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Technisches
Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf das Gebiet der Teppichreinigungszusammensetzungen, insbesondere
der Teppichreiniger, die Teppiche wieder mit ihrem ursprünglichen
Hersteller-Finish bez. -Appretur versehen.
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Technischer
Hintergrund
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Nahezu alle modernen Teppiche weisen
Finishes (Appreturen) auf, um sie leichter reinigen zu können und
um das Aussehen des Teppichs zu verbessern. Diese Finishes (Appreturen)
werden vom Hersteller als Schlussbehandlung aufgebracht. Sie verleihen
schmutzabweisende, Glanz (oder Schimmer) bildende, Antiverfärbungs-,
antistatische, Wasser- und Ölabweisungs-Eigenschaften.
Gelegentlich wird eine oder mehrere dieser Eigenschaften der Faser
anstelle des Finish verliehen. Das bekannteste Beispiel dafür sind antistatische
Eigenschaften.
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Diese Oberflächenbehandlungen dienen dazu,
Teppiche herzustellen, die im Handel als solche der "vierten und fünften Generation" bekannt sind. In
Nordamerika gibt es im allgemeinen drei Typen von Teppichmaterialien:
Nylon, Polyester und Polyolefin. Es gibt außerdem verschiedene Verfahren,
wie die Finishes (Appreturen) auf diese Teppichmaterialien aufgebracht
werden, die zu unterschiedlichen Graden der Teppicheigenschaften
der vierten und fünften
Generation führen.
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Die Mehrzahl der Haushalts-Teppiche
weist eine Schlussbehandlung auf, die ihnen gewisse Wasser- und Ölabweisungseigenschaften
verleiht. Fast alle weisen eine ausgezeichnete Ölabweisung auf, was bedeutet,
dass Öle,
wie z. B. Speiseöl
und Motoröl,
auf der Oberfläche
des Teppichs in Form von Perlen verbleiben, um die Reinigung zu
erleichtern. Polyolefin-Teppiche, die 10% des Markts ausmachen,
weisen keine ölabweisenden
Eigenschaften auf. Haushalts-Teppiche weisen ebenfalls stark variierende
Grade der wasserabweisenden Eigenschaften auf. Einige Teppiche bewirken,
dass das Wasser für
einige wenige Sekunden in Form von Perlen zurückbleibt. Andere Teppiche bewirken,
dass das Wasser Perlen bildet, bis diese trocknen. Noch andere Teppiche
weisen, obgleich behauptet wird, dass sie wasserabweisend seien,
keine wasserabweisenden Eigenschaften auf. Ohne wasserabweisende
Eigenschaften werden Getränkespritzer
von den Teppichen sofort absorbiert, wodurch es schwierig wird,
die Verschmutzungen zu entfernen und wodurch die Wahrscheinlichkeit
einer dauerhaften Verfärbung
erhöht
wird. Beim Reinigen von Teppichen, die wasser- und/oder ölabweisende
Eigenschaften aufweisen, können
die abweisenden Eigenschaften zerstört werden, wenn nicht spezielle
Reiniger verwendet werden oder die Teppiche gründlich gespült werden.
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Ein weiteres Teppich-Finish ist die "Schmutzbeständigkeit" oder "Beständigkeit
gegen erneutes Verschmutzen".
Diese Eigenschaft verhindert, dass Schmutz an Teppichen haftet als
Folge des normalen Gebrauchs, wie z. B. des Begehens von Teppichen,
wodurch das Teppichsaugen wirksamer wird. Teppiche variieren sehr
stark in bezug auf ihre Antiverschmutzungseigenschaften. Außerdem kann
beim Reinigen eines Teppichs mit schlecht formulierten Teppichreinigungslösungen,
die klebrige Materialien, beispielsweise ölige Materialien, klebrige
Detergentien und Wasser ab sorbierende Materialien, wie z. B. hygroskopische
Salze, enthalten, ein Rückstand
verbleiben, der Schmutz oder Staub anzieht. Frisch gereinigte Teppiche
werden somit häufig "schneller schmutzig" als ein neuer Teppich.
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Ein weiteres Teppich-Finish ist die
Verhinderung einer Verfärbung
(Farbstoffblockierung). Die meisten modernen Teppiche werden mit
Säure-Farbstoffen
gefärbt,
nachdem sie einer Oberflächenbehandlung
unterzogen worden sind. Die Konzentration des Farbstoffs bestimmt
die Intensität
der Farbe. Nach dem Anfärben bleiben
häufig
freie Farbstoffstellen zurück.
Dies bedeutet, dass die üblicherweise
gefärbten
Getränke,
wie z. B. Kool-Aid® oder Fruchtsäfte, die
saure Farbstoffe enthalten, Teppiche dauerhaft verfärben können. Gegen Verfärbung geschützte Teppiche
werden jedoch mit einem speziellen klaren Farbstoff nach dem Anfärben behandelt,
der alle Farbstoffstellen blockiert, sodass kein Platz für verschüttete gefärbte Getränke-Farbstoffe zum Haften
an dem Teppich verbleibt. Diese gegen Verfärbung geschützten Teppiche hinterlassen
in der Regel hell gefärbte
Flecken, an denen die verschütteten
gefärbten
Getränke
getrocknet sind und die hell gefärbten
Flecken können
mit Wasser oder einem gut formulierten Teppichreiniger vollständig herausgespült werden.
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Der Glanz oder Schimmer des Teppichs
wird häufig
als "Finish" bezeichnet. Dies
ist nämlich
der einzige Teil des Finish, der sichtbar ist, wenn ein Teppich
gekauft wird. Dieser verleiht einem Teppich das "glänzende", "mattierte" oder "schimmernde" Aussehen. Der Schimmer
ist ein integraler Teil des formulierten Finish, das vom Hersteller
aufgebracht wird. Das am Schluss aufgebrachte Finish bestimmt, ob
ein Teppich "mattiert" ist oder einen hohen
Glanz hat. Das Mattieren ist heutzutage üblich, weil der Schmutz auf
Teppichen, die dieser Behandlung unterzogen worden sind, weniger
sichtbar ist.
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Alle vorstehend beschriebenen Finishes
werden von den Teppichherstellern angewendet, sodass selbst hell
gefärbte
oder weiße
Teppiche ihr Aussehen behalten und leicht sauber zu halten sind.
Im allgemeinen sind diese Finishes umso wichtiger, je heller die
Farbe des Teppichs ist.
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Unglücklicherweise werden beim Reinigen
dieser behandelten Teppiche mit den derzeitigen Teppichreinigern
eine oder mehrere der oben genannten Finishes in unerwünschter
Weise zerstört,
wenn nicht gründlich
gespült
wird. Die Verwendung von großen
Mengen Wasser beim Spülen
kann nachteilige Einflüsse
auf den Teppich haben, beispielsweise wird die Unterlage häufig mit
Wasser gesättigt,
was zu einem Abbau der Unterlage und/oder des Teppichs führen kann.
Außerdem
muss dann, wenn irgendeines der Finishes, beispielsweise die wasserabstoßenden Eigenschaften,
während
des Reinigens zerstört
wird, der Teppich mit zusätzlichen Produkten
erneut behandelt werden.
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Außerdem erzeugen viele Zusammensetzungen
ein pulverförmiges
oder grauweißes
Finish auf dem Teppich, wie z. B. die Textilbehandlungszusammensetzungen,
wie sie in dem US-Patent Nr. 4 043 923 (Loudas) beschrieben sind.
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Ferner stören viele der erwünschten
Eigenschaften eines Teppichreinigungsprodukts einander, wie für den Fachmann
auf diesem Gebiet ohne weiteres ersichtlich. Beispielsweise haben
wasser- und ölabweisend machende
Agentien die Neigung, die Antiverschmutzungs- und Reinigungseigenschaften
zu beeinträchtigen. Ferner
haben gute Antiverschmutzungseigenschaften die Neigung, die Wasser-
und Ölabweisungseigenschaften
zu beeinträchtigen.
Außerdem
können
einige Zusätze,
die in einem Verbraucherprodukt wünschenswert sind, wie z. B.
ein Duftstoff, zu einer erhöhten
erneuten Verschmutzung von Teppichen führen.
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Die Schwierigkeit, alle die erwünschten
Eigenschaften und. die Reinigung miteinander zu kombinieren, ohne
sichtbare Rückstände zurückzulassen,
wird nur von einigen der derzeit im Handel erhältlichen Teppichpflegeprodukte
erfüllt.
Beispielsweise hat das Woolite®-Spray-Produkt der Firma
Reckett & Coleman
gute Reinigungseigenschaften, es weist jedoch schlechtere Antiverschmutzungseigenschaften
auf, weist keine eine Verfärbung
blockierenden Eigenschaften auf und eliminiert die wasser- und ölabweisenden
Finishes von Teppichen, wenn diese nicht gründlich gespült werden.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung
besteht deshalb darin, eine wirksame Teppichreinigungszusammensetzung
zu schaffen, welche die Fabrik-Finishes der Teppichfasern wieder
herstellt, ohne den Teppich mit einem Spülmittel zu sättigen.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden
Erfindung besteht darin, eine wirksame Teppichreinigungszusammensetzung
zur Verfügung
zu stellen, die gute wasserabweisende Eigenschaften beibehalten
und eine geringere Menge an fluorierten Kohlenwasserstoffen verwenden.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden
Erfindung besteht darin, eine wirksame Teppichreinigungs-Formulierung
zur Verfügung
zu stellen mit Reinigungs- und Wiederherstellungs-Eigenschaften,
die einen minimalen oder keinen Einfluss aufeinander haben.
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Diese und weitere Ziele gehen für den Fachmann
auf diesem Gebiet aus der Beschreibung und den Patentansprüchen der
vorliegenden Erfindung hervor.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Mit der vorliegenden Erfindung werden
die vorstehend aufgezählten
Ziele erreicht durch Bereitstellung einer Teppichreinigungszusammensetzung,
die ausgezeichnete Reinigungs- und Fleckenentfernungs-Eigenschaften
aufweist, die überraschend
den Glanz, die Fleckenbeständigkeit,
die Antiverschmutzungs- und Öl- und,
was höchst
wichtig ist, die Wasserabweisungs-Merkmale des ursprünglichen
Fabrik-Finish eines Teppichs nach der vollständigen Trocknung wieder herstellt.
Die erfindungsgemäßen Teppichreinigungszusammensetzungen
sind im nachfolgenden Patentanspruch 1 definiert.
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Gegebenenfalls können diese Zusammensetzungen
weitere Komponenten enthalten, welche die Fleckenentfernungs-, Verfärbungsblockierungs-,
Duft- und anderen erwünschten
Eigenschaften der Zusammensetzung optimieren.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verleihen
Teppichen mit schlechten ursprünglichen
Abstoßungseigenschaften
und Teppichen mit gewissen Abstoßungseigenschaften, jedoch
ohne vom Hersteller aufgebrachte Abstoßungs-Finishes gute Wasser-
und ölabweisende
Eigenschaften.
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Die vorliegende Erfindung ergibt
außerdem
verbesserte Farbblockierungs-Eigenschaften.
Daher kann die Behandlung eines Teppichs mit der Zusammensetzung
beim Verbraucher Farbblockierungs-Eigenschaften ergeben, die gleich
oder besser sind als diejenigen eines neuen Teppichs, auf den der
Hersteller ein Farbblockierungsmittel aufgebracht hat.
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Die Teppichreinigungs- und Wiederherstellungszusammensetzungen
der vorliegenden Erfindung sind in dem weiter unten folgenden Anspruch
1 definiert.
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Die erfindungsgemäße Zusammensetzungen ergeben
eine Schmutzabweisung oder eine "Antiverschmutzung", die mindestens äquivalent
zu derjenigen eines ungereinigten neuen Teppichs ist.
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Die erfindungsgemäßen Reinigungszusammensetzung
enthält
eine ausreichende Menge an Ethylenglycol-n-hexylether ("EGHE"), um eine verbesserte
Reinigung zu ergeben und die Abstoßung zu maximieren, die durch
die fluorierte Kohlenwasserstoff-Komponente erzielt wird. EGHE ist
erhältlich
von der Firma Union Carbide unter der Handeslbezeichnung "Hexyl Cellosolve."
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In der Regel werden erfindungsgemäß 0,5 bis
6,0, vorzugsweise 1,0 bis 4,0 und am meisten bevorzugt 2,0 bis 3,5
Gew.-% EGHE verwendet.
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Die Bedeutung der Verwendung von
EGHE in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
wird durch das folgende Beispiel erläutert. Wenn EGHE durch Diethylenglycol-monobutylether
("EGGE") in den erfindungsgemäßen Formulierungen
er setzt wurde, konnten selbst bei EGBE-Gehalten von bis zu 5,0 Gew.-% stabile
integrierte Formulierungen nicht erzielt werden. Überraschenderweise
wurden stabile Systeme erzielt, wenn mindestens etwa 0,5 Gew.-%
EGHE in den Formulierungen vorhanden waren.
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Gegebenenfalls kann in Kombination
mit EGHE ein Colösungsmittel
verwendet werden zur Herstellung von erfindungsgemäßen Zusammensetzungen.
Das Colösungsmittel
kann irgendein mit Wasser mischbares oder in Wasser lösliches
organisches Lösungsmittel
sein. Die Colösungsmittel-Komponente
der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise ein C1-C5-, C7-C12-Alkylglycolether.
Am meisten bevorzugt wird das Colösungsmittel ausgewählt aus
der Gruppe, die besteht aus Diethylenglycol-monohexylether, EGBE,
Isopropylalkohol und Mischungen davon. Diethylenglycol-monohexylether
ist erhältlich
unter dem Handelsnamen Hexyl Carbitol von der Firma Union Carbide.
EGBE ist erhältlich
von der Firma Union Carbide unter dem Handelsnamen Butyl Cellosolve.
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Das Colösungsmittel liegt in der Regel
in einer Menge von 0 bis 6,0, vorzugsweise von 0,5 bis 3,0 und am
meisten bevorzugt von 1,5 bis 2,5 Gew.-% in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
vor.
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Die erfindungsgemäße Polymer-Komponente trägt sowohl
zur Ölabstoßung als
auch zur Wasserabstoßung
bei, verleiht dem gereinigten Teppich Glanz und maximiert die Antiwiederverschmutzungs-Eigenschaften
der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen.
Außerdem
unterstützt
die Polymerkomponente die Solubilisierung von verhältnismäßig unlöslichen
Bestandteilen, wodurch die Bildung eines Teppichreinigungsprodukts
mit integrierten Eigenschaften unterstützt wird.
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Im allgemeinen ist die Polymerkomponente
ein in Wasser enthaltenes Polymer, das in solubilisierenden organischen
Materialien verwendet wird. Viele dieser Polymeren werden derzeit
auf dem graphischen Gebiet und auf dem Gebiet der Anstrichfarben
verwendet. Die erfindungsgemäße Polymerkomponente
ist ein Olefin/Acryl-Polymer.
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Olefin/Acryl-Polymere umfassen eine
Kombination von α,β-ungesättigten
carboxylierten Monomeren und olefinischen Monomeren, wie z. B. Styrol, α-Methylstyrol
("AMS") oder blockierte α,β-ungesättigte veresterte
Carboxylate oder Amide. Blockierte carboxylierte Polymere setzen
während
der Solubilisierung keine Säure
oder Säuresalz-Gruppen frei, daher
verändern
sie die Schluss-Säurezahl
(AN) des Polymers nicht. Carboxylierte Monomere tragen zu der Säurezahl
("AN") des fertigen Polymers
bei. Die carboxylierten Monomeren sind in der Regel verfügbar in
Form einer freien Säure,
eines Anhydrids oder eines hydrolysierbaren Esters. Vorzugsweise
ist das carboxylierte Polymer ein Ammonium- oder Natriumsalz. Besonders
bevorzugt kann das fertige Polymer in Wasser mit einem Alkali gelöst werden
unter Bildung eines Polymers mit einer AN von 10 bis 450, vorzugsweise
von 20 bis 350. Die AN basiert auf dem Gehalt des Polymers an nicht-flüchtigen
Feststoffen (Wirkstoffen).
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Am meisten bevorzugt ist als Polymerkomponente
ein Olefin/Acryl-Polymer, das in Lösung gebracht wurde mit Ammoniak,
das als eines seiner Monomeren eine ungesättigte organische Säure, wie
Acryl- oder Maleinsäure
in einem solchen Mengenanteil aufweist; dass die Schluss-Säurezahl
10 bis 450, vorzugsweise 20 bis 350, beträgt. Das Salz des bevorzugten
Polymers ist in Wasser löslich
und trocknet zu einem nicht-klebrigen Rückstand in der fertigen Zusammensetzung
aus. Am meisten bevorzugt ist das Salz ein Ammonium- oder Natriumsalz.
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Die am meisten bevorzugten Polymeren
sind Olefin/Acryl-Lösungen,
die enthalten 60 % Styrol/AMS/Acrylharz mit einem Molekulargewicht
("Mw") von 1 700, einer
Glasumwandlungstemperatur ("Tg") von 56°C und einer
AN von 238; 34% Styrol/AMS/Acrylharz mit einem Mw von 8 500, einer
Tg von 85°C,
einer AN von 215; 30,5% Styrol/AMS/Acrylharz mit einem Mw von 12
500, einer Tg von 73°C,
einer AN von 213, enthalten; und Olefin/Acrylpolymer-Emulsionen,
wie z. B. 45,5% Styrol/AMS/2-Ethylhexylacrylat/Acrylsäure ("AA"), mit einem Mw von > 200 000, einer Tg
von 7°C,
einer AN von 50; 45% Styrol/AMS/AA/Methylmethacrylat ("MMA")/-Butylmethacrylat
("BMA")/Butylacrylat mit
einem Mw von > 200
000, einer Tg von 64 °C, einer
AN von 53; und etwa 98% festes Styrol und AMS/Acrylharz das in Lösung gebracht
wurde mit 28%igem Ammoniak mit einem pH-Wert von 7,85, einem Mw von
17 000, einer Tg von 85°C
und einer AN von 175. Alle oben genannten Polymeren werden als Alkali-Fraktionen
verwendet, in denen das Polymer in Wasser vollständig gelöst oder emulgiert ist. Das
Molekulargewicht ("Mw") gibt den Gewichtsdurchschnittswert
der Polymerkomponente an.
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Die Polymerkomponente, welche die
Farbblockierungspolymeren enthalten kann, liegt im allgemeinen in
einer Menge von 0,1 bis 7,0, vorzugsweise von 1,0 bis 4,0 und am
meisten bevorzugt von 2,5 bis 3,5 Gew.-% in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
vor.
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Die erfindungsgemäße Tensid-Komponente unterstützt die
Reinigungsoperationen der Erfindung. Im allgemeinen können nicht-ionische,
anionische Tenside oder Mischungen davon in der erfindungsgemäßen wässrigen
Formulierung vorhanden sein, die beim Trocknen zu der endgültigen Formulierung
nicht-klebrige oder nichthaftende Rückstände zurücklassen.
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Überraschend
können
Tenside, die einen klebrigen Rückstand
zurücklassen,
wenn sie allein getestet werden, in der erfindungsgemäßen Formulierung
verwendet werden. Wenn diese Tenside in der Polymere enthaltenden
fertigen Formulierung verwendet werden, ist der am Ende an der Luft
getrocknete Rückstand
nicht klebrig oder haftend bei Berührung und muss daher gleiche
oder bessere Wiederverschmutzungs (Antiwiederverschmutzungs)-Eigenschaften
aufweisen beim Aufbringen und Trocknen als der Teppich vor dem Aufbringen
des Produkts. Zu klebrigen Tensiden, die verwendet werden können, gehören Blockcopolymere
von Propylenoxid und Ethylenoxid wie Pluronic L64 von der Firma
B.A.S.F.
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Zu geeigneten anionischen Tensiden
für die
Verwendung in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
gehören
Alkalimetall- oder Ammoniumsalze von Fettsäuren, Alkoholsulfaten, Alkoholsulfonaten,
Alkoholphosphaten, Alkoholphosphonaten, Alkylsulfonaten, Alkylsulfonaten;
Dinatriumlaurinsulfosuccinat, Dinatriumlauramido-MEAsulfosuccinat
und Mischungen davon. Das bevorzugte anionische Tensid ist Ammonium- oder
Natriumlaurylsulfat. Das Dinatriumlaurinsulfosuccinat ist erhältlich unter dem
Handelsnamen Mackanate LO von der Firma McIntyre Group. Das Dinatriumlauramido-MEA-sulfosuccinat
ist unter dem Handelsnamen Mackanate LM-40 von der Firma McIntyre
Group erhältlich.
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Zu geeigneten nicht-ionischen Tensiden
für die
erfindungsgemäße Verwendung
gehören
ethoxylierte langkettige Alkohole, propoxylierte/ethoxylierte langkettige
Alkohole wie Poly-Tergents von der Firma Olin Corp. und Plurafac
von der Firma BASF Corp.; ethoxylierte Nonylphenole, z. B. solche
der Surfonic N-Reihe, erhältlich
von der Firma Texaco; die ethoxylierten Octylphenole, z. B. solche
der Triton X-Reihe, erhältlich
von der Firma Rohm & Haas;
solche der ethoxylierten primären
Alkohol-Reihe, wie z. B. die Neodole, erhältlich von der Firma Shell
Chemical; und der Ethylenoxid-Propylenoxid-Block-Polymeren,
wie z. B. die Pluronics, erhältlich
von der Firma BASF Corp. und Mischungen davon.
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Vorzugsweise umfassen die nicht-ionischen
Tenside primäre
Alkoholethoxylate, insbesondere primäre Alkohole mit 4 mol Ethylenoxid,
die unter den Handelsnamen Surfonic L24-4 von der Firma Texaco oder
Neodol 23-4 von der Firma Shell Oil Corp. erhältlich sind. Zu weiteren bevorzugten
Tensiden gehören
kurzkettige primäre
Alkohole, die propoxyliert und ethoxyliert sind, wie z. B. Poly-Tergent
SL-22 von der Firma Olin Chemical Co.
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Zu weiteren bevorzugten nicht-ionischen
Tensiden gehören
ethoxylierte Nonylphenole mit einem Grad der Ethoxylierung von 3
bis 20; polymere Ethylenoxide; lineare Alkoholethoxylate mit einem
Grad der Ethoxylierung von etwa 3 bis 20 und Mischungen davon. Polymere
Ethylenoxide sind erhältlich
unter dem Handelsname Pluronics von der Firma BASF. Am meisten bevorzugt
ist das Tensid-System, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die
besteht aus ethoxylierten Nonylphenolen mit einem Grad der Ethoxylierung
von etwa 6, erhältlich unter
dem Handelsnamen Surfonic N60; ein linearer ethoxylierter Alkohol
mit 4 mol Ethylenoxid, erhältlich
unter dem Handelsnamen Surfonic L24-4; Blockcopolymere von Propylenoxid
und Ethylenoxid, erhältlich
unter den Handelsnamen Pluronic F127, ein Blockcopolymer von Propylenoxid
und Ethylenoxid, das eine endständige
primäre
Hydroxylgruppe aufweist, mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht
von 2 900, mit einem spezifischen Gewicht von 1,05 (25°/25°C), mit einer
Viskosität
von 850 mPa.s (cPs) bei 250°C,
mit einem Stockpunkt von 16°C,
einem Trübungspunkt
(1%ige wässrige
Lösung)
von 58°C
und einer Oberflächenspannung
(0,1%ige wässrige
Lösung)
von 43 dyn/cm bei 25 °C;
und Pluronic L-64; ein ethoxylierter/propoxylierter kurzkettiger
linearer Alkohol, erhältlich
unter dem Handelsnamen Polytergent SL-22 und Mischungen davon.
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In den erfindungsgemäßen Reinigern
für weiche
Oberflächen
können
die oben genannten Tenside durch andere ähnliche nicht-ionische Tenside
ersetzt sein, so lange sie die oben angegabenen Kriterien erfüllen.
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Die Tensid-Komponente liegt in der
Regel in einer Menge von 0,25 bis 5,0, vorzugsweise von 0,25 bis 3,5
und am meisten bevorzugt von 0,25 bis 2,5 Gew.-% in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
vor.
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Nicht-ionische Tenside können in
Kombination mit anionischen Tensiden erfindungsgemäß verwendet werden.
Vorzugsweise umfasst die Mischung von anionischen und nicht-ionischen
Tensiden 0,25 bis 1,0 Gew.-% eines ethoxylierten Nonylphenols mit
einem Grad der Ethoxylierung von etwa 6 und 0,25 bis 1,0 Gew.-%
Ammoniumlaurylsulfat oder Natriumlaurylsulfat.
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In dem oben genannten US-Patent Nr.
4 043 923 (Loudas) ist die Verwendung dieser Tenside in einem Verhältnis von
etwa 1 : 2 von Tensid zu fluoriertem Kohlenwasserstoff diskutiert.
Der Fachmann auf diesem Gebiet würde
jedoch erwarten, dass eine Erhöhung
der Tensid-Menge die Abstoßungs-Eigenschaften
der Zusammensetzung beeinträchtigen
würde und
eine Benetzung mit Wasser anstelle einer Abstoßung von Wasser bewirken würde. Überraschenderweise
ergeben die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen,
in denen stark erhöhte
Gehalte an Tensiden verwendet werden, eine verbesserte Reinigung,
ohne dass die Öl-
und Wasserabstoßungs-Eigenschaften
der Formulierungen vermindert werden. Das Verhältnis zwischen Tensid und fluoriertem
Kohlenwasserstoff beträgt
mindestens 1 : 1, während
das bevorzugte Verhältnis
von Tensid zu fluoriertem Kohlenwasserstoff bis zu 40 : 1 betragen
kann.
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Die erfindungsgemäße fluorierte Kohlenwasserstoff-Komponente
macht die Teppiche wasser- und ölabweisend.
Die Wasserabweisung ist ein Hauptmerkmal bei der Teppich-Behandlung,
da die Mehrzahl von Spritzern auf Teppichen Materialien auf wässriger
Basis sind. Die Wasserabweisung erleichtert das Aufsaugen dieser
Spritzer und die Reinigung mit einer geringeren Wahrscheinlichkeit,
dass dauerhafte Flecken auf dem Teppich zurückbleiben, weil die Verschmutzung
auf der Teppichoberfläche
verbleibt anstatt sofort in die Fasern und in die Unterlage eingesaugt
zu werden.
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Die erfindungsgemäße fluorierte Kohlenwasserstoff-Komponente
ist im allgemeinen in der Lage, sich in einem wasserlöslichen
oder in Wasser dispergierbaren organischen Lösungsmittel aufzulösen, und
sie ist kompatibel mit den anionischen und nicht-ionischen Tensiden
der vorliegenden Erfindung. Diese fluorchemischen Verbindungen,
z. B. solche, wie sie in dem US-Patent Nr. 4 043 923 (Loudas) beschrieben
sind, sind in der Lage, sich in einem organischen Lösungsmittel,
vorzugsweise in einem wasserlöslichen
oder in Wasser dispergierbaren organischen Lösungsmittel, aufzulösen.
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Im allgemeinen enthalten die Detergens-kompatiblen
organischen oder in Wasser solubilisierbaren fluorierten Kohlenwasserstoff-Verbindungen
etwa 10 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise etwa 15 bis 45 Gew.-% an Kohlenstoff
gebundenes Fluor. Wenn der Fluor-Gehalt weniger als etwa 10 Gew.-%
beträgt,
sind diese Verbindungen nicht mehr Detergens-kompatibel, während Verbindungen
mit Fluor-Gehalten von mehr als etwa 60 Gew.-% unwirtschaftlich
in der Verwendung sind. Am meisten bevorzugt ist als fluorierte
Kohlenwasserstoff-Komponente eine 28 gew.-%ige Mischung von C6- und
C8-Perfluoroalkyl-Derivaten, erhältlich von
der Firma 3M unter der Handelsbezeichnung L-12357.
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In der Regel liegt der Fluorkohlenstoff
in einer Menge von 0,05 bis 1,0, vorzugsweise von 0,1 bis 0,5 und
am meisten bevorzugt von 0,15 bis 0,4 Gew.-% vor.
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Wasser ist ebenfalls im allgemeinen
in einer Menge von 60 bis 98, vorzugsweise von 70 bis 97 Gew.-% der
Zusammensetzung und am meisten bevorzugt von 80 bis 96 Gew.-% der
Zusammensetzungen vorhanden.
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Der End-pH-Wert der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
beträgt
6 bis 10, vorzugsweise 6 bis 9.
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Die erfindungsgemäßen Reinigungs- und Wiederherstellungszusammensetzungen
können
gegebenenfalls auch Persäuren
und Peroxide enthalten, um das Gesamtreinigungsvermögen der
Zusammensetzungen zu unterstützen.
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Die Persäuren und Peroxide enthaltenden
Zusammensetzungen sollten unter Verwendung von nicht-reaktionsfähigen Behältern ausgeteilt
werden. Zu geeigneten Peroxiden gehören Wasserstoffperoxid, t-Butylhydroperoxid,
Peressigsäure,
saure und Percarbonate. Hypochlorite bleichen die Teppich-Farbstoffe aus,
wodurch sie den Nylon-Teppichen schaden und sind deshalb in den
erfindungsgemäßen Teppichreinigungs-Formulierungen
nicht geeignet. Vorzugsweise ist das Peroxid Wasserstoffperoxid.
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Das Peroxid oder die Persäure liegt
in der Regel in einer Menge von 0,0 bis 8,0, vorzugsweise von 0,3 bis
5,0 und am meisten bevorzugt von 0,5 bis 3,0 Gew.-% in der Zusammensetzung
vor.
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Die erfindungsgemäßen Reinigungs- und Wiederherstellungszusammensetzungen
können
außerdem Komponenten
enthalten, welche die Wirksamkeit, das physikalische Aussehen oder
den Duft verbessern und eine Korrosion des Behälters für die Zusammensetzungen hemmen.
Zu diesen optionalen Komponenten gehören Parfüms, Chelatbildner, germizide
Agentien und Korrosionsinhibitoren. Jede dieser Komponenten liegt in
der Regel in einer Menge von 0 bis 2,0 Gew.-% der Zusammensetzung
vor.
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Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind
auch geeignet für
die Verwendung in Aerosol-Zusammensetzungen. Typische Aerosol-Zusammensetzungen
umfassen 80,0 bis 99,5 Gew.-% der erfindungsgemäßen Zusammensetzung und 0,5
bis 20,0 Gew.-% eines Treibmittels. Es kann jedes der typischen
Aerosol-Treibmittel, wie z. B. ein Kohlenwasserstoff, ein halogenierter
Kohlenwasserstoff und komprimierte Gase, verwendet werden. Zu geeigneten
Treibmitteln gehören
Propan, Butan, Isobutan, Pentan, Propellant 11, Propellant 12, Propellant
14 und dgl. Bevorzugte Treibmittel sind die Kohlenwasserstoff-Treibmittel.
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Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können auf
irgendeine konventionelle Weise hergestellt werden. Zu geeigneten
Verfahren gehören
das kalte Vermischen oder andere Mischverfahren.
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Die erfindungsgemäßen Reinigungs- und Wiederherstellungszusammensetzungen
werden nachstehend anhand der folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele,
in denen, wenn nicht anderes angegeben ist, alle Teile und Prozentsätze auf
das Gewicht bezogen sind und alle Temperaturen in Grad Celsius angegeben sind,
erläutert. Aerosol-Formulierung
Zwischenprodukt
| Gew.-% | Materialien |
| 0,25% | ethoxyliertes
Nonylphenol, 6 mol EO (Surfonic N60) |
| 2,5% | Ethylenglycol-n-hexylether
(Hexylcellosolve) |
| 1,0% | Polyoxypropylen-Polyoxyethylen-Blockcopolymer
(Pluronic L-64) |
| 1,0% | Ammoniumlaurylsulfat
(28% Wirkstoff) |
| 0,1% | Parfüm |
| 0,5% | Zelan
338 (30% aktives carboxyliertes Polymer, AN 196) |
| 1,0% | L-12357
(0,28% fluorierter Kohlenwasserstoff) |
| 0,25% | Korrosionsinhibitor |
| 10,0% | 30,5%ige
wässrige
Ammoniak-Fraktion von Styrol/AMS/Acryliharz, Mw 12 500, Tg 73°C, AN 213 |
| 100,0% | 83,4%
entionisiertes Wasser |
End-Aerosol
| 97% | Zwischenprodukt |
| 3% | Treibmittel
(Isobutan/Propan (80/20 Mol-%)-Mischung) |
| 100% | |
Trigger-Spray-Formulierung
| Gew.-% | Materialien |
| 0,25% | ethoxylierter/propoxylierter
kurzkettiger linearer Alkohol (Poly-Tergent SL22) |
| 2,5% | EGHE
(Hexylcellosolve) |
| 2,0% | Ammoniumlaurylsulfat
(30% Wirkstoff) |
| 0,1% | Parfüm |
| 0,5% | Zelan
338 (30% carboxyliertes Polymer, AN 196) |
| 1,0% | L-12357
(28% fluorierter Kohlenwasserstoff) |
| 4,45% | 45%ige
wässrige
Ammoniak-Fraktion eines Styrol/AMS/Acrylpolymers, Mw > 200 000; Tg 64°C, AN 53 |
| 3,30% | 30,5%
wässrige
Ammonik-Fraktion eines Styrol/AMS/Acrylpolymers, Mw 12 500; Tg 73°C, AN 213
(pH 9) |
| 85.90% | entionisiertes
Wasser |
| 100.0% | |
Tripper-Spray-Formulierung
II
| Gew.-% | Material |
| 0,25% | ethoxyliertes
Nonylphenol, 6 mol EO (Surfonic N60) |
| 3,5% | EGHE
(Hexylcellosolve) |
| 1,0% | 30%
Ammoniumlaurylsulfat |
| 1,0% | Polyoxypropylen-Polyoxyethylen-Blockpolymer
(Pluronic L64) |
| 2,0 | 26%
carboxyliertes Polymer, AN 512 (Fluorad FC-661) |
| 1,0% | L-12357
(28% fluorierter Kohlenwasserstoff) |
| 0,1% | Parfüm |
| 10,0% | 30,5%
wässrige
Ammoniak-Fraktion eines Styrol/Acryl-Polymers, |
| | Mw
12 500; Tg 73°C,
AN 213 (pH 9) |
| 81,15% | entionisiertes
Wasser |
| 100,00% | |
-
Das folgende Reinigungsprotokoll
wurde angewendet zur Bewertung des Reinigungsvermögens des oben
genannten Aerosol- und Trigger Spray-Formulierung II-Zusammensetzungen
für weiße oder
grauweiß gefärbte 100%
Nylon-Teppichware, verglichen mit repräsentativen, im Handel erhältlichen
Aerosol- und Triggerspray-Teppichreinigern.
Repräsentative
Aerosol-Formulierungen sind Scotch Guard Brücken- und Teppich-Reiniger
von der Firma 3M und Resolve von der Firma Lehn & Fink. Repräsentative Trigger Spray-Formulierungen
sind Carpet Science von der Firma S. C. Johnson & Son, Inc. und Resolve von der Firma
Lehn & Fink und
Woolite-Trigger von der Firma Reckett & Coleman. Es gibt drei Komponenten
für das
Reinigungsprotokoll: der Fleckenauftrag, die Kompressions-Reinigung
und die Bewertung der Reinigungsergebnisse. Das Reinigungsprotokoll
wurde als eine Blindstudie durchgeführt, um eine Voreingenommenheit
in Bezug auf die Reinigung und die Bewertung zu vermeiden.
-
Für
das Reinigungsprotokoll wurden 6 Fleckenarten ausgewählt. Diese
umfassten: eine 20%ige Aufschlämmung
von Brandy Black Research-Ton (repräsentativ für Schmutz); gebrauchtes Motoröl; Kraft
Catalina Salat-Dressing; Schokolade (Hershey's-Syrup, verdünnt im Verhältnis 1 : 1 mit entionisiertem
Wasser); Kaffee (eine 5%ige Lösung
von Maxwell House Instant Coffee in entionisiertem Wasser); und
Welch 100%-Traubensaft. Diese Flecken wurden so gewählt, dass
sie alle Klassen von Flecken repräsentieren, d. h. ein teilchenförmiges Material – Brandy-Ton
(Schmutz) und Catalina Salat-Dressing (Tomatenteile), schmutziges
Motoröl,
das suspendierte Teilchen enthält; Öle/Fette – Catalina
Salat-Dressing (das Sojabohnenöl
enthält)
und künstliche Farbstoffe,
Hershey's-Sirup,
der Mono- und Diglyceride von Pflanzenölen enthält, schmutziges Motoröl; Traubensaft
und Kaffee, der lipophile Farbstoffe enthält; wasserlösliche Farbstoffe – Traubensaft
und Kaffee.
-
Die Flecken wurden aufgebracht mit
einem Tupfer vom Schwamm-Typ mit Ausnahme von Catalina-Dressing.
Catalina-Dressing wurde mittels einer Pipette aufgebracht und mit
einem Spatel auf der Teppichoberfläche gleichmäßig verteilt. Die fleckbildenden
Materialien wurden in den folgenden Mengen aufgebracht:
| Ton
(Schlamm) | 0,5–0,7 g |
| Schokolade | 0,5–0,7 g |
| Kaffee | 1,0–1,3 g |
| Traubensaft | 1,0–1,3 g |
| Öl | 0,4–0,6 g. |
| Catalina-Dressing | 0,6–0,7 g. |
-
Die Menge des aufgebrachten Flecks
wurde unter Verwendung einer Mettler-Waage sorgfältig gewogen. Zum Aufbringen
der Flecken wurden runde Tupfer vom Schwamm-Typ mit einem Durchmesser
von 3,75 cm und einer Dicke von 0,125 cm verwendet.
-
Die Flecken wurden auf einen weißen und
hell gefärbten
Teppich aufgebracht. Dies erleichtert die Bewertung der Flecken.
Es wurden drei Gruppen von sechs Flecken für jede experimentelle Teppichreinigungs-Formulierung
auf den Teppich aufgebracht. Die Flecken wurden etwa 24 h lang bei
Raumtemperatur von etwa 20°C
und einer umgebenden Labor-Luftfeuchtigkeit von etwa 50% trocknen
gelassen, bevor die Reinigung durchgeführt wurde.
-
Es wurde eine Kompressions-Reinigung
durchgeführt
unter Verwendung von Schwamm-Tupfern. Die Tupfer wurden mit Reinigungsmittel
vollgesogen und auf den Tupfer wurde ein Druck ausgeübt, um das
Reinigungsmittel in den Teppich zu pressen. Das Reinigungsmittel
wurde dann mit einem trockenen Papierhandtuch trockengetupft.
-
Insbesondere wurde für die Trigger-Spray-Formulierungen
ein Schwammtupfer mit einem Durchmesser von 5 cm und einer Breite
von 0,25 cm mit etwa 7,0 g Reinigungs-Formulierung getränkt. Der
mit der Formulierung getränkte
Tupfer wurde direkt auf den Fleck aufgesetzt. Direkt auf den Schwammtupfer
wurde ein 75 cm × 15
cm großes
Stück eines
mit Rillen versehenen Kobaltglases mit den Rillen nach unten gelegt.
Dann wurde 1 bis 2 s lang auf das Kobaltglas ein Druck nach unten
ausgeübt
durch Auftreten auf das Glas mit einem Fuß. Bei jedem Fleck wurden 10
Kompressionen durchgeführt.
-
Das Kobaltglas und der Schwamm wurden
dann entfernt, wobei nur etwa 1 g Produkt in dem Schwamm zurückblieben
und etwa 6 g an den Teppich abgegeben worden waren. Der Fleck wurde
trockengetupft, indem man zuerst ein Papierhandtuch auf den Fleck
auflegte (Teri-Wischer). Viermal wurde jeder Fleck abgetupft durch
Auftreten auf das Papierhandtuch über dem Fleck für 2 bis
3 s mit dem vollen Körpergewicht auf
einem Fuß.
-
Nachdem die Kompressionsreinigung
beendet war, wurde der Teppich glattgestrichen und 24 h lang trocknen
gelassen. Jede Gruppe der drei Reihen von Flecken wurde verdeckt
markiert. Die Identität
der Produkte wurde erst erkennbar gemacht, nachdem die Fleckenbewertung
beendet war.
-
Die trockenen Flecken wurden etwa
24 h nach Beendigung der Reinigung bewertet. Zur Bewertung der Reinigungswirkung
wurde eine 5 Punkte-Skala mit Abstufungen von 0,5 Einheiten verwendet.
Wenn ein Fleck vollständig
entfernt war, erhielt er die Bewertung 5,0; wenn der Fleck gleich
dem ursprünglichen
Fleck oder schlechter war, erhielt er die Bewertung 0. Die Flecken
wurden als eine Gruppe bewertet, sodass drei Flecken eine Bewertung
erhielten. Die Fleckengruppen wurden im Verhältnis zu allen anderen Fleckengruppen in
dem Bewertungsverfahren bewertet. Eine Person gab erste Bewertungen
für die
Flecken ab und eine andere Person überprüfte die Bewertungen auf mögliche Diskrepanzen.
-
Jede Bewertung wurde dann für jede Gruppe
von Flecken aufgezeichnet. Die Bewertungen für alle sechs Typen von Flecken
wurden zusammengefasst und es wurde eine Gesamtbewertung abgegeben
für jede Teppich
reinigungs-Formulierung. Der beste Gesamtreiniger erhielt die höchste Bewertung.
-
Für
die Aerosol-Formulierungen wurde der Reinigungstest wie oben durchgeführt, jedoch
mit der folgenden Ausnahme: ein 3 bis 4 g-Menge Aerosol wurde direkt
auf den Fleck aufgesprüht
und eine 1 g-Menge Aerosol wurde vorsichtig auf den Schwamm-Wafer
aufgesprüht.
Nach 10-minütigem
Warten wurde dieser behandelte Schwamm-Wafer dann auf den Schaum-behandelten
Fleck aufgelegt und unter Verwendung eines mit Rillen versehenen,
7,6 cm × 15,2
cm großen
Stückes
Kobaltglas, wobei die Seite mit den Rillen dem Schwamm gegenüberlag,
durch Aufbringen des vollen Körpergewichtes
auf einen Fuß auf
das Glas 1 bis 2 s lang 10 mal gepresst. Da die Reinigungstechnik
für die
beiden Produkt-Typen verschieden ist, sind Vergleiche in Bezug auf
die Reinigungswirkung zwischen den Aerosol- und Trigger-Produkten nicht möglich.
-
Die Bewertungen aus einem Test sind
nur vergleichbar, wenn der gleiche Standard in beiden Tests angewendet
wird. Unterschiedliche Teppiche und unterschiedliche Teppich-Finishes
weisen unterschiedliche Reinigungs-Eigenschaften auf, wodurch indirekte
Reinigungswirkungsvergleiche ohne internen Standard bedeutungslos
werden. Außerdem
wird durch das Reiben der Flecken, wie dies Verbraucher üblicherweise
tun, ein sehr großer
Fehler eingeführt,
der die vorstehend beschriebene Abtupf-Technik minimiert.
-
Wasser/Ölabweisungstest
-
Es wurde ein Vergleichstest durchgeführt, um
die Wasser- und Ölabweisungs-Eigenschaften eines
mit den erfindungsgemäßen Reinigungs-
und Wiederherstellungszusammensetzungen behandelten Teppichs im Vergleich
zu anderen gängigen
Aerosol- und Trigger-Spray-Haushalts-Reinigungsprodukten zu zeigen.
Die Tests wurden wie folgt durchgeführt:
Zwei saubere Stücke eines
aus 100% Nylon bestehenden Teppichs, von denen ein Stück das mit
DuPont Stainmaster® behandelt worden war,
gute Wasser- und Ölabweisungseigenschaften
aufwies und das andere Stück
schlechte Wasserabweisungseigenschaften aufwies, wurden unter Verwendung
eines Maskierungsbandes in viele kleine 10 cm × 10 cm große Quadrate aufgeteilt. Jedes
Produkt wurde zweimal auf jedem Teppich getestet, einmal mit etwa
2 ml (2 squirts) eines Aerosol-Produkts und ein zweites Mal mit
etwa 6,0 ml (6 squirts) eines Produkts vom Trigger-Typ. Unmittelbar
nach dem Aufbringen wurden die Quadrate unter Verwendung einer chirugischen
Reibbürste
mit weichen Borsten etwa 10 s lang gerieben, um einen gleichförmigen Auftrag zu
gewährleisten.
Dann wurden die Teppiche etwa 48 h lang bei Raumtemperatur von etwa
20°C und
unter umgebenden Labor-Feuchtigkeitsbedingungen
von etwa 50% relativer Feuchtigkeit trocknen gelassen. Die gleichen
Tests wurden für
Teppiche wiederholt, die unter Anwendung des nachstehend beschriebenen
Wiederverschmutzungstests wieder verschmutzt worden waren. Dieser
Test wurde durchgeführt,
um die Abstoßungs-Eigenschaften
nach einem simulierten Abrieb oder bei der Verwendung im Haus zu
bestimmen. Dann wurden die folgenden Abstoßungstests durchgeführt.
-
Test 1: Wasserabweisungseigenschaften
-
Auf eine behandelte Fläche wurden
in einem Abstand von etwa 1 cm oder weniger unter Verwendung einer
Einweg-Pipette 3 Tropfen einer Lösung,
die etwa 0,002 Gew.-% eines gelben wasserlöslichen Farbstoffes wie FD & C Yellow Nr.
5 enthielt, aufgetropft mit dem Ziel, dass die Flüssigkeit
auf der Teppichoberfläche kugelförmige Perlen
bildet. Nachdem die Tropfen auf den Teppich aufgebracht worden waren,
wurde die Zeitdauer, während
der die Tropfen auf der Oberfläche
des Teppichs verblieben, gemessen. Die Wasserabweisungseigenschaften
wurden wie nachstehend angegeben bewertet anhand einer Skala von
0 bis 2.5+:
2,5+ = die Tropfen blieben kugelförmig oder
nahezu kugelförmig
auf der Oberfläche
für mehr
als 30 min bestehen. Es trat keine Nachdunkelung (Benetzung) unterhalb
der Tropfen auf.
2,5 = auf der Oberfläche blieb eine sichtbare Flüssigkeit
(nicht kugelförmig
oder nahezu kugelförmig)
zurück. Die
Wassertröpfchen
wurden flach, die Flüssigkeit
war jedoch noch auf der Oberfläche
sichtbar. Eine gewisse Nachdunkelung kann unter den Tröpfchen auftreten.
Die Tröpfchen
wurden unter Verwendung von Papierhandtüchern leicht und vollständig abgesaugt.
2,0
= die Tropfen blieben auf der Oberfläche etwa 5 min lang kugelförmig, wurden
jedoch in den Teppich innerhalb von 30 min eingesaugt.
1,5
= es blieb eine sichtbare Flüssigkeit
auf der Oberfläche
für etwa
5 bis etwa 30 min erkennbar.
1,0 = es blieb eine sichtbare
Flüssigkeit
auf der Oberfläche
für 2 bis
etwa 5 min erkennbar.
0,5 = es blieb eine sichtbare Flüssigkeit
auf der Oberfläche
für 1 bis
etwa 2 min erkennbar.
0,0 = vollständige Aufsaugung durch den
Teppich innerhalb von weniger als 1 min.
-
-
Test 2: Alkoholabweisungseigenschaften
-
Die behandelten Teppichflächen wurden
den Bedingungen des Tests 1 unterworfen unter Verwendung einer Isopropanol/Wasser
(10 Vol.-%/90 Vol.-%)-Lösung
("IPA-Lösung"). Eine IPA-Lösung ist verhältnismäßig schwieriger
in Wasserperlen zu überführen als
Wasser. Die Testergebnisse, die in den Diagrammen IA und IB angegeben
sind, zeigen, dass sowohl Aerosol- als auch Trigger-Spray-Formulierungen
die wässrigen
Alkoholabweisungs-Finishes des Teppichs wieder herstellen, während die
anderen Produkte keine Abweisungseigenschaften für wässrigen Alkohol behielten.
-
Test 3: Ölabweisungseigenschaften
-
Der Test zur Bestimmung der Ölabweisungseigenschaften,
der ähnlich
dem Verfahren ist, wie es in dem AATCC-Test Nr. 118–1966T beschrieben
ist, der darin besteht, einige wenige Tropfen von Flüssigkeiten mit
unterschiedlichen Oberflächenspannungen
auf den behandelten Teppich aufzubringen, wurde mit den Teppichproben
durchgeführt.
Die Testflüssigkeiten
waren folgende:
-
- 1) Mineralöl
- 2) Mineralöl/Hexadecan
(Volumenverhältnis
65 : 35)
- 3) Hexadecan
- 4) Tetradecan
- 5) Dodecan
- 6) Decan
- 7) Octan
- 8) Heptan
-
Mineralöl hat die höchste Oberflächenspannung
in dieser Reihe und bildete am leichtesten Perlen. Heptan hat die
niedrigste Oberflächenspannung
in dieser Reihe und bildet am schwierigsten Perlen.
-
Um die Behandlung zur Erzielung von Ölabweisungseigenschaften
zu testen, wurden einige wenige Tropfen der Flüssigkeit mit der niedrigsten
Ziffer in der obigen Reihe auf die behandelte Teppichfläche aufgebracht.
Die Tropfen wurden etwa 30 s lang unter einem Winkel von etwa 45° beobachtet.
Wenn die Flüssigkeit keine
Perle bildete, hatte der Reiniger Ölabweisungseigenschaften mit
der Bewertung "0". Wenn die Flüssigkeit
auf dem behandelten Teppich eine Perle bildete, wurde die Flüssigkeit
mit der nächst
höheren
Ziffer in der Reihe (in der Reihenfolge des abnehmenden Molekulargewichtes)
auf eine behandelte Teppichfläche
aufgebracht bis zu dem Öl
mit der höchsten
Ziffer, das auf der Oberfläche
des Teppichs verbleiben würde,
nicht notwendigerweise eine vollständige Perle bildet. und eingesaugt
wird. Die Bewertung für
die Flüssigkeitsabweisungseigenschaften
entspricht dem Öl
mit der höchsten
Ziffer, das von der behandelten Fläche auf dem Teppich abgestoßen wurde.
In allen Tests wurde gefunden, dass eine Bewertung von 1 oder höher bei
diesem Test Abweisungseigenschaften für Speiseöl und gebrauchtes Motoröl ergab.
Speiseöl
und gebrauchtes Motoröl verblieben
somit auf der Oberfläche
ohne sichtbare Einsaugung in den Teppich bei ihrem Aufbringen auf
die behandelte Oberfläche,
wenn eine Bewertung von 1 oder höher
in diesem Test erzielt wurde.
-
Die Bewertungen für die Ölabweisungseigenschaften in
dem Diagramm 1 zeigen, dass die erfindungsgemäßen Teppichreinigungszusammensetzungen
Abweisungseigenschaften ergaben, die äquivalent zu denjenigen von
neu behandelten Teppichen waren.
-
Wiederverschmutzungstest
-
Die Wiederverschmutzung ist ein wichtiger
Gesichtspunkt für
Teppichreinigungszusammensetzungen, da das Ziel darin besteht, den
Teppich in einem restaurierten (erneuerten) Zustand nach der Reinigung
zu erhalten.
-
Typische Teppichreinigungsmittel
lassen nach dem Trocknen einen Rückstand
zurück.
Dieser Rückstand
stößt eventuell
Schmutz ab, zieht Schmutz an oder verbleibt einfach in dem gleichen
Zustand wie der unbehandelte Teppich, der den behandelten Bereich
umgibt. Die Wiederverschmutzungstests sind dazu bestimmt, festzustellen,
welche Art von Rückstand
eines Teppichreinigungsmittels auf einem Teppich zurückbleibt.
So lassen beispielsweise die Woolite® Tough
Trigger-Formulierung der Firma Reckett and Coleman Inc. einen sehr
klebrigen Rückstand
nach dem Trocknen zurück.
Dieser Rückstand
zieht eventuellen Schmutz an, was zu einer langsamen Entwicklung
eines Flecks auf dem Teppich führt,
von welcher der Fleck entfernt worden war. Die üblichen Haushaltsreiniger,
wie z. B. Waschmittel, Geschirrspülmittel oder Allzweckreiniger,
lassen den gleichen Typ eines klebrigen Rückstandes zurück.
-
Ziel des Wiederverschmutzungstests
war es, zu zeigen, wie gut die Antiverschmutzungs-Reinigungszusammensetzungen
nach etwa 10 Monaten bis zu einem Jahr Abrieb waren im Vergleich
zu einem brandneuen oder unbehandelten Teppich. Ein unbehandelter
Teppich ist ein neuer Teppich, der nicht gereinigt worden ist.
-
Teppichstücke sowohl mit guten als auch
mit schlechten Antiverschmutzungseigenschaften eines Teppichs, der
zu 100% aus Nylon bestand, wurden auf die Dimensionen von etwa 45
cm × 92
cm zugeschnitten. Diese Stücke
wurden aufgeteilt mittels eines 2,5 cm breiten Maskierungsbandes
in 8 cm × 25
cm große
rechteckige Flächen.
Jedes zu testende Produkt wurde in zwei Auftragsmengen von etwa
2 g (2 Sprays aus einem 1,0 m Carpet Science-Trigger), die repräsentativ
für einen
Aerosol-Auftrag sind, und etwa 9 g (9 Sprays aus einem Carpet Science-Trigger),
die repräsentativ
für einen
Trigger-Reinigungsauftrag sind, besprüht. Diese aufgebrachten Produkte
wurden etwa 10 s lang mit einer chirurgischen Reibbürste schwach
verrieben, um einen gleichförmigen
Auftrag zu gewährleisten
und 48 h lang trocknen gelassen bei umgebenden Labor-Bedingungen
von etwa 20°C
und einer relativen Feuchtigkeit von etwa 50%.
-
Danach wurden die Rückseiten
der Teppiche markiert, um den Ort der verschiedenen getesteten Produkte
auf jedem Abschnitt des Teppichs anzuzeigen. Ein Stück eines
Doppelseiten-Klebebandes wurde entlang der Oberseite eines der 46
cm-Enden des Teppichs
aufgebracht. Bevor jeder Teppich in die Wiederverschmutzungs-Vorrichtung
eingeführt
wurde, wurde das Maskierungsband von dem Teppich entfernt. Die Wiederverschmutzungs-Vorrichtung
bestand aus einem Zylinder mit einer inneren Höhe von 45,7 cm und einem inneren
Umfang von 92 cm. Der Zylinder wurde an einem Stab durch das Zentrum
befestigt. Der Zylinder hatte ein Loch mit einem Durchmesser von
etwa 30 mm auf seiner Seite für
die Einführung
einer Schmutzprobe.
-
Der Teppich wurde in dem Zylinder
unter Verwendung des doppelseitigen Klebebandes befestigt, sodass
der Teppich an der Innenwand des Zylinders so befestigt war, dass
die Teppichfasern der Innenwand des Zylinders gegenüberlagen.
Es wurden etwa 3 l (8 kg) abgerundete Pebbles mit einem Durchmesser
von jeweils etwa 1,0 cm auf die Oberseite des Teppichs gegossen.
Nach dem Verschließen
der Vorrichtung wurden etwa 100 g vakuumfiltrierter Schmutz durch
das Loch auf der Seite des Zylinders eingeführt und entlang der Länge von
45,7 cm des Zylinders gleichförmig
aufgebracht mittels eines Kunststoff-Eckenprotektors einer Länge von etwa
6,0 cm in Vförmiger
Form mit Dimensionen von etwa 2 cm pro Seite und etwa 2,25 cm offen
war über
der Oberseite. Dieser Ecken-Protektor wurde von einem mit einem
Verschluss versehenen Ende bis auf 45,7 cm gleichförmig gefüllt mit
dem 100 g vakuumfiltrierten Reinigerschmutz.
-
Wenn einmal der Schmutz aufgebracht
war, wurde die Wiederverschmutzungs-Vorrichtung 5 min lang laufen gelassen
und 5 min lang in der Umkehrrichtung laufen gelassen mit einer Geschwindigkeit
von 10 Umdrehungen pro min, um einen etwa einmonatigen bis etwa
einjähringen
Verschleiß eines
Haushalts-Teppichs zu simulieren, je nach Umfang des Fußverkehrs.
Der Teppich wurde dann aus der Vorrichtung entnommen, ausgestreckt
unter Verwendung eines Teppich-Hakens und dann fotografiert.
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Die Wiederverschmutzungs-Ergebnisse
wurden analysiert unter Anwendung einer Skala von –5,0 bis +5,0
in Stufen von 0,5 Einheiten. Eine Bewertung von –5,0 zeigt an, dass der Fleck
extrem dunkel war, dunkler als die Farbtönung des unbehandelten Teppichs.
Eine Bewertung von 0 zeigt einen neutralen Wert an (die Farbtönung des
verschmutzten, unbehandelten Teppichs) und eine Bewertung von +5,0
zeigt an, dass der Fleck gleich der Farbe des neuen, nicht verschmutzten
Teppichs war. Sowohl die Teppiche mit schlechten Antiwiederverschmutzungs-Eigenschaften
als auch die Teppiche mit guten Antiwiederverschmutzungs-Eigenschaften
des unbehandelten ("rohen") Teppichs wurden
mit "0" bewertet. Die positiven
Bewertungen zeigen an, dass das Produkt bessere Antiwiederverschmutzungs-Eigenschaften
hatte (heller war) als der unbehandelte Teppich. Eine Bewertung
von 5 zeigt an, dass bei dem Produkt keine Wiederverschmutzung auftrat.
Das heißt,
der Teppich sah aus wie ein neuer Teppich. Die Ergebnisse des Wiederverschmutzungstests
sind in dem Diagramm 1 zusammengestellt.
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Wie in dem Diagramm IB dargestellt,
ergab die erfindungsgemäße Trigger-Spray-Formulierung II-Zusammensetzung
Wiederverschmutzungs-Eigenschaften, die mindestens gleich denjenigen
des ursprünglichen
neuen Teppichs waren und die der Woolite®-Tough
Trigger-Formulierung überlegen
waren.
-
Farbblockierungstest
-
Nylon-Teppiche sind dazu bestimmt,
nach ihrer Herstellung angefärbt
zu werden. Sie werden mit normalen Säure-Farbstoffen angefärbt. Die
Intensität
der Farbe hängt
von der Konzentration des Farbstoffes ab. Viele Getränke, insbesondere
rote Getränke
wie Kool-Aid® enthalten
Säure-Farbstoffe,
die, wenn sie auf den Teppich verschüttet werden und eintrocknen
gelassen werden, den Teppich dauerhaft verfärben können. Um eine Verfärbung von
Teppichen durch dieses Getränk
zu verhindern, bringen die Teppich-Hersteller einen klaren Farbstoff
auf, nachdem die Teppiche angefärbt
worden sind, um die unverbrauchten Farbstoffstellen zu bedecken
(zu blockieren). Diese klaren Farbstoffe werden als Farbblockierer
bezeichnet. Stainmaster® von der Firma DuPont
ist ein allgemein bekannter Nylon-Teppich, der mit "Farbstoffblockierern" behandelt worden
ist.
-
Gefärbte Getränke, die auf Teppichen mit
einer guten Farbstoff-Blockierung verschüttet worden sind, führen nicht
zu einer dauerhaften Verfärbung
des Teppichs. Vielmehr können
die Farbflecken mit Wasser leicht ausgespült werden. Unglückli cherweise
können
diese Farbstoffblockierer durch den Verschleiß beim Begehen des Teppichs
entfernt oder durch kationische Materialien neutralisiert werden,
durch Reinigung mit alkalischen Agentien mit einem pH-Wert von mehr
als 9 und manchmal durch das Reinigen neutralisiert werden.
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Das Produkt wurde auf die gleiche
Weise wie für
den Wiederverschmutzungstest beschrieben aufgebracht und 48 h lang
unter normalen Labor-Bedingungen von 20 °C und 50% relativer Feuchtigkeit
trocknen gelassen.
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Nach dem Trocknen wurden drei Farbflecken,
bestehend aus 10 ml rotem Kirschen-Kool-Aid®, auf
den Teppich aufgebracht mittels eines Testrohres mit einem Durchmesser
von 2,5 cm in Form von drei kreisförmigen Flecken in jeder der
8 × 25
cm großen
behandelten Flächen
und anschließend
etwa 24 h lang bei Raumtemperatur von 20°C und der umgebenden Labor-Feuchtigkeit
von etwa 50% trocknen gelassen. Am nächsten Tag wurden die Flecken
unter warmem laufendem Wasser von etwa 25°C etwa 10 min lang gespült, während die
Flecken mit den Fingern vorsichtig gerieben wurden. Die Farbblockierungstestergebnisse
sind in dem Diagramm 1 angegeben.
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Die Testergebnisse zeigen, dass die
erfindungsgemäßen Teppichreinigungs-
und Wiederherstellungs-Zusammensetzungen einem gereinigten Teppich
Farbblockierungs-Eigenschaften verleihen, die im Wesentlichen gleichwertig
zu denjenigen eines neuen Teppichs sind. Die Zusammensetzungen stellen
das Wasserabweisungs-Finish
wieder her unter gleichzeitiger Aufrechterhaltung der übrigen erwünschten
Eigenschaften des Teppichs. Keiner der anderen getesteten handelsüblichen
Teppichreiniger führte
zu einer Wiederherstellung der Wasserabweisungs-Eigenschaften. Selbst
das Scotch Guard von der Firma 3M führte nicht zu einer Wiederherstellung
der Wasserabweisungs-Eigenschaften, nachdem der Teppich erneut verschmutzt
worden war.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Die erfindungsgemäßen Teppichreinigungszusammensetzungen
stellen daher das ursprüngliche
Finish des Herstellers wieder her einschließlich der wichtigen und schwer
zu erzielenden Wasserabweisungs-Eigenschaften.
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Die Wasserabweisungs-Eigenschaften
werden erhalten durch Verwendung von geringeren Mengen an fluorierten
Kohlenwasserstoffen und ohne Ausspülen.
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Weitere Modifikationen und Variationen
der vorliegenden Erfindung sind für den Fachmann auf diesem Gebiet
aufgrund der Angaben in der Beschreibung ohne weiteres ersichtlich.
Deshalb können
die weiteren Variationen der vorliegenden Erfindung auch innerhalb
des Rahmens der nachfolgenden Patentansprüche liegen, obgleich diese
Variationen vorstehend nicht spezifisch diskutiert worden sind.
