ES2294183T3 - Metodo de limpieza en seco de articulos usando dioxido de carbono densificado. - Google Patents
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Abstract
Método de limpieza en seco de un artículo, especialmente tejido, que comprende las fases sucesivas de: a) poner en contacto el artículo con una composición de limpieza en seco fluida que contiene dióxido de carbono densificado a una temperatura entre -20 y 60 C y una presión entre 1 y 100 MPa, para permitir que las manchas se disuelvan y/o se dispersen en la composición de limpieza en seco fluida y b) separar el artículo y la composición de limpieza en seco fluida; donde la composición de limpieza en seco fluida comprende agente tensioactivo fónico en una concentración de entre el 0,01 y el 15% en peso de dióxido de carbono y donde durante la fase a) al menos el 10%, preferiblemente al menos el 30% de dicho agente tensioactivo iónico está presente en una forma sólida no disuelta; dicho agente tensioactivo fónico estando representado por la fórmula R1X, XR1X o R2YR2 0 ; donde: R1 es un C1-C22 alquilo sustituido o insustituido, lineal o ramificado opcionalmente heterogéneo: un C3-C16 cicloalquilo sustituido o insustituido opcionalmente heterogéneo; un C1-C22 alquenilo sustituido o insustituido, lineal o ramificado, opcionalmente heterogéneo; o un arilo sustituido o insustituido, opcionalmente heterogéneo; R2 y R2 0 independientemente son R1, X, Ra X o Ra(X)2; Ra es un C1-C22 alquilo sustituido o insustituido, lineal o ramificado, opcionalmente heterogéneo; un C3-C16 cicloalquilo sustituido o insustituido, opcionalmente heterogéneo; un C1-C22 alquenilo sustituido o insustituido, lineal o ramificado, opcionalmente heterogéneo; o un arilo sustituido o insustituido, opcionalmente heterogéneo; y donde X es NH2, NH3 + , COOM1, COO-, OP(O)(OM1)(OM2), OS(O)2(OM1): Y es NH; y M1 y M2 independientemente representan sodio, potasio, amonio o hidrógeno.
Description
Método de limpieza en seco de artículos usando
dióxido de carbono densificado.
La presente invención proporciona un método para
la eliminación de manchas de artículos, especialmente de un tejido,
usando dióxido de carbono densificado. De forma más particular, la
invención se refiere a un método de limpieza en seco de un artículo
que comprende las fases sucesivas de poner en contacto el artículo
con una composición de limpieza en seco fluida que contiene dióxido
de carbono densificado a una temperatura entre -20 y 60°C y a una
presión entre 1 y 100 MPa, para permitir que las manchas se
disuelvan y/o se dispersen en la composición de limpieza en seco
fluida, y separar el artículo y la composición de limpieza en seco
fluida, donde la composición de limpieza en seco fluida contiene un
agente tensioactivo.
El dióxido de carbono densificado,
particularmente fluido supercrítico, ha sido sugerido como una
alternativa a los solventes de halocarbono usados en la limpieza en
seco convencional.
El dióxido de carbono densificado proporciona un
solvente no tóxico, poco costoso, reciclable y aceptable para el
medio ambiente para eliminar las manchas en el proceso de limpieza
en seco. El dióxido de carbono supercrítico ha demostrado ser
eficaz en la eliminación de manchas no polares tales como el aceite
del motor, combinado con un solvente de limpieza viscoso,
particularmente aceite mineral o vaselina como se describe en U.S.
5,279,615.
El poder del solvente de dióxido de carbono
densificado es bajo con respecto a los solventes líquidos
ordinarios y el solvente de dióxido de carbono solo es menos eficaz
en manchas hidrofílicas tales como el zumo de uva, café y té y en
manchas hidrofóbicas del compuesto tales como lápiz de labios y cera
de vela, a menos que se agreguen agentes tensioactivos y
modificadores del solvente.
Un sistema de limpieza que combina agentes
surfactivos aniónicos o no fónicos particulares con dióxido de
carbono fluido supercrítico está descrito en DE-A
39 04 514. Estos agentes aniónicos y no fónicos, tales como sulfatos
y sulfonatos de alquilenbenceno, fenoles de alquileno etoxilado y
alcoholes etoxilados grasos, fueron particularmente eficaces cuando
se combinaron con una cantidad relativamente grande de agua (mayor
o igual al 4%).
US 5,676,705 describe un método de limpieza en
seco de tejidos que comprende la puesta en contacto del tejido
manchado con un sistema de limpieza en seco comprendiendo dióxido
de carbono densificado y del 0,001% al 10% en peso de un compuesto
de agente tensioactivo que es soluble en el dióxido de carbono
densificado. Los ejemplos de la patente estadounidense revela
métodos en los que los agentes tensioactivos están considerados
completamente disueltos durante la operación de limpieza en seco
real. Además estos agentes tensioactivos son líquidos bajo las
condiciones de limpieza empleadas en estos métodos.
US 5,858,022 se refiere a un método para limpiar
en seco artículos en dióxido de carbono, comprendiendo: la puesta
en contacto de un artículo que debe ser limpiado con una
composición de limpieza en seco líquida que comprende una mezcla de
dióxido de carbono, agua, agente tensioactivo y un cosolvente
orgánico; y luego la separación del artículo de la composición de
limpieza en seco líquida. Los métodos descritos en los ejemplos
utilizan una composición de limpieza en la que los agentes
tensioactivos son completamente disueltos durante la operación de
limpieza.
US 6,200,352 describe un método de limpieza en
seco de artículos tales como tejidos y ropa con la ayuda de una
composición de limpieza en seco líquida que comprende una mezcla de
dióxido de carbono, un agente tensioactivo y un cosolvente
orgánico. El agente tensioactivo preferido es aquel que no contiene
un grupo CO_{2}-fílico.
Los sistemas de limpieza en seco que usan
dióxido de carbono densificado conocidos en la técnica tienen el
inconveniente de que, aunque pueden ser usados eficazmente para
eliminar ciertos tipos de manchas, estos son incapaces de eliminar
eficazmente todos los tipos de manchas incluso las manchas no
polares (p. ej. aquellas hechas por un componente no polar orgánico
tal como aceite mineral, aceite vegetal, sebo etc.), manchas polares
(p. ej. zumo de uva, café y manchas de té), manchas hidrofóbicas
compuestas (p. ej. manchas de lápiz de labios y cera de vela) así
como de tierras granuladas (p. ej. tierras que contienen
componentes sólidos insolubles tales como silicatos, negro carbón
etc.).
La presente invención proporciona un método de
limpieza en seco mejorado que utiliza dióxido de carbono
densificado y un agente tensioactivo especial, dicho método ofrece
la ventaja de que puede ser usado para eliminar eficazmente todo
tipo de manchas de artículos tales como los tejidos.
Los inventores han descubierto sorprendentemente
que en un método de limpieza en seco de artículos con una
composición de dióxido de carbono densificado, el uso de un agente
tensioactivo iónico, p. ej. un agente tensioactivo que contiene un
residuo de alquilo lipofílico y un residuo de amina, de sulfato, de
fosfato y/o de carboxilato conforme a la reivindicación 1 produce
excepcionalmente buenos resultados de limpieza si dicho agente
tensioactivo es empleado en una cantidad que exceda su solubilidad
máxima en la composición de dióxido de carbono densificado bajo las
condiciones empleadas durante la operación de limpieza y siempre
que dicho agente tensioactivo esté presente durante la operación de
limpieza en forma de partículas sólidas no disueltas. Se encontró
de forma imprevista que la presencia resultante de partículas no
disueltas de agente tensioactivo iónico permite eliminar
eficazmente todo tipo de manchas, es decir, manchas polares, no
polares, compuestas y en particular de tierras granuladas.
Aunque los inventores no desean ceñirse a la
teoría se cree que los resultados excepcionalmente buenos obtenidos
con el presente método se deben en parte a la capacidad de las
partículas de agente tensioactivo iónico para manifestar y retener
una carga de superficie electroestática durante la operación de
lavado, lo que permite que estas partículas capturen y enlacen
partículas de tierra hasta que los agregados resultantes sean
eliminados del artículo limpiado junto con la composición de
dióxido de carbono densificado. Por lo tanto, la presencia de una
cantidad significante de partículas de agente tensioactivo iónico
no disuelto refuerza el efecto del detergente de dióxido de carbono
densificado y el agente tensioactivo iónico disuelto.
Por consiguiente la presente invención se
refiere a un método de limpieza en seco de un artículo que
comprende las fases sucesivas de:
- a)
- poner en contacto el artículo con una composición de limpieza en seco fluida que contiene dióxido de carbono densificado a una temperatura entre -20 y 60°C y una presión entre 1 y 100 MPa, para permitir que se disuelvan y/o dispersen las manchas en la composición de limpieza en seco fluida y
- b)
- separar el artículo y la composición de limpieza en seco fluida;
donde la composición de limpieza en
seco de fluido comprende un agente tensioactivo fónico en una
concentración de entre el 0,01 y el 15% en peso de dióxido de
carbono y donde durante la fase a) al menos el 10%, preferiblemente
al menos el 30% de dicho agente tensioactivo fónico está presente
en una forma sólida no
disuelta.
El término "tensioactivo iónico" como se
utiliza en este caso se refiere a agentes tensioactivos que están
sea cargados positivamente (agentes tensioactivos catiónicos), sea
cargados negativamente (agentes tensioactivos aniónicos) o
zwitteriones en las condiciones aplicadas en la fase a) y de
acuerdo con la fórmula de la reivindicación 1.
El término "limpieza" como se utiliza en
este caso se refiere a cualquier eliminación de tierra, suciedad,
mugre, u otro material indeseado, sea parcial o completamente. El
método presente puede ser usado para limpiar manchas no polares,
manchas polares, manchas hidrofóbicas compuestas y tierras
granuladas. Ejemplos de artículos que pueden ser idóneamente
limpiados por el método de la invención incluyen tejidos tales como
tejidos tejidos y sin tejer formados por materiales tales como
algodón, lana, seda, cuero, rayón, poliéster, acetato, fibra de
vidrio, pieles, etc. Estos tejidos pueden haber sido formados en
unidades tales como ropa, guantes de trabajo, trapos, productos de
cuero (p. ej. maletas y maletines), etc. El presente método puede
ser usado también para limpiar artículos sin tejer tales como
dispositivos semiconductores, micro electromecánicos, opto
electrónicos, de fibras ópticas y piezas metálicas mecanizadas o
fabricadas.
Durante la operación de limpieza el agente
tensioactivo no disuelto está presente en una forma sólida,
especialmente en forma de partículas sólidas. Se observa que el
presente método también comprende el uso de agentes tensioactivos
que son líquidos a la temperatura ambiente y presión atmosférica,
pero los cuales forman partículas sólidas antes de y/o durante la
fase a) p. ej. como resultado de una interacción química o física
con otros componentes presentes en la composición de limpieza. Por
ejemplo, los agentes tensioactivos de amina líquidos pueden ser
empleados de manera adecuada en el presente proceso puesto que
forman partículas sólidas durante la operación de limpieza,
probablemente como resultado de la reacción con dióxido de carbono,
dando como resultado la formación de un carbamato sólido.
Ejemplos de reacciones que pueden ocurrir entre
agentes tensioactivos de amina, dióxido de carbono y otros
componentes de la composición de limpieza en seco fluida antes de
y/o durante la fase a) y que podrían llevar a la formación de
productos reactivos que se precipitarán como partículas sólidas
incluyen:
Protonación de las aminas según las reacciones
siguientes [1-3]:
donde R_{1}R_{2}NH es una amina
primaria o
secundaria.
Las aminas primarias y secundarias pueden
también reaccionar con dióxido de carbono para formar un zwitterión
[5]:
Este zwitterión se halla en el área
isoeléctrico. Sobre el área isoeléctrico, el zwitterión puede ser
desprotonado por una base [6-8]:
Debajo del área isoeléctrico del zwitterión, el
zwitterión puede ser protonado según la reacción siguiente [9]:
Para proporcionar el tiempo suficiente para
permitir que las manchas se disuelvan y/o se dispersen en el fluido
de limpieza en seco se prefiere que la duración de la fase a)
exceda 1 minuto, más preferiblemente 2 minutos, y más
preferiblemente 5 minutos.
En otra forma de realización preferida R_{1}
es un C_{3}-C_{22} alquilo sustituido o
insustituido, lineal o ramificado, opcionalmente heterogéneo,
preferiblemente C_{8}-C_{22} alquilo o son un
C_{3}-C_{22} alquenilo sustituido o
insustituido, lineal o ramificado, opcionalmente heterogéneo,
preferiblemente C_{8}-C_{22} alquenilo. Más
preferiblemente, R_{1} es un C_{3}-C_{22}
alquilo insustituido, lineal o ramificado, preferiblemente
C_{8}-C_{22} alquilo o son un
C_{3}-C_{22} alquenilo insustituido, lineal o
ramificado, preferiblemente C_{8}-C_{22}
alquenilo.
En el caso de que R_{2} o R_{2'} represente
R_{a}(X) se prefiere que el radical X sea sustituido en el
átomo de carbono terminal, es decir el átomo de carbono más alejado
de Y o Z. De forma similar, en el caso de que R_{2} o R_{2'}
represente R_{a}(X)_{2} se prefiere que ambos
radicales X sean sustituidos en el átomo de carbono terminal. En
una forma de realización aún más preferida en la fórmula
R_{a}(X)_{2} una X representa NH_{2} o NH_{3}+
y la otra X representa COOM_{1} o COO^{-}.
En otra forma de realización otro R_{a}
preferido es un C_{3}-C_{22} alquilo sustituido
o insustituido, lineal o ramificado, opcionalmente heterogéneo,
preferiblemente C_{8}-C_{22} alquilo o son un
C_{3}-C_{22} alquenilo sustituido o
insustituido, lineal o ramificado, opcionalmente heterogéneo,
preferiblemente C_{8}-C_{22} alquenilo. Más
preferiblemente, R_{a} es un C_{3}-C_{22}
alquilo insustituido, lineal o ramificado, preferiblemente
C_{8}-C_{22} alquilo o son un
C_{3}-C_{22} alquenilo, insustituido, lineal o
ramificado, preferiblemente C_{8}-C_{22}
alquenilo. Las composiciones de limpieza en seco líquidas útiles
para llevar a cabo la presente invención normalmente incluyen algo
de agua. La fuente de agua no es fundamental en todas las
aplicaciones. Se puede añadir agua a la composición de limpieza en
seco antes de que los artículos que deben ser limpiados sean
depositados en la misma, puede ser añadida durante la operación de
limpieza o puede ser agua contenida por o previamente añadida a las
prendas, etc.
En una forma de realización de la invención, se
puede obtener mejor limpieza granulada en ausencia de agua añadida
a la composición de limpieza en seco. Hay agua intrínsecamente
presente en o en las prendas o artículos que deben ser limpiados
puesto que estos son colocados en el recipiente de limpieza. La
presencia de una cantidad determinada de agua en un tejido
resultará en cierto hinchamiento del tejido lo que se considera que
hace que el tejido sea accesible más fácilmente para la composición
de limpieza en seco. La accesibilidad mejorada facilita la
eliminación de manchas (particularmente manchas de aceite y de
grasa) que han penetrado en el interior del tejido.
Según una forma de realización preferida del
presente método, la composición de limpieza en seco fluida contiene
menos del 10% peso de agua. Más preferiblemente la composición
contiene menos del 6% peso de agua. Incluso más preferiblemente el
contenido de agua de la composición de limpieza en seco es de entre
el 0,0001 y el 5% peso, más preferiblemente el contenido de agua
está en la gama del 0,03-5 peso %. Aquí el contenido
de agua se refiere al contenido de agua total de la composición, es
decir el agua que se puede originar de distintas fuentes (p. ej. el
artículo) como se ha descrito anteriormente.
En una forma de realización preferida del
presente método además de dióxido de carbono uno o más cosolventes
son empleados en la mezcla de limpieza en seco fluida. Ejemplos
adecuados de cosolventes de este tipo incluyen hidrocarburos
alifáticos y aromáticos, y ésteres y éteres de los mismos,
particularmente mono y diésteres y éteres
(p. ej., EXXON ISOPAR L, ISOPAR M, ISOPAR V, EXXON EXXSOL, EXXON DF 2000, CONDEA VISTA
LPA-170N, CONDEA VISTA LPA-210, ciclohexanona, y succinato de dimetilo), carbonatos de alquilo y de dialquilo (p. ej., carbonato de dimetilo, carbonato de dibutilo, dicarbonato de di-t-butilo, carbonato de etileno, y carbonato de propileno), alquilenglicoles y polialquilenglicoles, y éteres y ésteres de los mismos (p. ej., éter n-butílico de etilenglicol, éteres n-butílicos de dietilenglicol, éter metílico de propilenglicol, éter metílico de dipropilenglicol, éter metílico de tripropilenglicol, y acetato de éter metílico de dipropilenglicol), lactonas (p. ej., (gamma)butirolactona, (epsilon)caprolactona, y (delta) dodecanolactona), alcoholes y dioles (2-metoxi-2-propanol; 1-octanol; 2-etil hexanol, ciclopentanol; 1,3 -propanodiol; 2,3-butanodiol; 2-metil-2,4-pentanodiol) y polidimetilsiloxanos (p. ej., decametiltetrasiloxano, decametilpentasiloxano, y hexametildisloxano), etc. cosolventes particularmente adecuados incluyen C_{1}-C_{6} alcoholes (p. ej., metanol, etanol, isopropanol, n-propanol), C_{1}-C_{6} dioles,metano, etano, propano, butano, n-pentano, n-hexano, ciclohexano, n-heptano, etileno, propileno, benceno, tolueno, p-xileno, dióxido de azufre, clorotrifluorometano, triclorofluorometano, perfluoropropano, clorodifluorometano, hexafluoruro de azufre y óxido nitroso. El cosolvente preferido es un C_{1}-C_{6} alcohol o diol. Más preferiblemente el cosolvente es un C_{1}-C_{5} alcohol. Más preferiblemente el cosolvente es un C_{4}-C_{4} alcohol.
(p. ej., EXXON ISOPAR L, ISOPAR M, ISOPAR V, EXXON EXXSOL, EXXON DF 2000, CONDEA VISTA
LPA-170N, CONDEA VISTA LPA-210, ciclohexanona, y succinato de dimetilo), carbonatos de alquilo y de dialquilo (p. ej., carbonato de dimetilo, carbonato de dibutilo, dicarbonato de di-t-butilo, carbonato de etileno, y carbonato de propileno), alquilenglicoles y polialquilenglicoles, y éteres y ésteres de los mismos (p. ej., éter n-butílico de etilenglicol, éteres n-butílicos de dietilenglicol, éter metílico de propilenglicol, éter metílico de dipropilenglicol, éter metílico de tripropilenglicol, y acetato de éter metílico de dipropilenglicol), lactonas (p. ej., (gamma)butirolactona, (epsilon)caprolactona, y (delta) dodecanolactona), alcoholes y dioles (2-metoxi-2-propanol; 1-octanol; 2-etil hexanol, ciclopentanol; 1,3 -propanodiol; 2,3-butanodiol; 2-metil-2,4-pentanodiol) y polidimetilsiloxanos (p. ej., decametiltetrasiloxano, decametilpentasiloxano, y hexametildisloxano), etc. cosolventes particularmente adecuados incluyen C_{1}-C_{6} alcoholes (p. ej., metanol, etanol, isopropanol, n-propanol), C_{1}-C_{6} dioles,metano, etano, propano, butano, n-pentano, n-hexano, ciclohexano, n-heptano, etileno, propileno, benceno, tolueno, p-xileno, dióxido de azufre, clorotrifluorometano, triclorofluorometano, perfluoropropano, clorodifluorometano, hexafluoruro de azufre y óxido nitroso. El cosolvente preferido es un C_{1}-C_{6} alcohol o diol. Más preferiblemente el cosolvente es un C_{1}-C_{5} alcohol. Más preferiblemente el cosolvente es un C_{4}-C_{4} alcohol.
Los cosolventes mencionados son ventajosamente
empleados en una cantidad de al menos el 0,1% en peso de la
composición de limpieza en seco, más preferiblemente en una
cantidad del 0,1-10% en peso.
Como será evidente para los expertos en la
técnica, numerosos ingredientes adicionales pueden ser incluidos en
la presente composición de limpieza en seco fluida, incluyendo
detergentes, blanqueadores, suavizantes, encolado, almidones,
enzimas, peróxido de hidrógeno o una fuente de peróxido de
hidrógeno, fragancias, etc.
El presente método es realizado de manera
adecuada alrededor de la temperatura ambiente. Por lo tanto, en una
forma de realización preferida el método comprende la puesta en
contacto del artículo con la composición de limpieza en seco fluida
a una temperatura entre 0 y 30°C. De forma similar, en una forma de
realización preferida la fase a) comprende la puesta en contacto
del artículo con la composición de limpieza en seco fluida a una
presión entre 2 y
25 MPa.
25 MPa.
En la práctica, en una forma de realización
preferida de la invención, el artículo que debe ser limpiado y la
composición de limpieza en seco fluida son combinadas en un tambor
cerrado. La composición de limpieza en seco líquida es
preferiblemente proporcionada en una cantidad tal que el tambor
cerrado contenga tanto una fase líquida como una fase de vapor (es
decir, de tal modo que el tambor no esté completamente llenado con
el artículo y la composición líquida). El artículo es luego agitado
en el tambor, preferiblemente de tal modo que el artículo entre en
contacto con la composición de limpieza en seco líquida y la fase
de vapor, realizándose la agitación durante un tiempo suficiente
para limpiar el artículo. El artículo limpiado puede posteriormente
ser eliminado del tambor.
El artículo puede opcionalmente ser enjuagado
(por ejemplo, eliminando la composición del tambor, añadiendo una
solución de enjuague tal como dióxido de carbono líquido (con o sin
ingredientes adicionales tales como agua, cosolvente, etc.) al
tambor, agitando el artículo en la solución de enjuague, eliminando
la solución de enjuague, y repitiendo según se desee), después de
la fase de agitación y antes de que se elimine del tambor. Las
composiciones de limpieza en seco y las soluciones de enjuague
pueden ser eliminadas por cualquiera de los medios adecuados,
incluyendo tanto el drenaje como la ventilación.
En una forma de realización particularmente
preferida de la invención, el presente método comprende una fase de
aclarado donde la composición de limpieza en seco original es
sustituida por una composición que contiene dióxido de carbono
densificado, y opcionalmente otros componentes, pero ningún agente
tensioactivo iónico sin disolver. Esta composición puede ser usada
ventajosamente para eliminar cualquier agente tensioactivo restante
sin disolver. La operación de aclarado con dióxido de carbono
densificado puede ser repetida varias veces de manera adecuada.
Preferiblemente el dióxido de carbono densificado usado en la
operación de aclarado contiene un cosolvente tal y como se ha
definido anteriormente en la presente y/o agua, como tal un
cosolvente puede facilitar la disolución del agente tensioactivo
iónico sin disolver y el agua puede incrementar la eliminación de
tierras no granuladas.
Cualquier aparato de limpieza adecuado puede ser
empleado, incluso aparatos de tambor horizontal y de tambor
vertical. Cuando el tambor es un tambor horizontal, la fase de
agitación se realiza simplemente por rotación del tambor. Cuando el
tambor es un tambor vertical normalmente tiene un agitador situado
en el mismo, y la fase de agitación se realiza moviendo, (p. ej.,
girando, u oscilando) el agitador dentro del tambor. Una fase de
vapor puede ser proporcionada impartiendo esfuerzos de cizalla
suficientes dentro del tambor para producir una cavitación en la
composición de limpieza en seco líquida.
Finalmente, en una forma de realización
alternativa de la invención, la agitación puede ser impartida
mediante agitación de chorro como se describe en la patente
estadounidense N°. 5,467,492 de Chao et al. Como se ha
observado arriba, la composición de limpieza en seco fluida, es
preferiblemente una composición de temperatura ambiente, y la fase
de agitación es preferiblemente realizada a temperatura ambiente,
sin la necesidad de asociar un elemento de calentamiento con el
aparato de limpieza.
La invención es posteriormente ilustrada
mediante los ejemplos siguientes.
\newpage
Ejemplo
1
El experimento se realiza en un recipiente de 25
litros con un tambor giratorio de 10 litros. El recipiente tiene
dos cristales de observación para controlar el comportamiento del
fluido. Durante el ciclo de limpieza y de aclarado el tambor
giratorio gira alternativamente en el sentido de las agujas del
reloj durante 30 segundos y en el sentido contrario al de las agujas
del reloj durante 30 segundos ambos a una velocidad de 75 ciclos
por minuto. El fluido de limpieza en seco es circulado por el
recipiente usando una bomba centrífuga. El tubo desde el recipiente
hasta la bomba contiene un filtro, mientras que el tubo de la bomba
hacia el recipiente contiene un intercambiador térmico para
controlar la temperatura de todo el sistema. El equipamiento
contiene un medidor del flujo másico, un indicador de la
temperatura y un indicador de la presión.
Durante el ciclo de limpieza el tambor giratorio
es llenado con diez tejidos de prueba pequeños premanchados. Estos
tejidos de prueba manchados son:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Los tejidos de prueba fueron fijados a una carga
complementaria de 400 gramos de tejidos de algodón blanco. Los
tejidos de prueba manchados fueron analizados antes y después del
ciclo de limpieza para determinar el cambio de la coloración de los
tejidos. Los valores fueron expresados en valores Lab. La
diferencia de color absoluto entre dos muestras en el espacio Lab se
expresa como:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Para examinar la eficacia de la limpieza, tanto
los tejidos limpiados como los manchados son comparados con el
tejido original no manchado, conduciendo a las diferencias de color
absolutas \DeltaE_{manchado-no \ ensuciado} y
\DeltaE_{limpiado-no \ ensuciado}. El índice de
rendimiento de limpieza de un experimento se expresa como:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Cuando el tejido está el valor CPI_{lab} es
100%, cuando la limpieza no tiene efecto el valor es 0%.
La limpieza es comenzada rellenando el
recipiente a las condiciones ambientes con la carga complementaria
y los tejidos de prueba manchados unidos. Posteriormente un fluido
de limpieza comprendiendo 250 gramos de isopropanol; 25 gramos de
agua y 39 gramos de dodecilamina disuelta, fueron añadidos a la
carga de tejidos. El recipiente fue cerrado y presurizado con 6 kg
de dióxido de carbono líquido de un tanque de almacenamiento. El
sistema alcanzó una presión de 48 baras y una temperatura de 12ºC.
A través de los cristales de observación se observó que se había
formado una gran cantidad de partículas pequeñas. Las partículas
fueron recogidas y analizadas. Se descubrió que el material en las
partículas presentó un punto de fusión que fue aproximadamente 20°C
superior al punto de fusión de la dodecilamina.
El tambor giratorio fue accionado y el tejido es
limpiado durante 30 minutos. Después de la limpieza el recipiente
fue enjuagado con 12 kg de dióxido de carbono fresco del recipiente
de almacenamiento durante 10 minutos, mientras que se mantenía el
sistema a 48 baras. Posteriormente el recipiente fue despresurizado
tras lo cual se abrió, los tejidos limpiados fueron retirados y las
diferencias de color fueron medidas. Los valores CPI_{lab}
obtenidos están mostrados en la tabla más abajo.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
2
El ejemplo 1 fue repetido con la excepción de
que el fluido de limpieza estuvo compuesto por 250 gramos de
isopropanol; 25 gramos de agua y 40 gramos de dioctilamina. El
recipiente fue cerrado y presurizado con 6 kg de dióxido de carbono
líquido de un tanque de almacenamiento. El sistema alcanzó una
presión de 48 baras y una temperatura de 12ºC. A través de los
cristales de observación se observó que se había formado una gran
cantidad de partículas pequeñas. Después de la limpieza, el
recipiente fue enjuagado y despresurizado como se describe en el
ejemplo 1. Los valores CPI_{lab} encontrados para cada uno de los
tejidos de la prueba están mostrados en la tabla abajo.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
3
El ejemplo 1 fue repetido con la excepción de
que esta vez se pusieron 50 gramos de estearato de sodio sólido y
25 gramos de agua en el recipiente de limpieza. El recipiente fue
cerrado y presurizado con 4 kg de dióxido de carbono líquido de un
tanque de almacenamiento. El sistema alcanzó una presión de 46
baras y una temperatura de 10ºC. A través del cristal de
observación se observó que una gran cantidad de estearato de sodio
no se disolvió en el dióxido de carbono. Después de la limpieza, el
recipiente fue enjuagado y despresurizado como se describe en el
ejemplo 1. Los valores CPI_{lab} encontrados para cada uno de los
tejidos de la prueba están mostrados en la tabla más abajo.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
4
El ejemplo 1 fue repetido con la excepción que
esta vez 10 gramos de dodecil sulfato de sodio sólido y 25 gramos
de agua fueron puestos el recipiente de limpieza. El recipiente fue
cerrado y presurizado con 6 kg de dióxido de carbono líquido de un
tanque de almacenamiento. El sistema alcanzó una presión de 46
baras y una temperatura de 11ºC. A través del cristal de
observación se observó que una gran cantidad de dodecil sulfato de
sodio no se disolvió en el dióxido de carbono. Después de la
limpieza, el recipiente fue enjuagado y despresurizado como se
describe en el ejemplo 1. Los valores CPI_{lab} encontrados para
cada uno de los tejidos de la prueba están mostrados en la tabla
más abajo.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
5
(Ejemplo de referencia, no según la
invención)
El ejemplo 1 fue repetido con la excepción de
que el fluido de limpieza estuvo compuesto por 250 gramos de
isopropanol; 25 gramos de agua y 1 gramo de tribenzilamina. El
recipiente fue cerrado y presurizado con 6 kg de dióxido de carbono
líquido de un tanque de almacenamiento. El sistema alcanzó una
presión de 45 baras y una temperatura de 10ºC. A través del cristal
de observación se observó que se había formado una gran cantidad de
partículas pequeñas. Después de la limpieza, el recipiente fue
enjuagado y despresurizado como se describe en el ejemplo 1. Los
valores CPI_{lab} encontrados para cada uno de los tejidos de la
prueba están mostrados en la tabla más abajo.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
6
El ejemplo 1 fue repetido con la excepción de
que el fluido de limpieza estuvo compuesto por 255 gramos de
isopropanol; 25 gramos de agua y 1 gramo de octadecilamina. El
recipiente fue cerrado y presurizado con 6 kg de dióxido de carbono
líquido de un tanque de almacenamiento. El sistema alcanzó una
presión de 48 baras y una temperatura de 12ºC. A través del cristal
de observación se observó que se habían formado partículas pequeñas.
Después de la limpieza, el recipiente fue enjuagado y
despresurizado como se describe en el ejemplo 1. Los valores
CPI_{lab} encontrados para cada uno de los tejidos de la prueba
están mostrados en la tabla más abajo.
Ejemplo
7
El ejemplo 6 fue repetido con la excepción de
que el fluido de limpieza estuvo compuesto por 251 gramos de
isopropanol; 25 gramos de agua y 5 gramos de octadecilamina. El
recipiente fue cerrado y presurizado con 6 kg de dióxido de carbono
líquido de un tanque de almacenamiento. El sistema alcanzó una
presión de 46 baras y una temperatura de 11ºC. A través del cristal
de observación se observó que se habían formado partículas pequeñas.
Después de la limpieza, el recipiente fue enjuagado y
despresurizado como se describe en el ejemplo 1. Los valores
CPI_{lab} encontrados para cada uno de los tejidos de la prueba
están mostrados en la tabla más abajo.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
8
El ejemplo 6 fue repetido con la excepción de
que el fluido de limpieza estuvo compuesto por 250 gramos de
isopropanol; 25 gramos de agua y 10 gramos de octadecilamina. El
recipiente fue cerrado y presurizado con 6 kg de dióxido de carbono
líquido de un tanque de almacenamiento. El sistema alcanzó una
presión de 48 baras y una temperatura de 12ºC. A través del cristal
de observación se observó que se había formado una cantidad
sustancial de partículas pequeñas. Después de la limpieza, el
recipiente fue enjuagado y despresurizado como se describe en el
ejemplo 1. Los valores CPI_{lab} encontrados para cada uno de los
tejidos de la prueba están mostrados en la tabla más abajo.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
9
El ejemplo 6 fue repetido con la excepción de
que el fluido de limpieza estuvo compuesto por 250 gramos de
isopropanol; 30 gramos de agua y 40 gramos de octadecilamina. El
recipiente fue cerrado y presurizado con 6 kg de dióxido de carbono
líquido de un tanque de almacenamiento. El sistema alcanzó una
presión de 46 baras y una temperatura de 11ºC. A través del cristal
de observación se observó que se había formado una gran cantidad de
partículas pequeñas. Después de la limpieza, el recipiente fue
enjuagado y despresurizado como se describe en el ejemplo 1. Los
valores CPI_{lab} encontrados para cada uno de los tejidos de la
prueba están mostrados en la tabla más abajo.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
10
El ejemplo 1 fue repetido con la excepción de
que el fluido de limpieza estuvo compuesto por 250 gramos de
isopropanol y 10 gramos de
N-Lauroil-L-lisina.
El recipiente fue cerrado y presurizado con 6 kg de dióxido de
carbono líquido de un tanque de almacenamiento. El sistema alcanzó
una presión de 57 baras y una temperatura de 20ºC. A través del
cristal de observación se observó que se había formado una gran
cantidad de partículas pequeñas. Después de la limpieza, el
recipiente fue enjuagado y despresurizado como se describe en el
ejemplo 1. Los valores CPI_{lab} encontrados para cada uno de los
tejidos de la prueba están mostrados en la tabla más abajo.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
11
El ejemplo 1 fue repetido con la excepción de
que el fluido de limpieza estuvo compuesto por 250 gramos de
isopropanol y 5 gramos de
N-Lauroil-L-lisina.
El recipiente fue cerrado y presurizado con 6 kg de dióxido de
carbono líquido de un tanque de almacenamiento. El sistema alcanzó
una presión de 52 baras y una temperatura de 16ºC. A través del
cristal de observación se observó que se había formado una gran
cantidad de partículas pequeñas. Después de la limpieza, el
recipiente fue enjuagado con dióxido de carbono puro y
despresurizado como se describe en el ejemplo 1. Posteriormente un
fluido de aclarado comprendiendo 250 gramos de isopropanol y 25
gramos de agua fue añadido a la carga de tejidos. El recipiente fue
cerrado y presurizado con 6 kg de dióxido de carbono líquido de un
tanque de almacenamiento. El tambor giratorio fue accionado y el
tejido fue enjuagado durante 30 minutos. Después de esta fase de
aclarado, el recipiente fue enjuagado otra vez con dióxido de
carbono puro y despresurizado como se describe en el ejemplo 1.
Ejemplo comparativo
A
El ejemplo 1 fue repetido con la excepción de
que no se introdujo ningún líquido de limpieza en el recipiente. El
recipiente fue cerrado y presionado con 12 kg de dióxido de carbono
líquido de un tanque de almacenamiento. El sistema alcanzó una
presión de 45 baras y una temperatura de 10ºC. Después de la
limpieza, el recipiente fue enjuagado y despresurizado como se
describe en el ejemplo 1. Los valores CPI_{lab} encontrados para
cada uno de los tejidos de la prueba están mostrados en la tabla
más abajo.
\newpage
El rendimiento de limpieza (expresado como
valores CPI_{lab}) conseguido en cada uno de los ciclos de
limpieza descritos en los ejemplos mencionados está resumido en la
siguiente tabla:
\vskip1.000000\baselineskip
Los resultados anteriores muestran que la
adición de un agente tensioactivo fónico mejora espectacularmente
el rendimiento de limpieza. Los ejemplos 1, 2, 3, 4, 9, 10 y 11
ilustran que los beneficios de la presente invención pueden ser
obtenidos con diferentes tipos de agentes tensioactivos fónicos,
aunque el rendimiento de limpieza mejorado puede manifestarse de
diferentes maneras. Los resultados también indican que las aminas
son particularmente eficaces. Los ejemplos 6, 7, 8 y 9 indican que
un aumento de la concentración del agente tensioactivo aumenta el
rendimiento de limpieza del ciclo de lavado. Este es un resultado
sorprendente puesto que la cantidad aplicada de agente tensioactivo
disuelto es la misma en todas estas muestras. Todos los ejemplos
indican que especialmente la eliminación de tierras granuladas es
mejorada espectacularmente.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de referencias citada por el
solicitante ha sido recopilada únicamente para la conveniencia
lector. No forma parte del documento de patente europea. Aunque se
ha tenido bastante cuidado al redactar las referencias, no se
pueden excluir errores u omisiones y la EOP renuncia a toda
responsabilidad en este sentido.
US 5279615 A [0003]
DE 3904514 A [0005]
US 5676705 A [0006]
US 5858022 A [0007]
US 6200352 B [0008]
US 5467492 A [0032]
Claims (10)
1. Método de limpieza en seco de un artículo,
especialmente tejido, que comprende las fases sucesivas de:
a) poner en contacto el artículo con una
composición de limpieza en seco fluida que contiene dióxido de
carbono densificado a una temperatura entre -20 y 60°C y una
presión entre 1 y 100 MPa, para permitir que las manchas se
disuelvan y/o se dispersen en la composición de limpieza en seco
fluida y
b) separar el artículo y la composición de
limpieza en seco fluida;
donde la composición de limpieza en seco fluida
comprende agente tensioactivo fónico en una concentración de entre
el 0,01 y el 15% en peso de dióxido de carbono y donde durante la
fase a) al menos el 10%, preferiblemente al menos el 30% de dicho
agente tensioactivo iónico está presente en una forma sólida no
disuelta; dicho agente tensioactivo fónico estando representado por
la fórmula R_{1}X, XR_{1}X o R_{2}YR_{2'}; donde:
R_{1} es un C_{1}-C_{22}
alquilo sustituido o insustituido, lineal o ramificado
opcionalmente heterogéneo: un C_{3}-C_{16}
cicloalquilo sustituido o insustituido opcionalmente heterogéneo;
un C_{1}-C_{22} alquenilo sustituido o
insustituido, lineal o ramificado, opcionalmente heterogéneo; o un
arilo sustituido o insustituido, opcionalmente heterogéneo;
R_{2} y R_{2'} independientemente son
R_{1}, X, R_{a} X o R_{a}(X)_{2};
R_{a} es un C_{1}-C_{22}
alquilo sustituido o insustituido, lineal o ramificado,
opcionalmente heterogéneo; un C_{3}-C_{16}
cicloalquilo sustituido o insustituido, opcionalmente heterogéneo;
un C_{1}-C_{22} alquenilo sustituido o
insustituido, lineal o ramificado, opcionalmente heterogéneo; o un
arilo sustituido o insustituido, opcionalmente heterogéneo; y
donde
X es NH_{2}, NH_{3}^{+}, COOM_{1},
COO^{-}, OP(O)(OM_{1})(OM_{2}),
OS(O)_{2}(OM_{1}):
Y es NH; y
M_{1} y M_{2} independientemente representan
sodio, potasio, amonio o hidrógeno.
2. Método según la reivindicación 1, donde la
duración de la fase a) excede 1 minuto, preferiblemente 2
minutos.
3. Método según la reivindicación 1 o 2, donde
el método comprende una fase de aclarado donde la composición de
limpieza en seco fluida es sustituida por una composición de
aclarado que contiene dióxido de carbono densificado, pero ningún
agente tensioactivo fónico sin disolver.
4. Método según la reivindicación 3, donde la
composición de aclarado contiene cosolvente y/o agua.
5. Método según la reivindicación 1 donde X es
NH_{2} y/o COOM_{1} y Y es NH.
6. Método según la reivindicación 1, donde
R_{1} y R_{a} independientemente son un
C_{3}-C_{22} alquilo sustituido o insustituido,
lineal o ramificado, opcionalmente heterogéneo o son un
C_{3}-C_{22} alquenilo sustituido o
insustituido, lineal o ramificado, opcionalmente heterogéneo.
7. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 1-6, donde la composición de
limpieza en seco fluida contiene entre el 0,0001 y el 5% peso de
agua.
8. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 1-7, donde la composición de
limpieza en seco fluida contiene un cosolvente seleccionado del
grupo que consiste en hidrocarburos alifáticos y aromáticos, y
ésteres y éteres de los mismos, carbonatos de alquilo y dialquilo,
alquilenglicoles y polialquilenglicoles, y éteres y ésteres de los
mismos, lactonas, alcoholes y dioles, polidimetilsiloxanos y
combinaciones de los mismos.
9. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 1-8, donde la fase a) comprende la
puesta en contacto del artículo con la composición de limpieza en
seco fluida a una temperatura entre 0 y 30°C.
10. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 1-10, donde la fase a) comprende
la puesta en contacto del artículo con la composición de limpieza
en seco fluida a una presión entre 2 y 25 MPa.
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