DE69728174T2

DE69728174T2 - Teppichreiniger mit erhöhtem anteil an aminopolycarbonsäuren als schmutzlösende mittel

Info

Publication number: DE69728174T2
Application number: DE69728174T
Authority: DE
Inventors: Richard Michael TYERECH
Original assignee: Reckitt Benckiser LLC
Current assignee: Reckitt Benckiser LLC
Priority date: 1997-01-16
Filing date: 1997-10-24
Publication date: 2005-02-03
Anticipated expiration: 2017-10-25
Also published as: DE69728174D1; ES2213819T3; GB2321252A; AU4916797A; CA2278026A1; WO1998031776A1; EP0960181B1; EP0960181A1; BR9714290A; GB9700792D0; ZA98318B

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Teppichreinigungs- und -behandlungszusammensetzungen.
Teppiche stellen eine angenehme Oberflächenbedeckung insbesondere Fußbodenoberflächen und in manchen Fällen Wandoberflächen bereit. Teppiche sind beständig, fördern das Dämpfen von Schallübertragung, sind etwas wärmeisolierend und können leicht verlegt werden. Zum Beibehalten ihres attraktiven Erscheinungsbilds benötigen solche Teppichoberflächen Pflege, insbesondere Reinigung. Häufig werden Teppiche oder Teppichfasern zum Zeitpunkt ihrer Herstellung mit einer Vielzahl an bekannten Verbindungen behandelt, um die Teppichfasern mit einem Grad an abweisenden Eigenschaften insbesondere gegen Öl und Wasser bereitzustellen. Sowohl Öl als auch Wasser sind gemeinsam und einzeln Hauptbestandteile einer breiten Vielzahl an Flecken bildenden Materialien wie Getränken, Nahrungsmitteln sowie anderen essbaren und/oder absorbierbaren Zusammensetzungen. Ferner schließen Flecken bildende Zusammensetzungen eine beliebige Vielzahl an anderen Materialien ein, die mit dem Teppich in Kontakt kommen können und unter den Teppichfasern und/oder auf der Teppichfaseroberfläche mitgeführt werden. Unglücklicherweise nutzen sich solche Teppichfaserbehandlungen aufgrund der üblichen mit solch einer ausgelegten Teppichoberfläche verbundenen Abnutzung im Laufe der Zeit häufig ab und/oder können durch eine oder mehrere Chemikalien oder andere Zusammensetzungen, die beim intensiven Reinigen einer Teppichoberfläche verwendet werden können, nachteilig verschlechtert und/oder entfernt werden.
Beispielhafte Zusammensetzungen des Fachgebiets schließen diejenigen ein, die in US 5338475 ; US 5370919 ; EP 0648834 und WO 95/14578 beschrieben sind.
Während Zusammensetzungen des Fachgebiets verschiedene Erfolgsgrade aufweisen, sollte klar sein, dass ein tatsächlicher und gegenwärtiger Bedarf an verbesserten Teppichreinigungszusammensetzungen auf dem Fachgebiet vorliegt, die beim Entfernen von Flecken von verschmutzten Teppichoberflächen und von verschmutzten Teppichfasern wirksam sind. Eine solche Zusammensetzung stellt erwünschtermaßen eine wirksame Reinigungsleistung bereit und verleiht mit der Zusammensetzung den gereinigten Teppichoberflächen auch Wiederverschmutzungsresistenz.
Die vorliegende Erfindung stellt verbesserte flüssige Teppichreinigungszusammensetzungen und verbesserte Verfahren zum Reinigen und Behandeln von Teppichen bereit.
Zusammenfassung der Erfindung und detaillierte Beschreibung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine wässrige fließfähige Teppichreinigungszusammensetzung bereitgestellt, welche die folgenden Bestandteile umfasst:

A) eine oder mehrere oberflächenaktive Verbindungen, ausgewählt aus anionischen, nichtionischen und amphoteren oberflächenaktiven Verbindungen;
B) ein Aminopolycarbonsäuresalz als ein die Wiederverschmutzung verhinderndes Mittel;
C) ein organisches Lösungsmittel; und
D) gegebenenfalls eine fleckabweisende Eigenschaften verleihende Zusammensetzung, insbesondere eine Fluor enthaltende Verbindung.

Diese wässrigen Teppichreinigungszusammensetzungen können einen oder mehrere weitere optionale Bestandteile einschließen, die weitere organische Lösungsmittel oder Co- Lösungsmittel, weitere die Wiederverschmutzung verhindernde Mittel, Chelatbildner, Duftstoffe, Konservierungsmittel, Viskositäts modifizierende Mittel wie Verdickungsmittel, pH-Wert einstellende Mittel, pH-Puffer, Mittel, die Teppichen und Teppichfasern wasserabweisende Eigenschaften verleihen, und Mittel, die Teppichen und Teppichfasern ölabweisende Eigenschaften verleihen, einschließen, jedoch nicht darauf beschränkt sind, wobei deren Gesamtgewicht nicht mehr als 20 Gew.-%, vorzugsweise nicht mehr als 10 Gew.-% der beschriebenen Zusammensetzungen umfasst.
Der Erfinder machte die überraschende Entdeckung, dass statt oder zusätzlich zu bekannten Mitteln gegen die Wiederverschmutzung, von welchen die Nützlichkeit in Teppichreinigungs- und Behandlungszusammensetzungen bekannt ist, erhöhte Mengen an Aminopolycarbonsäuresalzen, insbesondere Salzen von Ethylendiamintetraessigsäure als die Wiederverschmutzung verhindernde Mittel (manchmal auch als Mittel gegen die Wiederverschmutzung bezeichnet) nützlich sind. Eine solche Wirkung wurde überraschend in Zusammensetzungen beobachtet, die auch diejenigen einschließen, die kein oder keine weitere(n) herkömmlich bekannte(n) die Wiederverschmutzung verhindernde(n) Mittel einschließen. Dies ist eine bedeutende Entdeckung, da sie die Verwendung von billigen und weit verbreitet erhältlichen Aminopolycarbonsäuresalzen ermöglicht, die anstelle oder in Verbindung mit einem oder mehreren weiteren herkömmlich bekannten die Wiederverschmutzung verhindernden Mittel zu verwenden sind.
Die erfindungsgemäßen wässrigen Teppichreinigungs- und -Behandlungszusammensetzungen schließen (A) eine oder mehrere oberflächenaktive Verbindungen ein, die aus anionischen, nichtionischen und zwitterionischen oberflächenaktiven Verbindungen ausgewählt sind.
Beispielhafte nützliche anionische oberflächenaktive Mittel schließen in dem Fachgebiet bekannte Verbindungen ein, die organische Schwefelreaktionsprodukte mit einem etwa 8 bis etwa 20 Kohlenstoffatome enthaltenden Alkylrest und einer Sulfonsäure- oder Sulfonsäureestergruppe in ihrer Molekularstruktur einschließen. Eingeschlossen im Begriff „Alkyl" ist der Alkylteil von Arylgruppen. Diese schließen Alkalimetallsalze, Ammoniumsalze, Aminsalze, Aminoalkoholsalze oder die Magnesiumsalze von einer oder mehreren der folgenden Verbindungen ein, sind jedoch nicht darauf beschränkt: Alkylsulfate, Alkylethersulfate, Alkylamidoethersulfate, Alkylarylpolyethersulfate, Monoglyceridsulfate, Alkylsulfonate, Alkylamidsulfonate, Alkylarylsulfonate, Olefinsulfonate, Paraffinsulfonate, Alkylsulfosuccinate, Alkylethersulfosuccinate, Alkylamidsulfosuccinate, Alkylsulfosuccinamate, Alkylsulfoacetate, Alkylpolyglycoside, Diphenylsulfonatderivate, Alkylphosphate, Alkyletherphosphate, Acylsarcosinate, Acylisethionate und N-Acyltaurate. Im Allgemeinen umfasst der Alkyl- oder Acylrest in diesen verschiedenen Verbindungen eine 8 bis 20 Kohlenstoffatome enthaltende Kohlenstoffkette und vorzugsweise eine 12 bis 20 Kohlenstoffatome enthaltende Kohlenstoffkette. Der Alkyl- oder Acylrest kann linear oder verzweigt sein. Gemische aus zwei oder mehreren anionischen oberflächenaktiven Mitteln können ebenso verwendet werden. Weitere beispielhafte anionische oberflächenaktive Mittel, die verwendet werden können, schließen Fettsäuresalze, einschließlich Salze von Olein-, Rizinol-, Palmitin- und Stearinsäuren, Kopraöle oder hydrierte Kopraölsäure und Acyllactylate, deren Acylrest 8 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, ein. Andere anionische oberflächenaktive Mittel, die hier insbesondere nicht aufgezählt sind, können in Verbindung mit den Verbindungen der vorliegenden Erfindung ebenso Verwendung finden.
Als der anionische oberflächenaktive Bestandteil werden Alkylsulfate, Alkylbenzolsulfate und Alkansulfonate, insbesondere wasserlösliche Salze davon, bevorzugt und besonders bevorzugt werden diejenigen, die 11 bis 17 Kohlenstoffatome in ihrem Alkylrest, der geradkettig oder verzweigt sein kann, enthalten. Nützliche wasserlösliche Salze, die beim Herstellen von Salzformen des oberflächenaktiven Mittels wirksam sind, schließen Natrium-, Kalium-, Ammonium-, Magnesium-, Chlorid- und Mono-, Di- und Tri-C₂-C₃-Alkohol-, Ammonium-, Amin- und Aminoalkoholsalzformen ein, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Erwünschtermaßen sind die anionischen oberflächenaktiven Mittel solche, die durch einen geringen Chloridgehalt gekennzeichnet sind.
Beispielhafte bevorzugte Alkylsulfate schließen Natriumlaurylsulfate, Alkylbenzolsulfate und Alkansulfonate ein, insbesondere solche, die durch einen geringen Chloridgehalt gekennzeichnet sind. Erwünschtermaßen wird das anionische oberflächenaktive Mittel auch so ausgewählt, dass es vom zu einem bröckeligen Pulver trocknenden Typ ist. Eine solche Eigenschaft erleichtert das anschließende Entfernen solcher anionischen oberflächenaktiven Mittel von einem faserartigen Substrat, insbesondere von Teppichen und Teppichfasern wie durch Bürsten oder Saugen.
Das anionische oberflächenaktive Mittel gemäß Bestandteil (A) kann in den vorliegenden erfindungsgemäßen Zusammensetzungen in einer Menge von 0 bis 5 Gew.-% eingeschlossen sein, ist jedoch erwünschtermaßen in Mengen von 0,1 bis 2 Gew.-% und besonders erwünscht in Mengen von 0,5 bis 1,5 Gew.-% eingeschlossen, wodurch den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen vorteilhafte Reinigungseigenschaften bereitgestellt werden. Solche genannten Gewichte basieren auf dem Gewicht von anionischen Verbindungen oder „Aktivstoffen" in einer ein anionisches oberflächenaktives Mittel enthaltenden Zubereitung. Wie vorstehend angemerkt, kann auch eine Vielzahl an anionischen oberflächenaktiven Mitteln verwendet werden.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen schließen auch geringe Mengen eines oder mehrerer nichtionischer oberflächenaktiver Mittel, insbesondere alkoxylierter aliphatischer primärer Alkohole und alkoxylierter aliphatischer sekundärer Alkohole ein. Solche schließen z. B. primäre oder sekundäre aliphatische C₈-C₂₀-Alkohole ein, die mit 2 bis 10 mol eines oder mehrerer Alkylenoxide kondensiert sind. Solche alkoxylierten Verbindungen schließen insbesondere Ethylenoxide, Propylenoxide und Butylenoxide ein, unter welchen Ethylenoxid, Propylenoxid oder Gemische davon bevorzugt sind und unter welchen ferner nur Ethylenoxid als die Alkoxyleinheit enthaltende Kondensate besonders bevorzugt sind.
Erwünschtermaßen ist der nichtionische oberflächenaktive Bestandteil, falls er vorliegt, ausgewählt aus alkoxylierten primären aliphatischen C₈-C₁₅-Alkoholen und einem alkoxylierten sekundären aliphatischen C₁₀-C₁₅-Alkohol, in welchem Ethylenoxid und/oder Propylenoxid die Alkoxylateinheit solcher oberflächenaktiven Mittel darstellt.
Veranschaulichende Beispiele für diese bevorzugten wasserlöslichen nichtionischen oberflächenaktiven ethoxylierten Phenole und/oder ethoxylierten Alkohole sind lineare primäre C₉-C₁₁-Alkohole, die durchschnittlich 6 Ethoxygruppen pro Molekül einschließen, sekundäre C₁₁-C₁₅-Alkohole, die durchschnittlich 9 Ethoxygruppen pro Molekül einschließen, alkoxylierte lineare aliphatische C₈-C₁₀-Alkohole mit einer Anzahl sowohl an Ethoxy- als auch an Propoxygruppen pro Molekül und alkoxylierte C₁₀-C₁₂-Fettalkohole.
Von anderen bekannten nichtionischen oberflächenaktiven Verbindungen wird die Nützlichkeit in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen angenommen, und diese schließen alkoxylierte arylaromatische Verbindungen ein. Solche Verbindungen enthalten mindestens eine aromatische Einheit wie ein Phenol sowie eine Alkylkette, die geradkettig oder verzweigt sein kann. Erwünschtermaßen ist die aromatische Einheit C₅-C₇, und insbesondere sind aromatische C₆-Einheiten bevorzugt, und in welchen die Alkylkette ein C₈-C₂₀-Alkylrest ist. Die Alkoxyreste darin können Ethylenoxid, Propylenoxid und Butylenoxid sein, unter welchen Ethylenoxid, Propylenoxid oder Gemische davon bevorzugt sind und unter welchen ferner Ethylenoxid besonders bevorzugt ist.
Solche alkoxylierten alkylaromatischen Verbindungen schließen Nonylphenolethoxylate, Isooctylphenolethoxylate und insbesondere ein ethoxyliertes C₁₀-C₁₂-Octylphenol mit durchschnittlich 1,5 Ethoxygruppen pro Molekül ein.
Nichtionische oberflächenaktive Mittel gemäß Bestandteil (A) können in den vorliegenden erfindungsgemäßen Zusammensetzungen in einer Menge von 0 bis 5 Gew.-%, erwünschtermaßen von 0,001 bis 1 Gew.-% eingeschlossen sein, stärker erwünscht sind sie in Mengen von 0,05 bis 0,5 Gew.-% und am stärksten erwünscht in Mengen von 0,1 bis 0,3 Gew.-% eingeschlossen, wobei die Mengen den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen vorteilhafte Reinigungseigenschaften verleihen. Solche genannten Gewichte basieren auf dem Gewicht von nichtionischen Verbindungen oder „Aktivstoffen" in einer ein nichtionisches oberflächenaktives Mittel enthaltenden Zubereitung. Es sollte auch klar sein, dass eine Vielzahl an nichtionischen oberflächenaktiven Mitteln verwendet werden kann.
Das amphotere oberflächenaktive Mittel gemäß Bestandteil (A) kann ein beliebiges aus einer Anzahl von in dem Fachgebiet bekannten Verbindungen sein, die amphotere Imidazoliniumderivate und insbesondere Betaine wie Alkylbetaine und Amidoalkylbetaine einschließen. Die amphoteren oberflächenaktiven Mittel von Bestandteil (A) können, falls sie vorliegen, in den vorliegenden erfindungsgemäßen Zusammensetzungen in einer Menge von 0–5 Gew.-% eingeschlossen sein, sind jedoch erwünschtermaßen in Mengen von 0 bis 2 Gew.-% und besonders bevorzugt in Mengen von 0 bis 1 Gew.-% eingeschlossen, wodurch den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen vorteilhafte Reinigungseigenschaften bereitgestellt werden. Solche genannten Gewichte basieren auf dem Gewicht von amphoteren Verbindungen oder „Aktivstoffen" in einer ein amphoteres oberflächenaktives Mittel enthaltenden Zubereitung. Es wird auch erwogen, dass eine Vielzahl an amphoteren oberflächenaktiven Mitteln verwendet werden kann.
Es sollte klar sein, dass die vereinigten Gewichte der angegebenen anionischen, nichtionischen und amphoteren oberflächenaktiven Mittel in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen insgesamt in einer Menge von 0,1 bis 11 Gew.-% vorliegen, jedoch liegen sie erwünschtermaßen in Mengen von 0,15 bis 4,5 Gew.-% und am stärksten erwünscht in Mengen von 0,6 bis 2,8 Gew.-% vor.
Die Zusammensetzungen der Erfindung schließen (B) ein Aminopolycarbonsäuresalz als ein die Wiederverschmutzung verhinderndes Mittel ein. Die Aminopolycarbonsäuren sind Verbindungen, in welchen das Aminostickstoffatom an zwei oder mehrere Substituentengruppen gebunden ist. Viele solcher Aminopolycarbonsäuren und deren Salze sind in dem Fachgebiet bekannt. Zur Verwendung als der Aminopolycarbonsäuresalz-Bestandteil in den vorliegenden erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind die Salze von Ethylendiamintetraessigsäure, Diethylentriaminpentaessigsäure und N-Hydroxyethylethylendiamintriessigsäure sowie Gemische davon bevorzugt. Die bevorzugten Salze dieser Säuren sind die Kalium- und die Natriumsalze, wobei unter diesen beiden das Natriumsalz allgemein bevorzugt ist. Das Aminopolycarbonsäuresalz (B) liegt in Mengen von 0,5 bis 50 Gew.-%, stärker erwünscht von 0,5 bis 6,0 Gew.-% und am stärksten erwünscht von 1,0 bis 3,0 Gew.-% vor.
Es wurde vom Erfinder überraschend entdeckt, dass durch das Einbringen von Mengen an Salzen von Aminopolycarbonsäure, insbesondere die Ethylendiamintetraessigsäure, in deren Formulierungen Teppichreinigungszusammensetzungen mit einem bedeutenden Grad an Verhinderung von Schmutzwiederablagerung bereitgestellt werden können. Weiter überraschend ist, dass ein solcher Einschluss in Verbindung mit der Verwendung einer oder mehrerer Fluorchemikalien, von welchen im Fachgebiet die Hemmung von Schmutzwiederablagerung bekannt ist, erfolgen kann, oder dass solche Formulierungen völlig ohne solche Fluorchemikalien vorliegen können, und dass der behandelte Teppich aufgrund des Einschlusses immer noch eine ausgezeichnete die Schmutzwiederablagerung verhindernde Wirkung zeigt.
Die wässrigen Teppichreinigungszusammensetzungen schließen als Bestandteil (C) einen organischen Lösungsmittelbestandteil ein, der ein einzelnes Lösungsmittel oder ein Gemisch aus zwei oder mehreren organischen Lösungsmitteln sein kann. Ein breiter Bereich an bekannten Materialien kann verwendet werden, und ohne Beschränkung schließen diese wasserlösliche oder -mischbare Alkohole, Glycole, Acetate, Etheracetate und Glycolether ein. Beispielhaft schließen solche in den Zusammensetzungen der Erfindung nützliche Alkohole C₃-C₈-Alkohole ein, die geradkettig oder verzweigt sein können, und welche speziell sowohl primäre, sekundäre als auch tertiäre Alkohole einschließen sollen. Beispielhafte Glycolether schließen diejenigen Glycolether ein, welche die allgemeine Struktur R_a-O-R_b-OH aufweisen, wobei R_a ein Alkoxyrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder ein Aryloxyrest mit mindestens 6 Kohlenstoffatomen ist und R_b ein Etherkondensat von Propylenglycol und/oder Ethylenglycol mit 1 bis 10 Glycolmonomereinheiten ist. Bevorzugt sind Glycolether mit 1 bis 5 Glycolmonomereinheiten. Diese sind C₃-C₂₀-Glycolether.
Als weiteres nicht beschränkendes Beispiel schließen spezifische organische Lösungsmittel Propylenglycolmonomethylether, Dipropylenglycolmethylether, Tripropylenglycolmethylether, Propylenglycol-n-propylether, Ethylenglycol-n-butylether, Diethylenglycol-n-butylether, Diethylenglycolmethylether, Propylenglycol, Ethylenglycol, Isopropanol, Ethanol, Methanol, Diethylenglycolmonoethyletheracetat und besonders vorteilhaft Ethylenglycolhexylether, Diethylenglycolhexylether sowie die primären und sekundären C₃-C₈-Alkohole ein. Viele solcher organischen Lösungsmittel sind gegenwärtig im Handel erhältlich. Der organische Lösungsmittelbestandteil (C) liegt in Mengen von 0,1 bis 3,0 Gew.-% vor.
Das eine oder die mehreren organische/n Lösungsmittel, das/die den organischen Lösungsmittelbestandteil (C) bildet (bilden), weisen bei einer Temperatur von 25°C einen Dampfdruck von weniger als 6,7 Pa (0,05 mmHg) auf. Solche bevorzugten organischen Lösungsmittel sichern ein schnelles Abdampfen von behandelten Teppichen oder anderen faserartigen Oberflächen und minimieren auch die Verweilzeit von jeglichen durch die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen auf solchen behandelten Oberflächen gebildeten Filmen, wodurch wiederum die Eigenschaften gegen die Wiederverschmutzung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verbessert werden.
Wie vorstehend angemerkt, sind die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen von wässriger Natur. Wasser wird zugesetzt, um 100 Gew.-% der Zusammensetzungen der Erfindung bereitzustellen, und ist vorzugsweise im Wesentlichen frei von jeglichen unerwünschten Verunreinigungen wie organischen und anorganischen Verbindungen, insbesondere Mineralsalzen.
Es wurde vorstehend angemerkt, dass die Zusammensetzungen der Erfindung einen oder mehrere optionale Bestandteile einschließen können, wobei viele davon als herkömmliche Zusatzstoffe für wässrige Teppichreinigungs- oder -behandlungszusammensetzungen anerkannt sind.
Bei einem erwünschtermaßen eingeschlossenen, optionalen Bestandteil handelt es sich um einen oder mehrere Chelatbildner. Nützliche Chelatbildner schließen diejenigen, die dem Fachgebiet bekannt sind, unter anderem Gluconsäure, Weinsäure, Zitronensäure, Oxalsäure, Milchsäure, Nitrilotriessigsäure, Polyacrylsäuresalze, Diethylentriaminpentaessigsäure und deren wasserlösliche Salze, speziell die Alkalimetallsalze und insbesondere die Natriumsalze davon sowie Aminopolycarbonsäuren und Salze davon, in welchen das Aminostickstoffatom mindestens zwei oder mehrere daran gebundene Substituentengruppen aufweist, einschließlich die vorstehend in Bezug auf Bestandteil (B) beschriebenen Natrium- und Kaliumsalze von Ethylendiamintetraessigsäure, Diethylentriaminpentaessigsäure, N-Hydroxyethylethylendiamintriessigsäure ein. In dem Falle, in welchem ein anderer Gelatbildner als Aminopolycarbonsäuren und -salze zugesetzt wird, wird er im Allgemeinen nur in geringen Mengen, d. h. mit weniger als etwa 0,5 Gew.-% zugesetzt, jedoch ist die Verwendung eines weiteren Chelatbildners aufgrund der Menge der als Bestandteil (B) vorliegenden Aminopolycarbonsäuren und -salze im Allgemeinen nicht nötig.
Als weiterer optionaler Bestandteil kann vorteilhafterweise ein Konservierungsbestandteil eingeschlossen sein. Da ein bemerkenswerter Teil der Formulierung Wasser umfasst, ist es bevorzugt, dass das Konservierungsmittel wasserlöslich ist. Solche wasserlöslichen Konservierungsmittel schließen Zusammensetzungen ein, die Parabene, einschließlich Methylparabene und Ethylparabene, Glutaraldehyd, Formaldehyd, 2-Brom-2-nitropropan-1,3-diol, 5-Chlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on, 2-Methyl-4-isothiazolin-3-on und Gemische davon einschließen.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen schließen optional jedoch erwünschtermaßen eine Menge eines pH-Wert einstellenden Mittels oder einer pH-Puffer-Zusammensetzung ein. Solche Zusammensetzungen schließen viele ein, die im Fachgebiet bekannt sind und herkömmlich verwendet werden. Als nichtbeschränkendes Beispiel schließen pH-Wert einstellende Mittel Phosphor enthaltende Verbindungen, einwertige und mehrwertige Salze wie von Silicaten, Carbonaten und Boraten, bestimmte Säuren und Basen, Tartrate und bestimmte Acetate ein. Als weiteres nichtbeschränkendes Beispiel schließen pH-Puffer-Zusammensetzungen die Alkalimetallphosphate, Polyphosphate, Pyrophosphate, Triphosphate, Tetraphosphate, Silicate, Metasilicate, Polysilicate, Carbonate, Hydroxide und Gemische derselben ein. Bestimmte Salze wie die Erdalkaliphosphate, -carbonate, -hydroxide können ebenso als Puffer wirken. Es kann auch geeignet sein, als Puffer solche Materialien wie Aluminosilicate (Zeolithe), Borate, Aluminate und bestimmte organische Materialien wie Gluconate, Succinate, Maleate oder deren Alkalimetallsalze zu verwenden. Erwünschtermaßen schließen die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen eine wirksame Menge einer organischen Säure und/oder einer anorganischen Salzform davon ein, die zum Einstellen und Halten des pH-Werts der Zusammensetzungen der Erfindung im gewünschten pH-Bereich verwendet werden können. Besonders nützlich ist Zitronensäure und Natriumcitrat, die beide weit verbreitet erhältlich und beim Bereitstellen dieser pH-Wert-Einstellungen und Puffer-Wirkungen wirksam sind.
Weitere nützliche optionale Bestandteile schließen optische Aufheller, einschließlich diejenigen auf der Basis von Stilbenderivaten und Distyrylbiphenylderivaten ein. Im Fachgebiet bekannte Oxidationsmittel, einschließlich Wasserstoffperoxid, können in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendet werden, da jedoch diese häufig instabil sind und es bekannt ist, dass deren Effizienz im Laufe der Zeit schnell verschlechtert wird, sollte deren Verwendung erwünschtermaßen vermieden werden.
Die Zusammensetzungen der Erfindung können gegebenenfalls einen oder mehrere Bestandteile, die das visuelle Erscheinungsbild davon modifizieren sollen, wie ein oder mehrere Färbemittel wie Farbstoffe und/oder Pigmente sowie Zusammensetzungen, die als Opazität erhöhende Mittel wirken, einschließen. Diese sind im Allgemeinen nur in geringen Mengen eingeschlossen, werden jedoch erwünschtermaßen weggelassen.
Die Zusammensetzungen der Erfindung können der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen auch gegebenenfalls Duftstoffzusammensetzungen oder andere Zusammensetzungen zum Modifizieren der Geruchseigenschaften einschließen. Solche können eine beliebige Anzahl an bekannten Materialien sein, die diejenigen, von welchen die Wirksamkeit beim Absorbieren von Gerüchen bekannt ist, diejenigen, von welchen die Wirksamkeit beim Maskieren von Gerüchen bekannt ist, sowie diejenigen, von welchen das Verleihen oder Bereitstellen eines spezifischen Dufts bekannt ist, einschließen. Duftstoffe, ob natürlich oder synthetisch hergestellt, können in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendet werden.
Obwohl die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen ausgezeichnete Eigenschaften gegen die Wiederverschmutzung bereitstellen, wenn sie nur ein Aminopolycarbonsäuresalz als die Wiederverschmutzung verhinderndes Mittel enthalten, wird die Verwendung von einem oder mehreren weiteren Mitteln gegen die Wiederverschmutzung erwogen. Solche Zusammensetzungen schließen Verbindungen, die eine Wirkung gegen die Wiederverschmutzung zeigen, z. B. kolloidales Siliciumdioxid, Aluminiumoxide, Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymerharze, Polyvinylpyrrolidon, Polyacrylate, Polycarboxylate, modifizierte Cellulosepolymere, Vinylacetat-Maleinsäureanhydrid-Copolymerharze, kationische Amine, aliphatische quartäre Ammoniumsalze, von welchen antistatische Eigenschaften bekannt sind, Imidazolinsalze sowie andere im Fachgebiet bekannte ein. Solche die Wiederverschmutzung verhindernde Verbindungen können in Mengen von 0 bis 2 Gew.-% zugesetzt werden, sind jedoch, falls sie vorliegen, erwünschtermaßen in Mengen von 0,001 Gew.-% bis 1 Gew.-% eingeschlossen.
Besonders bevorzugte Verbindungen gegen die Wiederverschmutzung, die in den vorliegenden erfindungsgemäßen Zusammensetzungen nützlich sind, sind fluorierte Acrylpolymere; der Einschluss solcher fluorierten Acrylpolymere und -salze in die Zusammensetzungen der Erfindung verbessert die Wiederverschmutzungsresistenz von den mit den Zusammensetzungen behandelten, faserartigen Substraten. Ein spezifisches und bevorzugtes fluoriertes Acrylatcopolymer ist eines, das der Formel (C) entspricht: CF₃(CF₂)_nCH₂OCOC(CH₃)=CH₂ (C)wobei n einen Wert von 6–8 darstellt.
Dieses fluorierte Acrylatcopolymer kann im Allgemeinen durch einen Gesamt-Fluorgehalt, basierend auf Polymerfeststoffen, von etwa 0,6% gekennzeichnet sein. Dieses fluorierte Acrylatcopolymer kann auch einen Zinkkomplex, der als Vernetzungsmittel wirkt, enthalten. Die Zahlenmittel (Mn) und Gewichtsmittel (Mw) der Molekulargewichte liegen im Allgemeinen im Bereich von etwa 9.000 beziehungsweise etwa 10.500. Ein solches fluoriertes Acrylatcopolymer kann im Handel als Dispersion auf Wasserbasis mit etwa 76–77 Gew.-% Wasser; 18–19 Gew.-% Acrylatcopolymer; 1 Gew.-% Nonylphenoxypolyethoxyethanol; 1 Gew.-% Natriumlaurylsulfat; und 1 Gew.-% Zinkoxidkomplex (wobei Gew.-% der Zusatzstoffe auf dem Gesamtgewicht der Wasserdispersion basiert), als SYNTRAN^® 1575 (Interpolymer Corporation, Canton, MA) erhalten werden. Wird diese Zusammensetzung SYNTRAN^® 1575 als Bestandteil (b) eingesetzt, kann sie in den vorliegenden erfindungsgemäßen Zusammensetzungen in solchen Mengen eingeschlossen sein, dass das fluorierte Acrylatcopolymer mit 0,001 bis 2 Gew.-%, erwünschtermaßen in Mengen von 0,001 Gew.-% bis 0,75 Gew.-% und am stärksten erwünscht in Mengen von 0,05 Gew.-% bis 0,5 Gew.-% vorliegt, wobei solche genannten Gewichte auf dem Gewicht der vorliegenden fluorierten Acrylpolymere und/oder Salze davon basieren.
Eine weitere besondere Verbindung gegen die Wiederverschmutzung, die in der vorliegenden erfindungsgemäßen Zusammensetzung besonders nützlich ist, ist eine nicht-halogenierte, insbesondere nicht-fluorierte Acrylpolymerverbindung, die durch die Formel (D) dargestellt werden kann: (-CH₂-CH(COOR)-)_n (D)wobei n ein Wert von größer als 50 ist.
Ein solches nicht-fluoriertes Acrylpolymer ist gegenwärtig im Handel erhältlich und kann als wässrige Dispersion, die 78 bis 79 Gew.-% Wasser, 18 bis 19 Gew.-% des nicht-fluorierten Acrylpolymers, 1 Gew.-% Natriumlaurylsulfat, 1 Gew.-% Natriumnonylphenoxypolyethoxyethanolsulfat und 1 Gew.-% Zinkoxid-Komplex einschließt, als SYNTRAN^® 1580, sowie als eine wässrige Dispersion, die 74 bis 75 Gew.-% Wasser, 23 bis 24 Gew.-% des nicht-fluorierten Acrylpolymers, 1 Gew.-% Natriummonoalkylarylpolyethoxysulfosuccinat und 1 Gew.-% Natriumlaurylsulfat einschließt, als SYNTRAN^® 1588 erhalten werden. Diese Materialien werden vom Hersteller als in Wasser unbegrenzt mischbar betrachtet, und ersteres wird als wässrige Dispersion mit einem pH-Wert von 8,3 bis 9,3 und letzteres als wässrige Dispersion mit einem pH-Wert von 7,7 bis 8,7 bereitgestellt. Beide dieser Materialien können von Interpolymer Corporation (Canton, MA) erhalten werden.
Wie vorstehend angemerkt, können die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen einen oder mehrere weitere optionale Bestandteile einschließen, die Teppichfasern und Teppichoberflächen einen Grad an wasserabweisenden, ölabweisenden oder sowohl wasser- als auch ölabweisenden Eigenschaften verleihen. Diese schließen z. B. Zusammensetzungen ein, die in U.S. Patent Nr. 4,145,303 und U.S. Patent Nr. 3,901,727, beide an Loudas, U.S. Patent Nr. 5,370,919 an Fieuws genannt sind, sowie diejenigen, die im allgemein übertragenen U.S. Patent Nr. 5,712,240 und U.S. Patent Nr. 5,861,365 beschrieben sind.
Ein vorteilhaft verwendetes Material, das Zusammensetzungen der Erfindung wasser- und/oder ölabweisende Eigenschaften verleiht, schließt ein fluoraliphatisches Oligomer oder Polymer (wenn nicht anders angegeben, schließt der Begriff Oligomer hier nachstehend ein Polymer ein) der allgemeinen Formeln (1) und (2) ein: (R_f)_sZ[(R³)_yZ'B]_t (1) [(R_f)_sZ[(R³)_yZ'B']_t]_w (2)wobei
R_f ein fluoraliphatischer Rest ist;
Z eine Bindung ist, durch die R_f- und (R³)_y-Einheiten kovalent miteinander verbunden sind;
(R³)_y eine Poly(oxyalkylen)-Einheit ist, wobei R³ ein Oxyalkylenrest mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen ist und y eine ganze Zahl (wenn die oben stehenden Formeln einzelne Verbindungen darstellen) oder einen Wert (wenn die oben stehenden Formeln Gemische darstellen) von mindestens 1, vorzugsweise 1 bis 125 darstellt und so hoch wie 180 oder höher sein kann;
B ein Wasserstoffatom oder ein einwertiger endständiger organischer Rest ist;
B' wie B definiert ist oder eine Valenzbindung ist, mit der Maßgabe, dass mindestens ein B' eine Valenzbindung darstellt, die einen an Z gebundenen Rest R³ an ein weiteres Z bindet;
Z' eine Bindung ist, durch die B oder B' und R³ kovalent miteinander verbunden sind;
s eine ganze Zahl oder ein Wert von mindestens 1 ist und so hoch wie 25 oder höher sein kann;
t eine ganze Zahl oder ein Wert von mindestens 1 ist und so hoch wie 60 oder höher sein kann; und
w eine ganze Zahl oder ein Wert größer als 1 ist und so hoch wie 30 oder höher sein kann.
In den Formeln (1) und (2), in welchen eine Vielzahl an R_f-Resten vorliegt, können diese gleich oder verschieden sein. Dies gilt auch für eine Vielzahl von Z, Z', R³, B, B' und in der Formel (2) für eine Vielzahl von s, y und t.
R_f ist eine stabile, inerte, nicht polare, vorzugsweise gesättigte, einwertige Einheit, die sowohl oleophob als auch hydrophob ist. Ein fluoriertes Oligomer umfasst vorzugsweise 1 bis etwa 25 R_f-Reste und vorzugsweise etwa 5 Gew.-% bis etwa 30 Gew.-% und stärker bevorzugt etwa 8 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% Fluor, basierend auf dem Gesamtgewicht des Oligomers, wobei die Lokalisierung des Fluors im Wesentlichen in den R_f-Resten vorliegt. R_f enthält vorzugsweise mindestens etwa 3 Kohlenstoffatome, stärker bevorzugt 3 bis etwa 20 Kohlenstoffatome und am stärksten bevorzugt etwa 6 bis etwa 12 Kohlenstoffatome. R_f kann geradkettige, verzweigte oder cyclische Alkylreste enthalten. R_f ist vorzugsweise frei von polymerisierbarer olefinischer Nicht-Sättigung und kann gegebenenfalls Ketten-Heteroatome wie ein Sauerstoff-, zweiwertiges oder sechswertiges Schwefel- oder Stickstoffatom enthalten. Es wird bevorzugt, dass jeder Rest R_f etwa 40 Gew.-% bis etwa 78 Gew.-% Fluor, stärker bevorzugt etwa 50 Gew.-% bis etwa 78 Gew.-% Fluor enthält. Der endständige Teil des R_f-Rests enthält einen vollständigen fluorierten endständigen Rest. Dieser endständige Rest enthält vorzugsweise mindestens 7 Fluoratome, z. B. CF₃CF₂CF₂; (CF₃)₂CF; CF₂SF₅ oder dergleichen.
Perfluorierte aliphatische Reste, d. h. diejenigen der Formel C_nF_2n+1 sind besonders bevorzugte Ausführungsformen von R_f.
Im Allgemeinen enthalten die Oligomere etwa 5 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise etwa 10 bis 30 Gew.-% an an ein Kohlenstoffatom gebundenes Fluor.
Im Poly(oxyalkylen)-Rest (R³)_y ist R³ ein Oxyalkylenrest mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen wie OCH₂CH₂-, -OCH₂CH₂CH₂-, -OCH₂CH₂CH₂CH₂-, -OCH(CH₃)CH₂- und -OCH(CH₃)CH(CH₃)-, wobei die Oxyalkyleneinheiten in dem Poly(oxyalkylen) dieselben wie in Poly(oxypropylen) sind oder wie in einer heteren geraden oder verzweigten Kette oder statistisch verteiltem Oxyethylen, Oxypropylen und Oxybutyleneinheiten oder wie in einer geraden oder verzweigten Kette von Blöcken von Oxyethyleneinheiten und/oder Blöcken von Oxypropyleneinheiten und/oder Blöcken von Oxybutyleneinheiten als Gemisch vorliegen. Die Poly(oxyalkylen)kette kann durch eine oder mehrere Kettenbindungen unterbrochen sein oder diese einschließen. Wo die Kettenbindungen drei oder mehr Wertigkeiten aufweisen, stellen sie ein Mittel zum Erhalt einer verzweigten Kette von Blöcken von Oxyalkyleneinheiten bereit. Die Poly(oxyalkylen)-Reste in den Oligomeren können gleich oder verschieden sein, und sie können anhängig sein. Das Molekulargewicht des Poly(oxyalkylen)-Rests kann etwa 500 bis 2.500 oder mehr, z. B. 100.000 bis 200.000 oder mehr betragen.
Die Funktion der Bindungen Z und Z' ist, die fluoraliphatischen Reste R_f, die Poly(oxyalkylen)einheiten (R³)_y und die Reste B und B' in dem Oligomer kovalent miteinander zu verbinden. Z und Z' können eine Valenzbindung, z. B. wo ein Kohlenstoffatom eines fluoraliphatischen Rests direkt an ein Kohlenstoffatom der Poly(oxyalkylen)einheit gebunden oder mit dieser verbunden ist, sein. Z und Z' können jeweils auch eine oder mehrere Bindungsgruppen wie eine mehrwertigen aliphatischen und mehrwertigen aromatischen Rest, eine Oxy-, Thio-, Carbonyl-, Sulfon-, Sulfoxy-, Phosphoxy-, Amingruppe und Kombinationen davon wie ein Oxyalkylen-, Iminoalkylen-, Iminoarylenrest, eine Sulfonamido-, Carbonamidogruppe, ein Sulfonamidoalkylen-, Carbonamidoalkylenrest, eine Urethan-, Harnstoff- und Estergruppe umfassen. Die Bindungen Z und Z' für ein spezifisches Oligomer werden durch die Leichtigkeit der Herstellung eines solchen Oligomers und der Verfügbarkeit von notwendigen Vorstufen davon diktiert.
Veranschaulichende Bindungsgruppen Z sind Alkylenreste wie eine Ethylen-, Isobutylen-, Hexylen- und Methylendicyclohexylengruppe mit 2 bis etwa 20 Kohlenstoffatomen, Aralkylenreste wie
mit bis zu 20 Kohlenstoffatomen, Arylenreste wie Tolylen, -C₆H₃(CH₃)-, Poly(oxyalkylen)reste wie -(C₂H₄O)_yC₂H₄-, wobei y ein Wert von 1 bis etwa 5 ist, und verschiedene Kombinationen dieser Reste. Solche Reste können (neben -O-) auch andere Heteroeinheiten, einschließlich -S- und -N- einschließen. Jedoch ist Z vorzugsweise frei von Resten mit aktiven Wasserstoffatomen.
Aus der vorstehenden Beschreibung für Z und Z' ist es klar, dass diese Bindungen eine breite Vielzahl an Strukturen aufweisen können, und sie sogar in dem Fall, in welchem jede eine Valenzbindung ist, nicht als Struktur vorliegen. Jedoch liegt bei einem großen Z oder Z' der Fluorgehalt (der Ort davon ist R_f) in den in der vorstehenden Beschreibung dargelegten Grenzen, und im Allgemeinen beträgt der gesamte Z- und Z'-Gehalt des Oligomers vorzugsweise weniger als 10 Gew.-% des Oligomers.
Der einwertige endständige organische Rest B ist einer, der an den Poly(oxyalkylen)-Rest durch Z' kovalent gebunden ist.
Obwohl die Natur von B variieren kann, ist sie vorzugsweise so, dass sie beim Beibehalten oder Aufbauen der gewünschten Löslichkeit des Oxyalkylens die Poly(oxyalkylen)einheit ergänzt. Der Rest B kann ein Wasserstoffatom, ein Acylrest wie C₆H₅C(O)-, ein Alkylrest, vorzugsweise Niederalkylrest, wie eine Methyl-, Hydroxyethyl-, Hydroxypropyl-, Mercaptoethyl- und Aminoethylgruppe, oder ein Arylrest, wie eine Phenyl-, Chlorphenyl-, Methoxyphenyl-, Nonylphenyl-, Hydroxyphenyl- und Aminophenylgruppe, sein. Im Allgemeinen macht Z'B weniger als 50 Gew.-% der (R³)_yZ'B-Einheit aus.
Die einen fluoraliphatischen Rest enthaltenden Poly(oxyalkylen)-Verbindungen, die in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendet werden, können durch eine Vielzahl von bekannten Verfahren wie durch Kondensation, freie Radikalpolymerisation oder ionische Homopolymerisation oder Copolymerisation unter Verwendung von Lösungs-, Suspensions- oder Feststoffpolymerisationstechniken hergestellt werden, siehe z. B. „Preparative Methods of Polymer Chemistry", Sorenson and Campbell, 2. Ausgabe, Interscience Publishers.
Viele solche einen fluoraliphatischen Rest enthaltende Poly(oxyalkylen)-Verbindungen sind gegenwärtig im Handel erhältlich.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die einen fluoraliphatischen Rest enthaltende Poly(oxyalkylen)-Verbindung einen Fluoralkylrest mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, wobei Perfluoralkylreste besonders bevorzugt sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die einen fluoraliphatischen Rest enthaltende Poly(oxyalkylen)-Verbindung 1 bis 15, jedoch stärker bevorzugt 1 bis 2 und besonders bevorzugt ein Mittel von etwa 1,5 Ethylen- und/oder Propylenreste pro Molekül der einen fluoraliphatischen Rest enthaltenden Poly(oxyalkylen)-Verbindung enthalten.
Besonders bevorzugt schließt die einen fluoraliphatischen Rest enthaltende Poly(oxyalkylen)-Verbindung diejenigen ein, die durch die folgende allgemeine Strukturformel (3) dargestellt werden können: C_aF_2a+1N(CH₃)(W)₃(A)_nB^–X⁺ (3)wobei
B ein wasserlöslicher Rest, ausgewählt aus Sulfat, Sulfonat, Carboxylat, Phosphat oder Posphonat oder ein Halogenatom, ist;
W ein Niederalkylrest, insbesondere -CH₂-, -CH₂CH₂- und/oder -CH₂CH₂CH₂- ist;
A eine Ethoxygruppe (OC₂H₄), Propoxygruppe (OC₃H₆) und/oder Butoxygruppe (OC₄H₈) oder ein Gemisch von zwei oder mehreren solcher Gruppen ist;
X⁺ ein salzbildendes Gegenion wie ein organisches oder anorganisches Gegenion wie ein Alkali- oder Erdalkalimetall-Gegenion ist;
n einen Wert zwischen 1 und 8 darstellt, vorzugsweise ein Wert von 1 bis einschließlich 5 und am stärksten bevorzugt ein Wert von etwa 1 bis etwa 3 ist;
a einen Wert zwischen 1 und 12 darstellt, vorzugsweise ein Wert von 5 bis einschließlich 12 und am stärksten bevorzugt ein Wert von etwa 6 bis etwa 9 ist.
Eine besonders vorteilhafte einen fluoraliphatischen Rest enthaltende Poly(oxyalkylen)-Verbindung, die als Bestandteil (a) der Erfindung verwendet werden kann, ist eine, die gegenwärtig im Handel als Fluorad^® FC-138 von der Minnesota Mining and Manufacturing Co. (St. Paul, MN) erhältlich ist, von welcher beschrieben ist, dass sie eine Zusammensetzung ist, die im Wesentlichen aus 37 Gew.-% Wasser, 27 Gew.-% des fluorchemischen Salzes, 18 Gew.-% Isopropylalkohol und 18 Gew.-% 2-Butoxyethanol besteht. Während es nicht erwünscht ist, an die folgende Darstellung gebunden zu sein, wird angenommen, dass diese vorteilhafte einen fluoraliphatischen Rest enthaltende Poly(oxyalkylen)-Verbindung ein fluorchemisches Salz ist, das der folgenden allgemeinen Strukturformel (4) äußerst ähnlich ist oder durch diese dargestellt werden kann: C₈F₁₇N(CH₃)(CH₂)₃(A)_nOSO₂ ^–X⁺ (4) wobei:
n einen Wert zwischen 1 und 3 darstellt, vorzugsweise ein Wert von 1 bis einschließlich 2 und am stärksten bevorzugt von ein Wert etwa 1,5 ist;
A eine Ethoxygruppe (OC₂H₄) oder eine Propoxygruppe (OC₃H₆) oder ein Gemisch solcher Gruppen, jedoch vorzugsweise eine Ethoxygruppe darstellt;
X⁺ ein salzbildendes Gegenion wie ein Alkali- oder Erdalkalimetall-Gegenion ist.
Die einen fluoraliphatischen Rest enthaltende Poly(oxyalkylen)-Verbindung gemäß Bestandteil (a) ist in den Zusammensetzungen der Erfindung in Mengen zwischen etwa 0,001 Gew.-% bis etwa 3 Gew.-% eingeschlossen, stärker erwünscht liegt die einen fluoraliphatischen Rest enthaltende Poly(oxyalkylen)-Verbindung in einer Menge von 0,1 Gew.-% und 0,5 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung, vor. Es sollte klar sein, dass eine solche einen fluoraliphatischen Rest enthaltende Poly(oxyalkylen)-Verbindung mit weiteren Bestandteilen wie mit Wasser, einem oder mehreren oberflächenaktiven Mitteln in im Handel erhältlichen Zubereitungen bereitgestellt werden kann. Diese sind in weiterem Detail wie in vorstehend angegebenem U. S. Patent Nr. 5,370,919 an Fieuws beschrieben.
Besonders vorteilhaft verwendete Materialien, die behandelten Substraten wasser- und/oder ölabweisende Eigenschaften verleihen können, schließen bestimmte oberflächenaktive Fluor-Zusammensetzungen ein, die in Mengen zugesetzt werden können, welche die ölabweisende Eigenschaft, d. h. die oleophoben Eigenschaften von Substraten, die mit den hier gelehrten Zusammensetzungen behandelt werden, ermöglichen. Eine solche beispielhafte weitere oberflächenaktive Fluor-Zusammensetzung, die erwünschtermaßen in den Zusammensetzungen der Erfindung eingeschlossen ist, ist ein Perfluorpropionat gemäß der Formel: F(CF₂)_n-CH₂CH₂-S-CH₂CH₂-COO^–X⁺ (A)wobei:
n eine ganze Zahl mit einem Wert von 6 bis 12 ist; und
X⁺ ein salzbildendes Gegenion, vorzugsweise Lithium ist.
Eine andere beispielhafte weitere oberflächenaktive Fluor-Zusammensetzung, schließt ein Perfluoralkylphosphat oder ein Salz davon gemäß der Formel (B) ein:
wobei:
n eine ganze Zahl mit einem Wert von 6 bis 12 ist.
Diese oberflächenaktiven Fluor-Zusammensetzungen gemäß den Formeln (A) und (B) können einzeln oder in einem Gemisch verwendet werden. Werden sie in einem Gemisch verwendet werden, liegt das Gewichtsverhältnis des Perfluorpropionats zu dem Perfluoralkylphosphat erwünschtermaßen im Bereich von etwa 1 : 1 bis 1 : 2. Solch ein Gemisch ist gegenwärtig im Handel als ZONYL^® 7950 erhältlich. Solche oberflächenaktiven Fluor-Zusammensetzungen schließen diejenigen ein, die in US 5,439,610 an Ryan, et al. beschrieben sind, wobei die Inhalte dieses Patents hier unter Bezugnahme aufgenommen sind.
Zusätzliche beispielhafte weitere oberflächenaktive Fluor-Zusammensetzungen, die in den Zusammensetzungen der Erfindung erwünschtermaßen eingeschlossen sind, schließen Materialien ein, die gegenwärtig im Handel unter der Marke ZONYL^® von E. I. DuPont de Nemours Co. erhältlich sind. Beispielhafte Materialien schließen ZONYL^® FS A, das als F(CF₂CF₂)_3-8CH₂CH₂SCH₂CH₂CO₂Li beschrieben ist; ZONYL^® FSP, das als (F(CF₂CF₂)_3-8CH₂CH₂O)P(O)(ONH₄)₂ beschrieben ist; ZONYL^® FSE, das als (F(CF₂CF₂)_3-8CH₂CH₂O)₂P(O)(ONH₄)₂ beschrieben ist; ZONYL^® UR, das als F(CF₂CF₂)_3-8CH₂CH₂O)P(O)(OH)₂ sowie als (F(CF₂CF₂)_3-8CH₂CH₂O)₂P(O)(OH) beschrieben ist; ZONYL^® FSJ, das als (F(CF₂CF₂)_3-8CH₂CH₂O)P(O)(ONH₄)₂ in Verbindung mit einem nichtfluorierten oberflächenaktiven Mittel beschrieben ist; ZONYL^® TBS, das als F(CF₂CF₂)_3-8CH₂CH₂SO₃H sowie als F(CF₂CF₂)_3-8CH₂CH₂SO₃NH₄ beschrieben ist, ein. Jedes dieser Materialien kann gemeinsam, wie in einem Gemisch aus zwei oder mehreren oberflächenaktiven Fluor-Mitteln, oder einzeln verwendet werden. Unter diesen Materialien sind diejenigen, die als ZONYL^® 7950 erhältlich sind, bevorzugt.
Noch ein weiteres Material, das die Wiederverschmutzungsresistenz von mit den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen behandelten faserartigen Substraten verbessert, sind bestimmte fluorierte Acrylpolymere, einschließlich diejenigen, die der Formel (C) entsprechen: CF₃(CF₂)_nCH₂OCOC(CH₃)=CH₂ (C)wobei n einen Wert von 6–8 darstellt.
Dieses fluorierte Acrylat-Copolymer kann im Allgemeinen durch einen Gesamt-Fluorgehalt, basierend auf Polymerfeststoffe, von etwa 0,6% gekennzeichnet sein. Dieses fluorierte Acrylatcopolymer kann auch einen Zinkkomplex zum Wirken als Vernetzungsmittel enthalten. Die Zahlenmittel (Mn) und Gewichtsmittel (Mw) der Molekulargewichte liegen im Allgemeinen im Bereich von etwa 9.000 beziehungsweise 10.500. Ein solches fluoriertes Acrylatcopolymer kann im Handel als Dispersion auf Wasserbasis mit etwa 76–77 Gew.-% Wasser; 18–19 Gew.-% Acrylatcopolymer; 1 Gew.-% Nonylphenoxypolyethoxyethanol; 1 Gew.-% Natriumlaurylsulfat; und 1 Gew.-% Zinkoxidkomplex (wobei Gew.-% der Inhaltsstoffe auf dem Gesamtgewicht der Wasserdispersion basiert) als SYNTRAN^® 1575 (Interpolymer Corporation, Canton, MA) erhalten werden. Wird dieses Zusammensetzungs-SYNTRAN^® 1575 als Bestandteil (b) eingesetzt, kann sie in den vorliegenden erfindungsgemäßen Zusammensetzungen in solchen Mengen eingeschlossen sein, dass das fluorierte Acrylatcopolymer mit 0,001 bis 2 Gew.-%, erwünschtermaßen in Mengen von 0,001 Gew.-% bis 0,75 Gew.-% und am stärksten erwünscht in Mengen von 0,05 Gew.-% bis 0,5 Gew.-% vorliegt, wobei solche genannten Gewichte auf dem Gewicht der vorliegenden fluorierten Acrylpolymere und/oder Salze davon basieren.
Eine weitere besonders nützliche Verbindung gegen die Wiederverschmutzung, die in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen vorliegt, ist eine nicht-halogenierte insbesondere nicht-fluorierte Acrylpolymerverbindung, die durch die Formel (D) dargestellt werden kann: (-CH₂-CH(COOR)-)_n (D)wobei n ein Wert von größer als 50 ist.
Eine solches nicht-fluoriertes Acrylpolymer ist gegenwärtig im Handel erhältlich und kann als wässrige Dispersion, die 78–79 Gew.-% Wasser, 18–19 Gew.-% des nicht-fluorierten Acrylpolymers, 1 Gew.-% Natriumlaurylsulfat, 1 Gew.-% Natriumnonylphenoxypolyethoxyethanolsulfat und 1 Gew.-% Zinkoxidkomplex einschließt, als SYNTRAN^® 1580, sowie als Dispersion, die 74–75 Gew.-% Wasser, 23–24 Gew.-% des nicht-fluorierten Acrylpolymers, 1 Gew.-% Natriummonoalkylarylpolyethoxysulfosuccinat und 1 Gew.-% Natriumlaurylsulfat einschließt, als SYNTRAN^® 1588 erhalten werden. Diese Materialien werden vom Hersteller als in Wasser unbegrenzt mischbar betrachtet, und ersteres wird als wässrige Dispersion mit einem pH-Wert von 8,3 bis 9,3 und letzteres als wässrige Dispersion mit einem pH-Wert von 7,7 bis 8,7 bereitgestellt. Beide dieser Materialien können von Interpolymer Corporation (Canton, MA) erhalten werden.
In den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sollte das Gesamtgewicht solcher optionalen Bestandteile etwa 20 Gew.-% des Gesamtgewichts der Zusammensetzung nicht übersteigen, stärker bevorzugt sollte es etwa 10 Gew.-% nicht übersteigen und umfasst am stärksten bevorzugt weniger als etwa 7 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht der erfindungsgemäßen Zusammensetzung.
Es sollte klar sein, dass, obwohl die wässrigen Zusammensetzungen, von welchen hier gelehrt wird, allgemein in Verbindung mit der Reinigung von Teppichen und Teppichfasern erörtert sind, sie zum Behandeln von Fasern, Geweben und Stoffen verwendet werden können. Diese schließen diejenigen ein, die mit oder aus einer oder mehreren natürlich vorkommenden Fasern wie Baumwolle und Wolle, wiedergewonnenen natürlichen Fasern, einschließlich wiedergewonnener Zellulose, und diejenigen, die mit oder aus synthetisch hergestellten Fasern wie Polyamide, Polyolefine, Polyvinylidenchloride, Acetate, Nylons, Polyacrylverbindungen, Rayon und Polyesterfasern hergestellt sind, ein. Gemische aus zwei oder mehreren solcher faserartigen Materialien sind ebenso ausdrücklich berücksichtigt. Solche Gewebe und Stoffe können gewebte, vliesartige oder gestrickte Materialien sein.
Die Zusammensetzungen der Erfindung können in herkömmlicher Weise wie durch einfaches Mischen der Bestandteile unter Bildung der letztendlichen wässrigen Reinigungszusammensetzung hergestellt werden. Die Reihenfolge der Zugabe ist nicht entscheidend. Vorteilhafterweise werden alle anderen Bestandteile als Wasser einem Teil der gesamten Wassermenge zugesetzt und dann gut gemischt. Erwünschtermaßen werden die oberflächenaktiven Verbindungen zuerst zu einem Wasservolumen, gefolgt von beliebigen übrigen Zusatzstoffen, insbesondere den optionalen Bestandteilen und dann der übrigen Wassermenge zugesetzt. In einigen Fällen, in welchen bestimmte der erwünschten Bestandteile (wie bestimmte nichtionische oberflächenaktive Mittel) bei Raumtemperatur keine Flüssigkeiten sind, kann es erforderlich sein, dass solche geschmolzen und/oder in einem Aliquot des Wasservolumens gewöhnlich unter Zuhilfenahme einer Dispergier- oder Löslichmachungshilfe dispergiert werden. Nachfolgend wird dann jeglicher übriger Wasserausgleich, falls einer erforderlich sein sollte, zugesetzt. Beliebige pH-Wert einstellende Mittel und/oder pH-Puffer-Zusammensetzungen werden erwünschtermaßen als letztes in einer ausreichenden Menge zugesetzt, um die gebildete Zusammensetzung in den gewünschten pH-Bereich zu bringen.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können günstigerweise auf ein Substrat in beliebiger oder einer Vielzahl an herkömmlichen Arten wie durch Sprühen, Tauchen, Beschichten, Füllen, Schaum- oder Walzenauftragung oder durch eine Kombination von einem oder mehreren davon oder mit anderen nicht angegebenen, jedoch im Fachgebiet bekannten Verfahren aufgetragen werden. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen werden bei der Reinigung von Teppichoberflächen in herkömmlicher Weise verwendet. Im Allgemeinen werden Teppiche effektiv gereinigt, indem etwa 5 g/Quadratfuß der Teppichoberfläche mit der wässrigen Reinigungszusammensetzung besprüht wird und man die Zusammensetzung nachfolgend die Teppichoberfläche und die Fasern durchdringen lässt. Erwünschtermaßen wird dies weiter durch die Verwendung einer manuellen Bewegungswirkung wie durch Schrubben einer Fläche des zu behandelnden Teppichs mit einer Vorrichtung wie einer Bürste, einem Schwamm, einem Mopp, einem Tuch, einem Vlies und dergleichen, bis die wässrige Zusammensetzung unter den Teppichfasern gut durchmischt ist, erleichtert. Nachfolgend lässt man die behandelte Fläche trocknen, was gewöhnlich so wenig wie 5–10 Minuten auf Flächen mit starker Wärme und niedriger Feuchtigkeit bis mehr als eine Stunde oder mehr in schlecht erwärmten und stark feuchten Orten dauert. Im Allgemeinen dauert die Trocknungsdauer unter typischen Bedingungen zwischen etwa 15 Min. bis etwa 30 Min. Gegebenenfalls, jedoch kann erwünschtermaßen kann jegliche restliche Zusammensetzung von dem Teppich durch Saugen in herkömmlicher Weise entfernt werden. In einer weiteren optionalen Technik kann der Teppich gebürstet werden, so dass jeglicher unterhalb der Teppichfasern liegende Rest der wässrigen Zusammensetzung entfernt wird, und dann aus der Teppichfläche gesaugt oder ausgebürstet wird.
Im Gegensatz zu vielen im Fachgebiet bekannten Zusammensetzungen stellen die erfindungsgemäßen wässrigen Zusammensetzungen der behandelten Teppichoberfläche überraschend gute Reinigungswirksamkeit und gleichzeitig eine überraschend wirksame Eigenschaft gegen die Wiederverschmutzung bereit. Folglich stellen die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung überraschenderweise diese wünschenswerten Leistungen unter Verwendung von geringen Kosten und allgemein erhältlichen Materialien häufig ohne die Notwendigkeit des Einschlusses von teureren im Fachgebiet benannten Mitteln gegen die Wiederverschmutzung oder mit solchen teureren Materialien in geringeren Mengen bereit.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die überragenden Eigenschaften der Formulierungen der Erfindung und besonders bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen. Die Begriffe „Gewichtsteile" oder „Gewichtsprozent" werden in der Beschreibung und in den folgenden Beispielen austauschbar verwendet, wobei die Gewichtsprozente jedes der einzelnen Bestandteile, wenn nicht anders angegeben, in Gewichtsprozent, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung, angegeben sind.
Beispiele
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die überragenden Eigenschaften der Formulierungen der Erfindung und besonders bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen. Beispielhafte Formulierungen, die in Tabelle 1 veranschaulicht sind, geben die Gewichtsprozente von jedem der einzelnen Bestandteile, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung, von welcher sie einen Teil bilden, an.
Die detaillierter in nachstehender Tabelle 1 beschriebenen Beispielformulierungen wurden gemäß dem folgenden allgemeinen Protokoll hergestellt. In einem Mischgefäß (Becherglas, ausgestattet mit einem Magnetrührer) wurde zunächst ein Teil der gesamten Wassermenge bereitgestellt, der Rührer wurde dann in Betrieb genommen, und dem Wasser wurden dann die übrigen Bestandteile zugesetzt. Die Reihenfolge der Zugabe der übrigen Bestandteile variierte von Formulierung zu Formulierung, da die Reihenfolge der Zugabe nicht entscheidend ist, jedoch wurde im Allgemeinen zuerst die Zugabe von oberflächenaktiven Mitteln zu dem Wasser als Hilfe beim Lösen/Dispergieren der übrigen Bestandteile durchgeführt. Die Inhaltsstoffe des Mischgefäßes wurden gut gemischt und schließlich wurde dann der restliche Wasserausgleich, falls einer erforderlich war, zugesetzt. Diese Beispielformulierungen wurden in den nachfolgenden Testprotokollen „wie hergestellt", d. h. ohne weitere Verdünnung verwendet.
In den Umfang der Erfindung fallende Beispiele sind als „Bsp." bezeichnet, während „Vergleichsbeispiele" mit vorangestelltem „V" versehen sind.
Die Identität der einzelnen zum Herstellen der Formulierungen von Tabelle 1 verwendeten Bestandteile sind nachstehend in Tabelle 2 angegeben. Die Mengen in Tabelle 1 basieren auf dem wie vom jeweiligen Lieferanten gelieferten „Istzustand". Die Gewichtsprozente von „Aktivstoffen" in einem jeweiligen Bestandteil sind nachstehend in Tabelle 2 angegeben.
Die in vorstehender Tabelle 1 angegebenen Formulierungen wurden auf deren allgemeines Reinigungsverhalten und Verhalten gegen die Wiederverschmutzung auf Standard-Teppichsubstraten gemäß zwei Tests, dem „Kugelmühlen"-Test und „Hausflur"-Test, getestet. In beiden dieser Tests wurden Teppichproben, die aus hellbeige gefärbtem ebenem Nylon-Schlingenteppich mit mittlerer Stapeldichte hergestellt waren, als Standardtestsubstrat verwendet. Solche Teppichproben ähneln denjenigen, die gegenwärtig im Handel als Teppiche des Typs DuPont Stainmaster^® von einer Vielzahl von kommerziellen Quellen erhältlich sind. Solche Teppichproben wurden als Standard-Testsubstrate in den folgenden Bewertungen der Reinigung und Eigenschaft gegen die Wiederverschmutzung wie nachstehend weiter beschrieben verwendet.
Von den getesteten Teppichproben wurde unter Verwendung eines Gardener-Kolorimeters und einer „LAB-Farbskala" die Reflektion bewertet. Diese Ergebnisse wurden verwendet, um ein quantitatives Mittel für die Lichtreflexion, die ein nützliches Maß für das Verhalten gegen die Wiederverschmutzung einer getesteten Formulierung ist, bereitgestellt. Diese Ergebnisse wurden auch für eine Teppichoberfläche bewertet, die mit keiner Zusammensetzung behandelt war und als „Kontrolle (unbehandelt)" in den folgenden Tabellen angegeben ist.
Kugelmühlen-Test
Der Kugelmühlen-Test wurde im Allgemeinen gemäß dem AATCC-Testverfahren 123-1989 für "Carpet Soiling: Accelerated Soiling Method" wie veröffentlicht im AATCC-Technical Manual, veröffentlicht 1992, durchgeführt.
Der Kugelmühlen-Test wurde dreimal unter Verwendung von verschiedenen Formulierungen durchgeführt; die Identität dieser besonderen Formulierungen ist in der folgenden Tabelle 3 angegeben.
In jedem dieser Tests wurde eine andere wie vorstehend beschriebene Test-Teppichprobe mit einer Länge von etwa 23 Inch (58,5 cm) und einer Breite von etwa 6 Inch (15,25 cm) verwendet. Diese Test-Teppichproben wurden in aufeinanderfolgende Zonen aufgeteilt, wobei jede Zone eine Breite von 6 Inch (15,25 cm) aufwies und Teile entlang der Länge der Teppichprobe belegte. Die Zonen wurden in numerischer Folge, beginnend bei einem Ende der Teppichprobe und fortlaufend in angrenzenden Zonen zu dem gegensätzlichen Ende der Teppichprobe gegliedert. Insbesondere wies die an ein Ende der Teppichprobe grenzende Zone 1 eine Breite von 6 Inch (15,25 cm) und eine Länge von 4 Inch (10,5 cm) auf, womit ein Oberflächenbereich des Test-Teppichs von 24 Quadratinch (160 cm²) bereitgestellt wurde. Die nächste angrenzende Zone war Zone 2 mit einer Breite von 6 Inch (15,25 cm) und einer Länge von 3 Inch (7,6 cm), wodurch ein Oberflächenbereich des Test-Teppichs von 18 Quadratinch (116 cm²) bereitgestellt wurde. Die an das Ende der zweiten Zone grenzende dritte Zone war 6 Inch (15,25 cm) breit und 3 Inch (7,6 cm) lang, womit wieder ein Oberflächenbereich des Test-Teppichs von 18 Quadratinch (116 cm²) bereitgestellt wurde. Die nächste, Zone 4 grenzte an Zone 3 und wies eine Breite von 6 Inch (15,25 cm) und eine Länge von 3 Inch (7,6 cm) auf, wodurch wieder ein Oberflächenbereich des Test-Teppichs von 18 Quadratinch (116 cm²) bereitgestellt wurde. Die nächste Zone, Zone 5 grenzte an die vorherige Zone 4 und war 6 Inch (15,25 cm) breit und ebenso 3 Inch (15,25 cm) lang, und dies stellte einen Oberflächenbereich des Test-Teppichs von 18 Quadratinch (116 cm²) bereit. Die nächste folgende Zone, Zone 6 wies eine Breite von 6 Inch (15,25 cm) und eine Länge von 3 Inch (7,6 cm) auf, wodurch ein Oberflächenbereich des Test-Teppichs von 18 Quadratinch (116 cm²) bereitgestellt wurde. Die letzte Zone, welche den restlichen Teil der Teppich-Testprobe belegte, grenzte an Zone 6 und war 6 Inch (15,25 cm) breit und belegte die übrigen 4 Inch (10,5 cm) der Länge der Teppich-Testprobe und wird als Zone 7 bezeichnet. Diese Zone 7 stellte einen Teppich-Testbereich von 24 Quadratinch (160 cm²) bereit.
Gemäß Test 1 wurden auf die vorstehend beschriebene Zone 2 etwa 3,65 g Formulierung V2 aufgetragen. Gleichermaßen wurden auf Zone 4 etwa 3,65 g Formulierung gemäß V3 und in einer ähnlichen Weise etwa 3,65 g der Formulierung gemäß Beispiel 1 auf Zone 6 aufgetragen. Anschließend wurde jede dieser Zonen der Teppich-Testprobe im Teppich unter Verwendung von 20 Querstrichen und 20 Längsstrichen, die manuell in gleichförmiger Weise unter Verwendung eines sauberen gefalteten Labor-Vlies-Wischers (KIMWIPE^® Kimberly Clark Corporation) aufgetragen wurden, geschrubbt. Man ließ diese Teppich-Testprobe dann über Nacht trocknen.
Am nächsten Tag wurde die behandelte Test-Teppichprobe dann dem AATCC-Testverfahren 123-1989 unterzogen, wobei die Teppichprobe mit einem synthetisch hergestellten Schmutz für eine bestimmte Zeitdauer gerollert wurde. Dieser synthetische Schmutz umfasste folgendes: 28 Gew.-% Torfmoos, 17 Gew.-% Portland-Zement, 17 Gew.-% Kaolinton, 17 Gew.-% Siliciumdioxid (200 Mesh), 1,75 Gew.-% Ruß (Lampen- oder Ofenruß), 0,50 Gew.-% rotes Eisenoxid und 8,75 Gew.-% Mineralöl medizinischen Grades. Dieser synthetische Schmutz wurde gemäß dem genannten AATCC-Testverfahren hergestellt.
Die Teppichproben wurden dann in Porzellan-Kugelmühlen gegeben und mit Proben des synthetisch hergestellten Schmutzes sowie Kieselsteinen für eine Dauer von 5 Minuten getrommelt, wonach die Test-Teppichprobe entfernt wurde. Anschließend wurde die Test-Teppichprobe durch leichtes Saugen mit einem Tank-Saugreiniger gemäß dem AATCC Testprotokoll gereinigt.
Anschließend wurde die Test-Teppichprobe unter Verwendung eines BYK-Gardener-Spektrophotometer/Kolorimeters, eingestellt auf eine „D65" Beleuchtung, auf Lichtreflexion bewertet. Neun Ablesungen wurden für jede Zone der Test-Teppichprobe genommen, und der Mittelwert für „L" wurde durch das BYK-Gerät aufgezeichnet. Diese Ablesung gibt die „Helligkeit" oder „Dunkelheit" einer bewerteten Probe an, welche die relevantesten Daten in Bezug auf den Grad der Eigenschaften gegen die Wiederverschmutzung einer Testformulierung bereitstellte. Diese Ablesungen sind in Tabelle 3 angegeben.
Gleichermaßen wurde das vorstehend umrissene Protokoll für Test 2 wiederholt, außer dass in Zone 2 etwa 3,65 g der Formulierung von V2, auf Zone 4 etwa 3,65 g der Formulierung von Beispiel 2 und auf Zone 6 etwa 3,65 g der Formulierung von Beispiel 3 aufgetragen wurden. Alle anderen Teile des Tests wurden im Wesentlichen in derselben Weise wie vorstehend in Bezug auf Test 1 durchgeführt. Die wie von dem BYK-Gardener-Spektrophotometer/Kolorimeter erhaltene prozentuale Reflektion ist gleichermaßen in Tabelle 3 angegeben.
Gleichermaßen wurde dasselbe allgemeine Testprotokoll wie für Test 1 ebenso beim Durchführen von Test 3 verwendet. Jedoch wurden in Test 3 etwa 3,65 g der Formulierung gemäß V1 auf Zone 2, etwa 3,65 g gemäß V2 auf Zone 4 und etwa 3,65 g der Formulierung gemäß Beispiel 4 auf Zone 6 der Standard-Teppichprobe aufgetragen. Wieder sind die aus den Messungen unter Verwendung des BYK-Gardener-Spektrophotometer/Kolorimeters erhaltenen Ergebnisse in Tabelle 3 angegeben.
Wie aus den für Test 1 angegebenen Ergebnissen ersichtlich, enthielt die Formulierung gemäß V2 keinen fluorchemischen Bestandteil und keinen EDTA-Bestandteil und zeigte auch die schlechtesten Eigenschaften gegen die Wiederverschmutzung. Die Formulierung gemäß V3 schloss einen fluorchemischen Bestandteil ein und zeigte eine leichte Erhöhung in den Eigenschaften gegen die Wiederverschmutzung. Überraschenderweise jedoch stellt die Zugabe der von EDTA-Salzmengen weiter in Verbindung mit der Fluorchemikalie wie in Beispiel 1 veranschaulicht eine wesentliche Erhöhung in den Eigenschaften gegen die Wiederverschmutzung bereit, die sowohl besser als die Formulierung gemäß V3 sowie besser als die Kontroll-Test-Teppichprobe (unbehandelt) ist.
Wendet man sich nun den in Verbindung mit Test 2 angegebenen Ergebnissen zu, enthielt jede der Formulierungen in Test 2 keinen fluorchemischen Bestandteil. Wie aus diesen Ergebnissen ersichtlich, enthielt die Formulierung gemäß V2 keine Fluorchemikalie und kein EDTA-Salz und zeigte schlechte Eigenschaften gegen die Wiederverschmutzung. Die nächste Formulierung gemäß Beispiel 2 enthielt eine geringe Menge an EDTA-Salzen und zeigte ähnliche Eigenschaften gegen die Wiederverschmutzung wie diejenige von V2. Wieder zeigt die Zugabe von höheren Mengen an EDTA-Salzen zu der Formulierung überraschenderweise, wie durch Beispiel 3 von Test 2 gezeigt, eine deutliche und überraschende Verbesserung in den Eigenschaften gegen die Wiederverschmutzung. Es wurde auch beobachtet, dass die Kontroll-Test-Teppichprobe (unbehandelt) ausgezeichnete Eigenschaften gegen die Wiederverschmutzung zeigte. Dies kann teilweise der Tatsache zugeschrieben werden, dass die Kontroll-Test-Teppichproben (unbehandelt) mit keiner flüssigen chemischen Zusammensetzung wie Formulierungen von Tabelle 1 bereitgestellt waren und folglich eine minimale oder vernachlässigbare Wirkung für das Anziehen von Schmutz auf deren unbehandelte Oberflächen aufweisen würden.
In Bezug nun auf die für Test 3 angegebenen Ergebnisse schloss die erste Formulierung gemäß V1 weder einen nichtionischen oberflächenaktiven Bestandteil, weder fluorchemische Bestandteile und weder EDTA-Salze ein, noch stellten sie der Teppichoberfläche einen guten Grad an Eigenschaften gegen die Wiederverschmutzung bereit. Die Abwesenheit von Bestimmte Bestandteile, insbesondere die nichtionischen oberflächenaktiven Mittel, von welchen im Fachgebiet bekannt ist, dass sie klebrige und haftbare gute Mittel zum Anziehen und Halten für Schmutzteilchen sind, sind in der Formulierung gemäß V1 nicht erhalten. Wendet man sich nun Formulierung gemäß V2 zu, schloss diese Formulierung nichtionische oberflächenaktive Mittel ein, und eine begleitende Verminderung in den Eigenschaften gegen die Wiederverschmutzung der Test-Teppichprobe wurde beobachtet. Wendet man sich nun der übrigen Formulierung gemäß Beispiel 4 zu, die eine bemerkenswerte Menge an EDTA-Salzen sowie dieselbe Menge an nichtionischen oberflächenaktiven Mitteln gemäß V2 einschloss. Überraschenderweise wurde eine beachtliche Verbesserung in den Eigenschaften gegen die Wiederverschmutzung trotz den relativ hohen Mengen des nichtionischen oberflächenaktiven Bestandteils erzielt. Ferner waren die Ergebnisse, die mit der Verwendung der Formulierung von Beispiel 4 erhalten wurden, vorteilhaft mit denjenigen des Kontroll-Teils (unbehandelt) der Test-Teppichprobe vergleichbar. Es sollte auch angemerkt werden, dass in Beispiel 4 die erhöhte Menge an Zitronensäure als pH-Wert einstellendes Mittel bereitgestellt wurde.
Hausflur-Test
Ein für die Ergebnisse als repräsentativ geltender Test einer charakteristischeren Abstimmung für einen Teppich wurde durchgeführt. In diesem Test wurde ein mit verschiedenen der in Tabelle 1 angegebenen Formulierungen behandeltes Test-Teppichstück in einem belebten Hausflur für eine Zeitdauer ausgelegt. Die Teppichprobe war der vorstehend beschriebene Teppich des Typs DuPont Stainmaster^® und maß 3 Fuß in der Breite und 7 Fuß in der Länge. Diese Teppichprobe wurde in 5 Zonen aufgeteilt, wobei die erste Zone an einem Ende begann und 3 Fuß breit und 2 Fuß lang war. Zone 2 grenzte an vorherige Zone 1 und war 3 Fuß (0,9 m) breit war und erstreckte sich über eine Länge von 1 Fuß (0,3 m). Die nächste angrenzende Zone, Zone 3, war 3 Fuß (0,9 m) breit und erstreckte sich über eine Länge von 1 Fuß (0,3 m). Die an vorherige Zone 3 grenzende Zone 4 war 3 Fuß (0,9 m) breit und 1 Fuß (0,3 m) lang. Die letzte Zone, Zone 5, bestand aus der restlichen Länge von 2 Fuß (0,6 m) des Test-Teppichstücks und war 3 Fuß (0,9 m) breit. Diese Test-Teppichprobe wurde gemäß dem folgenden Protokoll behandelt: Zone 1 und Zone 5 wurden unbehandelt gelassen und sind als „Kontrolle (unbehandelt)" bezeichnet und wurden als Vergleichsbeispiel verwendet. Auf Zone 2 wurden etwa 50 g der wie im Detail in vorstehender Tabelle 1 beschriebenen Formulierung gemäß V1 aufgetragen. Auf Zone 3 wurden 50 g Formulierung V2 von Tabelle 1 und auf Zone 4 50 g der Formulierung gemäß Beispiel 4 aufgetragen, wobei jede davon in vorstehender Tabelle 1 beschrieben ist. Danach wurde jede dieser Formulierungen in ihre jeweiligen Zonen des Teppichs unter Verwendung von 20 Querstrichen und 20 Längsstrichen geschrubbt. Das Schrubben wurde manuell in gleichförmiger Weise unter Verwendung eines sauberen gefalteten Labor-Vlies-Wischers (KIMWIPE^®, Kimberly Clark Corporation) durchgeführt. Man ließ die Teppich-Testprobe dann über Nacht trocknen.
Die so behandelte Test-Teppichprobe wurde im Hausflur ausgelegt und unter Verwendung eines starken Haftstreifens an ihren Kanten festgeklebt. Der Teppich wurde für eine Dauer von 4 Wochen an diesem Ort gelassen, und es wurde den üblichen Passanten des Hausflurs gestattet, die gesamte Oberfläche der so ausgelegten Test-Teppichprobe zu passieren. Es wurde geschätzt, dass während dieser vierwöchigen Dauer etwa 16.000 Personen die Oberfläche der Test-Teppichprobe passierten. Nachfolgend wurde die Test-Teppichprobe vom Boden entfernt und jede der Zonen unter Verwendung des BYK-Gardener-Spektrophotometer/Kolorimeters, eingestellt auf eine D65 Beleuchtung, wie vorstehend in Bezug auf den Kugelmühlen-Test beschrieben, bewertet. Wie darin wurden neun Ablesungen für jede der Zonen genommen, und der Mittelwert dieser ist in Tabelle 4 angegeben.
Wie aus den in Tabelle 4 angegebenen Ergebnissen ersichtlich, schloss die Formulierung gemäß V1 keinen nichtionischen Bestandteil, keinen fluorchemischen Bestandteil und keine EDTA-Salze ein. Die Formulierung gemäß V2 schloss einen nichtionischen oberflächenaktiven Bestandteil, keinen fluorchemischen Bestandteil und keine EDTA-Salze in ihrem Ansatz ein. Wie ersichtlich, ist die angegebene prozentuale Lichtreflexion gegenüber derjenigen der vorherigen Probe etwas geringer.
Überraschenderweise stellte die Formulierung gemäß Beispiel 4, die keine Fluorchemikalie jedoch eine höhere Menge an EDTA-Salzen einschloss, deutlich verbesserte Ergebnisse im Hinblick auf die höchste Reflektion der Ablesung von jedem der getesteten Bereiche des Test-Teppich-Substrats in diesem Test (Test Nr. 4) bereit. Folglich ist ersichtlich, dass trotz den erhöhten Mengen des nichtionischen oberflächenaktiven Mittels die Zugabe der größeren Mengen des Tetranatrium-EDTA-Salzes zu den Zusammensetzungen von Beispiel 4 eine deutliche Verbesserung der gesamten Eigenschaften gegen die Wiederverschmutzung der Formulierung bereitstellte, die besser als die Formulierung gemäß V1 sowie die ein nichtionisches oberflächenaktives Mittel enthaltende Formulierung V2 war.

Claims

Wässrige Teppichreinigungszusammensetzung, die folgende Bestandteile umfasst: A) 0,1 bis 11 Gew.-% einer oder mehrerer oberflächenaktiver Verbindungen ausgewählt aus anionischen, nicht-ionischen und amphoteren oberflächenaktiven Verbindungen; B) 0,5 bis 50 Gew.-% eines Aminopolycarbonsäuresalzes; C) 0,1 bis 3,0 Gew.-% eines organischen Lösungsmittels, das bei einer Temperatur von 25°C einen Dampfdruck von weniger als 6,7 Pa (0,5 mm Hg) aufweist; und D) 0 bis 20 Gew.-% eines oder mehrerer optionaler Bestandteile.
Wässrige Teppichreinigungszusammensetzung gemäß Anspruch 1, umfassend: 0,5 bis 1,5 Gew.-% eines anionischen oberflächenaktiven Mittels basierend auf einer oder mehreren Sulfat- oder Sulfonatverbindungen; 0,05 bis 0,5 Gew.-% eines nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels basierend auf einem oder mehreren alkoxylierten aliphatischen Alkoholen; 0,5 bis 6,0 Gew.-% eines Aminopolycarbonsäuresalzes; 0,1 bis 5,0 Gew.-% mindestens eines organischen Lösungsmittelbestandteils; und 0 bis 10 Gew.-% eines oder mehrerer Bestandteile ausgewählt aus organischen Lösungsmitteln oder Colösungsmitteln, Chelatbildnern, weiteren die Wiederverschmutzung verhindernden Mitteln, Duftstoffen, Konservierungsmitteln, die Viskosität modifizierenden Mitteln, pH-Wert einstellenden Mitteln, pH-Puffern, Mitteln, um Teppichen und Teppichfasern wasserabweisende Eigenschaften zu verleihen, Mitteln, um Teppichen und Teppichfasern ölabweisende Eigenschaften zu verleihen, und fleckabweisende Eigenschaften verleihende Zusammensetzungen basierend auf einer Fluor enthaltenden Verbindung.
Wässrige Teppichreinigungszusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder 2, die als organisches Lösungsmittel einen C₃-C₈ Alkohol und/oder einen C₃-C₂₀ Glycolether umfasst.
Wässrige Teppichreinigungszusammensetzung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, die mindestens 1 Gew.-% eines Aminopolycarbonsäuresalzes umfasst.
Wässrige Teppichreinigungszusammensetzung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, die ein fluoriertes Acrylcopolymer der Formel (C) umfasst: CF₃(CF₂)_nCH₂OCOC(CH₃)=CH₂ (C)wobei n einen Wert von 6 bis 8 darstellt.
Wässrige Teppichreinigungszusammensetzung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, die eine nicht-fluorierte Acrylpolymerverbindung der Formel (D) umfasst: (-CH₂-CH(COOR)-)_n (D)wobei n ein Wert größer als 50 ist.
Wässrige Teppichreinigungszusammensetzung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, die ein fluoraliphatisches Oligomer oder Polymer der Formel (1) oder (2) umfasst: (R_f)_sZ[(R³)_yZ'B]_t (1) [(R_f)_sZ[(R³)_yZ'B']_t]_w (2) wobei: R_f ein fluoraliphatischer Rest ist; Z eine Bindung ist, durch die R_f- und (R³)_y-Einheiten kovalent miteinander verbunden sind; (R³)_y eine Poly(oxyalkylen)-Einheit ist, wobei R³ ein Oxyalkylenrest mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen ist und y eine ganze Zahl (wenn die oben stehenden Formeln einzelne Verbindungen darstellen) oder einen Wert (wenn die oben stehenden Formeln Gemische darstellen) von mindestens 1 darstellt; B ein Wasserstoffatom oder ein einwertiger endständiger organischer Rest ist; B' wie B definiert ist oder eine Valenzbindung ist, mit der Maßgabe, dass mindestens ein B' eine Valenzbindung darstellt, die einen an Z gebundenen Rest R³ an ein weiteres Z bindet; Z' eine Bindung ist, durch die B oder B' und R³ kovalent miteinander verbunden sind; s eine ganze Zahl oder ein Wert von mindestens 1 ist; t eine ganze Zahl oder ein Wert von mindestens 1 ist; und w eine ganze Zahl oder ein Wert größer als 1 ist.
Wässrige Teppichreinigungszusammensetzung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, die eine einen fluoraliphatischen Rest enthaltende Poly(oxyalkylen)-Verbindung der Formel (3) umfasst: C_aF_2a+1N(CH₃)(W)₃(A)_nB^–X⁺ (3)wobei: B ein wasserlöslicher Rest, ausgewählt aus Sulfat, Sulfonat, Carboxylat, Phosphat oder Phosphonat oder ein Halogenatom ist; W ein Niederalkylrest ist; A eine Ethoxygruppe (OC₂H₄), Propoxygruppe (OC₃H₆) und/oder Butoxygruppe (OC₄H₈) oder ein Gemisch von zwei oder mehreren solcher Gruppen ist; X⁺ ein salzbildendes organisches oder anorganisches Gegenion ist; n einen Wert zwischen 1 und 8 darstellt; und a einen Wert zwischen 1 und 12 darstellt.
Wässrige Teppichreinigungszusammensetzung gemäß Anspruch 8, wobei die Verbindung der Formel (3) der Formel (4) entspricht: C₈F₁₇N(CH₃)(CH₂)₃(A)_nOSO₂ ^–X⁺ (4)wobei: n einen Wert zwischen 1 und 3 darstellt; A eine Ethoxygruppe (OC₂H₄) oder eine Propoxygruppe (OC₃H₆) oder ein Gemisch solcher Gruppen darstellt; und X⁺ ein salzbildendes Gegenion ist.
Wässrige Teppichreinigungszusammensetzung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, die ein Perfluorpropionat der folgenden Formel umfasst: F(CF₂)_n-CH₂CH₂-S-CH₂CH₂-COO^–X⁺ (A)wobei: n eine ganze Zahl mit einem Wert von 6 bis 12 ist; und X⁺ ein salzbildendes Gegenion ist.
Wässrige Teppichreinigungszusammensetzung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, die ein Perfluoralkylphosphat oder ein Salz davon der Formel (B) umfasst:
wobei: n eine ganze Zahl mit einem Wert von 6 bis 12 ist.
Verfahren zur Reinigung und zur Bereitstellung einer Wiederverschmutzungsresistenz von Teppichen, Geweben und Stoffen, das den Verfahrensschritt des Aufbringens einer wirksamen Menge der Zusammensetzung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche auf Teppiche, Gewebe oder Stoffe umfasst.