Diese Erfindung betrifft ein Trockenreinigungssystem, unter Anwenden
von verdichtetem Kohlendioxid und einem besonderen Tensidhilfsmittel.
Hintergrund der Erfindung
Verdichtetes Kohlendioxid stellt ein nichttoxisches, kostengünstiges,
wiederaufbereitungsfähiges und umweltfreundliches Lösungsmittel bereit, um Verschmutzungen
in dem Trockenreinigungsverfahren zu entfernen. Wirksame Trockenreinigungssysteme,
die verdichtetes Kohlendioxid in Kombination mit ausgewählten Tensiden einsetzen,
werden in WO-99/10587, WO-96/27704, US-A-5 683 977, US-A-5 667 705 und US-A-5 683
473 beschrieben. Bevorzugte, in diesen Patenten beschriebene Tenside sind Kombinationen
von verdichtetes Kohlendioxid-phile und -phobe funktionelle Gruppen, wie Kohlenwasserstoff/Halogenkohlenstoff-
und polymeres Siloxan enthaltenden Tensiden.
Die Anmelder haben weiterhin zusätzlich ausgewählte Tenside gefunden,
die sowohl in dem verdichteten Lösungsmittel löslich sind, als auch beim Entfernen
einer Vielzahl von Verschmutzungen aus einer Vielzahl von Textilien wirksam sind.
Kurzdarstellung der Erfindung
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zusätzlich
ausgewählte Tenside bereitzustellen, die mit einem unpolaren Lösungsmittel, wie
verdichtetes Kohlendioxid, kombiniert werden, unter Bereitstellung eines Trockenreinigungssystems,
das wirksam eine Vielzahl von Verschmutzungen aus Textilien entfernt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Trockenreinigungssystem
aus Lösungsmittel, Tensid und gegebenenfalls ein Bleichmittel oder ein Enzym einschließend,
für die Gesamtreinigung von Textilien unter Verwendung von verdichtetem Kohlendioxid
bereitzustellen, was hinsichtlich der Reinigung gleiche Ergebnisse, wie sie mit
üblichen Trockenreinigungslösungsmitteln erzielt werden, liefert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen Trockenreinigungssysteme,
die zum Reinigen einer Vielzahl von verschmutzten Textilien verwendet werden, verdichtetes
Kohlendioxid und 0,001% bis 10% eines Tensids der Formel: [AB]y, wie
in Anspruch 1 definiert.
Das Tensid hat eine verdichtetes CO2-phile funktionelle
Einheit, die mit einer verdichtetes CO2-phoben funktionellen Einheit
verbunden ist. Bevorzugte CO2-phile Einheiten des Tensids schließen Halogenkohlenstoffe,
wie Fluorkohlenstoffe, Chlorkohlenstoffe und gemischte Fluor-Chlor-Kohlenstoffe,
Polysiloxane und verzweigte Polyalkylenoxide, ein. Die CO2-phoben Gruppen
für das Tensid enthalten vorzugsweise Polyalkylenoxide, Carboxylate, C1-30-Alkylensulfonate,
Kohlenhydrate, Glycerate, Phosphate, Sulfate und C1-30-Kohlenwasserstoffe.
Das Trockenreinigungssystem kann auch so ausgelegt sein, dass es ein
Modifizierungsmittel, wie Wasser, oder ein organisches Lösungsmittel bis zu etwa
10 Volumenprozent, ein Bleichmittel, wie eine Persäure, oder ein Enzym, wie eine
Amylase, Protease, Lipase oder Oxidase, einschließt.
In einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Trockenreinigen
einer Vielzahl von verschmutzten Textilien bereitgestellt, worin ein ausgewähltes
Tensid und gegebenenfalls ein Modifizierungsmittel, Bleichmittel, ein Enzym oder
Gemische davon kombiniert werden und die Bekleidung mit dem Gemisch in Kontakt gebracht
wird. Verdichtetes Kohlendioxid wird in ein Reinigungsgefäß eingeführt, das dann
mit etwa 1,01·105 Pascal (14,7 psi) bis etwa 68,9·106
Pascal (10000 psi) unter Druck gesetzt wird und die Temperatur auf einen Bereich
von etwa –78,5°C bis etwa 100°C eingestellt wird. Frisch verdichtetes
Kohlendioxid kann verwendet werden, um das Reinigungsgefäß zu spülen.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
1 ist ein diagrammartiges Fließschema
von Trockenreinigungsverfahren mit verdichtetem Kohlendioxid gemäß der Erfindung.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die Erfindung stellt ein Trockenreinigungssystem bereit, welches übliche
Lösungsmittel durch verdichtetes Kohlendioxid in Kombination mit ausgewählten Reinigungstensiden
ersetzt. Gegebenenfalls werden Modifizierungsmittel, Bleichmittel, Enzyme und Gemische
davon mit dem Lösungsmittel und Tensid vereinigt, um ein Gesamtreinigungssystem
bereitzustellen. Für erfindungsgemäße Zwecke werden die nachstehenden Definitionen
verwendet:
„Verdichtetes Kohlendioxid" bedeutet Kohlendioxid, das eine
Dichte (g/ml) größer als jene von Kohlendioxidgas bei 1 atm und 20°C aufweist.
„Superkritisches Fluidkohlendioxid" bedeutet Kohlendioxid,
das bei oder oberhalb der kritischen Temperatur von 31°C und dem kritischen
Druck von 71,9·105 Pascal (71 Atmosphären) vorliegt und das trotz
der Zugabe von weiterem Druck nicht zu einer flüssigen Phase kondensiert werden
kann.
Der Begriff „unpolare Verfleckungen" bezieht sich auf jene,
die mindestens teilweise durch unpolare organische Verbindungen, wie ölige Verschmutzungen,
Sebum und dergleichen, erzeugt werden.
Der Begriff „polare Verfleckungen" ist mit dem Begriff „hydrophile
Verfleckungen" austauschbar und bezieht sich auf Verfleckungen, wie Traubensaft,
Kaffee und Tee.
Der Begriff „Verbindung hydrophober Verfleckungen" bezieht
sich auf Verfleckungen, wie Lippenstift und rotes Kerzenwachs.
Der Begriff „teilchenförmige Verschmutzungen" bedeutet Verschmutzungen,
die unlösliche Feststoffkomponenten, wie Silikate, Ruß, usw., enthalten.
Verdichtetes Kohlendioxid, vorzugsweise flüssig oder superkritisches
Fluidkohlendioxid, wird in dem erfindungsgemäßen Trockenreinigungssystem verwendet.
Es wird angemerkt, dass andere Moleküle mit verdichteten Eigenschaften auch einzeln
oder im Gemisch angewendet werden können. Diese Moleküle schließen Methan, Ethan,
Propan, Ammoniak, Butan, n-Pentan, n-Hexan, Cyclohexan, n-Heptan, Ethylen, Propylen,
Methanol, Ethanol, Isopropanol, Benzol, Toluol, p-Xylol, Schwefeldioxid, Chlortrifluormethan,
Trichlorfluormethan, Perfluorpropan, Chlordifluormethan, Schwefelhexafluorid und
Stickoxid ein.
Während des Trockenreinigungsverfahrens ist der Temperaturbereich
zwischen etwa –78,5°C und etwa 100°C, vorzugsweise etwa 5°C bis
etwa 60°C und besonders bevorzugt etwa 5°C bis etwa 25°C. Der Druck
während des Reinigens ist etwa 1,01 ·105 Pascal (14,7 psi) bis
etwa 68,9·106 Pascal (10000 psi), vorzugsweise etwa 5,18·105
Pascal (75,1 psi) bis etwa 48,3·106 Pascal (7000 psi) und besonders
bevorzugt etwa 20,7·105 Pascal (300 psi) bis etwa 41,4·106
Pascal (6000 psi).
Eine „substituierte Methylsiloxylgruppe" ist eine Methylsiloxylgruppe,
die mit einer CO2-phoben Gruppe R2 oder R3 substituiert
ist. R2 oder R3 werden durch die nachstehende Formel wiedergegeben:
-(CH2)a(C6H4)b(A)d--{(L)e(A')f}n--(L')gZ2(G)h,
worin a 1–30 ist, b 0–1 ist, C6H4 unsubstituiert
oder mit einem C1-10-Alkylen oder Alkenylen substituiert ist und A, d,
L, e, A', F, n, L', g, Z2, G und h wie vorstehend definiert sind.
Ein „substituiertes Arylen" ist ein Arylen, das mit einem C1-30-Alkylen,
Alkenylen oder Hydroxyl, vorzugsweise einem C1-20-Alkylen oder Alkenylen,
substituiert ist.
Ein „substituiertes Kohlenhydrat" ist ein Kohlenhydrat, das
mit einem C1-10-Alkylen oder Alkenylen, vorzugsweise einem C1-5-Alkylen,
substituiert ist.
Die Begriffe „Polyalkylenoxid", „Alkylen" und „Alkenylen"
enthalten jeweils eine Kohlenstoffkette, die entweder gerade oder verzweigt ist,
sofern nicht anders ausgewiesen.
Tensidhilfsstoffe
Ein Tensid, das zur Verwendung in einem Trockenreinigungssystem mit
verdichtetem Kohlendioxid wirksam ist, erfordert die Kombination
von verdichtetes Kohlendioxid-philen funktionellen Gruppen mit verdichtetes Kohlendioxid-phoben
funktionellen Gruppen (siehe vorstehende Definitionen). Die erhaltene Verbindung
kann umgekehrte Mizellen mit den CO2-philen funktionellen Gruppen bilden,
die sich in eine kontinuierliche Phase erstrecken und die CO2-phoben
funktionellen Gruppen richten sich zur Mitte der Mizelle aus.
Das Tensid liegt in einer Menge von 0,001 bis 10 Gewichtsprozent,
vorzugsweise 0,01 bis 5 Gewichtsprozent, vor.
Die CO2-philen Einheiten der Tenside sind Gruppen, die
niedrige Hildebrand-Löslichkeitsparameter zeigen, wie in Grant, D. J. W. et al.,
„Solubility Behavior of Organic Compounds", Techniques of Chemistry Series,
J. Wiley & Sons, N. Y. (1990), Seiten 6–55, beschrieben, welche die Hildebrand-Löslichkeitsgleichung,
die hierin durch Hinweis einbezogen ist, beschreiben. Diese CO2-philen
Einheiten zeigen auch niedrige Polarisierbarkeit und etwas Elektronen-abgebende
Fähigkeit, was ihnen erlaubt, leicht in verdichtetem fluiden Kohlendioxid solubilisiert
zu werden.
Wie vorstehend definiert, sind die CO2-philen funktionellen
Gruppen in verdichtetem Kohlendioxid löslicher als 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise
mehr als 15 Gewichtsprozent, bei Drücken von 3,45·106–68,9·106
Pascal (500–10000 psi) und Temperaturen von 0°–100°C. Bevorzugte
verdichtete CO2-phile funktionelle Gruppen schließen Halogenkohlenstoffe
(wie Fluor-, Chlor- und Fluor-Chlor-Kohlenstoffe), Polysiloxane und verzweigte Polyalkylenoxide
ein.
Der CO2-phobe Teil des Tensidmoleküls wird entweder durch
eine hydrophile oder eine hydrophobe funktionelle Gruppe erhalten, die weniger als
10 Gewichtsprozent in verdichtetem CO2 löslich ist, vorzugsweise weniger
als 5 Gewichtsprozent, bei einem Druck von etwa 1,01·105–68,9·106
Pascal (14,7 bis etwa 10000 psi) und Temperaturen von etwa –78,5° bis
etwa 100°C. Beispiele für in den CO2-phoben Gruppen enthaltenen Einheiten
schließen Polyalkylenoxide, Carboxylate, verzweigte Acrylatester, C1-30-Kohlenwasserstoffe,
Aryle, die unsubstituiert oder substituiert sind, Sulfonate, Glycerate, Phosphate,
Sulfate und Kohlenhydrate ein. Besonders bevorzugte CO2-phobe Gruppen
schließen C2-20-geradkettige oder verzweigte Alkyle, Polyalkylenoxide,
Glycerate, Carboxylate, Phosphate, Sulfate und Kohlenhydrate ein.
Die CO2-philen und CO2-phoben Gruppen können
direkt verbunden oder aneinander über eine Bindungsgruppe gebunden sein. Solche
Gruppen schließen Ester, Keton, Ether, Amid, Amin, Thio, Alkyl, Alkenylen, Fluoralkyl,
Fluoralkylen oder Fluoralkenylen ein.
Die gemäß der Erfindung zu verwendenden Verbindungen, für welche Silsoft
A-843 und Magnasoft SRS von Witco kommerziell erhältliche Beispiele sind, haben
die nachstehende Struktur I:
[AB]y(I)
worin A eine wiederkehrende Dimethylsiloxaneinheit darstellt:
x = 0–30,
B eine durch die Formel:
-(CH2)a(C6H4)b(A')d-{(L)e(A'')f}n-(L')gZ2
G)h(C6H4)b-(CH2)n
wiedergegebene CO2-phobe Gruppe darstellt, worin
a 1–30 ist,
b 0 oder 1 ist,
C6H4 unsubstituiert oder mit einem verzweigt- oder geradkettigen
C1-10-Alkylen oder Alkenylen substituiert ist, und
A' und A'' jeweils unabhängig eine durch einen Ester, ein Keton, einen Ether, ein
Thio, ein Amido, ein Amino, ein C1-4-Fluoralkylen, ein C1-4-Fluoralkenylen,
ein verzweigt- oder geradkettiges Polyalkylenoxid, ein Phosphato, ein Sulfonyl,
ein Sulfat, ein Ammonium, ein Lactam oder Gemische davon wiedergegebene Bindungseinheit
darstellen, d 0 oder 1 ist,
L und L' jeweils unabhängig ein geradkettiges oder verzweigtes C1-30-Alkyl
oder Alkenylen oder ein Aryl, das unsubstituiert oder substituiert ist, und Gemische
davon darstellen,
e 0–3 ist,
f 0 oder 1 ist,
n 0–10, vorzugsweise 0–5, besonders bevorzugt 0–3 ist,
g 0–3 ist,
Z ein Wasserstoffatom, eine Carbonsäure, ein Hydroxy, ein Phosphato, einen Phosphatoester,
ein Sulfonyl, ein Sulfonat, ein Sulfat, ein verzweigtes oder geradkettiges Polyalkylenoxid,
ein Nitryl, ein Glyceryl, ein Aryl, unsubstituiert oder substituiert mit C1-30-Alkylen
oder Alkenylen (vorzugsweise C1-25-Alkylen), ein Kohlenhydrat, unsubstituiert
oder substituiert mit einem C1-10-Alkylen oder Alkenylen (vorzugsweise
einem C1-5-Alkylen) oder einem Ammonium, darstellt;
G ein Anion oder Kation, ausgewählt aus H+, Na+, Li+,
K+, NH4+, Ca2+, Mg2+, Cl–,
Br–, I–, Mesylat oder Tosylat, darstellt,
h 0–3, vorzugsweise 0–2 ist und
y 2–100 ist.
Nichtbegrenzende Beispiele dieses Tensids vom [AB]y-Typ
sind:
worin y = 2–100, x = 0–30 und R und R' (d. h. B) =
(CH2)a(c2H4O)b(C3H6O)c(CH2)a(CH2)aNH(CH2)a'(C2H4O)b(C3H6O)c(CH2)a'NH(CH2)a
oder
(CH2)aN(CH3)2(CH2)a'G
a = 1–30; a' = 1–30
b = 0–50; c = 0–50
G = H+, Na+, K+, NH4+, Mg2+,
Ca2+, Cl–, Br–, I–,
Mesylat oder Tosylat.
Verbindungen dieses Typs werden wie in US-A-4 150 048 beschrieben
hergestellt.
Modifizierungsmittel
In einer bevorzugten Ausführungsform kann ein Modifizierungsmittel,
wie Wasser, oder ein verwendbares organisches Lösungsmittel zu der Reinigungstrommel
in einem geringen Volumen gegeben werden. Wasser wird speziell zu der Trommel gegeben.
Auf den trocken zu reinigenden Textilien absorbiertes oder in Restmengen in der
Tensidverbindung des Verfahrens zum Herstellen der Verbindungen vorliegendes Wasser, wird
beim Bestimmen der Menge des zuzugebenden Modifizierungsmittels nicht berechnet.
Bevorzugte Modifizierungsmittelmengen sollten 0,1% bis etwa 10 Volumenprozent, bevorzugter
0,1% bis etwa 5 Volumenprozent, besonders bevorzugt 0,1% bis etwa 3%, sein. Bevorzugte
Lösungsmittel schließen Wasser, Aceton, Glycole, Acetonitril, C1-10-Alkohole
und C5-15-Kohlenwasserstoffe ein. Besonders bevorzugte Lösungsmittel
schließen Wasser, Ethanol, Methanol und Hexan ein.
Persäurevorstufen
Organische Persäuren, die bei Lagerung stabil sind und die in verdichtetem
Kohlendioxid löslich sind, sind bei bleichenden Verfleckungen in dem Trockenreinigungssystem
wirksam. Die ausgewählte organische Persäure sollte in Kohlendioxid zu mehr als
0,001 Gewichtsprozent bei Drücken von etwa 3,45–68,9·106
Pascal (500 bis etwa 10 000 psi) und Temperaturen von etwa 0°C bis etwa 100°C
löslich sein. Die Persäureverbindung sollte in einer Menge von etwa 0,01% bis etwa
5%, vorzugsweise 0,1% bis etwa 3%, vorliegen.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendbaren organischen Peroxysäuren
können entweder eine oder zwei Peroxygruppen enthalten und können entweder aliphatisch
oder aromatisch sein. Wenn die organische Peroxysäure aliphatisch ist, hat die unsubstituierte
Säure die allgemeine Formel:
worin Y beispielsweise H, CH3, CH2Cl, COOH oder COOOH sein
kann und n eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist.
Wenn die organische Peroxysäure aromatisch ist, hat die unsubstituierte
Säure die allgemeine Formel:
worin Y Wasserstoff, Alkylen, Alkylenhalogen, Halogen oder COOH oder COOOH darstellt.
Typische, hierin verwendbare Monoperoxysäuren schließen Alkylenperoxysäuren
und Arylenperoxysäuren ein, wie:
(i) Peroxybenzoesäure und Ring-substituierte Peroxybenzoesäure, beispielsweise
Peroxy-''-naphthoesäure;
(ii) aliphatische, substituierte aliphatische und Arylenalkylenmonoperoxysäuren,
beispielsweise Peroxylaurinsäure, Peroxystearinsäure und N,N-Phthaloylaminoperoxycapronsäure
(PAP), und
(iii) Amidoperoxysäuren, beispielsweise Monononylamid von entweder Peroxybernsteinsäure
(NAPSA) oder von Peroxyadipinsäure (NAPAA).
Typische, hierin verwendbare Diperoxysäuren schließen Alkylendiperoxysäuren und
Arylendiperoxysäuren ein, wie:
(iv) 1,12-Diperoxydodecandisäure;
(v) 1,9-Diperoxyazelainsäure;
(vi) Diperoxybrassylsäure; Diperoxysebacinsäure und Diperoxyisophthalsäure;
Besonders bevorzugte Peroxysäuren schließen PAP, TPCAP, Halogenperbenzoesäure
und Peressigsäure ein.
Enzyme
Enzyme können zusätzlich zu dem erfindungsgemäßen Trockenreinigungssystem
gegeben werden, um die Fleckentfernung zu verbessern. Solche Enzyme schließen Proteasen
(z. B. Alcalase®, Savinase® und Esperase®
von Novo Industries A/S; Amylasen (z. B. Termamyl® und Duramyl®
Bleich-beständige Amylasen von Novo Industries A/S); Lipasen (z. B. Lipolase®
von Novo Industries A/S) und Oxidasen ein. Das Enzym sollte zu der Reinigungstrommel
in einer Menge von 0,001% bis 10%, vorzugsweise 0,01% bis 5%, gegeben werden. Die
Art des Schmutzes diktiert die Auswahl des in dem System verwendeten Enzyms. Die
Enzyme sollten in einer üblichen Weise, wie durch Herstellen einer Enzymlösung,
typischerweise 1%, auf das Volumen (d. h. 3 ml Enzym in gepuffertem Wasser oder
Lösungsmittel), abgegeben werden.
Trockenreinigungsverfahren
Ein Verfahren zum Trockenreinigen unter Verwendung von verdichtetem
Kohlendioxid als Reinigungsfluid wird in 1 schematisch
wiedergegeben. Ein Reinigungsgefäß 5, vorzugsweise eine rotierende Trommel,
nimmt verschmutzte Textilien sowie das ausgewählte Tensid und jeweils Modifizierungsmittel,
Persäure und Gemische davon auf. Das Reinigungsgefäß kann auch als ein Autoklav,
der insbesondere in den nachstehenden Beispielen beschrieben wird, bezeichnet werden.
Verdichtetes Kohlendioxid wird aus einem Lagerungsgefäß
1 in das Reinigungsgefäß eingeführt. Da viel von dem CO2-Reinigungsfluid
innerhalb des Systems zurückgeführt wird, werden die Verluste während des Trockenreinigungsverfahrens
durch ein CO2-Zuführgefäß 2 aufgefüllt. Das CO2-Fluid
wird in das Reinigungsgefäß durch eine Pumpe 3 bei Drücken im Bereich zwischen
etwa 1,01·105–68,9·106 Pascal (14,7 und
etwa 10000 psi), vorzugsweise etwa 20,7·105–48,3·106
Pascal (300 bis etwa 7 000 psi), besonders bevorzugt etwa 55,2·105
–41,4·106 Pascal (800 psi bis etwa 6 000 psi), gepumpt.
Das CO2-Fluid wird bei Temperaturen von etwa –78,5°C bis etwa
100°C, vorzugsweise etwa 50°C bis etwa 60°C, besonders bevorzugt etwa
5°C bis etwa 60°C, durch einen Wärmetauscher 4 oder durch Pumpen
einer Kühllösung durch einen Innenkühler gehalten.
Als ein Beispiel für das Arbeiten des Systems wird verdichtetes CO2
aus dem Zuführgefäß 2 zu dem Reinigungsgefäß 5 durch Leitung
7 über einen Trockenreinigungszyklus zwischen etwa 15 bis etwa 30 Minuten
überführt. Vor oder während des Reinigungszyklus werden Tenside, Modifizierungsmittel,
Enzyme, Persäure und Gemische davon, wie vorstehend erörtert, in das Reinigungsgefäß
eingeführt, vorzugsweise durch ein Leitungs- und Pumpsystem, das mit dem Reinigungsgefäß
verbunden ist.
Am Ende des Trockenreinigungszyklus werden schmutziges CO2,
Schmutz und verbrauchte Reinigungsmittel durch ein Expansionsventil 6,
einen Wärmetauscher 8 mit Hilfe einer Leitung 9 in eine Flashtrommel
10 überführt. In der Flashtrommel werden die Drücke auf zwischen etwa 260
und etwa 1000 psi und auf eine Temperatur von etwa 23°C bis etwa 60°C vermindert.
Gasförmiges CO2 wird aus dem Schmutz und den verbrauchten Mitteln abgetrennt
und über Leitung 11 durch einen Filter 12 und Kühler
13 zurück zu dem Zuführungsgefäß 2 überführt. Jegliche Druckverluste
werden unter Verwendung von Pumpe 16 ausgeglichen. Die verbrauchten Mittel
und Rückstands-CO2 werden über Leitung 14 zu einem Atmosphärentank
15 überführt, wo das verbleibende CO2 an die Atmosphäre abgegeben
wird.
Andere auf dem Fachgebiet bekannte Verfahren können in dem beanspruchten
Trockenreinigungssystem verwendet werden, wie jene, beschrieben in US-A-5 267 455
und JP 08052297.
Die nachstehenden Beispiele erläutern die erfindungsgemäßen Ausführungsformen
genauer. Alle hierin und in den beigefügten Ansprüchen angeführten Teile, Prozente
und Verhältnisse sind, sofern nicht anders ausgewiesen, auf das Gewicht bezogen.
Die Definitionen und Beispiele sind zur Erläuterung beabsichtigt und nicht zur Begrenzung
des Umfangs der Erfindung.
Beispiel 1
Eine hydrophile Verfleckung, Traubensaft, wurde unter Verwendung von
flüssigem Kohlendioxid, einem Polydimethylsiloxantensid, Wasser als ein Modifizierungsmittel
und Gemischen davon gemäß der Erfindung trocken gereinigt.
Zwei inch mal drei inch Polyestertücher wurden geschnitten und mit
konzentriertem Traubensaft voll saugen lassen, welcher mit Wasser 1 : 4 verdünnt
wurde. Die Tücher wurden dann entfernt und über Nacht auf Kunststofffolien getrocknet.
Die verfleckten Textilien wurden dann in einen 300-ml-Autoklaven mit einem Gaskompressor
und einem Extraktionssystem, wie in 1 gezeigt, angeordnet.
Das verfleckte Tuch wurde vom Boden des Autoklaven-Überkopfrührers unter Verwendung
eines Kupferdrahts gehängt, um gute Bewegung während des Waschens und der Extraktion
zu fördern. Nach Anordnen des Tuchs im Autoklaven und Verschließen desselben wurde
flüssiges CO2 bei einem Tankdruck von 58,6·105 Pascal
(850 psi) in das System gelassen und wurde gekühlt, um eine Temperatur von etwa
11°C zu erreichen, wobei das flüssige CO2 bei einem Druck von etwa
55,2·105 Pascal (800 psi) vorlag. Der Rührer wurde dann für 15
Minuten gedreht, um einen Waschgang zu imitieren. Nach Beendigung des Waschgangs
wurden 0,566 m3 (20 Kubikfeet) frisches CO2 durch das System
geleitet, um einen Spülgang nachzuahmen. Der Druck des Autoklaven wurde dann auf
Atmosphärendruck entlastet und die gereinigten Tücher wurden aus dem Autoklaven
entfernt. Um das Reinigungsausmaß zu messen, wurden spektrophotometrische Lesungen
unter Verwendung eines Hunter Ultrascan XE7 Spektrophotometers genommen.
Die R-Skale, die die Dunkelheit von Schwarz zu Weiß misst, wurde verwendet,
um die Fleckentfernung zu bestimmen. Die Reinigungsergebnisse wurden als Prozent
Fleckentfernung gemäß der nachstehenden Berechnung angeführt:
Zwei verschiedene Polydimethylsiloxantenside wurden einzeln oder in
Kombination mit 0,5 ml Wasser und flüssigem Kohlendioxid verwendet. Die Kontrolle
war flüssiges Kohlendioxid allein.
Das Wasser wurde direkt zu dem Boden des Autoklaven gegeben und nicht
auf den Fleck selbst, und das Tensid wurde direkt auf dem Fleck auf das Textil aufgetragen.
Nach den Wasch- und Spülgängen wurden Reinigungsergebnisse bewertet und die Ergebnisse
werden nachstehend in Tabelle 1 angeführt.
Tabelle 1
Trockenreinigungsergebnisse für Traubensaftflecke unter Verwendung von superkritischem
Kohlendioxid und PolydimethylsiloxantensidBezogen von Witco; [AB] Silikon-Copolymer.Bezogen von Mona Industries; Lactam-modifiziertes Silikon-Copolymer.
Es wurde beobachtet, dass die Kombination von Wasser als ein Modifizierungsmittel
mit den ausgewählten Silikontensiden durch Trockenreinigungsergebnisse in flüssigem
Kohlendioxid verbessert wurden. Flüssiges Kohlendioxid allein oder mit zugegebenem
Wasser reinigte den Fleck nicht merklich.
Beispiel 2
Der hydrophile Fleck, Traubensaft, wurde unter Verwendung von flüssigem
Kohlendioxid und Gemischen von flüssigem Kohlendioxid, Polydimethylsiloxantensid
und Wasser gemäß der Erfindung trocken gereinigt.
22,2 × 12,1 cm (8,75'' × 4,75'')-Tücher hatten einen 5,08
cm-(2'')-Durchmesserkreis, umschrieben mit einem Bleistift in der Mitte und konzentrierter
Traubensaft, welcher auf 1 : 4 mit Wasser verdünnt wurde, wurde unter Verwendung
einer Mikropipette auf das Innere des Kreises aufgetragen und zu den Kanten des
Kreises verbreitet. Die nachstehenden Mengen wurden verwendet: auf Polyester und
Wolle 475 Mikroliter, auf Baumwolle 350 Mikroliter und auf Seide 2 Auftragungen
von 200 Mikroliter, mit 15 Minuten zwischen den Auftragungen. Die Tücher wurden
dann über Nacht getrocknet. Vier Wiederholungen für jeden Tuchtyp (für insgesamt
12 Tücher) wurden in der Reinigungskammer von einer CO2-Trockenreinigungsanlage,
aufgebaut wie in US-Patent 5 467 492 gelehrt, und unter Anwenden von hydrodynamischem
Bewegen von Kleidungsstücken, unter Verwendung von geeignet gewinkelten Düsen, angeordnet.
Zur vollständigen Beladung wurden ebenfalls Tücher, 0,68 kg (1,5
pounds), von Baumwollballastbahnen 27,9 × 27,9 cm (11'' × 11''), in
der Reinigungskammer angeordnet. Die angewendete Trockenreinigungsanlage hatte eine
Reinigungskammer, die etwa 76 Liter flüssiges CO2 fasst. Die Röhren in
der Reinigungsschleife fassten zusätzlich 37 Liter für ein Gesamtvolumen in der
Reinigungsschleife von 113 Litern. Es gab auch einen Lagerungstank an der Anlage,
aus dem auf einmal frisches flüssiges CO2 zugegeben wurde, wobei die
Kammertür verschlossen und abgedichtet wurde. Der Reinigungszyklus dauerte 15 Minuten
bei etwa 58,6 × 105 Pascal (850 psi) und 11 Grad Celsius. Nach
dem Reinigungszyklus wurde flüssiges CO2 in die Reinigungsschleife zurück
zu dem Lagerungstank gepumpt und die Kammertür geöffnet. Um das Reinigungsausmaß
zu messen, wurden unter Verwendung eines Hunter Ultrascan XE7 Spektrophotometers
spektrophotometrische Ablesungen auf den gewaschenen Traubensafttüchern vorgenommen.
Eine L,a,b-Skale wurde zum Messen des Reinigens angewendet. Die Reinigungsergebnisse
wurden als Fleckentfernungsindexwerte (SRI) unter Verwendung der nachstehenden Berechnung
angeführt:
worin
L gemessene Schwarz-Weiß-Unterschiede,
a gemessene Grün-Rot-Unterschiede und
b gemessene Blau-Gelb-Unterschiede.
Zwei Versuche erfolgten. Die Konzentrationen waren in Gewicht/Volumen
von CO2:
1. kein Additiv (flüssiges CO2 allein)
2. 0,05% Monasil PCA + 0,075% Wasser
Tensid und Wasser wurden vorgemischt und direkt zu dem Boden der Reinigungskammer
unterhalb des Ballasts und nicht auf die Flecke selbst gegeben. Nach dem Waschgang
erfolgte Entfernung von CO2 aus der Reinigungskammer, die Reinigungsergebnisse
wurden bewertet und in nachstehender Tabelle 2 angeführt.
Tabelle 2LSD steht für den „geringsten wesentlichen Unterschied" und die
dargestellten Zahlen sind das 95%-Vertrauensintervall. Es wurde beobachtet, dass
für alle drei untersuchten Textilarten die Zugabe von Monasil PCA plus Wasser die
Trockenreinigungsergebnisse in flüssigem Kohlendioxid verbesserten.
Anspruch[de]
Trockenreinigungszusammensetzung zum Entfernen von Flecken aus Textilien,
umfassend:
(a) eine Menge von verdichtetem Kohlendioxid;
(b) 0,001% bis 10 Gewichtsprozent einer Tensidverbindung;
dadurch gekennzeichnet, dass die Tensidverbindung eine Verbindung der Formel
I
[AB]y(I)
darstellt, worin A eine wiederkehrende Dimethylsiloxaneinheit darstellt:
x = 0–30,
B eine durch die Formel:
-(CH2)a(C6H4)b(A')d-{(L)e(A'')f}n-(L')gZ(G)h(C6H4)b-(CH2)n
wiedergegebene CO2-phobe Gruppe darstellt, worin
a 1–30 ist,
b 0 oder 1 ist,
C6H4 unsubstituiert oder mit einem verzweigt- oder geradkettigen
C1-10-Alkylen oder Alkenylen substituiert ist, und
A' und A'' jeweils unabhängig eine durch einen Ester, ein Keton, einen Ether, ein
Thio, ein Amido, ein Amino, ein C1-4-Fluoralkylen, ein C1-4-Fluoralkenylen,
ein verzweigt- oder geradkettiges Polyalkylenoxid, ein Phosphato, ein Sulfonyl,
ein Sulfat, ein Ammonium, ein Lactam oder Gemische davon wiedergegebene Bindungseinheit
darstellen,
d 0 oder 1 ist,
L und L' jeweils unabhängig ein geradkettiges oder verzweigtes C1-30-Alkyl
oder Alkenylen oder ein Aryl, das unsubstituiert oder substituiert ist, und Gemische
davon darstellen,
e 0–3 ist,
f 0 oder 1 ist,
n 0–10 ist,
g 0–3 ist,
Z ein Wasserstoffatom, eine Carbonsäure, ein Hydroxy, ein Phosphato, einen Phosphatoester,
ein Sulfonyl, ein Sulfonat, ein Sulfat, ein verzweigt- oder geradkettiges Polyalkylenoxid,
ein Nitryl, ein Glyceryl, ein Aryl, unsubstituiert oder mit C1-30-Alkylen
oder Alkenylen (vorzugsweise C1-25-Alkylen) substituiert, ein Kohlenhydrat,
unsubstituiert oder mit einem C1-10-Alkylen oder Alkenylen (vorzugsweise
einem C1-5-Alkylen) substituiert oder ein Ammonium, darstellt;
G ein Anion oder Kation, ausgewählt aus H+, Na+, Li+,
K+, NH4+, Ca2+, Mg2+, Cl–,
Br–, I–, Mesylat oder Tosylat, darstellt,
h 0–3 ist und
y 2–100 ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin die Verbindungen der Formel
I jene sind, worin y 2 bis 100 ist, x 0 bis 30 ist und B aus der Gruppe ausgewählt
ist, bestehend aus:
(CH2)a(c2H4O)b(C3H6O)c(CH2)a(CH2)aNH(CH2)a'(C2H4O)b(C3H6O)c(CH2)a'NH(CH2)a
oder
(CH2)aN(CH3)2(CH2)a'G
a = 1–30; a' = 1–30
b = 0–50; c = 0–50
G = H+, Na+, K+, NH4+, Mg2+,
Ca2+, Cl–, Br–, I–,
Mesylat oder Tosylat.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, weiterhin umfassend 0,1% bis etwa
10 Volumenprozent eines Modifizierungsmittels, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend
aus Wasser, Aceton, einem Glycol, Acetonitril, C1-10-Alkohol und C5-15-Kohlenwasserstoff.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin das verdichtete Kohlendioxid
in einer flüssigen Phase mit einem Druck von etwa 14,7 psi bis etwa 10 000 psi und
einer Temperatur von etwa –78,5°C bis etwa 100°C vorliegt.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin die Zusammensetzung weiterhin
eine organische Persäure, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus N,N-Phthaloylaminoperoxycapronsäure
(PAP) und N,N'-Terephthaloyl-di(6-aminoperoxycapronsäure) (TPCAP), einer Halogenperbenzoesäure
und einer Peressigsäure, umfasst.
Verfahren zum Trockenreinigen von Textilien, umfassend:
1) Auswählen einer Trockenreinigungszusammensetzung, umfassend
(a) eine Menge von verdichtetem Kohlendioxid;
(b) 0,001% bis 10 Gewichtsprozent einer Tensidverbindung und
2) Reinigen von Verschmutzungen aus Textilien in einem Trockenreinigungszyklus,
dadurch gekennzeichnet, dass die Tensidverbindung eine Verbindung der Formel I
[AB]y(I)
darstellt, worin A eine wiederkehrende Dimethylsiloxaneinheit darstellt:
x = 0–30,
B eine durch die Formel:
-(CH2)a(C6H4)b(A')d-{(L)e(A'')f}n-(L')gZ(G)h(C6H4)b-(CH2)n
wiedergegebene CO2-phobe Gruppe darstellt, worin
a 1–30 ist,
b 0 oder 1 ist,
C6H4 unsubstituiert oder mit einem verzweigt- oder geradkettigen
C1-10-Alkylen oder Alkenylen substituiert ist, und
A' und A'' jeweils unabhängig eine durch einen Ester, ein Keton, einen Ether, ein
Thio, ein Amido, ein Amino, ein C1-4-Fluoralkylen, ein C1-4-Fluoralkenylen,
ein verzweigt- oder geradkettiges Polyalkylenoxid, ein Phosphato, ein Sulfonyl,
ein Sulfat, ein Ammonium, ein Lactam oder Gemische davon wiedergegebene Bindungseinheit
darstellen,
d 0 oder 1 ist,
L und L' jeweils unabhängig ein geradkettiges oder verzweigtes C1-30-Alkyl
oder Alkenylen oder ein Aryl, das unsubstituiert oder substituiert ist, und Gemische
davon darstellen,
e 0–3 ist,
f 0 oder 1 ist,
n 0–10 ist,
g 0–3 ist,
Z ein Wasserstoffatom, eine Carbonsäure, ein Hydroxy, ein Phosphato, einen Phosphatoester,
ein Sulfonyl, ein Sulfonat, ein Sulfat, ein verzweigt- oder geradkettiges Polyalkylenoxid,
ein Nitryl, ein Glyceryl, ein Aryl, unsubstituiert oder mit C1-30-Alkylen
oder Alkenylen (vorzugsweise C1-25-Alkylen) substituiert, ein Kohlenhydrat,
unsubstituiert oder mit einem C1-10-Alkylen oder Alkenylen (vorzugsweise
einem C1-5-Alkylen) substituiert oder ein Ammonium, darstellt;
G ein Anion oder Kation, ausgewählt aus H+, Na+, Li+, K+,
NH4+, Ca2+, Mg2+, Cl–,
Br–, I–, Mesylat oder Tosylat, darstellt,
h 0–3 ist und
y 2–100 ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das verdichtete Kohlendioxid des Systems
in ein Reinigungsgefäß bei einem Druck zwischen etwa 14,7 bis etwa 10000 psi eingeführt
wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das verdichtete Kohlendioxid während
des Reinigungsschritts (2) bei einer Temperatur von etwa –78,5°C
bis etwa 100°C gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei während des Reinigungsschritts (2)
weiterhin ein Modifizierungsmittel in einer Menge von 0,1% bis 10 Volumenprozent
eingeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Modifizierungsmittel aus der
Gruppe, bestehend aus Wasser, Aceton, einem Glycol, Acetonitril, C1-C10-Alkohol
und C5-C15-Kohlenwasserstoff, ausgewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Verbindungen der Formel I jene
sind, worin y 2 bis 100 ist, x 0 bis 30 ist und B aus der Gruppe ausgewählt ist,
bestehend aus:
(CH2)a(c2H4O)b(C3H6O)c(CH2)a(CH2)aNH(CH2)a'(C2H4O)b(C3H6O)c(CH2)a'NH(CH2)a
oder
(CH2)aN(CH3)2(CH2)a'G
a = 1–30; a' = 1–30
b = 0–50; c = 0–50
G = H+, Na+, K+, NH4+, Mg2+,
Ca2+, Cl–, Br–, I–,
Mesylat oder Tosylat.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das System weiterhin eine organische
Persäure, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus N,N-Phthaloylaminoperoxycapronsäure
(PAP) und N,N'-Terephthaloyl-di(6-aminoperoxycapronsäure) (TPCAP), einer Halogenperbenzoesäure
und Peressigsäure, umfasst.