ES2250620T3 - Procedimiento de limpieza en seco en fase de vapor a base de siloxanos. - Google Patents
Procedimiento de limpieza en seco en fase de vapor a base de siloxanos.Info
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Abstract
Un procedimiento para limpiar prendas manchadas que comprende: a) poner en contacto la prenda manchada con vapor, en el que el mencionado vapor está constituido esencialmente por un compuesto de silicona en fase vapor; b) dejar el compuesto de silicona en fase vapor en contacto con la prenda manchada para condensar la fase líquida llegando a ser por tanto un líquido de silicona condensado; y c) escurrir el líquido de silicona condensado fuera de la prenda por medio del cual se limpia la prenda manchada.
Description
Procedimiento de limpieza en seco en fase de
vapor a base de siloxanos.
La presente invención se dirige a procedimientos
de limpieza en seco, de manera más específica a un procedimientos
basado en siloxano en fase vapor, para uso en limpieza en seco.
La tecnología de limpieza en seco actual usa
percloroetileno ("PERC") o materiales basados en petróleo como
disolvente de limpieza. El PERC presenta problemas de toxicidad y de
olor. Los productos basados en petróleo no son tan efectivos como el
PERC en la limpieza de prendas.
Se ha informado de los siloxanos cíclicos como
soluciones para limpieza de manchas, véase el Documento de los
Estados Unidos 4.685.930, y como fluidos de limpieza en seco en
máquinas de limpieza en seco, véase Documento de los Estados Unidos
5.942.007. Otras patentes describen el uso de jabones de silicona en
disolventes de petróleo, véase el Documento JP 09299687, y se ha
informado del uso de tensioactivos de silicona en soluciones super
críticas de dióxido de carbono, véase, por ejemplo, el Documento de
los Estados Unidos 5.676.705 y Chem. Mark. Rep., 15 de Diciembre de
1997, 252 (24), p 15. Se han usado también aceites de silicona no
volátiles como disolventes de limpieza, que necesitan su eliminación
mediante un segundo lavado con perfluoroalcano para eliminar el
aceite de silicona, véase Documento JP 06327888.
Otras numerosas patentes tienen el problema que
los siloxanos o siliconas órgano modificadas se han presentado como
adenda en disolvente para limpieza en seco basados en PERC o
petróleo, véase, por ejemplo, Documento WO 9401510; Documento de los
Estados Unidos 4911853; Documento de los Estados Unidos 4005231;
Documento de los Estados Unidos 4065258.
Existe un interés continuo por disminuir la
necesidad de grandes cantidades de disolventes en los procedimientos
de limpieza en seco.
El Documento
EP-A-1092803 describe una
composición de limpieza en seco que comprende un tensioactivo para
la eliminación de manchas y un disolvente para la eliminación de
manchas escogido entre un disolvente que es un gas a temperatura y
presión estándar, un hidrocarburo funcionalizado biodegradable, o un
disolvente de silicona.
El Documento de los Estados Unidos
US-A-5834416 describe composiciones
azeótropas binarias y de tipo azeótropo que contienen ésteres de
n-propil acetato de alquilo (NPA) y acetato de
sec-butilo (SBA) de manera respectiva, con
hexametildisiloxano (MM), que son útiles para la limpieza, enjuague
o secado.
El Documento WP1 - Abstract de 1978 - 46701A
(Documento JP 53056203) describe composiciones para un limpiador en
aerosol constituido por (a) un 0,1-0,5% en peso de
un agente activo superficial no iónico, (b) un
0,1-1% en peso de morfolinina o alcanolamina, (c) un
1-7% en peso de glicloéter, (d) un
3-15% en peso de alcohol bajo, (e) un
0,02-0,1% en peso de dimetil polisiloxano, (f) un
2-15% de un propelente, por ejemplo propano y (g)
balance de agua. El limpiador en aerosol se usa para limpiar
superficies duras tales como vidrio, azulejos, acero cromo plateado,
plásticos, etc., o la superficie de artículos blandos tales como
cuero sintético. Debido a que no está presente el polifosfato o
sulfosuccinato de dihexilo, que son la causa de que permanezca
emulsificada la suciedad tras la limpieza de la superficie usando
antes un limpiador en aerosol, se consigue una limpieza
satisfactoria limpiando la superficie únicamente una o dos veces. La
espuma generada sobre la superficie rociada permanece estable debido
al efecto del dimetil polisiloxano.
El Documento WP1 - Abstract de 1994 - 312983
(Documento JP 06238244) describe una mezcla de agua y disolvente
hidrófilo que se calienta para generar vapor y la pieza de trabajo
que se limpia con vapor. La limpieza se lleva a cabo en una cámara a
presión normal o reducida. Las piezas de trabajo pueden componentes
electrónicos o de máquina que incluyen tableros con circuitos
impresos. El agua se puede eliminar a baja temperatura.
El Documento WP1 - Abstract de 1996 - 073089
(Documento JP 07328563) describe un procedimiento de limpieza y
secado que comprende una limpieza con agua basada en un tanque con
detergente y un tanque de limpieza con agua seguido por un tanque de
sustitución. Se usa un disolvente, por ejemplo monometiléter de
dietilénglicol, que es soluble en agua y un disolvente de silicona,
en un tanque de sustitución. El disolvente se sustituye por vapor de
disolvente de silicona en un tanque de vapor a presión reducida. Se
consigue rápidamente la limpieza sin dejar restos de agua.
El Documento WP1 - Abstract de 1994 - 132722
(Documento JP 06032795) describe la limpieza de objetos talas como
componentes de máquina sobre un sustrato impreso aplicando la ducha
o el vapor de un disolvente inflamable que contiene alcohol,
hidrocarburo o silicona.
El Documento WP1 - Abstract de 1994 - 312982
(Documento JP 06238243) describe la limpieza de componentes
electrónicos o de máquinas con un detergente acuoso, e implica la
limpieza de una pieza de trabajo con agua, un tensioactivo que
contiene agua o una mezcla de agua y un disolvente hidrófilo,
limpieza en una cámara a presión reducida, y secado.
El procedimiento de la presente invención se
dirige a un procedimiento de limpieza que comprende el uso de un
siloxano cíclico volátil, lineal o ramificado en fase vapor para la
limpieza de artículos.
La presente invención proporciona un
procedimiento de limpieza de prendas sucias que comprende:
- a)
- poner en contacto la prenda sucia con un vapor, en el que dicho vapor está constituido esencialmente por un compuesto de silicona en fase vapor;
- b)
- dejar el compuesto de silicona en fase vapor en contacto con la prenda sucia para condensar la fase líquida, convirtiéndose por tanto en un líquido de silicona condensado; y
- c)
- escurrir el líquido de silicona condensado fuera de la prenda mientras la prenda sucia se limpia.
Los compuestos útiles en la práctica de la
presente invención pueden ser compuestos de siloxano volátiles
lineales, ramificados o cíclicos. En general, los siloxanos que son
volátiles y adecuados para el uso en la práctica de la presente
invención son aquellos siloxanos que son volátiles a temperatura
ambiente, es decir, aproximadamente 25ºC. La volatilidad es una
medida cuantitativa a una temperatura dada y definida extensamente
de esta manera implica una presión parcial o presión de vapor, es
decir, una presión por debajo de 760 mm de Hg a una temperatura
dada. De manera extensa, los siloxanos son aquellos siloxanos que
tienen una presión de vapor o una presión parcial (tal como se usa
en el presente documento, los dos términos son intercambiables) por
encima de 0,01 mm de Hg a una temperatura de 20ºC.
Los compuestos adecuados como disolventes de
siloxano volátiles, lineales o ramificados de la presente invención
son aquellos que contienen una estructura de polisiloxano que
incluye entre 2 y 20 átomos de silicio. De manera preferible, los
siloxanos volátiles, lineales o ramificados, son materiales
relativamente volátiles que tienen, por ejemplo, un punto de
ebullición por debajo de aproximadamente 300ºC a una presión de 760
milímetros de mercurio ("mm de Hg").
En una forma de realización particular, el
siloxano volátil, lineal o ramificado, comprende uno o más
compuestos con fórmula estructural (I):
(I)M_{2+y+2z}D_{x}T_{y}Q_{z}
en la
que:
M es R^{1}_{3}SiO_{1/2};
D es R^{2}R^{3}SiO_{2/2};
T es R^{4}SiO_{3/2};
y Q es SiO_{4/2}
R^{1}, R^{2}, R^{3} y R^{4} son cada uno
de manera independiente un radical de hidrocarburo monovalente que
tiene entre uno a cuarenta átomos de carbono; y
X e y son cada uno números enteros, en los 0
\leq x \leq 10 y 0 \leq y \leq 10 y 0 \leq z \leq
10.
Los grupos hidrocarburo monovalente adecuados
incluyen radicales hidrocarburo lineales, radicales hidrocarburo
ramificados, radicales de hidrocarburo alicíclico monovalente y
radicales de hidrocarburo monovalente y aromático que contiene
fluoro. Los radicales de hidrocarburo monovalente preferidos son
radicales de alquilo monovalente, radicales de arilo monovalente y
radicales de aralquilo monovalente.
Tal como se usa en el presente documento, el
término "alquilo (C_{1}-C_{6})" significa
un grupo alquilo lineal o ramificado que contiene entre 1 y 6
carbonos por grupo, tal como, por ejemplo, metilo, etilo, propilo,
isopropilo, n-butilo, isobutilo,
sec-butilo, tert-butilo, pentilo,
hexilo, de manera preferible metilo.
Tal como se usa en el presente documento, el
término "arilo" significa un sistema de anillo de hidrocarburo
insaturado monovalente que contiene uno o más anillos aromáticos o
fluoro por grupo, que se puede sustituir de manera opcional en uno o
más anillos aromáticos que contienen fluoro, de manera preferible
con uno o más grupos alquilo (C_{1}-C_{6}) y
que, en el caso de dos o más anillos, pueden ser anillos fusionados
que incluyen, por ejemplo, fenilo,
2,4,6-trimetilfenilo,
2-isopropilmetilfenilo,
1-pentalenilo, naftilo, antrilo, de manera
preferible fenilo.
Tal como se usa en el presente documento, el
término "aralquilo" significa un derivado de arilo de un grupo
alquilo, de manera preferible un grupo alquilo
(C_{2}-C_{6}), en el que la porción alquilo del
derivado de arilo puede, de manera opcional, interrumpirse mediante
un átomo de oxígeno, tal como, por ejemplo, feniletilo,
fenilpropilo, 2-(1-naftil) etilo, de manera
preferible fenilpropilo, fenioxipropilo o bifeniloxipropilo.
En otra forma de realización, el radical de
hidrocarburo monovalente es un radical alquilo
(C_{1}-C_{6}) monovalente, de manera más
preferible, metilo.
En otra forma de realización, el siloxano
volátil, lineal o ramificado, comprende uno o más de,
hexametildisiloxano, octametiltrisiloxano, decametiltetrasiloxano,
dodecametilpentasiloxano, tetradecametilhexasiloxano o
hexadecametilheptasiloxano o metiltris (trimetilsiloxi) silano. En
una forma de realización más preferida el componente de siloxano
volátil, lineal o ramificado, de la presente invención, comprende
octametiltrisiloxano, decametiltetrasiloxano, o
dodecametilpentasiloxano, o metiltris (trimetilsiloxi) silano. En
una forma de realización muy preferida, el componente de siloxano
volátil de la composición de la presente invención está constituido
esencialmente por decametiltetrasiloxano.
Los siloxanos volátiles lineales o ramificados
adecuados se fabrican mediante procedimientos conocidos, tales como,
por ejemplo, hidrólisis y condensación de uno o más de
tetraclorosilano, metiltriclorosilano, dimetildiclorosilano,
trimeticlorosilano, o mediante aislamiento de la fracción deseada de
una mezcla equilibrada de hexametildisiloxano y
octametilciclotetrasiloxano o similar y están comercialmente
disponibles.
Los compuestos adecuados como componente de
siloxano cíclico de la presente invención son aquellos que contiene
una estructura de anillo de polisiloxano u oligomérica que incluye
entre 2 a 20 átomos de silicio en el anillo. De manera preferible,
los siloxanos cíclicos, lineales o ramificados son materiales
relativamente volátiles que tiene, por ejemplo, un punto de
ebullición por debajo de aproximadamente 300ºC a una presión de 760
milímetros de mercurio ("mm de Hg", 10^{5} N/m^{2}). De
esta manera, para los objetivos de definir un compuesto de siloxano
volátil útil en la práctica del procedimiento de la presente
invención, un siloxano volátil, ya sea lineal, ramificado o cíclico
tiene una presión de vapor que oscila entre 0,01 y 760 mm de Hg a
una temperatura que oscila entre aproximadamente 10ºC y
aproximadamente 300ºC.
En otra forma de realización, el siloxano cíclico
comprende uno o más compuestos de fórmula estructural (II)
en el
que:
R^{5}, R^{6}, R^{7} y R^{8} son cada uno
de manera independiente un grupo hidrocarburo monovalente que tiene
entre uno a cuarenta átomos de carbono; y
A y b son cada uno números enteros en los que 0
\leq a \leq 10 y 0 \leq b \leq, con tal que 3 \leq (a + b)
\leq 10.
En una forma de realización adicional, el
siloxano cíclico comprende uno o más de octametilciclotetrasiloxano,
decametilciclopentasiloxano,
dodecametil-ciclohexasiloxano,
tetradecametilcicloheptasiloxano. En una forma de realización muy
preferida, el siloxano cíclico de la presente invención comprende
octametilciclotetrasiloxano o decametilciclopentasiloxano. En otra
forma de realización más, el componente de siloxano cíclico de la
composición de la presente invención está constituido esencialmente
por decametilciclopentasiloxano.
Los siloxanos cíclicos adecuados se fabrican
mediante procedimientos conocidos tales como, por ejemplo,
hidrólisis y condensación de alquilhalosilanos, por ejemplo,
dimetildiclorosilano, y están comercialmente disponibles.
El procedimiento de la invención implica la
generación de una silicona en fase gaseosa mediante una combinación
de calentamiento de la silicona en un depósito de disolvente con la
reducción de la presión de manera opcional, de tal manera que se
deja a la silicona vaporizar, seguido por la puesta en contacto de
los vapores de silicona con la prenda que se va a limpiar. Aunque la
fórmula que describe los compuestos útiles en el procedimiento de la
presente invención ha sido descrita ya, aquellos compuestos útiles
en la práctica de la presente invención deberían tener en una forma
de realización presiones de vapor entre 3,00 mm de Hg (39 N/m^{2})
y aproximadamente 760 mm de Hg (10^{5} N/m^{2}) a temperaturas
que oscilan entre aproximadamente 20ºC y aproximadamente 100ºC. En
una segunda forma de realización, aquellos compuestos útiles en la
práctica de la presente invención deberían tener presiones de vapor
entre aproximadamente 0,01 mm de Hg (1 N/m^{2}) y aproximadamente
760 mm de Hg (10^{5} N/m^{2}) a temperaturas que oscilan entre
20ºC y aproximadamente 270ºC. En una tercera forma de realización
aquellos compuestos útiles en la práctica de la presente invención
deberían tener presiones de vapor entre aproximadamente 1,0 mmm de
Hg (13 N/m^{2}) y aproximadamente 760 mmm de Hg (10^{5}
N/m^{2}) a temperatura que oscilan entre aproximadamente 20ºC y
aproximadamente 134ºC. En una cuarta forma de realización aquellos
compuestos útiles en la práctica de la presente invención deberían
tener presiones de vapor entre aproximadamente 0,01 mm de Hg (1
N/m^{2}) y aproximadamente 760 mm de Hg (10^{5} N/m^{2}) a
temperaturas que oscilan entre aproximadamente 20ºC y
aproximadamente 264ºC.
De manera alternativa, se pueden emplear otros
procedimientos conocidos en la técnica para formar vapores de
siliconas que incluyan medios mecánicos.
Los vapores de los compuestos de la presente
invención formados de esta manera, bien a presión atmosférica o a
presión reducida, se hacen entrar en contacto con el tejido que se
va a limpiar durante un tiempo específico, en el que estos mismos
vapores condensan en el tejido, disolviendo el material sucio o
mancha y escurriendo fuera del tejido, tras dicho tiempo los
artículos se retiran, se enfrían tanto como se necesite, y se secan
mediante diversos procedimientos conocidos en la técnica tales como
el secado por aire, secado en caliente y similares. En una forma de
realización, se puede llevar a cabo el procedimiento de la presente
invención a presión constante. En otra forma de realización, el
procedimiento de la presente invención se lleva a cabo a una presión
que varía entre las etapas del procedimiento, por ejemplo, poniendo
en contacto de manera inicial la prenda que se va a limpiar con
vapor a una presión por debajo de la atmosférica seguido por
aumentar la presión hasta la presión atmosférica para condensar el
vapor en la prenda y dejar limpiar a los fluidos para escurrir fuera
de la prenda.
De manera alternativa, los artículos permanecen
en el recipiente de limpieza, y la silicona o el disolvente que
contiene la silicona se retira mediante diversos medios y los
artículos se secan en el recipiente de limpieza como se ve de manera
común en las máquinas de limpieza en seco típicas.
Un artículo, como por ejemplo, un artículo textil
o de cuero, típicamente una prenda, se limpia poniendo en contacto
el artículo con los vapores de la composición de la presente
invención. En una forma de realización preferida, los artículos que
se van a limpiar incluyen artículos textiles fabricados de fibras
naturales, tales como por ejemplo, algodón, lana, lino y cáñamo, de
fibras sintéticas, tales como por ejemplo fibras de poliéster,
fibras de poliamida, fibras de polipropileno y fibras elastómeras,
en combinación de fibras naturales y sintéticas, de cuero sintético
o natural o piel sintética.
A continuación se separan el artículo y la
composición de limpieza en seco, mediante, por ejemplo uno o más
escurridos y centrifugación. En una forma de realización preferida,
a la separación del artículo y la composición de limpieza en seco se
sigue de la aplicación de calor, de manera preferible calentando a
la temperatura de entre 15ºC a 120ºC, de manera preferible entre
20ºC a 100ºC, o a presión reducida, de manera preferible a la
presión de entre 1 mm de Hg a 750 mm de Hg (1 a 10^{5} N/m^{2})
o mediante aplicación de calor y presión reducida al artículo.
El ensayo para la eliminación de manchas solubles
en aceite se llevó a cabo usando un tejido de satén rojo y paños de
tela de algodón azul 50/50/poli. Las muestras de aproximadamente 2
pulgadas cuadradas se mancharon con aceite de motor, se suspendieron
por alambres en un gran recipiente de vidrio equipado con un
termómetro y una unidad de condensación capaz de condensar el
disolvente de silicona volátil. Los artículos se colocaron de tal
manera que los vapores del disolvente saturaron el artículo pero no
entraron en contacto con el disolvente condensado en el retorno.
El procedimiento de la presente invención no se
limita a la limpieza de prendas de artículos de ropa, se puede
aplicar a cualquier artículo de fabricación contaminado con un
contaminante soluble en silicona que se pueda someter al
procedimiento de la presente invención en el que el contaminante se
disuelve en el compuesto de silicona y se escurre fuera, eliminando
por tanto el contaminante del artículo de fabricación.
Los siguientes ejemplos son para ilustrar la
invención y no deben tomarse como limitantes de las
reivindicaciones.
Muestras de tejidos de satén rojo y algodón/poli
azul se trataron con aceite de motor que se dejo manchar durante 18
horas y a continuación se colgaron en un soporte de alambre y se
suspendieron encima de un depósito de D5. Se calentó el disolvente
hasta ebullición y se dejó entrar en contacto los vapores con los
tejidos manchados durante 5 minutos. Tras este tiempo, re retiró el
calor, se enfrió el recipiente y se retiraron las muestras y se
secaron al aire y se evaluaron. Se eliminaron todas las trazas de
aceite de ambos tejidos. Se extrajo algo de tinte rojo del tejido de
satén.
Se trataron muestras de tejidos de satén rojo y
algodón/poli azul con aceite de motor que se dejó manchar durante 18
horas y a continuación se colgaron en un soporte de alambre encima
de un depósito de D5. Se redujo la presión en el sistema a
1-2 mm de Hg (1 N/m^{2}) y se aumentó la
temperatura del depósito de disolvente a 70-80ºC. Se
dejó entrar en contacto los vapores con los tejidos manchados
durante 5 minutos. Tras este tiempo, se retiró el calor, se enfrió
el vaso y se eliminaron las muestras y se secaron al aire y se
evaluaron. Se eliminaron todas las trazas de aceite de ambos
tejidos. No se observó extracción de tinte rojo del tejido de
satén.
Se trataron muestras de satén rojo y algodón/poli
azul con aceite de motor que se dejó manchar durante 18 horas, y a
continuación se colgaron en un soporte de alambre y se suspendieron
encima de un depósito de MD2M. La presión en el sistema se redujo a
1-2 mm de Hg y se aumentó la temperatura del
depósito de disolvente a 70-80ºC. Se dejó entrar en
contacto los vapores con los tejidos manchados durante 5 minutos.
Tras este tiempo (1 N/m^{2}) o, se retiró el calor, se enfrió el
recipiente y se retiraron las muestras y se secaron al aire y se
evaluaron. Se eliminaron todas las trazas de aceite de ambos
tejidos. No se observó extracción de tinte rojo del tejido de
satén.
Claims (7)
1. Un procedimiento para limpiar prendas
manchadas que comprende:
a) poner en contacto la prenda manchada con
vapor, en el que el mencionado vapor está constituido esencialmente
por un compuesto de silicona en fase vapor;
b) dejar el compuesto de silicona en fase vapor
en contacto con la prenda manchada para condensar la fase líquida
llegando a ser por tanto un líquido de silicona condensado; y
c) escurrir el líquido de silicona condensado
fuera de la prenda por medio del cual se limpia la prenda
manchada.
2. El procedimiento de la reivindicación 1 en el
que el compuesto de silicona tiene la fórmula:
\vskip1.000000\baselineskip
M_{2+y+2z}D_{x}T_{y}Q_{z}
en el
que:
M es R^{1}_{3}SiO_{1/2}
D es R^{2}R^{3}SiO_{2/2}
T es R^{4}SiO_{3/2}
y Q es SiO_{4/2}
R^{1}, R^{2}, R^{3} y R^{4} son cada uno
de manera independiente un radical de hidrocarburo monovalente que
tiene entre uno a cuarenta átomos de carbono; y x e y son cada uno
números enteros en los que 0 \leq x \leq 10 y 0 \leq y \leq
10 y 0 \leq z
\leq 10.
\leq 10.
3. El procedimiento de la reivindicación 1 en el
que el compuesto de silicona tiene la fórmula:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en la
que:
R^{5}, R^{6}, R^{7} y R^{8} son cada uno
de manera independiente un grupo hidrocarburo monovalente que tiene
entre uno a cuarenta átomos de carbono; y
a y b son cada uno números enteros en los que 0
\leq a \leq 10 y 0 \leq b \leq 10, siempre que 3 \leq (a +
b) \leq 10.
4. El procedimiento de la reivindicación 2 o la
reivindicación 3 en el que cada una de las etapas a), b) y c) se
lleva a cabo de manera independiente a una temperatura que oscila
entre aproximadamente 10ºC y aproximadamente
300ºC.
300ºC.
5. El procedimiento de la reivindicación 4 en el
que cada una de las etapas a), b) y c) se lleva a cabo de manera
independiente a una presión que oscila entre aproximadamente 0,01 mm
de Hg (1 N/m^{2}) y aproximadamente 760 mm de Hg (10^{5}
N/m^{2}).
6. El procedimiento de la reivindicación 5 en el
que el compuesto de silicona se selecciona entre el grupo
constituido por hexametildisiloxano, octametiltrisiloxano,
decametiltetrasiloxano, dodecametilpentasiloxano,
tetrametilhexasiloxano, hexadecametilheptasiloxano y metiltris
(trimetilsiloxi) silano.
\newpage
7. Un procedimiento para limpiar prendas
manchadas que consiste esencialmente de:
a) poner en contacto la prenda manchada con
vapor, en el que el mencionado vapor está constituido esencialmente
por un compuesto de silicona en fase de vapor;
b) dejar el compuesto de silicona en fase vapor
en contacto con la prenda manchada para condensar la fase líquida
llegando a ser por tanto un líquido de silicona condensado; y
c) escurrir el líquido de silicona condensado
fuera de la prenda por medio de lo cual se limpia la prenda
manchada.
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|---|---|---|---|
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