 und unter Verwendung der Bestandteile aus Beispiel 2 hergestellt, ausgenommen, daß die Polymer/Detergens- Mischung 79,84% Detergenslösung und 20,16% Polyacrylamidlösung einschloß. Die Endprozente an Feststoffen in der Polymer/Detergens-Mischung betrugen etwa 30,3%, wobei 5,3% dieser Feststoffe Polyacrylamidpolymer waren. Das Gemisch war homogen und viskos (etwa 26000 cps). Das Polyacrylamid/Detergens-Gewichtsverhältnis hinsichtlich der Trockenfeststoffe betrug etwa 1 : 17,95. Die durchschnittliche Trockenbeladung der beiden Kissen, die dem Quetsch-Test unterzogen wurden, betrug 0,068 g/cm³. Die Beladung des dritten Kissens, das dem Test für die Lebensdauer von Seifenschaum unterzogen wurde, betrug 0,061 g/cm³.

Beispiel 5

Vier Putzartikel wurden gemäß den Vorschriften aus Beispiel 2 und unter Verwendung der Bestandteile aus Beispiel 2 hergestellt, ausgenommen, daß die wässrige Polymerlösung aus 6,00% Polyacrylamid (Aldrich cat.#18, 127-7) hergestellt wurde und die Polymer/Detergens-Mischung 69,68% Detergenslösung und 30,32% Polyacrylamidlösung einschloß. Die Endprozente an Feststoffen in der Polymer/Detergens-Mischung betrugen etwa 26,9%, wobei 6,8% dieser Feststoffe Polyacrylamidpolymer waren. Das Gemisch vermischte sich einfach und resultierte in einem gleichförmigen Gemisch mit einer Viskosität von etwa 12000 cps. Das Polyacrylamid/Detergens-Gewichtsverhältnis hinsichtlich der Trockenfeststoffe betrug etwa 1 : 14,8. Die durchschnittliche Trockenbeladung der beiden Kissen, die dem Quetsch-Test unterzogen wurden, als auch der Kissen, die dem Test für die Lebensdauer von Seifenschaum unterzogen wurden, betrug 0,044 g/cm³.

Beispiel 6

Drei Kontrollproben wurden hergestellt, indem mittels Walzbeschichtung eine Detergenslösung auf nicht gewebte Kissen wie in den Beispielen 2-S aufgetragen wurde. Die Detergenslösung war identisch mit der in den vorangegangenen Beispielen verwendeten. Für die Kontrollen wurde keine Polyacrylamidlösung verwendet. Die durchschnittliche Trockenbeladung der beiden Kontrollkissen, die dem Quetsch-Test unterzogen wurden, betrug 0,066 g/cm³, und die Beladung des Kissens, das dem Test für die Lebensdauer von Seifenschaum unterzogen wurde, betrug 0,069 g/cm³.

Beispiel 7

Quetsch-Tests und Tests für die Lebensdauer von Seifenschaum wurden für die Kissen der Beispiele 2-6 durchgeführt. Die Daten aus diesen Tests wurden gemittelt, und die Mittelwerte in Tabelle 1 zusammengefaßt. Tabelle 1
1. Die Daten aus dem Quetsch-Test sind ein Mittel aus zwei Kissen pro Beispiel.
2. Die Daten aus dem Test für die Lebensdauer von Seifenschaum für Beispiel 5 sind ein Mittel aus zwei Kissen. Die anderen Daten dieses Tests für die verbleibenden Beispiele wurden für ein Kissen erfaßt.
Die Quetschvorgänge pro Gramm Detergens und die Zyklen pro Gramm Detergens für die Beispiele 2-6 zeigen, daß das Polyacrylamid die wirksame Lebensdauer des Detergens in den Putzkissen der Erfindung deutlich erhöht. Die Zahl der Quetschvorgänge pro Gramm trockener Seife und die Zyklen pro Gramm Detergens werden nach Einarbeitung des Polymers deutlich erhöht, was ein verstärktes Reinigungsvermögen und verstärkte Schaumbildung bei niedrigerem Level an grenzflächenaktivem Stoff zeigt. Ähnlich spiegeln sich die Effekte der Viskosität und des hinreichenden Mischens, um ein glattes und homogenes Gemisch zu erhalten, in der besseren Tauglichkeit der Kissen der Beispiele 4 und 5 wieder. Die folgenden Beispiele beschreiben Formulierungen, in denen sich sowohl das Polymer als auch das Detergens gut ineinander lösen.

Beispiel 8

Drei Putzartikel wurden mit einer Polyacrylamid/Detergens-Mischung hergestellt. Das Detergens wurde zuerst als eine wässrige Lösung hergestellt, indem in deionisiertem Wasser eine Feststoffmischung von 68,95% Natriumlaurylethersulfat (Witcolate Es-3), 9,85% Coco/oleamidpropylbetain (Emcol COB), 14,77% Lauramidpropylaminoxid (Rhodamox LO), 4,92% nichtionisches Talgaminethoxylat und 1,51% Natriumchlorid gelöst wurde. Die gesamten Feststoffe in der Detergenslösung betrugen 36 Gew.-%. Das Polyacrylamid war ein Polymer mit niedrigem Molekulargewicht (Cyanamer P-21), das direkt und langsam zu der Detergenslösung zugegeben wurde, wobei bei niedriger Geschwindigkeit (etwa Mischen per Hand) und bei Raumtemperatur bis zur Homogenität gerührt wurde. Die resultierende Polymer/Detergens-Mischung bestand zu 95,01% aus der Detergenslösung und zu 4,99% aus Polyacrylamid. Die Endprozente an Feststoffen in der Polymer/Detergens-Mischung (Trockengewicht) betrugen etwa 37,4%, wobei 15,5% dieser Feststoffe Polyacrylamidpolymer waren. Dieses resultierende Gemisch war homogen und die Endviskosität betrug zwischen 4000 und 10000 cps. Die resultierende Polymer : Detergens-Zusammensetzung wurde bei Raumtemperatur mittels Walzbeschichtung auf nicht gewebte Artikel aufgebracht. Die Kissen wurden bis zur Gewichtskonstanz in einem auf etwa 115,5ºC (240ºF) erhitzten Umluftofen getrocknet. Das Polymer/Detergens-Gewichtsverhältnis hinsichtlich der Trockenfeststoffe betrug 1 : 6,5. Die durchschnittliche Trockenbeladung der drei Kissen mit der Zusammensetzung zur kontrollierten Detergensabgabe betrug 0,052 g/cm³.

Beispiel 9

Sechs Putzartikel wurden gemäß den Vorschriften aus Beispiel 8 und unter Verwendung der Bestandteile aus Beispiel 8 hergestellt, ausgenommen, daß das verwendete Polymer ein Polyacrylamid mit höherem Molekulargewicht (Cyanamer N300 LMW) war. Das Polyacrylamid wurde als Lösung aus Polyacrylamidpulver hergestellt, das in deionisiertem Wasser mit einer Konzentration an Polyacrylamid von 8 Gew.-% gelöst wurde, wobei keine weiteren Bestandteile in der Polymerlösung vorlagen. Die Polymer/Detergens-Mischung bestand zu 83,23% aus Detergenslösung und zu 16,77% aus Polyacrylamidlösung. Die Endprozente an Feststoffen in der Polymer/Detergens-Zusammensetzung betrugen etwa 31,3%, wobei 4,3% dieser Feststoffe Polyacrylamidpolymer waren. Das Polymer/Detergens-Gewichtsverhältnis hinsichtlich der Trockenfeststoffe betrug etwa 1 : 22,5. Die durchschnittliche Trockenbeladung der drei Kissen, die dem Quetsch-Test unterzogen wurden, betrug 0,053 g/cm³. Die Trockenbeladung des Kissens, das dem Test für die Lebensdauer von Seifenschaum unterzogen wurden, betrug 0,042 g/cm³, und die durchschnittliche Trockenbeladung für die beiden Kissen, die dem Ölanforderungstest unterzogen wurden, betrug 0,041 g/cm³. Daten der Vergleichstests sind in Beispiel 13 tabelliert.

Beispiel 10

Fünf Putzartikel wurden gemäß den Vorschriften aus Beispiel 8 und unter Verwendung der Bestandteile aus Beispiel 8 hergestellt, ausgenommen, daß das verwendete Polymer ein Polyacrylamid mit höherem Molekulargewicht (Cyanamer N300 LMW) war. Das Polyacrylamid wurde als Lösung aus Polyacrylamidpulver hergestellt, das in deionisiertem Wasser mit einer Konzentration an Polyacrylamid von 8 Gew.-% gelöst wurde, wobei keine weiteren Bestandteile in der Polymerlösung vorlagen. Die Polymer/Detergens-Mischung bestand zu 75,37% aus Detergenslösung und zu 24,63% aus Polyacrylamidlösung. Die Endprozente an Feststoffen in der Polymer/Detergens-Zusammensetzung betrugen etwa 29%, wobei 6,8% dieser Feststoffe Polyacrylamidpolymer waren. Das Polymer/Detergens- Gewichtsverhältnis hinsichtlich der trockenen Feststoffe betrug etwa 1 : 13,78. Die durchschnittliche Trockenbeladung der drei Kissen, die dem Quetsch-Test unterzogen wurden, betrug 0,052 g/cm³ und 0,042 g/cm³ für das Kissen, das dem Test für die Lebensdauer von Seifenschaum unterzogen wurde, und 0,045 g/cm³, für das Kissen, das dem Ölanforderungstest unterzogen wurde. Testdaten sind in Beispiel 13 tabelliert.

Beispiel 11

Zehn Putzartikel wurden gemäß den Vorschriften aus Beispiel 8 und unter Verwendung der Bestandteile aus Beispiel 8 hergestellt, ausgenommen, daß das verwendete Polymer ein Polyacrylamid mit höherem Molekulargewicht (Cyanamer N300 LMW) war. Das Polyacrylamid wurde als Lösung aus Polyacrylamidpulver hergestellt, das in deionisiertem Wasser mit einer Konzentration an Polyacrylamid von 8 Gew.-% gelöst wurde, wobei keine weiteren Bestandteile in der Polymerlösung vorlagen. Die Polymer/Detergens-Mischung bestand zu 80,27% aus Detergenslösung und zu 19,73% aus Polyacrylamidlösung. Die Endprozente an Feststoffen in der Polymer/Detergens-Zusammensetzung betrugen etwa 30,5%, wobei 5,2% dieser Feststoffe Polyacrylamidpolymer waren. Das Polymer/Detergens-Gewichtsverhältnis hinsichtlich der Trockenfeststoffe betrug etwa 1 : 18,3. Die vier Kissen, die dem Quetsch-Test unterzogen wurden, wiesen eine durchschnittliche Trockenbeladung von 0,042 g/cm³ auf. Die durchschnittliche Trockenbeladung der drei Kissen, die dem Test für die Lebensdauer von Seifenschaum unterzogen wurden, betrug 0,040 g/cm³ und 0,040 g/cm³ für die verbleibenden drei Kissen, die dem Ölanforderungstest unterzogen wurden. Testdaten sind in Beispiel 13 tabelliert.

Beispiel 12

Sieben zusätzliche Kontrollkissen wurden gemäß den Vorschriften aus Beispiel 8 und unter Verwendung der Bestandteile aus Beispiel 8 hergestellt. Jedoch wurden die Kontrollkissen nur mit der Detergenslösung aus Beispiel 8 und in Abwesenheit des Polyacrylamids hergestellt. Die durchschnittliche Trockenbeladung der drei Kissen, die dem Quetsch-Test unterzogen wurden, betrug 0,063 g/cm³. Die durchschnittliche Trockenbeladung der beiden Kissen, die dem Test für die Lebensdauer von Seifenschaum unterzogen wurden, betrug 0,058 g/cm³ und die durchschnittliche Trockenbeladung der beiden Kissen, die dem Ölanforderungstest unterzogen wurden, betrug 0,056 g/cm³. Diese Kissen wurden als Kontrollen bei den im folgenden Beispiel 13 durchgeführten Tests verwendet.

Beispiel 13

Die Kissen der Beispiele 8-11 wurden vergleichend gegenüber den Kontrollkissen des Beispiels 12 getestet, um den Effekt des Polyacrylamides mit niedrigem Molekulargewicht des Beispiels 8 auf die Tauglichkeit des Artikels zu überprüfen, und gleichzeitig die Tauglichkeit des Polyacrylamides mit niedrigem Molekulargewicht mit der des Polymers mit höherem Molekulargewicht der Beispiele 9-11 zu vergleichen. Das Testen der vorangehenden Artikel bestand darin, alle Artikel dem Quetschtest, als auch die Artikel der Beispiele 9-12 dem Test für die Lebensdauer von Seifenschaum und dem Ölanforderungstest zu unterziehen. Die Daten des Quetschtests sind in Tabelle 2, und die Daten des Tests für die Lebensdauer von Seifenschaum und des Ölanforderungstests sind in Tabelle 3 zusammengefaßt. Tabelle 2 Quetsch-Test¹
1. Die Daten aus dem Quetsch-Test für die Beispiele 8, 9, 10 und 12 sind ein Mittel aus drei Kissen pro Beispiel. Die Daten für die Kissen aus Beispiel 11 sind ein Mittel aus vier Kissen. Tabelle 3
1. Die Daten aus dem Test für die Lebensdauer von Seifenschaum sind ein Mittel aus drei Kissen aus Beispiel 11 und zwei Kissen aus Beispiel 12. Die Daten für Beispiele 9 und 10 wurden unter Verwendung eines Kissens aus jedem Beispiel erfaßt.
2. Die Daten für den Ölanforderungstest sind ein Mittel aus zwei Kissen aus Beispiel 9, 3 Kissen aus Beipiel 11, 2 Kissen aus Beispiel 12 und einem Kissen aus Beispiel 10. Der in Tabelle 3 angegebene Tauglichkeitstest zeigt, daß das Polyacrylamid mit niedrigem Molekulargewicht versagt, das gewünschte Ergebnis in der Polymer/Detergens-Mischung zu erzeugen, nämlich die wirksame Lebensdauer des Detergens in dem Putzkissen auszudehnen. Der nichtionische Talgaminethoxylat enthaltende grenzflächenaktive Stoff erzeugte einen stabileren Schaum in den Kontrollen, wobei die Schaumbildung nach der Zugabe des Polyacrylamides mit niedrigem Molekulargewicht deutlich reduziert wurde. Man nimmt an, daß das Molekulargewicht des in Beispiel 8 verwendeten Polyacrylamides nicht hoch genug war, um das Auflösen des Polymers in Wasser zu verlangsamen, aber wirksam genug war, das Detergens zu binden, umso das Gesamtreinigungsvermögen der Formulierung zu mindern. Die Verwendung des Polyacrylamides mit höherem Molekulargewicht in den Kissen der Beispiele 9-12 verlängerte wirksam die Nutzdauer dieser Kissen, wie die Daten für den Quetsch-Test in Tabelle 2 zeigen. Wie Tabelle 3 zeigt, verstärkt der Austausch gegen das, Polymer mit höherem Molekulargewicht in der Polymer/Detergens-Mischung bei verschiedenen Polyacrylamidkonzentrationen das Schaumvermögen und verbessert das Reinigungsvermögen der Mischung, so daß eine niedrigere Beladung des Putzartikels mit der Mischung möglich ist, als sonst bei Abwesenheit des Polymers erforderlich wäre.

Beispiel 14

Eine wässrige Detergensmischung wurde zuerst durch Mischen der folgenden Bestandteile formuliert:
Natriumlaurylethersulfat (Witcolate Es-3) 68,95%
Coco/oleamidpropylbetain (Emcol COB) 9,85%
Lauramidpropylaminoxid (Rhodamox LO) 14,77%
Natriumsulfat 4,92%
Titandioxid 0,29%
Zitronensäure 1,22%
Die Detergenslösung enthielt 35% Feststoffe. Eine wässrige Polyacrylamidlösung mit 6% Polyacrylamid (Cyanamer N-300 LMW) in deionisiertem Wasser wurde hergestellt. Die resultierende Polyacrylamidlösung wurde sorgfältig in das Detergens vermischt, wobei 20,62% der Polyacrylamidlösung und 79,38% Detergenslösung gemischt wurden, bis das Polyacrylamid gelöst war und die Mischung homogen war. Die Viskosität der flüssigen Polyacrylamid/Detergens-Mischung betrug etwa 4300 cps. Das Einarbeiten der Polymerlösung in die Detergenslösung ergab eine Zusammensetzung, die zu 29% aus Feststoffen bestand, wobei 4,26% dieser Feststoffe Polyacrylamid waren. Die Zusammensetzung wurde dann mittels Walzbeschichtung auf zehn nicht gewebte Artikel aufgetragen und bis zur Gewichtskonstanz bei einer Temperatur von etwa 115,5ºC (240ºF) im Ofen getrocknet. Die durchschnittliche Trockenbeladung mit der Zusammensetzung zur kontrollierten Detergensabgabe betrug 0,042 g/cm³ für die beiden Kissen, die nachfolgend dem Quetsch-Test unterzogen wurden. Acht Kissen mit einer durchschnittlichen Trockenbeladung von 0,045 g/cm³ wurden dem Test für die Lebensdauer von Seifenschaum und dem Ölanforderungstest unterzogen. Vergleichstests sind in Beispiel 16 angegeben. Das Polymer/Detergens- Gewichtsverhältnis im endgetrockneten Produkt betrug 1 : 22.

Beispiel 15

Sieben Kontrollproben wurden gemäß Beispiel 14 unter Verwendung der selben Detergensmischung (ohne zugegebenes Polyacrylamid) hergestellt. Die durchschnittliche Trockenbeladung der Kontrollen betrug 0,065 g/cm³ für die drei Kissen, die nachfolgend dem Quetsch-Test unterzogen wurden, und 0,055 g/cm³ für die vier Kissen, die im Test für die Lebensdauer von Seifenschaum und im Ölanforderungstest des Beispiels 16 verwendet wurden.

Beispiel 16

Die Vergleichstests der Proben aus Beispiel 14 und 15 wurden durchgeführt und in Tabelle 4 und 5 zusammengefaßt. Zusätzlich zu den Proben der Beispiele 14 und 15 wurden in die Tests kommerziell erhältliche Putzkissen eingeschlossen. "SOS" ist ein kommerziell erhältliches Putzkissen aus Stahlwolle, hergestellt von Clorox Corporation in Oakland, Kalifornien. "Never Rust" ist die Handelsbezeichnung eines kommerziell erhältlichen Putzkissens, hergestellt und verkauft von Minnesota Mining and Manufacturing Company in St. Paul, Minnesota als Teil der "Scotch Brite"-Produktlinie. Die Seifenbeladung sowohl von "Never Rust" als auch von "SOS" Kissen wurde bestimmt durch anfängliches Wiegen der Kissen und Vergleich des anfänglichen Gewichtes mit dem Endgewicht, das bestimmt wurde, nachdem das Detergens oder die Seife vollständige aus dem Kissen ausgespült worden war. Die Beladung für die beiden "Never Rust" Kissen betrug zwischen 0,040 g/cm³ und 0,052 g/cm³ und für die "SOS" Kissen zwischen etwa 0,058 und 0,084 g/cm³ unter der Annahme, daß das Äquivalentvolumen des Kissens 77 cm³ betrug. Tabelle 4 Quetsch-Test¹
1. Die Daten für Beispiel 14 sind ein Mittel aus zwei Kissen, für Beispiel 15 aus drei Kissen, für "Never Rust" aus zwölf Kissen und für "SOS" aus 10 Kissen. Tabelle 5
1. Acht Kissen des Beispiels 14 wurden verwendet, vier für den Test für die Lebensdauer von Seifenschaum und vier für den Ölanforderungstest (durchschnittliche Trockenbeladung 0,045 g/cm³). Die angegebenen Ergebnisse sind Mittelwerte.
2. Vier Kissen des Beispiels 15 wurden verwendet, eines im Test für die Lebensdauer von Seifenschaum und drei im Ölanforderungstest (durchschnittliche Trockenbeladung 0,055 g/cm³). Die angegebenen Ergebnisse sind Mittelwerte.
Die Daten in Tabelle 4 und 5 zeigen die verbesserte Tauglichkeit der nach der Lehre der Erfindung hergestellten Kissen. Von den Kissen, die in Beispiel 16 getestet wurden, zeigt das Kissen des Beispiels 14 eindeutig die beste Tauglichkeit, wobei die Testwerte (berichtigt auf die Beladung mit Detergens in den verschiedenen getesteten Artikeln) fast das zweifache der Werte der Kontrollproben oder der kommerziellen Kissen betrugen. Die Ergebnisse zeigen das erhöhte Reinigungsvermögen und die erhöhte Schaumbildung der Polymer/Detergens-Mischungen der Erfindung.

Beispiel 17

Seifenlöslichkeitstests wurden für weitere zwölf Kissen gemäß Beispiel 14 und für mehrere Kontrollkissen bestehend aus 14 "Never Rust" Kissen und 13 "SOS" Kissen (oben beschrieben in Beispiel 16) durchgeführt. Zusätzlich wurden 12 Calciumstearatkissen unter Verwendung der gleichen Detergensformulierung wie in Beispiel 14 hergestellt, jedoch in Abwesenheit des Polyacrylamidpolymers. Für die Calciumstearatkissen wurde ein Detergens- und Fettsäuregemisch hergestellt, indem 85% der Detergenslösung des Beispiels 14 mit 15% Calciumstearatseife vermischt wurden, wobei das resultierende Gemisch ein Kissen mit einer Detergens/Seifenbeschichtung ergibt, von der erwartet wird, daß ihre Tauglichkeit zwischen den Polymer/Detergens-Kissen der Erfindung und einem Fettsäureseifenprodukt, wie dem "SOS" Kissen, liegt. Die Kissen wurden streng getestet, um die Löslichkeit der verschiedenen Seifen und Detergensformulierungen in Wasser zu vergleichen. Die Löslichkeitstests wurden bei erhöhter Temperatur (42ºC) ausgeführt, und die Daten sind in Tabelle 6 angegeben. Mehrere Kissen für jeden Typ wurden für die angegebenen Zeitintervalle getestet und die Daten sind ein Mittel für die Gesamtzahl getesteter Kissen. Die tatsächliche Zahl für jeden Kissentyp ist in Klammern neben den tabulierten Daten angegeben. Tabelle 6 Seifenlöslichkeitstest
Die in Tabelle 6 angegeben Daten zeigen eine erwünschte Abnahme der Löslichkeitsgeschwindigkeit (ohne die Schaumbildung oder das Reinigungsvermögen zu betrachten) der Polymer/Detergens-Mischung der Erfindung in Wasser verglichen mit den polymerfreien "Never Rust" Kissen als auch mit den Calciumstearatkontrollkissen. Das Testverfahren berücksichtigt jedoch nicht die Oberflächeneffekte, die im Vergleich mit den "SOS" Kissen bedeutend sind. Die "SOS" Kissen haben eine sehr geringe Oberflächenbeschichtung mit Seife, die wiederum die Löslichkeit der Seife in Wasser verlangsamt. Die Walzbeschichtung der anderen getesteten Kissen liefert eine hohe Oberflächenbeschichtung, die eine schnellere Auflösung der Seife oder des Detergens in Wasser erlaubt. Trotz dieser Unterschiede nähert sich die Lösungsgeschwindigkeit der Polymer/Detergens-Mischung der Erfindung zufriedenstellenderweise der Lösungsgeschwindigkeit einer Fettsäureseife. Darüberhinaus wird der Fachmann gut verstehen, daß die Fettsäureseifen typischerweise bei bestimmten Anwendungen (z. B. Geschirrspülen) weniger wirksam sind als synthetische Detergenzien, wie jene in der vorliegenden Erfindung verwendeten. Wie in den verschiedenen Beispielen gezeigt wurde, stellt die Erfindung eine Polymer/Detergens-Formulierung bereit, die wünschenswerterweise weniger löslich in Wasser ist als konventionelle Detergensformulierungen und die ein besseres Reinigungsvermögen und bessere Schaumbildung bereitstellt als entweder die konventionellen Detergenzien (z. B. ohne einen Polyacrylamidbinder) oder die Fettsäureseifen.
Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung im Detail diskutiert und beschrieben wurden, wird der Fachmann gut verstehen, daß Änderungen und Modifikationen der beschriebenen Ausführungsformen durchgeführt werden können, ohne das Wesen und den Schutzbereich der Erfindung, wie in den Ansprüchen definiert, zu verlassen.

Claims

1. Reinigungsartikel, gekennzeichnet durch

ein poröses Kissen und

eine in das Kissen eingearbeitete wasserlösliche, wasserquellbare Zusammensetzung zur kontrollierten Detergensabgabe, wobei die Zusammensetzung Polyacrylamid, das mit Detergens vermischt wurde, umfaßt, und das Polyacrylamid eine massegemittelte Molekülmasse von größer als 200000 aufweist, um bei Befeuchtung zu quellen und eine wirksame Menge Detergens abzugeben.

2. Reinigungsartikel gemäß Anspruch 1, wobei das Polyacrylamid und das Detergens in der Zusammensetzung zur kontrollierten Detergensabgabe in einem Polymerfeststoff Detergensfeststoff-Gewichtsverhältnis zwischen 1 : 9 und 1 : 100 vorliegen.

3. Reinigungsartikel gemäß Anspruch 1, wobei das Polyacrylamid eine massegemittelte Molekülmasse im Bereich von 1 Million bis 15 Millionen aufweist.

4. Reinigungsartikel gemäß Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung zur kontrollierten Detergensabgabe einen grenzflächenaktiven Stoff umfaßt.

5. Reinigungsartikel gemäß Anspruch 4, wobei der grenzflächenaktive Stoff aus anionischen grenzflächenaktiven Stoffen, kationischen grenzflächenaktiven Stoffen, amphoteren grenzflächenaktiven Stoffen, nichtionischen grenzflächenaktiven Stoffen und Mischungen enthaltend mehr als einen der grenzflächenaktiven Stoffe ausgewählt ist.

6. Reinigungsartikel gemäß Anspruch 1, wobei das poröse Kissen ein Material ausgewählt aus Schwamm, Papier, Textilerzeugnis, Kunststofffasern, Kunststoffbändern, Metallfasern, Metallbändern und Verbundstrukturen aus einem oder mehreren der vorstehenden Materialien umfaßt.

7. Reinigungsartikel, gekennzeichnet durch

ein Kissen, umfassend ein lockeres, nicht gewebtes, dreidimensionales Netzwerk von Fasern und

eine die Fasern beschichtende wasserlösliche, wasserquellbare Zusammensetzung zur kontrollierten Abgabe von Detergens, wobei die Zusammensetzung ein Polyacrylamid umfaßt, das ein Detergens enthält, so daß ein Polymerfeststoff : Detergensfeststoff- Gewichtsverhältnis zwischen 1 : 9 und 1 : 100 vorliegt und das Polyacrylamid eine massegemittelte Molekülmasse von 1 Million bis 15 Millionen aufweist.

8. Reinigungsartikel gemäß Anspruch 7, wobei das Detergens einen grenzflächenaktiven Stoff umfaßt.

9. Reinigungsartikel gemäß Anspruch 8, wobei der grenzflächenaktive Stoff aus anionischen grenzflächenaktiven Stoffen, kationischen grenzflächenaktiven Stoffen, amphoteren grenzflächenaktiven Stoffen, nichtionischen grenzflächenaktiven Stoffen und Mischungen enthaltend mehr als einen der grenzflächenaktiven Stoffe ausgewählt ist.

10. Verfahren zur Herstellung eines Reinigungsartikels, gekennzeichnet durch:

Herstellen einer zur Beschichtung geeigneten Zusammensetzung umfaßend Polyacrylamid, Detergens und einen flüssigen Träger, wobei die zur Beschichtung geeignete Zusammensetzung beim Trocknen eine wasserlösliche, wasserquellbare Zusammensetzung zur kontrollierten Detergensabgabe bildet, und das Polyacrylamid eine massegemittelte Molekülmasse von größer als 200000 aufweist,

Auftragen der zur Beschichtung geeigneten Zusammensetzung auf ein poröses Kis sen, und

Trocknen der zur Beschichtung geeigneten Zusammensetzung, um eine Zusammensetzung zur kontrollierten Detergensabgabe im porösen Kissen bereitzustellen.

11. Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei das Detergens einen grenzflächenaktiven Stoff, ausgewählt aus anionischen grenzflächenaktiven Stoffen, amphoteren grenzflächenaktiven Stoffen, nichtionischen grenzflächenaktiven Stoffen, kationischen grenzflächenaktiven Stoffen und Mischungen eines oder mehrerer dieser grenzflächenaktiven Stoffe umfaßt, und das Polyacrylamid und das Detergens in Wasser vermischt werden, um eine zur Beschichtung geeignete Zusammensetzung mit einem Polymerfeststoff : Detergensfeststoff-Gewichtsverhältnis zwischen 1 : 12 und 1 : 30 bereitzustellen.

12. Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei das Polyacrylamid eine massegemittelte Molekülmasse im Bereich von 1 Million bis 15 Millionen aufweist.

13. Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei das Kissen ein Material umfaßt, ausgewählt aus Schwamm, Papier, Textilerzeugnis, Kunststofffasern, Kunststoffbändern, Metallfasern, Metallbändern und Verbundstrukturen aus einem oder mehreren der vorstehenden Materialien.