DE3904514C2 - Process for cleaning or washing parts of clothing or the like - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen bzw. Waschen von Bekleidungsteilen, Heimtextilen, Teppichen o. dgl. mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.The present invention relates to a method for Cleaning or washing of clothing parts, home textiles, Carpets or the like with the features of the generic term of Claim 1.
Es sind grundsätzlich zwei verschiedene Verfahren im Bereich der gewerblichen Wäsche bekannt, um Bekleidungsteile, Heim textilien, Teppiche o. dgl. von Verschmutzungen zu befreien. Hierbei unterscheiden sich diese beiden Verfahren durch das jeweils verwendete Reinigungs- bzw. Waschmedium.There are basically two different procedures in the area of commercial laundry known to clothing, home Free textiles, carpets or the like from dirt. The two methods differ in that each used cleaning or washing medium.
In der chemischen Reinigung werden als Reinigungsmedium or ganische Lösungsmittel verwendet. Hierbei sind insbesondere niedrig siedende Alkane (Benzine), chlorierte oder fluorierte Lösungsmittel zu nennen, wobei Perchlorethylen vorrangig eingesetzt wird.In chemical cleaning, or ganic solvent used. Here are in particular low boiling alkanes (gasolines), chlorinated or to name fluorinated solvents, being perchlorethylene is used primarily.
Im Bereich der gewerblichen Wäschereien wird als Waschmedium eine wäßrige Lösung verwendet, die die üblichen Waschhilfs mittel, wie beispielsweise Alkalispender, Komplexmittel und Tenside, enthält.In the field of commercial laundries is used as a washing medium an aqueous solution used, the usual washing aids agents such as alkali dispensers, complex agents and Contains surfactants.
Die zuvor beschriebenen beiden Verfahren werden entweder in diskontinuierlich arbeitenden oder kontinuierlich arbeiten den Maschinen durchgeführt. Hierbei weisen die kontinuier lich zu betreibenden Maschinen eine Vielzahl von hinterein ander angeordneten Waschkammern auf, so daß die zu reini gende Wäsche während des Waschprozesses kontinuierlich von Waschkammer zu Waschkammer transportiert wird, während üblicherweise das Waschmedium, das aus dem zuvor beschrie benen wäßrigen System oder den organischen Lösungsmitteln besteht, im Gegenstrom zu den transportierten Wäschestücken geführt wird. Die diskontinuierlichen Maschinen bestehen in der Regel aus einer einzigen Waschkammer, die mit einer in der Wandung perforierten Waschtrommel zur Aufnahme der Wäschestücke versehen ist. Hierbei werden die Wäschestücke zunächst in dem zuvor genannten Wasch- bzw. Reinigungsmedium behandelt und anschließend mit frischem Wasch- bzw. Reini gungsmedium vielfach mehrmals gespült.The two methods previously described are either in working discontinuously or continuously the machines. Here, the continuous machines to be operated a variety of in succession other arranged wash chambers, so that the reini laundry continuously during the washing process Wash chamber is transported to wash chamber while usually the washing medium that was previously described benen aqueous system or the organic solvents exists, in countercurrent to the transported items of laundry to be led. The discontinuous machines consist of usually from a single wash chamber, which with a in perforated washing drum to hold the wall Laundry is provided. Here are the laundry items first in the washing or cleaning medium mentioned above treated and then with fresh washing or Reini medium rinsed several times.
Die zuvor beschriebenen bekannten Verfahren weisen eine Reihe von Nachteilen auf. So ist es stets bei der Anwendung von wäßrigen Systemen erforderlich, die nach der Wäsche naß vorliegenden Wäscheteile aufwendig zu trocknen. Hierfür werden in der Regel die Wäscheteile in einem ersten Schritt mechanisch entwässert und anschließend hängend in einem Tunnelfinisher getrocknet. Anschließend müssen die trockenen Wäscheteile gebügelt werden, so daß selbst bei einem konti nuierlich durchgeführten Waschprozeß mehrfach manuelle Arbeit anfällt. Auch erfordert das Verdampfen des in den mechanisch vorentwässerten Wäscheteilen vorhandene Rest wasser einen relativ hohen Energieaufwand. Ferner liegt der spezifische Wasserverbrauch relativ hoch, wodurch somit entsprechende Abwasserprobleme auftreten können. The known methods described above have one Series of disadvantages. This is how it always works required by aqueous systems that get wet after washing drying existing laundry items. Therefor are usually the laundry parts in a first step mechanically drained and then hanging in one Tunnel finisher dried. Then the dry Laundry items are ironed so that even with a conti manually performed washing process several times Work arises. Also requires the evaporation of the mechanically pre-dewatered laundry items remaining water requires a relatively high amount of energy. Furthermore, the specific water consumption relatively high, thus corresponding wastewater problems can occur.
Bei der chemischen Reinigung treten weitere Probleme auf. So sind die z. Zt. vorzugsweise verwendeten chlorierten Kohlenwasserstoffe, insbesondere das Perchlorethylen, im Umgang problematisch. Dies wiederum bedeutet, daß die emittierte Menge an Perchlorethylen minimiert werden muß, was einen erhöhten maschinentechnischen Aufwand bein haltet, um im Gebrauch der Maschinen und bei der Reinigung der Lösungsmittel die Einhaltung der gesetzlichen Höchst konzentration zu gewährleisten. Hierdurch läßt sich jedoch nicht das Problem lösen, daß gewisse Wäscheteile, die bei spielsweise Polyesterfasern enthalten, halogenierte Lösungs mittel adsorptiv binden. So konnte beispielsweise durch Messungen festgestellt werden, daß polysterhaltige Textilien nach einer chemischen Reinigung eine Restkonzentration an Perchloräthylen bis etwa 2,5 Gew.-% aufwiesen.There are other problems with chemical cleaning. So are the z. Currently preferably used chlorinated Hydrocarbons, especially perchlorethylene, problematic in handling. This in turn means that the amount of perchlorethylene emitted be minimized must, what an increased mechanical engineering effort keep to in the use of the machines and when cleaning the solvent compliance with the legal maximum to ensure concentration. This can, however does not solve the problem that certain laundry items that for example contain polyester fibers, halogenated solution bind adsorptively. For example, by Measurements found that polystyrene textiles a residual concentration after chemical cleaning Perchlorethylene had up to about 2.5 wt .-%.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der angegebenen Art zur Verfügung zu stellen, durch das die Verschmutzungen aus Bekleidungsteilen, Heim textilien, Teppichen u. dgl. unter Verzicht von organischen Lösungsmitteln oder wäßrigen Systemen besonders gut entfern bar sind.The present invention is based on the object to provide a method of the type specified, through which the dirt from clothing parts, home textiles, carpets and the like Like. Without organic Remove solvents or aqueous systems particularly well are cash.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. This object is achieved by a method with the characterizing features of claim 1 solved.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird im Gegensatz zum vorstehend aufgeführten Stand der Technik nicht mit einem organischen Lösungsmittel oder einem wäßrigen System gear beitet, sondern statt dessen ein überkritisches Fluid ver wendet, das die in den Wäscheteilen enthaltene Verschmutzung löst und entfernt. Hierbei wird unter dem System überkritisches Fluid ein solches System verstanden, bei dem der Druck und/oder die Temperatur des Fluids oberhalb des für das jeweilige Fluid charak teristischen kritischen Druckes, der für das jeweilige Fluid charak teristischen kritischen Temperatur und/oder das Volumen unterhalb dem kritischen Volumen liegen. Mit anderen Worten befindet sich somit das überkritische Fluid oberhalb des kritischen Punktes, wobei ein derartiges System auch als superkritisches Gas oder Flüssigkeit im superkritischen Zustand bezeichnet wird. Hierbei weist das überkritische Fluid annähernd die Viskosität des entsprechenden Gases und eine Dichte auf, die annäherungs weise der Dichte des entsprechend verflüssigten Gases ent spricht.In contrast to State of the art above not with a organic solvents or an aqueous system gear processed, but instead a supercritical fluid ver applies the pollution contained in the laundry parts dissolves and removes. This becomes supercritical under the system Fluid understood such a system in which the pressure and / or the Temperature of the fluid above that characteristic of the respective fluid teristic critical pressure that is characteristic of the respective fluid critical temperature and / or volume below the critical volume. In other words the supercritical fluid is above the critical point, such a system also called a supercritical gas or liquid in the supercritical state. Here the supercritical fluid has approximately the viscosity of the corresponding gas and a density that is approximate as the density of the corresponding liquefied gas ent speaks.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist eine Reihe von Vor teilen auf. So konnte festgestellt werden, daß bedingt durch die relativ niedrige, mit Gasen vergleichbare Viskosität die für die Entfernung von Verschmutzungen erforderlichen Stoff austauschvorgänge relativ schnell ablaufen, während die Lös lichkeit der Verschmutzungen in dem überkritischen Fluid durch dessen hohe, mit einer entsprechenden Flüssigkeit ver gleichbaren Dichte, verbessert wird. Hierdurch wird wiederum bewirkt, daß Verschmutzungen, wie beispielsweise Fette, Öle, Pigmentverschmutzungen, stärkehaltige Verschmutzungen und/ oder kohlenhydrathaltige Verschmutzungen, in dem über kritischen Fluid besonders schnell und gut gelöst und somit aus den demgemäß behandelten Teilen entfernt werden. Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Wäscheteile wesentlich kürzer im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren behandelt werden, werden die Wäscheteile entsprechend weniger mechanisch beansprucht und somit weniger geknautscht, so daß viel fach bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Bügeln der ge waschenen bzw. gereinigten Teile entfallen kann. Auch ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Trocknen der behandelten Teile nicht erforderlich, da bei einer Expansion des überkritischen Fluids das für die Reinigung bzw. Wäsche eingesetzte Fluid sofort gasförmig wird und sich ent sprechend verflüchtigt. Dies wiederum führt dazu, daß das erfindungsgemäße Verfahren in seiner Gesamtenergiebilanz wesentlich günstiger ist als die herkömmlichen Verfahren, die mit wäßrigen Systemen bzw. organischen Lösungsmitteln arbeiten. Ebenso treten bei dem erfindungsgemäßen Verfahren keine Emissionsprobleme auf, da hierbei üblicherweise mit Fluiden gearbeitet wird, die diesbezüglich unproblematisch sind, wie dies noch nachfolgend ausgeführt wird. Selbst bei einem Leck in dem für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten Autoklaven treten die beim Einsatz von Perchlorethylen bekannten Umweltprobleme bzw. -gefährdungen nicht ein, da das verwendete überkritische Fluid sofort in das entsprechende Gas umgewandelt wird, während die hierin gelöste Verschmutzung als Flüssigkeit oder Feststoff an fällt. Auch sind die üblicherweise als überkritische Fluide eingesetzten Verbindungen bzw. Elemente geruchlos, so daß durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechend Geruchs- und Emissionsbelästigung nicht feststellbar sind.The method according to the invention has a number of advantages share on. So it could be determined that due to the relatively low viscosity, comparable to gases Substance required for the removal of dirt exchanges run relatively quickly while the solv possibility of contamination in the supercritical fluid by its high ver with an appropriate liquid comparable density, is improved. This will in turn causes contamination such as fats, oils, Pigment soiling, starchy soiling and / or carbohydrate contaminants in which over critical fluid particularly quickly and well solved and thus be removed from the parts treated accordingly. There with the laundry parts essential to the method according to the invention treated shorter compared to conventional methods the laundry parts are correspondingly fewer mechanically stressed and thus less crumpled, so much fold in the method according to the invention ironing the ge washed or cleaned parts can be omitted. Is too in the method according to the invention drying the Treated parts are not necessary because of expansion of the supercritical fluid for cleaning or washing used fluid immediately becomes gaseous and ent speaking evaporated. This in turn leads to the fact that method according to the invention in its total energy balance is much cheaper than the conventional methods, those with aqueous systems or organic solvents work. Likewise occur in the method according to the invention no emission problems, since this usually involves Working fluids is unproblematic in this regard are, as will be explained below. Even at a leak in the for the implementation of the invention Process autoclaves occur when using Perchlorethylene known environmental problems or hazards not because the supercritical fluid used immediately in the corresponding gas is converted while the here loosened contamination as liquid or solid falls. Also, they are usually supercritical fluids used compounds or elements odorless, so that by using the method according to the invention accordingly Unpleasant odors and emissions cannot be determined.
Wie bereits vorstehend ausgeführt wurde, wird bei dem er findungsgemäßen Verfahren bei Temperaturen und/oder Drücken gearbeitet, die oberhalb der für das jeweilige System charakteristischen kritischen Temperatur bzw. des kritischen Druckes liegen. So arbeitet man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem Temperaturbereich zwischen etwa 20°C und etwa 240°C, vorzugsweise zwischen etwa 32°C und etwa 180°C, wobei sich die zuvor angegebenen oberen Temperaturen nach dem Substrat des jeweils zu reinigenden bzw. zu waschenden Teiles richten. So empfiehlt es sich beispiels weise für Wäscheteile aus Wolle oder Baumwolle, die Temperaturen in einem Bereich zwischen etwa 40° bis 90° zu halten, um ein Verfilzen bzw. Einlaufen bei der Reinigung zu verhindern. Bedingt dadurch, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Trocknen im herkömmlichen Sinne der gerei nigten Teile entfällt, treten ohnehin hierbei keine nen nenswerten Schrumpfvorgänge auf. Bei Wäscheteilen, die aus Synthetikfasern, wie beispielsweise Polyesterfasern oder Polyamidfasern, bestehen, wird vorzugsweise eine Behand lungstemperatur zwischen etwa 60°C und etwa 140°C aus gewählt, da hierbei derartige Wäscheteile in der der Kon fektion vorgelagerten Veredlungsstufe in der Regel durch Thermobehandlungen dimensionsstabilisiert sind. Selbst verständlich ist es auch möglich, besonders empfindliche Wäscheteile, wie beispielsweise Strick- oder Maschenwaren, bei entsprechend tieferen Temperaturen, wie beispielsweise Temperaturen zwischen etwa 32°C und etwa 45°C, zu waschen bzw. zu reinigen.As already stated above, the Processes according to the invention at temperatures and / or pressures worked above that for the particular system characteristic critical temperature or the critical Pressure. So you work with the invention Process in a temperature range between about 20 ° C and about 240 ° C, preferably between about 32 ° C and about 180 ° C, where the previously specified upper temperatures according to the substrate to be cleaned or cleaned wash part. For example, it is recommended wise for laundry items made of wool or cotton, the Temperatures in a range between about 40 ° to 90 ° too to prevent matting or shrinking during cleaning prevent. This is due to the fact that the inventive Process a drying in the traditional sense of the gerei parts are omitted, there are no steps anyway significant shrinking processes. For laundry items that are made Synthetic fibers, such as polyester fibers or Polyamide fibers, are preferably a treatment between about 60 ° C and about 140 ° C chosen because this type of laundry in the con upstream finishing stage usually through Thermal treatments are dimensionally stabilized. Yourself understandably it is also possible to be particularly sensitive Laundry, such as knitted or knitted fabrics, at correspondingly lower temperatures, such as Wash temperatures between about 32 ° C and about 45 ° C or to clean.
Auch der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren angewendete Druckbereich richtet sich nach dem jeweiligen Fluid. Allge mein liegt dieser Druckbereich zwischen etwa 74 . 105 Pa und etwa 400 . 105 Pa, vorzugsweise zwischen etwa 140 . 105 Pa und etwa 250 . 105 Pa, da in einem derartigen Druckbereich die maschinen technischen Probleme bezüglich der Dichtungen noch sehr gut beherrschbar sind.The pressure range used in the method according to the invention also depends on the respective fluid. Generally, this pressure range is between about 74. 10 5 Pa and about 400. 10 5 Pa, preferably between about 140. 10 5 Pa and about 250. 10 5 Pa, since in such a pressure range the mechanical problems with the seals are still very manageable.
Grundsätzlich sind bei dem erfindungsgemäßen Verfahren alle Fluida anwendbar, die unter den vorstehend genannten Tempe ratur- und Druckbedingungen in ihren überkritischen Zustand überführbar sind. Besonders geeignet sind solche Fluida, die sich bereits bei geringen Temperaturen, d. h. Temperaturen zwischen etwa 30°C und etwa 100°C und bei relativ niedri gen Drücken, beispielsweise Drücken zwischen etwa 50 . 105 Pa und etwa 200 . 105 Pa in ihrem überkritischen Zustand befinden. So konnte beispielsweise festgestellt werden, daß Kohlenmonoxid oder Edelgase hierfür hervorragend geeignet sind, zumal ins besondere auch die zuletzt genannten Edelgase nicht brenn bar oder toxisch sind. Besonders gute Ergebnisse konnte man bei der Anwendung von überkritischem Kohlendioxid erzielen, das zusätzlich noch die Vorteile eines relativ günstigen Herstellungspreises, einer ausgezeichneten Löslichkeit für vielerlei Verschmutzungen und eine geringe Toxizität sowie fehlende Brennbarkeit aufweist. So konnte beispielsweise festgestellt werden, daß sich eine Vielzahl von verschie denen Verschmutzungen besonders gut und leicht bei relativ geringen Temperaturen, d. h. Temperaturen in einem Bereich zwischen etwa 32°C und etwa 80°C, und relativ niedrigen Drücken, d. h. zwischen etwa 74 . 105 Pa und etwa 160 . 105 Pa, in überkritischem Kohlendioxid entfernen ließen, wie dies nachfolgend noch die Ausführungsbeispiele belegen. Ebenso konnte festgestellt werden, daß sich bei Anwendung von überkritischem Kohlendioxid die Farben der gereinigten Teile selbst bei wiederholter Anwendung von überkritischem Kohlen dioxid nicht änderten, was vielfach eine unerwünschte Er scheinung bei den bekannten Verfahren ist. Selbst bei Le derteilen, die durch die konventionellen Verfahren sehr problematisch zu reinigen sind, traten bei dem erfindungsge mäßen Verfahren, das als Reinigungsmedium überkritisches Kohlendioxid verwendete, keine Probleme, wie beispielsweise Verhärtungen oder Farbänderungen, auf.In principle, all fluids can be used in the method according to the invention which can be converted into their supercritical state under the above-mentioned temperature and pressure conditions. Particularly suitable are those fluids which are already at low temperatures, ie temperatures between approximately 30 ° C. and approximately 100 ° C. and at relatively low pressures, for example pressures between approximately 50. 10 5 Pa and about 200. 10 5 Pa are in their supercritical state. For example, it was found that carbon monoxide or noble gases are particularly suitable for this purpose, especially since the noble gases mentioned last are not combustible or toxic. Particularly good results were achieved when using supercritical carbon dioxide, which also has the advantages of a relatively low manufacturing price, excellent solubility for many types of contamination and low toxicity and a lack of flammability. For example, it was found that a large number of different types of soiling are particularly good and easy at relatively low temperatures, ie temperatures in a range between approximately 32 ° C. and approximately 80 ° C., and relatively low pressures, ie between approximately 74. 10 5 Pa and about 160. 10 5 Pa, removed in supercritical carbon dioxide, as will be demonstrated by the exemplary embodiments below. It was also found that when using supercritical carbon dioxide, the colors of the cleaned parts did not change even with repeated use of supercritical carbon dioxide, which is often an undesirable phenomenon in the known processes. Even with leather parts that are very difficult to clean by the conventional methods, no problems such as hardening or color changes occurred in the method according to the invention, which used supercritical carbon dioxide as the cleaning medium.
Selbstverständlich ist es bei dem erfindungsgemäßen Ver fahren auch möglich, anstelle von einem überkritischen Fluid eine Mischung von verschiedenen überkritischen Fluiden ein zusetzen. So ist es beispielsweise möglich, ein binäres, ternäres oder quaternäres Fluidgemisch, das beispielsweise aus Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Edelgasen und/oder Kohlen wasserstoffen und/oder Wasser besteht, zu verwenden.Of course it is with the Ver according to the invention drive also possible instead of a supercritical fluid a mixture of different supercritical fluids clog. For example, it is possible to create a binary, ternary or quaternary fluid mixture, for example from carbon monoxide, carbon dioxide, noble gases and / or carbon hydrogen and / or water is to be used.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dem überkritischen Fluid bzw. Fluidgemisch ein Reinigungsverstärker (Waschverstärker) zugesetzt. Hier durch wird erreicht, daß bestimmte Verschmutzungen noch besser und schneller entfernt werden können, wobei vorzugs weise diese Reinigungsverstärker auf die jeweiligen Ver schmutzung abgestimmt werden. So haben sich beispielsweise polare Reinigungsverstärker, insbesondere hydroxylgruppen haltige Reinigungsverstärker, besonders gut zur Entfernung von polaren Verschmutzungen erwiesen. Auch der Zusatz von etwa 4% Wasser zu dem überkritischen Fluid bzw. Fluidgemisch hat gezeigt, daß insbesondere polare Verschmutzungen besonders schnell und schonend entfernt werden konnten. Auch der Zusatz von Tensiden als Reinigungsverstärker ergab für gewisse Verschmutzungen eine Verbesserung der Reinigungs wirkung des überkritischen Fluid bzw. Fluidgemisches. Hierfür werden vorzugsweise anionische und/oder insbesondere nicht ionische Tenside der an sich bekannten Strukturen, wie beispielsweise Alkylbenzolsulfate, -sulfonate, lineare Alkylsulfate, -sulfonate, ethoxylierte Alkylphenole und/ oder thoxylierte Fettalkohole, jeweils allein oder in Mischungen eingesetzt.In a further embodiment of the invention Process is the supercritical fluid or fluid mixture a cleaning booster (washing booster) added. Here through it is achieved that certain contaminations still can be removed better and faster, with preference assign these cleaning boosters to the respective ver dirt can be coordinated. For example polar cleaning boosters, especially hydroxyl groups containing cleaning boosters, particularly good for removal proven by polar contaminants. The addition of about 4% Has water to the supercritical fluid or fluid mixture shown that especially polar contaminations in particular could be removed quickly and gently. Also the Addition of surfactants as cleaning enhancers revealed for certain contaminants improve cleaning effect of the supercritical fluid or fluid mixture. For this purpose, preferably anionic and / or in particular not ionic surfactants of the structures known per se, such as for example alkylbenzene sulfates, sulfonates, linear Alkyl sulfates, sulfonates, ethoxylated alkylphenols and / or thoxylated fatty alcohols, each alone or in Mixtures used.
Üblicherweise werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die vorstehend genannten polaren Reinigungsverstärker in einer Konzentration zwischen etwa 2 Vol.-% und etwa 10 Vol.-% und die vorstehend aufgeführten tensidartigen Reinigungsver stärker in einer Konzentration zwischen etwa 0,1 Vol.-% und etwa 4 Vol.-%, jeweils bezogen auf die Menge des über kritischen Fluids bzw. Fluidgemisches, eingesetzt. Bei Reinigungsteilen, die besonders stark mit polaren Ver schmutzungen verschmutzt sind, kann die Konzentration der vorstehend genannten Reinigungsverstärker auf insgesamt etwa 20 Vol-%, bezogen auf die Menge des überkritischen Fluids, erhöht werden.Usually in the method according to the invention aforementioned polar cleaning amplifier in one Concentration between about 2 vol% and about 10 vol% and the surfactant-like cleaning agents listed above stronger in a concentration between about 0.1 vol .-% and about 4 vol .-%, each based on the amount of over critical fluids or fluid mixtures used. At Cleaning parts that are particularly strong with polar ver are dirty, the concentration of the cleaning amplifier mentioned above to a total of about 20 vol%, based on the amount of supercritical fluid, increase.
Abhängig von der jeweiligen Arbeitsweise kann das Flotten verhältnis bei dem erfindungsgemäßen Verfahren variieren. Üblicherweise wird hierbei in einem Flottenverhältnis zwischen 1 : 5 bis 1 : 50, vorzugsweise etwa 1 : 10 bis etwa 1 : 30, gearbeitet, wobei wegen des ausgezeichneten Lösungs vermögens des überkritischen Fluids kürzere Flottenverhält nisse, beispielsweise zwischen etwa 1 : 5 bis etwa 1 : 15 zu hervorragenden Reinigungsergebnissen führen.Depending on the respective working method, the fleet can ratio vary in the inventive method. Usually this is done in a fleet ratio between 1: 5 to 1:50, preferably about 1:10 to about 1: 30, worked, because of the excellent solution shorter liquor ratio due to the supercritical fluid nisse, for example between about 1: 5 to about 1:15 excellent cleaning results.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich anwendbar. Bei der kontinuierlichen Anwendung werden die zu reinigenden Teile durch eine Reihe von hintereinander angeordneten Reinigungsabteilen geführt, wobei die Teile für eine gewisse Zeit, d. h. zwischen etwa 2 Minuten und etwa 30 Minuten, vorzugsweise zwischen etwa 2 Minuten und etwa 8 Minuten, in jedem Reinigungsabteil ver bleiben. Das überkritische Fluid wird hierbei im Gegenstrom zu den zu reinigenden Teilen geführt. Aus dem ersten Rei nigungsabteil wird das mit den Verschmutzungen beladene Fluid kontinuierlich oder diskontinuierlich abgezogen und anschließend einem noch nachfolgend beschriebenen Reini gungsverfahren unterworfen und danach als gereinigtes überkritisches Fluid dem letzten Reinigungsabteil zugeführt. Um die erforderlichen hohen Drücke zu erreichen, empfiehlt es sich, eine derartige kontinuierliche Reinigung in einem entsprechend großvolumigen Autoklaven durchzuführen, so daß alle Reinigungsabteile sowie die hierfür notwendigen An triebsaggregate und ggf. auch die Reinigungseinrichtungen für das überkritische Fluid innerhalb des Autoklaven ange ordnet sind.The process according to the invention is both continuous and also applicable discontinuously. With the continuous The parts to be cleaned are used by a series guided by cleaning compartments arranged one behind the other, the parts for a period of time, i. H. between about 2 minutes and about 30 minutes, preferably between about 2 minutes and about 8 minutes in each cleaning compartment stay. The supercritical fluid is countercurrent led to the parts to be cleaned. From the first row cleaning compartment becomes the one loaded with the dirt Fluid withdrawn continuously or discontinuously and then a Reini described below submission process and then as cleaned supercritical fluid supplied to the last cleaning compartment. To achieve the required high pressures, we recommend such continuous cleaning in one to carry out correspondingly large-volume autoclaves, so that all cleaning compartments as well as the necessary an drive units and possibly also the cleaning devices for the supercritical fluid inside the autoclave are arranged.
Bei der diskontinuierlichen Reinigung werden die zu reinigenden Teile beispielsweise in einen entsprechenden Behälter, insbesondere in eine Reinigungstrommel eingebracht, die teilweise in das über kritische Fluid eintaucht. Durch eine Drehung der Reini gungstrommel gelangen die Reinigungsteile zeitlich begrenzt mit dem Fluid in Kontakt, wobei das Fluid kontinuierlich oder diskontinuierlich abgezogen und entsprechend von den Verschmutzungen gereinigt wird. Auch hierbei empfiehlt es sich, die Reinigungstrommel sowie den darunter angeordneten Fluidbehälter, die Antriebsaggregate für die Reinigungs trommel sowie ggf. Reinigungseinrichtungen für das Fluid innerhalb eines entsprechend großvolumig ausgebildeten Autoklaven anzuordnen.In the case of discontinuous cleaning, the ones to be cleaned are Parts, for example, in a corresponding container, especially in introduced a cleaning drum, which is partially in the over critical fluid dips. By turning the Reini cleaning parts arrive for a limited time in contact with the fluid, the fluid being continuous or deducted discontinuously and accordingly from the Dirt is cleaned. It is also recommended here itself, the cleaning drum and the one below it Fluid containers, the drive units for cleaning drum and possibly cleaning devices for the fluid within a correspondingly large volume Arrange autoclaves.
Zur Reinigung des bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Fluids bzw. Fluidgemisches bestehen mehrere Möglichkeiten. So können beispielsweise die Verschmutzungen aus dem Fluid durch Adsorption entfernt werden, wobei hierbei das beladene Fluid vorzugsweise durch entsprechende Filter abgepumpt wird. Als Filter können dabei beispiels weise Kohle-, Kieselgel-, Kieselgur-, Zeolithe und/oder Aluminium oxidfilter verwendet werden. Ferner besteht die Möglichkeit, durch eine Druck- oder Temperaturerniedrigung bzw. eine Volumenvergrößerung das Fluid zu reinigen, wobei hierbei das überkritische Fluid in das entsprechende Gas umgewandelt und als solches aus der Reinigungseinheit entfernt wird. Die Verschmutzung kann dann als fester oder flüssiger Schmutz aus der Reinigungseinheit abgezogen werden, während das gereinigte Gas durch eine Tem peratur und/oder Druckerhöhung bzw. Volumenverringerung wieder in den überkritischen Zustand geführt und erneut verwendet werden kann. To clean the process according to the invention There are several fluids or fluid mixtures used Possibilities. Soiling, for example are removed from the fluid by adsorption, whereby in this case the loaded fluid preferably by appropriate Filter is pumped out. As a filter, for example as coal, silica gel, diatomaceous earth, zeolite and / or aluminum oxide filter can be used. There is also the option of a decrease in pressure or temperature or an increase in volume To clean fluid, the supercritical fluid in the corresponding gas is converted and as such from the Cleaning unit is removed. The pollution can then as solid or liquid dirt from the cleaning unit be withdrawn while the purified gas is temp temperature and / or pressure increase or volume reduction in again the supercritical state and can be used again.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the invention Procedures are specified in the subclaims.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The method according to the invention is described below with the aid of Exemplary embodiments explained in more detail.
Ein gereinigtes, fixiertes Polyesterstandardgewebe mit einem Flächengewicht von 140 g wurde mit Rotwein, Olivenöl, Vakuumpumpenöl, Butter, Kaffee, Paraffin, rotes Kerzen wachs, sowie einer Mischung von 95% eines flüssigen Paraffins mit 5% Graphit als Modellschmutz im prägniert. Hierbei betrug die jeweilige Schmutzauflage 2 Gew.-%.A cleaned, fixed polyester standard fabric with a Basis weight of 140 g was made with red wine, olive oil, Vacuum pump oil, butter, coffee, paraffin, red candles wax, as well as a mixture of 95% of one liquid paraffins with 5% graphite as model dirt in the impregnated. The respective dirt layer was here 2% by weight.
Die so mit den verschiedenen Modellschmutzsubstanzen beladenen Gewebe wurden in einem Laboraufbau in einem Flottenverhältnis von 1 : 10 unter mechanischer Bearbeitung in überkritischem Kohlen dioxid bei einer Temperatur von 40°C und einem Druck von 100 . 105 Pa während 2, 5 und 10 Minuten gereinigt.The fabrics thus loaded with the various model dirt substances were processed in a laboratory setup in a liquor ratio of 1:10 with mechanical processing in supercritical carbon dioxide at a temperature of 40 ° C and a pressure of 100. 10 5 Pa cleaned for 2, 5 and 10 minutes.
Zur Gewinnung von Vergleichsversuchen wurden unter gleichen Bedingungen die zuvor beschriebenen standardgemäß verschmutzten Gewebe in Perchlorethylen drucklos während 2, 5 und 10 Minuten gereinigt, wo bei eine Temperatur von etwa 20°C ausgewählt wurde.To obtain comparative tests, the same were used Conditions the previously described standard soiled tissue cleaned in perchlorethylene without pressure for 2, 5 and 10 minutes where was selected at a temperature of about 20 ° C.
Nach der Reinigung wurden die Restschmutzkonzentrationen für
die Verschmutzungen Olivenöl, Vakuumpumpenöl, Butter,
Paraffin, rotes Kerzenwachs und Paraffin-Graphit Gemisch
durch Extraktion nach DIN 54 278 und für die Modellschmutz
substanzen Rotwein, Kaffee, rotes Kerzenwachs sowie
Paraffin-Graphit farbmetrisch gemessen und der Wirkungsgrad
nach folgender Formel ermittelt:
After cleaning, the residual dirt concentrations for the soiling olive oil, vacuum pump oil, butter, paraffin, red candle wax and paraffin-graphite mixture were extracted by extraction according to DIN 54 278 and for the model dirt substances red wine, coffee, red candle wax and paraffin-graphite and the efficiency was measured determined according to the following formula:
mit
W Wirkungsgrad,
CA Anfangskonzentration,
CE Endkonzentration.With
W efficiency,
C A initial concentration,
C E final concentration.
In der nachfolgenden Tabelle 1 sind die Wirkungsgrade für die einzelnen Modellschmutzsubstanzen wiedergegeben.The following table 1 shows the efficiencies for the individual model dirt substances reproduced.
Die vorstehend in der Tabelle 1 wiedergegebenen Ergebnisse belegen eindeutig, daß das überkritische Kohlendioxid bei allen Modellschmutzsubstanzen eine wesentlich bessere Reinigungswirkung hat. Obwohl bei den Verschmutzungen Rotwein, Kaffee und Paraffin-Graphit der Wirkungsgrad des überkritischen Kohlendioxids recht gut war, zeigten die gereinigten Proben noch eine leicht rötliche, braune bzw. graue Anschmutzung. Von daher wurde in dem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel 2 im überkritischen Kohlendioxid ein Reinigungsverstärker beigegeben.The results shown in Table 1 above clearly prove that the supercritical carbon dioxide a much better for all model dirt substances Has cleaning effect. Although with the pollution Red wine, coffee and paraffin graphite the efficiency of the supercritical carbon dioxide was quite good cleaned samples a slightly reddish, brown or gray soiling. Therefore, in the following Embodiment 2 described in the supercritical Carbon dioxide added a cleaning booster.
Das zuvor beschriebene Polyestergewebe wurde in der gleichen Höhe mit den Modellschnutzsubstanzen Rotwein, Kaffee und einem Gemisch aus 95% Paraffin mit 5% Graphit imprägniert.The polyester fabric described above was in the same Height with the model substances red wine, coffee and a mixture of 95% paraffin impregnated with 5% graphite.
Die so behandelten Gewebeproben wurden unter den vorstehen den Bedingungen mit überkritischem Kohlendioxid, das als Reinigungsverstärker 2 Vol.-% Wasser und 2 Gew.-% (bezogen auf die Wassermenge) eines linearen Alkylbenzolsulfonats enthielt, behandelt. Parallel hierzu wurden gleich ver schmutzte Gewebe in Perchlorethylen, das die vorstehend beschriebenen Reinigungsverstärker enthielt, gereinigt.The tissue samples thus treated were among the above the conditions with supercritical carbon dioxide, which as Cleaning booster 2 vol .-% water and 2 wt .-% (related to the amount of water) of a linear alkylbenzenesulfonate contained, treated. In parallel, ver soiled fabric in perchlorethylene, which the above contained cleaning amplifier described, cleaned.
Nach einer Gesamtreinigungszeit von 5 Minuten wurde der Wirkungsgrad nach der vorstehend wiedergegebenen Formel ermittelt. Gleichzeitig wurden die gereinigten Proben visuell ausgewertet. Die Ergebnisse dieses Beispiels sind in der beigefügten Tabelle 2 zusammengefaßt. After a total cleaning time of 5 minutes, the Efficiency according to the formula given above determined. At the same time, the cleaned samples visually evaluated. The results of this example are in summarized in the attached Table 2.
Die mit Perchlorethylen unter Zusatz der vorstehend ange gebenen Reinigungsverstärker gereinigten Gewebe waren alle noch farbig bis deutlich farbig, während die entsprechenden Vergleichsgewebe, die mit überkritischem Kohlendioxid unter Zusatz des vorstehend genannten Reinigungsverstärkers be handelt worden waren, visuell keinerlei Verschmutzungen mehr zeigten.The with perchlorethylene with the addition of the above The cleaning agents given were all cleaned tissues still colored to clearly colored, while the corresponding Comparative fabric containing supercritical carbon dioxide Addition of the cleaning amplifier mentioned above no visual contamination showed.
In dem mit Perchlorethylen gereinigten Polyestergewebe wurde gaschromatografisch die Perchlorethylenkonzentration nach der Reinigung gemes sen. Sie betrug nach einer Reinigungszeit von 2 Minuten 1 Gew.-%, nach einer Reinigungszeit von 5 Minuten 1,5 Gew.-% und nach einer Reinigungszeit von 10 Minuten 1,9 Gew.-%.Gas chromatography was carried out in the polyester fabric cleaned with perchlorethylene measured the perchlorethylene concentration after cleaning sen. After a cleaning time of 2 minutes it was 1% by weight, after a cleaning time of 5 minutes 1.5% by weight and after a cleaning time of 10 minutes 1.9% by weight.
25 willkürlich ausgewählte, bedruckte oder gefärbte Gewebe- oder Gewirkeproben wurden unter den vorstehend in Beispiel 2 wiedergegebenen Bedingungen während 10 Minuten in über kritischem Kohlendioxid und vergleichsweise hierzu in Per chlorethylen gereinigt, wobei beide Behandlungsmedien die vorstehend wiedergegebenen Reinigungsverstärker aufwiesen. Dieser Versuch wurde 30 mal wiederholt und anschließend farbmetrisch die Farbänderung bewertet. Hierbei konnte fest gestellt werden, daß alle mit Perchlorethylen behandelten Proben eine Farbtonverschiebung und insbesondere eine deut liche Farbaufhellung, die zwischen etwa 30% und etwa 50% lag, zeigten, während die entsprechenden Vergleichsmuster, die mit überkritischem Kohlendioxid gereinigt waren, keine Farbänderungen sondern lediglich eine geringe Farbaufhel lung bis max. etwa 5% aufwiesen.25 arbitrarily selected, printed or dyed fabric or knitted fabrics were among those in Example 2 above reproduced conditions during over 10 minutes critical carbon dioxide and comparatively in Per chlorethylene cleaned, both treatment media the had cleaning intensifiers reproduced above. This experiment was repeated 30 times and then colorimetrically assessed the color change. This could be fixed be made sure that all treated with perchlorethylene Samples a hue shift and especially a deut Color brightening, which is between about 30% and about 50% showed, while the corresponding comparison samples, that were cleaned with supercritical carbon dioxide, none Color changes but only a small color increase up to max. had about 5%.
Auffallend bei den vorstehend beschriebenen Vergleichsver suchen war ferner, daß die in überkritischem Kohlendioxid gereinigten Proben wesentlich geringer verknittert waren als die in Perchlorethylen behandelten Muster. Ferner wurde festgestellt, daß mit Buttersäure verschmutzten Gewebe nach einer Reinigung mit Perchlorethylen deutlich noch nach Buttersäure rochen, was bei den Geweben, die mit über kritischem Kohlendioxid behandelt waren, nicht der Fall war.Striking in the comparative ver was also looking for that in supercritical carbon dioxide cleaned samples were significantly less wrinkled than the samples treated in perchlorethylene. Further was found that tissue contaminated with butyric acid after cleaning with perchlorethylene still significantly Butyric acid smelled, which is the case with the tissues that over critical carbon dioxide were treated, was not the case.
Weiterhin fiel bei der Reinigung in überkritischem Fluid auf, daß Mikroorganismen, insbesondere Bakterien, bei der Wiederaufbereitung des verschmutzten Fluids zerstört wer den, so daß die mit dem überkritischen Fluid behandelten Reinigungsteile gleichzeitig bei der Reinigung desinfi ziert werden.Also noticed during cleaning in supercritical fluid, that microorganisms, especially bacteria, in the Reprocessing the contaminated fluid destroys who the so that those treated with the supercritical fluid Cleaning parts disinfect simultaneously when cleaning be decorated.
Ferner konnte festgestellt werden, daß die Effektivtempe ratur der Reinigung mit überkritischen Fluida im Vergleich zu der in wäßrigen Systemen etwa 20%-30% niedriger liegt.It was also found that the effective temp Comparison of cleaning technology with supercritical fluids to that in aqueous systems about 20% -30% lower lies.
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|---|---|---|---|
| DE3904514A DE3904514C2 (en) | 1989-02-15 | 1989-02-15 | Process for cleaning or washing parts of clothing or the like |
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| Publication Number | Publication Date |
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| DE3904514A1 DE3904514A1 (en) | 1990-08-23 |
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