Многокомпонентный растворитель для химической чистки текстильных изделий, а также метод его применения
Изобретение относится к области химии, а именно к многокомпонентным смесям определенного химического состава, которые применяются как растворители в процессе химической чистки текстильных изделий любых типов, а также к способу получения такого растворителя и к его применению. Изобретение раскрывает комбинированный растворитель для механизированной химической чистки текстильных изделий различных типов, кожи и меха, который характеризуется низкой токсичностью, отсутствием сильного запаха, высокой эффективностью очистки против олеофильных загрязнений. Технический результат - разработка и создание новых эффективных, безопасных и удобных в обращении растворителей для механизированной чистки различных текстильных изделий. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 пр., 3 табл.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к области химии, а именно - к многокомпонентным смесям определенного химического состава, которые применяются как растворители в процессе химической чистки текстильных изделий любых типов, а также к способу их получения и их применению.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Профессиональная химическая чистка изделий является особой услугой, имеющей исключительно важное значение с социальной и экономической точки зрения. Множество изделий, которые использует население, изготовлены из таких материалов, как например шерсть, шёлк, кашемир, мех или кожа, которые при традиционной влажной чистке склонны к изменению своих геометрических размеров, т.е. к усадке. При этом часто становится невозможно восстановить исходные параметры изделия. Помимо этого, ряд красителей также оказывается нестоек в водной среде.
Поэтому уход за подобными изделиями должен осуществляться на специализированных предприятиях химической чистки текстильных изделий по всем правилам и с применением пригодных для этой цели растворителей. Основным преимуществом неводных органических растворителей для химической чистки является малая склонность волокон различных текстильных изделий к набуханию, в связи с чем опасность их усадки сильно уменьшается.
На данный момент в мире используется целый ряд растворителей для химической чистки. Галогенированные углеводороды всегда являлись самыми популярными. Четыреххлористый углерод, трихлорэтилен, трихлорметилен и фторхлоруглеводороды на данный момент уже выведены из технического использования в химической чистке из-за Монреальского протокола 1987 г. по защите озонового слоя. На данный момент глобально наиболее часто используемым представителем класса галогенуглеводородов является перхлорэтилен (тетрахлорэтилен, далее - ПХЭ). Он негорюч, имеет температуру кипения 121°C и позволяет осуществлять его перегонку в машинах для химической чистки при нормальном давлении. ПХЭ представляет собой растворитель с очень высокой способностью удалять различные типы олеофильных загрязнений. Большинство предметов верхней одежды согласно международной маркировке допускает возможность чистки в перхлорэтилене.
Применение перхлорэтилена в качестве растворителя имеет свои серьезные недостатки: опасность загрязнения им грунтовых вод, почвы и опасность вдыхания паров данного соединения работниками химчисток. Перхлорэтилен имеет крайне высокое негативное влияние на печень и почки, что в конечном итоге влияет на здоровье персонала. По этой причине в некоторых странах налагаются серьезные ограничения на эксплуатацию машин для чистки с применением перхлорэтилена. Таким образом, нахождение новых альтернативных растворителей для химической чистки является крайне актуальной и важной задачей.
В химической читке текстильных изделий также широко используются углеводородные растворители (далее - УВР) с температурой кипения 185-210°C при 760 мм рт. ст., общей химической формулы CnHm, где n находится в пределах от 9 до 14, а m зависит от наличия циклоалканов и равно 2n+2, 2n или 2n-2. Ароматические углеводороды не используются из-за их сильного запаха и токсичности. Углеводороды с низкой температурой вспышки (ниже 55°С) также не используются из-за возможности их легкого воспламенения. УВР сольвенты не имеют запаха, имеют низкую плотность и низкую чистящую способность в процессе химической чистки.
В химической чистке текстильных изделий также широко используется циклосилоксан D5 (декаметилциклопентасилоксан), который обладает самой высокой температурой кипения среди растворителей (210°C), горюч, имеет более высокую плотность чем УВР растворители и не имеет запаха. Основным минусом данного сольвента является крайне низкая растворяющая способность как к олеофильным, так и к олеофобным загрязнениям.
Из документа WO2005068708 известен биоразлагаемый растворитель для химической читки эфирного типа, представляющий собой трет-бутилдипропиленгликоль. Недостатком данного сольвента является его высокая стоимость и ограниченность промышленного производства. В США данная технология не получила большого распространения, а на рынке Российской Федерации ни разу не применялась. Также в данном документе раскрыта смесь трет-бутилдипропиленгликоля с водой, что как оказалось может приводить к усадке деликатных изделий.
В документе EP0479146 B1 раскрыт монометиловый эфир пропиленгликоля в смеси с водой, который используется как растворитель для химической чистки. В добавок к вышеописанным недостаткам температура вспышки такого растворителя 31°C, что недопустимо из-за возможности возгорания. Похожее решение раскрыто в документе US5888250A, а именно применение трет-бутилпропиленгликоля в смеси с водой. Данное соединение также обладает низкой температурой вспышки и не нашло реального использования в индустрии.
Из документа US5865852 известно применение монометилового эфира дипропиленгликольацетата в качестве растворителя для химической чистки, а также известен метод его использования. Недостатком данного растворителя является возможность гидролиза ацетильной группы с получением уксусной кислоты, что ограничивает его использование. Данный растворитель не нашел за все последующие годы реального применения в химической чистке.
В химической чистке текстильных изделий также используется такой растворитель, как дибутоксиметан, который был разработан компанией Chemische Fabrik Kreussler and Co GmbH (RU2543715). Данный сольвент имеет схожую температуру кипения с УВР растворителями, а именно 183°C, и плотность 0,82. Данное решение можно считать наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату. Недостатком данного решения является сильный неприятный запах, который тяжело удаляется в процессе сушки. В связи с этим приходится увеличивать время обработки изделий, что ведет к повышенным энергозатратам. Кроме того, цена данного растворителя оказывается относительно высокой по сравнению с УВР растворителями и перхлорэтиленом.
Как было указано выше, галогенированные углеводородные растворители (в том числе ПХЭ) представляют серьезную опасность для человека и окружающей среды. Альтернативные растворители также имеют свои существенные недостатки: УВР растворители и циклосилоксан D5 хоть и гораздо более безопасны, имеют низкие очищающие способности, которые можно компенсировать только путем увеличения расходов на химические усилители и время по обработке изделий. Дибутоксиметан имеет физико-химические параметры сходные с УВР растворителями, в том числе диапазон кипения и плотность. Данный растворитель имеет серьезный недостаток – сильный запах и низкий порог его чувствительности. В связи с этим текстильные изделия приходится сушить гораздо дольше, что выливается в повышенные энергозатраты. Цена дибутоксиметана оказывается гораздо выше УВР растворителей.
Таким образом, сохраняется необходимость разработки и создания новых эффективных, безопасных и удобных в обращении растворителей для механизированной чистки различных текстильных изделий.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В основу настоящего изобретения была положена задача разработать растворитель, который по сумме своих свойств превосходил бы все известные альтернативные растворители (в частности, углеводородные растворители (далее – УВР), циклосилоксан D5, дибутоксиметан) по чистящей способности, не имел бы запаха, обладал низкой токсичностью, требовал меньше времени на сушку, обладал бы малым воздействием на фурнитуру текстильных изделий (различные типы пластиков), а также был более безопасным для окружающей среды.
Также в основу данного изобретения заложен тот факт, что растворяющая способность сольвента должна быть ниже ПХЭ во избежание порчи фурнитуры и негативного воздействия на клеевые швы, которых становиться все больше в современных текстильных изделиях. Новый растворитель должен быть безопасен при хранении и транспортировке.
Также задачей настоящего изобретения является расширение арсенала средств для механизированной химической чистки текстильных, кожаных и/или меховых изделий.
Помимо этого, задачей настоящего изобретения является разработка способа получения комбинированного растворителя по изобретению непосредственно перед применением.
Технический результат настоящего изобретения заключается в разработке нового эффективного комбинированного растворителя для механизированной химической чистки текстильных изделий различных типов, кожаных и/или меховых изделий, который характеризуется низкой токсичностью, отсутствием сильного запаха, высокой эффективностью очистки против олеофильных загрязнений. Кроме того, применение данного растворителя характеризуется отсутствием ущерба для окружающей среде, данный растворитель является безопасным для человека и окружающей среды. Помимо этого, растворитель по изобретению не оказывает негативного влияния на размеро- и формоустойчивость и не приводит к потере окраски текстильных изделий.
Кроме того, технический результат настоящего изобретения заключается в разработке и создании добавки к углеводородному растворителю для получения комбинированного растворителя по изобретению, а также способа получения комбинированного растворителя по изобретению, который позволит получить растворитель непосредственно в машине для проведения такой чистки с помощью вышеуказанной добавки. Преимуществом данного подхода является изменение чистящей способности конечного комбинированного растворителя от более слабой до сильной, что позволяет подбирать необходимый комбинированный растворитель для выполнения конкретных задач.
Указанный технический результат достигается посредством разработки и создания комбинированного растворителя для механизированной химической чистки текстильных, кожаных и/или меховых изделий, включающего:
- (i) смесь, по меньшей мере, двух насыщенных углеводородов общей формулы (I):
CnHm (I), где
n обозначает целое число от 8 до 14,
m – целое число, зависящее от n и равное 2n+2, 2n, 2n-2 или 2n-4;
причем содержание смеси по объему растворителя составляет 40-85%;
- (ii) соединение общей формулы (II):
(II), где
k обозначает целое число от 1 до 3,
(M)k фрагмент, состоящий из одинаковых или нескольких различных регулярно или нерегулярно упорядоченных мономеров М, представляющих собой:
, где
* обозначено место присоединения фрагмента М;
R1 выбирается независимо и представляет собой Н, С1-С6-алкил кроме трет-бутила, С2-С6-алкенил, С2-С6-алкинил, ацетил;
R4 выбирается независимо и представляет собой Н, С1-С6-алкил кроме трет-бутила, С2-С6-алкенил, С2-С6-алкинил, ацетил;
R2 выбирается независимо и представляет собой Н, метил или этил;
R3 выбирается независимо и представляет собой Н, метил или этил;
причем содержание соединения общей формулы (II) по объему растворителя составляет 14-58%;
- (iii) соединение общей формулы (III):
(III), где
R’1 выбирается независимо и представляет собой Н, метил или этил;
R’2 выбирается независимо и представляет собой Н, метил или этил;
R’3 выбирается независимо и представляет собой Н, CH2- или CH3-CH2-;
R’4 выбирается независимо и представляет собой Н, метил или этил;
R’5 выбирается независимо и представляет собой Н, метил или этил;
R’6 выбирается независимо и представляет собой Н, метил или этил;
R’7 выбирается независимо и представляет собой Н, метил или этил;
причем содержание соединения общей формулы (III) по объему растворителя составляет 0,3-3%.
В частных вариантах воплощения изобретения комбинированный растворитель характеризуется тем, что имеет температуру вспышки выше 55°С и имеет температуру кипения ниже 220°С при давлении 760 мм рт. ст.
В частных вариантах воплощения изобретения текстильное изделие выработано из гибких, мягких волокон и/или нитей.
Данное изобретение также относится к применению комбинированного растворителя для механизированной химической чистки текстильных, кожаных и/или меховых изделий.
В частных вариантах воплощение изобретения дополнительно используется усилитель очищающего действия.
В более предпочтительных вариантах воплощения изобретения усилитель очищающего действия предварительно наносится на изделие для проведения предварительной зачистки.
В более конкретных вариантах воплощения изобретения усилитель очищающего действия выбран из группы, включающей поверхностно-активное вещество, углеводородный и/или гликолевый растворитель, воду, антистатический компонент, аппрет, ингибитор коррозии, биоцид, консервант, или их смесь. В частных вариантах воплощения изобретения усилитель очищающего действия представляет собой смесь, по меньшей мере, двух поверхностно-активных веществ или смесь, по меньшей мере, двух углеводородных и/или гликолевых растворителей.
В частных вариантах воплощения изобретения чистка осуществляется в машине для чистки, которая представляет собой замкнутую систему с рециркуляцией растворителя путем дистилляции или использовании специальных адсорбционных фильтров.
Указанный технический результат достигается посредством разработки и создания добавки к углеводородному растворителю для получения комбинированного растворителя по изобретению, включающей:
- (i) смесь, по меньшей мере, двух насыщенных углеводородов общей формулы (I):
CnHm (I), где
n обозначает целое число от 8 до 14,
m – целое число, зависящее от n и равное 2n+2, 2n, 2n-2 или 2n-4;
причем содержание смеси по объему добавки составляет 0.1-15%;
- (ii) соединение общей формулы (II):
(II), где
k обозначает целое число от 1 до 3,
(M)k фрагмент, состоящий из одинаковых или нескольких различных регулярно или нерегулярно упорядоченных мономеров М, представляющих собой:
, где
* обозначено место присоединения фрагмента М;
R1 выбирается независимо и представляет собой Н, С1-С6-алкил кроме трет-бутила, С2-С6-алкенил, С2-С6-алкинил, ацетил;
R4 выбирается независимо и представляет собой Н, С1-С6-алкил кроме трет-бутила, С2-С6-алкенил, С2-С6-алкинил, ацетил;
R2 выбирается независимо и представляет собой Н, метил или этил;
R3 выбирается независимо и представляет собой Н, метил или этил;
причем содержание соединения общей формулы (II) по объему добавки составляет 80-95%;
- (iii) соединение общей формулы (III):
(III), где
R’1 выбирается независимо и представляет собой Н, метил или этил;
R’2 выбирается независимо и представляет собой Н, метил или этил;
R’3 выбирается независимо и представляет собой Н, CH2- или CH3-CH2-;
R’4 выбирается независимо и представляет собой Н, метил или этил;
R’5 выбирается независимо и представляет собой Н, метил или этил;
R’6 выбирается независимо и представляет собой Н, метил или этил;
R’7 выбирается независимо и представляет собой Н, метил или этил;
причем содержание соединения общей формулы (III) по объему добавки составляет 0.6-5%.
В частных вариантах воплощения изобретения углеводородный растворитель представляет собой растворитель без ароматических компонентов, интервал температуры кипения которого 185-2150С и температура вспышки не менее 550С. В более конкретных вариантах воплощения изобретения углеводородный растворитель представляет собой коммерчески доступный растворитель Total TDC 2000 или другие аналогичные по свойствам продукты с отсутствием наличия ароматических углеводородов.
В частных вариантах воплощения изобретения смесь, по меньшей мере, двух насыщенных углеводородов общей формулы (I) в составе добавки представляет собой коммерчески доступный растворитель Shellsol D60.
Настоящее изобретение также включает способ получения комбинированного растворителя по изобретению, включающий смешение непосредственно в баках машины химической чистки углеводородного растворителя и добавки по изобретению в соотношении 9:1 - 3:1 по объему.
В частных вариантах воплощения изобретения углеводородный растворитель представляет собой коммерчески доступный растворитель Total TDC 2000 и другие аналогичные по свойствам продукты с отсутствием наличия ароматических углеводородов, температуры кипения которого 185-2150С и температура вспышки не менее 550С.
Настоящее изобретение также включает способ механизированной химической чистки текстильных, кожаных и/или меховых изделий, включающий следующие этапы:
- приведение в контакт текстильных, кожаных и/или меховых изделий с комбинированным растворителем по изобретению.
В частных вариантах воплощение изобретения дополнительно используется усилитель очищающего действия. В более предпочтительных вариантах воплощения изобретения усилитель очищающего действия предварительно наносится на изделие для проведения предварительной зачистки. В более конкретных вариантах воплощения изобретения усилитель очищающего действия выбран из группы, включающей поверхностно-активное вещество, углеводородный и/или гликолевый растворитель, воду, антистатический компонент, аппрет, ингибитор коррозии, биоцид, консервант или их смесь. В частных вариантах воплощения изобретения усилитель очищающего действия представляет собой смесь, по меньшей мере, двух поверхностно-активных веществ или смесь, по меньшей мере, двух углеводородных и/или гликолевых растворителей.
ПОДРОБНОЕ РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Определения и термины
Различные термины, относящиеся к объектам настоящего изобретения, используются выше и также в описании и в формуле изобретения. Если иное не оговаривается, все технические и научные термины, используемые в данной заявке, имеют то же самое значение, которое понятно для специалистов в данной области. Ссылки на методики, используемые при описании данного изобретения, относятся к хорошо известным методам, включая изменения этих методов и замену их эквивалентными методами, известными специалистам.
В описании данного изобретения термины «включает» и «включающий» интерпретируются как означающие «включает, помимо всего прочего». Указанные термины не предназначены для того, чтобы их истолковывали как «состоит только из».
Термин «и/или» означает один, несколько или все перечисленные элементы.
Также здесь перечисление числовых диапазонов по конечным точкам включает все числа, входящие в этот диапазон.
Термин «алкил» в настоящем документе относится к насыщенным углеводородным группам с прямой или разветвленной цепью, включая углеводородные группы, имеющие указанное число атомов углерода, относится к группам, обычно имеющим от одного до шести атомов углерода. Например, термин C1-С6-алкил означает метил, этил, пропил и т.д. Аналогичные условности применяются и к другому общему термину, такому как «алкенил», где положение одной или нескольких двойных связей определяется у любого атома углерода C2-6. Аналогичные условности применяются и к другому общему термину, такому как «алкинил», где положение одной или нескольких тройных связей определяется у любого атома углерода C2-С6.
Под термином «текстильное изделие» в настоящем документе понимаются, в частности, любые изделия из хлопчатобумажных, синтетических (полиамидных, полиэфирных и иных), шерстяных, шёлковых тканей, смешанных тканей (полиэфир-хлопок, хлопок-шерсть, шёлк-хлопок и другие), вискозы, льна и/или иных изделий выработанных из гибких, мягких волокон нитей.
Под термином «усилитель очищающего действия» понимается агент для более эффективного удаления олеофильных, гидрофильных и нерастворимых загрязнений. В частных вариантах воплощения изобретения усилитель очищающего действия выбран из группы, включающей поверхностно-активное вещество, углеводородный и/или гликолевый растворитель, воду, антистатический компонент, аппрет, амин различного строения (амины с длинными алкильными цепочками являются как ингибиторами коррозии, так и дезинфицирующими агентами), ингибитор коррозии, биоцид, консервант, фторуглеродное химическое соединение (для придания масло-, водо- и/или грязеотталкивающих свойств) или их смесь. В частных вариантах воплощения изобретения усилитель очищающего действия представляет собой смесь, по меньшей мере, двух поверхностно-активных веществ или смесь, по меньшей мере, двух углеводородных и/или гликолевых растворителей. В частных вариантах воплощения изобретения усилители химической чистки представляют собой комбинации поверхностно-активных веществ (ПАВ) различного строения для улучшения очищающего эффекта, углеводородных и гликолевых растворителей, воды, катионных ПАВ для уменьшение статической электризации, аминов различного строения или иных химических соединений для защиты оборудования от коррозии, биоцидов и консервантов для предотвращения биологического заражения и поглощения неприятного запаха, фторуглеродных химических соединений для придания водо-, масло- и грязеотталкивающих свойств. Улучшение очищающего эффекта реализуется посредством растворения, эмульгирования и диспергирования различных загрязнений.
Под термином «поверхностно-активное вещество» (далее ПАВ) в настоящем документе понимаются любые ионогенные, катионные, анионные, амфотерные, неионогенные ПАВ, в частности, оксиэтилированные и оксипропилированные жирные спирты, окиси алкилдиметиламинов, диэтаноламиды жирных кислот, алкилбензолсульфокислоты и их соли, диалкилсульфосукцинаты, алкилполигликозиды, алкилфосфаты, сульфоэтоксилаты жирных спиртов и другие.
Под термином «антистатический компонент» в настоящем документе понимается вещество, которое позволяет снизить статическую наэлектризованность волокна при сушке изделия для более легкой финишной подготовки изделия, в частных вариантах воплощения изобретения антистатический компонент представляет собой триэтаноламиндиэстеркват метосульфат (CAS 91995-81-2).
Под термином «аппрет» в настоящем документе понимается продукт, который остается на поверхности волокна и придает определенные тактильные свойства (умягчение), структурную жесткость (меньшую сминаемость изделия) и/или создает пленку для задерживания различных загрязнений, в частных вариантах воплощения изобретения аппрет представляет собой водную дисперсию фторкарбоновой смолы.
Под термином «ингибитор коррозии» в настоящем документе понимается вещество, которое препятствует коррозии металлов (их окислению) и предотвращает образование оксидов металлов, что продлевает службу оборудования и позволяет не загрязнить ткань этими оксидами, в частных вариантах воплощения изобретения ингибитор коррозии представляет собой смесь алкилбензилпиридинийхлоридов (катапинов).
Под термином «биоцид» в настоящем документе понимается вещество, которое обладает бактерицидным, вирулицидным и фунгицидным действием, в частных вариантах воплощения изобретения биоцидный компонент представляет собой бис-(N-аминопропил)додециламин (CAS 2372-82-9).
Под термином «консервант» в настоящем документе понимается вещество, которое дезактивирует размножение микроорганизмов в среде продукта, в частных вариантах воплощения изобретения консервант представляет собой 2-метил-5-хлоризотиазолинон-3 (CAS 26172-55-4).
В качестве одного из компонентов растворителя по изобретению используется «смесь насыщенных углеводородов». Под термином «смесь насыщенных углеводородов» понимается углеводородный растворитель без ароматических компонентов, интервал температуры кипения которого 185-215°С. В некоторых вариантах воплощения изобретения «смесью насыщенных углеводородов» является коммерчески доступные растворители, например такие как Shellsol D60, Nessol D60 или подобные.
Под термином «углеводородный растворитель» в настоящем документе понимается углеводородный растворитель без ароматических компонентов, интервал температуры кипения которого 185-215°С и температура вспышки не менее 55°С.
В качестве соединений общей формулы II по изобретению выступают различные гликолевые соединения, содержащие от одного до трех оксиэтилированных фрагмента, в которых атом водорода может замещен на алкильную группу. Примером таких соединений являются бутилдигликоль, н-бутиловый эфир диэтиленгликоля, н-пропиловый эфир дипропиленгликоля, н-бутиловый эфир пропиленгликоля, ди-н-бутиловый эфир пропиленгликоля, метиловый эфир дипропиленгликоля и другие.
В качестве соединений общей формулы III выступают различные терпеновые соединения, в частности лимонен (1-метил-4-изопропенилциклогексен-1).
Комбинированный растворитель по изобретению удовлетворяет необходимым требованиям, предъявляемым к растворителю химической чистки, наряду с которыми характеризуется растворяющими свойствами в отношении олеофильных загрязнений, таких, например, как битумы, жиры, технические масла, асфальты, воски, сложные эфиры, жирные спирты и жирные кислоты, и другие.
Комбинированный растворитель по изобретению при дистилляции не имеет признаков термического разложения. Кроме того, комбинированный растворитель по изобретению не смешиваются с водой и поэтому при необходимости допускают возможность довольно простого его отделения от водной фазы (например, в водоотделителе).
Помимо этого, растворитель по изобретению не имеет ярко выраженного запаха, не приводит к потере окраски и не оказывает негативного влияния на размеро- и формоустойчивость текстильных изделий.
Более того, комбинированный растворитель по изобретению не размягчает и не растворяет клеи, используемые в производстве текстильных изделий.
В связи с тем, что на рынке уже существует множество машин для химической чистки на УВР растворителях и данный сольвент не имеет ярко выраженного запаха и малотоксичен, авторами настоящего изобретения предлагается применение нового сольвента без сложной перенастройки существующего оборудования, в том числе без изменения параметров работы дистиллятора и водоотделителя. Таким образом максимально эффективным способом является использование растворителя по изобретению с более высокой чистящей способностью в существующей машине химической чистки для УВР растворителей с температурой кипения в диапазоне 95-130°С при давлении 60 мм рт. ст. и температурой вспышки не ниже 55°С в целях пожаробезопасности. В этом случае процесс перехода на новую технологию получается максимально простым и доступным.
С учетом всего вышесказанного, использование комбинированного растворителя по изобретению в химической чистке текстильных изделий, а именно введение его в контакт с таким растворителем крайне предпочтительно. Поэтому комбинированный растворитель может полностью или по меньшей мере частично заменить углеводороды (УВР), циклосилоксан D5, дибутоксиметан при чистке различных текстильных изделий, в том числе деликатных и содержащих различную фурнитуру.
Получение комбинированного растворителя по изобретению
Растворитель по изобретению может быть получен любым методом смешивания, известным специалистам в данной области.
Альтернативно комбинированный растворитель по изобретению может быть получен путем смешения обычного коммерчески доступного УВР растворителя (в частности, Total TDC 2000) с добавкой для растворителя (ДР) по изобретению. Добавка для растворителя представляет собой смесь, которая содержит в следующих объемных концентрациях: смесь, по меньшей мере, двух насыщенных углеводородов общей формулы (I) 0,1-15%, соединение общей формулы (II) 80-95%, соединение общей формулы (III) 0,6-5%. Для получения комбинированного растворителя по изобретению соотношение добавки (ДР) и коммерчески доступного сольвента УВР согласно данному изобретению составляет от 1 к 9 до 1 к 3 по объему. Преимуществом данного подхода является изменение чистящей способности конечного сольвента от слабой до сильной, что позволяет подбирать необходимую смесь для выполнения конкретных задач.
Пример получение комбинированного растворителя с использованием данного подхода приводим ниже. Добавка к растворителю ДР содержит следующие компоненты в об.%: углеводородный растворитель (дезодорированный, без ароматических углеводородов, интервал температуры кипения 185-215°С (Shellsol D60, CAS 64742-48-9) - 3,0%, метиловый эфир дипропиленгликоля – 94,5%, 1-метил-4-изопропенилциклогексен-1 - 2,5%. Непосредственно в машине химической чистки во всех баках оставляют 190 литров предварительно полностью продистилированного коммерчески доступного УВР растворителя (например, Total TDC 2000) и производят введение 60 литров добавки к растворителю (ДР) в любой бак машины. Далее включают циркуляцию между всеми баками для выравнивания концентрации компонентов. В результате получают комбинированный растворитель по изобретению с концентрацией компонентов 76,72% насыщенных углеводородов, 22,68% компонента общей формулы (II), 0,6% компонента общей формулы (III).
Таким образом, комбинированный растворитель по изобретению может быть получен как заранее, так и непосредственно перед осуществлением химической чистки, а именно непосредственно в машине для проведения такой чистки.
Осуществление изобретения
Настоящее изобретение относится к способу химической чистки текстильных изделий различного типа путем контакта с комбинированным растворителем текстильного изделия или комбинации растворителя и соответствующих усилителей.
В предпочтительном варианте подвергаемое чистке текстильное изделие вводят в контакт с комбинированным растворителем по изобретению или со смесью УВР растворителя и добавки к растворителю (ДР) в определенном соотношении в машине для химической чистки (замкнутой системы с рециркуляцией растворителя путем дистилляции или использовании специальных адсорбционных фильтров). Данный способ является механизированным и может проходить как в однованновом, так и в многованновом режиме.
В частных вариантах осуществления изобретения к комбинированному растворителю по изобретению или к смеси УВР растворителя и добавки (ДР) добавляются усилители химической чистки (УХЧ) путем подачи любым способом (путем дозирования или вручную).
В частных вариантах осуществления изобретения усилители химической чистки также могут быть нанесены предварительно на изделия с целью удаления олеофильных и олеофобных загрязнений. После этого изделия проходят стадию механизированной химической чистки в комбинированном растворителе (Р) или в смеси УВР растворителя и добавки (ДР).
Усилители химической чистки представляют собой комбинации поверхностно-активных веществ (ПАВ) различного строения для улучшения очищающего эффекта, углеводородных и гликолевых растворителей, воды, катионных ПАВ для уменьшение статической электризации, аминов различного строения или иных химических соединений для защиты оборудования от коррозии, биоцидов и консервантов для предотвращения биологического заражения и поглощения неприятного запаха, фторуглеродных химических соединений для придания водо-, масло- и грязеотталкивающих свойств. В частных вариантах воплощения изобретения усилитель очищающего действия представляет собой смесь, по меньшей мере, двух поверхностно-активных веществ или смесь, по меньшей мере, двух углеводородных и/или гликолевых растворителей. Улучшение очищающего эффекта реализуется посредством растворения, эмульгирования и диспергирования различных загрязнений.
Исследование усадки и устойчивость красителей деликатных тканей под воздействием растворителя по изобретению по сравнению с другими растворителями химической чистки
Для исследования процесса усадки и сохранения цвета куски исследуемых деликатных тканей (шерсть 100%, шерсть 97% - эластан 3%, шерсть 80% - полиамид 20%, шерсть 75% - полиамид 25%) с точным размером 100 мм на 100 мм погружались в соответствующие растворители объемом 250 мл на 25 минут при перемешивании магнитным якорем со скоростью 300 об/мин. Температура растворителей составляла 25°С, температура контрольного эксперимента с водой в качестве растворителя составляла 40°С. Далее куски ткани сушили в професcиональной сушильной машине Electorlux TD6-20 в режиме «Шерсть» в течении 15 минут для придания механического воздействия и удаления растворителя. Для расчета усадки измеряли линейный размеры (длину и ширину) и вычислялось отклонение от нормы в % (см. таблицу 1). Для измерения изменения цвета использовался спектрофотометр отражения 3NH TS7036 (условия измерения D65/10°, без использования УФ-светодиода). Изменение цвета вычислялось по сравнению с исходными образцами стандартизованной величиной ΔEab (см. таблицу 1)
Изменение линейных размеров до 1-1,5% для шерстяных изделий является нормой и это не приводит к порче изделия. Кроме того, при финишной отделке ткань восстанавливает свои размеры (например, при использовании пароманекена). Изменение ΔEab примерно в 1 единицу можно увидеть невооруженным глазом.
Полученные в результате эксперимента данные показывают, что растворитель по данному изобретению не приводит к усадке изделий и потере цвета. Эксперимент с водой был контрольным для иллюстрации факта, что выбранные ткани действительно подвержены усадке и потере цвета при ненадлежащей чистке.
Исследование эффективности удаления олеофильных загрязнений с помощью комбинированного растворителя по изобретению
В процессе исследования осуществлялась оценка удаления олеофильных загрязнений, что является основным показателем истинной оценки растворителя для химической чистки. Исследования проводились по оригинальной методике. Для этого оценивалось удаление семи основных классов олеофильных высокомолекулярных загрязнений: жиры (триглицериды, диглицериды и т.п.), промышленные парафины и воски (предельные углеводороды), смолы (гетероциклические кислоты), асфальты (сложные ароматические соединения), циклоалканы, жирные кислоты и «эфирные масла» (сложные эфиры). Исходя из этого, было подобрано пять продуктов, которые в совокупности содержат загрязнители всех 7 типов: битум дорожный, защитный парафиновый воск ЯВ-1 (АО «Славнефть-Ярославльнефтеоргсинтез», Россия), какао-масло недезодорированное (Cargill Cocoa S.A.R.L., Кот Д’Ивуар), канифоль сосновая очищенная (Россия), пчелиный воск (Россия). Эти загрязнения имеют среднюю твердость, и при проведении теста сохраняли монолитную структуру без крошения. Таким образом было реализовано послойное смывание загрязнений. Для проверки растворяющей способности использовалась специальная установка с возможностью проведения параллельных экспериментов (магнитная мешалка с 6 независимыми модулями). В одинаковые химические стаканы помещали равное количество загрязнения (по 5 грамм) и расплавляли его при температуре от 50 до 150°С в зависимости от типа до образования слоев одинаковой толщины. Затем охлаждали до комнатной температуры и помещали на установку. В каждый стакан добавляли по 50 мл соответствующего растворителя. После 8 минут перемешивания при скорости 300 об/мин удаляли растворители декантацией, стаканы высушивали в сушильном шкафу при температуре 200°С и принудительной вентиляции (этого достаточно для удаления следов растворителя). После взвешивания находили количество не растворившегося загрязнения m (в граммах), которое осталось в стакане. Для расчета эффективности использовали формулу:
Для получения значения относительной чистящей способности (ОЧС) результаты пяти экспериментов суммируются. Согласно разработанной методике ОЧС для коммерчески доступного УВР растворителя (марка Total TDC 2000) равняется 105,2 (см. табл.2). Перхлорэтилен является крайне агрессивным растворителем и ОЧС равняется 260,5 (см. табл.2).
Таблица 2. Эффективность удаления загрязнений у растворителей сравнения (УВР и перхлорэтилена).
| Растворитель | Воск ЯВ-1 | Воск пчелиный | Битум | Канифоль | Какао-масло | Сумма |
| УВР | 8,9 | 9,1 | 18 | 27 | 42,2 | 105,2 |
| Перхлорэтилен | 15,1 | 21,8 | 44,6 | 79 | 100 | 260,5 |
Перед альтернативными растворителями не стоит задачи превзойти ПХЭ по растворяющей способности, так как слишком сильные чистящие способности, как указывалось, приводят к негативным воздействиям на фурнитуру и клеевые швы. Аналогичное исследование провели для комбинированного растворителя по изобретению, в частности, по комбинированного растворителя состава по примеру 1, 2 и 3.
Примеры комбинированного растворителя по изобретению:
Пример 1.
Соотношение компонентов, об.% следующее:
1) Углеводородный растворитель (дезодорированный, без ароматических углеводородов, интервал температуры кипения 185-215°С, Shellsol D60, CAS 64742-48-9) - 84,7%;
2) н-бутиловый эфир пропиленгликоля – 15%;
3) 1-метил-4-изопропенилциклогексен-1 – 0,3%.
В результате исследования способности удаления олеофильных загрязнений в составе по примеру 1 установлены следующие значения параметра ОЧС – 167,3 (см. табл. 3).
Следовательно, состав по примеру 1 по параметру удаления олеофильных загрязнений соответствует требованиям, предъявляемым к растворителям, используемым для химической чистки текстильных изделий.
Пример 2.
Соотношение компонентов, об.% следующее:
1) Углеводородный растворитель (дезодорированный, без ароматических углеводородов, интервал температуры кипения 185-215°С, Shellsol D60, CAS 64742-48-9) - 74,0%;
2) н-пропиловый эфир дипропиленгликоля – 25%;
3) 1-метил-4-изопропенилциклогексен-1 – 1,0%.
В результате исследования способности удаления олеофильных загрязнений в составе по примеру 2 установлены следующие значения параметра ОЧС – 137,1 (см. табл. 3).
Следовательно, состав по примеру 2 по параметру удаления олеофильных загрязнений соответствует требованиям, предъявляемым к растворителям, используемым для химической чистки текстильных изделий.
Пример 3.
Соотношение компонентов, об.% следующее:
1) Углеводородный растворитель (дезодорированный, без ароматических углеводородов, интервал температуры кипения 185-215°С, Shellsol D60, CAS 64742-48-9) - 76%
2) Метиловый эфир дипропиленгликоля – 23,5%
3) 1-метил-4-изопропенилциклогексен-1 – 0,5%
В результате исследования способности удаления олеофильных загрязнений в составе по примеру 3 установлены следующие значения параметра ОЧС – 173,8 (см. табл. 3).
Составы по примерам 1-3 по параметру удаления олеофильных загрязнений соответствует требованиям, предъявляемым к растворителям, используемым для химической чистки текстильных изделий.
Таблица 3. Эффективность удаления загрязнений у растворителей по изобретению.
| Растворитель | Воск ЯВ-1 | Воск пчелиный | Битум | Канифоль | Какао-масло | Сумма |
| Пример 1 | 8,9 | 11,7 | 25,9 | 51,3 | 69,5 | 167,3 |
| Пример 2 | 8,6 | 10,2 | 23,4 | 39,1 | 55,8 | 137,1 |
| Пример 3 | 9,4 | 11,8 | 26,1 | 54,5 | 72 | 173,8 |
Использование данного изобретения позволит предложить рынку технологическое решение для процесса химической чистки текстильных изделий: новые комбинированные растворители, которые превосходят все известные альтернативные сольвенты по чистящей способности, не имеют запаха, обладают низкой токсичностью, требуют меньше времени на сушку. Все составляющие компоненты данного растворителя не классифицируются как канцерогены и имеют низкий уровень токсичности при оральном введении, попадании на кожу (LD50>5000 мг/кг) и низкую ингаляционную токсичность, не оказывают негативное влияние на водные организмы, растения и микроорганизмы (LL/EL/IL50 > 100 мг/л) и обладают высокой степенью биоразложения (более 75% за 28 дней). В процессе чистки имеет место малое воздействие на фурнитуру текстильных изделий и отсутствует негативное воздействие на клеевые швы. Новая технология реализуется крайне просто без перенастройки существующего оборудования, в том числе без изменения параметров работы дистиллятора и водоотделителя. Использование усилителей химической чистки совместно с предложенным растворителем увеличивает вероятность удаления сложных олеофильных, олеофобных и нерастворимых загрязнений.
Несмотря на то, что изобретение описано со ссылкой на раскрываемые варианты воплощения, для специалистов в данной области должно быть очевидно, что конкретные подробно описанные эксперименты приведены лишь в целях иллюстрирования настоящего изобретения и их не следует рассматривать как каким-либо образом ограничивающие объем изобретения. Должно быть понятно, что возможно осуществление различных модификаций без отступления от сути настоящего изобретения.
1. Комбинированный растворитель для механизированной химической чистки текстильных, кожаных и/или меховых изделий, включающий:
- (i) смесь по меньшей мере двух насыщенных углеводородов общей формулы (I):
CnHm (I),
где n обозначает целое число от 8 до 14,
m - целое число, зависящее от n и равное 2n+2, 2n, 2n-2 или 2n-4;
причем содержание смеси по объему растворителя составляет 40-85%;
- (ii) соединение общей формулы (II):
(II),
где k обозначает целое число от 1 до 3,
(M)k - фрагмент, состоящий из одинаковых или нескольких различных регулярно или нерегулярно упорядоченных мономеров М, представляющих собой:
,
где * обозначено место присоединения фрагмента М;
R1 выбирается независимо и представляет собой Н, С1-С6-алкил, кроме трет-бутила, С2-С6-алкенил, С2-С6-алкинил, ацетил;
R4 выбирается независимо и представляет собой Н, С1-С6-алкил, кроме трет-бутила, С2-С6-алкенил, С2-С6-алкинил, ацетил;
R2 выбирается независимо и представляет собой Н, метил или этил;
R3 выбирается независимо и представляет собой Н, метил или этил;
причем содержание соединения общей формулы (II) по объему растворителя составляет 14-58%;
- (iii) соединение общей формулы (III):
(III),
где R’1 выбирается независимо и представляет собой Н, метил или этил;
R’2 выбирается независимо и представляет собой Н, метил или этил;
R’3 выбирается независимо и представляет собой CH2- или CH3-CH;
R’4 выбирается независимо и представляет собой Н, метил или этил;
R’5 выбирается независимо и представляет собой Н, метил или этил;
R’6 выбирается независимо и представляет собой Н, метил или этил;
R’7 выбирается независимо и представляет собой Н, метил или этил;
причем содержание соединения общей формулы (III) по объему растворителя составляет 0,3-3%.
2. Комбинированный растворитель по п.1, характеризующий тем, что имеет температуру вспышки выше 55°С и имеет температуру кипения ниже 220°С при давлении 760 мм рт. ст.
3. Комбинированный растворитель по п.1, в котором текстильное изделие, выработанное из гибких, мягких волокон и/или нитей.
4. Применение комбинированного растворителя по п.1 для механизированной химической чистки текстильных, кожаных и/или меховых изделий.
5. Применение комбинированного растворителя по п.4, в котором дополнительно применяется усилитель очищающего действия.
6. Применение комбинированного растворителя по п.5, в котором усилитель очищающего действия предварительно наносится на изделие для проведения предварительной зачистки.
7. Применение комбинированного растворителя по п.5 или 6, в котором усилитель очищающего действия выбран из группы, включающей поверхностно-активное вещество, углеводородный и/или гликолевый растворитель, воду, антистатический компонент, аппрет, ингибитор коррозии, биоцид, консервант или их смесь.
8. Применение комбинированного растворителя по п.5 или 6, в котором усилитель очищающего действия представляет собой смесь по меньшей мере двух поверхностно-активных веществ или смесь по меньшей мере двух углеводородных и/или гликолевых растворителей.
9. Добавка к углеводородному растворителю для получения комбинированного растворителя по п.1, включающая:
- (i) смесь по меньшей мере двух насыщенных углеводородов общей формулы (I):
CnHm (I),
где n обозначает целое число от 8 до 14,
m - целое число, зависящее от n и равное 2n+2, 2n, 2n-2 или 2n-4;
причем содержание смеси по объему добавки составляет 0,1-15%;
- (ii) соединение общей формулы (II):
(II),
где k обозначает целое число от 1 до 3,
(M)k - фрагмент, состоящий из одинаковых или нескольких различных регулярно или нерегулярно упорядоченных мономеров М, представляющих собой:
,
где * обозначено место присоединения фрагмента М;
R1 выбирается независимо и представляет собой Н, С1-С6-алкил, кроме трет-бутила, С2-С6-алкенил, С2-С6-алкинил, ацетил;
R4 выбирается независимо и представляет собой Н, С1-С6-алкил, кроме трет-бутила, С2-С6-алкенил, С2-С6-алкинил, ацетил;
R2 выбирается независимо и представляет собой Н, метил или этил;
R3 выбирается независимо и представляет собой Н, метил или этил;
причем содержание соединения общей формулы (II) по объему добавки составляет 80-95%;
- (iii) соединение общей формулы (III):
(III),
где R’1 выбирается независимо и представляет собой Н, метил или этил;
R’2 выбирается независимо и представляет собой Н, метил или этил;
R’3 выбирается независимо и представляет собой CH2- или CH3-CH;
R’4 выбирается независимо и представляет собой Н, метил или этил;
R’5 выбирается независимо и представляет собой Н, метил или этил;
R’6 выбирается независимо и представляет собой Н, метил или этил;
R’7 выбирается независимо и представляет собой Н, метил или этил;
причем содержание соединения общей формулы (III) по объему добавки составляет 0,6-5%.
10. Добавка по п.9, в которой углеводородный растворитель представляет собой растворитель без ароматических компонентов, интервал температуры кипения которого 185-215°С и температура вспышки не менее 55°С.
11. Добавка по п.10, в которой углеводородный растворитель представляет собой коммерчески доступный растворитель Total TDC 2000.
12. Добавка по п.9, в которой смесь по меньшей мере двух насыщенных углеводородов общей формулы (I) представляет собой коммерчески доступный растворитель Shellsol D60.
13. Способ получения комбинированного растворителя по п.1, включающий смешение в баке машины химической чистки углеводородного растворителя и добавки по п.9 в соотношении 9:1-3:1 по объему.
14. Способ по п.13, в котором углеводородный растворитель представляет собой растворитель без ароматических компонентов, интервал температуры кипения которого 185-215°С и температура вспышки не менее 55°С.
15. Способ по п.14, в котором углеводородный растворитель представляет собой коммерчески доступный растворитель Total TDC 2000.
