MXPA02003816A

MXPA02003816A - Sistema de limpieza, utilizando un solvente limpiador organico y un fluido solvente presurizado.

Info

Publication number: MXPA02003816A
Application number: MXPA02003816A
Authority: MX
Inventors: E Schulte James
Original assignee: Timothy L Racette
Priority date: 1999-10-15
Filing date: 2000-10-13
Publication date: 2004-10-14
Also published as: JP2004515560A; CA2388913A1; BR0014770A; BR0014770B1; EP1224352A1; NO20021765L; CA2388913C; EP1224352B1; ATE337428T1; WO2001029306A1; AU8021800A; NO20021765D0; DE60030305T2; DE60030305D1; AU777996B2

Abstract

Se describe un sistema de limpieza que utiliza un solvente limpiador organico y solvente de fluido a presion. El sistema no tiene ciclo convencional de secado con aire caliente que se puede evaporar. En vez, el sistema utiliza la solubilidad del solvente organico en solvente de fluido a presion asi como las propiedades fisicas de solvente de fluido a presion. Despues de un ciclo de limpieza con solvente organico, el solvente se extrae de los textiles a velocidad alta en un tambor giratorio de la misma manera en que se extraen los solventes convencionales de los textiles en maquinas convencionales de limpieza en seco con aire caliente que se puede evaporar. En vez de proceder a un ciclo de secado convencional, los textiles extraidos despues son sumergidos en solvente de fluido a presion para extraer el residuo de solvente organico de los textiles. Esto es posible porque el solvente organico es soluble en solvente de fluido a presion. Despues de haber sumergido los textiles en solvente de fluido a presion, se bombea solvente de fluido a presion desde el tambor. Por ultimo, al tambor se le cambia la presion a presion atmosferica para evaporar cualquier solvente de fluido a presion restante, permitiendo textiles limpios libres de solvente. El solvente organico es de preferencia eter n-butilico de dirpropilen glicol, eter n-butilico de tripropilen glicol o eter metilico de tripropilen glicol, una mezcla de los mismos o un solvente similar y el solvente de fluido a presion es de preferencia bioxido de carbono densificado.

Description

SISTEMA DE LIMPIEZA QUE UTILIZA UN SOLVENTE LIMPIADOR ORGÁNICO Y UN SOLVENTE DE FLUIDO A PRESIÓN ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Campo de la invención La presente invención se refiere por lo general a sistemas de li mpieza, y más en espec íf ico a sistemas de limpieza de substrato, tales como sistemas de limpieza de texti les, q ue uti l izan un solvente limpiador orgánico y un solvente de fluido a presión .

Técnica relacionada Se conoce u na variedad de métodos y sistemas para limpiar su bstratos tales como texti les, así como otras estructu ras f lexibles, precisas, delicadas o porosas que sean sensibles a contaminantes solubles e insolubles. Estos métodos y sistemas conocidos t ípicamente usan agua, percloroeti leno, petróleo y otros solventes que son l íquidos a o substancialmente cerca de la presión atmosférica y temperatura ambiente para limpiar el substrato. D ichos métodos y sistemas convencionales por lo general han sido considerados satisfactorios para su propósito desti nado. Sin embargo, recientemente se ha cuestionado el deseo de emplear estos métodos y sistemas convencionales debido a la preocupación sobre el medio ambiente, higiene, riesgo profesional, y desecho de basu ra, entre otras cosas. Por ejemplo, con frecuencia se usa percloroetileno como un solvente para li mpiar substratos delicados, tales como textiles, en un proceso referido como "li mpieza en seco". Algunos locales requieren que las agencias ambientales regu len el uso y desecho de este solvente , aú n cuando sólo se debe introducir i nd icios de este solvente en corrientes de basu ra. Además, hay cargas reguladoras importantes sobre los solventes tales como percloroetileno por agencias como EPA, OSHA y DOT. Dicha regulación resu lta en costos au mentados para el usuario que, a su vez, pasan al consumidor final . Por ejemplo, los filtros que se han usado en sistemas convencionales de l impieza en seco con percloroetileno se deben desechar de conformidad con las regu laciones de basu ra pelig rosa y otras regulaciones ambientales. Algu nos otros solventes usados en la l i mpieza en seco, tales como solventes de hidrocarbu ro, son extremadamente f lamables, dando como resultado riesgos profesionales al usuario y costos aumentados para controlar su uso. Además, los textiles que han sido lavados al usar métodos de limpieza convencionales típicamente se secan al hacer circular ai re cal iente por los texti les conforme gi ran dentro de un tambor. El solvente debe tener una presión de vapor relativamente alta y un punto de fusión bajo para usarse efectivamente en un sistema que utilice secado con aire caliente. El calor usado para secar puede dejar algunas manchas permanentes en los texti les. Además, el ciclo de secado agrega tiempo sign ificativo al tiempo de procesamiento global . Durante el proceso de secado convencional, a menudo la h umedad adsorbida en las fi b ras textiles es eliminada además del solvente . Esto a menudo da como resultado el desarrol lo de electricidad estática no deseada y q ue se encojan las prendas. También , los textiles se someten a mayor desgaste debido a la necesidad de que los textiles gi ren en ai re caliente du rante un tiempo relativamente largo. Los métodos de secado convencionales son inef icientes y a menudo dejan residuo de solvente en exceso en los textiles, en particular en textiles pesados, componentes hechos de mú ltiples capas de tela y componentes estructu rales de prendas tales como hombreras. Esto puede dar como resu ltado olores desag radables y, en casos extremos, puede provocar irritación en la piel del usuario. Además de q ue desperdicia tiempo y es de ef iciencia li mitada, el secado convencional resulta en pérdida signif icativa de solvente de limpieza en la forma de vapor de solvente f ugitivo. Por ú ltimo, el secado convencional de ai re caliente es un proceso intensivo de energ ía q ue da como resultado costos de servicios relativamente altos y desgaste del eq uipo acelerado. Los sistemas de limpieza tradicionales pueden util izar desti lación junto con filtración y adsorción para quitar manchas disueltas y suspendidas en el solvente de limpieza. Los filtros y materiales de adsorción se saturan con el solvente, por lo tanto, las leyes estatales o federales regulan el desecho de alguna basu ra de f iltro. La evaporación del solvente especialmente durante el ciclo de secado es una de las f uentes principales de pérdida de solvente en los sistemas convencionales. Reducir la pérdida de solvente mejora los aspectos ambientales y económicos de los substratos de limpieza que usan solventes limpiadores. Por lo tanto, es ventajoso proveer un método y sistema para limpiar substratos que utilice un solvente con menos atributos adversos que aquellos solventes que se usan en la actualidad y que reduzca pérdidas de solvente. Como una alternativa a los solventes limpiadores convencionales, se han usado solventes de fluido a presión ó solventes de fluido densificados para limpiar varios substratos, en donde los fluidos densificados se entiende que abarcan ampliamente gases que sometidos a presión a condiciones ya sea subcríticas o supercríticas para así obtener un líquido o un fluido supercrítico con una densidad que alcance la de un líquido. En particular, algunas patentes han descrito el uso de un solvente tal como bióxido de carbono que se mantiene en un estado líquido o ya sea una condición subcrítica o supercrítica para limpiar dichos substratos como textiles, así como otras estructuras flexibles, precisas, delicadas o porosas que sean sensibles a contaminantes solubles e insolubles. Por ejemplo, la patente de E. U.A. No. 5,279,615 describe un proceso para limpiar textiles usando bióxido de carbono densificado en combinación con un adjunto limpiador no polar. Los adjuntos preferidos son aceites de parafina tales como aceite mineral o petróleo. Estas substancias son una mezcla de alcanos incluyendo una porción de la cual son Cí e o hidrocarburos superiores. El proceso usa un sistema limpiador heterogéneo formado por la combinación del adjunto que se aplica al textil antes de o substancialmente al mismo tiempo de la aplicación del fluido densificado. De conformidad con la información descrita en la patente No. 5,279,615, el adjunto limpiador no es efectivo para quitar mugre de la tela a diferencia de los solventes limpiadores convencionales o los solventes descritos para usarse en la presente invención como se describe más adelante. La patente de E.U.A. No. 5,316,591 describe un proceso para limpiar substratos que usa bióxido de carbono líquido u otros gases líquidos debajo de su temperatura crítica. El enfoque de esta patente es el uso de cualquiera de los medios para realizar la cavidad ultrasónica para mejorar el desempeño de limpieza del bióxido de carbono líquido. En todas las modalidades descritas, el bióxido de carbono líquido es el medio de limpieza. Esta patente no describe el uso de un solvente que no sea el gas líquido para limpiar substratos. Aunque la combinación de cavidad ultrasónica y bióxido de carbono líquido puede ser adecuada para procesar substratos complejos con contaminantes muy peligrosos, este proceso es muy costoso para la limpieza regular de substratos textiles. Además, el uso de cavidad ultrasónica es menos efectivo para quitar contaminantes de textiles que para quitar contaminantes de superficies duras. La patente de E.U.A. No. 5,377,705 describe un proceso para limpiar partes de precisión que utiliza gas líquido a presión en el estado supercrítico y un co-solvente ambientalmente aceptable. Durante este proceso, las partes a limpiarse se tratan previamente con el co-solvente y después se colocan en el recipiente de limpieza.

Después, los contaminantes y co-solvente se quitan de las partes al hacer circu lar un gas a presión en su estado supercrítico a través del recipiente. La reacumulación de co-solvente y contaminantes se controla por la cantidad de gas a presión q ue se bombea a través del recipiente. Los co-solventes especificados para usarse junto con el solvente li mpiador incl uyen alifáticos, terpenos, acetona, láminas, alcohol isoprop ííico, Axarel (Du Pont) , Petroferm ( Petroferm, I nc. ) , queroseno e isopar-m ( Exxon) . Du rante el p roceso de l i mpieza, el solvente limpiador (bióxido de carbono supercrítico) f luye a través de un recipiente que contiene las partes a tratarse, a través de un fi ltro o filtros y directamente a un separador en donde el solvente se evapora y se vuelve a condensar. Los solventes descritos para usarse en esta patente tienen velocidades de evaporación altas y puntos de inf lamación bajos. El uso de dichos co-solventes da como resu ltado altas pérdidas de solvente y altos riesgos de incendio. Además, muchos de los co-solventes no son compatibles con ti ntes y fibras comunes en la fabricación de textil es. También , el uso de bióxido de carbono supercrítico necesita el uso de equipo más costoso. La patente de E. U .A. No. 5,41 7,768 describe un proceso para limpiar partes de precisión usando un sistema de dos solventes. Un solvente puede estar l íq uido a temperatura ambiente y presión mientras que el segundo solvente puede ser bióxido de carbono supercrítico. Los objetivos de esta i nvención i ncluyen usar dos o más solventes con m ín ima mezcla de los solventes y para incorporar cavidad ultrasónica de tal manera para preven i r q ue los transductores ultrasónicos hagan contacto con el p rimer solvente mencionado. Se descri be un aparato q ue consiste en un recipiente con la tapa abierta dentro de un recip iente cerrado a presión. El f luido primario se bombea en el recipiente con la tapa abierta. Después de limpiar con el fl u ido primario, se bombea desde el recipiente con la tapa abierta. Después se bombea bióxido de carbono a presión en el recipiente con la tapa abierta y se limpia con u n chorro de agua a través del recipiente hasta q ue se reduce el n ivel de contami nantes dentro del recipiente al nivel deseado. Los co-solventes descritos en esta patente son los mismos solventes especif icados en la patente de E . U .A. No . 5,377,705. el uso de estos solventes introduciría un alto riesgo de incendio, altos niveles de pérdida de solvente y daño potencial a una amplia gama de texti les. La patente de E. U .A. No. 5,888,250 describe el uso de u n azeotropo binario compuesto de éter butílico terciario de propilen gl icol y agua como un reemplazo ambientalmente atractivo para percloroetileno en procesos de secado en seco y desengrasamiento. Au nque el uso de éter butílico terciario de propi len glicol es atractivo desde un punto de vista regulador ambiental, su uso como se describe en esta invención es en un proceso convencional de li mpieza en seco que usa eq u ipo convencional de limpieza en seco y u n ciclo de secado con aire caliente que se evapora. Como resultado, tiene muchas de las mismas desventajas que los procesos convencionales de limpieza en seco descritos antes.

Varios de los métodos de limpieza con solvente de f luido a presión descritos en las patentes anteriores pueden conducir a la recontaminación del substrato y deg radación de eficiencia l impiadora, ya que el solvente contami nado no se purifica o elimina continuamente desde el sistema. Además, el solvente de f luido a presión no es tan efectivo para q uitar algunos tipos de mug re como lo son los solventes limpiadores convencionales. Por consigu iente, los métodos de limpieza con solvente de f lu ido a presión req uieren tratamiento individual de manchas y áreas muy sucias de textiles, lo que es un proceso de trabajo intensivo. Además, los sistemas que utilizan solventes de f luido a presión para limpiar son más costosos y complejos de fabricar y mantener que los sistemas l impiadores convencionales. Por ú ltimo, se pueden usar pocos, si acaso, agentes tensioactivos convencionales efectivamente en solventes de fluido a presión. Los agentes tensioactivos y aditivos q ue se pueden usar en sistemas de l impieza con solvente de f lu ido a presión son mucho más costosos que aq uellos usados en sistemas convencionales de limpieza. De esta manera, sigue la necesidad por un método y sistema ef iciente y económico para limpiar substratos que incorpore los benef icios de los sistemas anteriores y reduzca al m ínimo las dif icultades encontradas con cada uno de ellos. También permanece la necesidad por un método y sistema en donde se elimine el tiempo de secado con ai re caliente, o por lo menos se reduzca, así reduciendo el desgaste en el substrato y previniendo que las manchas se queden permanentemente en el substrato.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En la presente invención, se usan ciertos tipos de solventes orgánicos, tales como éteres glicólicos y, específicamente, éteres poliglicólicos incluyento éter n-butílico de dipropilen glicol, éter n-butílico de tripropilen glicol o éter metílico de tripropilen glicol, o solventes o mezclas de dichos solventes similares. Se puede usar cualquier tipo de solvente orgánico que caiga dentro de las fórmulas químicas descritas más adelante en la presente. Sin embargo, a diferencia de los sistemas de limpieza convencionales, en la presente invención, no se necesita un ciclo de secado convencional. En vez, el sistema utiliza la solubilidad del solvente orgánico en solventes de fluido a presión, así como las propiedades físicas de solventes de fluido a presión, para secar el substrato que se va a limpiar. Como se usa en la presente, el término "solvente de fluido a presión" se refiere tanto a solventes líquidos a presión como a solventes de fluido densificados. El término "solvente líquido a presión" como se usa en la presente se refiere a solventes que de preferencia son líquidos a entre aproximadamente 600 y 1050 libras por pulgada cuadrada y entre aproximadamente 5 y 30 grados Celsius, pero son gas a presión atmosférica y temperatura ambiente.

El término "solvente de f lu ido densificado" como se usa en la presente se ref iere a un gas o mezcla de gas q ue se comprime ya sea a condiciones subcríticas o supercríticas para as í obtener ya sea un f luido l íquido o u no supercrítico con u na densidad q ue se aproxima a la de un l íq uido. Preferiblemente, el solvente de f lu ido a presión usado en la presente invención es una sustancia inorgánica tal como bióxido de carbono, xenón , óxido n itroso, o hexaf luoruro de sulfuro. Más preferiblemente, el solvente de f luido a presión es bióxido de carbono densificado. Los substratos se limpian en un tambor perforado dentro de u n recipiente en un ciclo de limpieza usando un solvente orgánico. Se pref iere un tambor perforado para dejar intercambio libre del solvente entre el tambor y el recipiente así como para transportar la mugre desde el substrato hasta el filtro. Después de haber limpiado los substratos en el tambor perforado, se extrae el solvente orgán ico de los substratos al rotar el tambor limpiador a velocidad alta dentro del recipiente de l impieza de la misma manera q ue se extraen los solventes convencionales de los substratos en máquinas limpiadoras convencionales. Sin embargo, en vez de proceder a un ciclo de secado con aire caliente que se evapora convencional, los substratos se sumergen en solvente de flu ido a presión para extraer el residuo de solvente orgánico de los substratos. Esto es posible ya que el solvente orgánico es soluble en el solvente de f luido a presión . Después de sumergir los substratos en solvente de fluido a presión , lo q ue también puede servir como un solvente limpiador, el solvente de f lu ido a presión se transfiere desde el tambor. Por ú ltimo, se cambia la presión del recipiente a presión atmosférica para evaporar cualquier solvente de f luido a p resión restante, permitiendo substratos limpios libres de solvente . Los éteres glicólicos , específicamente étres poligl icólicos, usados en la presente invención tienden a ser solubles en solventes de f luido a presión tales como bióxido de carbono supercrítico o sübcrítico de modo q ue no se necesita un cicl o de secado con aire caliente convencional. Los ti pos de éteres poliglicólicos usados en sistemas de li mpieza convencionales deben tener una presión de vapor razonablemente alta y un punto de fusión bajo ya que deben eliminarse de los substratos por med io de evaporación en una corriente de ai re cal iente. Sin embargo, los solventes , en particular solventes no halogenados, q ue tienen una presión de vapor alta y un punto de fusión bajo por lo gen eral también tienen un punto de inflamación bajo. Desde u n punto de vista de seg u ridad , los solventes orgán icos usados en la limpieza de substratos deben tener u n punto de inflamación tan alto como sea posible, o de preferencia q ue no lo tenga. Al eliminar el proceso de secado que se puede evaporar con ai re caliente convencional, se puede usar una amplia gama de solventes en la presente invención que tengan velocidades de evaporación mucho menores, puntos de fusión más altos y puntos de inf lamación mayores que aquellos usados en sistemas de limpieza convencionales.

De esta manera, el sistema de limpieza descrito en la presente utiliza solventes que son menos regulados y con menos combustible, y que de forma eficiente quitan diferentes tipos de mugre típicamente depositados en textiles a lo largo del uso normal. El sistema de limpieza reduce el consumo de solvente y generación de basura en comparación con los sistemas convencionales de lavado en seco. Se reducen los costos de máquina y operación en comparación con los sistemas de solvente de fluido a presión usados en la actualidad, y se pueden usar aditivos convencionales en el sistema de limpieza. Además, también se elimina una de las fuentes principales de pérdida de solvente de los sistemas convencionales de limpieza en seco, que ocurre en el paso de secado con aire caliente que se puede evaporar. Ya que se elimina el proceso de secado convencional con aire caliente que se evapora, no hay manchas permanentes de calor en los substratos, se reduce el riesgo de incendio y/o explosión, se reduce el tiempo total del ciclo y se reduce substancialmente o se elimina el residuo de solvente en los substratos. Los substratos también están sujetos a menos desgaste, menos acumulación de electricidad estática y menos encogimiento ya que no se necesita hacer girar los substratos en una corriente de aire caliente para secarlos. Aunque los sistemas de conformidad con la presente invención que utilizan solvente de fluido a presión para quitar solvente orgánico se pueden construir como sistemas completamente nuevos, también se pueden convertir sistemas de solvente convencionales para utilizar la presente invención . Se puede usar un sistema de solvente convencional existente para l impiar substratos con solvente orgán ico, y se puede agregar u na cámara a presión adicional para secar su bstratos con solvente de f luido a presión al sistema existente. Por lo tanto, de conformidad con la presente invención, los textiles se limpian al colocarlos en un tambor l i mpiador dentro de un recipiente limpiador, ag regando un solvente orgán ico al recipiente li mpiador, limpiando los texti les con el solvente orgán ico, quitando u na porción del solvente orgán ico del recipiente limpiador, haciendo gi rar el tambor limpiador para extraer una porción del solvente orgán ico de los textiles, colocando los textiles en u n tambor de secado dentro de un recipiente de secado que se puede someter a presión , agregando un solvente de fl u ido a presión al recipiente de secado, q u itando una porción del solvente de fluido a presión del recipiente de secado, haciendo girar el tambor de secado para extraer una porción del solvente de fl u ido a presión de los textiles, quitando presión del recipiente de secado para quitar el resto del solvente de fl uido a presión mediante evaporación, y qu itar los texti les del recipiente sin presión. Estas y otras características y ventajas de la invención serán evidentes al considerarse con la sigu iente descripción detallada de la modalidad presentemente preferida de la invención, tomada junto con las reivindicaciones y dibujos anexos, así como se aprenderá mediante la práctica de la invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es un diagrama en bloque de un sistema de limpieza q ue utiliza recipientes separados para limpiar y secar. La figura 2 es un diag rama en bloq ue de u n sistema de limpieza que utiliza un solo recipiente para lim piar y secar.

DESCRIPCIÓN DETALLADA Ahora se hará referencia en detal le a las modal idades de la invención, ejemplos de los cuales se i lustran en los dibujos anexos. Los pasos de cada método para limpiar y secar un substrato se describirán ju nto con la descripción detal lada del sistema . Se pueden usar los métodos y sistemas preferidos en la presente para limpiar una variedad de substratos. La presente invención es particularmente adecuada para li mpiar substratos tales como texti les, así como otras estructu ras flexibles, precisas, delicadas o porosas q ue sean sensibles a contaminantes solubles e insolub les. El término "textil" es i ncl usive de , pero no l imitado a, telas, artículos de ropa, cubiertas protectoras, alfombras, tapicería, tratamientos para muebles y ventanas. Para propósitos de explicación e ilustración , y no limitación , se muestran las modalidades de ejemplo de un sistema para limpiar textiles de conformidad con la invención en las figuras 1 y 2.

Como se señaló antes, el solvente de fluido a presión usado en la presente invención es ya sea un solvente líquido a presión o un solvente de fluido densificado. Aunque se puede usar una variedad de solventes, se prefiere que se use una sustancia inorgánica tal como bióxido de carbono, xenón, óxido nitroso, o hexafluoruro de sulfuro como el solvente de fluido a presión. Por razones de costo y medio ambiente, el bióxido de carbono líquido, supercrítico o subcrítico es el solvente de fluido a presión preferido. Además, para mantener el solvente de fluido a presión en el estado fluido apropiado, la temperatura y presión internas del sistema deben controlarse apropiadamente con respecto a la temperatura y presión críticas del solvente de fluido a presión. Por ejemplo, la temperatura y presión críticas de bióxido de carbono es aproximadamente 31 grados Celsius y aproximadamente 73 atmósferas, respectivamente. La temperatura se puede establecer y regular de manera convencional, tal como al usar un intercambiador de calor en combinación con un regulador termopar o similar para controlar la temperatura. Asimismo, el sistema se puede someter a presión al usar un regulador de presión y una bomba y/o compresor en combinación con un calibrador de presión. Estos componentes son convencionales y no se muestran en las figuras 1 y 2 ya que la colocación y operación de estos componentes es conocida en la técnica. La temperatura y presión del sistema se pueden observar y controlar ya sea manualmente o por medio de un controlador automático convencional (que puede incluir, por ejemplo, una computadora programada de forma apropiada o microchip construido apropiadamente) que reciba señales desde el termopar y calibrador de presión, y después envíe señales correspondientes al intercambiador de calor y bomba y/o compresor, respectivamente. A menos que se señale lo contrario, la temperatura y presión se mantiene apropiadamente a través del sistema durante la operación. Como tal, los elementos contenidos dentro del sistema están hechos de tamaño y material suficientes para soportar los parámetros de temperatura, presión y flujo requeridos para la operación, y se pueden seleccionar de, o diseñar usando, cualquier variedad de accesorios metálicos de alta presión disponibles en el presente. En la presente invención, el solvente orgánico preferido debe tener un punto de inflamación mayor de 200°F para permitir seguridad aumentada y menos regulación gubernamental, tener una velocidad de evaporación baja para reducir al mínimo las emisiones fugitivas, poder quitar manchas que consisten de manchas de partícula insolubles y aceites y grasas solubles en solvente, y prevenir o reducir la acumulación de mugre en los textiles que se van a limpiar. Preferiblemente, el solvente orgánico en la presente invención es éter glicólico, y específicamente éter poliglicólico tal como éter n-butílico de dipropilen glicol, éter n-butílico de tripropilen glicol o éter metílico de tripropilen glicol, o cualquier combinación de dos o más de estos. A continuación encontrará una descripción de las fórmulas qu ímicas de los solventes orgánicos que se pueden usar en los procesos de limpieza de la invención . Como se usa en la presente, las designacion es elementales son las mismas usadas por un experto en la técnica. Por ejemplo, como se usa en la presente, H designa hidrógeno, O designa oxígeno, C designa carbono, S designa sulf u ro, Si designa silicio, CH3 designa metilo, CH2CH3 designa etilo, y R es un variable que designa una estructu ra qu ímica como se describe en la presente. En una modalidad de la i nvención , el solvente orgán ico de la invención está compuesto, en parte, de un éter glicól ico q ue tiene una estructura de: H — ( O — )z — O — R' Estructura Química General A Una descripción completa de los compuestos de éter glicólico que caen dentro de la estructura genérica anterior y que cumplen con los parámetros funcionales de la invención considera algu na variabilidad en el n úmero de subunidades identificadas por los suscritos "x", "y" y "z". Los suscritos "x", "y" y "z" pueden ser cero o uno y cada uno de sus valores es independiente del valor de los otros dos suscritos. Es decir, los suscritos pueden tener valores diferentes entre sí. Sin embargo, por lo menos uno de "x", "y" o "z" es no. El grupo R' tiene la estructu ra de un grupo alq uilo en cadena recta o ramificada; es decir, una estructura de C]H2i+1 . El valor del suscrito "j" es un integral q ue varía de uno y el valor de la diferencia calculada por 13-3(x+y+z). Ya que por lo menos uno de "x", "y" y "z° siempre debe tener el valor de 1, "j" tiene un valor que varía de 4 a 10. Los grupos Ri, R2 y R3 cada uno es independientemente ya sea H o CH3. Las identidades de Ri, R2 y R3 se seleccionan independientes entre sí; por lo tanto, R1 y R2 pueden ser H, mientras que R3 es CH3. Los tipos de compuestos de éter glicólico que están abarcados por esta estructura química incluyen, pero no se limitan a, éteres alifáticos de mono y polietileno y propilen glicol. Otro grupo de composiciones de solvente orgánico que se puede usar en los procesos de limpieza de la invención incluyen solventes que se pueden describir como que tienen la estructura química de: H — ( O — — R' — R" Estructura Química General B Como con los solventes orgánicos caracterizados por la Estructura Química A, los suscritos "x", "y" y "z" pueden ser cero o uno y cada uno de sus valores es independiente del valor de los otros dos suscritos. Es decir, los suscritos pueden tener valores diferentes entre sí. Sin embargo, por lo menos uno de "x", "y" o "z" es no. El grupo R" tiene la estructura de bencilo, fenilo, sus análogos fluorados o parcialmente fluorados, CjH2j+i, o CjHaFb. El valor del suscrito "j" es un integral que varía de uno y el valor de la diferencia calculada por 13-3(x+y+z). Los valores de los suscritos "a" y "b" varían de cero a 2j+1; y a+b=2j+1. Ya que por lo menos uno de "x", "y" y "z" siempre debe tener el valor de 1, "j" tiene un valor que varía de 4 a 10. El grupo R' puede ser cualquiera de un grupo O, S, carbonilo o grupos de éster. Por último, los grupos R1.12 tienen una fórmula general de CmHnFp o CdHeF0. Los suscritos "m", "n" y "p" tienen los valores descritos de la siguiente manera: "m" es un entero que varía de cero a dos; "n" y "p" son enteros que varían de cero a cinco; y n+p=2m+1. Los suscritos "d", "e" y "g" tienen los valores descritos de la siguiente manera: "d" es un entero que varía de cero a dos; "e" y "g" son enteros que varían de cero a cinco; e+g=2d+1. Los tipos de compuestos de éter glicólico que están abarcados por esta estructura química incluyen, pero no se limitan a, éteres mono y poliglicólicos y tioéteres aromáticos, alifáticos, y fluorados y parcialmente fluorados, y derivados de carbonilo y éster de los mismos. La Estructura Química General B descrita antes también se puede dividir más en varios subgrupos, como se muestra en la tabla 1 a continuación. uno es o fenilo C2HnFp fluorado o parcialmente fluorado bencilo, fenilo, o bencilo o fenilo B29 CmHnFp H o F H o F CdHeFg 0 fluorado o parcialmente fluorado bencilo, fenilo, o bencilo s, o fenilo B30 CmHnFp H o F H o F C(jHeFg carbonilo fluorado o éster o parcialmente fluorado En cada uno de los grupos descritos en la tabla 1 arriba, Ri-i2 se agrupan juntos como Ri.3p R4-e. R7-9 y R10-12 para facilidad de descripción. En donde los componentes individuales de un grupo pueden ser elementos diferentes, los elementos se describen en la gráfica en la alternativa. Por ejemplo, R1.3 puede describirse como "H o F". En un compuesto de solvente dado con esta descripción, cada uno de R1, R2 y 3 puede ser H o cada uno de R1, R2 y R3 puede ser F. alternativamente, Ri y R2 puede ser H, mientras que R3 es F, y así sucesivamente con las varias combinaciones de "H" y "F". esto es lo mismo a través de las tablas en esta especificación. Otro grupo de composiciones de solvente orgánico que se pueden usar en los proceso de limpieza de la invención incluyen solventes que se pueden describir como que tienen la estructura química de: R — (O — R' — R" Estructura Química General C En la Estructura Química General C, los suscritos "x", "y" y "z" cada uno tiene un valor de cero o uno, pero por lo menos uno de "x", «y» y "z" tiene un valor de uno. El grupo R" tiene una estructura de CjH2j+i o CjHuF„ y el grupo ,v tiene una estructura de CkH2K+1 o C HrFs. Los valores de los suscritos "j" y "k" son enteros que varían de uno y el valor de 13-3(x+y+z). Por lo tanto, los suscritos "j" y "k" pueden tener valores integrales que varían de uno y un valor máximo de 10 (si dos de Y, "y" y "z" son cero). Además, la suma, j+k es un entero que varía de dos y el valor de 13-3(x+y+z). Los suscritos "u" y "v" son enteros que varían de cero a 2j+1; y u+v=2j+1. Los suscritos "r" y "s" son enteros que varían de cero a 2k+1; y r+s=2k+1. En definir más la Estructura Química General C, los grupos R1.3 y R10-12 pueden ser hidrógeno ("H"), flúor ("F"), metilo ("CH3"), etilo ("CH2CH3"). o grupos metilo o etilo parcial o completamente fluorados. Cada uno de Ri-3 y R10-12 se selecciona independiente uno del otro para así lograr varias combinaciones de los anteriores como lo contempla la invención. Por lo general, Ri-3 tienen la fórmula de CmHnFp. Los suscritos "m", "n" y "p" tienen los valores descritos de la siguiente manera: "m" es un entero que varía de cero a dos; "n" y "p" son enteros que varían de cero a cinco; y n+p=2m+1. Adicionalmente, los grupo R4-g pueden ser hidrógeno, flúor o grupos metilo. Al igual que con los otros grupos, la identidad de cada uno de R4.g se selecciona independiente de la identidad de los otros grupos. Por último, la identidad del grupo R' en la Estructura Química General C es O, S, un grupo carbonilo o un grupo de éster. Cada uno de los compuestos de solvente caracterizados por la Estructura Química General C es adecuada para usarse como un solvente orgánico en los procesos de limpieza de la invención. Los tipos de compuestos de éter glicolico que están abarcados por esta estructura química incluyen, pero no se limitan a, diéteres y tioéteres de éter alifáticos y fluorados y de mono y poliglicólicos alifáticos parcialmente fluorados y derivados de carbonilo y éster de los mismos. La Estructura Química General C descrita antes también se puede dividir más en varios subgrupos, como se muestra en la tabla 2 a continuación.

En cada uno de los grupos descritos en la tabla 2 anterior, uno o más de Ri -i2 se describen juntos. Por ejemplo, Ri -3 se puede describir como "H o CH3 independientemente" en un compuesto de solvente dado con esta descripción, cada uno de Ri , R2 y R3 puede ser H o cada uno de R1 ( R2 y R3 puede ser CH3. Alternativamente, y R2 pueden ser H , mientras que R3 es CH3, y así sucesivamente con las varias combinaciones de ?" y "CH3". En otra modalidad de los procesos de la invención , los substratos se limpian con un solvente orgánico y el solvente orgánico se quita de los substratos al usar un solvente de Huido a presión. El solvente orgánico puede tener una fórmula estructural como la siguiente: R — (O — O — R" Estructura Química General D En la Estructura Qu ímica General D, los suscritos "x", "y" y "z" cada uno tiene un valor de cero o uno, pero por lo menos uno de "x", "y" y "z" tiene un valor de uno. El grupo R" es H o tiene alguna de las siguientes estructuras: — R '"3 en donde R '" es H, F o combinaciones de H y F y el grupo R I V es H o una de las siguientes estructuras: en donde Rv es H, F o combinaciones de H y F. En donde R" es H o F, RI no es H o F.

Los grupos R'" y Rv son grupos H o F o combinaciones de H y F. Por lo tanto, dentro de un grupo R" o RI dado, los grupos R'" y Rv pueden ser hidrógenos y flúor; no se limitan a ser sólo hidrógeno o flúor. Al definir más la Estructura Química General D, los grupos Ri -3 pueden ser H, F, CH3, CH2F, CH F2 o CF3. Cada uno de R4.i2 es independientemente H o F. En otra modalidad de los procesos de la invención, los substratos se limpian con un solvente orgánico y el solvente orgánico se quita de los substratos al usar un solvente de fluido a presión. El solvente orgánico puede tener la fórmula estructu ral como la siguiente: R' I R _ o — CxH2x — N | R" Estructura Química General E En la Estructura Qu ímica General E, R' es: R,v R" es: Rlv R" 1 1 H¡ - (R'" — c — C)n R1 " Cada R'" es O o N independientemente. En donde R'" es O, j es 1 . En donde R"' es N, j es 2. Cada RIV es independientemente H, CH3 o CH2CH3 y k y n son enteros entre cero y dos inclusive. R es CyH2y+i , y es un entero entre uno y (12-(3k+3n+x)) inclusive, y x es un entero entre uno y (12-(3k+y)), inclusive. En otra modalidad de los procesos de la invención, los substratos se limpian con un solvente orgánico y el solvente orgánico se quita de los substratos usando un solvente de fluido a presión. El solvente orgánico puede tener una fórmula estructural de la siguiente manera: RI RIV I | R — O — CxH2x — O — (C — C — R"')k — H Estructura Química General F En la Estructura Qu ímica General F, R"' es O o R'" es NH. Cada RIV es independientemente H, CH3 o CH2CH3 y k es un entero entre cero y dos inclusive. R es CyH2y+1 l y es un entero entre uno y (12-(3k+x)) inclusive, y x es un entero entre uno y (12-(3k+y)), inclusive, y x+y es menos que o igual a 12. Haciendo referencia ahora a la figura 1 , se muestra un diagrama en bloque de un sistema de limpieza que tiene recipientes separados para limpiar y secar textiles. El sistema de limpieza 100 por lo general comprende una máquina de limpieza 102 que tiene un recipiente de limpieza 1 10 conectado operativamente a, por medio de uno o más ejes de motor activados (no mostrados), un tambor o rueda de limpieza perforado que puede girar 1 12 dentro del recipiente de limpieza 1 10 con una entrada 1 14 al recipiente de limpieza 110 y una salida 116 desde el recipiente de limpieza 110 a través de la cual pueden pasar fluidos de limpieza. Una máquina secadora 104 tiene un recipiente de secado 120 capas de someterse a presión. El recipiente de secado que se puede someter a presión 120 se conecta operativamente a, por medio de una o más flechas de motor activadas (no mostradas), un tambor o rueda limpieza perforado que puede girar 112 dentro del recipiente de secado 120 con una entrada 124 al recipiente de secado 120 y una salida 126 desde el recipiente de secado 120 a través de la cual puede pasar solvente de fluido a presión. El recipiente de limpieza 110 y el recipiente de secado 120 pueden ser partes de la misma máquina, o pueden comprender máquinas separadas. Además, tanto los pasos de limpieza como de secado de esta invención se pueden llevar a cabo en el mismo recipiente, como se describe con respecto a la figura 2 a continuación. Un tanque de solvente orgánico 130 sostiene cualquier solvente orgánico adecuado, como se describió antes, para introducirse al recipiente de limpieza 110 a través de la entrada 114. Un tanque de solvente de fluid a presión 132 sostiene solvente de fluido a presión que se agregará al recipiente de secado que se puede someter a presión 120 a través de la entrada 124. El ensamble de filtración 140 contiene uno o más filtros que quitan continuamente los contaminantes del solvente orgánico del recipiente de limpieza 110 a medida que se limpia.

Los componentes del sistema de limpieza 100 se conectan con líneas 150-156, que transfieren solventes orgánicos y solventes de fluidos vaporizados y a presión entre los componentes del sistema. El término "línea" como se usa en la presente debe referirse a la tubería o conductos similares capaces de transportar fluido y, para ciertos propósitos, es capaz de someterse a presión. La transferencia de los solventes orgánicos y solventes de fluido vaporizados y a presión a través de la líneas 150-156 es dirigida por las válvulas 170-176 y las bombas 190-193. Aunque se muestran las bombas 190-193 en la modalidad descrita, se puede usar cualquier método de transferencia de líquido y/o vapor entre los componentes, tal como agregar presión al componente usando un compresor para forzar el líquido y/o vapor desde el componente. Los textiles se limpian con un solvente orgánico tal como aquellos descritos antes o mezclas de los mismos. Los textiles también se pueden limpiar con una combinación de solvente orgánico y solvente de fluido a presión, y esta combinación puede estar en proporciones que varían de alrededor de 50% en peso a 100% en peso de solvente orgánico y 0% en peso a 50% en peso de solvente de fluido a presión. En los procesos de limpieza, los textiles se clasifican primero según sea necesario colocarlos en grupos adecuados para que sean limpiados juntos. Los textiles después pueden ser tratados para manchas según sea necesario para quitar todas las manchas que no hayan sido eliminadas durante el proceso de limpieza. Después los textiles son colocados en el tambor de limpieza 112 del sistema de limpieza 100. Se prefiere que el tambor de limpieza 112 se perfore para permitir intercambio libre de solvente entre el tambor de limpieza 112 y el recipiente de limpieza 110 así como para transportar la mugre desde los textiles al ensamble de filtración 140. Después de colocar los textiles en el tambor de limpieza 112, se agrega un solvente orgánico contenido en el tanque de solvente orgánico 130 ai recipiente de limpieza 110 por medio de la línea 152 al abrir la válvula 171, cerrando las válvulas 170, 172, 173 y 174, y activando la bomba 190 para bombear solvente orgánico a través de la entrada 114 del recipiente de limpieza 110. El solvente de limpieza puede contener uno o más co-solventes, agua, detergentes, u otros aditivos para mejorar la capacidad de limpieza del sistema de limpieza 100. Alternativamente, se pueden agregar uno o más aditivos directamente al recipiente de limpieza 110. También se puede agregar solvente de fluido a presión al recipiente de limpieza 110 junto con el solvente orgánico para mejorar la limpieza. Se puede agregar solvente de fluido a presión al recipiente de limpieza 110 por medio de la línea 154 al abrir la válvula 174, cerrando las válvulas 170, 171, 172, 173 y 175, y activando la bomba 192 para bombear solvente de fluido a presión a través de la entrada 114 del recipiente de limpieza 110. Desde luego, el recipiente de limpieza 110 necesitará someterse a presión de la misma manera que el recipiente de secado 120, como se menciona a continuación.

Cuando una cantidad suficiente del solvente orgánico, o combinación de solvente orgánico y solvente de fluido a presión, se agrega al recipiente de limpieza 110, el motor (no mostrado) se activa y el tambor de limpieza perforado 112 se agita y/o gira dentro del recipiente de limpieza 110. Durante esta fase, el solvente orgánico se cicla continuamente a través del ensamble de filtración 141 al abrir las válvulas 170 y 172, cerrando las válvulas 171, 173 y 174, y activando la bomba 191. El ensamble de filtración 140 puede incluir uno o más filtros de malla para quitar los contaminantes de partícula del solvente orgánico que pasa a través de ahí y puede incluir alternativa o adicionalmente uno o más filtros de absorción o adsorción para quitar agua, colorantes y otros contaminantes disueltos del solvente orgánico. Las combinaciones de ejemplo para ensambles de filtro que se pueden usar para quitar contaminantes del solvente orgánico o del solvente de fluido a presión se describen en más detalle en la Solicitud de E.U.A. No. de Serie 08/994,583 incorporada a la presente por referencia. Como un resultado, el solvente orgánico se bombea a través de la salida 116, válvula 172, línea 151, ensamble de filtro 140, línea 150, válvula 170 y vuelve a entrar al recipiente de limpieza 110 por medio de la entrada 114. Este ciclo quita de forma ventajosa los contaminantes del solvente orgánico y vuelve a introducir solvente orgánico filtrado al recipiente de limpieza 110 y agita o gira el tambor de limpieza 112. A través de este proceso, se quitan los contaminantes de los textiles. Desde luego, en caso de que el recipiente de limpieza 110 se someta a presión, este sistema de recirculación será mantenido a los mismos niveles de presión/temperatura que aquellos en el recipiente de limpieza 110. Después de que haya pasado suficiente tiempo para que se haya quitado el nivel deseado de contaminantes de los textiles y solvente orgánico, el solvente orgánico se quita del tambor de limpieza 112 y recipiente de limpieza 110 al abrir la válvula 173, cerrando las válvulas 170, 171, 172 y 174, y activando la bomba 191 para bombear el solvente orgánico a través de la salida 116 por medio de la línea 153. El tambor de limpieza 112 después gira a una velocidad alta, tal como 150-B00 rpm, para quitar más solvente orgánico de los textiles. El tambor de limpieza 112 de preferencia está perforado de modo que, cuando los textiles giren en el tambor de limpieza 112 a una velocidad alta, tal como 150-800 rpm, el solvente orgánico pueda drenarse del tambor de limpieza 112. Cualquier solvente orgánico eliminado de los textiles al girar el tambor de limpieza 112 a velocidad alta también se quita del tambor de limpieza 112 de la manera descrita antes. Después de quitar el solvente orgánico del tambor de limpieza 112, se puede desechar o recuperar y descontaminar para volverse a usar usando sistemas de recuperación de solvente conocidos en la técnica. Además, si se desea, se pueden usar múltiples ciclos de limpieza, con cada ciclo de limpieza usando el mismo solvente orgánico o solventes orgánicos diferentes. Si se usan múltiples ciclos de limpieza, cada ciclo de limpieza puede ocurrir en el mismo recipiente de limpieza, o se puede usar un recipiente de limpieza separado para cada ciclo de limpieza. Después de quitar una cantidad deseada de solvente orgánico de los textiles al hacer girar el tambor de limpieza 112 a velocidad alta, los textiles se mueven del tambor de limpieza 112 al tambor de secado 122 dentro del recipiente de secado 120 de la misma manera en que los textiles se mueven entre las máquinas en sistemas de limpieza convencionales. En una modalidad alternativa, se puede usar un solo tambor tanto en el ciclo de limpieza como en el ciclo de secado, de modo que, en vez de transferir los textiles entre el tambor de limpieza 112 y el tambor de secado 122, se transfiere un solo tambor con los textiles entre el recipiente de limpieza 110 y el recipiente de secado 120. Si el recipiente de limpieza 110 se somete a presión durante el ciclo de limpieza, debe quitarse la presión antes de quitar los textiles. Una vez colocados los textiles en el tambor de secado 122, se agrega solvente de fluido a presión, tal como aquél contenido en el tanque de bióxido de carbono 132, al recipiente de secado 120 por medio de las líneas 154 y 155 al abrir la válvula 175, cerrando las válvulas 174 y 176, y activando la bomba 192 para bombear solvente de fluido a presión a través de la entrada 124 del recipiente de secado 120 por medio de las líneas 154 y 155. Cuando se agrega solvente de fluido a presión al recipiente de secado 120, el solvente orgánico restante en los textiles se disuelve en el solvente de fluido a presión.

Después de agregar una cantidad suficiente de solvente de fluido a presión de modo que se haya disuelto el nivel deseado de solvente orgánico, se quita la combinación de solvente de fluido a presión y solvente orgánico del recipiente de secado 120, y por lo tanto también del tambor de secado 122, al abrir la válvula 176, cerrando la válvula 175 y activando la bomba 193 para bombear la combinación de solvente de fluido a presión y solvente orgánico a través de la entrada 126 mediante la línea 156. Si se desea, este proceso se puede repetir para quitar solvente orgánico adicional. El tambor de secado 122 después gira a una velocidad alta, tal como 150-800 rpm, para quitar más la combinación de solvente de fluido a presión y solvente orgánico de los textiles. El tambor de secado 122 se perfora de preferencia de modo que, cuando los textiles giran en el tambor de secado 122 a una velocidad alta, la combinación de solvente de fluido a presión y solvente orgánico puede drenarse del tambor de secado 122. Cualquier combinación de solvente de fluido a presión y solvente orgánico eliminada de los textiles al girar el tambor de secado 122 a velocidad alta también se bombea del recipiente de secado 120 de la misma manera descrita antes. Después de quitar la combinación de solvente de fluido a presión y solvente orgánico del recipiente de secado 120, se puede desechar o separar y recuperar para volverse a usar con sistemas de recuperación de solvente conocidos en la técnica. Note que, aunque se prefiere, no se necesita incluir un ciclo giratorio de velocidad alta para quitar solvente de fluido a presión de los textiles.

Después de quitar una cantidad deseada de solvente de fluido a presión de los textiles al hacer girar el tambor de secado 1 22, al recipiente de secado 1 20 se le quita la presión durante un periodo de aproximadamente 5-15 minutos. La eliminación de presión del recipiente de secado 1 20 vaporiza cualquier solvente de fluido a presión restante, dejando textiles secos, libres de solvente en el tambor de secado 122. El solvente de fluido a presión que se ha vaporizado después se quita del recipiente de secado 1 20 al abrir la válvula 1 76, cerrando la válvula 175, y activando la bomba 1 93. Como un resultado, el solvente de fluido a presión vaporizado se bombea a través de la salida 1 26, l ínea 1 56 y válvula 1 76, en donde se puede ventilar a la atmósfera o recuperar y recomprimir para volverse a usar. Aunque se ha descrito el sistema de limpieza 1 00 como un sistema compatible, un sistema de limpieza en seco convencional existente se puede convertir para usarse de conformidad con la presente invención. Para convertir un sistema de limpieza en seco convencional, el solvente orgánico descrito antes se usa para limpiar textiles en el sistema convencional. Se agrega un recipiente a presión separado al sistema convencional para secar los textiles con solvente de fluido a presión. De esta manera, el sistema convencional se convierte para usarse con un solvente de fluido a presión. Por ejemplo, el sistema en la figura 1 puede representar dicho sistema convertido, en donde los componentes de la máquina de limpieza 102 son convencionales, y el tanque de solvente de fluido a presión 132 no está en comunicación con el recipiente de limpieza 100. en dicha situación, la máquina secadora 104 es la parte adicional de la máquina de limpieza convencional. Además, aunque el sistema mostrado en la figura 1 comprende un solo recipiente de limpieza, se pueden usar múltiples recipientes de limpieza, de modo que los textiles se sujetan a múltiples pasos de limpieza, con cada paso de limpieza llevado a cabo en un recipiente de limpieza diferente usando el mismo o solventes orgánicos diferentes en cada paso. La descripción del recipiente de limpieza individual es sólo para propósitos de descripción y no se debe considerar como una limitación al alcance de la invención. Haciendo referencia ahora a la figura 2, se muestra un diagrama en bloque de una modalidad alternativa de la presente invención, un sistema de limpieza con una sola cámara para limpiar y secar textiles. El sistema de limpieza 200 por lo general comprende una máquina de limpieza con un recipiente que se puede someter a presión 210. El recipiente 210 se conecta operativamente a, por medio de una o más flechas de motor activadas (no mostradas), un tambor o rueda perforado que puede girar 212 dentro del recipiente 210 con una entrada 214 al recipiente 210 y una salida 216 desde el recipiente 210 a través de la cual pueden pasar fluidos de limpieza en seco. Un tanque de solvente orgánico 220 sostiene cualquier solvente orgánico adecuado, tal como aquellos descritos antes, para introducirse al recipiente 210 a través de la entrada 214. Un tanque de solvente de fluido a presión 222 sostiene solvente de fluido a presión que se va a agregar al recipiente 210 a través de la entrada 214. El ensamble de filtración 224 contiene uno o más filtros que quitan continuamente contaminantes del solvente orgánico del recipiente 210 y tambor 212 a medida que se limpia. Los componentes del sistema de limpieza 200 se conectan con líneas 230-234 que transfieren solventes orgánicos y solvente de fluido a presión y vaporizado entre los componentes del sistema. El término "línea" como se usa en la presente se refiere a una tubería o conducto similar capaz de transportar fluido y, para ciertos propósitos, es capaz de someterse a presión. La transferencia de los solventes orgánicos y solvente de fluido a presión y vaporizado a través de las l íneas 230-234 se dirige por las válvulas 250-254 y bombas 240-242. Aunque se muestran las bombas 240-242 en la modalidad descrita, se puede usar cualquier método para transferir líquido y/o vapor entre los componentes, tal como agregar presión al componente usando un compresor para forzar el líquido y/o vapor desde el componente. Los textiles se limpian con un solvente orgánico tal como aquellos descritos antes. Los textiles también se pueden limpiar con una combinación de solvente orgánico y solvente de fluido a presión, y esta combinación puede estar en proporciones que varían de 50-1 00% en peso de solvente orgánico y 0-50% en peso de solvente de fluido a presión. En los procesos de limpieza, los textiles se clasifican primero según sea necesario colocarlos en grupos adecuados para que sean limpiados juntos. Los textiles después pueden ser tratados para manchas según sea necesario para quitar todas las manchas que no hayan sido eliminadas durante el proceso de limpieza. Después los textiles son colocados en el tambor de limpieza 212 dentro del recipiente 210 del sistema de limpieza 200. Se prefiere que el tambor 212 se perfore para permitir intercambio libre de solvente entre el tambor 212 y el recipiente 210 así como para transportar la mugre desde los textiles al ensamble de filtración 224. Después de colocar los textiles en el tambor 212, se agrega un solvente orgánico contenido en el tanque de solvente orgánico 220 al recipiente 210 por medio de la línea 231 al abrir la válvula 251, cerrando las válvulas 250, 252, 253 y 254, y activando la bomba 242 para bombear solvente orgánico a través de la entrada 214 del recipiente 210. El solvente de limpieza puede contener uno o más co-solventes, agua, detergentes, u otros aditivos para mejorar la capacidad de limpieza del sistema de limpieza 200. Alternativamente, se pueden agregar uno o más aditivos directamente al recipiente. También se puede agregar solvente de fluido a presión al recipiente 210 junto con el solvente orgánico para mejorar la limpieza. Se puede agregar solvente de fluido a presión al recipiente 210 por medio de la línea 230 al abrir la válvula 250, cerrando las válvulas 251, 252, 253 y 254, y activando la bomba 240 para bombear solvente de fluido a presión a través de la entrada 214 del recipiente 210.

Cuando una cantidad suficiente del solvente orgánico, o combinación de solvente orgánico y solvente de fluido a presión, se agrega al recipiente 210, el motor (no mostrado) se activa y el tambor 212 se agita y/o gira. Durante esta fase, el solvente orgánico, así como el solvente de fluido a presión si se usa en combinación, se cicla continuamente a través del ensamble de filtración 224 al abrir las válvulas 252 y 253, cerrando las válvulas 250, 251 y 254, y activando la bomba 241. El ensamble de filtración 224 puede incluir uno o más filtros de malla para quitar los contaminantes de partícula del solvente orgánico y solvente de fluido a presión que pasa a través de ahí y puede incluir alternativa o adicionalmente uno o más filtros de absorción o adsorción para quitar agua, colorantes y otros contaminantes disueltos del solvente orgánico. Las configuraciones de ejemplo para ensambles de filtro que se pueden usar para quitar contaminantes del solvente orgánico o del solvente de fluido a presión se describen en más detalle en la Solicitud de E.U.A. No. de Serie 08/994,583 incorporada a la presente por referencia. Como un resultado, el solvente orgánico se bombea a través de la salida 216, válvula 253, línea 233, ensamble de filtro 224, línea 232, válvula 252 y vuelve a entrar al recipiente 210 por medio de la entrada 214. Este ciclo quita de forma ventajosa, incluyendo contaminantes de partícula y/o contaminantes de solubles, los contaminantes del solvente orgánico y solvente de fluido a presión y vuelve a introducir solvente filtrado al recipiente 210. A través de este proceso, se quitan los contaminantes de los textiles.

Después de que haya pasado suficiente tiempo para que se haya quitado el nivel deseado de contaminantes de los textiles y solventes, el solvente orgánico se quita del tambor 21 2 y recipiente 21 0 al abrir la válvula 254, cerrando las válvulas 250, 251 , 252 y 253, y activando la bomba 241 para bombear el solvente orgánico a través de la salida 216 por medio de la línea 234. Si se usa solvente de fluido a presión en combinación con solvente orgánico, puede ser necesario primero separar el solvente de fluido a presión del solvente orgánico. El solvente orgánico puede después desecharse o, de preferencia, recuperarse para uso adicional. Se puede q uitar los contaminantes del solvente orgánico con sistemas de recuperación de solvente conocidos en la técnica. El tambor 21 2 después gira a una velocidad alta, tal como 150-800 rpm, para quitar más solvente orgánico de los textiles. El tambor 21 2 de preferencia está perforado de modo que, cuando los textiles giren en el tambor 21 2 a una velocidad alta, el solvente orgánico pueda drenarse del tambor 21 2. Cualquier solvente orgánico eliminado de los textiles al girar el tambor 21 2 a velocidad alta también se puede desechar o recuperar para uso adicional. Después de quitar una cantidad deseada de solvente orgánico de los textiles al hacer girar el tambor 212, se agrega solvente de fluido a presión contenido en el tanque 222 al recipiente 21 0 al abrir la válvula 250, cerrando las válvulas 251 ,252, 253 y 254, y activando la bomba 240 para bombear solvente de fluido a presión a través de la entrada 214 del recipiente a presión 21 0 por medio de la línea 230. Cuando se agrega solvente de fluido a presión al recipiente de secado 210, el solvente orgánico restante en los textiles se disuelve en el solvente de fluido a presión. Después de agregar una cantidad suficiente de solvente de fluido a presión de modo que se haya disuelto el nivel deseado de solvente orgánico, se quita la combinación de solvente de fluido a presión y solvente orgánico del recipiente 210 al abrir la válvula 254, cerrando las válvulas 250, 251, 252 y 253 y activando la bomba 241 para bombear la combinación de solvente de fluido a presión y solvente orgánico a través de la salida 216 y la línea 234. Note que la bomba 241 en realidad puede requerir dos bombas, una para bombear el solvente orgánico de baja presión en el ciclo de limpieza y una para bombear el solvente de fluido a presión en el ciclo de secado. La combinación de solvente de fluido a presión y solvente orgánico puede desecharse o la combinación se puede separar y el solvente orgánico y solvente de fluido a presión se recuperan por separado para uso adicional. El tambor 212 después gira a una velocidad alta, tal como 150-800 rpm, para quitar más la combinación de solvente de fluido a presión y solvente orgánico de los textiles. Cualquier combinación de solvente de fluido a presión y solvente orgánico eliminada de los textiles al girar el tambor 212 a velocidad alta también se puede desechar o retener para uso adicional. Note que, aunque se prefiere, no se necesita incluir un ciclo giratorio de velocidad alta para quitar solvente de fluido a presión de los textiles.

Después de quitar una cantidad deseada de solvente de fluido a presión de los textiles al hacer girar el tambor de secado 21 2, al recipiente 21 0 se le quita la presión durante un periodo de aproximadamente 5- 15 minutos. La eliminación de presión del recipiente 21 0 vaporiza solvente de fluido a presión restante, dejando textiles secos, libres de solvente en el tambor 212. El solvente de fluido a presión que se ha vaporizado después se quita del recipiente 21 0 al abrir la válvula 254, cerrando las válvulas 250, 251 , 252 y 253, y activando la bomba 241 para bombear el solvente de fluido a presión vaporizado a través de la salida 21 6 y línea 234. Note que aunque se muestra una sola bomba como la bomba 241 , se pueden necesitar bombas separadas para bombear solvente orgánico, solvente de fluido a presión y vapores de solvente de fluido a presión en la bomba 241 . El solvente de fluido a presión vaporizado restante se puede ventilar a la atmósfera o recuperar y recomprimir en solvente de fluido a presión para volverse a usar. Como se discutió antes, éter n-butílico de dipropilen glicol, éter n-butílico de tripropilen glicol y éter metílico de tripropilen glicol son los solventes orgánicos preferidos para usarse en la presente invención, como se muestra en los resultados de prueba más adelante. La tabla 3 muestra los resultados de prueba detersiva para cada número de solventes que pueden ser adecuados para usarse en la presente invención. La tabla 4 muestra los resultados de prueba de secado y extracción de aquellos solventes usando bióxido de carbono densificado.

Las pruebas detersivas se realizaron usando un número de solventes diferentes sin detergentes, co-solventes u otros aditivos. Los solventes seleccionados para prueba incluyen solventes orgánicos y bióxido de carbono líquido. Dos aspectos detersivos se investigaron - remoción de mugre y acumulación de mugre. El primero se refiere a la habilidad de un solvente para quitar mugre de un substrato, mientras que el segundo se refiere a la habilidad de un solvente para prevenir que la mugre se acumule en un substrato durante el proceso de limpieza. Las muestras mugrosas estándar de Wascherei Forschungs Institute, refeld Qermany ("WFK") que han sido manchadas con una variedad de materiales insolubles y muestras de algodón de W FK, ambas obtenidas de TESTFABRICS, Inc., fueron usadas para evaluar la remoción y acumulación de mugre, respectivamente. La remoción y acumulación de mugre para cada solvente se cuantificó al usar el índice de blancura (Whiteness) Delta. Este método abarca medir el índice de blancura de cada muestra antes y después de procesar. El índice de blancura Delta se calcula al restar el índice de blancura de la muestra antes de procesar del índice de blancura de la muestra después de procesar. El índice de blancura es una función del reflejo de la luz de la muestra y en esta aplicación es una indicación de la cantidad de mugre en la muestra. Sale más mugre en un reflejo de luz y índice de blancura menores para la muestra. Los índices de blancura se midieron usando un reflectómetro fabricado por Hunter Laboratories.

La prueba de solvente orgánico se llevó a cabo en medidor de lavado, mientras q ue la prueba de bióxido de carbono densificado se llevó a cabo en una bomba Parr. Después de medi r sus índices de blancu ra, se colocaron dos muestras de mugre estándar de WFK y dos muestras de algodón blanco de W FK en una taza de medidor de lavado con 26 soportes de acero inoxidable y 1 50 mL del solvente de interés. La taza después se selló, colocó en el medidor de lavado y se agitó du rante un tiempo especificado. Después, las muestras se quitaron y colocaron en una bomba Parr eq uipada con una canasta de ma lla. Aproximadamente 1 .5 litros de bióxido de carbono líq uido entre 5°C y 25°C y 570 psig y 830 psig se transfirieron a la bomba Parr. Después de varios min utos la bomba Parr fue ventilada y las muestras secas fueron quitadas y se dejaron para alcanzar la temperatura ambiente. La prueba de bióxido de carbono densificado se realizó al colocar las muestras en una bomba Parr, transfiriendo bióxido de carbono l íq uido a 20°C y 830 psig a la bomba Parr. Las muestras se aseguraron a un marco de alambre fijado a una f lecha giratoria para permitir q ue las muestras fueran agitadas a medida que las sumerg ían en el bióxido de carbono l íquido. El índice de blancu ra de las muestras procesadas se determinó usando el ref lectómetro. Se promediaron los dos índices de blancura Delta obtenidos para cada par de muestras. Los resultados se presentan en la tabla 3. Ya que el índice de blancura Delta se calcula al restar el índice de blancura de una muestra antes de procesar del valor de índice de blancura después de procesar, un índice de blancura Delta positivo indica que hay un aumento en el índice de blancura como un resultado del procesamiento. Cada solvente orgánico probado exhibió remoción significativa de mugre. Por el contrario, el bióxido de carbono densificado no exhibió remoción de mugre. Las muestras de algodón blanco de WFK exhibieron una disminución en índices de blancura Delta indicando que la mugre se depositó en las muestras durante el proceso de limpieza. Por lo tanto, un índice de blancura Delta "menos negativo" sugiere que se acumuló menos mugre. Cabe señalar que el resultado al parecer excelente obtenido para bióxido de carbono densificado es una anomalía y resulta del hecho que en realidad no ocurrió ninguna remoción de mugre y por lo tanto prácticamente no había mugre en el solvente que se puedo depositar en la muestra. Por otro lado, los solventes orgánicos exhibieron buenos resultados de acumulación de mugre. glicol Eter n-propílico de dipropilen glicol 1 2 13.1 5 -7.50 Eter n-butílico de tripropilen 1 2 1 3.24 -4.35 glicol Para evaluar la habilidad de bióxido de carbono densificado para extraer solvente orgánico de un substrato, se usaron muestras de algodón blanco de WFK. Una muestra se pesó seca y después se sumergió en una muestra de solvente orgánico. Se quitó el solvente en exceso de la muestra usando un campanero fabricado por Atlas Electric Devices Company. La muestra húmeda se volvió a pesar para determinar la cantidad de solvente retenida en la tela. Después de colocar la muestra húmeda en una bomba Parr, se transfirió bióxido de carbono densificado a la bomba Parr. La temperatura y presión del bióxido de carbono densificado para todas las pruebas varió de 5°C a 20°C y de 570 psig - 830 psig. Después de cinco minutos, se ventiló la bomba Parr y se quitó la muestra. Después la muestra se sometió a extracción Soxhlet usando cloruro de metileno durante un mínimo de dos horas. Este aparato permite que la muestra se extraiga continuamente para quitar el solvente orgánico de la muestra. Después de determinar la concentración del solvente orgánico en el extracto usando cromatografía de gas, la cantidad de solvente orgánico restante en la muestra después de exposición a bióxido de carbono densificado se calculó al multiplicar la concentración del solvente orgánico en el extracto por el volumen del extracto. Se usó una muestra diferente para cada una de las pruebas. Los resultados de estas pruebas se incluyen en la tabla 4.

Como los resultados lo indican, el proceso de extracción usando bióxido de carbono densificado es extremadamente efectivo.

Se debe entender que una amplia variedad de cambios y modificaciones a las modalidades descritas antes serán evidentes a aquellos expertos en la técnica y se contemplan. Por lo tanto, se pretende que la descripción detallada anterior sea tomada como ilustrativa y no limitante, y que quede claro que las siguientes reivindicaciones, incluyendo todos los equivalentes, están destinados para definir el espíritu y alcance de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES
Lo que se reivindica es: 1 .- Un proceso para limpiar substratos que comprende: limpiar substratos con un solvente orgánico; y quitar el solvente orgánico de los substratos usando un solvente de fluido a presión; en donde el solvente orgánico es de fórmula estructural:
H — ( O — )z — O — R' en donde x, y, y z cada uno es cero o uno; por lo menos uno de x, y, y z es uno; R' es CjH2j+i en donde j es un entero entre uno y (13-3(x+y+z)), inclusive, y R 1 .3 son independientemente H o CH3. 2.- Un proceso para limpiar substratos que comprende: limpiar los substratos con un solvente orgánico; y quitar el solvente orgánico de los substratos usando un solvente de fluido a presión; en donde el solvente orgánico es de la fórmula estructural:
H — ( O — — R" — R" en donde x, y, y z cada uno es cero o uno; por lo menos uno de x, y, y z es uno; R" es bencilo, fenilo, bencilo o fenilo parcial o completamente fluorado, CjH2j+i , o CjHaFb en donde j es un entero entre uno y (13-3(x+y+x)), inclusive, a y b cada uno es independientemente un entero entre cero y 2j+1, inclusive, y a+b=2j + 1; Ri-12 son independientemente CmHnFp o CdHeFa en donde me es un entero entre cero y dos, inclusive, n y p son enteros entre cero y cinco, inclusive y n+p=2m+1, d es un entero entre cero y dos, inclusive, e y g son enteros entre cero y cinco, inclusive, y e+g=2d+1 ; y R' es O, S, carbonilo o éster. 3. - El proceso de conformidad con la reivindicación 2, en donde: R' es O; R" es CjH2J+1; R1-3 son independientemente H o CH3; y 4. - El proceso de conformidad con la reivindicación 2, en donde: R' es S, carbonilo o éster; R1-3 son independientemente H o CH3; y R4.12 cada uno es H.
5. - El proceso de conformidad con la reivindicación 2, en donde: R' es O; R1 -3 son independientemente H, CH3 o C2H5; y por lo menos uno
6. - El proceso de conformidad con la reivindicación 2, en donde: R' es S, carbonilo o éster; R 1 -3 son independientemente H , CH3 o C2H5; y por lo menos uno de R1 .3 es CH2CH3; y R4- 1 2 cada uno es H . así, de forma ilustrativa mas que limitativa, y que será entendida como los siguientes reivindicaciones, incluyendo todo los equivalentes, que se han dirigido a definir el espíritu y alcance de la invención. Se describe un sistema de limpieza que utiliza un solvente limpiador orgánico y solvente de fluido a presión . El sistema no tiene ciclo convencional de secado con aire caliente que se puede evaporar. En vez, el sistema utiliza la solubilidad del solvente orgánico en solvente de fluido a presión así como las propiedades f ísicas de solvente de fluido a presión. Después de un ciclo de limpieza con solvente orgánico, el solvente se extrae de los textiles a velocidad alta en un tambor giratorio de la misma manera en que se extraen los solventes convencionales de los textiles en máquinas convencionales de limpieza en seco con aire caliente que se puede evaporar. En vez de proceder a un ciclo de secado convencional, los textiles extraídos después son sumergidos en solvente de fluido a presión para extraer el residuo de solvente orgánico de los textiles. Esto es posible porque el solvente orgánico es soluble en solvente de fluido a presión. Después de haber sumergido los textiles en solvente de fluido a presión, se bombea solvente de fluido a presión desde el tambor. Por último, al tambor se le cambia la presión a presión atmosférica para evaporar cualquier solvente de fluido a presión restante, permitiendo textiles limpios libres de solvente. El solvente orgánico es de preferencia éter n-butílico de dirpropilen glicol, éter n-butílico de tripropilen glicol o éter metílico de tripropilen glicol, una mezcla de los mismos o un solvente similar y el solvente de fluido a presión es de preferencia bióxido de carbono densificado.