专利名称：：新的清洗方法
技术领域：
：本发明涉及基质的处理。更具体而言，本发明涉及用于清洗基质的新方法，所述方法包括使用无溶剂的清洗处理，从而消除与溶剂处理相关的环境问题，而且，该方法类似于干洗，因为它仅需要使用有限量的水。最具体而言，本发明涉及纺织纤维的清洗。
背景技术：
：干洗是纺织工业中的一种很重要的方法，特别是用于除去通过传统水洗方法难以除去的疏水性污染物。然而，当前市售最多的干洗系统使用有毒的并且潜在地污染环境的烃溶剂，例如全氯乙烯。使用这些溶剂，以及存储、处理和/或弃置他们的需要产生了对于该工业而言的主要流出物问题，这不可避免地增加了成本。更近一些，报道了使用二氧化碳作为这类系统的替代物。因此，已经建议使用液态二氧化碳和含有亲二氧化碳官能部分的表面活性剂的系统，也披露了使用更常规的表面活性剂和超临界二氧化碳。然而，使用二氧化碳的主要问题是其溶剂力相对于其他溶剂较低。而且，某些步骤依赖于使用高压系统，这是一个很显然的缺点，因为它呈现出内在的安全风险，因此降低了这些步骤的吸引力。鉴于与传统干洗方法相关的困难和缺点，本发明人试图发明针对该问题的创新方法，其使得现有技术的方法所表现出的问题得以解决。因此，本发明力求提供一种用于干洗基质的方法，特别用于干洗纺织纤维，这种方法不需要使用具有潜在危害的溶剂或者液态或超临界状态的二氧化碳，但其仍然能够提供清洗和除去污染物的有效途径，同时也能够产生经济和环境效益。所述干洗方法，不仅取决于溶剂的使用，也在所述清洗方法中掺入了水性介质，因为进行干洗的织物和服装将不可避免地含有显著量的水，通常由于从大气中吸收或吸附而夹带在其中。有时，在干洗之前进一步湿化织物或服装是理想的。然而，在常规干洗方法中所用的清洗制剂在其中不含有加入量的水性介质，这样，干洗不同于标准洗涤方法。在本发明中，所述清洗方法使用了清洗制剂，该清洗制剂基本上不含有有机溶剂，并且仅需要使用有限量的水，从而提供显著的环境效益。发明概述因此，根据本发明的第一方面，提供了一种用于清洗污染的基质的方法，所述方法包括用包含多个聚合物颗粒的制剂处理湿化的基质，其中所述制剂不含有机溶剂。所述基质可包括任何广泛的基质，包括，例如，塑料、羽毛、纸张、纸板、金属、玻璃或木材。然而，在实践中，所述基质最优选包括纺织纤维，其可以是天然纤维，例如棉，或人造纺织纤维，例如尼龙6,6或聚酯。所述聚合物颗粒可以包^H壬何广泛的不同聚合物。具体而言，可以是所述聚烯烃(例如聚乙烯和聚丙烯)、聚酯和聚氨酯。然而，优选地，所述聚合物颗粒包括聚酰胺颗粒、最特别是尼龙的颗粒，最优选尼龙切片的形式。发现所述聚酰胺对于除去水性污染物/污物特别有效，而聚烯烃特别是用于除去基于油的污染物。任选地，上述聚合物材料的共聚物可用于本发明目的。在一种实施方案中，本发明的方法设想通过使用制剂处理湿化的基质来清洗污染的基质，所述制剂基本上仅由大量聚合物颗粒组成，不存在任何其它添加剂，任选地在其它实施方案中，所用的制剂可以另外包含至少一种清洗材料。优选地，所述至少一种清洗材料包括至少一种表面活性剂。优选表面活性剂包括具有洗涤剂性质的表面活性7剂。所述表面活性剂可包括阴离子、阳离子和/或非离子表面活性剂。然而，在本发明中特别优选的是非离子表面活性剂。.任选地，所述至少一种清洗材料与所述聚合物颗粒混合，但在一种优选的实施方案中，各所述聚合物颗粒用所述至少一种清洗材料进行涂敷。可以使用各种尼龙均聚物或共聚物，包括尼龙6和尼龙6,6。优选地，所述尼龙包括分子量在5000-30000道尔顿、优选10000-20000道尔顿、最优选15000-16000道尔顿附近的尼龙6,6均聚物。所述聚合物颗粒或切片的形状和大小允许良好的流动性，并与所述纺织纤维紧密接触。颗粒的优选形状包括球形和立方形，但优选的颗粒形状是圆柱形。优选颗粒的大小使得平均重量在20-50mg、优选30-40mg附近。在最优选的圓柱形切片的情况下，优选的平均粒径在1.5-6.0mm、更优选2.0-5.0mm、最优选2.5-4.5mm附近，所述圓柱形切片的长度优选为2.0-6.0mm、更优选3.0-5.0mm、最优选在4.0mm附近。本发明的方法可以应用于如前所述的广泛的基质。更具体而言，其可在天然纺织纤维和合成纺织纤维的范围内应用，但其尤其适用于尼龙6,6、聚酯和棉织物。在根据本发明的方法处理前，用水使所述基质湿化，以提供对清洗系统额外的润滑，从而改进系统内的运输性质。因此，辅助更有效地将所述至少一种清洗材料转移至所述基质，并且更容易地从所述基质除去色污和污染物。最便利地，可以通过与自来水(mainsortapwater)接触来筒单地使所述基质湿化。优选地，进行所述湿化处理，以达到基质与水之间的比率为i:o.l至l:5w/w;更优选地，所述比率为1:0.2至1:2，特别有利的结果是达到比率如1:0.2、1:1和1:2。然而，在某些情况下，以基质与水的比率高达1:50也能够达到成功的结果，尽管考虑到产生的流出物的显著量，il样的比率并非^_优选的。除了这种水处理，本发明的方法的优点在于其在没有添加溶剂的情况下进行，最值得注意的是在没有有机溶剂的情况下进行，从而，其在安全性、环境考虑以及经济考虑方面，相对于现有技术的方法具有突出的优点。然而，尽管在请求保护的方法中所用的制剂不含有机溶剂，因为这样的溶剂未加入所述制剂，应理解的是痕量的所述溶剂可以不可避免地存在于所述聚合物颗粒、基质、水、或其他添加剂例如清洗材料中，所以可能所述清洗制剂和浴可以不是绝对地不含所述溶剂。然而，这样的痕量在本发明中是不显著的，因为它们对请求保护的方法的效力不具有任何影响，也不会产生后续的流出物处置问题，因此，所述制剂看起来基本不含有机溶剂。根据本发明的第二方面，提供了一种用于清洗污染的基质的制剂，所述制剂包含大量聚合物颗粒。在一个实施方案中，所述制剂可以基本上仅由所述大量聚合物颗粒组成，但任选地在其它实施方案中，.所述制剂另外包含至少一种清洗材料。所述制剂优选根据本发明的第一方面的方法使用，并且如在该方面中所定义。另外的添加剂可以适当地掺入所述制剂中。本发明的制剂和方法可以用于间歇和连续类型的小规;溪或大规才莫过程，因此，既可在居家清洗过程又可在工业清洗过程中使用。当本发明的方法在支持牛顿流动的设备或容器中进行时，达到特别有利的结果。最佳表现经常是因为使用了流化床，并且当本发明的方法用于进行干洗过程时尤为如此。发明描述在已知为清洗或洗涤的间质方法的本发明的第一方面的方法中，珠与基质的比率基于常规千洗系统的额定"浴比"，优选的比率为30:1至1:1w/w,优选在20:1至10:1w/w附近，以约15:1w/w的比率达到特别有利的结果。因此，例如，对于清洗5g织物，可以使用75g聚合物颗粒，任选以表面活性剂进行涂敷。如前所述，本发明的方法特别适用于清洗纺织纤维。在这样的清9因而，通常通过织物的性质和污染程度而确定。因此，一般的步骤和条件与本领域技术人员^^知的一致，本发明的方法处理织物通常在例如30-90°C的温度处理20分钟至1小时之间，然后在水中漂洗并干燥。在本发明的实施方案中，所述制剂包含至少一种清洗材料，优选应用至少一种表面活性剂涂敷所述聚合物颗粒，从而所述颗粒在清洗过程中与所述基质接触时，实现所述表面活性剂在颗粒上以及因此基质上更平整的分布。通常，该涂敷过程要求所述聚合物颗粒应与0.5%-10%、优选1%-5%、最优选约2%的至少一种表面活性剂混合，并且所得的混合物在30°-70。C、优选40。-60。C、最优选50°C附近保持15-60分钟、优选20-40分钟，当处理进行约30分钟时获得最满意的结果。获得的结果与对纺织织物进行常规干洗过程所观察到的结果极其相符。观察到通过本发明的方法处理织物达到的清洗和除去污染物的程度很好，对于经常难以除去的疏水性污染物、水性污染物和色污，达到了特别突出的结果。所述方法也适用于在染色过程后应用于纺织纤维的冲洗过程，以及用于洗涤过程，所述过程用于纺织物加工，除去可以在下列过程例如纺丝和编织的过程中存在的灰尘、汗水、^L油和其他污染物。在清洗过程结束时，聚合物颗粒粘附于所述纤维没有观察到问题。此外，当然，如前所观察到的，避免了使用常规干洗过程中的溶剂在成本和环境考虑中相关的缺点，而且所需的水的体积显著低于使用常规的洗涤步骤所需的水的体积。另外，证明可以重复利用所述聚合物颗粒，并且颗粒可以满意地再次用于所述清洗过程，尽管在所述颗粒使用三次后通常观察到一些性能的劣化。当再利用颗粒时，当使用以至少一种涂敷材料涂敷的颗粒时达到最佳结果，所述颗粒在再利用之前进行再涂敷。现在将参照以下实施例例示本发明的方法，尽管不以任何方式来限制本发明的范围。10实施例实施例1所述聚合物颗粒包括圆柱形尼龙切片，所述切片包含尼龙6,6聚合物，分子量在15000-16000道尔顿附近，平均尺寸为长4mm,直径2誦3mm,平均津立重30-40mg。待清洗的织物包括污染的和玷污的尼龙6,6纤维，所述湿化的染色的织物进入40。C的干洗浴，并在温度40。C保持IO分钟，然后以每分钟2。C的速度增至70。C，然后保持在70。C20分钟，然后取走织物，漂洗并干燥。实现了完全除去色污和污染。实施例2待清洗的织物包括被在水性运输介质中的咖啡污染的丝光棉的污染布料，所述布料的空气干重为5g。将该先前污染的织物样品置于2升密闭的容器，该容器具有75g(空气干重)聚合物颗粒，其包含尼龙6，6聚合物的圓柱形切片，平均尺寸为长4mm、直径4mm。在开始清洗之前用自来水湿化所述先前污染的织物样品，得到基质与水的比率为1:1。所述密闭容器被"翻滚，7旋转30分钟达到最大70。C,在循环的最后是冷却阶段。一旦清洗，从密闭容器取出所述织物，并使其干燥平整。分光光度测量清洗后污染区域的颜色变化，在图1中示出，从中显而易见的是在清洗过程后污染的程度很显著地降低。实施例3待清洗的织物包括被在水性运输介质中的城市街道灰尘污染的丝光棉的污染布料，所述布料的空气干重为5g。将该先前污染的织物样品置于2升密闭的容器，该容器具有75g(空气干重)聚合物颗粒，其包含尼龙6，6聚合物的圆柱形切片，平均尺寸为长4mm、直径4mm。在开始清洗之前用自来水湿化所述先前污染的织物样品，得到基质与水的比率为1:2。所述密闭容器纟支"翻滚，7旋转30分钟达到最大70。C,ii在循环的最后是冷却阶段。一旦清洗，从密闭容器取出所述织物，并使其干燥平整。通过显微测定清洗后除去颗粒污染的程度，在图2中示出，从中可见，在清洗过程后观察到灰尘颗粒的数量显著地降低。实施例4待清洗的织物包括污染布料(被咖啡、土壤、鞋油(bootpolish)、圆珠笔、唇膏、番茄酱和草污染的棉和聚酯)，所述布料的空气干重为5g。将各先前污染的织物样品置于2升密闭的容器，该容器具有75g(空气干重)聚合物颗粒(圆柱形尼龙切片，包含尼龙6,6聚合物，平均尺寸为长4mm、直径4mm)。在开始清洗之前用自来水湿化所述先前污染的织物样品，得到基质与水的比率为1:1。所述密闭容器在最大温度70。C^L"翻滚"/旋转30分钟，在循环的最后是冷却阶段。一旦清洗，从密闭容器取出所述织物，并使其千燥平整。在各情况下，使用么￡*和C正DE2000(l:l)可以从色差变化看出对污染区域的颜色变化，在表1和2中也包括了色差测量的LabM直。表1使用实施例4的方法通过棉织物的间质清洗方法除去污染的色差<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表2使用实施例4的方法通过聚酯织物间质清洗方法除去污染的色差<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>实施例5待清洗的织物包括污染布料(被在水性运输介质中的城市街道灰尘污染的棉)，所述布料的空气千重为5g。将该先前污染的织物样品置于2升密闭的容器，该容器具有75g(空气千重)聚合物颗粒(圓柱形切片，包含尼龙6,6聚合物，平均尺寸为长4mm、直径4mm)。在开始清洗之前用自来水湿化所迷先前污染的织物样品，得到基质与水的比率为1:2。所迷密闭容器被"翻滚，7旋转30分钟达到最大温度70。C，在循环的最后是冷却阶段。一旦清洗，从密闭容器取出所述织物，并使其干燥平整。在织物清洗前后之间颜色强度值的变化中测量除去物的量，如图3中所见的通过K/S值变化显示。实施例6待清洗的织物包括污染布料(;故鞋油、土;泉、咖啡和番茄酱污染的棉)，所迷布料的空气干重为lkg。将该先前污染的织物样品置于密闭的容器中，该容器具有15kg(空气干重)聚合物颗粒(圓柱形切片，包含尼龙6,6聚合物，平均尺寸为长4mm、直径4mm)。在开始清洗之前用自来水湿化所述先前污染的织物样品，得到基质与水的比率为1:0.2。所述密闭容器净支"翻滚，7旋转30分钟达到最大温度70。C,在循环的最后是冷却阶段。一旦清洗，从密闭容器取出所述织物，并干燥。在各情况下，使用厶￡*和CIEDE2000(l:l)色差测量可以从色差变化看出对污染区域的颜色变化，如表3所示。表3使用实施例6的方法通过棉织物的间质清洗方法除去污染的色差<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>实施例7待洗涤的织物包括绸坯棉布料，所述布料的空气干重为5g。将该绸坯织物样品置于2升密闭的容器中，该容器具有75g(空气干重)聚合物颗粒(圆柱形尼龙切片，包含尼龙6,6聚合物，平均尺寸为长4mm、直径4mm)。在开始清洗之前用自来水湿化所述绸坯织物样品，得到基质与水的比率为1:2。所述密闭容器被"翻滚"/旋转30分钟达到最大温度70。C，在循环的最后是冷却阶段。一旦清洗，从密闭容器取出所述织物，并使其千燥平整。传统洗涤织物和使用所述新方法清洗的织物的色差通过织物之间的颜色强度值的变化进行评价，通过图4中所见的K/S值的变化显示。权利要求1.一种用于清洗污染基质的方法，所述方法包括用包含大量聚合物颗粒的制剂处理湿化的基质，其中所述制剂不含有机溶剂。2.权利要求1的方法，其中所述基质包括塑料、皮革、纸张、纸板、金属、玻璃或木材。3.权利要求1的方法，其中所述基质包括纺织纤维。4.权利要求3的方法，其中所述纺织纤维包括天然纤维。5.权利要求4的方法，其中所述天然纤维包括棉。6.权利要求3的方法，其中所述纺织纤维包括合成纤维。7.权利要求6的方法，其中所述合成纤维包含尼龙6,6或聚酯。8.权利要求1-7中任一项的方法，其中所述基质通过与自来水4秦触而湿化。9.前述权利要求中任一项的方法，其中所述基质被湿化，以达到基质与水之比为i:o.l至l:5w/w。10.权利要求9的方法，其中所述比率为1:0.2至1:2。11.权利要求9或10的方法,其中所述比率为1:0.2、1:1或1:2。12.前述权利要求中任一项的方法，其中所述制剂还包含至少一种清洗材料。13.权利要求12的方法，其中所述至少一种清洗材料包含至少一种表面活性剂。14.权利要求13的方法，其中所述表面活性剂包含具有洗涤性质的表面活性剂。15.权利要求13或14的方法，其中所述表面活性剂包含至少一种阴离子、阳离子和/或非离子表面活性剂。16.权利要求12-15中任一项的方法，其中所述至少一种清洗材料与所述聚合物颗粒混合。17.权利要求12-15中任一项的方法，其中各所述聚合物颗粒用所述至少一种清洗材料进行涂敷。18.权利要求17的方法，其中所述聚合物颗粒通过与0.5%-10%的清洗材料进行混合来用所述清洗材料涂敷。19.权利要求18的方法，其中所述聚合物颗粒通过与1%-5%的清洗材料进行混合来用所述清洗材料涂敷。20.权利要求19的方法，其中所述聚合物颗粒通过与约2%的清洗材料进行混合来用所述清洗材料涂敷。21.权利要求17-20中任一项的方法，其中所述聚合物颗粒通过与清洗材料进行混合来用所述清洗材料涂敷，并且所得的混合物保持在30-70。C的温度。22.权利要求21的方法，其中所述温度为40-60。C。23.权利要求22的方法，其中所述温度在50。C附近。24.权利要求21-23中任一项的方法，其中所述聚合物颗粒通过与清洗材料在所述温度混合15-60分钟用所述清洗材料进行涂敷。25.权利要求24的方法，其中所述时间为20-40分钟。26.权利要求25的方法，其中所述时间为约30分钟。27.权利要求3-26中任一项的方法，其中所述颗粒与纺织纤维的比率为30:1至1:1w/w。28.权利要求27的方法，其中所述比率在20:1至10:1w/w附近。29.权利要求26的方法，其中所述比率为15:1w/w。30.前述权利要求中任一项的方法，其中所述聚合物颗粒包括聚烯烃、聚酯、聚氨酯或其共聚物的颗粒。31.权利要求1-29中任一项的方法，其中所述聚合物颗粒包括聚酰胺颗粒或其共聚物。32.权利要求31的方法，其中所述聚酰胺颗粒包括尼龙的颗粒。33.权利要求32的方法，其中所述尼龙的颗粒包括尼龙切片。34.权利要求32或33的方法，其中所述尼龙包括尼龙6或尼龙6,6。35.权利要求32-34中任一项的方法，其中所述尼龙包括尼龙6,6均聚物。36.权利要求35的方法，其中所述尼龙6,6均聚物的分子量在5000-30000道尔顿附近。37.权利要求36的方法，其中所述分子量在10000-20000道尔顿附近。38.权利要求37的方法，其中所述分子量在15000-16000道尔顿附近。39.前述权利要求中任一项的方法，其中所述颗粒或切片的形状为球形或立方形。40.权利要求1-38中任一项的方法，其中所述颗粒或切片的形状为圓柱形。41.权利要求40的方法，其中所述圓柱形颗粒或切片的平均粒径在1.5-6.0mm附近。42.权利要求41的方法，其中所述平均粒径在2.0-5.0mm附近。43.权利要求42的方法，其中所述平均粒径在2.5-4.5mm附近。44.权利要求40-43中任一项的方法，其中所述圓柱形颗粒或切片的长度为2.0-6.0mm。45.权利要求44的方法，其中所述长度为3.0-5.0mm。46.权利要求45的方法，其中所述长度在4.0mm附近。47.前述权利要求中任一项的方法，其中所述颗粒或切片的平均重量在20-50mg附近。48.权利要求47的方法，其中所述平均重量在30-40mg附近。49.前述权利要求中任一项的方法，所述方法包括间歇过程。50.权利要求1-48中任一项的方法，所述方法包括连续过程。51.前述权利要求中任一项的方法，其中所述方法在支持牛顿流动的设备或容器中进行。52.权利要求51的方法，其中所述过程在流化床中进行。53.前述权利要求中任一项的方法，其中所述处理在30-90。C的温度进行。54.前述权利要求中任一项的方法，其中所述处理在20分钟-l小时的期间进行。55.前述权利要求中任一项的方法，所述方法用于从纺织纤维除去污染物、用于应用于所述纤维的冲洗步骤、或用于洗涤所述纤维。56.前述权利要求中任一项的方法，所述方法用于家庭或工业清洗过程。57.—种用于清洗污染基质的制剂，所述制剂包含大量聚合物颗粒o58.权利要求57的制剂，其中所述基质包括纺织纤维。59.权利要求57或58的制剂，所述制剂还包含至少一种清洗材料。60.权利要求59的制剂，其中所述至少一种清洗材料包含至少一种表面活性剂。61.权利要求60的制剂，其中所述表面活性剂包括具有洗涤性质的表面活性剂。62.权利要求57-61中任一项的制剂，所述制剂用于按照权利要求1-56中任一项的方法来处理基质。63.—种如前面^L露并参照所附实施例的方法。64.—种如前面"t皮露并参照所附实施例的制剂。65.—种干洗基质，所述干洗基质通过权利要求1-56或63中任一项的方法获得。全文摘要本发明提供了用于清洗污染基质的方法和制剂，所述方法包括用包含大量聚合物颗粒的制剂处理湿化的基质，其中所述制剂不含有机溶剂。优选地，所述基质被湿化，使得基质与水的比率达到1∶0.1至1∶5w/w。任选地，所述制剂还包含至少一种清洗材料，在这个实施方案中，优选的是所述聚合物颗粒涂敷有所述至少一种清洗材料。优选地，所述清洗材料包含表面活性剂，最优选地其具有洗涤性质。最优选地，所述基质包括纺织纤维。一般地，所述聚合物颗粒包括尼龙颗粒，最优选地为尼龙切片的形式。获得的结果与进行常规的干洗方法观察到的结果极其相符，所述方法提供了显著的优点，可以避免使用溶剂所伴随的所有在成本和环境考虑方面的缺点。文档编号B08B3/10GK101466482SQ200780021219公开日2009年6月24日申请日期2007年4月4日优先权日2006年4月7日发明者J·豪罗伊德,S·M·伯金肖申请人:利兹大学