CZ2004322A3 - Způsob zpracování lipofilní kapaliny - Google Patents

Description

Způsob zpracování lipofilní kapaliny

Oblast techniky

Tento vynález se týká způsobu zpracování lipofilní kapaliny, obsažené v emulzi vody a lipofilní kapaliny. Způsob zahrnuje kroky předběžného zpracování emulze, odstranění lipofilní kapaliny z emulze a čištění lipofilní kapaliny, zaměřené na odstranění alespoň části nečistot, nahromaděných během používání emulze. Pro každý ze shora zmíněných kroků se.nabízejí různé metody k použití.

Dosavadní stav techniky

Obvyklé prací techniky pro čištění a zpracování textilií, jako jsou oděvy, dlouho zahrnovaly jak tradiční praní, založené na vodě, tak techniky, obecně známé jako „chemické čištění“. Tradiční prací techniky, založené na vodě, zahrnovaly namáčení textilií do vodného roztoku detergentu nebo mýdel, s následným mácháním a sušením. Takové konvenční máčecí techniky se však ukázaly jako nedostatečné pro širokou oblast textilních výrobků, které vyžadují speciální zacházení a/nebo čistící techniky, vzhledem ke složení textilií, provedení, atd., které jsou nevhodné pro namáčení ve vodě.

Z tohoto důvodu byly vyvinuty prací postupy „chemické Čištění“. Chemické čištění typicky zahrnuje použití nevodných, lipofilních kapalin jako rozpouštědel nebo roztoků pro čištění. Tímto způsobem mohou být čištěny a zpracovávány textilie, které nesnášejí máčení ve vodě, aniž by u nich došlo k potenciálním škodlivým vedlejším účinkům.

Ačkoliv je k dispozici široká paleta nevodných lipofilních kapalin, mnohé vyžadují přítomnost malého množství vody ve formě emulzí nebo mikroemulzí, aby se dosáhlo maximální čistící účinnosti bez obětování „bezpečnosti“, kterou je nutno textiliím při chemickém čištění zajistit.

Kromě toho je žádoucí recyklovat a/nebo Čistit nevodné, lipofilní kapaliny, aby se snížily mnohem vyšší provozní náklady, spojené s chemickým čištěním, ve srovnání s vodnými pracími technikami. Recyklováním lipofilních kapalin vzniká určitý problém, neboť po použití vody zůstanou v emulzi též obsaženy voda, nečistoty a tělesná špína. Recyklování však představuje zvláštní problémy, neboť je nutné zajistit prostory pro zařízení, náklady a dodržo• · tf · « · vat bezpečnostní opatření. Vyžaduje se ekonomicky efektivní, účinný a bezpečný způsob procesu nebo čištění použitých lipofílních kapalin, zejména když se používají voda a pomocné látky, jako jsou emulgátory.

Tradiční dělící techniky rozpouštědel chemického čištění/vodných emulzí a/nebo směsí, typicky zahrnují destilaci všech kapalin obsahujících rozpouštědla, včetně takových, které to nevyžadují. Vzhledem k tomu se destilace nepoužívá jen k odstranění nečistot, jako je tělesná špína, od následně použitého čistícího rozpouštědla, ale používá se též k oddělení rozpouštědla od vody - činnost, která se může provádět jinými způsoby. Destilace má často za následek vysoké provozní náklady na energii a na potřebné zařízení k dosažení dělení, a je proto v mnoha případech nežádoucí, zejména když zařízení je v místě spotřebitele. Konečně, jak známo, destilace není nezbytná pro všechna rozpouštědla obsahující kapaliny, vyskytující se při chemickém čištění. Například, destilaci nezbytně nevyžadují odpařené směsi rozpouštědlo-voda, protože jsou v podstatě „bez nečistot“ a pouze vyžadují dělící operace vodarozpouštědlo.

V důsledku toho zůstává potřeba ekonomicky efektivního, účinného a bezpečného způsobu zpracování použitých lipofílních kapalin, zejména když je přítomna voda a emulgátory.

Podstata vynálezu

Souhrn vynálezu

Tento vynález poskytuje metody zpracování použitých lipofílních kapalin , ekonomicky efektivními, účinnými a bezpečnými způsoby.

V prvním znění poskytuje tento vynález způsob zpracování lipofílní kapaliny, obsažené v emulzi vody a nejméně jedné lipofílní kapaliny. Tento proces se skládá ze tří kroků. Prvním krokem je předběžné zpracování emulze, druhým je získání lipofílní kapaliny z emulze a konečně čištění lipofílní kapaliny.

Ve druhém znění tento vynález poskytuje způsob čištění lipofílní kapaliny a par lipofilní kapaliny. Tento proces zahrnuje zachycení par lipofílní kapaliny a první emulze s obsahem vody a lipofílní kapaliny, dále kondenzaci par lipofílní kapaliny, spojení zkondenzovaných par a první emulze za vytvoření druhé emulze, předběžné zpracování druhé emulze, získání lipofílní kapaliny z druhé emulze a čištění lipofílní kapaliny.

Tyto a jiné aspekty, charakteristiky a výhody se stanou zřejmými běžnému odborníkovi z následujícího podrobného popisu a připojených nároků. Všechna procenta, díly a poměry • · · • · · zde uváděná jsou hmotnostní, pokud nebude jinak specifikováno. Všechny teploty jsou udávané ve stupních Celsia (°C ), pokud nebude jinak specifikováno. Všechna měření jsou prováděna v SI jednotkách, pokud nebude specifikováno jinak. Všechny citované dokumenty jsou v relevantní části zahrnuty zde v odkazech.

Podrobný popis vynálezu Definice

Termín „lipofilní kapalina“, zde používaný, zahrnuje jakoukoli nevodnou kapalinu nebo páru, schopnou odstraňovat kožní maz, jak je blíže určeno níže popsaným testem.

Termín „textilie“, zde používaný, znamená jakýkoliv výrobek, který je zákaznicky čištěn pracím procesem, založeným na vodě, nebo chemickým čistícím procesem, za použití rozpouštědel. Jako takový zahrnuje tento termín hromadně vyráběné textilie a vlákna, a hotové výrobky, jako oděvy, prádlo, závěsy a oděvní doplňky. Tento termín také zahrnuje jiné předměty zcela nebo z části zhotovené z textilu, jako jsou velké nábytkové pokrývky, plachty apod.

Termín „absorpční materiál“ nebo „absorpční polymer“ zde používaný, znamená jakýkoliv materiál, schopný selektivně absorbovat nebo adsorbovat vodu a/nebo vodu obsahující kapalinu, bez absorbování lipofilní kapaliny, jak je podrobně popsáno. V odborné literatuře se mohou vyskytovat tyto termíny též jako „reaktivní gely“, „gel“, a „polymerní gel“. Seznam gelů, měnící fázi, viz učebnice Responstve Gels, Volume Transiíions II, Ed.K. Dušek, Springer λ/erlag Berbn, 1993 (zde zařazeno do odkazů). Viz též Thermo-responsive Gels, Radiat.Phys. Chem., Volume 46, No. 2, pp. 185-190, Elsevier Science Ltd. Great Britain, 1995 (zařazeno zde do odkazů). Super absorpční polymery, také vhodné pro použití v tomto vynálezu, jsou polymerní materiály, které mají absorpční kapacitu 5 gramů/gram nebo vyšší. Viz též Superabsorbent Polymers Science and Technology, vyd. Frederic L. Buchholz and Nicholas A. Peppas, American Chemical Society, Washington DC, 1994 (zejména kapitola 9 Tadao Shimomura and Takashi Namba, s názvem „Preparation and Application of HighPerformance Superabsorbent Polymers), zařazeno zde do odkazů.

Termín „absorbent matrix permeability aid“ (prostředek zajišťující propustnost absorpční matrice) nebo „spacer materiál“ (výplňový materiál)nebo „spacer“ (výplň) zde používaný, znamená jakýkoliv vláknitý nebo ěásticový materiál, který není rozpustný ve vodě.

• · ·· · · · · · · ♦ ···· · 9 9 · 9 9 9 9

Λ Λ 999 9999999 99999

Termín „absorpční matrice“ zde používaný, znamená matrici jakéhokoliv tvaru, která je schopná absorbovat nebo adsorbovat vodu. Minimálně obsahuje absorpční materiál. Může volitelně obsahovat výplňový materiál a/nebo materiál s velkým povrchem.

Lipofilní kapalina

Zde uváděná lipofilní kapalina je kapalina, která je v kapalné fázi. za pracovních podmínek strojů, kterými se čistí textilní nebo kožené výrobky podle tohoto vynálezu.. Obecně může být taková lipofilní kapalina za okolní teploty a tlaku zcela kapalná, může to být snadno tavitelná pevná látka, tj. stává se kapalnou při teplotách v rozmezí asi od 0 °C asi do 60 °C, nebo se může skládat za okolních teplot a tlaků, tj. při 25 °C a tlaku 0,1 MPa, ze směsi kapalné nebo parní fáze. Lipofilní kapalina není stlačitelný plyn, jako je oxid uhličitý.

Dává se přednost tomu, aby lipofilní kapaliny byly nehořlavé nebo aby měly relativně vysokou teplotu vznícení a/nebo nízké VOC („volatile organic compound“ - těkavá organická sloučenina) charakteristiky, tyto odborné výrazy mající své obvyklé významy jak jsou používané v čistírnách, aby měly stejné, nebo s výhodou převyšující charakteristiky obvyklých známých kapalin pro chemické čištění.

Kromě toho jsou vhodné lipofilní kapaliny, zde uváděné, dobře tekuté a neviskózní.

Obecně se vyžaduje, aby lipofilní kapaliny, zde uváděné, byly kapaliny schopné alespoň částečně rozpouštět kožní maz nebo tělesnou špínu, jak je definováno v dále popsaném testu. Směsi lipofilní kapaliny jsou též vhodné a za předpokladu, že požadavkům testu pro lipofilní kapaliny, jak je popsán níže, vyhovují, může lipofilní kapalina zahrnovat kteroukoli frakci rozpouštědel pro chemické čištění, zvláště novějších typů, obsahujících fluorovaná rozpouštědla nebo perfluorované aminy. Některé perfluorované aminy , jako jsou perfluortributylaminy, ačkoliv jsou nevhodné pro použití jako lipofilní kapaliny, mohou být jako jedny z mnoha možných pomocných látek, přítomných v prostředcích, obsahujících lipofilní kapalinu.

Jiné vhodné lipofilní kapaliny zahrnují, aniž je tím výčet omezen, diolové rozpouštědlové systémy, tj. vyšší dioly, jako jsou dioly C6 nebo C8 nebo vyšší, organosilikonová rozpouštědla, včetně typů cyklických i acyklických, apod., a jejich směsi.

Preferovaná skupina nevodných lipofilních kapalin, vhodných pro zařazení jako hlavní složka prostředků dle tohoto vynálezu, zahrnuje nízkotěkavé nefluorované organické látky, silikony, zejména jiné než jsou silikony s aminoskupinou, a jejích směsi. Nízkotěkavé neťluorované organické sloučeniny zahrnují, např. OLEAN ® a jiné polyol ester)', nebo určité rela• · © tivně netěkavé biodegradabilní petrolejové frakce uhlovodíků se středně dlouhým větveným řetězcem.

Jinou preferovanou skupinou nevodných lipofilmch kapalin, vhodných pro zařazení jako hlavní složka prostředků, dle tohoto vynálezu, jsou, aniž je tím výčet omezen, glykolethery, např. propylenglykolmethylether, propylenglykol n-propylether, propylenglykol tercbutylether, propylenglykol n-butvlether, dipropylenglykolmethylether, dipropylenglykol npropylether, dipropylenglykol terc-butylether, dipropylenglykol n-butylether, tripropylenglykolmethylether, tripropylenglykol n-propylether, tripropylenglykol terc-butylether, tripropylenglykol n-butylether. Vhodné silikony pro použití jako hlavní složka, tj. více než 50 % prostředku, zahrnují cyklopentasiloxany, někdy označované jako ,J95“, a/nebo lineární analogy, mající přibližně podobnou těkavost, volitelně doplněné jinými kompatibilními silikony. Vhodné silikony jsou dobře známé v literatuře, viz např. Kirk Othmer's Encyclopedia of Chemical Technology, a jsou dostupné v řadě komerčních zdrojů, včetně General Electric, Toshiba Silicone, Bayer a Dow Corning. Ostatní vhodné lipofilní kapaliny jsou komerčně dostupné u Procter & Gamble nebo u Dow Chemical and u jiných dodavatelů.

Kvalifikace lipofilní kapaliny a test lipofilní kapaliny (LF Test)

Jakákoli nevodná kapalina, která je schopná splňovat známé požadavky pro kapalinu pro chemické čištění (tj. teplota vznícení), a také dokáže alespoň částečně rozpouštět kožní maz, jak udává níže popsaná zkušební metoda, je v tomto vynálezu použitelná jako lipofilní kapalina. Obecně lze říci, že guidelin, perfluorbutylamin (Fluorinert FC-43®) sám od sebe (bez nebo s pomocnými látkami) je referenčním materiálem, kteiý podle definice není vhodný jako lipofilní kapalina pro zdejší použití (není to v podstatě rozpouštědlo), zatímco cyklopentasiloxany mají vhodné vlastnosti, které rozpouštějí kožní maz.

Dále se uvádí metoda zkoumání a kvalifikování dalších materiálů, tj. jiných nízko viskózních volně tekoucích silikonů, pro použití jako lipofilní kapaliny. Metoda používá komerčně dostupný Crisco® , kanolový olej, kyselinu olejovou (čistota 95 %, dostupné u Sigma Aldrich Co.) a skvalen (čistota 99 %, dostupný u J.T.Baker) jako modelovou nečistotu pro kožní maz. Testované materiály by měly být během hodnocení, v podstatě bezvodé a bez jakýchkoliv přidaných látek, nebo jiných materiálů

Připraví se tři ampulky, každá s obsahem jiného typu lipofilní nečistoty. Do první se vpraví 1,0 g kanolového oleje; do druhé 1,0 g kyseliny olejové (95 %), a do třetí a poslední ampulky 1,0 g skvalenu (99,9 %). Do každé ampulky se přidá 1 g testované kapaliny na lipo«· ··· «· · • · · · · · · ··· · ··· · ··» • · · · · ···· · · · ···· filicitu. Každá ampulka s obsahem lipofilní nečistoty a testované kapaliny se samostatně míchá 20 sekund za pokojové teploty a tlaku, na standardním vířivém mixeru při maximálním nastavení. Ampulky se umístí na pracovní stůl a nechají se usadit 15 minut za pokojové teploty a tlaku. Jestliže po usazení se vytvoří jediná čirá fáze v kterékoli z ampulek, s obsahem lipofilní nečistoty, pak je nevodná kapalina kvalifikovaná jako vhodná pro použití jako „lipofilní kapalina“, ve shodě s tímto vynálezem. Ovšem, jestliže se vytvoří dvě nebo více oddělených vrstev ve všech třech ampulkách, pak nevodná kapalina, rozpuštěná v olejové fázi, potřebuje další zkoušku, zda tuto kapalinu posoudit nebo neposoudit jako kvalifikovanou.

V takovém případě se injekční stříkačkou opatrně odebere z každé vrstvy v každé ampulce 200 mikrolitrů vzorku. Stříkačkou se extrahovaná vrstva vzorků nadávkuje do ampulek CG autovzorkovače a podrobí se obvyklé GC analýze po předchozím stanovení doby zádrže kalibrovaných vzorků každé ze tn modelových nečistot a testovaných kapalín. Jestliže se zjistí, že v některé z vrstev, které obsahují kyselinu olejovou, kanolový olej nebo skvalen, je přítomno více než 1 % kapaliny testované metodou GC, přednostně však více, pak testovaná kapalina je také kvalifikována pro použití jako lipofilní kapalina. Je-li třeba, metoda se může dále kalibrovat za použití heptakosafluortributylaminu, tj. Fluorinertu FC-43 (fail) a cyklopentasiloxanu (pass). Vhodný GC je Hewlett Packard Gas Chromatograph HP5890, serie Π, vybavený „split/splitless“ injektorem (nástřik pomocí děliče/nástřik bez děliče) a FID. Vhodná kolona, používaná při stanovení obsahu přítomné lipofilní kapaliny, je J&W vědecká kapilární kolona DB-1HT, 30 metrů, vnitřní průměr 0,25mm, tloušťka filmu 0,lpm katalog.č. 1221131. GC pracuje vhodně za následujících podmínek:

nosný plyn: vodík tlak na hlavě kolony : 62,046 kPa průtoky: kolonou @ ~ 1,5 mVmin, odvzdušnění děliče @ ~ 250 až 500 ml/min. proplach septa @ 1 ml/min.

nástřik : HP 7673 autovzorkovač, inj. stříkačka 10 μΐ, nástřik lpi, teplota vstfikovače: 350 °C teplota detektoru : 380 °C teplotní program pícky : počáteční 60 °C drží 1 min.

rychlost 25 °C /mim.

konečná 380 °C drží 30 min • ·· 9 · · ··· • · · · · · · · 9 • 999 9 9 9 9 · · 9 ·

9 9 9 9 9 ···· · * 9 9999

Preferované lipofilní kapaliny, vhodné pro zdejší použití, mohou být dále kvalifikovány pro použití z hlediska kvality péče o oděvy/,,garment care profil“). Zkouška profilu garment care je v oboru velmi dobře známá a zahrnuje testování kapaliny, která se má kvalifikovat, za použití širokého sortimentu oděvních součástí nebo textilních výrobků, včetně tkanin, nití a pružných materiálů používaných k Šití, atd., a různých knoflíků. Preferované lipofilní kapaliny, pro toto použití, mají výborný garment care profil, například mají vyhovující srážlivost a/nebo krčivost tkanin a viditelně nepoškozují plastikové knoflíky. Určité materiály, které se kvalifikovaly jako lipofilní kapaliny pro odstraňování kožního mazu, například ethyllaktát, mohou být zcela nevyhovující pro svou tendenci rozpouštět knoflíky, a jestliže takový materiál se použije v prostředcích, dle tohoto vynálezu, musí být formulován s vodou a/nebo s jinými rozpouštědly, aby celková směs nebyla pro knoflíky škodlivá. Jiné lipofilní kapaliny, např. D5, splňují požadavky garment care naprosto skvěle. Některé vhodné lipofilní kapaliny lze nalézt v udělených US patentech čís. 5 865 852; 5 942 007; 6 042 617; 6 042 618; 6 056 789; 6 059 845; a 6 063 135, které jsou zařazeny zde do odkazů.

Lipofilní kapaliny zahrnují lineární a cyklické polysiloxany, uhlovodíky a chlorované uhlovodíky, s výjimkou PERC a DF2000, které výslovně nevyhovují definici lipofilní kapaliny, zde použité. Výhodnější jsou lineární a cyklické polysiloxany a uhlovodíky třídy giykoletherů, esterů kyselin octové a mléčné. Preferované lipofilní kapaliny zahrnují cyklické siloxany, mající teplotu varu při 0,1 MPa asi pod 250 °C. Zvláště preferované cyklické siloxany pro použití v tomto vynálezu, jsou oktamethylcyklotetrasiloxan, dekamethylcyklopentasiloxan, a dodekamethylcyklopentasiloxan (D5, pentamer) a je v podstatě bez oktamethylcyklotetrasiloxanu (tetramer) a dodekamethylcyklohexasiloxanu (hexamer).

Je však naprosto jasné, že použitelné směsi cyklických siloxanů mohou obsahovat, kromě preferovaných cyklických siloxanů, menší množství ostatních cyklických siloxanů, včetně oktamethylcyklotetrasiloxanu a hexamethylcykíotrisiloxanu nebo vyšších cyklických sloučenin, jako je tetradekamethylcykloheptasiloxan. Množství těchto ostatních cyklických siloxanů v použitelných cyklických siloxanových směsích bude obecně menší než asi 10 % , vzhledem k celkové hmotnosti směsi. Průmyslový standard pro cyklické siloxanové směsi je takový’, že obsahují méně než asi 1 % hmota, směsi oktamethylcyklotetrasiloxanu.

Lipofilní kapalina, dle tohoto vynálezu, s výhodou obsahuje více než asi 50 %, výhodněji více než 75 %, ještě výhodněji nejméně asi 90 %, nejvýhodněji nejméně asi 95 % hmota, lipofilní kapalíny dekamethylcyklopentansiloxanu. Alternativně může lipofilní kapalina obsahovat siloxany, které jsou směsí cyklických siloxanů, majících více než kolem 50 %,

• ® · · * · • · · · · · • ··· · ··♦ • · · · · · · · · · · * · • · · · · · • · · · * * s výhodou více než kolem 75 %, výhodněji nejméně kolem 90 %, nejvýhodněji nejméně kolem 95 % až kolem 100 % hmotnosti směsi dekamethylcykíopentasiloxanu a méně než kolem 10 %, s výhodou méně než kolem 5 %, výhodněji méně než kolem 2 %, ještě výhodněji méně než kolem 1 %, nejvýhodněji méně než kolem 0,5 % až kolem 0 % hmoto, směsi oktamethylcyklotetrasiloxanu a/nebo dodekamethylcyklohexasiloxanu.

Množství lipofílní kapaliny, je-li přítomna, v čistících prostředcích, podle tohoto vynálezu, je s výhodou asi od 70 % asi do 99,99%, výhodněji asi od 90 % asi do 99.9 %, a ještě výhodněji asi od 95 % asi do 99,8 % hmoto, čistícího prostředku.

Množství lipofílní kapaliny, je-li přítomna ve zpracovatelských/čistících prostředcích pro výrobky z konzumní kůže, podle tohoto vynálezu, je s výhodou asi od 0,1 % asi do 90 výhodněji asi od 0,5% asi do 75 %, a ještě výhodněji asi od 1 % asi do 50 % hmoto, zpracovatelských/čistících prostředků pro výrobky z konzumní kůže.

Pomocné přísady

Pomocných materiálů velice mnoho a mohou se používat v různém množství. Například, čistící enzymy, jako jsou proteázy, amylázy, celulázy, lipázy, apod., jakož i bělící katalyzátory, zahrnující makrocyklické typy s obsahem manganu nebo podobných přechodných kovů. Všechny se používají v pracích a čistících výrobcích, v typickém nebo atypickém množství. Pomocné materiály, které mají katalytický charakter, například enzymy, se mohou používat „progresivním“ nebo „reverzním“ způsobem, nezávisle využitelný objev z tohoto vynálezu. Například, lipoláza nebo jiná hydroláza se může volitelně použít v přítomnosti alkoholu jako pomocná látka, ke konverzi mastných kyselin na estery, čímž vzrůstá jejich rozpustnost v lipofilních kapalinách. To je „reverzní operace“, na rozdíl od normálního použití této hydrolázy ve vodě ke konverzi méně vodorozpustoého mastného esteru na více rozpustný materiál. V každém případě, všechny pomocné přísady v kombinaci s lipofílní kapalinou musí být pro použití vhodné.

Prostředky mohou obsahovat emulgátorv. Emulgátorv jsou v oblasti chemie velmi dobře známé. Emulgátory působí v podstatě tak, že slučují dvě nebo více nerozpustných nebo polorozpustoých fází za vytvoření stabilní nebo polostabilní emulze. V tomto vynálezu se dává se upřednostňuje to, aby emulgátor sloužil dvěma účelům, jednak aby byl schopný působit jako emulgátor, ale také jako zesilovač čistícího účinku. Například, emulgátor může také působit jako tenzid, čímž podporuje čistící účinek. Jak obyčejné emulgátory, tak i emulgátory/tenzidy jsou komerčně dostupné.

• · φ

999·

Některá vhodná čistící aditiva zahrnují, aniž je tím výčet omezen, aktivační přísady, tenzidy, enzymy, bělící aktivátory, bělící katalyzátory, bělící zesilovače, bělidla, zdroje alkality, antibakteriábií činidla, barviva, parfémy, pro-parfémy, apretační prostředky, citrusové mýdlo, dispergátory, činidla regulující zápach, neutralizéry zápachu, polymerní činidla inhibující přenos barev, inhibitory růstu krystalů, fotobělidla, lapače iontů těžkých kovů, protizákalová činidla, antimikrobiální činidla, antioxidanty, Činidla zabraňující zpětnému usazování, elektrolyty, modifíkátory pH, zahušťovadla, abraziva, dvojmocné nebo trojmocné ionty, soli kovových iontů, stabilizátor)' enzymů, inhibitory koroze, diaminy nebo polyaminy a/nebo alkoxyláty, polymery stabilizující mydliny, rozpouštědla, procesní pomocné látky, textilní změkěovaěe, optické zjasňovače, hydrotropy, potlačovače mydlin a pěnivosti zesilovače mydlin a pěnivosti, textilní změkčovadla, antistatické prostředky, fixativy barev, inhibitory otěru barev, prostředky proti pouštění barev, prostředky omezující mačkavost, polymery uvolňující špínu, prostředky odpuzující nečistoty, činidla proti účinkům UV-záření, činidla zpomalující blednutí barev, a jejich směsi.

Termín „tenzid“ se obvykle vztahuje na materiály, které jsou povrchově aktivní buď vzhledem k vodě, nebo k lipofílní kapalině, nebo k jejich směsi. Některé ilustrativní tenzidy zahrnují neionické, kationické a silikonové tenzidy, tak jak se používají v obvyklých vodných detergentních systémech. Vhodné neionické tenzidy zahrnují, aniž je tím výčet omezen :

a) polyethylenoxidové kondenzáty nonylfenolu a myristylalkoholu, jak jsou uvedeny v patentu US 4 685 930 Kasprzak; a

b) ethoxyláty mastného alkoholu, R-(OCH₂CH₂)_aOH, a=l až 100, typicky 12 až 40, R = uhlovodíkový zbytek s 8 až 10 uhlíkovými atomy, typicky lineární alkyl. Příklady: polyethylenlaurvlether se 4 nebo 23 oxyethylenovými skupinami; polyoxyethylencetylether se 2, 10 nebo 20 oxyethylenovými skupinami; polyoxyethylenstearylether se 2, 10 nebo 20, 21 nebo 100 oxyethylenovými skupinami; polyoxyethylen (2), (10) oleylether se 2, 10 oxyethylenovými skupinami. Komerčně dostupné příklady zahrnují, aniž je tím výčet omezen, ALFONIC, BRIJ, GENAPOL, NEODOL, SURFONIC, TRYCOL. Viz také patent US 6 013 683 Mil et al.,

ATiodné tenzidy na bázi siloxanu obsahují polyethersiloxan obecného vzorce:

MaPbDýD dMÁ-a kde a je 0 až 2; b je 0 až 1000; c je 0 až 50; d je 0 až 50, za předpokladu, že a+b+c je nejméně i;

• · ♦ • · · · ·

M je R^-eXeSiOi/í, kde R¹ je nezávisle H, nebo jednomocná uhlovodíková skupina , X je hydro xylová skupina a e je 0 nebo 1;

M je R²3SíOi/₂, kde R² je nezávisle H, jednoíunkční uhlovodíková skupina , nebo (CH2)f-(C6H4)gO-(C2řIiO)h-(C3H6)i-(CuH2kO)j-R³, za předpokladu, že nejméně jedno R² je (CH2)r(C6Il4)_gO-(C2H4O)h-(C3H₆)i-(C_kH_2kO)j-R^J kde R’ je nezávisle H, jednomocná uhlovodíková skupina nebo alkoxy skupina, f je 1 až 10, g je 0 nebo 1, hje 1 až 50, i je 0 až 50, j je 0 až 50, k je 4 až 8;

D je R⁴2SiO₂/₂, kde R⁴ je nezávisle H nebo jednomocná uhlo\^řodíková skupina;

D'je R⁵2SiO₂/₂, kde R^J je nezávisle R², za předpokladu, že nejméně jedno R⁵ je (CH2)f-(C₆H4)_gO-(C2H4O)_h-(C₃H₆)i-(C_kíl_2kO)_rR³ , kde R³ je nezávisle H , jednomocná uhlovodíková skupina nebo alkoxyskupina, f je 1 až 10, g je 0 nebo 1, hje 1 až 50, i je 0 až 50, j je 0 až 50, k je 4 až 8; a

D je R⁶2SíO₂/₂, kde R⁶ je nezávisle H nebo jednomocná uhlovodíková skupina nebo (CH2)i(C2Ht)m(A)n-[(L)0-(A')p-]q-(L')rZ(G)s, kde 1 je nezávisle 1 až 10; m je 0 nebo 1; n je 0 až 5; o je 0 až 3; p je 0 nebo 1; qje 0 až 10; r je 0 až 3; s je 0 až 3; C2H4 je substituovaná nebo nesubstituovaná alkylem Cm0 nebo alkenylem; A nebo A' je každé nezávisle spojovací skupina, representovaná funkčními skupinami ester, keto, ether, thio, amido, amino, C4.4 fluoroalkyl, C1-4 fluoroalkenyl, polvalkylenoxid s větveným nebo přímým řetězcem, fosfát, sulfonyl, sulfát, amonium, a jejich směsmi; L a L' jsou každé nezávisle C1-30 alkyl nebo alkenvl s přímým nebo větveným řetězcem, nebo aryl kteiý je nesubstituovaný nebo substituovaný; Z je vodík, karboxylová kyselina, hydroxy, fosfát, fosfátester, sulfonyl, sulfonát, sulfát, polyalkylenoxid s větveným nebo přímým řetězcem, nitryl, glyceryl, aryl nesubstituovaný nebo substituovaný Ci.3O alkylem nebo alkenylem, sacharid nesubstituovaný nebo substituovaný Ci-10 alkylem nebo alkenylem nebo amonium; G je anion nebo kation jako H+, Na+, K+, Li+, NH/, Ca2⁺, Mg2⁺, Cl’, Br, Γ, methansulfonát nebo p-toluensulfonát.

Příklady typů tenzidů, založených na siloxanu, zde výše popsané, je možno nalézt v patentech EP 1 043 443Al, EP-1 041 189 a WO-Ol/34 706 (všechny GE Silicones) a US 5 676 705, US 5 683 977, US 5 683 473 a a EP-1 092 803Al (všechny Lever Brothers).

Nelimitující komerčně dostupné příklady vhodných tenzidů na bázi siloxanu jsou TSF 4446(ex.General Electric Silicones), XS69-B5476 (ex.General Electric Silicones); Jenamine HSX (ex.DelCon) a Y12147 (ex.Osi Specialties).

Druhou preferovanou třídou materiálů, vhodných jako tenzidová složka, jsou přírodní organické látky. Preferovanými materiály jsou organosulfosukcinátové tenzidy, s uhlíkovým • 9« ·· « « · · • toto to · to «·· • to·· · ··· · ··· toto · · · to ···· · · · ···· řetězcem asi 6 asi do 20 uhlíkových atomů. Nejvýhodnějšími jsou organosulfosukcináty, obsahující dialkylové řetězce, každý s uhlíkovým řetězcem asi od 6 asi do 20 uhlíkových atomů. Též preferované jsou řetězce, obsahující aryl nebo alkyl aryl, substituovaný nebo nesubstituovaný, s větvenými nebo lineárními nasycenými nebo nenasycenými skupinami.

Nelimitující komerčně dostupné příklady vhodných organosulfosukcinátových tenzidů lze obdržet pod obchodními názvy Aerosol OT a Aerosol TR-70 (ex.Cytex). Jinou preferovanou třídou tenzidů jsou neionické tenzidy, zvláště ty, které mají nízké hodnoty HLB. Preferované neionické tenzidy mají HLB hodnoty menší než asi 10, výhodněji méně než asi 7,5 a nevýhodněji méně než 5. Preferované neionické tenzidy také mají asi od 6 až 20 uhlíků vtenzidovém řetězci a asi od 1 až 15 ethylenoxidovýeh (EO) a /nebo propylenoxidových (PO) jednotek vhydrofilní části tenzidu (tj. C6-20 EO/PO 1 až 15), a s výhodou neionické tenzidy, vybrané z: C7-11 EO/PO 1 až 5 (tj. C7-11 EO 2,5).

Tenzidová složka , je-li přítomna v prostředcích pro zpracování textilií, dle tohoto vynálezu, s výhodou obsahují asi od 0,01 % až asi 10 %, výhodněji asi od 0,02 % asi do 5 %, ještě výhodněji asi od 0,05 % asi do 2 % hmotn. zpracovatelských textilních prostředků.

Tenzidová složka, je-li přítomna ve spotřebitelských detergentních prostředcích, dle tohoto vynálezu, s výhodou obsahuje asi od 1 % asi do 99 %, výhodněji 2 % asi do 75 %, ještě výhodněji asi od 5 % asi do 60 % hmotn. spotřebitelského detergentního prostředku.

Vhodné kationické tenzidy zahrnují, aniž je tím výčet omezen, dialkylmethylamoniové soli, obecného vzorce:

RRN^CHshX'

Kde každé R'R je nezávisle vybráno ze skupiny, obsahující 12 až 30 uhlíkových atomů nebo je odvozeno z loje, kokosového oleje nebo sóji, X=C1 nebo Br. Příklady zahrnují: didodecyldimethylamoniumbromid (DDAB), dihexadeeyldimethyíamoniumchlorid, dihexadecyldimethylamoniumbromid, dioktadecyldimethylamoniumchlorid, dieikosyldimethylamoniumchlorid, didokosyldimethylamoniumchlorid, dikokonutdimethylamoniumchlorid, ditalíowdímethylamoniumbromid (DTAB). Komerčně dostupné příklady zahrnují, aniž je tím výčet omezen: ADOGEN, ARQUAD, TOMAH, VARIQUAT. Viz též patent US 6 013 683 Hill et al.

Vhodné silikonové tenzidy zahrnují, aniž je tím výčet omezen, polyalkylenoxidpolysiloxany, mající dimethylpolysiloxanovou hydrofobní skupinu a jeden nebo více hydrofilních póly alky lenových postranních řetězců a mají obecný vzorec:

R¹-(CH₃)₂SiO-[(CH₃)₂SiO]_a-[(CH₃)(R')SiO]_b-Si(CH₃)₂-R¹

Μ ·

9·· 999 999 • 999 9 999 9 999

999 9 9999 99 9 9999

999 999 999

999 99 999 99 9 kde a+b mají hodnotu asi od 1 asi do 50, s výhodou asi od 3 asi do 30, výhodněji asi od 10 asi do 25, a každé R' je stejné nebo odlišné a je vybráno ze skupiny, obsahující methyl a skupinu, obsahující kopolymer poly(ethylenoxid/propylenoxid) obecného vzorce:

-(CH₂)_tlO(C₂H4O)_c(C₃H₆O)_d R² s nejméně jedním R\ kterým je skupina kopolymerů poíy(ethylenoxid/propylenoxid), a kde n je 3 nebo 4, s výhodou 3; celkové c (pro všechny polyalkylenoxy postranní skupiny) má hodnotu asi od 1 asi do 100, s výhodou asi od 6 asi do 100; celkové d je od 0 asi do 14, s výhodou od 0 asi do 3; a výhodněji d je 0; celkové c+d má hodnotu asi od 5 asi do 150, s výhodou asi od 9 asi do 100 a každé R² je stejné nebo odlišné a je vybráno ze skupiny, obsahující vodík, alkyl, mající 1 do 4 uhlíkových atomů, a acetylová skupina, s výhodou vodík a methylová skupina. Příklady těchto tenzidů je možno nalézt v patentech US 5 705 562 a 5 707 613, oba Hill.

Příklady tohoto typu tenzidů jsou tenzidv Silwet® , dostupné u CK Witco, OSi Division, Danbury, Connecticut. Reprezentativní tenzidy Silwet jsou tyto.

Jméno	Průměrná MH	Průměrné a+b	Průměrné celkové c
L-7608	600	1	9
L-7607	1.000	2	17
L-77	600	1	9
L-7605	6.000	20	99
L-7604	4.000	21	53
L-7600	4 000	11	68
L-7657	5 000	20	76
L-7602	3 000	20	29

Molekulární hmotnost polyalkylenoxy skupiny (R') je menší než nebo rovná kolem 10 000. S výhodou molekulární hmotnost skupiny polyalkylenoxy je menší než nebo rovná 8 000 a nejvýhodněji v rozsahu asi od 300 asi do 5 000. Hodnoty c a d mohou mít tytéž čísla, které poskytují molekulární hmotnosti v rámci uvedeného rozsahu. Počet jednotek ethylenoxy (--CÚH4O) v polyetherovém řetězci (R ) však musí být přiměřený tak, aby poskytnul polyalkylenoxid polysiloxan ve vodě dispergovatelný nebo rozpustný. Jestliže propylenoxy skupiny jsou přítomny v polyalkylenoxy řetězci , mohou být distribuovány v řetězci nahodile, nebo v bloku. Preferované Silwet tenzidy jsou L-7600, L-7602, L-7604, L-7605, L-7657, a jejich

9

9 9

9 9 9

9 9999

9 9 • · 9 • 99 «

směsi. Vedle povrchové aktivity, mohou také polyalkylenoxid polysiloxanové tenzidy poskytovat jiný užitek, jako jsou antistatické vlastnosti a měkkost tkanin.

Příprava polyalkylenoxid polysiloxanů je v oboru velmi dobře známá. Polyalkylenoxid polysiloxany, dle tohoto vynálezu, se připravují podle postupu, zveřejněném v patentu US 3 299 112. Jiný vhodný silikonový tenzidje SF-1488, který je komerčně dostupný u GE silikone íluids.

Tyto a jiné vhodné tenzidy pro použití v kombinaci s lipofilní kapalinou, jako pomocnou látkou, jsou v oboru velmi dobře známé, jsou podrobně popsané v Kirk Othmer's Encyclopedia of Chemical Technology, 3^rd Ed., Vol. 22, pp. 360-379, „Surfactants and Detersive Systems.“ Další vhodné neíonické detergentní tenzidy jsou obecně uváděny v patentu US 3 929 678, Laughlin et al., vydaném 30. prosince 1975, ve sloupci 13, řádka 14 až sloupec 16,řádka 6.

Pomocnou látkou může být též antistatické činidlo. Kterákoli vhodná, dobře známá antistatická činidla, používaná v pracích a chemických čistících technikách, jsou vhodná pro použití ve způsobech a prostředcích, dle tohoto vynálezu. Zvláště vhodná jako antistatická činidla, je podskupina textilních změkěovadel, která jsou známá tím, že přinášejí antistatický užitek. Například, textilní změkčovadla, která mají mastnou acylovou skupinu, s jodovým číslem nad 20, jako je N,N-di(tallowoyloxyethyl)-N,N-dimethylamoniummethylsulfát. Je jasné, že termín „antistatické činidlo“ se neomezuje pouze na tuto podskupinu textilních změkčovadel, ale zahrnuje všechna antistatická činidla.

Ačkoliv metody a/nebo prostředky, používané v tomto vynálezu, budou podrobně popsány, je jasné, a odborníkům známo, že k provádění vynálezu se mohou použít jakékoli prostředky, procesy, a/nebo přístroje, k tomuto účelu vhodné.

Absorpční materiály

Absorpční materiály, dle tohoto vynálezu, obsahují jedno nebo více činidel, absorbujících vodu. Vhodná, vodu absorbující činidla a/nebo absorpční materiály, obsahující absorpční činidla, dle tohoto vynálezu, jsou popsána níže.

Hydrogel tvořící absorpční polymery

Absorpční polymery, dle tohoto vynálezu, s výhodou obsahují nejméně jeden absorpční polymer, tvořící hydrogel (také uváděný jako hydrogel tvořící polymer). Hydrogel tvořící polymery, použitelné v tomto vynálezu, zahrnují rozmanité vodorozpustne, ale vodou bobtnáφ φ φ

φ ΦΦΦ φ φφ φ φ φ · jící polymery, schopné absorbovat vodné tekutiny. Takové hydrogel tvořící polymery jsou dobře známé v oboru a kterýkoliv z těchto polymeruje použitelný v tomto vynálezu,

Hydrogel tvořící absorpční polymery jsou také obecně nazývané jako „hydrokoloidy“, nebo „absorpční“ materiály a mohou zahrnovat polysacharidy, jako je karboxymethyl škrob, karboxymethylcelulóza, a hydroxypropylcelulóza; neionické typy, jako je polyvinylalkohol, a polyvinylethery; kationické typy, jako je polyvinylpyridin, polyvinylmorfolinion, a N,Ndimethylaminoethyl- nebo Ν,Ν-diethylaminopropylakryláty a methakryláty, a jejich kvartemí soli. Hydrogel tvořící absorpční polymery, použitelné dle tohoto vynálezu, mají typicky mnohonásobné anionické nebo kationické funkční skupiny, jako je kyselina sulfonová nebo amid, nebo aminoskupiny a typičtěji karboxyskupiny. Příklady polymerů, vhodných pro zdejší použití, zahrnují takové polymery, které jsou připraveny z polymerizovatelných. nenasycených, kyselinu obsahujících monomerů. Příklady kationických polymerů s kationickými skupinami se připravují z monomerů, obsahujících zásadu. Takové monomery zahrnují olefinicky nenasycené kyseliny a anhydridy, které obsahují nejméně jednu dvojnou vazbu uhlík-uhlík. Konkrétněji mohou být tyto monomery vybrány z olefinicky nenasycených karboxylových kyselin a anhydridů kyselin, olefinicky nenasycených sulfonových kyselin a jejich směsí. Jak bylo výše zmíněno, povaha hydrogel tvořícího absorpčního polymeru není, vzhledem k tomuto vynálezu, kritická; nicméně, výběr optimálních polymemích materiálů může zlepšit výkonové charakteristiky tohoto vynálezu. Údaje, které následují, popisují preferované vlastnosti absorpčních polymerů, zde použitelných. Tyto vlastnosti by neměly být interpretovány jako limitující; spíše jenom svědci o pokroku, který nastal v oblasti absorpčních polymerů za několik minulých let.

Některé monomer}', které neobsahují kyseliny, mohou být též zahrnuty, obvykle v menším množství, při přípravě hydrogel tvořících absorpčních polymerů, dle tohoto vynálezu. Takové monomery bez kyselých funkčních skupin, mohou zahrnovat, například, vodorozpustné nebo ve vodě dispergovatelné estery kyselinu obsahujících monomerů, jakož i monomery, které neobsahují žádné karboxylové skupiny, nebo skupiny sulfonových kyselin vůbec. Volitelně tak mohou ne-kyselinové monomeiy zahrnovat monomery, obsahující následující typy funkčních skupin: estery karboxylových kyselin nebo sulfonových kyselin, hydroxylové skupiny, amidové skupiny, aminoskupiny, nitrilové skupiny, skupiny kvartemích amoniových sob, arylové skupiny (tj. fenylové skupiny, např. ty, které jsou odvozeny od monomeru styrenu). Tyto ne-kyselinové monomery jsou dobře známé materiály a jsou podrobněji popsány, ·· · · · • · · · • ·····« • · · • · · • · · · • · ····

9 9

9 ·· ··· například, v patentu US 4 076 663 (Masuda et al.), vydaném 28.února 1978, a v patentu US 4 062 817 (Westennan), vydaném 13. prosince 1977, oba jsou zařazeny zde do odkazů.

Monomery, jako olefínicky nenasycené karboxylové kyseliny a anhydridy karboxylových kyselin, zahrnují akrylové kyseliny, představované samotnou kyselinou akrylovou, methakrylovou kyselinou, ethakrylovou kyselinou, a-chlorakrylovou kyselino, a-kyanoakrylovou kyselinou, β-methakrylovou kyselinou (krotonovou kyselinou), a-fenylakrylovou kyselinou, β-akryloxypropionovou kyselinou, sorbovou kyselinou, α-chlorsorbovou kyselinou, angelikovou kyselinou, skořicovou kyselinou, p-ehlorskořicovou kyselinou, β-stearylakryíovOu kyselinou, itakonovou kyselinou, citrakonovou kyselinou, mesakonovou kyselinou, glutakonovou kyselinou, akonitovou kyselinou, maleinovou kyselinou, fumarovou kyselinou, trikarboxyethylenanhydrid a maleinanhydrid.

Monomery, jako olefínicky nenasycené sulfonové kyseliny, zahrnují alifatické a aromatické vinylsulfonové kyseliny, jako vinylsulfonová kyselina, allylsulfonová kyselina, vinyltoluensulfonová kyselina a styrensulfonová kyselina; akryl- a methakrylsulfonová kyselina, jako sulfoethylakrylát, sulfoethylmethakrylát, sulfopropylakiylát, sulfopropylmethakrylát, 2-hydroxy—3-methakryloxypropyisulfonová kyselina a 2-akrylamid-2-methylpropansulfonová kyselina.

Preferované hydrogel tvořící absorpční polymery, pro použití dle tohoto vynálezu, obsahují karboxyskupiny. Tyto polymery zahrnují hydrolyzované škrob-akrylonitril roubované kopolymery, částečně neutralizované hydrolyzované roubované kopolymery škrobakrylonitril, roubované kopolymery škrob-akrylová kyselina, částečně neutralizované roubované kopolymery škrob-akrylová kyselina, kopolymery zmýdelněný vinylacetát-akrylester, kopolymery hydrolyzovaný akrylonitril nebo akiylamid, slabě síťované polymery kterémkoliv z předchozích kopolymerů, částečně neutralizovaná polyakryíová kyselina, a slabě síťované polymery⁷ částečně neutralizovanou polyakrylovou kyselinou. Tylo polymery mohou být použity buď samostatně, nebo ve formě směsi dvou nebo více různých polymerů. Příklady těchto polymemích materiálů jsou obsaženy v patentech US 3 661 875, US 4 076 663, US 4 093 776, US 4 666 983 a US 4 734 478.

Nejpreferovanějšími polymemími materiály pro použití při přípravě hydrogel tvořících absoipčních polymerů jsou slabě síťované polymery částečně neutralizováných polyakrylových kyselin a jejich škrobových derivátů. Nejvýhodněji obsahují hydrogel tvořící absorpční polymery⁷ asi od 50 asi do 95 %, s výhodou kolem 75 %, neutralizovanou, slabě síťovanou polyakrylovou kyselinu (tj. poly(natrium akryláťakrylová kyselina)). Síťování poskytuje po• · ·· · »· * · · · ··· • ··· 4 4 4 4 · ···

4 4 4 4 · ···· · 4 · ···· ······ 4 4 · • 44 44 44 · ·· · lymeru v podstatě nerozpustnost ve vodě a zčásti určuje absorpční kapacitu a charakteristiky extrahovatelnosti hydrogel tvořících absorpčních polymerů. Postupy síťování těchto polymerů a typická síťovací činidla jsou podrobněji popsány v patentu US 4 076 663.

Ačkoliv hydrogel tvořící absorpční polymer je s výhodou jednoho typu (tj. homogenní), mohou se v tomto vynálezu také používat směsi polymerů. Například, směsi roubovaného kopolymeru škrob-akrylová kyselina a mírně síťovaného polymeru částečně neutralizované polyakrylové kyseliny mohou být v tomto vynálezu též použity.

Složka hydrogel tvořícího polymeru může být též ve formě smíšené vrstvy iontoměničové kompozice, obsahující absorpční polymer tvořící katexový hydrogel a absorpční polymer tvořící anexový hydrogel. Takové smíšené vrstvy iontoměníčových kompozic jsou popsány v US Patent Application Seriál No. 09/130,321, registrované 7. ledna 1998 Ashrafem et al. (P&G Čase 6976R - pod názvem „Absorbent polymer composition with high sorption capacity and high fluid permeability under an applied pressure“); a v patentu US 6 121 509; údaje z obou dokumentů jsou zařazeny zde do odkazů.

Tyto hydrogel tvořící absorpční polymer)⁷, použitelné v tomto vynálezu, mohou mít velikost, tvar a/nebo morfologii, které se ve velikém rozsahu mění. Tyto polymery mohou být ve tvaru částic, které nemají velký poměr největšího rozměru k nejmenšímu (tj. granule, pudly, agregáty mezičástic, síťované agregáty mezičástic, apod.) a mohou být ve formě vláken, destiček, filmů, pěn, vloček, apod.. Hydrogel tvořící absorpční polymery mohou též obsahovat směsi s malým množstvím jednoho nebo více aditiv, jako například práškový oxid křemičitý, zeolity, aktivní uhlí, molekulová síta, tenzidy, klih, pojivá, apod. Složky této směsi mohou být fyzikálně a/nebo chemicky spojené takovým způsobem, že složka hydrogel tvořícího absorpčního polymeru a aditivum, které netvoří hydrogel nejsou snadno separovatelné.

Hydrogel tvořící absorpční polymery mohou být v podstatě nepórézní (tj. bez vnitřní porozity), nebo mají značnou vnitřní porozitu.

U částic výše popsaných je jejich velikost definována rozměrem určeným sítovou analýzou. Tak například, částice, které zůstanou na zkušebním sítu dle normy U.S.A. s otvory 710 pm (tj. čís.25 U.S. Series Altemate Sieve Designation) jsou považovány, že mají velikost větší než 710 mp; částice, které projdou sítem s otvory 710 mp a zůstanou na sítě s otvory 500 mp (tj. čís. 35 US Series Altemate Designation) jsou považovány, že mají velikost mezi 500 a 710 pm; a částice, které projdou sítem s otvory 500 pm jsou považovány jako že mají velikost menší než 500 mp. Převažující střední velikost Částic daného vzorku hydrogel tvořícího absorpčního polymeruje definována jako velikost částic, která rozděluje vzorek na polovinu • · »· · ··· ·«· « ··· · ··· · ··· • · · · · · ···· · ♦ · ···· ··· ··· ··«

999 99 99 9 99 9 podle hmotnosti, tj. jedna polovina vzorku podle hmotnosti bude mít velikost částic menší než převažující střední velikost a polovina vzorku bude mít velikost částic větší než převažující střední velikost. Standardní vyhodnocovací metoda velikosti částic (při které kumulativní hmotnostní procenta částic vzorku, které zůstanou nebo projdou sítem o dané velikosti ok se vynáší proti velikosti ok sít na pravděpodobnostní papír) se typicky používá pro stanovení převažující střední velikosti částic, kdy 50 % hmotnostní hodnoty neodpovídají velikosti ok USA Standard Testing Sieve (norma USA pro zkušební síta). Tyto metody pro stanovení velikosti částic hydrogel tvořícího absorpčního polymeru jsou dále popsány v patentu US 5 061 259 (Goldman et al.), vydaném 29. října 1991, který je zařazen zde do odkazů.

Částice hydrogel tvořících absorpčních polymerů, použitelných v tomto vynálezu, budou mít obecně velikost v rozmezí asi od 1 asi do 2000 pm, výhodněji asi od 20 asi do 1000 pm. Převažující střední velikost částic bude obecně asi od 20 asi do 1500 pm, výhodněji asi od 50 asi do 1000 pm, a ještě výhodněji asi od 100 pm asi do 800 pm. Pokud se týče filmů, membrán, pěn, vláken nebo polymerů, kterými je substrát potažen, jako je netkaný textil, mohou být použitelné nebo i preferované částice větší než částice výše popsané.

Ve specifických případech mohou být relevantní jiné vlastnosti absorpčního polymeru.V takových případech mohou mít materiály jednu nebo více vlastností, popsaných v patentech US 5 562 646, vydaném 8. října 1996, Goldman et al., a US 5 599 335, vydaném

4. února 1997, Goldman et al. , údaje z obou patentů jsou zařazeny zde do odkazů.

Základní hydrogel tvořící absorpční polymer může být připraven kterýmkolív obvyklým způsobem. Typické a preferované postupy výroby těchto polymerů jsou popsány v dotisku patentu US 32 649 (Brandt et al.), vydaném 19 dubna 1988, v patentech US 4 666 983 (Tsubakimoto et al.), vydaném 19. května 1987 a US 4 625 001 (Tsubakimoto et al.), vydaném 25. listopadu 1986, všechny jsou zařazeny zde do odkazů.

Preferované způsoby přípravy základního hydrogel tvořícího absorpčního polymeru jsou způsoby, zahrnující polymeraci ve vodných i jiných roztocích. Jak je popsáno ve výše zmíněném dotisku patentu US 32 649, polymerace ve vodném roztoku předpokládá použití vodné reakční směsi k provedení polymerace. Vodná reakční směs je pak vystavena polymeračním podmínkám, které jsou dostačující k tomu, aby se v reakční směsi, v podstatě ve vodě nerozpustné, vytvořil slabě síťovaný polymer. Vytvořená hmota polymeru může být pak přeměněna na prášek nebo rozsekána na jednotlivé částice.

Konkrétněji se způsob polymerace ve vodném roztoku pro výrobu hydrogel tvořícího absorpčního polymeru skládá z z přípravy vodné reakční směsi, ve které proběhne polymera* 9

9 9

9 9 · 1 «99 9* 9 · 9 · · «999 9 ·· · * · 9 9 9 9 999«

9 9 «9 9

99« 9« 99 9 ce. Jednou složkou takové reakční směsi je monomer, s kyselinovou funkční skupinou, který vytvoří „páteř“ vyráběného hydrogel tvořícího absorpčního polymeru. Reakční směs bude obecně obsahovat kolem 100 hmotnostních dílů monomeru. Jinou složkou vodné reakční směsi je síťovací činidlo. Síťovací činidla, použitelná při 'výrobě hydrogel tvořícího absorpčního polymeru, podle tohoto vynálezu, jsou podrobněji popsána ve výše zmíněném dotisku patentu US 32 649 a v patentech US 4 666 983 a US 4 625 001. Síťovací činidlo bude obecně přítomno ve vodné reakční směsi v množství asi od 0,001 mol % asi do 5 mol %, vztaženo na celkové moly monomeru, přítomného ve vodné směsi (kolem 0,01 asi do 20 hmotnostních dílů, vztaženo na 100 hmotnostních dílů monomeru). Volitelná složka vhodné reakční směsi obsahuje radikálový iniciátor, zahrnující, například peroxidickou sloučeninu, jako sodné, draselné persulfáty, kaprylyíperoxid, benzoylperoxid, peroxid vodíku, kumenhydroperoxid, tercbutyldiperftalát, terc-butylperbenzoát, peracetát sodný, perkarbonát sodný, apod. Ostatní volitelné složky vodné reakční směsi zahrnují různé ne-kyselinové komonomery, včetně esterů základních nenasycených monomerů, s kyselou funkční skupinou nebo jiné komonomery, neobsahující žádné funkcionality kyselin karboxylové nebo sulfonové.

Vodná reakční směs se podrobí polymeračním podmínkám, které jsou dostačující k tomu, aby umožnily z reakční směsi, v podstatě ve vodě nerozpustné, ale vodou bobtnatelné, vyrobit hydrogel tvořící absorpční, slabě síťované polymery. Polymerační podmínky jsou také diskutované podrobněji ve třech výše zmíněných patentech. Polymerační podmínky obecně zahrnují zahřívám (tepelná aktivační technika) na polymerační teplotu asi od 0 °C asi do 100 °C , výhodněji asi od 5 °C asi do 40 °C . Polymerační podmínky, za kteiých je vodná reakční směs udržována, mohou také například zahrnovat způsob, kterým se aktivuje polymerace reakční směsi nebo její části některým ze známých způsobů, například ozařováním. Radioaktivní, elektronické, ultrafialové a elektromagnetické ozařování jsou obvyklé alternativní polymerační techniky.

Kyselé funkční skupiny hydrogel tvořícího absorpčního polymeru, vytvořeného ve vodné reakční směsi, se s výhodou také neutralizují. Neutralizace se provádí řadou obvyklých způsobů, a probíhá nejméně z 25 mol %, výhodněji nejméně z 50 mol % celkového monomeru, který byl k přípravě polymeru použit. Kyselé skupiny takových monomerů se neutralizují kationtem, za vytvoření příslušné soli. Takovými kationty, vy tvářejí čími soli jsou, například, alkalické kovy, amoniak, substituovaný amoniak a aminy, jak je podrobněji diskutováno ve výše zmíněném dotisku patentu US 32 649.

tftf tf · · ··· · · • · · · tf • tf tftf tftftf tftf • · ···· • tf · • tftf • tftftf • · ···· tftf tf

Ačkoliv se dává přednost tomu, aby částicová verze hydrogel tvořícího absorpčního polymeru byla připravována polymerací λ/e vodném roztoku, je též možné prov/ádět polymeraci užitím vícefázové polymerační techniky, jako je inverzní emulzní polymerace nebo inverzní suspenzní polymerační postup. Při inverzní emulzní polymerací nebo při inverzní suspenzní polymerací se vodná reakční směs, jak je výše popsáno, suspenduje ve formě drobných kapiček v matrici nemísitelné s Anodou, v inertním organickém rozpouštědle, jako je cyklohexan. Výsledné částice hydrogel tA-ořícího absorpčního polymeru jsou obecně kulovitého tvaru. Inverzní suspenzní polymerační postupy jsou podrobněji popsány v patentech US 4 340 706 (Obaysashi et al.), A/ydaném 20. července 1982, US 4 506 052 (Flesher et al.), vydaném 19. března 1985 a US 4 735 987 (Morita et al.), vydaném 5. dubna 1988, všechny jsou zařazeny zde do odkazů.

Povrchové síťování předem vytvořeného polymeruje preferovaný postup k získání hydrogel tvořícího absorpčního polymeru, který má relativně vysoké hodnoty porozity „hydrogelové vrstvy“ („PHL“), provedení za tlaku („PUP“), kapacity a konduktivity solného toku („SFC“), které mohou být v kontextu tohoto vynálezu prospěšné. Vhodné obecné metody provádění povrchoA/ého síťování hydrogel tvořících absorpčních polymerů, podle tohoto vynálezu, jsou uvedeny v patentech US 4 541 871 (Obayashi), vydaném 17. září 1985; ve zveřejněné PCT přihlášce WO92/16565 (Stanley), vydané 1. října 1992, ve zveřejněné PCT přihlášce W090/08789 (Tai), vydané 9. srpna 1990; ve zveřejněné PCT přihlášce W093/05080 (Stanley), vydané 18. března 1993; v patentech US 4 824 901 (Alexander), vydaném 25. dubna 1989; US 4 789 861 (Johnson), vydaném 17. ledna 1989; US 4 587 308 (Makita), vydaném

6. května 1986; US 4 734 478 (Tsubakimoto), vydaném 29. března 1988; US 5 164 459 (Kimura et al.), vydaném 17.listopadu 1992; ve zveřejněné německé patentové přihlášce 4 020 780 (Dahmen), vydané 29. srpna 1991; a ve zveřejněné evropské patentové přihlášce 509 708 (Gartner), vydané 21. října 1992; všechny jsou zařazeny zde do odkazů. Viz též patent US 5 562 646 (Goldman et al.), vydaný 8. října 1996 a patent US 5 599 335 (Goldman et al.), vydaný 4. února 1997, také zařazené zde do odkazů.

Podle několika hledisek tohoto vynálezuje prospěšné, jestliže částice hydrogel tvořícího absorpčního polymeru, připraveného podle tohoto vynálezu, jsou typicky v podstatě suché. Termín „v podstatě suché“ zde znamená, že částice mají obsah tekutiny, typicky vodného nebo jiného roztoku, menší než kolem 50 %, s výhodou menší než kolem 20 %, výhodněji menší než kolem 10 % hmotností částic. Obecně obsah tekutiny v částicích hydrogel tvořícího absoipčního polymeru se pohybuje v rozmezí asi od 0,01 % asi do 5 % hmotnosti částic. Jed• Φ φ φ φ φ φ φφφ φ φ φφφφ φφφ φφ · φ φφ φφ · φ *φ· φφφ φφφ φφφ φφ • · φφφ φφφφφ φ • φ ·· notlivé částice se suší některou z obvyklých metod, např. zahříváním. Alternativně, jsou-li částice vytvořeny z vodné reakční směsi, může se voda odstraňovat azeotropickou destilací reakční směsi. Polymer, kletý obsahuje vodnou reakční směs se může také sušit bezvodým rozpouštědlem, jako např. methanolem. Může se použít i kombinace těchto sušících postupů. Odvodněná hmota polymeru se může pak sekat nebo práškovat za vytvoření v podstatě suchých Částic hydrogel tvořícího absorpčního polymeru.

Jiné gelující polymery

Pro použití v tomto vynálezu jsou též použitelné gely založené na akrylamidu. Zvláště vhodné jsou akrylainid, 2-(akryloyloxy)ethylhydrogenfosfát, kyselina 2-akrylamido-2-methylpropansulfonová, 2-dimethylaminoethylakrylát, kyselina 2,2'-bis(akrvlamido)octová, 3-(methakiylamido)propyltrimethylamoniumchlorid, akrylamidomethylpropandimethylamoniumchlorid, akrylát, akrylonitril, kyselina akrylová, diallyldimethylamoniumchlorid, diallylamoniumchlorid, dimethylaminoethylakrylát, dimethylaminoethyhnethakrylát, ethylenglykol, dimethakrylát, ethylenglykolmonomethakryhát, methakrylamid, methylakrylamidopropyltrimethylamoniumchlorid, Ν,Ν-dimethylakrylamid, N-[2[[5-(dimethylamino)l-naftalenyl]sulfonyl]amino[ethyl]-2-akrylamid, N-[3-dimethylamino)propyl]akrylamid hydrochlorid, N[3-(dimethylamino)propyl)methakrylamid hydrochlorid, poly(diallyldimethylamoniumchlorid), natrium-2-(2-karboxybenzoyloxy)ethylmethakrylát, natrium-akrylát, natriumallylacetát, natrium-methakrylát, natrium-styrensulfonát, natrium-vinylacetát, triallylamin, trimethyl(N-akryloyl~3-aminopropyl)amoniuinchlorid, trifenylmethan-leukoderiváty, polymethylsiloxan s vinylovým zakončením, N-(2-ethoxyethyl)akrylamid, N-3-(methoxypropyl)akrylamid, N-(3-ethoxypropyl)akrylamid, N-cyklopropylakrvlamid, N-n-propylakrylamid, a N-(tetrahydrofuryl)akrylamid.

Vhodné jsou také gely, založené na N-isopropylakrylamidu. Ty mohou zahrnovat N-isopropylakrylamid, 2-(diethylamino)ethylmethakrylát, 2-(dimethylamino)ethylmethakrylát,

2-akrylamido-2-methyl-l-propansulfonakrylát, kyselina akrylová, akrylamid alkylmethakrylát, bis(4-dimethylamino)fenyl)4-vinylfenyl)methylleukokyaníd, Concanavalin A (Lecithin), hexylmethakrylát, laurylmethakrylát, kyselina methakrylová, methakrylamidopropyltrimethylamoniumchlorid, n-butylmethakrylát, poly(tetrafluorethylen), polytetramethylenetherglykol, natrium-akrylát, natrium-methakrylát, natrium-vinylsulfonát, a polymethylsiloxan s vinylovým zakončením.

• φ φφφ φ φ φ φ φφφ · • · · · · φ ·

Rovněž vhodné jsou gely, založené na Ν,Ν'-diethylakrylamidu. Ty mohou zahrnovat Ν,Ν'-diethylakrylamid, methylakrylamidopropyltrimethylamoniumchlorid, N-akryloxysukcinimidester, N-terc-butylakrylamid a natriummethakrylát.

Vhodné jsou též gely na bázi akrylátu. Tylo mohou zahrnovat 2-dimethylaminoethylakrylát, 2-akrylamido-2-methylpropansulfonovou kyselinu, akrylamid, triallylamin, akrylát, akrylamid, methylmethakrylát, divinylbenzen, Ν,Ν-dimethylaminoethylmethakrylát, poly(oxytetramethylendimethakrylát), poly(2-hydroxyethylmethakrylát), poly(2-hydroxypropylmethakrylát), a polyethylenglykolmethakrylát.

Vhodné jsou též gely na bázi různých monomerů. Ty mohou zahrnovat kyselinu akrylovou, methakrylamidopropyltrimethylamoniumehlorid, Collagen, dipalmitoylfosfatidylethanolamin, poly[4-6dekadien-l, lO-diolbis(n-butoxykarbonylmethylurethan)], poly[bis[aminoethoxy)ethoxy]fosfazen], poly[bis[(butoxyethoxy)ethoxy]fosfazen], poly[bis[(ethoxyethoxy)ethoxyjfosfazen], poly[bis[(methoxyethoxy)ethoxy]fosfazen], poly[bis(methoxyethoxy)fosfazen], polydimethylsiloxan, polyethylenoxid, poly(ethylen-dimethylsiloxan-ethylenoxid), poly(N-akrylpyrrolidin), poly(n,n-dimethyl-N-[(methakiyloyloxyethyl]-N-3-sulfopropyl)amoniumbetain], polymethakrylová kyselina, polymethakryloyldipeptid, polyvinylalkohol, polyvinylalkohol-vinylacetát, polyvinylmethylether, furan-modifikovaný poly(n-acetylethylenimin), a maleinimid-modifíkovaný poly(n-acetylethylenimin).

Rovněž vhodné jako hydrogely, které obsahují monomer, vybraný ze skupiny, skládající se z: hydroxyethylakrylátů, hydroxyalkylmethakrylátů, N-substituovaných akrylamidu, N-substituovaných methakrylamidů, N-vinyl-2-pyrrolidonu, N-akroylpyrrolidonu, akrylových polymerů, methakiylových polymerů, vinylacetátu, akrylonitriíu, styrenu, kyselin akrylové, methakrylové, krotonové, natrium-styrensulfonátu, natrium-2-sulfoxyethylmethakrylátu, 2-akrylamido-2-methylpropansulfonové kyseliny, vinylpyridinu, aminoethylmethakrylátů, 2-methakryloyloxytrimethylamoniumchloridu, Ν,Ν'-methylenbisakrylamidu, poly(ethylenglykoljdimethakrylátu, 2,2'-(p-fenylendioxydiethyldimethakrylátu, divinylbenzenu a triallylaminu.

Též vhodné jsou gely, uváděné v patentech US 4 555 344, 4 828 710, a v evropské patentové přihlášce EP 648 521 A2 (všechny jsou zařazeny zde do odkazů)

Materiály s velkým povr chem

Kromě osmotických absorbentů (například, hydrogeí tvořící absorpční polymery), tento vynález může obsahovat materiál s velkým povrchem. Je to materiál s velkým povrchem, kte•» · rý vytváří, buď sám, nebo v kombinaci s hydrogel tvořícím absorpčním polymerem, separační aparát nebo nádobku s vysokou kapilární sorpční kapacitou. Jak zde bylo diskutováno, materiály s velkým povrchem jsou, v jednom směru, popisovány v hodnotách jejich absorpční kapacity⁷ s kapilární sorpcí(měřeno bez hydrogel tvořícího absorpčního polymeru nebo některého jiného volitelného materiálu, obsaženého v separačním aparátu nebo nádobce). Je známo, že materiály, které mají velký povrch, si mohou zvyšovat kapacitu při vysokých sacích výškách (tj. 100 cm nebo vyšších). To umožňuje materiálům s velkým povrchem, poskytovat jednu nebo obě následující funkce: a) kapilární cestu kapalině k osmotickým absorbentům, a/nebo b) dodatečnou absorpční kapacitu. Zatímco materiály s velkým povrchem jsou charakterizovány velikostí jejich povrchu vztaženou na hmotnost nebo objem, přihlašovatel zde alternativně používá k popisu materiálu s velkým povrchem kapilární sorpční kapacitu absorbentu. Je to z toho důvodu, že kapilární sorpční kapacita absorbentu je parametr výkonnosti, kteiý obecně poskytuje separační aparát nebo nádobka, použité v tomto vynálezu, s požadovanou sací schopností ke zlepšení absorpčních výrobků. Jak bude jistě uznáno, určité materiály s velkým povrchem, tj. skleněná mikrovlákna, jako taková, nebudou mít zvláště vysokou kapilární sorpční kapacitu absorbentu při všech výškách, obzvláště při velmi vysokých výškách (tj. 100 cm a vyšších). Nicméně takové materiály mohou poskytovat požadovanou kapilární cestu kapaliny pro hydrogel tvořící absorpční polymer nebo pro jiný osmotický absorbent, aby zajistily potřebnou kapilární sorpční kapacitu absorbentu, i při relativně vysokých výškách, když se kombinují s hydrogel tvořícím absorpčním polymerem nebo jiným osmotickým absorbentem.

Jakýkoliv⁷ materiál mající dostatečnou kapilární sorpční kapacitu absorbentu, je-li použit v kombinací s hydrogel tvořícím absorpčním polymerem nebo s jiným osmotickým absorbentem, bude použitelný v separačním aparátu nebo nádobce, dle tohoto vynálezu. V tomto ohledu se termín „materiál s velkým povrchem“ týká jakéhokoliv materiálu, který sám (tj. měřeno bez osmotického absorbentu nebo jakéhokoliv jiného volitelného materiálu, který je obsažen v separačním aparátu nebo nádobce) se vyznačuje jednou nebo více následujícími kapilárními sorpcními kapacitami absorbentu: I) kapilární sorpční kapacitou absorbentu nejméně kolem 2 g/g při sací výšce 100 cm, s výhodou nejméně kolem 3 g/g, ještě výhodněji nejméně kolem 4 g/g, a ještě výhodněji nejméně kolem 6 g/g, při výšce 100 cm; II) Kapilární sorpční kapacitou absorbentu při výšce 35 cm nejméně kolem 5 g/g, s výhodou nejméně kolem 8 g/g , výhodněji nejméně kolem 12 g/g; ΠΙ) Kapilární sorpční kapacitou absorbentu při výšce 50 cm nejméně kolem 4 g/g, s výhodou nejméně kolem 7 g/g, výhodněji nejméně ko• · • · · • · · · • 9 9 · ·

9 · · 9999 · ·

9 9 9 9 9 ·

99999 ·· · lem 9 g/g; IV) Kapilární sorpční kapacitou absorbentu při výšce 140 cm nejméně kolem 1 g/g, s výhodou kolem 2 g/g, výhodněji nejméně kolem 3 g/g , ještě výhodněji nejméně kolem 5 g/g; V) Kapilární sorpční kapacitou absorbentu při výšce 200 cm nejméně kolem 1 g/g s výhodou kolem 2 g/g výhodněji nejméně kolem 3 g/g , ještě výhodněji nejméně kolem 5 g/g;

V jednom znění vynálezu bude mít materiál s velkým povrchem vláknitý charakter dále uváděný jako („vlákna s velkým povrchem“), vytvoří tak vláknité rouno nebo vláknitou matrici, je-li kombinován s hydrogel tvořícím absorpčním polymerem nebo s jiným osmotickým absorbentem. Alternativně bude materiál s velkým povrchem hydrofilní polymerní pěnou s otevřenými buňkami (dále uváděnými jako „polymerní pěny s velkým povrchem“ nebo obecněji jako „polymerní pěny“). Tyto materiály jsou dále podrobně popisovány.

Vlákna s velkým povrchem, dle tohoto vynálezu, zahrnují takové materiály, které se vyskytují v přírodě (modifikované nebo nemodifikované), jakož i synteticky zhotovené. Vlákna s velkým povrchem mají povrch mnohem větší než vlákna typicky používaná u absorpčních výrobků, jako jsou vlákna z dřevní buničiny. Vlákna s velkým povrchem, používaná v tomto vynálezu, budou nutně hydrofilní. Termín „hydrofilní“, jak je zde použitý, popisuje vlákna nebo povrch vláken, které jsou smáčitelné vodnými kapalinami (tj. tělesnými vodnými kapalinami), ukládanými na tato vlákna. Hydrofilnost a smáčitelnost jsou typicky definované v parametrech, jako jsou kontaktní úhel a povrchové napětí kapalin. To je podrobně diskutováno v publikaci Americké chemické společností, s názvem Contact Angie, Wettability and Adhesion, vydané Robertem F. Gouldem (Copyright 1964). Vlákno nebo povrch vlákna je piý smočeno kapalinou (tj. hydrofilní), když je buď kontaktní úhel mezi kapalinou a vláknem, nebo jeho povrchem menší než 90 stupňů, nebo když má kapalina tendenci se rozlévat spontánně po povrchu vlákna, obě podmínky normálně koexistují. Obráceně, vlákno nebo povrch se považují za hydrofóbní, jestliže kontaktní úhel je větší než 90 stupňů a kapalina se nerozlévá spontánně po povrchu vlákna. Hydrofilní charakter vláken, zde použitelných, může být jejich přirozenou vlastností, nebo to mohou být vlákna přirozeně hydrofóbní, která se zpracují tak, že se stanou hydrofilními. Materiály a metody pro poskytování hydrofilního charakteru přirozeně hydrofóbním vláknům, jsou dobře známé.

Vlákna s velkým povrchem, zde použitelná, budou mít kapilární sací specifické povrchy ve stejném rozmezí, jako polymerní pěny, popisované níže. Vlákna s velkým povrchem se typicky charakterizují termínem BET povrch.

• · · • · · · · · • · · · · ··· • · · · · ···· * · · ··· ····· · · · • · ·· · ·· ·

Vlákna s velkým povrchem, zde použitelná, zahrnují skleněná mikrovlákna, jako je např. skleněná vata, dostupná u Evanite Fiber Corp. (Corvallis, OR). Skleněná mikrovlákna, zde použitelná, budou mít typicky průměry' vláken ne vyšších než kolem 0,8 pm, typičtěji asi od 0,1 μιη asi do 0,7 pm. Tato mikrovlákna budou mít povrch nejméně kolem 2 m²/g, s výhodou nejméně kolem 3 m²/g. Povr ch skleněných vláken bude mít typicky asi od 2 m²/g asi do 15 m /g. Reprezentativní skleněná mikrovlákna, pro zdejší použití, jsou vlákna, která jsou dostupná u Evanite Fiber Corp. jako skleněná vlákna, typ 104, které mají nominální průměr vlákna kolem 0,5 pm. Tato skleněná mikrovlákna mají vypočítaný povrch kolem 3,1 m²/g.

Jiný typ vláken s velkým povrchem, zde použitelný, jsou ířbrilovaná vlákna z aeetátu celulózy. Tato vlákna (zde uváděná jako „librety“), mají velké povrchy, relativně k vláknům, odvozeným z celulózy, obecně využívaných v oblasti absorpčních výrobků. Takové fibrety mají oblasti velmi malých průměrů, takže jejich částice mají šířku typicky asi od 0,5 asi do 5 pm. Tyto fibrety mají typicky povrch kolem 20 m²/g. Reprezentativní fibrety, použitelné jako materiály s velkým povrchem, jsou dostupné u Hoechst Ceíanese Corp. (Charlotte, NC) jako jsou aeetátcelulózové Fibrets®. Pro podrobnou diskusi o fibretách, zahrnujících jejich fyzikální vlastnosti a metody jejich přípravy, viz „Cellulose Acetate Fibrets: A Fibrillated Pulp With High Surface Area“, Smith, J.E., Tappi Journal, Dee.1988, p.237; a patent US 5 486 410 (Groeger et al.), vydaný 23. ledna 1996; údaje z těchto dokumentů jsou zařazeny zde do odkazů.

Jak je odborníkům známo, kr omě těchto vláken i ostatní vlákna, dobře známá v oboru absorbenee, mohou být modifikována tak, aby pro zdejší použití poskytla vlákna o velkém povrchu. Reprezentativní vlákna která mohou být modifikována k dosažení velkých povrchů, požadovaných tímto vynálezem, jsou uváděna v patentu US 5 599 335, supra (viz zvláště sloupce 21-24), zařazený zde do odkazů.

Bez ohledu na povahu používaných vláken o velkém povrchu, vlákna a osmotický absorbent budou před spojením samostatné. Termín „samostatný“, jak je zde použitý, znamená, že vlákna o velkém povrchu a osmotické absorbenty jsou každé zhotoveny zvlášť, dříve než se spojí dohromady za vytvoření jádra separačního aparátu nebo nádobky. Jinými slovy, velký povrch vláken není vytvořen následně po smíchání s osmotickým absorbentem (tj. s hydrogel tvořícím absorpčním polymerem), ani není osmotický absorbent vytvořen po spojení s vlákny o velkém povrchu. Kombinování těchto samostatných složek zajišťuje, že vlákna s velkým povrchem budou mít požadovanou morfologii a, což je důležitější, požadovaný povrch.

• 9

Výplně

Jako absorbenty se v tomto vynálezu mohou používat výplňové materiály („spacers“). Výplňové materiály, vhodné pro použití v tomto vynálezu, zahrnují jakýkoliv vláknitý nebo částicový materiál, který je většinou mírně rozpustný ve vodě a/nebo v lipofilní kapalině. Výplně se mohou dispergovat v matrici absorpčního materiálu, aby zlepšily její propustnost, na rozdíl od propustnosti, kterou matrice má, je-li zhotovena pouze z absorbentu samotného. Nebo se mohou výplně používat k tomu, aby propustnost zůstala stejná, i potom co absorbent zbobtná a/nebo zgelovatí po styku s vodou. Proto výplně pomáhají snižovat pokles tlaku v matrici absorbentu, když vodu dopravující kapalina prochází matricí. Jelikož je absorpční materiál náchylný k tuhnutí, je-li vystaven vodě a tím k následnému kolapsu, výplně mohou pomoci snížit nebo zabránit ztuhnutí gelu po kolapsu.

Nelimitující příklady vhodných výplňových materiálů zahrnují písek, oxid křemičitý, hlinitokřemičitany, skleněné mikrokuíičky, jíl, vrstvené silikáty, dřevo, přírodní textilní materiály, syntetické textilní materiály, aluminu, oxid hlinitý, křemičitan hlinitý, oxid zinečnatý, molekulová síta, zeolity, aktivovaný uhlík, křemelinu, hydratovaný oxid křemičitý, slídu, mikrokrystalickou celulózu, montmorinolit, prášek z broskvových pecek, prášek ze skořápek pekanu, talek, oxid cínu, oxid titaničitý, prášek ze skořápek vlašského ořechu, a částice z různých kovů a kovových slitin. Také jsou použitelné částice, připravené ze směsných polymerů (tj. kopolymerů, terpolymerů, atd.), jako jsou kopolymer polyethylen/polypropvlen, kopolymer polyethylen/propylen/isobutylen, kopolymer polyethylen/styren, apod.

Jiné částicové materiály, zde použitelné, jsou syntetické polymemí částice, vybrané ze skupiny obsahující polybutylen, polyethylen, polyisobutylen, polymethylstyren, polypropylen, polystyren, polyurethan, nylon, teflon, a jejich směsi. Z nich nejvýhodnější jsou polyethylenové a polypropylenové částice, a zvláště oxidované verze těchto materiálů. Příklady komerčně dostupných částic, zde použitelných, zahrnují ACumist^™·' mikronizované polyethylenové vosky, dostupné u Allied Signál (Morristown, N.J.) jako A, B, C, a D serie o různých průměrných velikostech částic v rozmezí od 5 um do 60 pm. Preferované jsou Acumist™ A-25, A-30, a A-45 oxidované polyethylenové částice, se střední velikostí částic 25, 30, a 45 pm. Příklady komerčně dostupných polypropylenových částic zahrnují serie Propyltex, dostupné u Micro Powders (Dartek) a ACuscrub™ 51, dostupný u Allied Signál (Morristown, N.J.), o střední velikost částic kolem 125 pm.

• · * · • · · • · · · ·

Absorpční matrice

Aby se zvýšila propustnost „suché“ absorpční matrice nebo aby se zachovala propustnost absorpční matrice je-li vilika, je důležité dodat výplním dostatečné množství absorpčního materiálu a volitelně vysoký poměr materiálu s velkým povrchem. Protože hmotnost možných výplní se může měnit s ohledem na hmotnost absorpčního materiálu, proporce musí být kvantifikovány na „suchém“ objemovém základě. „Netto objem matrice“ je objem absorpčních materiálů, výplní a volitelně jakýchkoli materiálů s velkým povrchem, který nezahrnuje mezimateriálový objem , který mohou samotné materiály obsahovat, nebo objem, který lze přisuzovat prázdným místům uvnitř materiálu („intra-materiál“) „Prázdný objem uvnitř materiálu“ („intra-material void volume“) je kumulativní objem prázdných míst mezi částicemi materiálu a/nebo vláken, kteiý se typicky a přirozeně vytváří, jestliže částice nebo vlákna zaplňují daný prostor. Termín „suchý objem celkové matrice“ („dry bulk matrix volume“) je rovný netto objemu matrice, kombinovanému s prázdným objemem uvnitř materiálu za sucha. S ohledem na tento vynález se dává přednost tomu, aby absorpční materiál měl od 50 do 100 %, výhodněji od 75 do 95 % suchého objemu celkové matrice. Je výhodné, aby výplně měly od 1 do 50 %, výhodněji od 5 do 25 % suchého objemu celkové matrice. Je výhodné, aby volitelný materiál s velkým povrchem měl od 1 do 50 %, výhodněji od 5 do 25 %.

Gelový materiál, výplně a, volitelně, materiál s velkým povrchem může být formován do vláknitých struktur, tkaných nebo netkaných materiálů, jako jsou destičky, filmy nebo membrány, různě uspořádané. Destičková konfigurace je závislá na aplikaci a obecně zahrnuje čtyři generické konfigurace, jmenovitě trubičky, dutá vlákna, plátky a rámečky a spirálně vinuté moduly, všechny spadají do rámce tohoto vynálezu.

Plnící měrná hmotnost vodu absorbujícího činidla takových vláknitých struktur, dle tohoto vynálezu, může být v rozmezí asi od 50 g činidla/m² vláknité struktury asi do 2000 g činidla /m² vláknité struktury.

Trubičky jsou, pravděpodobně, nejednodušší konfigurací, do které se destičky uspořádávají na vnitřní stěně porézní podpůrné trubičky. Trubičková konfigurace však může být cenově odrazující, s tím, že porézní podpůrná trubička samotná je dominantní cenový faktor.

Dutá vlákna mají podle teorie ideální destičkovou konfiguraci, jelikož nejsou žádnou „parazitní“ přítěží a žádnou nákladnou porézní podpůrnou trubičkou. Taková vlákna mohou být uvnitř stlačována, umožňující kapalinové vedení tekutiny s obsahem vody „slabým kanálkem“. Avšak největší nevýhodou dutých vláken je tlakové zábrana, což omezuje rychlost kří27 žového toku buněčnou dutinou vlákna. Kromě toho konfigurace dutého vlákna je mnohem náchylnější na znečištění a ucpávám než ostatní tři konfigurace, avšak větší průměr vlákna se stává oblíbeným s ohledem na větší odolnost vůči znečištění. Naštěstí dutá vlákna se mohou snadno čistit zpětným promýváním, což kompenzuje jejich sklon ke znečišťování. Na rozdíl od toho se nedoporučuje, aby takové trubičky, plátkové a rámečkové jednotky a spirálně vinuté moduly byly zpětně promývány, vzhledem k problémům s delaminací membrán a k protržení lepené těsnící spáry.

Ploché destičky v plátkových a rámečkových jednotkách nabízejí největší univerzálnost; jsou však též nejvíce cenově odrazující.

Ačkoliv spirálně vinuté moduly byly původně vyvinuty pro reverzní osmózu, zaznamenávají zvýšený podíl na trhu ultrafíltrace tím, že poskytují jeden z nejméně nákladných ultrafiltraěních modulů, nakupují se podle cen za jednotku plochy destičky. Spirálně vinuté jednotky se nemohou při čištění rozvinout a většina z nich se nemůže sterilizovat. Pokud se týče náchylnosti ke špinění, nacházejí se v pořadí mezi dutými vlákny a trubičkami (rovněž tak jako ceny plátkových a rámečkových jednotek).

Gelový materiál se může také přímo ukládat na vláknitou strukturu nebo na výplňový materiál. Toho lze dosáhnout nejprve aplikováním vodného roztoku monomeru, obsahujícího od 10 do 100 % vodorozpustného nenasyceného monomeru na vláknitou strukturu nebo na výplňový materiál a pak polymerací tohoto monomeru.

Tloušťka vláknité struktury je obecně v rozmezí od 0,01 do 10 mm, s výhodou 0,1 až 5 mm. Vyžaduje se, aby netkaná struktura měla základní hmotnost v rozmezí od 5 do 1000 g/ni², s výhodou od 10 do 300 g/m².

Metody dle tohoto vynálezu

Tento vynález se může volitelně kombinovat s několika dobře známými procesy čištění kapalin. Tyto procesy se mohou vtyužívat k tomu, aby pomáhaly při dělících operacích vodalipofilní kapalina a/nebo k odstraňování nečistot z íipofílní kapaliny po jejím použití.

Destilace je proces, při kterém se zahříváním kapaliny v nádobě vytvářejí páry, ty pak kondenzují v kapalinu, která se slmomažďuje v jiné nádobě. Typy vhodných destilaěních procesů jsou jednoduché, frakční, s vodní parou, s nemísitelným rozpouštědlem, azeotropická, extrakční, vakuová, molekulová, unášecí sublimace („entrainer sublimation“), vymrazování.

Extrakce je selektivní přenos sloučeniny nebo sloučenin z jedné kapaliny do jiné nemisitelné, nebo zpěvné látky do kapaliny. Ten první způsob se nazývá extrakce kapalina• · φ

ΦΦ· ·· φ • · · · · φ φ φφφ φ φφφ • « · · · · ···· · φ · ··· ······ · φ φ ····· ·· · ·· · ²⁸ kapalina a je to nepřímá separační technika, protože dvě složky nejsou oddělovány přímo. Je zaváděna cizí substance, nemísitelná kapalina, aby vytvořila druhou fázi.

„Dekantace“ a „gradace měrné hmotnosti“ jsou separační metody na základě gravitace. „Dekantér“ je definován jako nádoba, používaná k rozdělování proudu kontinuálně do dvou kapalných fází za použití gravitační síly. Užitím Stokesova zákona se dá odvodit rychlost usazování kapek v kontinuální fázi a podle toho navrhnout dekantér.

Iontová výměna je proces, při kterém jeden typ iontu ve sloučenině je vyměněn za jiný, odlišný typ; kation za jiný kation a anion za jiný anion. K provádějí této výměny se typicky používají iontoměničové pryskyřice. Všechny iontoměniěové pryskyřice, ať měnič kationtový nebo aniontový, silně nebo slabě ionizonovaný, gel nebo makroporézní, kulovitý nebo granulovaný, mohou být pojímány jako roztoky pevných látek. Prakticky každé pozorované iontoměniěové chování, může být rozumově vysvětleno na základě distribuce složek mezi dvě roztokové fáze, jedna z nich je fáze pevná. Přenos složek se děje přes jejich mezifázové rozhraní, což je povrch kuliček nebo granulí. Vnitřek fáze iontoměničové pryskyřice obsahuje čtyři nezbytné složky. Tylo složky zahrnují trojrozměrnou polymerní síť, iontové funkční skupiny, permanentně připojené k síti, opačné ionty a rozpouštědlo. Za určitých podmínek mohou být uvnitř pryskyřice i jiné složky, jako druhé rozpouštědlo, koionty a neionické roztoky.

Adsorpce, např. aktivním uhlím, je důležitá operace pro dělení kapalin a využívá povrchového jevu, probíhajícího na povrchu adsorpčního materiálu. Adsorpce probíhá tehdy, jestliže energie, spojená s povrchem pevného tělesa přitahuje molekulární nebo iontové částice z kapaliny k pevnému tělesu. Adsorbovaný materiál může tvořit vrstvu na povrchu do hloubky od jedné do několika molekul. Velikost a vlastnosti povrchu a okolní podmínky na povrchu řídí průběh adsorpce. Mnoho vysoce porézních látek adsorbuje vodu přednostně, jestliže jsou ve styku s vlhkou směsí rozpouštědel a mohou odstraňovat vodu ve velmi nízkých koncentracích. Ačkoliv mohou být použity jednorázově, jsou schopné regenerace zahříváním. Obecně jsou používána molekulová síta, organické adsorbenty typu iontoměničových pryskyřic, jsou však atraktivní alternativou.

Chromatografie je vícestupňová separační technika, založená na odlišnostech mezi sloučeninami v adsoipci na povrch nebo v rozpouštění na slabý film kapaliny. Obecnějšími typy chromatografie je chromatografie papírová, na tenké vrstvě, vysokoúcínná, plynová, a gelová permeační. Chromatografické dělení se řídí dvěma hlavní mechanismy - přemísťováním a rozdělováním.

·· · • · 9

9 9 9 • · ··· · • · « · • · • ·· · ·

Dialýza je průnik rozpuštěné látky membránou, jako výsledek trans-membránového gradientu v koncentraci rozpuštěné látky. Je doprovázena osmózou, což je transfér rozpouštědla membránou jako výsledek trans-membránového gradientu v koncentraci rozpouštědla.

Směr transféru rozpuštěné látky při dialýze je opačný než transfér rozpouštědla pil osmóze.

Dialýza je účinná při odstraňování nízkomolekulámí rozpuštěné látky nebo iontů z roztoku jejich průchodem semipermeabilní membránou, hnací silou tohoto procesu je koncentrační gradient.

Elektrodialýza je proces, při kterém jsou elektrolyty převáděny systémem roztoků a membrán elektrickou hnací silou. Jak se běžně používá, termín elektrolýza se týká mnohonásobného oddělování elektrodialýzou s iontoměničovými membránami. Existují čtyři různé typy elektrodialýzy: elektrolytická, koncentračně-zřeďující, s iontovou substitucí a reverzní.

Diafiltrace se liší od konvenční dialyzy v? tom, že rychlost odstraňování mikročástic není závislá na koncentraci, ale je jednoduše funkcí rychlosti ultrafiltrace (plocha membrány) relativně k objemu, který má být vyměněn nebo dialyzován. Opakovaná nebo kontinuální adice čerstvého rozpouštědla vyplachuje nebo vyměňuje soli a jiné mikročástice účinně a rychle.

K adsorpci vody během vratného proudění rozpouštědel se navrhují pevné látky. Podobně se navrhují membrány k propouštění vody a zadržení rozpouštědla a naopak. K odstranění vody ze směsi rozpouštědlo-voda odpařováním se používají hydrofilní membrány. Preferované membrány jsou membrány polyvinylidenfluoridové, jako je Osmonic JX (obchodní název), polysulfonové membrány z dutých vláken, jak je dodává AG, a silanizované celulózové filtry, dodávané firmou Wlmtman. Odstranění rozpouštědel z vody je identické s výjimkou toho, že membrána, která nepropouští vodu, je lipofilní membrána.

Krystalizace je proces získávání krystalů z par, z taveniny nebo z roztoku a liší se od srážení v tom, že srážená se obvykle vyznačuje extrémně vysokou nasyceností, primární nukleaeí a nízkými podíly rozpustnosti.

Odstřeďování je technika, která odděluje materiály na základě rozdílu v jejich měrné hmotnosti, rychlost rozdělování se zvyšuje uplatněním rostoucí rotační síly. Tato síla se nazývá odstředivá síla a přístroj, poskytující odstředivou sílu se nazývá odstředivka.

K odstranění kapalin z pevných látek se primárně používá filtrační patrona. Zvláště kapaliny s obsahem malého množství pevných látek se zfiltrují až tak, že se stávají opticky čirými roztoky. Patrony jsou filtry válcovitého tvaru, skládané nebo neskládané, na jedno použití nebo jsou čistitelné. Filtry jsou obvykle integrálně spojené s plastovým nebo kovovým nosičem.

·· · ·· · • ♦ · · · · • ··· · ··· • ·>····· · ···

Sedimentace je dělem suspendovaných pevných částic λ/ proudu kapaliny gravitačním usazováním. Sedimentace se může také používat k oddělování pevných částic podle rozdílu v jejich íychlostech usazování.

Vzduchové stripování je metoda, při které mohou být četná organická rozpouštědla odstraňována z odpadní vody vypuzováním vzduchem na úroveň, při které může být voda vypuštěna. Tato metoda se aplikuje specielně na rozpouštědla, která mají nízkou rozpustnost ve vodě nebo vysokou těkavost ve srovnání s vodou.

Sušící sikativ zahrnuje přivádění rozpouštědla s obsahem vody do styku s pevnými látkami, obvykle s elektrolytem, Módným odebrat vodu a vytvořit druhou fázi. Voda se pak může z druhé fáze odstranit jinými metodami (např. dekantací).

Chemická adice zahrnuje adici chemikálií, kterou se mění nejméně jedna fyzikálně chemická vlastnost kapaliny, jako pH, iontová síla, aj. Příklady těchto chemikálií zahrnují soli, kyseliny, zásady, koagulanty a flokulanty.

Enzymové, mikrobiální nebo bakteriální adice zahrnují adici enzymů, mikrobů nebo bakterií, do odpadních vod, za účelem odstranění organických nečistot z těchto vod.

Teplotní modifikace zlepšují separaci binárních směsí a mohou zahrnovat jak chlazení, tak zahřívání směsi. Zvyšující se teplota směsí napomáhá ke koalescenci, zatímco ochlazování podporuje krystalizaci nebo vymražení jedné ze složek.

Elektrostatická koalescence zahrnuje vystavení dvou vzájemně nerozpustných fází, s obsahem emulze (např. lipofílní kapalina a voda), kdy jedna fáze je fáze kontinuální a druhá je diskontinuální fází, účinkům elektrického pole za účelem docílení koalescence diskontinuální fáze za vytvoření kapek dostatečně velkých, aby z emulze vypadly na základě rozdílů v měrné hmotnosti těchto dvou fází. Aby se tato metoda dala provádět, musí mít dvě fáze alespoň menší rozdíl v dielektrických konstantách a měrných hmotnostech. Elektrická koalescence je dobře známý proces a je popsán patentech US 3 207 686, Jarvis et al.; 3 342 720, Turner et al.; 3 772 180, Prestridge; 3 939 395, Prestridge; 4 056 451, Hodgson; 4 126 537, Prestridge; 4 308 127, Prestridge; a 5 861 089, Gatti et al.

Absorpce zahrnuje proces, při kterém se emulze uvede do styku s materiálem, který „absorbuje“ alespoň jednu ze složek emulze. Absorpční materiál typicky podléhá objemové změně (buď bobtnání nebo smrštění), což kontrastuje s adsorpcí, který je především povrchovým jevem. V jednom příkladu je použit absorpční polymer k odstranění vody z emulze rozpouštědlo-voda.

·♦ · • · · • · · · • · ··· • · φ ·· · • · · · ··· · · · · • · · · · ··· • · · · ·

Postup

Tento vynález je zaměřen na způsob zpracování lipofilních kapalin, obsažených v/ emulzi, připravené při nejmenším z vody a lipofílní kapaliny. Tento proces zahrnuje kroky, jako předběžné zpracování emulze, znovuzískání lipofílní kapaliny z emulze a čištění lipofílní kapaliny. Proces může dále zahrnovat kroky prvotního vystavení textilie lipofílní kapalině a vodě a pak shromáždění lipofílní kapaliny a vody ve formě emulze. Proces může volitelně obsahovat krok míchání, při kterém alespoň část lipofílní kapaliny a alespoň část vody se smísí za vytvoření emulze, dříve než se uvede do styku s textilií. Emulgátor může být též přidán během míchání.

Jestliže se emulgátor přidá, může jeho obsah dosahovat až kolem 10 % hmoto. Dává se přednost tomu, aby emulze lipofílní kapaliny a vody byla v poměru voda/lipofilní kapalina/emulgátor asi od 1/98,9/0,1 asi do 40/55/5 hmotnosti emulze. Jak bylo posledně diskutováno v sekci „Pomocné přísady“, emulgátory mohou působit rovněž jako tenzidy.

Upřednostňuje se, aby lipofílní kapalina zahrnovala lineární siloxan, cyklický siloxan a směsi těchto siloxanů. Je výhodnější, když tyto siloxany jsou vybrány ze skupiny, obsahující oktamethylcyklopentasiloxan, dekamethylcyklopentasiloxan, dodekamethylcyklo- hexasiloxan a směsi těchto siloxanů. Je ještě výhodnější, jestliže lipofílní kapalina obsahuje dekamethylcyklopentasiloxan. Konečně je nejvýhodnější, jestliže lipofílní kapalina obsahuje dekamethylcyklopentasiloxan a je v podstatě bez oktamethylcyklosiloxanu.

Krok Jímání“, dle tohoto vynálezu, se může provádět několika způsoby. Odstřeďování textilní náplně, včetně lipofílní kapaliny a vody, jsou dobře známé způsoby v obvyklých pracích aplikacích. Ždímání nebo kroucení nebo vymačkávání zpracovávaných textilií je také dobře známý mechanický způsob jak odstranit kapaliny z textilií a textilních výrobků. Může se též využívat odpařování k získání lipofílní kapaliny a vody a/nebo k sušení textilní náplně. Zahřívání textilní náplně, lipofílní kapaliny a vody nebo jiné dobře známé způsoby odpařování se mohou též využívat. Odstřeďovánr a/nebo otáčeni v bubnu se může spojovat se zahříváním, abv se podpořilo odpařování a rovnoměrnost odpařování. Jestliže se tato metoda použije, bude to vyžadovat následnou kondenzaci lipofílní kapaliny a vody a dále kroky regenerace a čištění.

Krok „předběžného zpracování“ se může provádět řadou konvenčních způsobů. Nelimitující příklady metod předběžného zpracování zahrnují sedimentaci, odstřeďování, cyklonování, dekantaci, filtraci, chemickou adici a teplotní modifikaci. Režimy předběžného zpracování rovněž zahrnují kombinace těchto zmíněných metod.

• · · ♦ · · a φ φ φ · φ φ · * · · ·

Σ ; ♦ · · φ φ··· · · · ···

·..· : ·..· :

Při provádění filtrace se nechává procházet emulze lipofilní kapaliny a vody částicovým filtrem, kterým se odstraňují částice nebo agregáty částic o velikosti kolem 25 pm nebo větších, s výhodou částice nebo agregáty částic o velikosti kolem 15 pm nebo větší, výhodněji částice nebo agregáty částic o velikosti kolem 10 pm nebo větší, ještě výhodněji částice nebo agregáty částic o velikosti kolem 5 pm nebo větší, ještě výhodněji částice nebo agregáty částic o velikosti kolem 1 pm nebo větší. Je dále možné předběžně zpracovávat emulzi lipofilní kapaliny a vody aktivním uhlím.

Podobně se krok „regenerace“ provádí různými známými způsoby. Nelimitující příklady těchto regeneračních metod zahrnují mechanickou koalescenci, elektrickou koalescenci, chemickou adici, membránovou filtraci, teplotní modifikaci, vzduchové stripování, mikrobiální adici, exponování absorpčním materiálem, odstřeďování, destilaci, adsorpci, absorpci, krystalizaci, srážení, teplotní modifikaci, diafiltraci, elektrolýzu, extrakci, modifikaci pH a modifikaci iontové síly. Jednou z mnoha možných cest k provádění adsorpce je vystavení emulze styku s aktivním uhlím. Regenerační režim zahrnuje rovněž kombinaci těchto zmíněných metod.

Krok „čištění“ se provádí různými způsoby. Nelimitující příklady zahrnují membránovou filtraci, destilaci, extrakci, stripování, enzymovou adici, iontovou výměnu, sušení sikativem, chromatografii a adsorpci. Čistící režim zahrnuje rovněž kombinaci těchto metod.

Tento vynález je také zaměřen na způsob Čištění lipofilní kapaliny a par lipofilní kapaliny. Postup zahrnuje kroky jímání par lipofilní kapaliny a první emulze, obsahující vodu a lipofilní kapalinu. Dále páry lipofilní kapaliny kondenzují za vytvoření zkondenzovaných par lipofilní kapaliny. Zkondenzované páry lipofilní kapaliny se spojí s první emulzí za vytvoření druhé emulze. Druhá emulze se pak předběžně zpracuje, jak bylo výše popsáno. Po tomto předběžném zpracování se mohou lipofilní kapaliny a její páiy regenerovat z druhé emulze stejnými metodami, jak bylo výše popsáno. Po regeneraci z emulze se lipofilní kapalina a páry lipofilní kapaliny čistí podle již popsaných metod. Tak jako v prvním znění, může tento proces také volitelně zahrnovat nejprve krok vystavení textilií lipofilní kapalině a vodě a pak kiok jímání lipofilní kapaliny a vody ve formě pivní emulze. Proces může volitelně obsahovat krok míchám, při kterém alespoň část lipofilní kapaliny a alespoň část vody se smíchá za vytvoření pivní emulze před uvedením ve styk textiliemi. Během mísícího kroku se může též přidávat emulgátor.

Všechny prostředky nebo emulze, zde diskutované, obsahují dále pomocné přísady, vybrané ze sekce „Pomocné přísady“, výše uvedené, a zahrnující, aniž je tím výčet omezen, en44 4

4 4

4 4 4 • 4 4444

4 4

4 4

4 4 4

4 4444 4

4 4 • 4 ♦

4 4

44 zymy, bělidla, tenzidy, textilní změkčovadla, parfémy, antibakteriální činidla, antistatika, zjasňovače, fixativa barev, inhibitory otěru barev, činidla, zabraňující pouštění barev/, činidla omezující mačkavost, činidla zabraňující mačkavosti, polymery uvolňující špínu, činidla chránící proti UV záření, činidla zabraňující blednutí barev, aktivační přísady, pěnotvomá činidla („sudsing agents“), činidla regulující zápach kompozic, činidla zabarvující kompozice, tlumiče pH, impregnační činidla, činidla odpuzující špínu a směsi těchto pomocných prostředků.

Tyto metody a systémy, podle tohoto vynálezu, se mohou používat ve službách, jako jsou chemické čistírny, plenková služba, běžné čistírny, komerční živnosti, jako laundromaty, chemické Čistírny, prádelny jako součásti hotelů, restaurací, společenských center, letišť, zábavních plaveb, přístavišť, kasin, nebo se mohou tyto metody a systémy využívat v domácnostech.

Metody, dle tohoto vynálezu, se mohou provádět v zařízení, které je modifikací existujícího zařízení a je přizpůsobené tak, abv kromě konvenčních procesů, tj. ve vodní lázni, se mohlo postupovat i podle tohoto vynálezu.

Metody, dle tohoto vynálezu, se mohou také provádět v zařízení, které není modifikací existujícího zařízení, aleje navrženo specielně tak, že se může postupovat dle tohoto vynálezu, nebo se může toto zařízení přidat k jinému přístroji jako součást procesního systému pro zpracování lipofilní kapaliny. To by předpokládalo vybavení všemi potřebnými instalacemi, jako je napojení na chemický a vodní zdroj a na kanalizační soustavu pro odpadní prací kapaliny.

Metody dle tohoto vynálezu se mohou také provádět v zařízení, kteiý není modifikací existujícího zařízení, ale je postaveno specielně takovým způsobem, že se může proces provádět dle tohoto vynálezu, a popřípadě i obvyklé procesy, jako je vodní praní.

Metody dle tohoto vynálezu, se mohou též uskutečňovat v zařízení, které je schopné „dvojích“ funkcí. Zařízení s „dvojí“ funkcí je schopné provádět praní i sušení ve stejném bubnu. Tato zařízení jsou hodně rozšířená zejména v Evropě.

Zařízení používaná k realizaci tohoto vynálezu, budou typicky obsahovat některý typ řídícího systému. Ty zahrnují elektrické systémy, jako jsou ízv. řídící systémy smart, jakož i více tradiční elektromechanické systémy. Tyto řídící systémy by umožňovaly uživateli volit velikost textilní náplně, která má být čištěna, typ znečištění, rozsah znečištění, čas čistícího cyklu. Alternativně by mohl uživatel použít předběžné nastavení čistících atoebo obnovovacích cyklů, nebo by mohlo zařízení řídit délku cyklu, na základě řady určitých zjistitelných tf · • · • · tftftf • ···· • · tftf • · • tftf · • tftftf tftftf parametrů. To by mohly zvláště dohře provádět elektrické řídící systémy. Například, jestliže rychlost jímání lipofílní kapaliny dosáhne rovnoměrného stavu, zařízení by se mohlo samo vypnout po určité stanovené době, nebo začít jiný proces pro lipofílní kapalinu.

V případě elektrických řídících systémů je jedna možnost zhotovit řídící přístroj tzv.

„smart přístroj“. Ten by mohl zahrnovat, bez omezení tímto výčtem, samodiagnostický systém, náplňový typ a volbu cyklů, zapojující stroj na Internet a umožňující spotřebiteli zapnout zařízení dálkově, být informován kdy zařízení čistil textilní výrobky, nebo dodavateli dálkově určit problémy, kdyby se u zařízení schylovalo k poruše. Kromě toho, jestliže systém, dle tohoto vynálezu, je pouze částí čistícího systému, tzv/“smart systém“ by mohl komunikovat s jinými čistícími stroji, které by mohly být použity k doplnění stávající čistící proces, jako jsou prací stroje a sušárny.

Claims (14)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob zpracování lipofilní kapaliny, obsažené v emulzi skládající se z vody a zmíněné lipofilní kapaliny, vyznačující se tím, že se skládá z kroků:

   a. předběžného zpracování zmíněné emulze,

   b. znovuzískání zmíněné lipofilní kapaliny ze zmíněné emulze, a

   c. čištění zmíněné lipofilní kapaliny.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje kroky:

   a. vystavení textilií zmíněné lipofilní kapalině a zmíněné vodě, a

   b. jímání zmíněné lipofilní kapaliny a zmíněné vody za vytvoření zmíněné emulze,
3. 3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že také zahrnuje krok míchání, který obsahuje míchání nejméně části zmíněné lipofilní kapaliny a nejméně části zmíněné vody za vytvoření zmíněné emulze před zmíněnou expozicí, s výhodou kdy se také přidává emulgátor ke zmíněné lipofilní kapalině a zmíněné vodě za vytvoření zmíněné emulze během zmíněného míchání.
4. 4. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že zmíněné jímání zahrnuje odstřeďování v bubnu pračky zmíněných textilií, zmíněné lipofilní kapaliny a zmíněné vody.
5. 5. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že zmíněné jímám zahrnuje ždímání zmíněných textilií.
6. 6. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že zmíněné jímání zahrnuje odpařování nejméně části zmíněné lipofilní kapaliny a nejméně částí zmíněné vody a kondenzaci nejméně části zmíněné lipofilní kapaliny a nejméně části zmíněné vody.
7. 7. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že zmíněné předběžné zpracování je voleno ze skupiny, obsahující sedimentaci, odstřeďování, cyklonování, dekantaci, filtraci, teplotní modifikaci, chemickou adici a jejich kombinaci.
8. 8. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že zmíněné předběžné zpracování zahrnuje průchod zmíněné emulze filtrem, kterým jsou odstraněny částice a částicové agregáty kolem 1 pm nebo větší.

   • · ♦ · * • ····
9. 9. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že zmíněné obnovení je voleno ze skupiny, obsahující mechanickou koalescenci, elektrickou koalescenci, chemickou adici, membránovou filtraci, teplotní modifikaci, vzduchové stripování, mikrobiální adici, exponování absorpčním materiálem, odstřeďování, destilace, adsorpce, absorpce, krystalizace, srážení, teplotní modifikace, diafiítrace, elektrolýza, extrakce, modifikace pH a modifikace iontové síly, s výhodou když zmíněná adsoipce zahrnuje uvedení emulze do styku s aktivním uhlím.
10. 10. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že zmíněné čištění je voleno ze skupiny, obsahující membránovou filtrací, destilaci, extrakci, stripování, enzymovou adici, iontovou výměnu, sušení sikativy, adsorpci a jejich kombinace.
11. 11. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že zmíněná emulze obsahuje až kolem 10 % emulgátoru na hmotnost emulze, s výhodou, kdy zmíněná emulze obsahuje vodu/kombinaci lípofilní kapaliny a kondenzované páry lipofilní kapaliny/emulgátor v poměru asi od 1/98,9/0,1 asi do 40/55/5 na hmotnost zmíněné emulze a/nebo když zmíněný emulgátor obsahuje tenzid.
12. 12. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že zmíněná lípofilní kapalina obsahuje lineární siloxan, cyklický siloxan a směsi těchto siloxanů, s výhodou jsou tyto siloxany zvoleny ze skupiny, obsahující oktamethylcyklopentasiloxan, dekamethylcyklopentasiloxan, dodekamethylcvklohexasiloxan a směsi těchto siloxanů, výhodněji, lípofilní kapalina obsahuje dekamethylcyklopentasiloxan, ještě výhodněji lipofilní kapalina obsahuje dekamethylcyklopentasiloxan a je v podstatě bez oktamethylcyklosiloxanu.
13. 13. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že zmíněná emulze také obsahuje pomocné přísady, vybrané ze skupiny, obsahující enzymy, bělidla, tenzidy, textilní změkčovadla, parfémy, antibakteriální činidla, antistatíka, zjasňovače, fixativa barev, inhibitory otěru barev, činidla zabraňující pouštění barev, činidla omezující maěkavost, činidla zabraňující mačkavosti, polymer)' uvolňující špínu, činidla chránící proti UV záření, činidla zabraňující blednutí barev, aktivační přísady, pěnotvomá činidla , činidla regulující zápach prostředků, činidla zabarvující prostředky, tlumiče pH, impregnační činidla, činidla odpuzující špínu a jejich směsi.
14. 14. Způsob podle nároku 10, vyznačující se tím, že membránová filtrace zahrnuje polyvinylidenfluoridovou membránu a/nebo polysulfonovou membránu z dutých vláken a/nebo silanizovanou celulózovou membránu.