JP2017519117A - 撥水性かつ防汚性の無フッ素組成物 - Google Patents

Abstract

本発明は、合成繊維または天然繊維から作製されたカーペット及び他の織物製床敷物などの織物物品を撥水性、防汚性、及び防染性にする、無フッ素組成物に関する。本発明はさらに、織物物品を処理するための方法、ならびに処理された織物物品、特にカーペットが撥水性、防汚性、及び防染性であることに関する。

Description

本発明は、合成繊維または天然繊維から作製されたカーペット及び他の繊維製床敷物などの織物物品を撥水性、防汚性、及び防染性にする、無フッ素組成物に関する。本発明はさらに、織物物品を処理する方法、ならびに撥水性、防汚性、及び防染性である処理された織物物品、特にカーペットに関する。

一般には、様々な有益な特性を合成または天然由来の織物繊維に付与するため、特に、カーペット及び他の繊維製床敷物を湿潤及び汚れから保護するために、フッ素含有化学物質及び組成物を用いることが知られていた。

米国特許第６，８２４，８５４号は、アニオン性界面活性剤と組み合わせて、少なくとも１つの尿素、ウレタン、またはエステル結合を有する、ポリフルオロ有機化合物の分散体を含む防汚剤で処理されたカーペットを開示している。これによれば、ポリフルオロ化合物の界面活性剤に対する比は、約０．０７５：１．０〜約５：１である。

米国特許第４，２６４，４８４号は、防汚性かつ防染性であり、約２５℃よりも高い１つの主転移温度を有する非ビニルフッ素不含有のエチレン性不飽和モノマー由来の水不溶性ポリマーと、約２５℃よりも高い主転移温度を有する水不溶性フルオロ脂肪族ラジカル及び脂肪族塩素含有エステルと、を含有する液体を含む組成物で処理された、カーペットに関する。

欧州特許第Ａ ２ ２０５ ６８８号は、基材を、フッ素化水溶性（メタ）アクリレートコポリマーで処理する方法を開示し、このフッ素化水溶性（メタ）アクリレートコポリマーは、撥水性、防汚性、及び防染性をそれによって処理された基材に確かに付与する。

欧州特許第Ａ ２ ２２２ ７３４号は、コポリマーと、このようなコポリマーによって繊維状基材を処理し、これらを防汚性にし、かつ最小限の撥水性を付与する方法とを記載している。このコポリマーは、メタクリル酸と直鎖状または分岐鎖状のパーフルオロアルキル基とを有する、フッ素化されたアルキル化ベンジルイソシアネートとの重合によって調製される。

無フッ素性で撥水性を織物及び織布に付与することも知られている。

欧州特許第Ａ １ ３６８ ５２５号は、組成物と、織物、繊維、及び織布基材を処理するためのその使用とを記載し、これによって、撥水性及び耐久性のような所望の特性が増強される。該組成物は、エポキシ官能基を有する化合物、アルコキシ官能基を有する化合物、特定の化合物から選択される架橋構成成分、ならびに鉱酸の金属塩、例えば、塩化亜鉛、塩化マグネシウム、金属石鹸、及び無水物を含む触媒などの、種々の構成成分のかなり複雑な混合物である。特定の官能基を有する化合物と、架橋構成成分とが、触媒と反応され、硬化される場合、所望の特性を織物に付与するために好適である縮合生成物が形成される。

国際公開第２０１３ ０５９３８７ Ａ１号、同第２０１３ ０５９３９５ Ａ１号、同第２０１３ ０５９４００ Ａ１号、及び同第２０１３ ０５９４１６ Ａ１号は、界面活性剤、防染性、及び任意の無機酸化物種の種々の組み合わせを特徴とする非フッ素化防汚性組成物を記載している。好ましい防汚性種が、ポリメチルメタクリレート、メチルメタクリレート／エチルメタクリレートコポリマー、加水分解されたスチレン／無水マレイン酸コポリマーまたは加水分解されたスチレン／無水マレイン酸／クメンターポリマーのアルカリ金属塩、スチレン／無水マレイン酸コポリマーまたは加水分解されたスチレン／無水マレイン酸／クメンターポリマーのアンモニウム塩、非晶質シリコン二酸化物、コロイドシリカ、及び非晶質シリカなどを含むとして提供されている。

しかしながら関連技術は、丈夫な防汚性及び撥水性を提供する無フッ素化学組成物で処理されたカーペットまたは繊維製床敷物、及びフッ素を含まずかつ高品質特性を有するカーペットまたは繊維製床敷物を開示していない。

さらに、カーペット及び繊維製床敷物産業において、現在使用されているＣ₆−フッ素系化学物質を無フッ素防汚性及び撥水性生成物で置き換えることに対する関心が増加している。ＲＡＬ ｇＧｍｂＨ（Ｓｔ．Ａｕｇｕｓｔｉｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ）及びその他によって授与される「ブルーエンジェル」などのエコラベルは、この傾向を強化し続けている。
本発明の目的

したがって、水及び汚れの有害な影響に対する丈夫な表面保護を、繊維製床敷物基材に確実に付与する無フッ素組成物を提供することが、本開示の目的であった。このような組成物は、製造することが容易であり、かつ合成または天然由来の織物への塗布が容易でなければならず、これと同時に、現在市販されているようなフッ素含有化学物質によるものに匹敵する保護を付与しなければならない。これに加えて、このような新しい組成物による処理によって、確実な撥水性が、カーペット及び繊維製床敷物に提供されなければならない。

したがって、本発明は、
Ａ） ナノ粒子シリカ粘土（粘土ナノ粒子とも称される）と、
Ｂ） アニオン性アクリル系コポリマー結着剤と、
Ｃ） 水と、を含む、無フッ素繊維保護組成物Ｘ１に関し、
混合比が、Ａについて０．８〜２４体積部であり、Ｂについて１．３〜２３．８体積部であり、残りはＣである。組成物Ｘ１は、天然または合成の繊維保護などの用途に有用である。さらに、水の蒸発に続いて、組成物Ｘ１で処理された繊維は、現在適用されているフッ素化繊維保護組成物の代用品及び代替品として有用である、改善された撥水及び防汚特性を呈する。

本発明の別の目的は、構成成分Ａ、Ｂ、Ｃ、及び、
Ｄ） 織物柔軟化剤を含む、無フッ素織物保護剤組成物Ｘ２であり、
混合比はＡについて０．９〜２２．５体積部であり、Ｂについて１．３〜１９体積部であり、０．７〜１１の体積部Ｄであり、残りはＣである。組成物Ｘ２は、天然または合成繊維保護などの用途にも有用である。

さらに、本開示において有効な他の組成物が有効であり、第３の組成物、組成物Ｘ３を産出するためにＢ、Ｃ、及びＤのみを含む。いくつかの組成物は、第４の組成物、組成物Ｘ４を産出するためにＡ及びＤのみを含む。

本発明の別の目的は、製造品、特にカーペットまたは繊維製床敷物であり、これは、例えばスプレー塗布または泡塗布によって、本明細書で前に定義された組成物で処理され、これによってこの物品は撥水性かつ防汚性にされる。

本発明の別の目的は、合成または天然由来の織物または繊維を、織物または繊維を撥水性、防汚性、かつ柔軟にするのに有効な量の、本明細書に定義される組成物で無フッ素処理するための方法である。

本発明の別の目的は、カーペット製造現場で次いで混合及び／または使用される、別個の容器中の組成物Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、またはＸ４のうちの１つ以上を提供するキットである。

フッ素系化学物質は、局所的保護剤成分として、カーペット及び繊維産業を含む多くの産業用途において使用される。局所的保護剤として、特定のフッ素系化学物質は、所望の撥水性、撥油性、及び防汚性特質を表面被覆として基材に付与する。しかし、長鎖ポリマーパーフルオロカーボン種などの特定のフッ素系化学物質は、パーフルオロアルキルカルボン酸（ＰＦＣＡ）及びパーフルオロアルカンスルホン酸（ＰＦＳＡ）などの望ましくない生物持続性（ｂｉｏ−ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔ）種への前駆体であることが示されてきた。長鎖ポリマーパーフルオロカーボン種の例は、Ｃ８、Ｃ１０、またはＣ１０全フッ素置換された側鎖を有するものである。カーペット及び織物産業において、環境的、また費用的な理由のためにフッ素系化学物質の全体的な使用を低減する要望が存在する。したがって、低減された量のフッ素系化学物質を含有する丈夫な撥水及び防汚繊維の需要があることが理解され得る。この分野における近年の動向は、繊維、カーペット、織布などの上に塗布するための、乳化した、より短鎖の全フッ素置換されたポリマー成分の採用に向けられてきた。より短鎖の全フッ素置換されたポリマーの例は、Ｃ４及び／またはＣ６側鎖を有するものである。このトピックへの顕著な考察が、Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌのＷａｎｇ、Ｃｏｕｓｉｎｓ、Ｓｃｈｅｒｉｎｇｅｒ、及びＨｕｎｇｅｒｂｕｅｈｌｅｒによって提供されている。［“Ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｓ ｔｏ ｌｏｎｇ−ｃｈａｉｎ ｐｅｒｆｌｕｏｒｏａｌｋｙｌ ｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ａｃｉｄｓ（ＰＦＣＳｓ），ｐｅｒｆｌｕｏｒｏａｌｋａｎｅ ｓｕｌｆｏｎｉｃ ａｃｉｄｓ（ＰＦＳＡｓ）ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｐｒｅｃｕｒｓｏｒｓ，”Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，６０，２４２−２４８（２０１３）］しかし、より影響力のある問題への解決策は、所望の撥水及び防汚性能特質を付与する非フッ素化組成物を使用することに代わりフッ素系化学物質含有処理を取り除くことである。ＲＡＬ ｇＧｍｂＨ（Ｓｔ．Ａｕｇｕｓｔｉｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ）及びその他によって授与される「ブルーエンジェル」などのエコラベルは、この傾向を強化し続けている。

カーペット及び織物産業において、長鎖ポリマーパーフルオロカーボン種の使用することなく、繊維状基材に丈夫な撥水性及び防汚性特質を提供するための解決策への必要性がある。撥水性とは、基材が水及び水／イソプロパノール混合物をはじく程度を指し、撥油性についてのものと同様な方法を用いて決定される。

現在適用されている防汚性または撥水性化学物質とは異なり、本開示の組成物はフッ素含有成分を含まない。組成物Ｘ１、Ｘ２、及びＸ３は、構成成分Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤのうちの２つ以上を含み、Ｘ１、Ｘ２、またはＸ３のうちの１つ以上のカーペットまたは繊維製床敷物上への塗布率は、最大限の撥水及び防汚性便益を達成するように調整され得る。同時に、かかる性能便益は経済的に有利である。

本発明において構成成分Ａとして有用な典型的なナノ粒子シリカ粘土は、参照により本明細書に組み込まれる、Ｉｖｅｒｓｏｎらへの米国特許出願公開第２０１１／０３１１７５７号に記載されるものを含む。これらのナノ粒子シリカ粘土は、スメクタイト、カオリン、イライト、クロライト、アタパルジャイト、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。より具体的な例としては、モンモリロナイト、ベントナイト、パイロフィライト、ヘクトライト、サポナイト、ソーコナイト、ノントロナイト、タルク、バイデライト、ボルコンスコイト、バーミキュライト、カオリナイト、ディッカイト、アンチゴライト、アナウキサイト、インデルライト（ｉｎｄｅｌｌｉｔｅ）、クリソタイル、ブラバイサイト（ｂｒａｖａｉｓｉｔｅ）、白雲母、パラゴナイト、黒雲母、コレンス石、苦土緑泥石、ドンバサイト（ｄｏｎｂａｓｓｉｔｅ）、須藤石、ペンニン、セピオライト、パリゴルスカイト（ｐａｌｙｇｏｒｓｋｙｔｅ）、及びそれらの組み合わせが挙げられる。

ナノ粒子シリカ構成成分Ａは、天然または合成であり得る。一態様において、ナノ粒子シリカ構成成分は合成ヘクトライトを含む。粘土ナノ粒子が天然であるか合成であるかにかかわらず、粘土ナノ粒子構成成分は、結合した組成物Ｘ１の約０．９〜約２４体積部の量で存在し得る。典型的に粘土ナノ粒子は、組成物Ｘ１の約７〜約１４体積部の量で存在する。好適なナノ粒子シリカの例は、ＢＹＫ Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ ＧｍｂＨ社から商標名Ｌａｐｏｎｉｔｅ（登録商標）として市販されているものである。これらは、Ｌａｐｏｎｉｔｅ（登録商標）ＲＤ、Ｌａｐｏｎｉｔｅ（登録商標）ＲＤＳ、Ｌａｐｏｎｉｔｅ（登録商標）ＪＳ、Ｌａｐｏｎｉｔｅ（登録商標）ＳＬ２５、及びＬａｐｏｎｉｔｅ（登録商標）Ｓ４８２を含む。Ｌａｐｏｎｉｔｅ（登録商標）ＳＬ−２５は、塩基性（ｐＨ８〜１０）、２１．５〜２５重量％の固形物水性分散体である。Ｌａｐｏｎｉｔｅ（登録商標）ＳＬ２５内で発見されたナノ粒子シリカは、約２０ｎｍ〜約９０ｎｍの平均粒度、及び約１２０ｍ²／ｇ〜約５００ｍ²／ｇの表面積を有する。

本開示での、構成成分Ｂとしての使用のための典型的なアクリルポリマー構成成分は、結着剤として作用することが知られているアニオン性または非イオン性、無フッ素、水分散アクリルのものを含み、アクリルコポリマー結着剤（「結合剤」）を含む混合物は、透明または大部分が透明な被覆を形成する。いくつかの例において、アクリルコポリマー結合剤は自己架橋している。本開示に従って使用されるとき、水性の非フッ素化アクリルコポリマーは、ある程度の丈夫な撥水性を処理されたカーペット及び繊維に提供する。

本開示に従って有用な結着剤は、任意の非フッ素化乳化性アクリルポリマーまたは織物、紡績糸、織布、カーペット、ラグ、マットなどの柔軟な表面、もしくはビニルタイル、石積み、セラミックタイル、及び堅木敷物などの固い表面への被覆成分としての使用に好適なコポリマーを含む。かかるアクリルコポリマーの多くの例は、本開示によって説明される組成物において構成成分Ｂとして利用され得る。アクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、メタクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、エタクリレート、メチルエタクリレート、エチルエタクリレート、プロピルエタクリレート、ブチルエタクリレート、アクリル酸、及びエチレンモノマー、ならびにそれらの組み合わせ及び混成物のうちの少なくとも１つを有するアクリル系コポリマーは、本開示に従った使用のための好適な候補である。アクリル系コポリマーは、非イオン性、またはアニオン性であり得るが、好ましくは本開示で正味アニオン性電荷会合を有するアクリル系コポリマーであり得る。さらに、好ましい構成成分は自己架橋しているアニオン性アクリル系コポリマーであり、熱及び／または光開始刺激の適用によって上に述べたように架橋できる。Ｒｏｈｍ ａｎｄ Ｈａａｓ Ｃｏｍｐａｎｙにより製造される、ＲＨＯＰＬＥＸ（商標）の自己架橋群及びＰＲＩＭＡＬ（商標）乳剤などの、構成成分Ｂとして好適な、数多くの非フッ素化、乳化したアクリルコポリマーが市販されている。１つの好ましい結着剤はＰＲＩＭＡＬ（商標）ＥＣＯ−３６（Ｒｏｈｍ ａｎｄ Ｈａａｓ）であり、それはアニオン性であり、４６．５〜４７．５重量％の固形物質水性乳剤として基材上に塗布できる、自己架橋しているアクリル系コポリマーである。プロセス要件に応じて、ＰＲＩＭＡＬ（商標）ＥＣＯ−１６（自己架橋、非イオン性、メチルメタクリレート−エチルアクリレートコポリマー）及びＰＲＩＭＡＬ（商標）ＥＣＯ−８（自己架橋、非イオン性）も使用され得る。ＭＭＡ／ＥＡコポリマーとして、他の製造業者からの対応するポリマー生成物も使用され得る。

別の可能性のある水性のアクリルコポリマーは、エチレンアクリル酸コポリマー（ＥＡＡ）であり得る。これらの分散ポリマーは、種々の商標名でも知られている。例えば、ＴＥＣＳＥＡＬ Ｅ−７９９／４５（Ｔｒｕｂ Ｅｍｕｌｓｉｏｎｓ Ｃｈｅｍｉｅ）、エチレン−アクリル酸分散体（固形物量４５％、ガラス転移温度４℃）、が使用され得る。さらに別の可能性のある水性のアクリルコポリマーの種類は、スチレン−アクリルコポリマーであり得る。

本発明は、特定の商標名によって識別される物質の使用に制限されないが、しかし本発明の目的及び効果と同様な特性を有する他の物質が使用され得ることが理解されるべきである。

異なる機械的特性を有する、異なる種類のアクリルコポリマーが、処理された繊維の所望の最終特性を達成するように、互いに混成され得る。アクリルコポリマーの利点は、
−透明性、
−熱硬化性、
−接着性または耐久性、及び
−繊維またはカーペット上の撥水性として要約できる。

本開示での、構成成分Ｄとしての使用に典型的な織物柔軟化剤は、織物柔軟化剤として作用することが知られているものを含み、織物柔軟化剤を含む混合物は織物により滑らかな手ざわりを提供する。織物柔軟化剤は、糸の可縫性、もしくはカーペット及び編まれた織布の柔軟さまたはより満足できる触覚を改善するように作用することができる。織物柔軟化剤が、紡績糸、織布、織物、カーペットなどを処理するために使用された場合、潤滑性を増強するように作用することができる。かかる薬剤の好適な例は、アミノシリコーンまたはアミノシロキサン、様々な種類の油、ポリアルキレングリコール、ポリアルキレンワックス、部分酸化ポリアルキレンワックス、ラノリン、及びラノリン誘導体、脂肪酸、脂肪酸エステル、酸化または官能化ポリオレフィン、ならびにステアリン酸であるとして、米国特許出願第２００８ ０２８７０２０号で、Ｒｕｄａｔによって記載されている。Ｒｕｄａｔは、フッ素系化学物質及びシルセスキオキサン含有ソルと結合した場合に有効であるとして、アミノシロキサンの使用を記載している。米国特許出願第２００８ ０２８７０２０号は、参照により本明細書に組み込まれる。アミノ官能ポリジメチルシロキサンなどのポリシロキサン化合物、２−［２−アミノエチル）−アミノ］エタノールを有する水和獣脂の縮合物などの脂肪酸縮合物、及び酢酸塩（ＣＡＳ Ｎｏ．６８４２５−５２−５）またはビス［アクリルオキシエチル］−ヒドロキシメチルアンモニウムメチル硫酸（ＣＡＳ Ｎｏ．９３３３４−１５−７）などのアクリル化合物が、原則として、軟化剤として好適である。上述の化合物またはそれらの混合物からの軟化剤は、本発明に従う組成物に含まれ得る。好適な軟化剤は、以前にＢａｕｍａｎｎによって、欧州特許第１，７４６，１９９Ｂ１号に記載されている。かかる織物及びカーペット軟化剤は市販されており、好適な生成物の例としては、Ｔｈｏｒ（Ｓｐｅｙｅｒ，Ｇｅｒｍａｎｙ）製のＦｉｎｉｓｔｒｏｌ（登録商標）ＡＦＮ（脂肪酸縮合生成物）、及びＨｕｎｔｓｍａｎ Ｔｅｘｔｉｌｅ Ｅｆｆｅｃｔｓ（Ｌａｎｇｗｅｉｄ ａｍ Ｌｅｃｈ，Ｇｅｒｍａｎｙ）製のＭｅｇａｓｏｆｔ（登録商標）ＪＥＴ−ＬＦ、Ｒｕｄｏｌｆ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ．ＫＧ（Ｇｅｒｅｔｓｒｉｅｄ，Ｇｅｒｍａｎｙ）製のＰｅｒｒｕｓｔｏｌ（登録商標）ＣＣＡ ５００（脂肪酸縮合生成物）、Ｒａｎｉｅ Ｃｈｅｍｉｅ（Ｗｉｅｈｌ，Ｇｅｒｍａｎｙ）製のＲａｎｉｅｓｏｆｔ（登録商標）ＴＳ ２０（脂肪酸縮合生成物）、Ｔｅｘｔｉｌｃｏｌｏｒ ＡＧ（Ｓｅｖｅｌｅｎ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）製のＳｏｆｔｙｃｏｎ Ｎ（脂肪酸縮合生成物）、ＣＨＴ Ｒ．Ｂｅｉｔｌｉｃｈ ＧｍｂＨ（Ｔuｂｉｎｇｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ）製のＴｕｂｉｎｇａｌ（登録商標）ＯＨＳ、及びＺｓｃｈｉｍｍｅｒ ＆ Ｓｃｈｗａｒｚ Ｍｏｈｓｄｏｒｆ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ．ＫＧ（Ｍｏｈｓｄｏｒｆ，Ｇｅｒｍａｎｙ）製のＣｅｆａｓｏｆｔ ＮＩ（脂肪酸縮合生成物）が挙げられる。欧州特許第１，７４６，１９９号が、参照により本明細書に組み込まれる。

一般に、本明細書で開示される繊維処理組成物は、ＰＦＣＡ及びＰＦＳＡ繊維処理技術へ改良を加えたものである。希釈水の添加と一緒に使用される場合のみ、水性組成物は直接利用され得る。さらに塗布プロセスは環境に優しく、基材が乾いたときに水蒸気及び無害な共溶媒蒸気（分散助剤）の自然な量の放出のみをもたらす。

化学物質分子の一般的な種類としてのナノ粒子は、フッ素含有化学物質によって提供される汚れ保護特性を拡大するとして知られている。参照により本明細書に組み込まれる、米国特許出願第２０１１／０３１１７５７ Ａ１号で開示されるように、ナノ粒子処理は、防汚目的のためのフッ素増量剤として以前に使用されてきた。参照により本明細書に組み込まれる、国際公開第２０１３／１１６４８６号は、撥水性特性を有する非フッ素化化学物質と共に使用される場合に防汚特性を有することが示されたナノ粒子を教示する。国際公開第２０１３／１１６４８６号で開示されるナノ粒子は、所望の防汚特質を維持する一方で、より柔らかい手繊維（ｈａｎｄ ｆｉｂｅｒ）を生産するための非フッ素系化学物質処理の有効性を立証する。

少なくとも１つの粘土ナノ粒子構成成分と少なくとも１つのアクリルコポリマー構成成分とを含む無フッ素表面処理を含む防汚繊維が開示される。粘土ナノ粒子は、以下の地質学上の種類の鉱物：スメクタイト、カオリン、イライト、クロライト、及びアタパルジャイトを実質的に含む粒子を指すことができる。これらの種類は、モンモリロナイト、ベントナイト、パイロフィライト、ヘクトライト、サポナイト、ソーコナイト、ノントロナイト、タルク、バイデライト、ボルコンスコイト（ｖｏｌｃｈｏｎｓｋｏｉｔｅ）、バーミキュライト、カオリナイト、ディッカイト、アンチゴライト、アナウキサイト、インデルライト（ｉｎｄｅｌｌｉｔｅ）、クリソタイル、ブラバイサイト（ｂｒａｖａｉｓｉｔｅ）、ススコバイト（ｓｕｓｃｏｖｉｔｅ）、パラゴナイト、黒雲母、コレンス石、苦土緑泥石、ドンバサイト（ｄｏｎｂａｓｓｉｔｅ）、須藤石、ペンニン、セピオライト、及びポリゴルスカイト（ｐｏｌｙｇｏｒｓｋｙｔｅ）などの特定の粘土を含む。粘土ナノ粒子は合成または天然のいずれかであることができ、合成ヘクトライト、及びＢＹＫ Ａｄｄｉｔｉｖｅ ＧｍｂＨ（Ｍｏｏｓｂｕｒｇ／Ｇｅｒｍａｎｙ）製のＬａｐｏｎｉｔｅ（登録商標）を含む。Ｌａｐｏｎｉｔｅ（登録商標）粘土ナノ粒子は、Ｌａｐｏｎｉｔｅ（登録商標）ＲＤ、Ｌａｐｏｎｉｔｅ（登録商標）ＲＤＳ、Ｌａｐｏｎｉｔｅ（登録商標）ＪＳ、Ｌａｐｏｎｉｔｅ（登録商標）Ｓ４８２、及びＬａｐｏｎｉｔｅ（登録商標）ＳＬ２５であることができる。

本発明による濃縮物は、典型的には安定化添加剤を含有する。本発明による好ましい濃縮物は、界面活性剤または乳化剤種を含有することができる。本開示にとって好適な界面活性剤の例は、トリエタノールアミン、Ｃ₁₄−アルキルベンゼンスルホン酸、及び／またはＣ₁₄脂肪アルコール硫酸のイソプロピルアミン塩などのアルキルベンゼンスルホン酸の水溶性の塩、アルキル硫酸、アルキルポリエトキシエーテル硫酸、パラフィンスルホン酸、アルファオレフィンスルホン酸及びスルホサクシネート、アルファ−スルホカルボキシレート及びそれらのエステル、アルキルグリセリルエーテルスルホン酸、脂肪酸モノグリセリド硫酸及びスルホン酸、アルキルフェノールポリエトキシエーテル硫酸、約６〜約２０の炭素原子を脂肪酸基に含有し、約１〜約１０の炭素原子をエステル基に含有するアルファ−スルホン化脂肪酸の水溶性の塩またはエステルなどの、化学物質の配合で一般的に使用されるアニオン性または非イオン性界面活性剤のうちのいずれかである。好ましい非界面活性剤乳化剤種の例は、ジエチレングリコールモノブチルエーテル（ブチルジグリコール）及びエチレングリコールモノヘキシルエーテル（ヘキシルグリコール）である。グリコール及びグリコールエーテルが、特に好ましい乳化剤である。好ましい乳化剤は、織物柔軟化成分が水中で微細化乳剤として保たれることを確実にする。非イオン性乳化剤の選択は、これらが塗布中に不必要な泡立ちを阻害するように作用し、またこれらが基材表面への均一な処理に寄与するために有利である。発泡することが塗布に望ましければ、発泡剤が提供され得る。他の安定化添加剤は解膠剤を含む。解膠剤は水などの分散媒内の、ナノ粒子の分散性を改善する。本開示に好適な解膠剤の例としては、二ナトリウムエチドロン酸、炭酸ナトリウム、メタリン酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム、及び水酸化ナトリウムが挙げられる。二ナトリウムエチドロン酸が、特に好ましい解膠剤である。

しかし先行技術は、丈夫な撥水性及び汚れ保護のための繊維、紡績糸、織布、織物、及びカーペット処理としての、組成物Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、またはＸ４のうちの１つ以上の組み合わせを開示していない。出願人は驚くべきことに、約５００ｐｐｍ〜約５，０００ｐｐｍのナノ粒子シリカの量の組成物Ｘ１の局所的塗布が、丈夫な撥水性及び防汚性の所望の最終使用性能をもたらすことができることを発見した。本開示の別の態様において、組成物Ｘ３及びＸ４は同時に塗布され得、丈夫な撥水性及び防汚性の所望の最終使用性能をもたらすこともできる。これは、追加の経済的費用、処理ステップ、及び設備への必要性、ならびに微結晶性ワックスなどのフルオロケミカルまたは他の撥水技術の使用にかかわる環境に関する懸念を取り除くため重大な発見である。

局所的組成物Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、及びＸ４は、グラビアコーティング、シルクスクリーン印刷、ロールコーティング、サイズプレスコーティング、スプレーバー塗布、回転スプレー塗布器、浴塗布、または泡湿式処理方法などの、多くの異なる方法によって塗布され得る。１つの非限定的な実施形態において、組成物は塗布の前に希釈され得る。好適な希釈剤は当業界で既知のものを含む。１つの非限定的な実施形態において、希釈剤は水である。別の非限定的な実施形態において、配合物の酸性度は調整され得る。１つの非限定的な実施形態において、ｐＨは５〜１０に調節され得る。別の非限定的な実施形態において、ｐＨは５．５〜６．５に調節され得る。処理された基材の乾燥時及び水の蒸発時、水の乾燥及び蒸発中の局所的組成物Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、及びＸ４は基材上に被覆を形成する。好適な基材は、織物、紡績糸、繊維、織布、またはカーペットであり得る。本開示における好ましい塗布方法の例としては、スプレーバー塗布及び回転スプレー塗布器が挙げられる。Ｗｅｉｔｍａｎｎ ＆ Ｋｏｎｒａｄ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ．ＫＧ（Ｌｅｉｎｆｅｌｄｅｎ−Ｅｃｈｔｅｒｄｉｎｇｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ）製のＷＥＫＯ−ＳＩＧＭＡ液体塗布システムを有するＷＥＫＯ−ＦＬＯＷなどの回転塗布器システムが好適である。同様に、Ｃｏｎｓｕｌｔｅｘ Ｓｙｓｔｅｍｓ（Ｓｐａｒｔａｎｂｕｒｇ，Ｓｏｕｔｈ Ｃａｒｏｌｉｎａ，ＵＳＡ）製のＷａｖｅ及びＩＱスプレー塗布システムなどの回転塗布器システムが、本開示の組成物の塗布に好適である。スプレーバー塗布器システム、またはスプレーマニホールドシステムは当業界で周知であり、任意のかかるシステムは本明細書に記載される組成物を塗布するために好適である。
定義

当業者にとって大部分はよく知られたことであるが、明瞭性の目的で以下の定義が提供される。

活性固形物のおおよその重量％：重量％での、配合された材料内の活性構成成分のおおよその量。

配合：本開示の目的のため、「配合」は、例えば、活性構成成分Ａ、Ｂ、またはＣのうちの１つ以上が、例えば、界面活性剤、共溶媒、乳化剤、解膠剤、もしくは分散剤などのかかる化学的補助剤と組み合わせた、複合水系混合物として提供されることを意味する。したがって、アニオン性アクリル系コポリマーＢは存在する特定の補助剤を有する水系配合物として提供することができ、それとは別に、織物柔軟化剤Ｃは存在する特定の補助剤を有する水系生成物として提供することができ、この形態においてＢ及びＣは、例えばＡ及びＤと結合され、混合され得る。

ナノ粒子：その寸法のうちの１つが、長さにおいて１００ｎｍ未満である、多次元的な粒子。

ｏｗｆ：「繊維重量当たり」。溶媒の蒸発後に塗布される繊維保護剤の固形物の量。繊維重量当たりの塗布された固形物の値は、物品内に存在する繊維の質量のパーセンテージとして典型的に示される。

液体ｐｐｖ：配合された（液体に基づく）組成物構成成分の体積部。

防汚性及び防乾燥汚れ性：本明細書で使用されるこれらの用語は、乾燥汚れが繊維に付着することを防ぐ能力を説明するために互換的に使用される。例えば、乾燥汚れは徒歩での移動によって持ち込まれる不潔物であり得る。

ｔｐｉ：インチ当たりの撚数。

ＷＰＵ（含浸量）：溶媒を完全に乾燥させる前に繊維に塗布される溶液重量。

本発明が、本発明の範囲を制限しない以下の実施例の助けと共に、より詳細に説明されるであろう。さらに、本開示における調製法は個別の実施例の調製法の一部として添加された構成成分についての具体的な使用率を反映することが理解されるべきであるが、これらの調製法は示された調製法構成成分のための同様に有効な使用率の範囲を包含しないように、本開示の目的のために制限されると解釈されるべきではない。例えば、構成成分Ｂが１０，０ｐｐｖで組成物において使用されているとして記載される場合、Ｂはまた５、７、９、１１、１３、及び１５ｐｐｖでも組成物において使用され得ることが理解されるべきである。

以下は、本発明に好適な組成物Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、及びＸ４の混合物の実施例である。

防汚性とは、繊維状基材の乾燥汚れの付着に抵抗する能力を指す。防汚性レベルを評価するために実施される試験は、標準化された液体不含有乾燥汚れ組成物を繊維状基板に塗布し、摩耗または移動をシミュレートするためにこれを移動荷重にさらに供することを伴う。汚れが付着した基材は、続いて掃除機などによる制御された汚れ除去プロセスに供される。これらの試験は、水抽出を伴ってもよい。次いで基材は、対照サンプルまたは確立された基準値と比較される。

組成物Ｘ１は、表１に示される組み込み範囲でのＡ、Ｂ、及びＣの組み合わせである。カーペット繊維基材の面積上への、Ｘ１の塗布の好適な範囲は、０．１％〜８％ｏｗｆである。０．１％ｏｗｆ未満でのＸ１の塗布は、丈夫な防汚性及び撥水性のために有効ではなく、８％ｏｗｆ超でのＸ１の塗布は、現在の市場条件下では、業界での好ましい塗布の方法を使用することが検討されるほどに、経済的または実践的ではないと理解されると理解される。カーペットなどの繊維基材上へのＸ１の塗布のより好ましい範囲は、０．３％〜２．５％ｏｗｆである。

組成物Ｘ２は、表２に示される組み込み範囲での、Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤの４つ全ての組み合わせである。カーペット繊維基材の面積上へのＸ２の塗布の好適な範囲は、０．１％〜８％ｏｗｆである。カーペットなどの繊維基材上へのＸ２の塗布のより好ましい範囲は、０．４％〜２．５％ｏｗｆである。

組成物Ｘ３は、表３に示される組み合わせ範囲での、Ｂ、Ｃ、及びＤの組み合わせである。カーペット繊維基材の面積上へのＸ３の塗布の好適な範囲は、０．１％〜６％ｏｗｆである。０．１％ｏｗｆ未満でのＸ３の塗布は、柔軟さの改善のために有効ではなく、６％ｏｗｆ超でのＸ３の塗布は基材の防汚性に有害な効果を有すると理解される。カーペットなどの繊維基材上へのＸ３の塗布のより好ましい範囲は、０．３％〜２．０％ｏｗｆである。

組成物Ｘ４は、表４に示される組み込み範囲での、Ａ及びＣの組み合わせである。カーペット繊維基材の面積上へのＸ４の塗布の好適な範囲は、０．１％〜８％ｏｗｆである。８％ｏｗｆ超でのＸ４の塗布が、現在の市場条件下では、業界での好ましい塗布の方法を使用することが検討されるほどに、経済的または実践的ではないと理解される一方で、０．３％ｏｗｆ未満でのＸ４の塗布は、防汚性に対して有効でない。カーペットなどの繊維基材上へのＸ４の塗布のより好ましい範囲は、０．５％〜４．０％ｏｗｆである。

一態様において、組成物Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、またはＸ４は、個々の化学物質Ａ、Ｂ、Ｄをそれらの必須の割合で、希釈剤Ｃ内で、混合する、攪拌する、超音波処理する、または物理的に混成することのうちの１つ以上により調製され得る。

別の態様において、組成物Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、またはＸ４は、個々の化学物質Ａ、Ｂ、Ｄ、をそれらの必須の割合で、希釈剤Ｃ内で混合する、撹拌する、超音波処理する、または物理的に混成することのうちの１つ以上によって構成成分を結合する前に、希釈剤Ｃ内で、Ａ、Ｂ、Ｄの各々を、分散する、乳化する、超音波処理する、溶解する、または撹拌することによって調製される。

さらに別の態様において、組成物Ｘ１が紡績糸、繊維、織物、織布またはカーペットに塗布される。開示された、ナノ粒子粘土Ａ、アクリル系コポリマーＢ、及び水性希釈剤Ｃは、１つのポット内で結合され、驚くべきほどに安定した複合液体混合物であり、繊維のための丈夫な撥水及び防汚性のために有効である組成物Ｘ１を得た。組成物Ｘ１は、その後、随意に水で希釈することができ、次いで紡績糸、繊維、織物、織布またはカーペット上に塗布することができる製造施設への輸送に好適である。

別の態様において、組成物Ｘ２は、紡績糸、繊維、織物、織布、またはカーペット上に塗布される。開示された、ナノ粒子粘土Ａ、アクリル系コポリマーＢ、水性希釈剤Ｃ、及び織物柔軟化剤Ｄは、１つのポット内で結合され、驚くほどに安定した複合液体混合物であり、繊維のための丈夫な撥水及び防汚性のために有効であり、追加で柔軟さの便益を有する、組成物Ｘ２を得た。組成物Ｘ２は、その後、随意に水で希釈することができ次いで紡績糸、繊維、織物、織布、またはカーペット上に塗布することができる製造施設への輸送に好適である。

さらに別の態様において、組成物Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、及びＸ４のうちの１つ以上が、紡績糸、繊維、織物、織布またはカーペットに経時的に塗布される。

さらに別の態様において、組成物Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、及びＸ４のうちの１つ以上が、紡績糸、繊維、織物、織布またはカーペットに同時に塗布される。

別の態様において、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、またはＸ４を撹拌することによって生成された任意の泡が一時的なものであるように、本開示の組成物Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、及びＸ４は泡が少ないまたはない状態の液体を塗布するシステムで特定の実用性を発見する。泡がないまたは少ない組成物が所望される塗布方法は、スプレーバー及び回転スプレー液体塗布器による方法を含む。

本開示のさらに別の態様において、泡塗布が必要であると証明されたときは、当業界で使用される任意の発泡剤が、組成物Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、またはＸ４のうちの１つ以上を泡として塗布するために用いられ得る。使用に好適な発泡剤の例としては、アルキルアミン酸化物、例えば、Ｌａｖｉｒｏｎ １１８ ＳＫ（Ｐｕｌｃｒａ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ、Ｇｅｒｍａｎｙ）及びＧｅｎａｍｉｎｏｘ（登録商標）ＣＳＬ（Ｃｌａｒｉａｎｔ、Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）、Ｃｌａｒｉａｎｔから入手可能なＣ₁₂〜Ｃ₁₈ココナツ脂肪酸アルキルジメチルアミン酸化物、ナトリウムアルファオレフィンスルホネート（例えば、Ｈａｎｓａｎｙｌ（登録商標）ＯＳ、Ｈａｎｓａ Ｇｒｏｕｐ ＡＧ、Ｇｅｒｍａｎｙ）、及びナトリウムラウレス硫酸（例えば、Ｈａｎｓａｎｏｌ（登録商標）ＮＳ ２４２ ｃｏｎｃ、Ｈａｎｓａ Ｇｒｏｕｐ ＡＧ、Ｇｅｒｍａｎｙ）が挙げられるが、これらに限定されない。しかし、泡塗布が必要であると証明されたときは、当業界で使用される標準発泡剤のいずれかが好適である。使用に好適な発泡剤の例としては、アルキルアミン酸化物、例えば、Ｌａｖｉｒｏｎ １１８ ＳＫ（Ｐｕｌｃｒａ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ、Ｇｅｒｍａｎｙ）及びＧｅｎａｍｉｎｏｘ（登録商標）ＣＳＬ（Ｃｌａｒｉａｎｔ、Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）、Ｃｌａｒｉａｎｔから入手可能なＣ₁₂〜Ｃ₁₈ココナツ脂肪酸アルキルジメチルアミン酸化物、ナトリウムアルファオレフィンスルホネート（例えば、Ｈａｎｓａｎｙｌ（登録商標）ＯＳ、Ｈａｎｓａ Ｇｒｏｕｐ ＡＧ、Ｇｅｒｍａｎｙ）、及びナトリウムラウレス硫酸（例えば、Ｈａｎｓａｎｏｌ（登録商標）ＮＳ ２４２ ｃｏｎｃ、Ｈａｎｓａ Ｇｒｏｕｐ ＡＧ、Ｇｅｒｍａｎｙ）が挙げられるが、これらに限定されない。

別の態様において、組成物Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、及びＸ４のうちの１つ以上が、製造業者へ輸送され、適宣に希釈され、紡績糸、繊維、織物、織布またはカーペットへ個々に塗布される。

別の態様において、組成物Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、またはＸ４の酸性度は、紡績糸、繊維、織物、織布、またはカーペットへの塗布の前に、ｐＨ５．０〜ｐＨ１０に調整される。好ましいｐＨは、ｐＨ５．５〜ｐＨ６．５である。

さらに別の態様において、組成物Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、及びＸ４のうちの１つ以上は、キットまたは化学物質のパッケージとして一緒に製造業者へ輸送される。この態様において、それらは適宣に希釈され、次いで紡績糸、繊維、織物、織布、またはカーペットへ同時塗布される。

さらに別の態様において、組成物Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、及びＸ４のうちの１つ以上は、キットまたは化学物質のパッケージとして一緒に製造業者へ輸送される。この態様において、それらは製造所で結合され、適宣に希釈され、得られた液体が、紡績糸、繊維、織物、織布またはカーペット上に塗布される。

染み止め剤
本明細書に含まれる無フッ素繊維保護組成物は、防汚性及び撥水性を好適な染み保護と組み合わせるために、１つ以上の染み止め化学物質をさらに含有してもよく、染み止め剤が用いられる場合、水性形態での組成物のより良好な塗布を支援するために、分散剤を添加することも好ましい。染み止め剤が用いられる場合、水性形態での組成物のより良好な塗布を支援するために、分散剤を添加することも好ましい。開示された染み止め剤組成物中で使用するための抗染み構成成分は、ポリマーアミン末端基に結合し、酸性染料色素による染みからこれらを保護する酸性部分を担持する構成成分を有する。本発明のプロセスに好適な化学物質の一般的なカテゴリーは、正電荷を持つ染料部位を遮断する任意の化学物質を含むことができる。染み止め剤は、シンタン、スルホン酸ノボラック、スルホン酸芳香族アルデヒド縮合生成物（ＳＡＣ）及び／または反応フェノール樹脂、オレフィン、ホルムアルデヒドの生成物、フェノール樹脂、置換チオフェノール樹脂、スルホン、置換スルホン、分岐状オレフィンのポリマーまたはコポリマー、環状オレフィン、スルホン酸オレフィン、アクリレート、メタクリレート、マレイン酸二無水物、ならびに有機系スルホン酸などの種々の形態で利用可能である。これらは、通常、特定の化学物質に応じて、ホルムアルデヒド、フェノール、ポリメタクリル酸、マレイン酸二無水物、及びスルホン酸を反応させることによって、作成される。さらに、染み止め剤は、通常は水溶性であり、一般には繊維に浸透するが、一方、防汚性の通常のフッ素系化学物質は、繊維の表面をコートする水不溶性分散体である。

染み止め剤の例としては、ＣＥＡＳＥＳＴＡＩＮならびにＳＴＡＩＮＡＷＡＹ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｅｍｕｌｓｉｏｎｓ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．、Ｄａｌｔｏｎ，Ｇａ．から）、ＭＥＳＩＴＯＬ（Ｂａｙｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｒｏｃｋ Ｈｉｌｌ，Ｎ．Ｃ．から）、ＥＲＩＯＮＡＬ（Ｃｉｂａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｇｒｅｅｎｓｂｏｒｏ，Ｎ．Ｃ．から）、ＩＮＴＲＡＴＥＸ（Ｃｒｏｍｐｔｏｎ ＆ Ｋｎｏｗｌｅｓ Ｃｏｌｏｒｓ，Ｉｎｃ．、Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ，Ｎ．Ｃ．から）、ＳＴＡＩＮＫＬＥＥＲ（Ｄｙｅｔｅｃｈ，Ｉｎｃ．、Ｄａｌｔｏｎ，Ｇａ．から）、ＬＡＮＯＳＴＡＩＮ（Ｌｅｎｍａｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｄａｌｔｏｎ，Ｇａ．から）、及びＳＲ−３００、ＳＲ−４００、ならびにＳＲ−５００（Ｅ．Ｉ． ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌ．から）などのフェノールホルムアルデヒドポリマーもしくはコポリマー；ＳＣＯＴＣＨＧＡＲＤ ＦＸシリーズカーペット保護剤（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｓｔ．Ｐａｕｌ Ｍｉｎｎ．から）などのメタクリル酸のポリマー；スルホン化脂肪酸（Ｒｏｃｋｌａｎｄ Ｒｅａｃｔ−Ｒｉｔｅ，Ｉｎｃ．、Ｒｏｃｋｍａｒｔ，Ｇａから）；ＡＲＲＯＳＨＩＥＬＤ（商標）防染性製品ライン（ＡｒｒｏｗＳｔａｒ ＬＬＣ、Ｄａｌｔｏｎ，ＧＡ，Ｕ．Ｓ．）、Ｉ−Ｐｒｏｔｅｃｔ（登録商標）２１２６（ＩＮＶＩＳＴＡ Ｓ．ａ ｒ．ｌ．、Ｇｅｒｍａｎｙ）、及びＵｌｔｒａｇｕａｒｄ ＳＢ−７００防染性製品ライン（Ｔｒｉ−Ｔｅｘ、Ｃａｎａｄａ）が挙げられるが、これらに限定されない。

染み止め剤は、通常、本来イオン性であり、カーペット製造プロセスにおいて、断続的及び連続的塗布の両方で等しく良好に塗布され得る。連続的塗布においては、カーペットは、通常の染色印刷ステージを通って移動するが、一方断続的塗布においては、種々の別個のバッチが用いられる。

織物、例えばラグに染み止め剤を塗布するための手順は、２ステップまたは単一塗布ステップであり得る。２ステップの手順では、染み止め剤の塗布に続いて、Ｘ１、Ｘ２、またはＸ３のうちの１つ以上による処理を行う。同時塗布システムが用いられる単一塗布ステップでは、当業界で実践されているような泡塗布プロセス技術を用いて、染み止め化学物質が塗布され、Ｘ１、Ｘ２、またはＸ３のうちの１つ以上が同時に塗布される。

染み止め剤については、繊維の重量当たり３．０〜７．０％の水性液体の投入率が推奨される。断続的塗布の場合、カーペット染色プロセス後に、染み止め用に別個の処理バッチが用いられる。カーペットは、７０〜７５℃の温度で、２０〜３０分間の一定時間にわたって処理される。ｐＨ値は、染み止め剤のタイプに依存するが、２．５〜７．０に保持されねばならない。連続的塗布の場合、カーペットは、通常の染色印刷ステージを通って移動する。染み止め剤は、浸漬槽、落水式アプリケータ、またはフルイダイヤーなどの好適な塗布機構を通して塗布される。染み止め液は、６０℃±１０℃で、またはこの近辺で塗布されねばならないが、プロセスは、より低温でも働くであろう。染み止め剤は、蒸し器内で６０〜９０秒の蒸気処理時間で固定化される。次いで、カーペットは洗浄され、真空処理され、乾燥される。理想的には、構成成分Ｘ１、Ｘ２、またはＸ３のうちの１つ以上による防汚性ならびに撥水性の塗布は、同一プロセスにおいて、染み止め剤に続く。

この目的のために好適な分散剤としては、脂肪アルコールポリグリコールエーテル（例えば、Ｓｅｒａ（登録商標）Ｓｐｅｒｓｅ Ｍ−ＤＥＷ、ＤｙＳｔａｒ Ｔｅｘｔｉｌｆａｒｂｅｎ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ．）、及びアルキルアリールアミンエトキシレート（例えば、Ａｖｏｌａｎ（登録商標）ＩＷ ｌｉｑｕｉｄ、Ｔａｎａｔｅｘ（登録商標）Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ、Ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ）（これらの双方ともに、本質的に非イオン性である）が含まれるが、これらに限定されない。

既に前に述べたように、本発明の組成物による処理を受ける基材用の織物繊維、カーペット、または繊維製床敷物は、合成または天然由来のものである。好適な合成織物は、ポリ（ヘキサメチレンアジポアミド）として知られているポリアミド６．６のようなポリアミド、もしくはポリ（カプロラクタム）として知られているポリアミド６、もしくはポリ（エチレンテレフタレート）及びポリ（プロピレンテレフタレート）のようなポリエステル、もしくはポリ（プロピレン）、もしくはかかる好適なポリマーベースのうちの１つ以上の混合物または混成物などのポリマーベースから作製されている。好適な天然由来の織物は、羊毛または綿から作製される繊維である。

防汚性及び撥水性化学物質は、通常、防染化学物質の塗布後、かつ乾燥または裏張りの前に、カーペット仕上げにおける最後のステップとして塗布される。防汚性及び撥水性化学物質は、当該技術分野において既知である、スプレー塗布または泡塗布を介して、カーペットに塗布されてもよい。未処理の配合生成物の希釈の後の、業界が推奨する塗布の割合は、カーペット繊維の重量に基づいて１．０重量％〜１．６重量％（５００ｐｐｍ〜８００ｐｐｍのフッ素原子含有量に相当する）。しかし、本開示の目的のために有用な無フッ素繊維保護組成物のための塗布範囲は、通常０，２５〜３，５重量％である。

スプレー塗布は、防汚性及び撥水性化学物質を塗布するために、最も容易な方法である。スプレー設備は、着色後の乾燥機の前方に、またはラテックス裏張りオーブンの前方に設置されてもよい。スプレーの拡散を防止するために、吸引フードが、スプレーバーの上方に設置されるべきである。組成物の水性溶液が、移動するカーペットの上方に設置されたスプレーノズルを通して、カーペット立ち毛に汲み上げられる。立ち毛へのより良い分配／浸透のために、溶液は、湿らせたカーペット繊維に塗布されなければならない。代替として、本組成物の水性液体はタンク内へ圧送され、それは紡績用回転板による塗布のために計測されている。回転板は、水性組成物のごく小さい液滴を均一な様式で、移動している繊維、紡績糸、織布、織物、またはカーペット基材上に塗布するように作用する。

泡塗布は、防汚性及び撥水性化学物質によるカーペットの処理のためには最先端の方法である。この最小水分塗布システムを用いることによって、泡状態の高度に濃縮された液体が、通り過ぎるカーペットに塗布される。泡塗布方法のさらなる利点は、その改善された浸透である。泡塗布設備は、乾燥機またはラテックス裏張りオーブンの前に設置することができる。泡の安定性が不十分な場合、発泡剤が好都合に添加され得る。これらの発泡剤は、これらが通常の乾燥温度下で分解し、防汚性及び撥水性化学物質の性能に悪影響を及ぼさない方法で配合される。

好適な発泡剤としては、アルキルアミンオキシド、例えば、Ｌａｖｉｒｏｎ １１８ ＳＫ（Ｐｕｌｃｒａ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ、Ｇｅｒｍａｎｙ）ならびにＧｅｎａｍｉｎｏｘ（登録商標）ＣＳＬ（Ｃｌａｒｉａｎｔ、Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）、Ｃｌａｒｉａｎｔから入手可能なＣ₁₂〜Ｃ₁₈のココナッツ脂肪酸アルキルジメチルアミンオキシド、ナトリウムアルファオレフィンスルホネート（例えば、Ｈａｎｓａｎｙｌ（登録商標）ＯＳ、Ｈａｎｓａ Ｇｒｏｕｐ ＡＧ、Ｇｅｒｍａｎｙ）、及びラスレス硫酸ナトリウム（例えば、Ｈａｎｓａｎｏｌ（登録商標）ＮＳ ２４２ ｃｏｎｃ、Ｈａｎｓａ Ｇｒｏｕｐ ＡＧ、Ｇｅｒｍａｎｙ）が挙げられるが、これらに限定されない。

スプレー塗布及び泡塗布の両方共に、後続の乾燥プロセスを必要とする。乾燥プロセス中に、カーペットの立ち毛面を１１０℃から１３０℃の温度まで上昇させることは、防汚性及び撥水性化学物質を繊維に完全に結合させるために重要である。



意図的に白紙

実験部
以下の本願実施例は、本発明をより具体的に例証するのに有用である。

本発明の結果の決定については、以下の試験法が適用された。

ＩＳＯ汚れ試験、ＥＮ ＩＳＯ １１．３７８−２：２００１
カーペットサンプルを、ドラムの内部に据え付け、クロム合金鋼ボール、ナイロンポリマーペレット、及び標準乾燥汚れを添加する。用いる汚れは、下記のＡＡＴＣＣ １２２／１２３標準汚れである。
３８重量％のピートモス（暗色）
１７重量％のポートランドセメント
１７重量％のカオリン粘土
１７重量％のシリカ（２００メッシュ）
１．７５重量％のカーボンブラック（ランプまたはファーネスブラック）
０．５０重量％の赤色酸化鉄
８．７５重量％の鉱油（医療用）
ドラムを充填した後に、これを密封し、１，０００回転で回転し、続いて掃除機がけする。この試験は、汚れがカーペット及びポリマーペレットの両方に作用するという点において、汚れた靴底（ポリマーペレットで表わされた）による最初の汚れ付けをシミュレートする。ドラム内の１，０００回転。次いで、グレースケール（レベル１＝強い汚れ、レベル５＝汚れ無し、目標＝２．５以上）に従って、カーペットを評価した。

この試験は、以降「ＩＳＯ」と略す。

撥水性試験ＡＡＴＣＣ １９３、ＩＳＯ ２３２３２：
本試験（ＡＡＴＣＣ法１９３より改変）は、水性液体による湿潤に対する完成品カーペットの抵抗性を決定する。種々の表面張力の水−アルコール混合物の液滴を布地の上に配置し、表面湿潤の範囲を目視により決定する。１０秒後に５つの液滴のうちの４つが、球形から半球形としてまだ可視である場合、カーペットには合格点が与えられ、より高い評価数の液体でこの試験を繰り返す。サンプルの撥水性評価は、撥水性試験に合格するために用いられた液体の最も高い評価数である。４以上の評価を有するカーペットは良好な防汚特性を有する。防汚処理無しでは、ほとんどのナイロンカーペットは撥水性について１の評価を有する。

この試験は、以降「ＷＲ」と略す。
撥水性試験に、以下の液体を用いた。

Ｋｏｏｌ Ａｉｄ試験、ＡＡＴＣＣ法１７５
酸性染料防染性を、
米国繊維化学染色協会（ＡＡＴＣＣ）法１７５−２００３「防染性：パイル床敷物」から修正した手順を用いて評価する。
９重量％の水性染色溶液を
サクランボの香りのＫＯＯＬ−ＡＩＤ（登録商標）粉末（Ｋｒａｆｔ／Ｇｅｎｅｒａｌ Ｆｏｏｄｓ、Ｗｈｉｔｅ Ｐｌａｉｎｓ，Ｎ．Ｙ．、特にＦＤ＆Ｃ Ｒｅｄ Ｎｏ．４０を含有する粉末飲料ミックス）を混合することによって、製造業者の指示に従って調製する。
カーペットサンプル（４×６インチ）を、平らな非吸収性表面上に配置する。中空でプラスチック製の直径２インチ（５．１ｃｍ）のカップを、カーペットサンプルの上にしっかりと配置する。２０ｍｌのＫＯＯＬ−ＡＩＤ（登録商標）染色溶液をカップに注ぎ、溶液をカーペットサンプルに完全に吸収させる。カップを取り除き、染まったカーペットサンプルを２４時間そのまま放置する。インキュベーション後に、染まったサンプルを冷水道水で十分に濯ぎ、遠心分離で過剰な水を除去し、サンプルを空気乾燥する。カーペットサンプルを、可視検査し、ＡＡＴＣＣ法１７５−２００３に記載されたＦＤ＆Ｃ Ｒｅｄ Ｎｏ．４０ Ｓｔａｉｎ Ｓｃａｌｅに従って、染みについて評価した。防染性を、１〜１０のスケールを用いて測定する。検出不能な試験染色は、１０の値に一致する。

熱水抽出試験
カーペット試験サンプルを、前洗浄せずに、滑らかで水平な表面上に平らに配置する。１．０％のＳａｐｕｒ（登録商標）Ｄｕｏ（Ｅｃｏｌａｂ（登録商標）で入手可能、ｐＨ＝７）の洗浄溶液を、Ｋａｅｒｃｈｅｒスプレー抽出洗浄機を用いて熱水抽出を行うために用いる。洗浄溶液をスプレー抽出ユニットのタンクに添加し、実際には、洗浄ヘッドをカーペットの表面の上方で移動することによって洗浄を完了する。サンプルを最長時間の２分にわたって洗浄するか、または染みが完全に除去されるまで（２分未満）洗浄する。洗浄されたサンプルを、空気乾燥し、次のように評価する：５．０＝完全な除去、４．０＝非常に良好な除去（７５％超）、３．０＝良好な除去（５０％超）、２．０＝適当な除去（５０％未満）、及び１．０＝除去不良（２５％未満）。

組成物Ｘ２の防汚性能及び撥水性を立証するために実施例１を実施した。塗布液を、ナイロン６，６から製作し６００ｇ／ｍ2の繊維重量を有する「ベビーブルー」で染色した標準的なベロア製カーペットに、実験室で携帯式のスプレー装置を使用して手動で塗布した。化学物質の塗布に続いて、硬化プロセスを１３０℃の実験室オーブン内で約１５分間行った。

表５に見られるように、この組み合わせは、試験要件を上回る／満たすものである。

組成物Ｘ３及びＸ４の同時塗布によって処理されたカーペットの防汚性能及び撥水性を立証するために実施例２を実施した。塗布液を、ＷＥＫＯ塗布システムを使用して、明るい灰色で４００ｇ／ｍ²の堆積重量を有するカーペットタイル上に塗布し、続いて硬化プロセスを１３０℃のオーブンで約８分間行った。

表６に見られるように、この処理は試験要件を上回る／満たすものである。

示された方法で処理されたカーペットの熱水抽出（ＨＷＥ）後、耐久性を立証するために、実施例３を実施した：
ａ．）実験室で携帯式スプレー装置を手動で使用し、表７に記される所与の液体を、６００ｇ／ｍ²、「ベビーブルー」色の標準的なベロア製カーペットに塗布し、続いて硬化プロセスを１３０℃の実験室オーブンで約１５分行い、
ｂ．）ＷＥＫＯ塗布システムを使用して、表７に記される液体を明るい灰色で４００ｇ／ｍ²の堆積重量を有するカーペットタイル状に塗布し、続いて硬化プロセスを１３０℃のオーブンで約８分行った。

Claims (37)

1. ａ．少なくとも１つの粘土ナノ粒子構成成分と、
   ｂ．少なくとも１つのアクリルコポリマー構成成分と、
   ｃ．水と、を含む、繊維保護組成物。
2. ａ．前記少なくとも１つの粘土ナノ粒子構成成分が、０．８〜２４重量％の固形物で存在し、
   ｂ．前記少なくともアクリルコポリマー構成成分が、１．４〜２３．８重量％の固形物で存在する、請求項１に記載の繊維保護組成物。
3. 前記少なくとも１つの粘土ナノ粒子構成成分が、スメクタイト、カオリン、イライト、クロライト、及びアタパルジャイトからなる群から選択される、請求項１に記載の繊維保護組成物。
4. 前記少なくとも１つの粘土ナノ粒子構成成分が、モンモリロナイト、ベントナイト、パイロフィライト、ヘクトライト、サポナイト、ソーコナイト、ノントロナイト、タルク、バイデライト、ボルコンスコイト（ｖｏｌｃｈｏｎｓｋｏｉｔｅ）、バーミキュライト、カオリナイト、ディッカイト、アンチゴライト、アナウキサイト、インデルライト（ｉｎｄｅｌｌｉｔｅ）、クリソタイル、ブラバイサイト（ｂｒａｖａｉｓｉｔｅ）、ススコバイト（ｓｕｓｃｏｖｉｔｅ）、パラゴナイト、黒雲母、コレンス石、苦土緑泥石、ドンバサイト（ｄｏｎｂａｓｓｉｔｅ）、須藤石、ペンニン、セピオライト、及びポリゴルスカイト（ｐｏｌｙｇｏｒｓｋｙｔｅ）からなる群から選択される、請求項１に記載の繊維保護組成物。
5. 前記少なくとも１つの粘土ナノ粒子構成成分が合成物質である、請求項１〜４に記載の繊維保護組成物。
6. 前記少なくとも１つの粘土ナノ粒子構成成分が合成ヘクトライトである、請求項５に記載の繊維保護組成物。
7. 前記少なくとも１つのアクリルコポリマー構成成分が、アクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、メタクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、エタクリレート、メチルエタクリレート、エチルエタクリレート、プロピルエタクリレート、ブチルエタクリレート、アクリル酸、及びエチレンモノマー、ならびにそれらの組み合わせ及び混成物を含む、請求項１に記載の繊維保護組成物。
8. 前記少なくとも１つのアクリルコポリマー構成成分が自己架橋している、請求項１に記載の繊維保護組成物。
9. 前記少なくとも１つのアクリルコポリマー構成成分が、アニオン性または電荷中性である、請求項１に記載の繊維保護組成物。
10. 前記少なくとも１つのアクリルコポリマー構成成分がアニオン性である、請求項９に記載の繊維保護組成物。
11. 少なくとも１つの織物柔軟化構成成分をさらに含む、請求項１に記載の繊維保護組成物。
12. ａ．前記少なくとも１つの粘土ナノ粒子構成成分が、０．８〜２２．５重量％の固形物で存在し、
    ｂ．前記少なくとも１つのアクリルコポリマー構成成分が、１．４〜１９重量％の固形物で存在し、
    ｃ．前記少なくとも１つの織物柔軟化構成成分が、０．７〜１１重量％の固形物で存在する、請求項１１に記載の繊維保護組成物。
13. 前記少なくとも１つの織物柔軟化構成成分がカチオン性、または非イオン性である、請求項１１に記載の繊維保護組成物。
14. 前記少なくとも１つの織物柔軟化構成成分が非イオン性である、請求項１３に記載の繊維保護組成物。
15. 前記少なくとも１つの織物柔軟化構成成分が、ポリアミノシロキサン、ヒドロキシ末端ポリアミノシロキサン、アルコキシ末端ポリアミノシロキサン、アルキル変性ポリアミノシロキサン、アルコキシ変性ポリアミノシロキサン、ならびにそれらの組み合わせ及び混成物からなる群から選択される、請求項１１に記載の繊維保護組成物。
16. 前記少なくとも１つの織物柔軟化構成成分が、ポリアミノシロキサンである、請求項１５に記載の繊維保護組成物。
17. ａ．少なくとも１つのアクリルコポリマーと、
    ｂ．少なくとも１つの織物柔軟化構成成分と、
    ｃ．水と、を含む、繊維保護組成物。
18. ａ．前記少なくとも１つのアクリルコポリマー構成成分が、２．３〜３８重量％の固形物で存在し、
    ｂ．前記少なくとも１つの織物柔軟化構成成分が、１．８〜１４．８重量％の固形物で存在する、請求項１７に記載の繊維保護組成物。
19. 前記少なくとも１つのアクリルコポリマー構成成分が、アクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、メタクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、エタクリレート、メチルエタクリレート、エチルエタクリレート、プロピルエタクリレート、ブチルエタクリレート、アクリル酸、及びエチレンモノマー、ならびにそれらの組み合わせ及び混成物を含む、請求項１７に記載の繊維保護組成物。
20. 前記少なくとも１つのアクリルコポリマー構成成分が自己架橋している、請求項１７に記載の繊維保護組成物。
21. 前記少なくとも１つのアクリルコポリマー構成成分がアニオン性または電荷中性である、請求項１７に記載の繊維保護組成物。
22. 前記少なくとも１つのアクリルコポリマー構成成分がアニオン性である、請求項２１に記載の繊維保護組成物。
23. 前記少なくとも１つの織物柔軟化構成成分がカチオン性、または非イオン性である、請求項１７に記載の繊維保護組成物。
24. 前記少なくとも１つの織物柔軟化構成成分が非イオン性である、請求項２３に記載の繊維保護組成物。
25. 前記少なくとも１つの織物柔軟化構成成分が、ポリアミノシロキサン、ヒドロキシ末端ポリアミノシロキサン、アルコキシ末端ポリアミノシロキサン、アルキル変性ポリアミノシロキサン、アルコキシ変性ポリアミノシロキサン、ならびにそれらの組み合わせ及び混成物からなる群から選択される、請求項１７に記載の繊維保護組成物。
26. 前記少なくとも１つの織物柔軟化構成成分が、ポリアミノシロキサンである、請求項２５に記載の繊維保護組成物。
27. 請求項１に記載の組成物で処理された、繊維。
28. 請求項１に記載の組成物で処理された、製造品。
29. 請求項１１に記載の組成物で処理された、繊維。
30. 請求項１１に記載の組成物で処理された、製造品。
31. 請求項１７に記載の組成物で処理された、繊維。
32. 請求項１７に記載の組成物で処理された、製造品。
33. 合成または天然由来の織物または繊維を、前記織物または繊維を撥水性かつ防汚性にするのに有効な量の、請求項１に記載の組成物で処理するための方法。
34. 合成または天然由来の織物または繊維を、前記織物または繊維を撥水性、防汚性、かつ柔軟にするのに有効な量の、請求項１１に記載の組成物で処理するための方法。
35. 合成または天然由来の織物または繊維を、前記織物または繊維を撥水性かつ柔軟にするのに有効な量の、請求項１７に記載の組成物で処理するための方法。
36. 処理が、グラビアコーティング、シルクスクリーン印刷、ロールコーティング、サイズプレスコーティング、スプレーバー塗布、回転スプレー塗布器、浴塗布、または泡湿式処理方法による、請求項３３〜３５に記載の方法。
37. 処理が回転スプレー塗布器による、請求項３３に記載の方法。