NO330363B1 - Fremgangsmate til kjemisk rensing av artikler i et rensefluid omfattende en syklisk siloksanblanding - Google Patents

Description

Oppfinnelsen er innen det generelle området for kjemisk rensing av klær, tekstiler, tøy og lignende. Oppfinnelsen er nærmere bestemt rettet på en fremgangsmåte for kjemisk rensing av artikler ved anvendelse av et løsningsmiddel som ikke tidligere er blitt anvendt i kjemiske rensemaskiner.

Kjemisk rensing er en stor industri over hele verden. Bare i USA er det mer enn 40000 renserier (mange av disse har flere lokaliteter).

Den kjemiske renseindustrien er en viktig industri i dagens økonomi. Mange klesartikler (eller andre artikler) må kjemisk renses for å forbli rene (fjerning av kroppsfett og -oljer), og presentable (ikke krympe eller misfarge klær).

Det mest vanlig anvendte kjemiske rensemidlet som er anvendt til nå har vært Perc. Det er en rekke ulemper forbundet med Perc omfattende dens toksisitet og lukt. Maskineriet som i stor grad er blitt anvendt inntil nå har blitt fremstilt spesielt for anvendelse med Perc. Dette har vært en annen begrensende faktor i industrien.

Et annet problem på dette området er at forskjellige tøy krevde forskjellig håndtering i dagens anvendte systemer for å forhindre ødeleggelse av tøyene under den kjemiske renseprosessen.

Teknikkens stand innen kjemisk rensing omfatter anvendelsen av forskjellige løsningsmidler med egnet maskineri for å utføre rensingen. I de senere år har løsningsmidlet som er blitt mest anvendt vært perkloretylen (her generelt referert til som "Perc"). Perc har fordelen av å være et utmerket rensemiddel, men ulempen av å være en stor helse- og miljørisiko (dvs. den er blitt knyttet til en rekke former av kreft og den er svært uheldig for grunnvann og akvatisk liv). I noen områder er det ikke lenger lov å anvende Perc. I tillegg har i den senere tid andre løsningsmidler slik som petroleumsbaserte løsningsmidler og glykoletere og -estere blitt forsøkt og benyttet. Disse forskjellige løsningsmidlene er blitt anvendt med blandede renseresultater og problematisk tøy/tekstil-kompatibilitet sammenlignet med resultatene oppnådd med Perc.

Den foreliggende oppfinnelsen skiller seg fra teknikkens stand ved at den bruker et ikke-Perc løsningsmiddel med bedre karakteristikker som beskrevet i det etterfølgende, og anvendt i en fremgangsmåte som omfatter kjemisk rensemaskineri som er blitt spesielt bestemt for løsningsmidlet.

Den eneste bruken av en syklisk siloksanblanding for renseformål er beskrevet i US patent nr. 4 685 930 (Kasprzak). Imidlertid er beskrivelsen der bare for bruk for flekkrensing. Det er ingen beskrivelse av nedsenkning av artikler i det sykliske siloksanet eller noen forslag om anvendelse av det sykliske siloksanet i en kjemisk rensemaskin. Dessuten er det ikke noe forslag om å utsette slike artikler nedsenket i syklisk siloksan for agitering, spinning, delvakuum og oppvarming i en kontinuerlig prosess for å kjemisk rense artikler i en bulkprosess for fjerning av fetter, oljer, fett (gris) og annet møkk fra et stort antall av hele klesartikler.

Det er derfor en hovedhensikt med oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte for kjemisk rensing ved anvendelse av miljøvennlige løsningsmidler og teknikker.

Det er en annen hensikt med oppfinnelsen å tilveiebringe en kjemisk rensemetode hvor artiklene som renses ikke skades av løsningsmidlet.

Det kjemisk rensemiddelet avsettes fortrinnsvis ikke eller bygges ikke opp i klesplagget og som også er hypoallergent.

Det kjemisk rensemiddelet har unike brennbarhetskarakteristikker, hvor flammepunktet og brennpunktet er adskilt ved minst 5,56 °C, hvor løsningsmidlet er selvslukkende mellom flammepunktet og brennpunktet.

Det kjemisk rensemiddelet kan oppvarmes over romtemperatur (over 21 °C) uten å føre til skade på tøyene som ytterligere forbedrer og fremskynder renseprosessen.

Det kjemisk rensemiddelet har en overflatespenning mindre enn 18 dyn/cm for å bedre penetrere tøyfibre for å fjerne biter for å gjøre det lettere å fjerne løsningsmidlet fra tøyet.

Det foregående og andre hensikter og fordeler med oppfinnelsen vil være åpenbare for fagfolk basert på den følgende beskrivelsen av en foretrukket utførelse.

DE 37 39 711 A beskriver en fremgangsmåte for kjemiske rensing av artikler som omfatter trinnene: nedsenking av artiklene i en væske inneholdende en syklisk siloksanblanding, agitering av artiklene og fjerning av væsken fra artiklene ved anvendelse av varme. JP 01 011599 A beskriver en kjemisk rensemaskin som sirkulerer luft og benytter en reduksjon i trykk for å bistå løsningsmiddelgass-gjenvinningen raskere enn konvensjonelle kjemiske rensemaskiner. US patent 5 301 379 beskriver en fremgangsmåte for anvendelse av brennbare og potensielt eksplosive løsningsmidler i kjemiske rense operasjoner, basert på hydrokarbon-forbindelser, idet den kjemiske rensemaskinen er laget med et eksplosjonsresistent hus som omgir en perforert, roterbar trommel hvori artiklene er innført.

Den foreliggende oppfinnelsen omfatter en fremgangsmåte, hvori spesielt bestemt eller modifisert maskineri anvendes i forbindelse med et spesifikt løsningsmiddel kjent som sykliske siloksaner. Sykliske siloksaner muliggjør den kjemiske renseprosesseringen til å være svært effektiv og resulterer i miljøvennlig prosessering som er mer effektiv ved rensing av tøy og lignende enn et hvilket som helst kjent tidligere system. I en foretrukket utførelse omfatter fremgangsmåten trinnene: føring av artiklene i en rensekurv; agitering av artiklene og det sykliske siloksanløsningsmidlet hvori artiklene er senket nedi; fjerning av mesteparten av løsningsmidlet; sentrifugering av artiklene; underkasting av artiklene for et delvakuumstrykk (for å senke flammepunktet til det sykliske siloksanløsningsmidlet) og elevert temperatur; og fjerning av artiklene fra kurven etter kjøling av artiklene og returnere trykket til omgivelsestrykk. I en utførelse utsettes artiklene som blir kjemisk renset, etter å ha blitt agitert, men før de blir sentrifugert og oppvarmet, for et vakuum.

Oppsummert gjelder derfor foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for kjemisk rensing av artikler som omfatter trinnene:

innføring av artikkelen som skal renses i en maskin,

nedsenkning av artiklene som skal renses i et kjemisk rensefluid omfattende en syklisk siloksanblanding,

agitering av artiklene i den sykliske siloksanblandingen;

fjerning av den sykliske siloksanblandingen fra artiklene ved sentrifugal innvirkning,

fjerning av den sykliske siloksanblandingen fra artiklene ved å sirkulere luft rundt artiklene,

opprettholding av en temperatur på sirkulasjonsluften mellom 49-60°C under fjerningen av den sykliske siloksanblandingen fra artiklene, og

forhindring av at artiklene krøller ved kjøling av artiklene under 38 °C før fjerning fra maskinen,

der artiklene som blir kjemisk renset, etter å ha blitt agitert, men før de er blitt sentrifugert og oppvarmet, utsettes for et vakuum ved å redusere et trykk for å senke flammepunktet til den sykliske siloksanblandingen.

De ovennevnte hensikter og fordeler med den foreliggende oppfinnelsen, samt ytterligere fordeler og hensikter derav, vil mer fullstendig forstås heretter som et resultat av en detaljert beskrivelse av en foretrukket utførelse sett i forbindelse med den vedlagte figuren hvor: Fig. 1 er et blokkdiagram av trinnene i prosessen som viser en utførelse av den foreliggende oppfinnelsen.

Den foreliggende fremgangsmåten for kjemisk rensing er unik, spesielt med anvendelsen av en vanlig kjent fluidklasse av sykliske siloksaner anvendt for kosmetiske og topiske farmasøytiske sammensetninger. Disse sykliske siloksanene er nærmere bestemt kjent som oktametyl-syklotetrasiloksan (tetramer) og dekametyl-syklopentasiloksan (pentamer). Disse fluidene har aldri blitt beskrevet som et kjemisk rensemiddelalternativ for anvendelse i en kjemisk rensemaskin. Kombinasjoner av den ovennevnte tetramer og pentamer er i seg selv ikke fullstendig egnet til kjemisk rensing i deres rene form. De er modifisert i den kjemiske rensemetoden ifølge den foretrukne utførelsen. Modifiseringen er i formen av det å tilsette skittsuspenderende additiver for å forhindre ny avsetning av møkk under vaske- og skyllesyklusen, vaskemidler for vann-basisflekker, og desinfeksjonsmiddel for desinfeksjonen av bakterier og andre former for mikroorganismer som er til stede i alle klær.

De følgende trinnene beskriver i nærmere detalj den kjemiske rensemetoden ifølge den foretrukne utførelsen: Ved trinn 1 plasseres klesplagg eller andre artikler som skal kjemisk renses i en vertikal kombinasjon vasker-tørker med en horisontal-roterende, agiterende rensekurv (kjent for fagfolk). Trommelen til kurven vil ha en rekke hull eller perforeringer, fortrinnsvis vil hvert hull være 0,3175-0,9525 cm.

Ved trinn 2 startes vaskesyklusen med løsningsmidlet som består av en kombinasjon av det tetramer- og pentamersykliske siloksanet. Den foretrukne kombinasjonen er 80 vekt% tetramer og 20 vekt% pentamer. Additivene som modifiserer den ovennevnte blandingen kan tilsettes separat like før vaskesyklusen og behøver ikke være del av løsningsmiddelblandingen. Anvendelsen av disse additivene, nemlig vaskemidler og suspensjonsmidler, muliggjør løsningsmidlets totale klesplagg-renseprosess. Løsningsmidlet pumpes fra en akkumuleringstank inn i rensekurven. Artiklene som skal renses agiteres, slik at den mekaniske gnidningen av klærne og infiltreringen av løsningsmiddel oppløser og løsner skitt, biter og kroppsfetter fra tøyfibrene, idet nevnte agitering varer 3-10 min. eller mer. Løsningsmidlet pumpes så ut av kurven tilbake i akkumuleringstanken gjennom et trekull- eller leirfiltersystem for å fjerne urenhetene som kan ha blitt innført i løsningsmidlet under vaskesyklusen.

Ved trinn 3 sentrifugeres artiklene som har blitt renset, fortrinnsvis i ca. 3-5 min. ved omtrent 350-1000 opm (omdreininger pr. min.), fortrinnsvis mellom 450 og 750 opm. Denne operasjonen etterlater ikke mer enn 3 % løsningsmiddelrest i artiklene som blir renset. Jo høyere opm er, jo raskere fjernes løsningsmidlet ved den roterende kurvens sentrifugale innvirkning. Den svært lave overflatespenningen til løsningsmidlet maksimaliserer effekten for løsningsmiddelfjerning via denne sentrifugale spinneprosessen.

Ved trinn 4 tromles klesplaggene i kurven og oppvarmes til en temperatur mellom 49 og 60 °C. Dette oppnås ved å føre trykksatt damp gjennom en spole som varmer opp luften på innsiden av kurven ved anvendelse av en sirkulasjonsvifte. Mens dette skjer dannes et delvakuum på innsiden av maskinen ved negativt trykk mellom 66,67 kPa og 80 kPa kvikksølv (hvor atmosfærisk trykk er 101,3 kPa). Under denne oppvarmingssyklusen fordampes løsningsmidlet og føres av sirkulasjonsluft til en kjølt kondensatorspole som kondenserer løsningsmidlet fra en damp til en væske ført ut av hovedluftstrømmen. Etter en bestemt tid, typisk 15-50 min., er alt av løsningsmidlet fjernet fra klesplaggene.

Ved trinn 5 stoppes oppvarmingssyklusen og kjølesyklusen starter. Temperaturen reduseres fra 60 °C til under 38 °C. Dette oppnås ved å eliminere vakuumet og sirkulere luften gjennom de kjølte spolene til prosessen er ferdig.

Renseprosessen er ferdig når klesplaggene er fjernet fra maskinen ved nær-kroppstemperatur eller under for å redusere sekundær krølling. Fjerning av klesplaggene ved en høy temperatur vil føre til krølling. Ved således å ha beskrevet en foretrukket utførelse av fremgangsmåten og apparat ifølge den foreliggende oppfinnelsen, skal det forstås at beskrivelsen bare er som eksempel og ikke nødvendigvis begrensende for oppfinnelsens ramme.

Claims (15)

1. Fremgangsmåte til kjemisk rensing av artikler, karakterisert vedat den omfatter trinnene: innføring av artikkelen som skal renses i en maskin, nedsenkning av artiklene som skal renses i et kjemisk rensefluid omfattende en syklisk siloksanblanding, agitering av artiklene i den sykliske siloksanblandingen; fjerning av den sykliske siloksanblandingen fra artiklene ved sentrifugal innvirkning, fjerning av den sykliske siloksanblandingen fra artiklene ved å sirkulere luft rundt artiklene, opprettholding av en temperatur på sirkulasjonsluften mellom 49-60°C under fjerningen av den sykliske siloksanblandingen fra artiklene, og forhindring av at artiklene krøller ved kjøling av artiklene under 38 °C før fjerning fra maskinen, der artiklene som blir kjemisk renset, etter å ha blitt agitert, men før de er blitt sentrifugert og oppvarmet, utsettes for et vakuum ved å redusere et trykk for å senke flammepunktet til den sykliske siloksanblandingen.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat den sykliske siloksanblandingen omfatter pentamer-og tetramersyklisk siloksan som et løsningsmiddel.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert vedat det tetramersykliske siloksanet er 80 vekt% og det pentamersykliske siloksanet er 20 vekt%.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat den sykliske siloksanblandingen omfatter en blanding av oktametyl-syklotetrasiloksan og dekametyl-syklopentasiloksan.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat den sykliske siloksanblandingen omfatter en blanding av minst to former av sykliske siloksaner.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat den ytterligere omfatter det trinn å bringe artiklene sammen i en rensekurv.

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 6, karakterisert vedat rensekurven omfatter et stort antall hull med diametre mellom 0,3175-0,9525 cm.

8. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat den ytterligere omfatter det trinn å utsette artiklene for et delvakuum under tørking.

9. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat den sentrifugale innvirkningen omfatter spinning av artiklene ved en hastighet mellom 350-1000 opm.

10. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat den sentrifugale innvirkningen omfatter sentrifugering av artiklene ved en hastighet mellom 450-750 opm.

11. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat den sentrifugale innvirkningen ikke etterlater mer enn 3 % av den sykliske siloksanblandingen i artiklene.

12. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat artiklene i den sykliske siloksanblandingen agiteres i et tidsrom mellom 3-10 min.

13. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat den ytterligere omfatter trinnet for filtrering av den sykliske siloksanblandingen for fjerning av urenheter som har kommet inn i den sykliske siloksanblandingen når artiklene er blitt agitert.

14. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat det kjemiske rensefluidet ytterligere omfatter et vaskemiddel, et desinfeksjonsmiddel, suspensjonsmidler og glansmidler.

15. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat artiklene kjøles ved å sirkulere luften gjennom kjølte spoler.