TW518247B - System and method for separating water from a siloxane solvent in a dry cleaning process - Google Patents

Description

518247 64 5 2pif .doc/008 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（f ) 本發明是有關於一種乾洗衣物、織布、纖維或其他相 似物之領域，且特別是有關於一種利用乾洗淸洗溶劑獨特 的比重與特殊的重量特性，藉以脫水的系統與方法。 乾洗是遍及這世界的一種主要行業，單單在美國就有 超過四萬家乾洗業者（許多乾洗業者具有多個據點）；乾洗 業在現今的經濟體制中是一種基本的行業，許多與衣物(或 其他項目）有關的物件必須乾洗，藉去除人體油脂與油污 以維持淸潔，且可以避免縮水與褪色的情況發生。 現在最常廣泛使用的乾洗溶劑爲四氯乙烯（PERC)，四 氯乙烯具有相當多的缺點，包括有毒性與具有臭味。 在此領域的另一個問題爲在現存的使用系統中，不同 的纖維需要不同的處理方法，藉以避免在乾洗的過程中損 害纖維。 習知的乾洗方法包括使用具有適當機制的各種溶劑來 進行淸洗，在前面敘述有提到，最廣泛應用的溶劑爲四氯 乙烯，四氯乙烯具有可以成爲絕隹淸洗溶劑的優點，但是 其缺點最主要會危害人體健康與環境，比如與許多癌症有 關，並會對地下水與水中生物造成很大的傷害，在一些地 方，四氯乙烯因爲上述缺點而被禁止使用。此外，在過去 其他溶劑像是石油基溶劑或碳氫化合物均被試著使用過’ 這些各式各樣的溶劑均無法像四氯乙烯這樣有效，但是仍 是屬於揮發性的有機化合物（VOC’s)，因此這些溶劑受到 大部分的空氣區域的規範與許可。 乾洗業長久以來將石油基溶劑以及眾所週知的氯化經 4 --------------裝--- (請先閱讀背面之注意事項本頁) 訂： 線· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 518247 6452pif.d〇c/008 A7 B7 五 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 發明說明（y) 像是四氯乙烯與三氯乙烯，使用於淸洗纖維與衣物上。自 1940年代，四氯乙烯是一種被人讚揚的合成化合物，其具 有不可燃與絕佳的去油脂的特性，且對乾洗業而言淸洗效 果很理想。自1970年代起，四氯乙烯被發現會使動物罹 患肝癌，這是一項的驚人發現’因爲在當時被乾洗業堆置 在垃圾掩埋場的廢物以滲入土壤與地下水中。 環境保護機關法令逐漸的嚴格，最高法令在1996年生 效，要求乾洗業者必須”乾對乾”的循環，意思是纖維布料 與衣物在進去機器時是乾的，出來時也是乾的。這些要求 的”閉環”(closed loop)系統可以回收絕大部分的四氯乙 烯，不論是液態或氣體。這個”循環”的過程包括將纖維布 料或衣物放入一個特別設計的淸洗機器中，其中筒艙15 至150重擊該些纖維布料或衣物，且該些纖維布料或衣物 可透過一個圓形窗戶看到。習知將纖維布料或衣物放置在 此機益中’藉由局部的手工標7K污點來^查及處理，假如 纖維布料非一般纖維布料，或是具有難以處理的問題，標 示處會被檢查藉以確定乾洗業者已經認爲此標示在乾洗中 是沒有問題的。假如不是，污點可能會是永遠的。舉個例 子，一個糖漬可以沒有被察覺，但是萬一經過乾洗過程， 此糖漬會被氧化而變爲棕色，假如污點與油脂有關，水將 沒有用處，但是溶劑將可以溶解油脂。事實上，乾洗某些 衣物的基本理由是爲了移除（那些應該無法在一般的洗衣 機中被淸洗掉）來自於身體的油垢（比如脂肪酸），因爲這些 油垢過度氧化並產生腐敗討厭的味道。 本紙張尺度適ffl中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 請 先 閱 讀 背 意 事 項 本 頁 裝 訂 518247 A7 6452pif.doc/〇〇8 五、發明說明（77 ) --------------裝—— (請先聞讀背面之注ι-t事Γ 透過過濾與蒸餾溶劑，這些溶於溶劑中的油垢與脂肪 酸將會被移除’換句話說，髒的溶劑被煮沸，然後所有蒸 氣會透過冷凝管被凝結回到液體，回收的液體包括溶劑與 水’此液體接著會通過一個分離器，藉以將兩種不可混合 的液體分離。水份可能是來自於織布在淸洗前暴露於空氣 中的淫度開始，另一個水分的來源可能在先前的標示過程 中所用的材料。 在將織物自機器中拿出來之前，淸洗器變成一個烘乾 器’熱空氣經過隔間被送出來，但是氣流會經過一個壓縮 器’將蒸氣壓縮爲液體，藉以取代將氣流排到外面。液體 接著會經過一個分離器，以將水自溶劑中移走，而將溶劑 回收再次使用。 -線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 假如水置放在底槽一段時間，細菌會開始生長，這將 會產生一股很不好的味道，且將已經淸洗衣物也會沾上這 種味道。碳氫化合物的溶劑是細菌的食物來源，且會使細 菌很快的繁殖，密度較低的溶劑與密度較高的水之間的差 異，會在水與溶劑之間產生一個界面；在這界面中，極性 的溶劑溶解的污染物包括脂肪酸、食物、汗、以及一般的 體臭，長時間的放置將會使細菌快速的繁殖，最終產生臭 味。 因此，在專業的乾洗中，控制水的存在是必要的，藉 以避免在淸洗的過程中損害衣物，或造成臭味使客戶不 滿。 其中一種在選擇適當的水/溶劑分離系統的標準是利用 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 518247 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 6452pif .doc/008 五、發明說明) 水與溶劑的密度或特殊比重的差異。四氯乙烯（最常被使 用的溶劑）的密度或特殊比重爲1.619，這是將水的比重當 作1.0來比較’下一個最常用的溶劑種類爲石油基類或碳 星化合物溶劑，其特殊比重的範圍在0.754至0.820之間， 其中大部分的碳氫化合物溶劑（DF-2000)爲0.77，水與溶 劑之間特殊比重的差異愈大，愈容易將兩個分離，比重分 離器已經被設計且使用於溶劑較重或較輕於水的狀況，水 與溶劑兩相之間的密度差必須大於0.03。 當系統被應用在分離水與溶劑，而溶劑的特殊比重與 水（1.0)差距很大時，就不需要努力於分離特殊比重很接近 1.0的溶劑與水了。 本發明使用一個特殊溶劑，係自一個有機/無機混合物 (有機的矽氧烷）衍生出來的，其特殊比重爲0.95。此溶劑 的密度與特殊比重相對於水（1.0)是最接近的，加上溶劑的 黏度，在乾洗的過程中會產生水的小液滴，用於分離習知 溶劑與水的標準的比重分離器將無法應用於矽氧烷溶劑。 爲了配合這種需要，本發明包括了一種在包含矽氧烷 溶劑之乾式淸洗程序中脫水的系統與方法，包括一個注入 口，用以自一個乾洗設備藍中注入乾洗液與水的混合物， 乾洗液包括矽氧烷化合物，其中更包括一個流量控制器， 用以調節來自於出口的混合液。連接流量控制器的是一個 連接器，用以接收來自於流量控制器的混合液，在連接器 的末端接著一個隔間，用以接收來自於連接器的混合液， 以將水與乾洗液分離，此外有一個出口與隔間相連，用以 -------------裝—— (請先閱讀背面之注意事員〆 訂“ _線- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 518247 452pif.doc/008 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（6 ) 58, 72 浮球閥開關62 過濾器殼體 66, 70管路 69 出口管 74 關節活門 實施例 本發明包括一種乾洗纖維、織布、皮革或相似物的方 法與裝置。 爲了施行本發明相關之淸洗步驟，第1圖繪示出一種， 但另一種淸洗構造也適用。其中應該注意的是，第1圖中 繪示的淸洗系統在操作時可使用Class-3A型的溶劑。 開始衣物或其他物品的乾洗時，係將其放入系統5的 一個水平旋轉的淸洗籃10中，包括一種有機的矽氧烷溶 劑的乾洗液體透過幫浦12注入而啓動淸洗循環，溶劑可 以是取自一個工作槽14或一個新的溶劑槽16中，然後加 到裝有衣物的淸洗籃10中，汲取的溶劑之路徑可以通過 一個過濾器18或直接進入淸洗籃10中。 溶劑接著至淸洗籃10流經過鈕扣狀的活門20，而到 達幫浦12,在攪拌一段時間以後，溶劑被汲取到三個槽14、 16與22其中之一，如第1圖所示。淸洗籃1〇接著被離心 旋轉，藉以將殘留的溶劑脫除到任一個預期的槽中。 過濾系統與本發明的特殊溶劑相容的類型爲：使用具 有砂藻土的一個旋轉盤，型態爲20及30微米，其中可以 選擇使用30微米的旋轉盤；也可以選擇性的使用具有矽 藻土的一個管狀過濾器（彈性的、固定的或是上下搖動的）； 一個匣盒（碳心、全碳或是標準尺寸、巨大的或是分離的 9 -------------裝-----LIJ--訂：--------線 (請先閱讀背面之注意事項再本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 518247 6452pif.doc/008 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（？） 在其中蒸氣會凝結回到液態，重力會使這樣的液體經過一 個水管37而到達分離器28。 留置在淸洗籃10中的空氣溫度介於華氏120至180度 之間，這樣的溫度是重要的，其比前述溶劑的燃點低約華 氏30度或更多。在一個實施例中，冷凝液體的流速可以 被限制在0.75GPM，而分離器因此可以根據自蒸餾器與乾 的蒸氣冷凝管26與36冷凝之液體的流動速度來設計。 第2圖介紹一個順序，在其中本發明的多種組合可以 被用來說明本發明之目的。在前述的乾洗流程以後，不只 有一種，可能爲兩或更多溶劑會在分離器中，將再次冷凝 的溶劑送回到乾洗系統的能力，與分離器28以及其效率 有關。 爲了提供這樣的效能，本發明提供如第3圖所示的一 種分離水與溶劑的方法。如第3圖所示，在步驟40中， 經過乾洗過程，一種包括乾洗溶劑與任何水份的混合物會 自衣物處被移走；在步驟42中，此混合物接著會被一個 分離器28給接收。在收集以後，此混合物會被導引經過 一個連接器，如步驟44之中所述；接下來，乾洗液會與 水分離，如步驟46。 第4圖繪示爲本發明一較佳實施例的分離器28，其操 作方法如第3圖所述。以含水的溶劑，或是含有乾洗液與 水的混合物來看，在接近分離器28的主室48(main chamber) 之前，混合物可能會被過濾，以避免毛屑或特別的污漬進 到分離器28中，這可以利用連接一個過濾器來達成。爲 (請先閱讀背面之注意事項再 本頁) 裝 訂L· --線· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 518247 6452pif.d〇c/〇〇8 A7 ________ B7 五、發明說明（u) 使留下來的材料易碎。 --------------裝--- (請先閱讀背6匕—f 使用砂氧基的溶劑在溫度上不受限制，此優點在傳統 的乾洗液中並不存在，在乾洗的領域中，控制液體溶劑溫 度的重要性是絕對的。 前面提到最常使用的四氯乙烯（PERC)，其溫度最好是 維持在華氏78至82度的範圍之間，這也是被乾洗業常用 的其他溶劑共用的範圍。假如溫度增加，結果會產生活性 太強的溶劑，而傷害欲處理的衣物。增加KB(kari butyl) 値通常會使衣物上的染料被剝離，而將這些染料轉移到其 到的衣物上。乾洗機器的製造者針對溫度控制的必要，在 基槽中建立了水冷線路，並在傳熱的管線上覆上同軸的水 冷封套。 · 線· 在本發明中，藉著將矽氧基溶劑的溫度提高到華氏90 至130度的範圍，提供溶劑的高活性，並不會拉下或剝離^ 染料，在封閉回路形態使用循環水，自熱水槽經過循環幫 浦，並經過管路（前面提到用以冷卻）然後回到熱水槽。循 環幫浦係利用可以放置在溶劑中的探針加以控制，精確的I 控制溶劑的溫度將可以適度的活化溶劑，又不會對淸洗的 衣物產生損害。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用 以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精 神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保 護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者爲準。 14 $紙張尺度適用巾國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 518247 6452pifl.doc/013 爲第89113942號專利範圍修正本 ABCD η 十一年一*月五日 六、申請專利範圍 1·一種在乾洗程序裡_.將水自硬藶烷溶劑去除的系統， 包括= (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) (a) —注入管，可以自一乾洗裝置之一冷凝器接收乾洗 液與水之一混合物，其中該乾洗液包括一矽氧烷成分； (b) —水流控制器，用以引導來自該往入管之該混合物 之水流； (c) 一分離器，接收來自於該水流控制器引導之該混合 物； (d) —空室，連接一連結介質，用以接收來自於該連篮_ 介質之該混合物，以分離該乾洗液與水；以及 (e) —出口管，連接到該空室，以在沒有水的情況下自 該空室中移除該乾洗液。 2. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中更包括一 過濾器連接到該注入管，其中具有複數個尺寸介於10到 100微米的排孔。 3. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該注入管 爲垂直的以避免低的位置會累積水。 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 4·如申請專利範圍第1項所述之系統，其中更包括一 第二連結介質與該注入管連接，藉以進一步結合。 5·如申請專利範圍第1項所述之系統，其中更包括一 第二連結介晳逛誃m□管逋接，藉以進一步結合。 6·如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該水流控 制器爲一抽氣裝置。 7·如申請專利範圍第1項所述之蓋_龜，其中該水流控 15 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公嫠） 518247 ABCD 民國九十一年二月五日 6452pifl.doc/013 爲第89113942號專利範圍修正本 六、申請專利範圍 制器爲一幫浦。 8. 如申請專利範圍第7項所述之其中該幫浦係 透過一個浮球閥開關（float level switch)來開啓。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 9. 如申請專利範圍第7項所述之系遞_，其中該幫浦爲 一電動幫浦。 10. 如申請專利範圍第7項所述之系M，其中該幫浦爲 一氣動幫浦。 11. 如申請專利範個第1項所述之系厥，其中該空室中 的水會被汲走。 12. 如申請專利範圍第11項所述之系統，其中重力會 引導水自該空室流過一汲水管。 13. 如申請專利範圍第12項所述之系統，其中水係自 該空室經過被一浮球閥開關開啓之關節活門（hinge valve) 被汲取。 14. 如申請專利範圍第12項所述之系統，其中自該空 室經過被一浮球閥開關開啓之關節活門被汲取之水，係透 過由二探針建立之導電性來達成，而其中該二探針構成一 回路，以將水昇到一預定的高度。 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 15. 如申請專利範圍第1項所述之蓋廬_，其中該乾洗液 會經過過濾器，以過濾出特別之污漬以及避免該乾洗液產 生聚合現象。 16. 如申請專利範圍第1項所述之系蓋_，其中該乾洗液 之一溫度係被維持在華氏90度至130度之間。 17. 如申請專利範圍第1項所述之基遮_，其中多至三個 16 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 518247 6452pif1.doc/013 A8 爲第8 9 1 1 3 9 4 2號專利範圍修正本器 ΨΑ ____D8 民國九十 年二月五日 申請專利範圍 連接器被置放於該注入管與該出口管之間。 18.—種在乾洗程序裡將水自溶劑分離，包括· (a) 將欲乾洗之複數個衣物浸入包括一砂氧院二 乾洗液中； (b) 在該砂氧院成分中攪動該些衣物； (c) 自該些衣物中移開包括該乾洗液與任何水之一混合 物； (d) 收集該些蒸氣； (e) 利用一接合工具收集凝結的該些蒸氣；以及 (0將水與該些乾洗液分離。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

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