EP1746199A1 - Fleck- und Schmutzschutz-Zusammensetzung - Google Patents
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- EP1746199A1 EP1746199A1 EP20050106523 EP05106523A EP1746199A1 EP 1746199 A1 EP1746199 A1 EP 1746199A1 EP 20050106523 EP20050106523 EP 20050106523 EP 05106523 A EP05106523 A EP 05106523A EP 1746199 A1 EP1746199 A1 EP 1746199A1
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Definitions
- the present invention relates to a stain and soil protection composition for carpets.
- the invention relates to a stain and soil protection composition for carpets of polyamide, wool and mixtures thereof.
- stain and dirt protection chemicals are often applied.
- the application is usually carried out in two steps and consists of the application of a stainproofing agent followed by treatment with a fluorocarbon compound.
- Stainproofing agents can be applied to carpets by continuous and batch processes, usually using between 3 and 7% by weight of the stainproofing agent, based on the weight of the pile (the weight of the yarn used). It is also known to use much higher concentrations, for example up to 10% by weight.
- a separate treatment bath is used after dyeing in which the stainproofing agent is applied to the carpet at a pH of between 2.5 and 7.
- the stainproofing agent is applied to the carpet by suitable means, such as a waterfall applicator, dip tray, fluidyer.
- the final finishing step is usually followed by treatment with a fluorocarbon compound, for example at 1.0 to 1.6% by weight, based on the pile insert weight of the carpet.
- a fluorocarbon compound for example at 1.0 to 1.6% by weight, based on the pile insert weight of the carpet.
- the application of the fluorocarbon compound is normally carried out before the dryer of the continuous dyeing plant or before Coating oven.
- the simplest method is the spray application, which is carried out with the aid of a suitable spraying device.
- the fluorocarbon compound is applied as an aqueous solution to the dry or slightly damp carpet.
- the most commonly used application method is the foam application. With this minimum moisture system, highly concentrated solutions of the fluorocarbon compound can be applied as foam to the carpets.
- special foam auxiliaries which decompose at the drying temperatures used; the fluorocarbon compounds remain on the fiber and combine with it.
- This object is achieved according to the invention by providing a combination of two different stainproofing agents together with a fluorocarbon compound for introducing stain and soil protection properties into carpets.
- hydroxyaromatics are substances which have at least one, preferably one or two, aromatic nuclei which have at least one, preferably one hydroxyl group, which is bonded directly to the nucleus or one of the nuclei.
- other substituents may be bonded to the at least one nucleus, for example, halogens or sulfonic acid groups.
- aromatic nucleus preference is given to ring systems having 6 to 12 carbon atoms, for example phenyl or naphthyl radicals having an OH group in the 1, 2 or 3 position.
- substituted and unsubstituted phenol, 1-naphthol and 2-naphthol are suitable.
- the phenol substituted with at least one sulfonic acid group and 1- or 2-naphthol are particularly preferred.
- hydroxyaromatics having more than one hydroxyl group on the nucleus for example dihydroxyaromatics, such as resorcinol and pyrocatechol, or trihydroxyaromatics, such as pyrogallol (1, 2, 3-trihydroxybenzene).
- dihydroxyaromatics such as resorcinol and pyrocatechol
- trihydroxyaromatics such as pyrogallol (1, 2, 3-trihydroxybenzene
- multiple aromatic nuclei may be covalently linked together, for example via functional moieties, such as a sulfone moiety.
- condensation products of the hydroxyaromatics with formaldehyde which can be used according to this invention are in principle readily available and known to the person skilled in the art.
- phenol under acidic catalysis and phenol excess, phenol can be obtained with formaldehyde to novolacs with linear chains in which the phenol units are linked via methylene bridges.
- formaldehyde phenol and formaldehyde are condensed to form resoles.
- the aromatic starting materials can already carry sulfonic acid groups or these can be introduced after the condensation in a customary manner, for example by reaction with sulfur trioxide, chlorosulfonic acid or sulfamic acid. If the reactants already contain sulfonic acid groups, a condensation reaction at the OH group of the sulfonic acid grouping can take place by means of suitable process control, with which the end product of the condensation reaction no longer has any free sulfonic acid groups and thus can be used as the condensation product according to component (a) of the present invention.
- condensation products without sulfonic acid and carboxyl groups are available, for example, under the name ZELAN 8236 from DuPont, Wilmington, USA.
- ZELAN 8236 is a base-catalyzed condensation product of 4,4'-bis (hydroxyphenyl) sulfone and formaldehyde.
- Condensation products with sulfonic acid groups are commercially available, for example from Zschimmer & Schwarz Mohsdorf GmbH & Co. KG, Mohsdorf, Germany under the name Zetesal NT and from CHT R. Beitlich GmbH, Tübingen, Germany under the name Rewin KBL or Rewin KF or also Tubicoat KF available.
- An essential element of the present invention is that at least one condensation product free of sulfonic acid and carboxyl groups and at least one condensation product which is at least partially sulfonated are used together. This combination allows application at neutral pH and results in significantly improved stainproofing, as demonstrated by the examples below.
- compositions according to the invention also contain at least one fluorocarbon compound (c) and optionally at least one foaming aid (d). If a commercially available product is used for component (c), then the foam aid may already be present in it, so that it does not have to be additionally added to the compositions according to the invention. Due to the foam-forming properties inherent in the constituents used, it may also be possible for the compositions to form foam only by stirring and, for this reason, the addition of further foaming agents (d) can be dispensed with. However, despite the foam-forming properties of (c), it may be helpful to add further foam aids (d) to the stain and soil protection composition of this invention.
- the fluorocarbon compound of component (c) is used together with the condensation products of components (a) and (b) to impart oil, water and soil repellency properties to the substrates.
- the fluorocarbon compound anionic, cationic or nonionic as well as amphoteric fluorine compounds, which are also commercially available, can be used in principle. for example can fluorine-containing polyacrylates ( US 3,574,791 . US 4,147,851 ) and fluorine-containing urethanes ( US 3,398,182 . US 2003/0204015 A1 ) be used.
- Suitable fluorocarbon compounds are available under the umbrella term Zonyl Carpet Protector from DuPont.
- Zonyl 9087 Zonyl 9535, Zonyl 555, Zonyl 5180.
- An example of a commercially available anionic fluorocarbon compound is Zonyl 9087 (DuPont).
- the preparation of such fluorocarbon compounds is known to the person skilled in the art and takes place, for example, by attaching linear fluorinated chains, so-called fluorotelomers, to organic polymers.
- Starting product is, for example, tetrafluoroethylene (TFE), which is further processed in a telomerization process.
- TFE tetrafluoroethylene
- Fluorocarbon compounds can in principle be subdivided into three molecular regions.
- the perfluoroalkyl groups are responsible for soil repellency as well as for hydrophobing and oleophobization.
- a spacer provides the necessary molecular mobility for the fluorocarbon compound to become soluble or emulsifiable.
- An anchor or adhesive group ensures the permanence of the fluorocarbon compounds. As anchor groups, those based on urethane are preferred.
- foaming agents such as alkylamine oxides, for example Laviron 118 SK, Cognis Deutschland GmbH & Co. KG, Dusseldorf, Germany, can be used as additional foam auxiliaries of component (d).
- alpha-olefinsulfonates such as Reworyl AOS 38 or Sulframin AOS 38 (Goldschmidt GmbH, Germany), modified lauryl sulfates such as Tubicoat ELS (CHT R. Breitlich GmbH, Germany), Baygard Foamer (Lanxess Europe GmbH & Co KG, Germany) ,
- Foaming aids are used for all types of foam finishing techniques by adding them directly to the finishing agents to be foamed.
- the stain and soil protection compositions of the present invention are prepared in water (e) as a solvent.
- plasticizer (f) may be present in the compositions according to the invention.
- suitable plasticizers are polysiloxane compounds, such as amino-functional polydimethylsiloxanes, fatty acid condensation products, such as condensation products of hydrogenated tallow with 2 - [(2-aminoethyl) amino] ethanol, acetate salt (CAS No. 68425-52-5), or acrylic compounds, such as bis [acryloxyethyl] -hydroxyethylmethylammonium methylsulfate (CAS No. 93334-15-7).
- a plasticizer of the above-mentioned or a mixture thereof in the compositions of the invention may be included.
- Suitable plasticizers are commercially available, for example Finistrol AFN (fatty acid condensation product) from Thor, Speyer, Germany, Megasoft JET from Ciba Specialty Chemicals, Perrustol CCA (fatty acid condensation product) from Rudolf GmbH & Co. KG, Geretsried, Germany, Raniesoft TS 20 (fatty acid condensation product) by Ranie Chemie, Wiehl, Germany, Softycon N (fatty acid condensation product), Textilcolor AG, Sevelen, Switzerland, Zefasoft NI (fatty acid condensation product) from Zschimmer & Schwarz Mohsdorf GmbH & Co. KG, Mohsdorf, Germany.
- At least one fluorosurfactant (g) may be present in the compositions according to the invention.
- a fluorosurfactant achieves better penetration of the carpet to be finished with the stain and soil protection composition of the present invention.
- Suitable fluorosurfactants are available, for example, from DuPont Specialty Chemicals under the name Zonyl®.
- anionic, cationic, nonionic or amphoteric fluorosurfactants are usable. Particularly suitable are Zonyl® FSA, FSP, FSE, UR, FSJ, FSN, FSN-100, FSO, FSO-100, FSD and TBS.
- compounds having a hydrophobic portion of the formula C n F 2n + 1 and a hydrophilic Proportion for example containing carboxylic acid or carboxylic ester groups, phosphate or phosphoric acid ester groups, ether groups or sulfonic acid groups suitable.
- compositions of the invention may contain only a specific fluorosurfactant or a mixture of different fluorosurfactants, alone or in admixture with other non-fluorinated surfactants.
- At least one polymer or oligomer (h) containing at least one blocked isocyanate group may be present.
- Ruco Gard WEB (Rudolf GmbH & Co. KG, Germany) and Hydrophobol XAN (Ciba, Switzerland) are commercial products which can be used as component (h) in the context of the present invention.
- the polymers or oligomers of this component contain at least one or even more than one blocked isocyanate group, for example 2, 3, 4, 5 or even more.
- compositions of the invention may contain other conventional additives (i).
- additives for the purpose of cost reduction of the composition the following substances, alone or mixtures thereof, are used: siloxanes, acrylates and substituted acrylate polymers and copolymers, N-methylolacrylamide-containing acrylate copolymers, urethanes, condensates or precondensates of urea or melamine with formaldehyde, glyoxal resins, condensates of fatty acids with melamine or urea derivatives or with polyamides and their epichlorohydrin adducts, waxes, polyethylenes, chlorinated polyethylenes, alkylketene dimers, esters and amides, glycols, such as diethylene glycol, fatty acids and their derivatives and salts, such as stearic acid or stearic acid sodium salt.
- pH regulators for example, inorganic or organic acids or bases may be used.
- surface-active substances for example,
- Component (a) is present in the compositions according to the invention for example at from 0.1 to 3% by weight, preferably from 0.2 to 0.5% by weight, particularly preferably from 0.2 to 0.49% by weight.
- Component (b) is present, for example, at from 0.1 to 3% by weight, preferably from 0.2 to 0.5% by weight, more preferably from 0.2 to 0.49% by weight.
- Component (c) is present, for example, at 0.5 to 3.5% by weight, preferably 0.7 to 1.7% by weight, particularly preferably 0.7 to 1.69% by weight.
- Component (d) is present, for example, at 0 to 5% by weight, preferably 0.05 to 0.1% by weight, particularly preferably 0.05 to 0.09% by weight.
- Component (e) is present, for example, at from 71 to 99.3% by weight, preferably from 91.4 to 98.84% by weight, more preferably from 91.47 to 98.83% by weight.
- Component (f) is present, for example, at 0 to 2% by weight, preferably from 0.01 to 0.1% by weight, particularly preferably from 0.01 to 0.09% by weight.
- Component (g) is present, for example, at 0 to 0.5% by weight, preferably 0 to 0.2% by weight, particularly preferably 0.01 to 0.2% by weight.
- the component (h) is present, for example, at 0 to 2.0 wt .-%, preferably 0 to 0.5 wt .-%, particularly preferably 0 to 0.49 wt .-% before.
- the component (i) is, for example, 0 to 10 wt .-%, preferably 0 to 5 wt .-%, particularly preferably 0 to 4.99 wt .-% before.
- the composition of the present invention is applied at a neutral pH, for example between 6 and 8, preferably between 7 and 8.
- a neutral pH for example between 6 and 8, preferably between 7 and 8. The pH results when the individual components are mixed together.
- the component (b) alone can usually be applied only at acidic pH, because they need it in order to be able to react with the fiber and to be effective.
- the component (a) alone can be applied at neutral pH and is effective there.
- a mixture according to the invention of (a) and (b) results in a composition in the neutral pH range. This is of great advantage, because in the preferred application method, the application of the compositions of the invention takes place as the last step in the overall process, so it is no longer rinsed with water, for example. If only (a) were used, therefore, (strong) acid would remain on the carpet, which over time, for example, can lead to fiber damage.
- component (a) for achieving a neutral pH in the preferred foam application method of the present invention is not possible because (a) is incompatible with foaming agents. Only the mixture with component (b) surprisingly allows the use of component (a) in the foam application process.
- either the stainproofing agents (a) and (b) are first mixed and (f) and optionally (g), (h) and (i) are added. At a later date, this mixture will be in stirred water and then mixed with the fluorocarbon compound (c) and optionally (d).
- additional plasticizer (f) it is preferably added to the aqueous mixture of (a), (b) and optionally (g), (h) and (i), and (c) and (d). If a larger amount of plasticizer, for example more than two parts (f), comes into direct contact with the products (a), (b) or (c) or (c) and (d) (ie in concentrated, not in water diluted form), then you get worse results.
- compositions of this invention can be offered or stored in a variety of ways.
- all components (a) to (d) and optionally (f) and / or (g) and / or (h) and / or (i) can already be mixed and the composition can be offered ready mixed in a container.
- the individual components can also be divided into different containers and brought together before or during the application.
- the condensation products (a) and (b) and optionally (f) and / or (g) and / or (h) and or (i) may be stored together in a container and components (c) and (d) respectively separately from (a) and (b) are stored.
- compositions of this invention are useful as stain and soil protectants for carpets, such as tufted carpets or woven carpets, of any type conceivable polyamide, in particular nylon 6 and nylon 6.6, in particular for carpets. But they can also be successfully applied to wool carpets or carpets made of a mixture of wool and nylon, in particular in the ratio 80:20.
- compositions are used to introduce stain and soil protection properties into them.
- the mixture of all components is applied to the carpet as part of a foam co-application.
- the stainproofing agents (a) and (b) are applied together with the fluorocarbon compound (c) and the other constituents in common and not, as often found in the prior art, successively on the carpet as a foam.
- the compositions according to the invention are applied to the carpet at from 0.5 to 5% by weight, preferably from 0.5 to 2% by weight, based on the weight of the polyamide used.
- 0.25% by weight of Zelan 8236 and 0.25% by weight of Rewin KF or Tubicoat KF are mixed in 99.5% by weight of water. 3 parts by weight of this mixture are thoroughly stirred with a starting material of 90 parts by weight of water, into which 7 parts by weight of Zonyl 9087 were stirred. The pH of this mixture is between 7 and 8.
- a Thomaspol carpet (beige), 860 g / m 2 is once (A) with 3 wt .-% of the mixture described above under a Foam co-application treated and (B), for the purpose of comparison, treated with a product containing only a stain inhibitor with sulfonic acid groups and a fluorocarbon compound.
- the stain-proofing effect 24 h Kool-Aid test, 24 h coffee test
- water and oil repellency as well as lightfastness (according to ISO 105-B02) and resistance to an alkaline detergent (WAQE test) were tested.
- stain and soil protection composition of the present invention outstanding results are achieved over a conventional stain and soil protection composition containing only stain control with sulfonic acid groups.
- the stain protection properties correspond to the upper edge of the scale of the values to be achieved.
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Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fleck- und Schmutzschutz-Zusammensetzung für Teppiche. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Fleck- und Schmutzschutz-Zusammensetzung für Teppiche aus Polyamid, Wolle und deren Mischungen.
- Während der Herstellung von Teppichen werden vielfach Fleck- und Schmutzschutz-Chemikalien aufgebracht. Die Applikation erfolgt üblicherweise in zwei Schritten und besteht aus dem Aufbringen eines Fleckschutzmittels gefolgt von einer Behandlung mit einer Fluorkohlenstoffverbindung.
- Fleckschutzmittel können über kontinuierliche und diskontinuierliche Verfahren auf Teppiche aufgebracht werden, wobei üblicherweise zwischen 3 und 7 Gew.-% des Fleckschutzmittels, bezogen auf das Poleinsatzgewicht (das Gewicht des verwendeten Garnes) verwendet werden. Es ist auch bekannt, wesentlich höhere Konzentrationen, beispielsweise bis zu 10 Gew.-% anzuwenden.
- Bei der diskontinuierlichen Applikation wird nach dem Färben ein separates Behandlungsbad verwendet, in dem bei einem pH-Wert zwischen 2,5 und 7 das Fleckschutzmittel auf den Teppich aufgebracht wird.
- Bei der kontinuierlichen Applikation wird das Fleckschutzmittel auf den Teppich mittels geeigneter Vorrichtungen, wie einem Wasserfall-Applikator, Tauchtrog, Fluidyer, aufgebracht.
- Nach dem Aufbringen des Fleckschutzmittels folgt üblicherweise als letzter Ausrüstungs-Schritt die Behandlung mit einer Fluorkohlenstoffverbindung, beispielsweise mit 1,0 bis 1,6 Gew.-%, bezogen auf das Poleinsatzgewicht des Teppichs. Die Applikation der Fluorkohlenstoffverbindung erfolgt normalerweise vor dem Trockner der Kontinuefärbeanlage bzw. vor dem Beschichtungsofen. Das einfachste Verfahren ist die Sprühapplikation, welche mit Hilfe einer geeigneten Sprüheinrichtung durchgeführt wird. Die Fluorkohlenstoffverbindung wird hierbei als wässrige Lösung auf den trockenen, oder leicht feuchten Teppich aufgebracht. Die meist verwendete Applikationsmethode ist die Schaumapplikation. Mit diesem System minimaler Feuchte können hoch konzentrierte Lösungen der Fluorkohlenstoffverbindung als Schaum auf die Teppiche aufgebracht werden. Zur Schaumbildung werden den Fluorkohlenstoffverbindungen spezielle Schaumhilfsmittel beigemischt, die sich bei den angewandten Trocknungstemperaturen zersetzen; die Fluorkohlenstoffverbindungen bleiben auf der Faser zurück und verbinden sich mit dieser.
- Es ist offensichtlich, dass diese zweistufigen Prozesse zeitaufwendig und kosten- und ressourcenintensiv sind. Daher wurde in jüngerer Zeit vorgeschlagen, das Fleckschutzmittel gemeinsam mit der Fluorkohlenstoffverbindung auf den Teppich aufzubringen.
- Beispielsweise offenbart die
US 2003/0204015 A1 , dass eine Mischung, enthaltend unter anderem ein sulfoniertes Kondensationsprodukt von Phenol und Formaldehyd als Fleckschutzmittel und Fluorkohlenstoffverbindungen, auf Fasern angewendet werden kann. - Aus
US 5 447 755 ist es ferner bekannt, Fleckschutzmittel auf Resol-Basis zusammen mit fluorierten, Öl, Wasser und/oder Schmutz abweisenden Substanzen auf ein Polyamidsubstrat aufzubringen. - Es besteht allerdings noch immer Bedarf an verbesserten Fleck- und Schmutzschutz-Zusammensetzungen, so dass es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Fleck- und Schmutzschutz-Zusammensetzung bereit zu stellen.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Kombination zweier verschiedener Fleckschutzmittel zusammen mit einer Fluorkohlenstoffverbindung zum Einbringen von Fleck- und Schmutzschutzeigenschaften in Teppiche bereitgestellt wird.
- Im Einzelnen wird diese Aufgabe durch eine Fleck- und Schmutzschutz-Zusammensetzung gelöst, die die folgenden Bestandteile umfasst:
- (a) ein erstes Kondensationsprodukt von Hydroxyaromaten mit Formaldehyd, welches frei von Sulfonsäure- und Carboxylgruppen ist,
- (b) ein zweites Kondensationsprodukt von Hydroxyaromaten mit Formaldehyd, welches zumindest teilweise sulfoniert ist,
- (c) mindestens eine Fluorkohlenstoffverbindung,
- (d) für den Fall, dass (c) keine schaumbildenden Eigenschaften aufweist, mindestens ein Schaumhilfsmittel,
- (e) Wasser,
- (f) gegebenenfalls mindestens einen Weichmacher,
- (g) gegebenenfalls mindestens ein Fluortensid,
- (h) gegebenenfalls mindestens ein mindestens eine geblockte Isocyanat-Gruppe enthaltendes Polymer oder Oligomer sowie
- (i) gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe.
- Unter Hydroxyaromaten im Sinne dieser Erfindung sind Substanzen zu verstehen, die mindestens einen, bevorzugt einen oder zwei, aromatische Kerne besitzen, die mindestens eine, bevorzugt eine Hydroxylgruppe aufweisen, die direkt an den Kern oder einen der Kerne gebunden ist. Neben dieser mindestens einen Hydroxylgruppe können andere Substituenten an den mindestens einen Kern gebunden sein, beispielsweise Halogene oder Sulfonsäuregruppen. Als aromatischer Kern sind Ringsysteme mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen bevorzugt, beispielsweise Phenyl- oder Naphthylreste mit einer OH-Gruppe in 1, 2 oder 3-Stellung. Insbesondere sind substituiertes und unsubstituiertes Phenol, 1-Naphthol und 2-Naphthol geeignet.
- Unter den substituierten Vertretern sind das mit mindestens einer Sulfonsäuregruppe substituierte Phenol und 1- bzw. 2-Naphthol besonders bevorzugt. Geeignet sind aber auch Hydroxyaromaten mit mehr als einer Hydroxylgruppe am Kern, beispielsweise Dihydroxyaromaten, wie Resorcin und Brenzkatechin, oder Trihydroxyaromaten, wie Pyrogallol (1, 2, 3-Trihydroxybenzol). Auch können mehrere aromatische Kerne miteinander kovalent verknüpft sein, beispielsweise über funktionelle Gruppierungen, wie eine Sulfoneinheit.
- Die Kondensationsprodukte der gemäß dieser Erfindung verwendbaren Hydroxyaromaten mit Formaldehyd sind prinzipiell leicht zugänglich und dem Fachmann bekannt. Beispielsweise kann unter saurer Katalyse und Phenolüberschuss Phenol mit Formaldehyd zu Novolaken mit linearen Ketten, bei denen die Phenoleinheiten über Methylenbrücken verknüpft sind, erhalten werden. Unter basischer Katalyse und Formaldehydüberschuss werden Phenol und Formaldehyd zu Resolen kondensiert. Um Kondensationsprodukte mit Sulfonsäuregruppen am Aromatenkern zu erhalten, können die aromatischen Edukte bereits Sulfonsäuregruppen tragen oder diese nach der Kondensation auf übliche Weise, beispielsweise durch Reaktion mit Schwefeltrioxid, Chlorsulfonsäure oder Amidosulfonsäure, eingeführt werden. Wenn die Edukte bereits Sulfonsäuregruppen enthalten, kann durch geeignete Prozessführung eine Kondensationsreaktion an der OH-Gruppe der Sulfonsäuregruppierung stattfinden, womit das Endprodukt der Kondensationsreaktion keine freie Sulfonsäuregruppen mehr aufweist und damit als Kondensationsprodukt gemäß Komponente (a) der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
- Kommerziell sind Kondensationsprodukte ohne Sulfonsäure- und Carboxylgruppen beispielsweise unter der Bezeichnung ZELAN 8236 von DuPont, Wilmington, USA erhältlich. ZELAN 8236 ist ein basisch katalysiertes Kondensationsprodukt von 4,4'-Bis(hydroxyphenyl)sulfon und Formaldehyd. Kondensationsprodukte mit Sulfonsäuregruppen sind kommerziell beispielsweise von Zschimmer & Schwarz Mohsdorf GmbH & Co. KG, Mohsdorf, Deutschland unter der Bezeichnung Zetesal NT und von CHT R. Beitlich GmbH, Tübingen, Deutschland unter der Bezeichnung Rewin KBL oder Rewin KF oder auch Tubicoat KF erhältlich.
- Ein wesentliches Element der vorliegenden Erfindung ist, dass mindestens ein Kondensationsprodukt, welches frei von Sulfonsäure- und Carboxylgruppen ist, und mindestens ein Kondensationsprodukt, welches mindestens teilweise sulfoniert ist, zusammen verwendet werden. Diese Kombination ermöglicht die Applikation bei neutralem pH-Wert und führt zu deutlich verbesserter Fleckschutzwirkung, wie weiter unten durch die Beispiele gezeigt wird.
- Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthalten ferner mindestens eine Fluorkohlenstoffverbindung (c) sowie gegebenenfalls mindestens ein Schaumhilfsmittel (d). Wird für die Komponente (c) ein kommerziell erhältliches Produkt eingesetzt, so kann das Schaumhilfsmittel bereits in diesem enthalten sein, so dass es nicht zusätzlich den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen zugesetzt werden muss. Aufgrund der den eingesetzten Bestandteilen möglicherweise inhärenten schaumbildenden Eigenschaften kann es auch möglich sein, dass die Zusammensetzungen allein durch Rühren Schaum bilden und daher aus diesem Grunde auf die Zugabe weiterer Schaumbildner (d) verzichtet werden kann. Es kann aber trotz der schaumbildenden Eigenschaften von (c) hilfreich sein, weitere Schaumhilfsmittel (d) zur Fleck- und Schmutzschutz-Zusammensetzung dieser Erfindung zu geben.
- Die Fluorkohlenstoffverbindung der Komponente (c) wird gemeinsam mit den Kondensationsprodukten der Komponenten (a) und (b) angewandt, um öl-, wasser- und schmutzabweisende Eigenschaften auf die Substrate zu übertragen. Als Fluorkohlenstoffverbindung sind prinzipiell anionische, kationische oder nicht-ionische sowie amphotere Fluorverbindungen, die auch im Handel verfügbar sind, verwendbar. Beispielweise können fluorhaltige Polyacrylate (
US 3 574 791 ,US 4 147 851 ) und fluorhaltige Urethane (US 3 398 182 ,US 2003/0204015 A1 ) verwendet werden. Geeignete Fluorkohlenstoffverbindungen sind unter dem Überbegriff Zonyl Carpet Protector von DuPont erhältlich. Diese umfassen beispielsweise Zonyl 9087, Zonyl 9535, Zonyl 555, Zonyl 5180. Ein Beispiel für eine kommerziell erhältliche anionische Fluorkohlenstoffverbindung ist Zonyl 9087 (DuPont). Die Herstellung solcher Fluorkohlenstoffverbindungen ist dem Fachmann bekannt und erfolgt beispielsweise durch Anhängen von linearen fluorinierten Ketten, so genannten Fluortelomeren, an organische Polymere. Ausgangsprodukt ist dabei beispielsweise Tetrafluorethylen (TFE), welches in einem Telomerisationsprozess weiterverarbeitet wird. Fluorkohlenstoffverbindungen lassen sich prinzipiell in drei molekulare Bereiche unterteilen. Die Perfluoralkylgruppen sind verantwortlich für die Schmutzabweisung sowie für Hydrophobierung und Oleophobierung. Ein Abstandhalter sorgt für die nötige molekulare Beweglichkeit, damit die Fluorkohlenstoffverbindung löslich bzw. emulgierbar wird. Eine Anker- bzw. Haftgruppe gewährleistet die Permanenz der Fluorkohlenstoffverbindungen. Als Ankergruppen sind solche auf Basis von Urethan bevorzugt. - Als zusätzliche Schaumhilfsmittel der Komponente (d) können handelsübliche Schaumbildner, wie Alkylaminoxide, beispielsweise Laviron 118 SK, Cognis Deutschland GmbH & Co. KG, Düsseldorf, Deutschland, verwendet werden. Geeignet sind weiterhin alpha-Olefinsulfonate, wie Reworyl AOS 38 bzw. Sulframin AOS 38 (Goldschmidt GmbH, Deutschland), modifizierte Laurylsulfate wie Tubicoat ELS (CHT R. Breitlich GmbH, Deutschland), Baygard Foamer (Lanxess Europe GmbH & Co KG, Deutschland).
- Schaumhilfsmittel werden für Schaumveredlungstechniken aller Art eingesetzt, indem sie direkt zu den zu verschäumenden Ausrüstungsmitteln zugegeben werden.
- Die Fleck- und Schmutzschutz-Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung werden in Wasser (e) als Lösungsmittel bereitet.
- Ferner kann in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen mindestens ein Weichmacher (f) enthalten sein. Prinzipiell eignen sich als Weichmacher Polysiloxanverbindungen, wie aminofunktionelle Polydimethylsiloxane, Fettsäurekondensationsprodukte, wie Kondensationsprodukte von hydriertem Talg mit 2-[(2-Aminoethyl)-amino]ethanol, Acetatsalz (CAS-Nr. 68425-52-5), oder Acrylverbindungen, wie Bis[acryloxyethyl]-hydroxyethylmethylammoniummethylsulfat (CAS-Nr. 93334-15-7). Es kann ein Weichmacher aus den oben Erwähnten oder eine Mischung davon in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthalten sein. Geeignete Weichmacher sind im Handel erhältlich, beispielsweise Finistrol AFN (Fettsäurekondensationsprodukt) von Thor, Speyer, Deutschland, Megasoft JET von Ciba Specialty Chemicals, Perrustol CCA (Fettsäurekondensationsprodukt) von Rudolf GmbH & Co. KG, Geretsried, Deutschland, Raniesoft TS 20 (Fettsäurekondensationsprodukt) von Ranie Chemie, Wiehl, Deutschland, Softycon N (Fettsäurekondensationsprodukt), Textilcolor AG, Sevelen, Schweiz, Zefasoft NI (Fettsäurekondensationsprodukt) von Zschimmer & Schwarz Mohsdorf GmbH & Co. KG, Mohsdorf, Deutschland.
- Daneben kann in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen mindestens ein Fluortensid (g) enthalten sein. Durch den Zusatz eines Fluortensids wird eine bessere Penetration des auszurüstenden Teppichs mit der Fleck- und Schmutzschutz-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung erreicht. Geeignete Fluortenside sind beispielsweise von DuPont Specialty Chemicals unter dem Begriff Zonyl® erhältlich. Prinzipiell sind anionische, kationische, nicht-ionische oder amphotere Fluortenside verwendbar. Insbesondere geeignet sind Zonyl® FSA, FSP, FSE, UR, FSJ, FSN, FSN-100, FSO, FSO-100, FSD sowie TBS. Allgemein sind Verbindungen mit einem hydrophoben Anteil der Formel CnF2n+1 und einem hydrophilen Anteil, beispielsweise enthaltend Carbonsäure- oder Carbonsäureestergruppierungen, Phosphat- bzw. Phosphorsäureestergruppierungen, Ethergruppierungen oder Sulfonsäuregruppierungen, geeignet. Insbesondere geeignet sind die Verbindungen der folgenden Formeln, wobei Rf jeweils für F(CF2CF2)a mit a = 2 bis 10, insbesondere 3 bis 8, steht:
RfCH2CH2SCH2CH2CO2Li,
(RfCH2CH2O)P(O)(ONH4)2,
(RfCH2CH2O)2P(O)(ONH4),
(RfCH2CH2O)P(O)(OH)2,
(RfCH2CH2O)2P(O)OH,
RfCH2CH2O(CH2CH2O)xH,
wobei x Werte zwischen 1 und 20, bevorzugt zwischen 1 und 10 annehmen kann, sowie
RfCH2CH2SO3H.
- Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können nur ein spezielles Fluortensid oder eine Mischung verschiedener Fluortenside, alleine oder in Mischung mit anderen nichtfluorhaltigen Tensiden enthalten. Nicht-fluorhaltige Tenside weisen als hydrophoben Anteil beispielsweise C2H2n+1 mit n = 1 bis 20 auf.
- Ferner kann mindestens ein mindestens eine geblockte Isocyanat-Gruppe enthaltendes Polymer oder Oligomer (h) enthalten sein. Bevorzugt sind hierbei Polyisocyanate. Ruco Gard WEB (Rudolf GmbH & Co. KG, Deutschland) und Hydrophobol XAN (Ciba, Schweiz) sind kommerzielle Produkte, die als Komponente (h) im Rahmen der vorliegenden Erfindung Verwendung finden können. Die Polymere oder Oligomere dieser Komponente enthalten mindestens eine oder auch mehr als eine geblockte Isocyanat-Gruppe, beispielsweise 2, 3, 4, 5 oder auch mehr.
- Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können weitere übliche Zusatzstoffe (i) enthalten. Beispielsweise können als Zusatzstoffe zum Zwecke der Kostenreduktion der Zusammensetzung folgende Substanzen, alleine oder Mischungen davon, verwendet werden: Siloxane, Acrylate und substituierte Acrylatpolymere und -copolymere, N-Methylolacrylamid enthaltende Acrylatcopolymere, Urethane, Kondensate oder Präkondensate des Harnstoffs oder Melamins mit Formaldehyd, Glyoxalharze, Kondensate von Fettsäuren mit Melamin- oder Harnstoffderivaten oder mit Polyamiden und deren Epichlorhydrinaddukten, Wachse, Polyethylene, chlorierte Polyethylene, Alkylketendimere, -ester und -amide, Glykole, wie Diethylenglykol, Fettsäuren und deren Derivate und Salze, wie Stearinsäure oder Stearinsäure-Natriumsalz. Ferner können pH-Regulatoren, beispielsweise anorganische oder organische Säuren oder Basen, verwendet werden. Weiterhin können oberflächenaktive Substanzen und/oder Dispersionsmittel enthalten sein.
- Die Komponente (a) liegt in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen beispielsweise mit 0,1 bis 3 Gew.-%, bevorzugt 0,2 bis 0,5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,2 bis 0,49 Gew.-% vor. Die Komponente (b) liegt beispielsweise mit 0,1 bis 3 Gew.-%, bevorzugt 0,2 bis 0,5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,2 bis 0,49 Gew.-% vor. Die Komponente (c) liegt beispielsweise mit 0,5 bis 3,5 Gew.-%, bevorzugt 0,7 bis 1,7 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,7 bis 1,69 Gew.-% vor. Die Komponente (d) liegt beispielsweise mit 0 bis 5 Gew.-%, bevorzugt 0,05 bis 0,1 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,05 bis 0,09 Gew.-% vor. Die Komponente (e) liegt beispielsweise mit 71 bis 99,3 Gew.-%, bevorzugt 91,4 bis 98,84 Gew.-%, besonders bevorzugt 91,47 bis 98,83 Gew.-% vor. Komponente (f) liegt beispielsweise mit 0 bis 2% Gew.-%, bevorzugt 0,01 bis 0,1 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,01 bis 0,09 Gew.-% vor. Die Komponente (g) liegt beispielsweise mit 0 bis 0,5 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 0,2 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,01 bis 0,2 Gew.-% vor. Die Komponente (h) liegt beispielsweise mit 0 bis 2,0 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 0,5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0 bis 0,49 Gew.-% vor. Die Komponente (i) liegt beispielsweise mit 0 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0 bis 4,99 Gew.-% vor.
- Im Gegensatz zu herkömmlichen Fleck- und Schmutzschutz-Zusammensetzungen wird die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung bei einem neutralen pH-Wert, beispielsweise zwischen 6 und 8, bevorzugt zwischen 7 und 8 angewandt. Der pH-Wert ergibt sich, wenn die einzelnen Komponenten miteinander vermischt werden.
- Die Komponente (b) alleine kann üblicherweise nur bei sauerem pH-Wert aufgetragen werden, denn sie benötigen diesen, um mit der Faser reagieren zu können und wirksam zu sein. Die Komponente (a) alleine hingegen kann bei neutralem pH-Wert appliziert werden und ist dort wirksam. Eine erfindungsgemäße Mischung aus (a) und (b) resultiert in einer Zusammensetzung im neutralen pH-Wert-Bereich. Dies ist von großem Vorteil, denn bei der bevorzugten Applikationsmethode erfolgt der Auftrag der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen als letzter Schritt im Gesamtverfahren, es wird also nicht mehr beispielsweise mit Wasser nachgespült. Würde nur (a) verwendet werden, verbliebe daher (starke) Säure auf dem Teppich, was im Lauf der Zeit beispielsweise zu Faserschädigung führen kann.
- Die zur vorliegenden Erfindung alternative Anwendung der Komponente (a) alleine zur Erzielung eines neutralen pH-Werts im bevorzugten Schaumapplikationsverfahren ist nicht möglich, da (a) mit Schaummitteln nicht verträglich ist. Erst die Mischung mit der Komponente (b) ermöglicht überraschenderweise die Verwendung der Komponente (a) im Schaumauftragsverfahren.
- Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen werden entweder zunächst die Fleckschutzmittel (a) und (b) vermischt und (f) sowie gegebenenfalls (g), (h) und (i) zugegeben. Zu einem späteren Zeitpunkt wird diese Mischung in vorgelegtes Wasser eingerührt und anschließend mit der Fluorkohlenstoffverbindung (c) und gegebenenfalls (d) vermischt. Wird zusätzlicher Weichmacher (f) verwendet, wird dieser bevorzugt zu der wässrigen Mischung von (a), (b) und gegebenenfalls (g), (h) und (i) sowie (c) und (d) zugegeben. Kommt eine größere Menge Weichmacher, beispielsweise mehr als zwei Teile (f), direkt in Kontakt mit den Produkten (a), (b) oder (c) bzw. (c) und (d) (also in konzentrierter, nicht mit in Wasser verdünnter Form), dann erhält man schlechtere Ergebnisse.
- Die Zusammensetzungen dieser Erfindung können auf verschiedene Weise angeboten oder gelagert werden. Einerseits können alle Bestandteile (a) bis (d) sowie gegebenenfalls (f) und/oder (g) und/oder (h) und/oder (i) bereits vermischt und die Zusammensetzung in einem Behälter fertig gemischt angeboten werden. Andererseits können die einzelnen Bestandteile auch auf verschiedene Behälter aufteilt und erst vor oder während der Applikation zusammengeführt werden. Beispielsweise können die Kondensationsprodukte (a) und (b) und gegebenenfalls (f) und/oder (g) und/oder (h) und oder (i) in einem Behälter zusammen gelagert werden und die Bestandteile (c) und (d) jeweils getrennt voneinander getrennt von (a) und (b) gelagert werden. Auch ist es denkbar, Mischungen mit den Bestandteilen (a) bis (c) und gegebenenfalls (f) und/oder (g) und/oder (h) und/oder (i) in einem Behälter bereitzuhalten und (d) isoliert davon aufzubewahren. Jede denkbare Kombination und Aufteilung auf einzelne Behälter ist möglich. Bevorzugt ist es, die Komponenten (a), (b) und (f) (sowie gegebenenfalls (g), (h) und (i)) zu mischen und in einem Behälter anzubieten. Am Applikationsort wird diese Mischung dann mit (c) gemischt, wobei gegebenenfalls noch (d) dazugegeben werden muss.
- Die Zusammensetzungen dieser Erfindung eignen sich als Fleck- und Schmutzschutzmittel für Teppiche, beispielsweise Tuftingteppiche oder auch gewebte Teppiche, aus jedem denkbaren Polyamid, insbesondere Nylon 6 und Nylon 6.6, insbesondere für Teppiche. Sie können aber mit Erfolg auch auf Wollteppichen oder Teppichen aus einem Gemisch aus Wolle und Nylon, insbesondere im Verhältnis 80:20 angewandt werden.
- Insbesondere werden die Zusammensetzungen zum Einbringen von Fleck- und Schmutzschutzeigenschaften in diese verwendet. Dabei wird die Mischung aus allen Komponenten im Rahmen einer Schaum-Co-Applikation auf den Teppich aufgebracht. Hierbei werden die Fleckschutzmittel (a) und (b) gemeinsam mit der Fluorkohlenstoffverbindung (c) und den weiteren Mussbestandteilen gemeinsam und nicht, wie häufig im Stand der Technik anzutreffen, nacheinander auf den Teppich als Schaum aufgetragen. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen werden hierbei mit 0,5 bis 5 Gew.-%, bevorzugt 0,5 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Poleinsatzgewicht auf den Teppich aufgebracht.
- Die Erfindung wird durch das nachfolgende Beispiel genauer erläutert, ohne dass sie auf diese beschränkt werden soll.
- Es werden 0,25 Gew.-% Zelan 8236 sowie 0,25 Gew.-% Rewin KF bzw. Tubicoat KF in 99,5 Gew.-% Wasser vermischt. 3 Gewichtsteile dieser Mischung werden mit einer Vorlage aus 90 Gewichtsteilen Wasser, in das 7 Gewichtsteile Zonyl 9087 eingerührt wurde, intensiv verrührt. Der pH-Wert dieser Mischung liegt zwischen 7 und 8.
- Ein Schnittpol-Teppich (beige), 860 g/m2 wird einmal (A) mit 3 Gew.-% der oben beschriebenen Mischung im Rahmen einer Schaum-Co-Applikation behandelt und (B), zum Zwecke des Vergleichs, mit einem Produkt, das nur ein Fleckschutzmittel mit Sulfonsäuregruppen und eine Fluorkohlenstoffverbindung enthält, behandelt. Nach der Trocknung wurden die Fleckschutzwirkung (24 h Kool-Aid-Test, 24 h Kaffee-Test), Wasser- und Ölabweisung sowie Lichtechtheit (nach ISO 105-B02) und Beständigkeit gegenüber einem alkalischen Reinigungsmittel (WAQE-Test) geprüft.
- Die Ergebnisse sind in nachfolgender Tabelle zusammengestellt:
24 h Kool-Aid gespült 24 h Kaffee gereinigt Wasserabweisung Ölabweisung Lichtechtheit WAQE Test Natriumlaurylsulfat Skala 1-10 1-10 1-6 1-6 1-8 1-10 Ziel >= 9-10 >= 8-9 >= 3 >= 2 >= 4-5 >= 6 (A) 10 9 3 2 5-6 9 (B) 9 7 3 2 5 - - Mit der erfindungsgemäßen Fleck- und Schmutzschutz-Zusammensetzung werden gegenüber einer herkömmlichen Fleck- und Schmutzschutz-Zusammensetzung, die nur ein Fleckschutzmittel mit Sulfonsäuregruppen enthält, herausragende Ergebnisse erzielt. Insbesondere die Fleckschutzeigenschaften entsprechen dem oberen Rand der Skala der zu erreichenden Werte.
Claims (13)
- Fleck- und Schmutzschutz-Zusammensetzung, enthaltend(a) ein erstes Kondensationsprodukt von Hydroxyaromaten mit Formaldehyd, welches frei von Sulfonsäure- und Carboxylgruppen ist,(b) ein zweites Kondensationsprodukt von Hydroxyaromaten mit Formaldehyd, welches zumindest teilweise sulfoniert ist,(c) mindestens eine Fluorkohlenstoffverbindung,(d) für den Fall, dass (c) keine schaumbildenden Eigenschaften aufweist, mindestens ein Schaumhilfsmittel,(e) Wasser,(f) gegebenenfalls mindestens einen Weichmacher,(g) gegebenenfalls mindestens ein Fluortensid,(h) gegebenenfalls mindestens ein mindestens eine geblockte Isocyanat-Gruppe enthaltendes Polymer oder Oligomer sowie(i) gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe.
- Fleck- und Schmutzschutz-Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestandteile in folgenden Mengen anwesend sind:(a) 0,1 bis 3 Gew.-%, bevorzugt 0,2 bis 0,5 Gew.-%,(b) 0,1 bis 3 Gew.-%, bevorzugt 0,2 bis 0,5 Gew.-%,(c) 0,5 bis 3,5 Gew.-%, bevorzugt 0,7 bis 1,7 Gew.-%,(d) 0 bis 5 Gew.-%, bevorzugt 0,05 bis 0,1 Gew.-%,(e) 71 bis 99,3 Gew.-%, bevorzugt 91,4 bis 98,84 Gew.-%,(f) 0 bis 2 Gew.-%, bevorzugt 0,01 bis 0,1 Gew.-%,(g) 0 bis 0,5 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 0,2 Gew.-%,(h) 0 bis 2 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 0,5 Gew.-% sowie(i) 0 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 5 Gew.-%.
- Fleck- und Schmutzschutz-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert der durch Vermischen aller Komponenten erhaltenen Mischung zwischen 6 und 8, bevorzugt zwischen 7 und 8 liegt.
- Fleck- und Schmutzschutz-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydroxyaromaten der Komponenten (a) und (b) ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus substituiertem oder unsubstituiertem Phenol, Naphthol, Resorcin, Brenzkatechin und Pyrogallol, bevorzugt aus der Gruppe, bestehend aus Phenol, Naphthol sowie mit mindestens einer Sulfonsäuregruppe substituiertem Phenol und Naphthol.
- Fleck- und Schmutzschutz-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluorkohlenstoffverbindung der Komponente (c) Perfluoralkylgruppen, einen Abstandhalter sowie eine Anker- bzw. Haftgruppe auf Basis von Urethan umfasst.
- Fleck- und Schmutzschutz-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaumhilfsmittel der Komponente (d) ein Alkylaminoxid, ein alpha-Olefinsulfonat oder ein modifiziertes Laurylsulfat ist.
- Fleck- und Schmutzschutz-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Weichmacher der Komponente (f) eine Polysiloxanverbindung, ein Fettsäurekondensationsprodukt oder eine Mischung davon ist.
- Verwendung einer Mischung nach einem der vorangehenden Ansprüche als Fleckschutzmittel für Teppiche aus Polyamid, insbesondere Nylon 6 und Nylon 6.6, oder Wolle oder aus einem Wolle/Polyamid-Gemisch.
- Verfahren zur Herstellung einer Fleck- und Schmutzschutz-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass (a), (b) und (f) sowie gegebenenfalls (g), (h) und (i) vermischt und zu einem späteren Zeitpunkt in vorgelegtes Wasser eingerührt sowie anschließend (c) und gegebenenfalls (d) zugegeben werden.
- Verfahren zum Einbringen von Fleckschutzeigenschaften in Teppiche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung aus einem der Ansprüche 1 bis 7 im Rahmen einer Schaum-Co-Applikation auf den Teppich aufgebracht wird.
- Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung mit 0,5 bis 5 Gew.-%, bevorzugt mit 0,5 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Poleinsatzgewicht, auf den Teppich aufgebracht wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Teppich aus Nylon ist.
- Teppich, erhältlich nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12.
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