KR100866659B1 - 증기상 실록산 드라이 클리닝 방법 - Google Patents
증기상 실록산 드라이 클리닝 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명의 방법은 얼룩진 또는 오염된 제품의 클리닝을 위해 증기상으로 휘발성 환형, 선형 또는 분지형 실록산을 사용하는 것을 포함하는 클리닝 방법에 관한 것이다.
상기 선형 또는 분지형 실록산은 하기 화학식 I으로 표시된다:
화학식 I
M2+y+2zDxTyQz
상기 식에서,
M은 R1 3SiO1/2이고,
D는 R2R3SiO2/2이고,
T는 R4SiO3/2이고,
Q는 SiO4/2이며,
R1, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 40의 일가 탄화수소 라디칼이고,
x, y 및 z는 각각 0 ≤ x ≤ 10, 0 ≤ y ≤ 10, 및 0 ≤ z ≤ 10의 정수이다.
환형 실록산은 하기 화학식 II로 표시된다:
화학식 II
상기 식에서,
R5, R6, R7 및 R8은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 40의 일가 탄화수소 기이고,
a 및 b는 각각 0 ≤ a ≤ 10 및 0 ≤ b ≤ 10의 정수이되, 3 ≤ (a+b) ≤ 10을 충족시킨다.
Description
본 발명은 드라이 클리닝 방법, 더욱 구체적으로는 증기상 실록산을 이용한 드라이 클리닝 방법에 관한 것이다.
현행의 드라이 클리닝 기술은 클리닝 용매로서 퍼클로로에틸렌("PERC") 또는 석유계 물질을 사용하고 있다. PERC는 독성 및 냄새 문제를 갖고 있다. 상기 석유계 물질은 의류를 클리닝하는 데 있어서 PERC만큼 효과적이지 않다.
환형 실록산이 얼룩 클리닝 용액(US 4,685,930 호 참고), 및 드라이 클리닝 기계에서의 드라이 클리닝액으로서(US 5,942,007 호 참고) 보고되어 있다. 다른 특허 문헌에는, 석유 용매 중의 실리콘 비누의 사용이 개시되어 있으며(JP 09299687 호 참고), 초임계 이산화탄소 용액 중의 실리콘 계면활성제의 사용 또한 보고되어 있다(예컨대, US 5,676,705 호 및 문헌 "Chem. Mark. Rep., 15 Dec 1997, 252(24), p. 15" 참고). 또한, 비휘발성 실리콘 오일이 퍼플루오로알칸으로 실리콘 오일을 제거하는 2차 세척에 의한 제거를 필요로 하는 클리닝 용매로서 사용되고 있다(JP 06327888 호 참고).
실록산 또는 유기개질된 실리콘을 PERC 또는 석유계 드라이 클리닝 용매에서 첨가물(addenda)로서 소개하고 있는 수많은 다른 특허 문헌이 발행되었다(예컨대, WO 9401510 호, US 4911853 호, US 4005231 호 및 US 4065258 호 참고).
드라이 클리닝 방법에서 다량의 용매를 사용할 필요성을 줄이는 데 계속 관심을 집중되고 있다.
발명의 요약
본 발명의 방법은 제품의 클리닝을 위해 증기상으로 휘발성 환형, 선형 또는 분지형 실록산을 사용하는 것을 포함하는 클리닝 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, a) 얼룩진 제품을 증기상 실리콘 화합물과 접촉시키는 단계, b) 상기 얼룩진 제품과 접촉된 증기상 실리콘 화합물을 액상으로 응축시켜 응축된 실리콘 액체로 되게 하는 단계, 및 c) 상기 응축된 실리콘 액체를 제품으로부터 배수시킴으로써 얼룩진 제품을 클리닝하는 단계를 포함하는, 얼룩진 제품을 클리닝하는 방법을 제공한다.
다른 실시양태에서, 본 발명은, a) 얼룩진 의류를 증기상 실리콘 화합물과 접촉시키는 단계, b) 상기 얼룩진 의류와 접촉된 증기상 실리콘 화합물을 액상으로 응축시켜 응축된 실리콘 액체로 되게 하는 단계, 및 c) 상기 응축된 실리콘 액체를 의류로부터 배수시킴으로써 얼룩진 의류를 클리닝하는 단계를 포함하는, 얼룩진 의류를 클리닝하는 방법을 제공한다.
본 발명의 실시에 유용한 화합물은 선형, 분지형 또는 환형 휘발성 실록산 화합물일 수 있다. 일반적으로, 본 발명의 실시에 사용하기 적합하며 휘발성인 이들 실록산은, 실온, 즉 약 25℃에서 휘발성인 실록산이다. 휘발성은 소정의 온도에서의 정량적 측정치로서 광범위하게 정의되며 소정의 온도에서 분압 또는 증기압, 즉 760㎜Hg 미만의 압력을 수반한다. 광범위하게는, 휘발성 실록산은 20℃ 온도에서 0.01㎜Hg 초과의 증기압 또는 분압(본원에서 사용되는 바와 같이, 이들 두 용어는 상호교환가능하다)을 갖는 실록산이다.
본 발명의 선형 또는 분지형 휘발성 실록산 용매로서 적합한 화합물은 2 내지 20개의 규소원자를 포함하는 폴리실록산 구조를 보유하는 것이다. 바람직하게는, 선형 또는 분지형 휘발성 실록산은 비교적 휘발성인 물질, 예컨대 760㎜Hg의 압력에서 약 300℃ 미만의 비점을 갖는 물질이다.
한 실시양태에서, 선형 또는 분지형 휘발성 실록산은 하나 이상의 하기 화학식 I의 화합물을 포함한다.
상기 식에서,
M은 R1
3SiO1/2이고,
D는 R2R3SiO2/2이고,
T는 R4SiO3/2이고,
Q는 SiO4/2이며,
R1, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 40의 일가 탄화수소 라디칼이고,
x, y 및 z는 각각 0 ≤ x ≤ 10, 0 ≤ y ≤ 10, 및 0 ≤ z ≤ 10의 정수이다.
적합한 일가 탄화수소 기는 선형 탄화수소 라디칼, 분지형 탄화수소 라디칼, 일가 지환족 탄화수소 라디칼, 일가 및 방향족 또는 플루오로 함유 탄화수소 라디칼을 포함한다. 바람직한 일가 탄화수소 라디칼은 일가 알킬 라디칼, 일가 아릴 라디칼 및 일가 아르알킬 라디칼이다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "(C1-C6)알킬"은 기당 1 내지 6개의 탄소를 함유하는 선형 또는 분지형 알킬 기를 의미하며, 그의 예로는 메틸, 에틸, 프로필, iso-프로필, n-부틸, iso-부틸, sec-부틸, tert-부틸, 펜틸, 헥실이 있고, 바람직하게는 메틸이다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "아릴"은 기당 하나 이상의 방향족 또는 플루오로 함유 고리를 보유하는 일가 불포화 탄화수소 고리 시스템을 의미하며, 이는 상기 하나 이상의 방향족 또는 플루오로 함유 고리상에서 바람직하게는 하나 이상의 (C1-C6)알킬 기로 치환될 수 있거나 치환될 수 없고, 2개 이상의 고리의 경우 융합된 고리일 수 있고, 융합된 고리의 예로는 페닐, 2,4,6-트리메틸페닐, 2-이소프로필메틸페닐, 1-펜탈레닐, 나프틸, 안트릴이 포함되고, 바람직하게는 페닐이다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "아르알킬"은 알킬 기, 바람직하게는 (C2-C6)알킬 기의 아릴 유도체로서, 여기서 상기 아릴 유도체의 알킬 부분은 선택적으로 산소원자에 의해 단절될 수 있음을 의미하며, 그 예로는 페닐에틸, 페닐프로필, 2-(1-나프틸)에틸이 있고, 바람직하게는 페닐프로필, 페닐옥시프로필, 비페닐옥시프로필이다.
다른 실시양태에서, 일가 탄화수소 라디칼은 일가 (C1-C6)알킬 라디칼, 가장 바람직하게는 메틸이다.
다른 실시양태에서, 선형 또는 분지형 휘발성 실록산은 헥사메틸디실록산, 옥타메틸트리실록산, 데카메틸테트라실록산, 도데카메틸펜타실록산, 테트라데카메틸헥사실록산 또는 헥사데카메틸헵타실록산 또는 메틸트리스(트리메틸실록시)실란중 하나 이상을 포함한다. 더욱더 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 선형 또는 분지형 휘발성 실록산으로는 옥타메틸트리실록산, 데카메틸테트라실록산, 도데카메틸펜타실록산 또는 메틸트리스(트리메틸실록시)실란이 포함된다. 더욱 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 조성물의 실록산 성분은 필수적으로 데카메틸테트라실록산으로 이루어진다.
적합한 선형 또는 분지형 휘발성 실록산은 공지된 방법, 예컨대 하나 이상의 테트라클로로실란, 메틸트리클로로실란, 디메틸디클로로실란, 트리메틸클로로실란 의 가수분해 및 축합반응, 또는 헥사메틸디실록산과 옥타메틸사이클로테트라실록산의 평형 혼합물의 목적하는 분획의 단리 등에 의해 제조되며, 이들은 시판중이다.
본 발명의 환형 실록산 성분으로서 적합한 화합물은 고리내에 2 내지 20개의 규소원자를 포함하는 올리고머 또는 폴리실록산 고리 구조를 보유하는 것이다. 바람직하게는, 선형, 분지형 및 환형 실록산은 비교적 휘발성인 물질, 예컨대 760㎜Hg의 압력에서 약 300℃ 미만의 비점을 갖는 물질이다. 따라서, 본 발명의 방법을 실시하는 데 유용한 휘발성 실록산 화합물을 한정하기 위해서, 휘발성 실록산은 선형, 분지형 또는 환형에 관계없이 약 10 내지 약 300℃의 온도에서 0.01 내지 760㎜Hg의 증기압을 갖는다.
다른 실시양태에서, 환형 실록산은 하나 이상의 하기 화학식 II의 화합물을 포함한다.
상기 식에서,
R5, R6, R7 및 R8은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 40의 일가 탄화수소 기이고,
a 및 b는 각각 0 ≤ a ≤ 10 및 0 ≤ b ≤ 10의 정수이되, 단 3 ≤ (a+b) ≤ 10이다.
또다른 실시양태에서, 환형 실록산은 옥타메틸사이클로테트라실록산, 데카메틸사이클로펜타실록산, 도데카메틸사이클로헥사실록산, 테트라데카메틸사이클로헵타실록산중 하나 이상을 포함한다. 더욱더 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 환형 실록산은 옥타메틸사이클로테트라실록산 또는 데카메틸사이클로펜타실록산을 포함한다. 또다른 실시양태에서, 본 발명의 조성물의 환형 실록산 성분은 필수적으로 데카메틸사이클로펜타실록산으로 이루어진다.
적합한 환형 실록산은 공지된 방법, 예컨대 알킬할로실란(예: 디메틸디클로로실란)의 가수분해 및 축합반응에 의해 제조되며, 이들은 시판중이다.
본 발명의 방법은, 용매 저장기내에서 실리콘을 가열시키고 선택적으로는 압력을 저하시켜 실리콘을 증발시켜 증기상 실리콘을 생성시킨 후, 상기 실리콘 증기를 클리닝할 의류와 접촉시키는 단계를 포함한다. 본 발명의 방법에 유용한 화합물을 나타내는 화학식이 이미 기술되어 있지만, 한 실시양태에서 본 발명의 실시에 유용한 화합물은 약 20 내지 약 100℃의 온도에서 약 3.0 내지 약 760㎜Hg의 증기압을 가져야 한다. 제 2 실시양태에서, 본 발명의 실시에 유용한 화합물은 약 20 내지 약 270℃의 온도에서 약 0.01 내지 약 760㎜Hg의 증기압을 가져야 한다. 제 3 실시양태에서, 본 발명의 실시에 유용한 화합물은 약 20 내지 약 134℃의 온도에서 약 1.0 내지 약 760㎜Hg의 증기압을 가져야 한다. 제 4 실시양태에서, 본 발명의 실시에 유용한 화합물은 약 20 내지 약 264℃의 온도에서 약 0.01 내지 약 760㎜Hg의 증기압을 가져야 한다.
다르게는, 기계적 수단을 포함하는 당해 분야에 공지된 다른 방법을 이용하여 실리콘 증기를 형성할 수 있다.
이렇게 형성된 본 발명의 화합물의 증기를 대기압 또는 감압하에서 소정의 시간 동안 클리닝할 직물과 접촉시키는데, 여기서 이들 동일한 증기는 직물내에서 응축되어 오물 또는 얼룩을 분해하고, 직물로부터 배수되며, 상기 소정의 시간 후 제품을 옮기고, 필요하다면 냉각시키며, 공기 건조, 열 건조 등과 같은 당해 분야에 공지된 다양한 방법으로 건조시킨다. 한 실시양태에서, 본 발명의 방법은 일정 압력하에서 실시될 수 있다. 다른 실시양태에서, 본 발명의 방법은, 공정의 단계들 도중 변하는 압력하에서 실시하는데, 예컨대 초기에는 클리닝할 의류를 대기압 미만의 압력하에서 증기와 접촉시킨 후, 상기 압력을 대기압으로 증가시켜 의류내의 증기를 응축시키고, 의류로부터 클리닝 유체를 배수시킨다.
다르게는, 제품을 클리닝 용기내에 남겨두고, 실리콘 또는 실리콘 함유 용매를 다양한 수단에 의해 제거하고, 상기 제품을 전형적인 건조 클리닝 기계내에서 통상적으로 관찰되는 바와 같이 클리닝 용기내에서 건조시킨다.
제품, 예컨대 피륙 또는 가죽 제품, 전형적으로 의류는 본 발명의 조성물의 증기를 상기 제품과 접촉시켜 클리닝한다. 바람직한 실시양태에서, 클리닝할 제품은 천연 섬유(예: 면, 모, 아마 및 대마)로부터 제조된 피륙, 합성 섬유(예: 폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유, 폴리프로필렌 섬유 및 엘라스토머 섬유)로부터 제조된 피륙, 천연 섬유와 합성 섬유의 블렌드로부터 제조된 피륙, 천연 또는 합성 가죽, 또는 천연 또는 합성 모피를 포함한다.
그 다음으로, 제품과 드라이 클리닝 조성물을 예컨대 하나 이상의 배수 및 원심분리로 분리한다. 바람직한 실시양태에서, 제품과 드라이 클리닝 조성물의 분리 후, 제품에 열을 적용하는데, 바람직하게는 15 내지 120℃, 바람직하게는 20 내지 100℃의 온도로 가열시키거나, 감압, 바람직하게는 1 내지 750㎜Hg의 압력을 적용시키거나, 또는 이들 가열과 감압 모두를 제품에 적용시킨다.
오일에서 용해될 수 있는 얼룩 제거를 위한 시험은 청색 50/50 면/폴리 천 및 적색 새틴(satin) 직물을 사용하여 실시하였다. 약 2in2 샘플을 모터 오일로 얼룩지게 하고, 온도계가 장착된 큰 유리 용기 내의 와이어를 이용하여 상기 샘플을 매달아 놓고, 휘발성 실리콘 용매를 응축시킬 수 있는 유닛(unit)으로 응축시켰다. 용매 증기가 제품을 포화시키지만 되돌아오는 응축된 용매와 접촉되지 않도록 제품을 배치하였다.
본 발명의 방법은 의류 또는 의류 제품의 클리닝에 국한되지 않으며, 실리콘 화합물내에서 용해되어 배수됨으로써 제품으로부터 제거되는 실리콘 가용성 오염물로 오염된 임의의 제품에도 본 발명의 방법이 적용될 수 있다.
하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것으로 청구의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예 1 - 대기압, 환형 용매
적색 새틴 및 청색 면/폴리 직물 샘플들을 모터 오일로 처리한 후, 18시간 동안 얼룩지게 하여 와이어 홀더에 부착시키고, D5(데카메틸사이클로펜타실록산)의 저장기 위에 매달았다. 용매를 가열하여 끓이고, 증기를 5분 동안 얼룩진 직물과 접촉시켰다. 이후, 열을 제거하고, 용기를 냉각시키고, 샘플들을 옮기고, 공기 건조시키고, 평가하였다. 모든 오일의 흔적이 모든 직물로부터 제거되었다. 새틴 직물로부터 적색 염료가 일부 추출되었다.
실시예 2 - 감압, 환형 용매
적색 새틴 및 청색 면/폴리 직물 샘플들을 모터 오일로 처리한 후, 18시간 동안 얼룩지게 하여 와이어 홀더에 부착시키고, D5의 저장기 위에 매달았다. 시스템내의 압력을 1 내지 2㎜Hg로 감소시키고, 용매 저장기의 온도를 70 내지 80℃로 증가시켰다. 증기를 5분 동안 얼룩진 직물과 접촉시켰다. 이후, 열을 제거하고, 용기를 냉각시키고, 샘플들을 옮기고, 공기 건조시키고, 평가하였다. 모든 오일의 흔적이 모든 직물로부터 제거되었다. 새틴 직물로부터의 적색 염료 추출은 전혀 관찰되지 않았다.
실시예 3 - 감압, 선형 용매
적색 새틴 및 청색 면/폴리 직물 샘플들을 모터 오일로 처리한 후, 18시간 동안 얼룩지게 하여 와이어 홀더에 부착시키고, MD2M(데카메틸테트라실록산)의 저장기 위에 매달았다. 시스템내의 압력을 1 내지 2㎜Hg로 감소시키고, 용매 저장기의 온도를 70 내지 80℃로 증가시켰다. 증기를 5분 동안 얼룩진 직물과 접촉시켰다. 이후, 열을 제거하고, 용기를 냉각시키고, 샘플들을 옮기고, 공기 건조시키고, 평가하였다. 모든 오일의 흔적이 모든 직물로부터 제거되었다. 새틴 직물로부터의 적색 염료 추출은 전혀 관찰되지 않았다.
Claims (19)
- a) 얼룩진 의류를 증기상 실리콘 화합물과 접촉시키는 단계;b) 상기 얼룩진 의류와 접촉된 증기상 실리콘 화합물을 액상으로 응축시켜 응축된 실리콘 액체로 되게 하는 단계; 및c) 상기 응축된 실리콘 액체를 의류로부터 배수시킴으로써 얼룩진 의류를 클리닝하는 단계를 포함하는, 얼룩진 의류를 클리닝하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,실리콘 화합물이 하기 화학식 I의 화합물인 방법:화학식 IM2+y+2zDxTyQz상기 식에서,M은 R1 3SiO1/2이고,D는 R2R3SiO2/2이고,T는 R4SiO3/2이고,Q는 SiO4/2이며,R1, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 40의 일가 탄화수소 라디칼이고,x, y 및 z는 각각 0 ≤ x ≤ 10, 0 ≤ y ≤ 10, 및 0 ≤ z ≤ 10의 정수이다.
- 제 1 항에 있어서,실리콘 화합물이 하기 화학식 II의 화합물인 방법:화학식 II
상기 식에서,R5, R6, R7 및 R8은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 40의 일가 탄화수소 기이고,a 및 b는 각각 0 ≤ a ≤ 10 및 0 ≤ b ≤ 10의 정수이되, 3 ≤ (a+b) ≤ 10을 충족시킨다. - 제 2 항에 있어서,단계 a), b) 및 c)를 10 내지 300℃의 온도에서 각각 독립적으로 실시하는 방법.
- 제 3 항에 있어서,단계 a), b) 및 c)를 10 내지 300℃의 온도에서 각각 독립적으로 실시하는 방법.
- 제 4 항에 있어서,단계 a), b) 및 c)를 0.01 내지 760㎜Hg의 압력에서 각각 독립적으로 실시하는 방법.
- 제 5 항에 있어서,단계 a), b) 및 c)를 0.01 내지 760㎜Hg의 압력에서 각각 독립적으로 실시하는 방법.
- 제 6 항에 있어서,실리콘 화합물이 헥사메틸디실록산, 옥타메틸트리실록산, 데카메틸테트라실록산, 도데카메틸펜타실록산, 테트라데카메틸헥사실록산, 헥사데카메틸헵타실록산 및 메틸트리스(트리메틸실록시)실란으로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
- 제 7 항에 있어서,실리콘 화합물이 헥사메틸디실록산, 옥타메틸트리실록산, 데카메틸테트라실록산, 도데카메틸펜타실록산, 테트라데카메틸헥사실록산, 헥사데카메틸헵타실록산 및 메틸트리스(트리메틸실록시)실란으로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
- 삭제
- a) 얼룩진 의류를 증기상 실리콘 화합물과 접촉시키는 단계;b) 상기 얼룩진 의류와 접촉된 증기상 실리콘 화합물을 액상으로 응축시켜 응축된 실리콘 액체로 되게 하는 단계; 및c) 상기 응축된 실리콘 액체를 의류로부터 배수시킴으로써 얼룩진 의류를 클리닝하는 단계로 필수적으로 이루어진, 얼룩진 의류를 클리닝하는 방법.
- 제 11 항에 있어서,실리콘 화합물이 하기 화학식 I의 화합물인 방법:화학식 IM2+y+2zDxTyQz상기 식에서,M은 R1 3SiO1/2이고,D는 R2R3SiO2/2이고,T는 R4SiO3/2이고,Q는 SiO4/2이며,R1, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 40의 일가 탄화수소 라디칼이고,x, y 및 z는 각각 0 ≤ x ≤ 10, 0 ≤ y ≤ 10, 및 0 ≤ z ≤ 10의 정수이다.
- 제 11 항에 있어서,실리콘 화합물이 하기 화학식 II의 화합물인 방법:화학식 II
상기 식에서,R5, R6, R7 및 R8은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 40의 일가 탄화수소 기이고,a 및 b는 각각 0 ≤ a ≤ 10 및 0 ≤ b ≤ 10의 정수이되, 3 ≤ (a+b) ≤ 10을 충족시킨다. - 제 12 항에 있어서,단계 a), b) 및 c)를 10 내지 300℃의 온도에서 각각 독립적으로 실시하는 방법.
- 제 13 항에 있어서,단계 a), b) 및 c)를 10 내지 300℃의 온도에서 각각 독립적으로 실시하는 방법.
- 제 14 항에 있어서,단계 a), b) 및 c)를 0.01 내지 760㎜Hg의 압력에서 각각 독립적으로 실시하는 방법.
- 제 15 항에 있어서,단계 a), b) 및 c)를 0.01 내지 760㎜Hg의 압력에서 각각 독립적으로 실시하는 방법.
- 제 16 항에 있어서,실리콘 화합물이 헥사메틸디실록산, 옥타메틸트리실록산, 데카메틸테트라실록산, 도데카메틸펜타실록산, 테트라데카메틸헥사실록산, 헥사데카메틸헵타실록산 및 메틸트리스(트리메틸실록시)실란으로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
- 제 17 항에 있어서,실리콘 화합물이 헥사메틸디실록산, 옥타메틸트리실록산, 데카메틸테트라실록산, 도데카메틸펜타실록산, 테트라데카메틸헥사실록산, 헥사데카메틸헵타실록산 및 메틸트리스(트리메틸실록시)실란으로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
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