(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
次の各ステップ；
（ａ）  繊維を準備するステップ；
（ｂ）  水性処理組成物を含む浴に前記繊維を浸漬させて、前記水性処理組成物を前記繊維に適用するステップ；
ここで、前記水性処理組成物は、下記を含む；
（ｉ）  フルオロケミカル化合物；
（ii）  カチオン性オルガノシリケート化合物；および
（iii ）  前記水性処理組成物のｐＨを、３．５未満とするための酸：
（ｃ）  前記繊維を蒸気加熱するステップ；そして
（ｄ）  前記処理済繊維から過剰の水を除くステップ；
ここで、当該方法のフッ素消費効率が、７０％より大きい：
を含む前記繊維の処理方法。
【請求項２】
前記加熱が、１６０°Ｆ（７１℃）〜２６０°Ｆ（１２７℃）の温度で、１５秒〜６０分間である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記繊維がカーペット糸を含み、そして前記加熱ステップの際の前記水性処理組成物：前記カーペット糸の重量比が、少なくとも０．５：１である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記繊維がポリアミドを含み、そして前記水性処理組成物が、前記水性処理組成物の総重量に基づき最大４．０固形分重量％の量で、アニオン性ポリマー結合化合物をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ｐＨが１．５〜１．８である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記オルガノシリケート化合物が、下記；
（ｉ）第一式R-Si(OR')3を有するシラン；および
（ii）第二式Si(OR')4を有するシラン：
（式中、Rは、置換または未置換の、１〜７個の炭素原子を有する炭化水素基を表し、そして置換基はハロゲン、アミノ基、メルカプト基、およびエポキシ基から選択され、そしてR'は、１〜４個の炭素原子を有するアルキル基を表す。）
から形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
次の各ステップ；
（ａ）  繊維を準備するステップ；
ここで、前記繊維は、ポリマー系繊維を含むカーペット糸である：
（ｂ）  水性処理組成物を含む浴に前記カーペット糸を浸漬させて、前記水性処理組成物を前記カーペット糸に適用するステップ；
ここで、前記水性処理組成物は、下記を含む；
（ｉ）  フルオロケミカル化合物；
（ii）  カチオン性オルガノシリケート化合物；および
（iii ）  ２．０未満のｐＨの前記水性処理組成物を供給する酸：
（ｃ）  前記処理済カーペット糸を蒸気加熱するステップ；そして
（ｄ）  前記処理済カーペット糸から過剰の水を除くステップ；
ここで、当該方法のフッ素消費効率が、７０％より大きい：
を含む、前記繊維の処理方法。
【請求項８】
次の各ステップ；
（ａ）  カチオン性オルガノシリケート化合物及びフルオロケミカル化合物を含む酸性浴中に繊維を浸漬させるステップ；そして
（ｂ）  前記処理済繊維を蒸気加熱するステップ；
ここで、当該方法のフッ素消費効率が７０％より大きく、そしてｐＨが３．５未満である：
を含む繊維上へのフッ素消費を増やす方法。
【請求項９】
前記フッ素消費効率が９０％より大きい、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記繊維が、ポリアミド、ポリエステル、ポリプロピレン、またはそれらの組み合わせを含み、そして前記フルオロケミカル化合物がアニオン性フルオロポリマーである、請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維、そして特にカーペット糸およびカーペットを処理するための、方法および組成物に向けられている。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、繊維処理分野およびカーペット製造分野に関し、撥水性を増し、そして望ましくは、繊維、カーペットおよびカーペット糸の耐汚染性を増す、繊維、カーペットおよびカーペット糸を処理する方法に、特に関する。
【０００３】
ここ２０年間において、カーペット繊維、特にナイロンカーペット繊維に対する、撥水性および耐汚染性を増す、処理の進歩に、かなり関心がもたれている。当該技術分野では、繊維、カーペット糸およびカーペットに防汚性および／または耐汚染性を付与するさらなる改良法が引き続き必要とされる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、繊維およびカーペット糸の撥水性を増す、繊維（特にカーペット糸）処理方法を見出すことによって、上記で討論された困難性および問題のうち一部を扱う。本方法は、繊維またはカーペット糸の上および中に、所望量のフルオロケミカルの消費を与える。本発明の例示的な一態様において、ｐＨ約３．５未満でかつアニオン性またはノニオン性フルオロケミカルおよびオルガノシリケートポリマーを含む撥水性化合物を含む水性処理組成物と、カーペット糸単体またはタフテッドカーペットの形態のカーペット糸を接触させる。好ましくは、この被覆されたカーペット糸を加熱し、カーペットから過剰の水を除く。
【０００５】
本発明の他の例示的な態様では、この水性処理組成物はメタクリル酸のポリマーのようなアニオン性ポリマー結合化合物を含む。このアニオン性ポリマー結合化合物は、仕上げられたカーペット糸に、さらに耐汚染性を付与する。
【０００６】
本発明は、繊維、カーペット糸およびカーペットを処理するための、繊維、カーペット糸およびカーペットの撥水性および耐汚染性を増す水性処理組成物にさらに向けられている。水性処理組成物は、フルオロケミカル化合物、オルガノシリケートポリマー、およびアニオン性ポリマー結合化合物を含むことができる。
【０００７】
本発明はまた、繊維またはカーペット糸中への、フルオロケミカル化合物の消費を増やす方法に向けられている。本方法は、繊維、カーペット糸およびカーペットを処理するため、オルガノシリケートポリマーを水性処理組成物に導入することを含み、この水性処理組成物はフルオロケミカル化合物を含んでいる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明におけるこれらおよび他の特徴および優位性は、下記の詳細な説明に開示された態様および添付の特許請求の範囲を概観した後に、明らかとなるであろう。
【０００９】
本発明の本質の理解を進めるため、以下の特定態様の発明および特定用語を用い、特定態様を記述する。当然のことであるが、特定の用語を用いることによって本発明の範囲を限定することは意図しない。あるいは、論じている本発明の原理をさらに改変し、またそのようにさらに適用することは、本発明に関連する技術分野の通常の知識を有する者であれば、普通に気が付くことであろう。
【００１０】
本発明に従って、様々な種類の繊維およびカーペット糸を処理することができる。望ましくは、本発明に係る方法を用い、カーペット、すなわち基材に刺し込まれているカーペット糸を処理する。あるいは、基材に刺し込む前に、本発明の方法に従い、カーペット糸または繊維を処理することができる。
【００１１】
本発明の記述の最初から終わりまで、多くの用語を用い本発明の観点を記述する。本明細書で用いる場合、「撥水性」の用語は比較的広い意味を有することを意図しており、汚れ、油、および／または水がカーペット繊維に付着する傾向を減少させることについて言及している。本明細書で用いる場合、「耐汚染性」の用語もまた、比較的広い意味を有することを意図しており、カーペット繊維が酸性染料および／または分散染料によって汚染される傾向を減少させることについて言及している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
Ｉ  繊維、カーペット糸およびカーペット
様々な繊維および繊維から作られるカーペット糸を用いて、本発明を実施することができる。典型的には、カーペット糸は、ナイロン、ポリエステル、ポリプロピレン、またはそれらの組み合わせ等の押出合成ポリマーを含む。あるいは、ウール若しくはコットンのような天然繊維、または天然繊維と合成繊維との組み合わせからカーペット糸を作ることができる。望ましくは、カーペット糸はナイロン６、ナイロン６，６、ポリエステル、ポリプロピレン、またはそれらの組み合わせの押出繊維を含む。
【００１３】
様々な慣用手段によって、押出繊維を糸に加工することができる。好ましくは、この糸はフィラメント糸が連続する束であり、Ｓｕｐｅｒｂａ法やＳｕｅｓｓｅｎ法のような慣用手段でヒートセットする。あるいは、この糸は、短繊維紡績糸であってもよい。この糸は、糸メーカーによってフルオロケミカルで前処理されていないことが好ましい。
【００１４】
本発明の一態様において、本発明の方法で処理する前に、既に慣用手段によって、カーペット構造にカーペット糸を刺し込んでいる。タフテッドカーペットのステッチパターンおよび密度は、本発明の実施において重要な要素には見えない。また、一部の場合において、カーペットに酸性染料による染色等の染料処理をするとき、本発明の方法を用いカーペットを処理する前に、カーペットが染色処理を完了していることが望ましい。
【００１５】
II  カーペット糸およびカーペットに対する処理組成物
本発明に係る水性処理組成物は、一種以上の下記組成物を含む。
【００１６】
Ａ  フルオロケミカル化合物
本発明に係る水性処理組成物は、フルオロケミカル化合物を少なくとも一種含む。フルオロケミカル化合物はアニオン性またはノニオン性のフルオロケミカルであってもよい。さらに、フルオロケミカル化合物はテロマー型または電気化学的にフッ素化されたフルオロケミカルのいずれかであってもよい。本発明において、市販の様々なフルオロケミカル化合物が、用いるのに好適である。好適なフルオロケミカル化合物は、以下の化合物を含むが、これらに限定されず、ＤＡＩＫＩＮ  ＴＧ５７１、ＴＧ４７２、ＴＧ３３６０およびＴＧ３３１１、これらはすべてDaikin America, Inc. (Orangeburg, N.Y.)から市販されている；ＦＸ−１３６７Ｆ、ＦＸ−１３５５、ＰＭ１３９６およびＰＭ１４５１、これらはすべて3M Specialty Chemicals Division (St. Paul, Minn.)から市販されている；ＮＲＤ−３７２およびＮ１４０、どちらもDuPont Flooring Systems (Wilmington, Del.)から市販されている；ＴＧ−２３２Ｄ、これはAdvanced Polymers, Inc. (Salem, N.H.)から市販されている；そして、Ｎｕｖａ  ＣＰＡ、これはClariant Corporation (Charlotte, N.C.)から市販されている。好ましくは、本発明に係る水性処理組成物はフルオロケミカル化合物の少なくとも一種を含み、そのフルオロケミカル化合物はＤＡＩＫＩＮ  ＴＧ３３１１である。
【００１７】
カーペット糸上に所望の濃度を生成するように、本発明の水溶性処理化合物中のフルオロケミカル化合物の量を設定する。好ましくは、フルオロケミカル化合物は、水性処理組成物の総重量に基づき、最大約３．０重量％(以下「ｐｂｗ」という。）の固形分量で水性処理組成物中に存在する。さらに好ましくは、フルオロケミカル化合物は、水性処理組成物の総重量に基づき、約０．０１ｐｂｗ〜約２．０ｐｂｗの範囲の固形分量で存在する。さらにいっそう好ましくは、フルオロケミカル化合物は、水性処理組成物の総重量に基づき、約０．０２ｐｂｗ〜約０．１０ｐｂｗの範囲の固形分量で存在する。
【００１８】
本発明中で用いるのに好適なフルオロケミカル化合物を、本明細書に記述される適用浴に導入される場合に安定な溶液または分散液を生成する任意のフルオロケミカル化合物として、一般的に記述することができる。本発明中で用いるのにもっとも望ましいフルオロケミカル化合物は、アニオン性フルオロケミカル化合物であり、それはこれら化合物が酸性ｐＨを有し、以下に記述する他の化学物質を含む溶液中で、より安定だからである。ノニオン性フルオロケミカル化合物もまた本発明中で有用であることができる。さらに、カチオン性フルオロケミカル化合物もまた、本発明において有用であることができる。
【００１９】
Ｂ  オルガノシリケート化合物
本発明の水性処理組成物はまた、オルガノシリケート化合物を少なくとも一種含む。本発明で用いるのに好適なオルガノシリケート化合物類は、米国特許第4,351,736号明細書および米国特許第4,781,844号明細書に開示されるオルガノシリケート化合物類を含み（それらに限定されない）、それらは両方ともBayer Aktiengesellschaft (Leverkusen, Germany)に譲渡されており、そしてそれらを両方ともここで引用することによって、その内容を本明細書に組み入れる。米国特許第4,351,736号明細書(以下「'736特許」という。）および米国特許第4,781,844号明細書(以下「'844特許」という。）に開示されるように、このオルガノシリケート類は、(ｉ)一般式R-Si(OR')3を有するシラン類、および(ii)一般式Si(OR')4を有するシラン類から選択される一種以上のシラン類から形成され、ここでRは、置換または未置換の、１〜７個の炭素原子を有する炭化水素基並びにハロゲン、アミノ基、メルカプト基、およびエポキシ群から選択される置換基を表し、そしてR'は、１〜４個の炭素原子を有するアルキル基を表す。
【００２０】
水、緩衝剤、界面活性剤（および適切な場合には有機溶媒）とシランを混合し、そして酸性または塩基性条件下で混合物を攪拌することによって、このオルガノシリケート化合物を形成する。望ましくは、生ずるポリマーは、当該ポリマーを形成するために用いるシランの総重量に基づき、一般式Si(OR')4を有するシラン類約２〜約５０重量％から形成され、さらに望ましくは約３〜約２０重量％から形成される。オルガノシリケート化合物を生成するために望ましいシラン類は、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、２−エチルブチルトリエトキシシラン、テトラエトキシシラン、２−エチルブトキシトリエトキシシラン、およびそれらの組み合わせを含むが、それらに限定されない。好ましくは、界面活性剤はハロゲン化物、さらに望ましくは塩化物または臭化物含有化合物を含むカチオン性化合物を含む。
【００２１】
市販のオルガノシリケート化合物のいくつかが、本発明中で用いるのに好適である。好適なオルガノシリケート化合物は、以下の化合物を含むが、それらに限定されない。それら化合物はＢＡＹＧＡＲＤ（商標）ＡＳおよびＢＡＹＧＡＲＤ（商標）ＳＮＦであり、それらはBayer Specialty Chemicals (Wellford, S.C.)から市販されている。望ましくは、本発明の水性処理組成物はオルガノシリケート化合物を少なくとも一種含み、そのオルガノシリケート化合物はＢＡＹＧＡＲＤ（商標）ＳＮＦである。
【００２２】
本発明に係る水溶性処理化合物において、オルガノシリケート化合物の量を、カーペット糸上に所望の濃度を生成するように設定する。好ましくは、このオルガノシリケート化合物は、水性処理組成物の総重量に基づき、最大約３．０ｐｂｗの固形分量で水性処理組成物中に存在する。さらに好ましくは、オルガノシリケート化合物は、水性処理組成物の総重量に基づき、約０．００１ｐｂｗ〜約２．０ｐｂｗの範囲の固形分量で存在する。さらにいっそう好ましくは、オルガノシリケート化合物は、水性処理組成物の総重量に基づき、約０．００６ｐｂｗ〜約１．０ｐｂｗの範囲の固形分量で存在する。
【００２３】
Ｃ  ｐＨ調整剤
本発明の水性処理組成物の重要な特徴は、そのｐＨである。望ましくは、水性処理組成物のｐＨは約３．５未満である。約３．５未満のｐＨは、従来のカーペットに適用されるフルオロケミカル組成物のｐＨよりも低い。ｐＨが低いことによって、フルオロケミカルを溶液からカーペット糸繊維上／内に運ぶことが促進されると考えられる。さらに望ましくは、水性処理組成物のｐＨは約１．０より大きく、かつ約２．５未満であり、さらにいっそう望ましくは、２．０未満であり、さらにいっそう望ましくは１．５〜１．８の間である。
【００２４】
水性処理組成物に適量の酸を添加することによって、所望のｐＨを得ることができる。本発明において、用いるのに好適な酸は、ウレアスルフェートおよびスルファミン酸を含むが、これらに限定されない。
【００２５】
Ｄ  アニオン性ポリマー結合化合物
水性処理組成物はまた、アニオン性ポリマー結合化合物を含むことができる。アニオン性ポリマー結合化合物は、耐汚染性化合物としても働くことができるが、この作用は必要なものではない。例えば、カーペット糸がポリプロピレンから作られる場合、アニオン性ポリマー結合化合物がブロックする酸性染料部位がない。それにもかかわらず、アニオン性ポリマー結合化合物を用いると、他の糸と同様に、ポリプロピレンカーペット糸上でフルオロケミカル化合物の性能が向上することが見出されている。さらに、いかなる特別の理論で制約されることは望まないが、アニオン性ポリマー結合化合物が、フルオロケミカルを繊維表面上に保つように作用する。
【００２６】
アニオン性ポリマー結合化合物のうちの一部がまた、ナイロン製カーペット糸上で耐汚染性化合物として作用し、そして本発明中で良好に作用することを見出した。例示的なアニオン性ポリマー結合化合物は、メタクリル酸のポリマーまたはコポリマーである。望ましくは、これらポリマーまたはコポリマーは、例えば、９０重量％未満が２，５００〜２５０，０００の範囲の重量平均分子量と、５００〜２０，０００の範囲の数平均分子量を有する分子量範囲を有している。特に望ましいアニオン性ポリマー結合化合物の一種は、Rohm & Haasから市販され、ＬＥＵＫＯＴＡＮ（商標）１０２８の名称で入手可能なポリメタクリル酸である。ＬＥＵＫＯＴＡＮ（商標）１０２８の重量平均に基づく９０重量％未満の分子量は９，４６０であると報告され、そして数平均に基づく９０重量％未満の分子量は５，５９２であると報告されている。
【００２７】
他の特に望ましいアニオン性ポリマー結合化合物は、ＸＰ−４−４９の名称のメタクリル酸のポリマーであり、以下の手順で作成する。還流冷却器、加熱器具、攪拌装置、温度計、および不活性気体ブランケットを備える反応容器内に、メタクリル酸を５４ｌｂｓ、水を４５２ｌｂｓ、そしてＮａＯＨを１．０ｌｂｓ加えた。この混合物を水性相Ａと称する。メタクリル酸を２１４ｌｂｓ、水を３０３ｌｂｓ、ジアリルマレアートを０．１６ｌｂｓおよびＮａＯＨを２．２ｌｂｓを混合することにより、モノマー原料Ｂを調製する。二つの触媒原料ＣおよびＤもまた調製する。原料Ｃは、過硫酸カリウム２．２ｌｂｓおよび水１９７ｌｂｓから成る。原料Ｄは、メタ重亜硫酸ナトリウム２．２ｌｂｓおよび水１９７ｌｂｓから成る。
【００２８】
３０分間、窒素ブランケット下で約８５℃〜約９０℃の温度に、混合物Ａを加熱する。過硫酸カリウム１．３ｌｂｓおよびメタ重亜硫酸ナトリウム１．３ｌｂｓを添加して反応を開始し、約３℃〜約５℃のわずかな発熱量である。そして原料Ｂ、ＣおよびＤを、容器温度を約９０℃〜約９５℃に維持して約１時間にわたり反応容器に添加する。添加の最後のところで、そのバッチを１時間の間、約９０℃〜約９５℃の温度に保つ。この時間の間に、過硫酸カリウム０．３５ｌｂｓ、メタ重亜硫酸ナトリウム０．３５ｌｂｓおよびNaOH２．２ｌｂｓを、１５分毎に計３回添加する。
【００２９】
この生成物は（ＸＰ−４−４９と称する）、わずかに濁った、固形分２０．４％、ｐＨ３，７、および室温でＢ型粘土計の＃２軸で測定した粘度が４８００ｃｐｓの、粘稠液体である。
【００３０】
望ましくは、ＸＰ−４−４９をより少量のフェノール型の耐汚染性化合物（Sybron Chemicals, Inc. (Birmingham, N.J.)。現在はBayer Chemicals (Baytown, Tex.)の事業部から「Ｔａｎａｔｅｘ  Ｓｔａｉｎｆｒｅｅ」の名称で販売される。）と混合する。望ましいＸＰ−４−４９：Ｔａｎａｔｅｘの比は、固形分に基づいて約１８：１である。例示的な一態様では、７３．１部のＸＰ−４−４９に（作製時の水を含む）、水を２４．５部およびSybron製Ｓｔａｉｎｆｒｅｅを２．４部添加する。生じた混合物は、最終粘度が６８ｃｐｓである、澄んだ、粘稠な、琥珀色の液体である。この特定の混合物をＸＰ−４−５０と称し、本発明の方法で用いるのに望ましいアニオン性ポリマー結合／耐汚染性化合物である。
【００３１】
他のアニオン性ポリマー結合／耐汚染性化合物類もまた示されており、良好に作用する。3M Specialty Chemicals Division (St. Paul, Minn.)製の以下の組成物が、良好に作用する：ＦＸ−３６９、ＦＸ−６６８Ｆ、ＦＸ−６６１、およびＦＸ−６５７。ＦＸ−３６９の主成分は、フェノール樹脂であると考えられている。他のすべての3M製の耐汚染性化合物はメタクリル酸ポリマーまたはコポリマーを含むと考えられ、そして米国特許第4,937,123号明細書および米国特許第4,822,373号明細書の少なくとも一方に記述されると考えられ、それらは両方とも3M Company (St. Paul, Minn.)に譲渡されている。
【００３２】
本発明中で用いるのに好適な他のアニオン性ポリマー結合／耐汚染性化合物は、DuPont Flooring Systems (Wilmington, Del.)から「ＳＲ５００」の商品名で販売される製品である。ＳＲ５００は、主成分としてスチレン−無水マレイン酸共重合体を有する特許組成物である。
【００３３】
上記で言及したＬＥＵＫＯＴＡＮ（商標）１０２８に加え、Rohm & Haas製の他のＬＥＵＫＯＴＡＮ(商標）化合物、特にＬＥＵＫＯＴＡＮ（商標）１０２７、９７０および１０８４が、本発明において有用である。ＬＥＵＫＯＴＡＮ（商標）１０８４を例外として、ＬＥＵＫＯＴＡＮ（商標）組成物はすべて、様々な分子量のメタクリル酸の、ポリマーまたはコポリマーである。一般的に、これらの化合物は製革業界に販売されるが、米国特許第4,937,123号明細書（3M Company, St. Paul, MNに譲渡)には、この群がナイロンカーペット繊維に適用された場合に、耐汚染性特性を有すると言及する。ＬＥＵＫＯＴＡＮ（商標）１０８４はアクリル酸のポリマーであると考えられている。Peach State Labs (Rome, Ga.)製の耐汚染性材料は、ＲＭとして知られ、記述される発明において有用であることもまた示されている。このＲＭ製品は、変性フェノール材料であると考えられる。
【００３４】
好ましくは、アニオン性ポリマー結合化合物は、水性処理組成物の総重量に基づき、最大約２．０重量％(以下「ｐｂｗ」という。）の固形分量で水性処理組成物中に存在する。さらに好ましくは、アニオン性ポリマー結合材料は、水性処理組成物の総重量に基づき、約０．００５ｐｂｗ〜約０．６ｐｂｗの範囲の固形分量で存在する。さらにいっそう好ましくは、アニオン性ポリマー結合材料は、水性処理組成物の総重量に基づき、約０．０３ｐｂｗ〜約０．３ｐｂｗの範囲の固形分量で存在する。
【００３５】
Ｅ  他の選択的組成物
水性処理組成物はまた、以下の選択的組成物を含むことができる。
【００３６】
１．着色料
いくつかの場合において、この水性処理組成物はまた、染料または顔料を含む一種以上の着色料を含むことができる。例えば、カーペット糸またはカーペットにナイロンまたはポリエステル繊維が含まれる場合、水性処理組成物に染料を添加することができる。
【００３７】
III   処理組成物の作成方法
以下の例示的な手順を用いて水性処理組成物を調製することができる。典型的には、製造業者は、フルオロケミカル、オルガノシリケートポリマーおよび耐汚染性化合物を、濃縮水性分散液として提供する。混合容器の中の水に、これら濃縮物を単に添加することができ、そして室温で攪拌することができる。一部のフルオロケミカルおよび／または耐汚染性組成物はエマルション形態であるため、高せん断に敏感である可能性があり、望ましくは、低せん断で攪拌を行う。そのｐＨを測定し、そして酸を適量加え、所望の水準にｐＨを導く。
【００３８】
本発明の例示的な一態様において、最初に容器に所望の量の水を添加することによって、水性処理組成物を調製する。（存在する場合には）アニオン性結合材料をその後添加し、次いでオルガノシリケート化合物、そしてフルオロケミカル化合物を添加し、そして最後に組成物のｐＨを調節するため、酸を添加する。適用設備に引渡す場合、バッチとして貯蔵タンク内に水性処理組成物を調製することができる。あるいは、ポンプ、流量計および静的若しくは動的混合装置を用いることによる、貯蔵容器の必要がない直接適用の場合、連続混合様式で水性処理組成物を調製することができる。
【００３９】
IV  カーペット糸およびカーペットの処理方法
本発明は、カーペット糸および／またはカーペットを上述の水性処理組成物と接触させることによって、カーペット糸およびカーペットを処理する方法にさらに向けられている。本発明の好ましい態様の一つでは、カーペット糸を水性処理組成物に浸漬する。好ましくは、水性処理組成物浴にカーペットを浸漬することによって、浸漬を達成する。さらに好ましくは、例えば当業界で「フレックスニップ  アプリケーター」として知られている装置内で、水性処理組成物のたまり部を通してカーペットを引くことによって、このカーペットを浸漬する。あるいはカーペットを染色容器のような水性処理組成物を含む容器内に置くことができる。さらに、カーペットを浸漬するため、水性処理組成物をカーペット上にスプレーするか、またはカスケードすることができる。
【００４０】
カーペットまたはカーペット糸に適用される水性処理組成物の量は、望ましくはカーペット（またはカーペット糸）：水性処理組成物の比が、少なくとも約０．５：１を与えるような量である。カーペットに適用する液体量に関する一般的な表現は、「液体含浸率(wet pick-up)」である。この表現を用いると、望ましい液体含浸率は、少なくとも約５０％である（すなわち、１００グラムのカーペットまたはカーペット繊維が、少なくとも５０グラムの水性処理組成物を「含浸」する）。さらに好ましくは、液体含浸率は、約５０％〜約６０００％の間である（すなわち約０．５：１〜約６０：１の比）。さらにいっそう好ましくは、液体含浸率は約２００％〜約５００％の間である（すなわち約２：１〜５：１の比）。圧搾ローラ等の慣用手段によって、液体含浸率水準の制御を果たすことができる。
【００４１】
カーペット糸に接する水性処理組成物を加熱することで、本発明の方法の能力が増すことを見出した。以下の例で示されるように、加熱ステップにより、カーペット糸上へのフルオロケミカル化合物の良好な消費を得るための所要時間が、大幅に短縮化される。このように（必要ではないが）、この加熱ステップにより、本方法の効率を大幅に改善する。いかなる特別の理論で制約されることは望まないが、この加熱処理が、フルオロケミカル化合物の分子をカーペット糸に、硬化または固定させる手助けをすると考えられる。
【００４２】
本発明の一態様では、約１６０°Ｆ（７１℃）〜約２６０°Ｆ（１２７℃）の温度で、約１５秒〜約６０分範囲の間、さらに望ましくは、約１８０°Ｆ（８２℃）〜約２２０°Ｆ（１０４℃）の温度で、約３０秒〜約８分の範囲の間、加熱ステップを実施する。さらにいっそう望ましくは、水性処理組成物で処理されたカーペットを、周囲圧力で蒸気に暴露する、すなわち２１２°Ｆ（１００℃）で最大約９０秒間暴露することによって、加熱ステップを達成する。
【００４３】
望ましくは、加熱ステップの後、カーペットをすすぎ、過剰の化学物質を除く。任意の慣用手段によって、このすすぎステップを行うことができる。望ましくは、すすぎの後、減圧脱水機のような慣用手段によって、過剰の水を除く。典型的には、脱水後の含水率は、カーペットの総重量に基づき、約２０〜約３０％である。カーペットから過剰の水を除いた後に、典型的には、フロースルーオーブンでカーペットを乾燥する。望ましくは、２５０°Ｆ（℃)以下の乾燥温度で、約２分〜約３分の乾燥時間で、カーペットを乾燥する。
【００４４】
本発明の一態様では、染色工程の間、カーペット糸またはカーペットに、水性処理組成物を適用する。この態様において、水性処理組成物は、一種以上の酸性染料のような染料をさらに含む。
【００４５】
望ましくは、繊維、カーペット糸およびカーペットを処理する本方法は、この繊維が、ポリアミド、ポリエステル、ポリプロピレン、またはそれらの組み合わせを含むか否かに関係なく、１００％の所与適用量に対して、約７０％を超える理論量のフッ素を有する繊維、カーペット糸およびカーペットを生ずる。すなわち、繊維、カーペット糸およびカーペットを処理する本方法は、ポリアミド、ポリエステル、ポリプロピレン、またはそれらの組み合わせを含む繊維に関して、理論上１００％のフッ素消費率に基づき、約７０％を超えるフッ素消費効率を有する。例えば、１００％の消費率での所与適用において、所与の繊維またはカーペット糸中の理論量のフッ素が４００Ｆｌ（ｐｐｍ）である場合、本発明の方法は、少なくとも約２８０Ｆｌ（ｐｐｍ）のフッ素含有率を有する繊維またはカーペット糸を生ずる。さらに望ましくは、繊維、カーペット糸およびカーペットを処理するこの方法は、１００％の消費率での所与の適用において、理論量のフッ素の約８０％を超えて（すなわち、約８０％超のフッ素消費効率）、さらにいっそう望ましくは、９０％を超えて（すなわち、約９０％超のフッ素消費効率）含まれる繊維、カーペット糸およびカーペットを生ずる。
【００４６】
本発明の望ましい態様の一つでは、繊維、カーペット糸およびカーペット処理するこの方法は、理論上１００％のフッ素消費率に基づき、約７０％超のフッ素消費効率を有し、この繊維またはカーペット糸がポリアミド、ポリエステル、ポリプロピレン、またはそれらの組み合わせか否かに関係なく、処理済繊維、カーペット糸および／またはカーペットを蒸気に暴露することに限定する。望ましくは、繊維、カーペット糸およびカーペットを処理する本方法は、約７０％、さらに望ましくは約８０％、さらにいっそう望ましくは約９０％より多いフッ素消費効率を有し、処理済繊維、カーペット糸および／またはカーペットを９０秒未満、望ましくは６０秒未満、そしてさらにいっそう望ましくは４５秒未満、蒸気に暴露することに限定する。
【００４７】
Ｖ  処理済繊維、カーペット糸およびカーペット
本発明は、繊維、カーペット糸またはカーペットの上に望ましい濃度のフルオロケミカル化合物およびオルガノシリケート化合物を有する、処理済繊維、カーペット糸およびカーペットの方向にさらに向けられている。望ましくは、処理済繊維またはカーペット糸は、繊維またはカーペット糸の総乾燥重量に基づき、最大約２．０ｐｂｗの量のフルオロケミカル化合物を含む。さらに望ましくは、処理済繊維またはカーペット糸は、繊維またはカーペット糸の総乾燥重量に基づき、約０．１ｐｂｗ〜約２．０ｐｂｗの範囲の量のフルオロケミカル化合物を含む。さらにいっそう望ましくは、処理済繊維またはカーペット糸は、繊維またはカーペット糸の総乾燥重量に基づき、約０．２ｐｂｗ〜約０．８ｐｂｗの範囲の量のフルオロケミカル化合物を含む。
【００４８】
さらに、処理済繊維またはカーペット糸には、繊維またはカーペット糸の総乾燥重量に基づき、最大約２．０ｐｂｗの範囲の量のオルガノシリケート化合物を含むことが望ましい。さらに望ましくは、処理済繊維またはカーペット糸は、繊維またはカーペット糸の総乾燥重量に基づき、約０．０５ｐｂｗ〜約０．７５ｐｂｗの範囲の量のオルガノシリケート化合物を含む。さらにいっそう望ましくは、処理済繊維またはカーペット糸は、繊維またはカーペット糸の総乾燥重量に基づき、約０．１ｐｂｗ〜約０．３ｐｂｗの範囲の量のオルガノシリケート化合物を含む。
【００４９】
処理済繊維またはカーペット糸は、アニオン性ポリマー結合化合物(および／または耐汚染性化合物)を随意選択的に含むことができる。本発明の例示的な態様の一つとして、処理済繊維またはカーペット糸は、（存在する場合には）繊維またはカーペット糸の総乾燥重量に基づき、最大約２．０ｐｂｗの量のアニオン性ポリマー結合化合物(および／または耐汚染性化合物)を含む。さらに望ましくは、処理済繊維またはカーペット糸は、（存在する場合には）繊維またはカーペット糸の総乾燥重量に基づき、約０．２ｐｂｗ〜約３．０ｐｂｗの範囲の量のアニオン性ポリマー結合化合物(および／または耐汚染性化合物)を含む。さらにいっそう望ましくは、処理済繊維またはカーペット糸は、（存在する場合には）繊維またはカーペット糸の総乾燥重量に基づき、約０．４ｐｂｗ〜約１．０ｐｂｗの範囲の量のアニオン性ポリマー結合化合物(および／または耐汚染性化合物)を含む。
【実施例】
【００５０】
以下の例によって、本発明をさらに具体的に説明するが、決して、それらは発明の範囲に制限を課すものとして解釈されない。一方、本明細書を読んだ後に、本明細書の精神および／または添付の請求の範囲から外れることなく、当事者に示唆する種々の他の態様、改良、およびこれらと同等のものを行うことができることは、明らかに理解されよう。
【００５１】
以下の例において、以下の材料を用いた。
【００５２】
カーペットの構成
以下の例において用いたカーペット片は、下記に注意書きするような様々な外観の糸で作られた：
Ｓ９１６生地（未漂白未染色）と称する例の場合、これはポリエステル短繊維(Nanya Plastics Corporation, Lake City, S.C.)から形成されるカーペットサンプルであり、Ｓｕｅｓｓｅｎ植付法にかけられている。
Ｈ６８９生地（未漂白未染色）と称する例の場合、これは１５６０デニールのポリエステル長繊維(Shaw Industries, Dalton, Ga.)から形成されるカーペットサンプルであり、Ｓｕｐｅｒｂａ植付法にかけられている。
Ｒ＆Ｄ  ４８−９４３５と称する例の場合、これは１５６０デニールのポリ(トリメチレンテレフタレート)(ＰＴＴ)長繊維(Shaw Industries, Dalton, Ga.)から形成されるカーペットサンプルである。
３８３３生地（未漂白未染色）と称する例の場合、これはポリプロピレンカットパイル繊維から形成されるカーペットサンプルである。
Ｘ７９７生地（未漂白未染色）と称する例の場合、これはナイロン６長繊維のループパイル繊維から形成されるカーペットサンプルであり、Ｓｕｐｅｒｂａ植付法にかけられている。
【００５３】
下記に注意書きした相違以外は下記方法に従って、全ての例を実施した。
【００５４】
浴からのフルオロケミカルおよびオルガノシリケート化合物の適用
下記の例において、上述のフルオロケミカル化合物およびオルガノシリケートポリマーを含む水性処理組成物に、取り出したサンプル片を浸漬することで、フルオロケミカルおよびカチオン性オルガノシリケートポリマーを適用した。これら例に関して、処理する製品または布帛の総重量に基づいて、０．２ｐｂｗ〜０．８ｐｂｗの範囲の量のアニオン性フルオロケミカルおよび０．２ｐｂｗ〜０．３ｐｂｗの範囲の量のオルガノシリケートポリマー、そして所望範囲にｐＨを調整するための酸で、フラットパンアプリケーター中の溶液を作った。取り出された布帛は、３５０〜４００％の液体含浸率範囲内にあり、そしてその後、蒸気加熱した。
【００５５】
蒸気加熱
６０秒間の蒸気加熱時間、水平動のスチーマー内に浸漬したサンプル片を置き、カーペット繊維上にフルオロケミカルおよびオルガノシリケート化合物を固定した。刺し込まれたパイルを上にして、布帛を３０秒間蒸気加熱し、そして刺し込まれたパイルを下にして３０秒間蒸気加熱し、溶液の流れを実現した。
【００５６】
すすぎ／脱水
その後、蒸気加熱したサンプル片をスチーマーから取り出し、そして３ガロン容量の周囲の水道水に１０〜１５秒間浸漬し、洗浄ステップをシミュレートした。その後、高速ＢＯＣＫ遠心機でサンプル片を４分間脱水し、水分濃度を２０〜３０％ＷＰＵ範囲に下げた。
【００５７】
乾燥
その後、脱水されたサンプル片、またはフルオロケミカルの局所的な適用を伴うサンプル片を、パイルを上に、２２５°Ｆ(１０７℃)で稼動している電熱式強制空気オーブン内に５分間、置いた。乾燥機から取り出した時点で、サンプル片は、１〜２％範囲の含水率を有していた。
【００５８】
一種以上の下記試験法によって、本例の製造物を分析した。
【００５９】
フッ素(ＰＰＭ)
カーペットサンプルに適用したフルオロケミカル濃度を測定するために用いた分析は、１９８３年１０月にTextile Fibers Department of E.I. DuPont De Nemours & Company, Inc.からＴＭ−０３７１−６６、Ｎ−Ｍ  ２７４１４．００の番号の下に、発行された「ＮＹＬＯＮ  ＦＬＵＯＲＩＮＥ  ＣＯＮＴＥＮＴ−ＣＯＭＢＵＳＴＩＯＮ  ＦＬＡＳＫ  ＯＸＩＤＡＴＩＯＮ／ＳＰＥＣＩＦＩＣ  ＩＯＮ  ＭＥＴＥＲ」分析である。簡単に説明すると、サンプルを酸素燃焼フラスコ内で燃焼させることによって、この分析を実施する。水酸化ナトリウム溶液にフッ素化物を吸収し、そしてその溶液のｐＨおよびイオン強度を調整する。電位差測定で、フッ素化物イオン濃度（活性)を測定する。その結果を、フッ素（ｐｐｍ）として報告する。
実施例１
【００６０】
フルオロケミカル単独、およびオルガノシリケートポリマーとフルオロケミカルの適用
以下のカーペットサンプル基材を準備した：
（１）  Ｓ９１６生地（未漂白未染色）  −  Ｎａｎｙａ製ポリエステル短繊維、Ｓｕｅｓｓｅｎ植付
（２）  Ｈ６８９生地（未漂白未染色）  −  Ｓｈａｗ製1560年代のポリエステル長繊維、Ｓｕｐｅｒｂａ植付
（３）  Ｒ＆Ｄ  ４８−９４３５  −  Ｓｈａｗ製ＰＴＴ長繊維
（４）  ３８８３生地（未漂白未染色）  −  ポリプロピレンカットパイル
（５）  Ｘ７９７生地（未漂白未染色）  −  Ｓｈａｗ製ナイロン６ループパイル、Ｓｕｐｅｒｂａ
【００６１】
それぞれのサンプルを、ｐＨ４のノニオン性界面活性剤溶液と共に４００％ｗｐｕですすぎ、１８０秒間蒸気加熱し、新たな水ですすいで、そして高速遠心機を用いて最小で２０％ｗｐｕの範囲まで脱水した。すすいで脱水した生地（未漂白未染色）サンプルを、その後上述の水性処理組成物で処理し、６０秒間蒸気加熱し、新たな水ですすいで、高速遠心機で脱水し、そしてフロースルーオーブンで２２５°Ｆ（１０７℃）で５分間乾燥した。
【００６２】
処理浴１  −  コントロール（オルガノシリケートポリマーは存在しない）：
水  −  生地（未漂白未染色）重量に基づき４００％
フルオロケミカル  −  ＤＡＩＫＩＮ  ＴＧ  ３３１１、１２．５％の活性フッ素、０．３０％ｏｗｆ（ｏｗｆ＝繊維重量に対し）
ｐＨ調整剤  −  Ａ−８０Ｎ酸（ウレアスルフェート、Peach State Labs, Rome, Ga.）、２．５％ｏｗｆ
最終ｐＨ  −  １．７〜１．７５
【００６３】
処理浴２  −  ＢＡＹＧＡＲＤ（商標）  ＳＮＦポリマー試験：
水  −  生地（未漂白未染色）重量に基づき４００％
フルオロケミカル  −  ＤＡＩＫＩＮ  ＴＧ  ３３１１、１２．５％の活性フッ素、０．３０％ｏｗｆ
ＢＡＹＧＡＲＤ（商標）  ＳＮＦ、カチオン性オルガノシリケートポリマー、０．２５％ｏｗｆ
ｐＨ調整剤  −  Ａ−８０Ｎ酸（ウレアスルフェート、Peach State Labs, Rome, Ga.）、２．５％ｏｗｆ
最終ｐＨ  −  １．７〜１．７５
【００６４】
前掲のような処理浴１処方および処理浴２処方で、サンプル１〜４を処理した。サンプル５を（ｉ）前掲のような処理浴１処方で処理し、そして（ii）１．０％ｏｗｆの3M製ＦＸ  ６５７耐汚染性化合物を外添した前掲の処理浴２で処理した。
【００６５】
その後、消費率を測定するため、このサンプルをフッ素含有率について分析した。分析結果を下記の表１に示す。
【００６６】
【表１】
0004515912.tif 000002
【００６７】
この適用量に対して、理論量のフッ素（ｐｐｍ）は、１００％の消費率で３８０ｐｐｍである。上記表1に示すように、水性処理組成物にオルガノシリケート化合物を含ませることによって、カーペットサンプルへのフッ素の消費が大幅に増加する。
【００６８】
本明細書には、それらの特定態様に関して詳細に記述されているが、前述の知識に到達する当業者は、これらの態様の改変、バリエーション、および同等のものを容易に思いつくことができることを評価するべきであろう。従って、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲およびそれらの同等のものとして評価されるべきであろう。