CZ291465B6

CZ291465B6 - Způsob chemického čištění

Info

Publication number: CZ291465B6
Application number: CZ200135A
Authority: CZ
Inventors: Wolf-Dieter R. Berndt
Original assignee: Greenearth Cleaning, Llc
Priority date: 1998-07-14
Filing date: 1999-07-14
Publication date: 2003-03-12
Also published as: US6042617A; CA2337441C; WO2000004222A1; KR20010071885A; CA2337363A1; CN1309734A; PL345504A1; BR9912811A; AU754432B2; DE69902172T2; NO20010232D0; CZ200135A3; HUP0102952A3; TR200100318T2; IL140833A0; CA2337441A1; DE69902172D1; JP2002520509A; MXPA01000357A; EP1092056B1

Abstract

Zp sob chemick ho iÜt n p°edm t , zejm na textili , v uzav°en m prostoru spo v v tom, e p°edm ty se pono° do chemick istic kapaliny, kde jako istic kapaliny se pou ije cyklick ho siloxanu jako rozpouÜt dla, obsahuj c ho d le chemickou l tku, vybranou ze skupiny obsahuj c estery, zejm na 2-ethylhexylacet t, dipropylenglykolethermethylacet t a ethylenglykoletherbutylacet t, dvojsytn estery a 2-ethylhexylalkohol, cyklohexanol a hexanol, ve kter se p°edm ty prom ch vaj a/nebo prot°ep vaj , chemick istic kapalina se pak z uzav°en ho prostoru od erp v a z p°edm t se odstra uje odst°e ov n m, na e se vzduch v uzav°en m prostoru zah° v na teplotu v rozsahu 43 a 77 stup Celsia a uv d do cirkulace, m se rozpouÜt dlo odpa°uje, a pak se p°edm ty pro zabr n n jejich ma k n ochlazuj na teplotu v rozsahu od 21 do 38 stup Celsia.\

Description

Oblast techniky

Předložený vynález je z oblasti chemického čištění oděvů, textilních výrobků, tkanin a podobně a je zaměřen zvláště na způsob a zařízení pro chemické čištění tkanin.

Dosavadní stav techniky

Chemické čištění je důležitým průmyslem na celém světě. Jenom ve Spojených státech amerických existuje více než čtyřicet tisíc chemických čistíren (mnoho z nich je navíc rozmístěno na více místech). Průmysl chemického čištění je jedním ze základních odvětví průmyslu v současné ekonomice. Mnoho oděvních předmětů (a dalších možných položek) musí být chemicky čištěno, aby odstraňováním tělesných tuků a olejů zůstávaly čisté a aby tím, že se zabraňuje smršťování a odbarvování oděvů, byly prezentovatelné.

Nejvíce dosud používaným rozpouštědlem pro chemické čištění je stále perchlorethylen. Má mnoho nevýhod, zejména pokud jde o jeho toxicitu a zápach.

Dalším problémem v této oblasti je skutečnost, že různé textilní výrobky a tkaniny vyžadují různé zpracování v současně používaných systémech, aby se zabránilo jejich poškození při chemickém čištění.

Stávající stav techniky v oblasti chemického čištění zahrnuje používání různých rozpouštědel v nejrůznějších zařízeních pro provádění čištěni. Ve zcela nedávné minulosti byl nejpoužívanějším rozpouštědlem perchlorethylen. Perchlorethylen má výhodu, že je vynikajícím čisticím rozpouštědlem, avšak současně je hlavním zdravotním a ekologickým rizikem, je například spojován s nejrůznějšími formami rakoviny a je velmi nebezpečný vůči pozemní vodě a životu ve vodě. V některých oblastech proto již není perchlorethylen povolen k užívání. V minulosti se zkoušela a používala i jiná rozpouštědla, jako například rozpouštědla na bázi ropy a dále glykolethery a estery. Tato rozpouštědla byla používána se smíšenými výsledky čištění a problematickou kompatibilitou s tkaninami / textilními výrobky, ve srovnání s výsledky, kterých se dosahovalo s perchlorethylenem.

Průmysl chemického čištění byl dlouho závislý na rozpouštědlech na bázi ropy a známých chlorovaných uhlovodících, perchlorethylenu a trichlorethylenu, při použití pro čištění tkanin a oděvních výrobků. Již od čtyřicátých roků byl perchlorethylen oceňován jako syntetická sloučenina, která je nehořlavá a vykazuje dobré vlastnosti odmašťování a čištění, tedy ideální pro průmysl chemického čištění. Počátkem sedmdesátých roků však bylo zjištěno, že perchlorethylen způsobuje vznik rakoviny jater u zvířat. To bylo alarmující zjištění, protože odpady z chemického čištění byly v té době umisťovány na skládkách, ze kterých prosakovaly do půdy a podzemních vod.

Postupně byly zpřísňovány regulační předpisy a od nedávné doby se vyžaduje, aby veškerá zařízení chemického čištění měla cykly suchý - suchý, to znamená, že tkaniny a oděvní předměty, které jsou vkládány do zařízení v suchém stavu, rovněž jsou v suchém stavu vyjímány po ukončení čištění. To vyžaduje systémy s uzavřenou smyčkou, které mohou zachycovat téměř veškerý perchlorethylen v kapalném i plynném stavu. Proces takového cyklu zahrnuje umísťování tkanin nebo oděvních předmětů do speciálně navrženého čisticího zařízení, které může pojmout 6,8 až 68 kilogramů tkanin nebo oděvů, které jsou viditelné přes kruhové okénko. Ještě před umístěním do zařízení jsou tkaniny nebo oděvní předměty kontrolovány ajsou zpracovává

- 1 CZ 291465 B6 ny z hlediska lokálního vyhledávání skvrn. Jestliže je tkanina neobvyklá nebo lze-li s ní očekávat nějaké problémy, pak je kontrolováno její označení a ověřováno, zdali její výrobce ji považoval za bezpečnou pro chemické čištění. Jestliže nepovažoval, může být skvrna zachována, to je nemusí být jisté, že ji bude možno odstranit. Například skvrna od cukru nemusí být viditelná, avšak jakmile jednou projde procesem chemického čištění, dojde k jejímu okysličení a zhnědnutí. Jestliže je skvrna mastného původu, pak voda nepomůže, ale perchlorethylen ano, protože ten tuk rozpustí. Ve skutečnosti je základním důvodem chemického čištění určitých oděvů (které by neměly být čištěny v obvyklém čisticím zařízení) odstraňování nahromaděných tělesných tuků (známých jako mastné kyseliny), protože tyto tuky také oxidují a způsobují žluklé ošklivé zápachy.

Tuk, který se v rozpouštědle uvolňuje, je odstraňován filtrací a destilací perchlorethylenu. Jinými slovy, znečištěný perchlorethylen se uvede do varu a páry jsou kondenzovány zpět do čisté kapaliny. Malé množství detergentu, v typickém případě 1 až 1,5 % objemových z celé směsi, je výhodně smícháno s perchlorethylenem, tak aby napomohlo rozpouštět skvrny a/nebo zbytky po skvrnách při jejich předběžném odstraňování.

Dříve než jsou oděvy vyjímány z čisticího zařízení, stává se z tohoto čisticího zařízení sušička. Horký vzduch je profukován vnitřkem, avšak namísto aby byl vyfukován ven, prochází proud vzduchu kondenzátorem, který zkapalňuje páry perchlorethylenu a vrací je zpět k dalšímu využití. Po čištění a sušení se oděvy napařují a žehlí.

Proces chemického čištění odstraňuje převážnou část perchlorethylenu z oděvů, avšak malé množství zůstává. Některá vlákna oděvů zachycuji více rozpouštědla než jiná vlákna. Tak například přírodní vlákna v bavlněných, vlněných a silnějších předmětech, jako jsou spací pytle, kabáty aramenní vycpávky, mají snahu zadržovat více rozpouštědla než lehčí předměty nebo syntetická vlákna.

Dalším větším problémem spojeným s chemickým čištěním oděvů je stálost barev použitých barviv. Perchlorethylen je velmi agresivním rozpouštědlem a často se stává, že barvy používané výrobci blednou v perchloethylenu i v jiných rozpouštědlech chemického čištění. Občas mohou být tkaniny označeny za vhodné výlučně pro chemické čištění, avšak potisky nebo povrchové barvy v rozpouštědlech blednou a způsobují, že předmět není nadále použitelný. Jakmile je předmět vyčištěn a má vybledlou barvu, dochází kjeho poškození a navíc dochází k nanášení barviva na povrch jiných předmětů a k jejich znehodnocení.

Dalším problémem u chemického čištění tkanin je opětné nanášení ve vodě rozpustných nečistot, které se odstranily z nějaké tkaniny nebo oděvního předmětu a pak se znovu nanášely na stejnou nebo jinou čištěnou tkaninu nebo oděvní předmět. Těkavá silikonová rozpouštědla jsou sama osobě extrémně účinná při rozpouštění tuků, olejů a jiných organických nečistot z oděvů a udržují je ve stavu suspenze, avšak nemohou udržovat v suspenzi ve vodě rozpustné nečistoty bez pomoci vhodného detergentu.

Stejné problémy se vyskytují u perchlorethylenu a rozpouštědel na bázi uhlovodíků. Pro vyřešení problémů suspenze ve vodě rozpustných nečistot v těchto organických rozpouštědlech a problémů opětného nanášení těchto nečistot byly vyvinuty speciální detergenty. Detergenty, které byly vyvinuty pro použití s perchlorethylenem, nejsou však kompatibilní s těkavými silikonovými rozpouštědly.

Použití směsi cyklického siloxanu pro účely čištění je popisováno v patentu US 4 685 930 Kasprzaka. Jsou zde popisovány pouze aplikace čištění skvrn, nejedná se o ponoření předmětů do cyklického siloxanu, není zde ani žádný návrh používání cyklického siloxanu v zařízení pro chemické čištění. Není v něm popisováno ponoření čištěných předmětů do cyklického siloxanu, odstřeďování, vystavení podtlaku v uzavřeném prostoru zařízení a zahřívání předmětů

-2CZ 291465 B6 v kontinuálním procesu chemického čištění, a to za účelem odstraňování tuků, olejů, mastnoty a dalších nečistot z velkého množství textilních předmětů. Patentový spis DE 3 739 711 A popisuje způsob chemického čištění předmětů, zahrnující kroky ponoření těchto předmětů do kapaliny, obsahující směs cyklického siloxanu, protřepávání resp. promíchávání předmětů a odstraňování kapaliny z předmětů s použitím tepla. Obě tato známá řešení však nejsou zaměřena na selektivní odmašťování syntetických nebo přírodních vláken, tak aby odmašťovací činidla byla současně inertní vůči zbarvenému vláknu. Čisticí účinky nejsou dostatečné.

Podstata vynálezu

Předložený vynález se týká systému a způsobu chemického čištění, ve kterém je zařízení chemického čištění použito ve spojení se specifickým rozpouštědlem, odvozeným od organicko / anorganického hybridu (organosilikonu), a to cyklických siloxanů. Podstata vynálezu spočívá v tom, že předměty se ponoří do chemické čisticí kapaliny, kde jako čisticí kapaliny se použije cyklického siloxanu jako rozpouštědla a kde čisticí kapalina dále obsahuje chemickou látku, vybranou ze skupiny obsahující estery, zejména 2-ethylhexylacetát, dipropylenglykolethermethylacetát a ethylenglykoletherbutylacetát, dvojsytné estery a 2-ethylhexylalkohol, cyklohexanol a hexanol, ve které se předměty promíchávají a/nebo protřepávají. Chemická čisticí kapalina se pak z uzavřeného prostoru odčerpává a z předmětů se odstraňuje odstřeďováním, načež se vzduch v uzavřeném prostoru zahřívá na teplotu v rozsahu 43 až 77 stupňů Celsia a uvádí do cirkulace, čímž se rozpouštědlo odpařuje, a pak se předměty pro zabránění jejich mačkání ochlazují na teplotu v rozsahu od 21 do 38 stupňů Celsia.

Je využíváno rozpouštědla na bázi silikonu, které má žádoucí jmenovitou hodnotu teploty vzplanutí (nad 60 stupňů Celsia) a bezpečnostní kvalitu (nedochází k odbarvování a mačkání čištěných předmětů) a vykazuje vynikající rozpustnost pro mastné kyseliny, tuky a oleje v procesu chemického čištění.

Jako směs cyklických siloxanů se použije směs, vybraná ze skupiny, zahrnující cyklické siloxany pentamer, tetramer a hexamer.

Rozpouštědla na bázi cyklických siloxanů umožňují, že proces čištění je ekologicky přátelský a navíc při čištění tkanin účinnější než jakýkoli jiný dosud známý systém. Podle tohoto předloženého vynálezu je směs siloxanů využita u způsobu chemického čištění předmětů, zejména textilií, v uzavřeném prostoru. Těkavé cyklické silikony ve spojení s organickými estery, ethery a alkoholy vykazují mnoho jedinečných fyzikálních a chemických vlastností, se kterými se nemohou rovnat konvenční rozpouštědla. Výhodné směsi dekamethylpentacyklosiloxanu a 2-ethylhexylacetátu jsou jedinečné z mnoha důvodů a jsou skutečně selektivními odmašťovacími činidly, která jsou chemicky inertní vůči zbarvenému vláknu, bez ohledu na to, jestli se jedná o syntetické nebo přírodní vlákno. To znamená, že barvivo není napadeno nebo vytaženo z vlákna chemickou cestou, jako by tomu bylo u současných rozpouštědel. Stejnoměrná molekulová hmotnost kombinací těkavých cyklických silikonů a esteru jim dává požadované povrchové napětí, které je důležité pro čištění.

Předložený způsob chemického čištění využívá kapaliny třídy cyklických siloxanů, běžně používané v kosmetice a v oblasti topických farmaceutik. Tyto cyklické siloxany jsou známy zejména jako oktametylcyklotetrasiloxan (tetramer), dekametylcyklopentasiloxan (pentamer) a dodekametylcyklohexasiloxan (hexamer). Jak tetramer, tak i pentamer mohou být smíchány, aby vytvářely požadovanou směs se správnou charakteristikou hořlavosti a stejně tak i teplotou tuhnutí.

Rozpouštědlo podle tohoto předloženého vynálezu je ekologické, přátelské, neusazuje se a nezůstává v oděvech, je hypoalergické a má jedinečné charakteristiky hořlavosti. Při používání

-3 CZ 291465 B6 jsou teplota vzplanutí a teplota hoření roztoku odděleny alespoň o 5,56 stupňů Celsia, takže rozpouštědlo je mezi teplotou vzplanutí a teplotou hoření samozhášecí. Dále rozpouštědlo může být zahříváno (nad 38 stupňů Celsia), aniž by se tkaniny poškozovaly, což dále zlepšuje a urychluje proces čištění. Konečně rozpouštědlo může mít povrchové napětí menší než 0,018 kPa, 5 takže lépe proniká do vláken tkaniny při odstraňování zbytků nečistot a je snadnější dostat toto rozpouštědlo z tkaniny.

Jako další složka chemické čisticí kapaliny se s výhodou použije detergent. Je určen pro čištění skvrn na bázi vody.

Čištěné předměty se v uzavřeném prostoru, ve kterém probíhá proces čištění, umisťují na nosič. Vkládají se do čisticího koše, který je opatřen množstvím otvorů o průměru od přibližně 3 do 13 mm, který se při čištění otáčí. Velikosti otvorů jsou dány požadavkem na využití nízkého povrchového napětí rozpouštědla (směsi cyklických siloxanů), tak aby bylo možné jeho urychle15 né odstranění během odstřeďování čištěných předmětů.

Předměty se protřepávají a/nebo promíchávají po dobu od jedné do patnácti minut, po odčerpání čisticí kapaliny se odstřeďují po dobu jedné až sedmi minut při rychlosti větší než 350 otáček za minutu. Během promíchávání způsobuje mechanické tření čištěných předmětů a do nich 20 infiltruj ící rozpouštědlo uvolňování a rozpouštění nečistot a tělesných tuků z vláken tkaniny. Při jejich následném odstřeďování, které následuje po odčerpání čisticí kapaliny, platí, že čím jsou otáčky vyšší (obvykle v rozsahu 450 až 750 otáček za minutu), tím rychleji je rozpouštědlo odstraňováno. Velmi nízké povrchové napětí rozpouštědla přispívá k jeho účinnějšímu odstraňování během odstřeďování.

Předměty se zahřívají v uzavřeném prostoru na teplotu, při které se dosáhne tlaku o velikosti od 6,67 do 80 kPa. Tím dochází ke snižování teploty odpařování rozpouštědla, jehož páry jsou cirkulujícím vzduchem přenášeny do styku s povrchem ochlazovaného spirálového výměníku tepla, kde kondenzují. Zkracuje se doba regenerace rozpouštědla a celý proces čištění se 30 urychluje.

Při odčerpávání chemické čisticí kapaliny se tato kapalina filtruje za účelem odstraňování nečistot a pak vrací zpět do čisticího procesu. Filtrace se provádí pomocí aditiva, vybraného ze skupiny prostředků, zahrnujících aktivní uhlí a infuzoriovou zeminu. Kontaminovaná chemická 35 čisticí kapalina po čisticím procesu se čistí vakuovou destilací od netěkavých zbytkových látek.

Vakuová destilace se provádí metodou, vybranou ze skupiny, zahrnující metodu čerpání kapaliny v uzavřeném okruhu. Venturiho metodu nebo s pomocí ventilátoru. Těmito procesy se čištění stává ekologicky přijatelným, s dobrým využitím chemické čisticí kapaliny.

Přehled obrázků na výkresech

Výše uvedené předměty a výhody tohoto vynálezu, a stejně tak jeho další předměty a výhody, budou lépe pochopeny na základě podrobného popisu jeho výhodného provedení, ve spojení 45 s následujícím obrázkem, na kterém je znázorněno blokové schéma kroků postupu, ukazujícího příklad provedení tohoto vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Vynález popisuje aplikaci těkavých organosilikonů jako alternativních rozpouštědel k běžných alifatickým sloučeninám na bázi ropy a chlorovaných uhlovodíků. Organosilikony se v přírodě nevyskytují a musí být připravovány synteticky. Základním počátečním materiálem je písek (oxid křemičitý) v dalších anorganických silikátech, které tvoří až 75 % zemské kůry.

-4CZ 291465 B6

Organosilikony byly poprvé syntetizovány v roce 1863 Firedelem aCraftsem, kteří jako první připravili tetraethylsilan. V následujících letech bylo syntetizováno mnoho dalších derivátů, přesto však až ve čtyřicátých letech dvacátého století došlo k širokému zájmu o chemii organosilikonů.

Oxid křemičitý (silika) je poměrně elektropozitivní a vytváří polární kovalentní vazby s uhlíkem a dalšími prvky, včetně halogenů, dusíku a kyslíku. Pevnost a reaktivita silikonu závisejí na relativní elektronegativitě prvku, na který budou silikony kovalentně vázány. Polysilany při řízené hydrolýze snadno vytvářejí polysiloxany. Tyto cyklické a lineární polymery jsou komerčně známé jako silikonové kapaliny.

Silikonové kapaliny jsou nepolární a nerozpustné ve vodě nebo nižších alkoholech. Jsou zcela mísitelné v typických alifatických a aromatických rozpouštědlech, včetně halogenovaných rozpouštědel, avšak jsou pouze částečně mísitelné s mezifrakcemi ropy, jako například nafteny. Silikonové kapaliny jsou nerozpustné ve vyšších uhlovodících, mazacích olejích, voscích, mastných kyselinách, rostlinných olejích a živočišných olejích, avšak těkavé cyklické silikonové kapaliny (tetramer a pentamer) jsou částečně rozpustné ve vyšších uhlovodících.

Bylo neočekávaně zjištěno, že cyklické siloxany nevykazují odbarvování a křížové tvoření skvrn. Následným dopracováním tohoto zjištění do praxe bylo ověřeno, že tyto cyklické siloxany mohou sloužit jako rozpouštědlo pro chemické čištění v konvenčním zařízení chemického čištění. Přihlašovatel dále zjistil, že problémy s odbarvováním, spojené s konvenčními rozpouštědly, byly v podstatě eliminovány, což má za následek významný ekonomický přínos pro podnikatele v oblasti chemického čištění. Tento přínos byl měřen schopností nebo možností podnikatele míchat oděvy a oděvní předměty bez ohledu na jejich barvu, a tedy zvýšit produktivitu čištění.

Jako alternativní možnost mohou být těkavé organosilikony (cyklické) používány ve spojení s estery, zejména 2-etylhexylacetátem (EHA), poskytují tak základ pro vynikající rozpustnost a schopnost čištění.

Při testování schopnosti odmašťování těkavých směsí cyklických silikonů a EHA bylo zjištěno, že měly lepší vlastnosti než alifatická rozpouštědla na bázi ropy a byly srovnatelné s úrovní perchlorethylenu. Perchlorethylen je velmi dobrým a agresivním rozpouštědlem, jako odmašťovací prostředek však může být příliš účinný pro účely normálního chemického čištění. Základním účelem chemického čištění je odstranit nečistoty a páchnoucí mastné kyseliny, které se akumulují v oděvech nebo kusech oděvů při nošení. Ideální rozpouštědlo pro chemické čištění by nemělo mít sílu odbarvovat, rozpouštět plasty a měnit barvu nebo texturu čištěného materiálu.

Těkavé cyklické silikony ve spojení s organickými estery, etherem a alkoholy vykazují mnoho jedinečných fyzikálních a chemických vlastností, se kterými se nemohou rovnat konvenční rozpouštědla. Výhodné směsi dekamethylpentacyklosiloxanu a 2-ethylhexylacetátu jsou jedinečné z mnoha důvodů a jsou skutečně selektivními odmašťovacími činidly, které jsou chemicky inertní vůči zbarvenému vláknu, bez ohledu na to, jestli se jedná o syntetické nebo přírodní vlákno. To znamená, že barvivo není napadeno nebo vytaženo z vlákna chemickou cestou, jako by tomu bylo u současných rozpouštědel.

Stejnoměrná molekulová hmotnost kombinací těkavých cyklických silikonů a esteru jim dává požadované povrchové napětí, které je důležité pro čištění. Dalším z hlavních důležitých bodů je to, že těkavá kapalina cyklického silikonu dává hedvábný, měkký vzhled a omak v podstatě všem tkaninám a textilním výrobkům. Tento znak je důležitý, protože perchlorethylen odstraňuje oleje z přírodních vláken a důsledkem je drsný pocit nebo textura.

-5CZ 291465 B6

Cyklická molekulární struktura způsobuje, že jsou daleko více odolné vůči oxidaci než materiály na bázi ropy. To umožňuje, že destilace cyklických silikonů je daleko spolehlivější. Cyklická povaha rovněž umožňuje, že kapalina proniká do vláken oděvů daleko snadněji a uvolňuje zachycené nečistoty.

Dva hlavní těkavé cyklické silikony, konkrétně tetramer apentamer, mají široký rozsah teplot tuhnutí, například teplota tuhnutí pro tetramer je 12 stupňů Celsia a teplota tuhnutí pro pentamer je minus 4 stupňů Celsia. Každý z těchto materiálů má jedinečné fyzikální vlastnosti, které samy o sobě však neznamenají, že jsou odmašťujícími rozpouštědly pro proces chemického čištění. Například teplota vzplanutí pentameru je 77 až 88 stupňů Celsia, avšak teplota jeho hoření je 102 stupňů Celsia. Jak tetramer, tak i pentamer mohou být smíchány, aby vytvářely požadovanou směs se správnou charakteristikou hořlavosti a stejně tak i teplotou tuhnutí. Ester, například 2-ethylhexylacetát (EHA), má rovněž vysokou teplotu vzplanutí a extrémně nízkou teplotu tuhnutí.

Výhodná směs bude mít méně než 40% EHA a více než 50% pentameru. Tento rozsah umožňuje vývoj směsí rozpouštědel, která jsou vhodná pro většinu operací chemického čištění. Ačkoliv je ester EHA výhodným materiálem, je celá řada dalších materiálů ze skupin esterů, etherů a alkoholů, které mohou vykazovat podobné vlastnosti, jaké byly výše uváděny. Vynález proto není omezen na konkrétní přídavnou látku z těchto skupin, ani na její množství. Následuje seznam chemikálií, které mohou být používány jako náhrada za EHA ve výhodné směsi:

Estery

Dvojsytné estery

Dipropylenglykolmethyletheracetát Etylenglykolmonobutyletheracetát

Alkoholy

2-ethylhexylalkohoI

Cyklohexanol

Hexanol

Ethery

Propylenglykol-terc.butylether Dipropylenglykol-terc.butylether Dipropylenglykol-n-propylether

Ačkoli výše uvedené chemikálie představují pouze několik z možných aditiv k těkavým organocyklickým siloxanům, jsou v rozsahu tohoto předloženého vynálezu i ty látky, které nejsou v seznamu uvedeny.

Je třeba také poznamenat, že určitá aditiva jako například deriváty na bázi ropy, jako jsou minerální alkoholy, halogenované uhlovodíky, mohou být přidávány kvýše uvedeným látkám pro dosažení určitých čisticích a/nebo odmašťovacích výsledků, kterých nemůže být dosaženo pouze výše uvedenou směsí.

Následuje seznam různých materiálových kompozic, které se týkají výše uvedeného

Kompozice -1 :

Tetramer - 75 % hmotnostních

-6CZ 291465 B6

EHA - 25 % hmotnostních

Kompozice - 2:

EHA - 50 % hmotnostních

Pentamer - 50 % hmotnostních

Kompozice - 3:

EHA - 30 % hmotnostních

Pentamer - 70 % hmotnostních

Kompozice - 4:

Tetramer-15 % hmotnostních

Pentamer - 55 % hmotnostních

EHA - 30 % hmotnostních

Kompozice - 5:

EHA - 85 % hmotnostních

Pentamer - 15 % hmotnostních

Ačkoli jsou výše uvedené směsi založeny hlavně na těkavých organocyklických siloxanech a EHA, jsou v rozsahu tohoto předloženého vynálezu i následující rozsahy směsí:

EHA - 1 % až 99 % hmotnostních

Pentamer - 1 % až 99 % hmotnostních

Tetramer -1 % až 99 % hmotnostních

Kombinace výše uvedených rozpouštědel anebo samotná rozpouštědla mohou být modifikovány a zlepšeny v jednom z provedení způsobu chemického čištění podle tohoto vynálezu. Modifikace spočívá ve formě přidání aditiv pro suspendování nečistot a zabránění opětného usazování nečistot během cyklu čištění a proplachování, dále detergentů pro skvrny na bázi vody, a dezinfekčních prostředků pro dezinfekci bakterií a dalších forem mikroorganismů, které jsou přítomny ve všech oděvech. Je třeba poznamenat, že aditivum může být zahrnuto jako komponenta roztoku rozpouštědla nebo jako samostatné činidlo.

Dále je zde popsán vhodný detergent, který je kompatibilní sjeho siloxanovým rozpouštědlem a který rovněž tvoří část tohoto vynálezu. Detergent obsahuje amfípatičkou molekulární konfiguraci, mající vysoce hydrofobní lineární nebo cyklický organosilikonový skelet se substitucemi hydrofílního polárního postranního řetězce a zahrnující čistě organickou molekulu nebo smíšenou organo - silikonovou molekulu, mající 1 až 300 mol polárních prstů (postranních polárních řetězců). Tyto polární prsty mohou být iontové. Dále mohou být ve spojení s rozpouštědlem použita i iontová povrchově aktivní činidla.

Výhodný detergent pro těkavé silikonové rozpouštědlo má následující molekulární charakteristiku:

1. Amfipatická molekulární konfigurace, která zahrnuje vysoce hydrofobní lineární nebo cyklický skelet se substitucemi hydrofílních polárních postranních řetězců neboli prstů, vycházejících ze skeletu. Skelet může být tvořen čistě organickou molekulou nebo smíšenou organo - silikonovou molekulou.

-7CZ 291465 B6

2. 1 až 300 mol polárních prstů na molekulu.

3. 20 % až 90 % hmotnostních polárních prstů.

4. Hydrofilní lipofilní rovnováha (HLB) v rozsahu od 4 do 18.

5. Hydrofilní prsty vyplývají ze substitucí hydrofobního skeletu reakcemi s ethylenoxidem a/nebo propylenoxidem a vytvářejí polyethery.

Příklady takových směsí materiálů, které využívají organosilikátových skeletů, jsou:

1. Cyklické organosilikonové výrobky, které byly vyvinuty a jsou v současné době dostupné od společnosti Generál Electric Silicones Division. Waterbury. New York a známé podle jejich následujících názvů výrobků:

SF - 1288 (cyklický organosilikonový skelet; 66% hmotnostních polárních prstů ethylenoxidu).

SF - 1528 (cyklický organosilikonový skelet; 24 % hmotnostních polárních prstů ethylenoxidu a propylenoxidu; rozpuštěných (10 % v 90 %) v pentameru).

SF - 1328 (organosilikonový skelet; 24% hmotnostních polárních prstů ethylenoxidu a propylenoxidu; rozpuštěných (10 % v 90 %) ve směsi tetrameru a pentameru).

SF - 1488 (organosilikonový skelet; 49 % hmotnostních polárních prstů ethylenoxidu).

2. Organosilikonové výrobky, vyvinuté a v současné době dostupné od společnosti Dow Coming Corp., Midland. Michigan, a známé podle jejich označení výrobků jako:

3225 C (organosilikonový skelet; polární prsty ethylenoxidu a propylenoxidu, rozpuštěné v chyclomethiconu).

3. Řada lineárních organických polyetherů s ethylenoxidovými polárními prsty, vyvinutých společností Air Products and Chemicals. Inc., Allentown. Pennsylvania, známá pod názvy jejích výrobků jako;

Surfynol 420 (20 % hmotnostních, polárních prstů ethylenoxidových).

Surfynol 440 (40 % hmotnostních, polárních prstů ethylenoxidových).

Surfynol 465 (65 % hmotnostních, polárních prstů ethylenoxidových).

Výhodným detergentem je kombinace 80:20 výrobků GE SF - 1528 a Surfynol 440.

Výše uvedené údaje kategorizují bázi výhodného detergentu pro použití s těkavými silikonovými rozpouštědly.

Základním účelem tohoto popisuje zmínit, že těkavá silikonová rozpouštědla by měla obsahovat kompatibilní detergenty, tak aby splňovala průmyslem požadované parametry pro chemické čištění.

Výhodné kompozice detergentu jsou následující:

1. SF - 1328 (50 % až 90 % hmotnostních), a Surfynol 420 (50 % až 10 % hmotnostních).

2. SF - 1328 (70 % až 95 % hmotnostních), a Surfynol 440 (30 % až 5 % hmotnostních).

3. SF - 1328 (60 % až 95 % hmotnostních), a SF - 1488 (40 % až 5 % hmotnostních).

-8CZ 291465 B6

4. SF - 1528 (60 % až 95 % hmotnostních), a Surfynol 420 (40 % až 5 % hmotnostních).

5. SF - 1528 (70 % až 95 % hmotnostních), a Surfynol 440 (30 % až 5 % hmotnostních).

6. SF - 1528 (60 % až 95 % hmotnostních), a SF - 1488 (40 % až 5 % hmotnostních).

7. SF - 1528 (50 % až 85 % hmotnostních), Surfynol 440 (49 % až 5 % hmotnostních), a SF - 1288 (1 % až 10 % hmotnostních).

8. SF - 1528 (50 % až 70 % hmotnostních), Surfynol 440 (49 % až 5 % hmotnostních), a SF - 1488 (1 % až 25 % hmotnostních).

Je třeba poznamenat, že výše uvedené formulace a materiály jsou pouhými příklady kompozice materiálu, která dosáhne požadovaného cíle, v tomto případě detergentu. Jakýkoli organický a/nebo na bázi organosilikonů vytvořený detergent, jako jsou početné výše uvedené organické a/nebo anorganické organosilikonové sloučeniny, může být použit k dosažení požadovaného výsledku společně s jakýmkoli jiným detergentem, který je kompatibilní s těkavými silikonovými rozpouštědly pro chemické čištění, pokud odstraňuje ve vodě rozpustné nečistoty z tkanin a zabraňuje jejich opětnému usazování během následného procesu chemického čištění.

Následující kroky podrobněji popisují způsob chemického čištění výhodného provedení.

Příklad 1

V průběhu kroku 1 jsou oděvy nebo další položky, které mají být čištěny, ukládány do vertikální kombinace pračky a sušičky s horizontálně se otáčejícím čisticím košem (který je znám odborníkům v oboru). Buben koše je opatřen četnými otvory nebo perforacemi, kde každý z otvorů má průměr v rozsahu od 3,175 mm do 10,27 mm. Jedním z hlavním důvodů pro tyto velikosti otvorů je využít nízkého povrchového napětí tohoto cyklického siloxanu, aby se umožnilo jeho okamžité odstranění během odstřeďování.

V kroku 2 je zahájen cyklus čištění s rozpouštědlem, obsahujícím směs cyklického siloxanu tetrameru a pentameru ve složení osmdesát procent hmotnostních tetrameru a dvacet procent hmotnostních pentameru. Rozpouštědlo je čerpáno ze zásobní nádrže do čisticího koše. Čištěné předměty jsou protřepávány resp. promíchávány, tak aby mechanické tření oděvů a infiltrujícího rozpouštědla rozpouštělo a uvolňovalo nečistoty, úlomky a tělesné tuky z vláken tkaniny. Toto promíchávání trvá přibližně jednu až patnáct minut. Během cyklu čištění je rozpouštědlo vyčerpáváno z koše přes knoflíkovou past a poté přes filtr. Filtrační systém napomáhá odstraňovat částice a nečistoty ze směsi. Občas může být použito dané várky rozpouštědla, kdy směs nemusí být vystavena filtraci, ale čerpána z knoflíkové pasti přímo zpět do koše. V alternativním provedení do jakéhokoli typu kazety, disku, ohebné trubice, pevné trubice, buďto jednotlivě nebo v kombinaci. Ještě další možnou alternativou je, že filtrační systém zahrnuje buďto aditivum jako například uhlík, nebo infusiorovou zeminu (diatomit).

V průběhu kroku 3 jsou předměty vyčištěny, směs je odčerpána z koše do pracovní nádrže nebo do kotle a poté jsou předměty odstřeďovány, aby se odstranilo co nejvíce směsi a čerpadlem nebo gravitací je pak zbývající směs přiváděna na požadované místo. Proces odstřeďování trvá jednu minutu až sedm minut, v závislosti na předmětech, otáčky jsou větší než 350 otáček za minutu, s výhodou mezi 450 a 750 otáčkami za minutu. Tato operace ponechává ne více než 2 až 5 % nebo typicky 3 % zbytkového rozpouštědla v čištěných předmětech. Čím vyšší jsou otáčky, tím rychleji je rozpouštědlo odstraňováno odstředivou silou otáčejícího se koše. Velmi nízké povrchové napětí rozpouštědla maximalizuje účinnost odstraňování rozpouštědla při tomto procesu odstřeďování.

Během kroků 4 a 5 se oděvy v koši převracejí a zahřívají na teplotu v rozsahu mezi 43 a 77 stupni Celsia. Teplota je měřena, když parou nasycený vzduch vystupuje z čisticího koše, ještě dříve než dochází kjeho kondenzaci. Zahřívání je prováděno průchodem tlakové páry

-9CZ 291465 B6 spirálovým tepelným výměníkem, který vyhřívá vzduch uvnitř koše s využitím otáčejícího se ventilátoru. Jakmile k tomu dochází, vytváří se uvnitř zařízení podtlak při hodnotách tlaku mezi 6,67 kPa a 80 kPa (atmosférický tlak je 101,3 kPa), čímž dochází ke snižování teploty varu uvedené směsi, takže doba regenerace může být zkrácena. Během tohoto cyklu ohřívání je směs rozpouštědla odpařována a přenášena cirkulujícím vzduchem na ochlazovaný kondenzační spirálový výměník tepla, kde dochází ke kondenzaci par na kapalinu, která se akumuluje z proudu vzduchu. Proud vzduchu je pak znovu zahříván v systému uzavřené smyčky. Během určité doby, typicky od deseti do padesáti pěti minut, je směs rozpouštědla z předmětů odstraněna a znovu regenerována pro opětné použití.

V kroku 6 je cyklus zahřívání ukončen a začíná cyklus ochlazování. Tento cyklus ochlazování trvá asi jednu až deset minut. Teplota je snížena z rozmezí 43 až 77 stupňů Celsia pod hodnotu 38 stupňů Celsia, v daném příkladu na teplotu v rozsahu mezi 21 až 38 stupni Celsia. Toho je dosaženo odnímáním tepla a cirkulací vzduchu ochlazovanými spirálami výměníku tepla, dokud není proces ukončen. Vzduch je jednoduše cirkulován okolo spirály výměníku tepla, aniž by přitom jeho trubkami procházela pára. Proces čištění je dokončen, jakmile jsou oděvy ze zařízení vyjmuty při snížené teplotě, aby se tak redukovalo jejich sekundární mačkání. Vyjímání oděvů při vysoké teplotě by právě způsobovalo jejich mačkání.

V kroku 7 je znovu zpracováváno kontaminované siloxanové rozpouštědlo a je čištěno vakuovou destilací pomocí metody čerpání v kapalném kruhu, případně Venturiho metodou s asistencí přídavného ventilátoru. Je to prováděno čerpáním rozpouštědla s nečistotami do vakuového destilačního přístroje, jehož komora je evakuována v součinnosti s procesem sušení čištěných předmětů. Teplo je generováno pomocí parou protékaných spirál výměníku tepla, které jsou ve styku s komorou a teplota je v rozsahu od 110 do 149 stupňů Celsia.

Příklad 2

V kroku 2 se čištěné předměty ponoří do chemické čisticí kapaliny, obsahující 75 % hmotnostních tetrameru a 25% hmotnostních EHA. Jako detergentu se použije kompozice SF - 1328 (50 % až 90 % hmotnostních) a Surfynol 420 (50 % až 10 % hmotnostních). Další kroky postupu obdobně jako v příkladu 1. Aditiva, která modifikují uvedenou směs, jsou částí směsi rozpouštědla (mohou však být přidávána i odděleně těsně před začátkem cyklu čištění). Použití těchto aditiv, zejména detergentů a suspenzních činidel, umožňuje, že rozpouštědlo provádí celý proces čištění oděvů. Rozpouštědlo a detergent jsou čerpány ze zásobní nádrže do čisticího koše.

Příklad 3

V kroku 2 se čištěné předměty ponoří do chemické čisticí kapaliny, obsahující 50 % hmotnostních tetrameru a 50 % hmotnostních EHA. Jako detergentu se použije kompozice SF - 1328 (50 % až 90 % hmotnostních) a Surfynol 420 (50 % až 10 % hmotnostních). Další kroky postupu obdobně jako v příkladu 1 a 2.

Příklad 4

V kroku 2 se čištěné předměty ponoří do chemické čisticí kapaliny, obsahující 70 % hmotnostních pentameru a 30% hmotnostních EHA. Jako detergentu se použije kompozice SF - 1328 (50 % až 90 % hmotnostních) a Surfynol 420 (50 % až 10 % hmotnostních). Další kroky postupu obdobně jako v příkladu 1 a 2.

-10CZ 291465 ,B6

Příklad 5

V kroku 2 se čištěné předměty ponoří do chemické čisticí kapaliny, obsahující 55 % hmotnostních pentameru, 15% hmotnostních tetrameru 30% hmotnostních EHA. Jako detergentu se použije kompozice SF - 1328 (50% až 90% hmotnostních) a Surfynol 420 (50% až 10% hmotnostních). Další kroky obdobně jako v příkladu 1 a 2.

Pro vysvětlení tohoto vynálezu dále uvádíme následující skutečnosti. Cyklické siloxany mají teplotu varu nad 66 stupňů Celsia. Například tetramer má teplotu varu nad hodnotou 79 stupňů Celsia a pentamer má teplotu varu nad hodnotou 98 stupňů Celsia. Pro destilování těchto siloxanů při jejich normální teplotě varu bez podtlaku (v uzavřeném prostoru) mohou teploty spolupůsobit při vyvolání jejich chemické destrukce, to znamená stav, kdy kruhová struktura je zhroucena na lineární strukturu nad teplotou 66 stupňů Celsia, což má za následek vytváření formaldehydu. V jednom z provedení tohoto vynálezu je ekonomicky výhodné čistit a zotavovat kontaminovaný cyklický siloxan, který bude udržovat svou strukturu cyklického kruhu nedotčenou a výsledkem bude obnovené rozpouštědlo. Vakuová destilace kontaminovaného rozpouštědla cyklického siloxanů eliminuje znečišťující látky mající nízkou teplotu varu, včetně zbytkové vody, stejně tak jako znečišťující látky s vysokou teplotou varu.

Bylo zjištěno, že cyklické siloxany, zejména tetramer a pentamer, se stávají azeotropní při nízké teplotě, například 98stupňů Celsia, což má za následek vznik čisté vody a čistého rozpouštědla, přitom kontaminující rozpustné látky rozpouštědla zůstávají ve formě zbytku.

Ve výše uvedeném textu byla popisována různá provedení tohoto vynálezu, mělo by však být pochopeno, že tato provedení jsou pouze příklady bez nějakého omezení. Je například zřejmé, že v různých alternativních provedeních může rozpouštědlo cyklického siloxanů zahrnovat kteroukoli zvýše uváděných kombinací. Šířka a rozsah výhodného provedení vynálezu by neměly být omezeny kterýmkoli zvýše uváděných příkladných provedení, ale měly by být definovány výlučně v souladu s následujícími patentovými nároky ajejich ekvivalenty.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

1. Způsob chemického čištění předmětů, zejména textilií, v uzavřeném prostoru, kde předměty se ponoří do chemické čisticí kapaliny, vyznačující se tím, že jako čisticí kapaliny se použije cyklického siloxanů jako rozpouštědla, kde čisticí kapalina dále obsahuje chemickou látku, vybranou ze skupiny obsahující estery, zejména 2-ethylhexylacetát, dipropylenglykolethermethylacetát a ethylenglykoletherbutylacetát, dvojsytné estery a 2-ethylhexylalkohol, cyklohexanol a hexanol, ve které se předměty promíchávají a/nebo protřepávají, čisticí kapalina se pak z uzavřeného prostoru odčerpává a z předmětů se odstraňuje odstřeďováním, načež se vzduch v uzavřeném prostoru zahřívá na teplotu v rozsahu 43 až 77 stupňů Celsia a uvádí do cirkulace, čímž se rozpouštědlo odpařuje, a pak se předměty pro zabránění jejich mačkání ochlazují na teplotu v rozsahu od 21 do 38 stupňů Celsia.

2. Způsob chemického čištění podle nároku 1, vyznačující se tím, že jako cyklického siloxanů se použije směsi, vybrané ze skupiny, zahrnující cyklické siloxany pentamer, tetramer a hexamer.

3. Způsob chemického čištění podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že jako další složka chemické čisticí kapaliny se použije detergent.

- 11 CZ 291465 B6

4. Způsob chemického čištění podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že čištěné předměty se v uzavřeném prostoru umísťují na nosič.

5. Způsob chemického Čištění podle některého z nároků laž4, vyznačující se tím, že předměty se protřepávají a/nebo promíchávají po dobu od jedné do patnácti minut.

6. Způsob chemického čištění podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že předměty se odstřeďuji při rychlosti větší než 350 otáček za minutu.

7. Způsob chemického čištění podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že předměty se odstřeďuji po dobu jedné až sedmi minut.

8. Způsob chemického čištění podle některého z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že se předměty zahřívají v uzavřeném prostoru na teplotu, při které se dosáhne tlaku o velikosti od 6,67 do 80 kPa.

9. Způsob chemického čištění podle některého z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že při odčerpávání chemické čisticí kapaliny se tato kapalina filtruje za účelem odstraňování nečistot a pak se vrací zpět do čisticího procesu.

10. Způsob chemického čištění podle nároku 9, vyznačující se tím, že chemická čisticí kapalina se filtruje pomocí aditiva, vybraného ze skupiny prostředků, zahrnujících aktivní uhlí a infusoriovou hlinku.

11. Způsob chemického čištění podle nároků lažlO, vyznačující se tím, že kontaminovaná chemická čisticí kapalina po čisticím procesu se čistí vakuovou destilací od netěkavých zbytkových látek.

12. Způsob chemického čištění podle nároku 11, vyznačující se tím, že vakuová destilace se provádí metodou, vybranou ze skupiny, zahrnující metodu čerpání kapaliny v uzavřeném okruhu, Venturiho metodu nebo s pomocí ventilátoru.