專利名稱：純化干洗溶劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種純化包含洗滌污垢的廢干洗溶劑的方法。該方法使用膜過濾以增強(qiáng)雜質(zhì)從干洗溶劑中的分離，同時減少能量損耗和溶劑損失。
背景技術(shù)：
用于洗滌和清新(如，除去惡臭)織物制品的常規(guī)洗滌方法通?？煞譃榛谒南礈旆椒ê汀案上础狈椒?。前者涉及將織物制品浸沒在主要含水的溶液中；可加入洗滌劑或肥皂以增強(qiáng)洗滌功能。后者典型地涉及使用非水流體作為用于洗滌和清新的試劑。
在用于洗滌處理之后，清潔溶劑典型地包含雜質(zhì)，如染料、水和/或表面活性劑。由于干洗溶劑比水更昂貴，因此需要在一次以上的處理中重復(fù)應(yīng)用/再使用該干洗溶劑。
常規(guī)的干洗溶劑采用蒸餾方法來除去某些雜質(zhì)。使用蒸餾方法的代表性體系公開于EP 543,665和美國專利5,942,007、6,056,789、6,059,845和6,086,635中。然而，由于進(jìn)行蒸餾所需的設(shè)備和條件極其麻煩而且耗能，因此蒸餾方法對于消費(fèi)者應(yīng)用或家庭使用不太實(shí)際。蒸餾方法的缺點(diǎn)包括蒸餾部件的高成本、每日需人工介入清潔蒸餾鍋底部以及不能有效除去揮發(fā)性雜質(zhì)。因此，需要一種不蒸餾即可從干洗溶劑中除去雜質(zhì)的方法。
已有其它無需蒸餾即可從干洗溶劑中除去雜質(zhì)的方法。典型地，這些非蒸餾方法僅使用具有吸附劑物質(zhì)如活性炭和/或粘土的過濾體系。例如，常用的市售KleenRite過濾器由粘土吸附劑和活性炭吸附劑制成。包含碳和粘土吸附材料的代表性過濾器公開于美國專利4,277,336和3,658,459中。然而，由于過濾器中粘土吸附劑的百分比高，這種過濾器壽命相當(dāng)有限。粘土吸附劑具有的吸附雜質(zhì)(如水)的容量有限，并且一旦達(dá)到了那個容量，必須用新的過濾器替換該過濾器。除了粘土吸附劑的局限性以外，活性炭吸附劑還具有局限性。活性炭吸附材料的粒徑和/或孔徑使某些雜質(zhì)流過活性炭吸附材料，因此使過濾器無效。此外，在常規(guī)使用中，以一定的速度將用過的被污染的干洗溶劑抽過過濾器，該速度使粘土吸附劑和/或活性炭吸附劑不能有效地除去雜質(zhì)。對于那些可高度溶于干洗溶劑中的雜質(zhì)而言尤其如此。此外，由于頻繁地更換過濾器，會損失一部分溶劑。
因此，需要有一種可有效從干洗溶劑中除去雜質(zhì)的方法，以使被純化的溶劑循環(huán)/再生。
還需要有能夠以經(jīng)濟(jì)和節(jié)能方式來純化干洗溶劑的方法。
還需要有一種可在低溫和常壓下有效地從干洗溶劑中除去雜質(zhì)的非蒸餾方法。
此外，需要在純化方法中所用的物質(zhì)是安全和耐用的。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及包含洗滌污垢的親脂性流體的純化方法，該方法包括以下步驟a.提供包含親脂性流體和洗滌污垢的混合物；b.任選地，處理該混合物；和c.使混合物透過膜，從而除去洗滌污垢，并將親脂性流體轉(zhuǎn)化為純化了的親脂性流體。
附圖概述

圖1是依照本發(fā)明的一個實(shí)施方案的包含膜過濾部件的清潔體系的示意圖。
發(fā)明詳述定義本文所用術(shù)語“織物制品”是指任何通常在常規(guī)洗滌過程或清潔過程中洗滌的制品。因此，該術(shù)語包括衣物、亞麻、緯幔以及衣物附件。該術(shù)語也包括其它整個或部分地由織物制造的物品，如手提袋、家具罩、防水油布等等。
本文所用術(shù)語“吸收材料”或“吸收性聚合物”是指任何能夠選擇性地吸入(即，吸收或吸附)水和/或含水液體而不吸入干洗溶劑的材料。換句話講，吸收材料或吸收性聚合物包含本領(lǐng)域稱之為“凝膠”、“聚合物凝膠”和“超吸收聚合物”的吸水劑。
本文所用術(shù)語“干洗溶劑”是指任何能夠除去皮脂的非水性流體。干洗溶劑包括親脂性流體，其將在下文更詳細(xì)地描述。
本文所用術(shù)語“清潔組合物”是指任何與待清潔的織物制品直接接觸的包含干洗溶劑的組合物。應(yīng)當(dāng)理解，該組合物除了清潔用途外也可有其它用途，如調(diào)理、上漿和其它織物護(hù)理處理。因此，它可與術(shù)語“處理組合物”或“織物護(hù)理組合物”替換使用。此外，可將任選的清潔助劑如附加去污表面活性劑、漂白劑、香料等加入到“清潔組合物”中。也就是說，清潔助劑可任選地與干洗溶劑組合。這些任選的清潔助劑在下文進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
本文所用術(shù)語“干洗”或“非水性清潔”是指使用非水性流體作為干洗溶劑來清潔織物制品。然而，水可作為輔助清潔劑加入“干洗”方法中。按所述干洗溶劑或清潔組合物的重量計(jì)，“干洗”過程中包含的水量最高為約25％。非水性流體被稱為“親脂性流體”或“干洗溶劑”。
本文所用術(shù)語“污垢”或“洗滌污垢”是指在織物制品上的作為清潔處理除去目標(biāo)的任何不可取的外來物質(zhì)。術(shù)語“水性”或“親水性”污垢是指初次與織物制品接觸時包含水的污垢，或者污垢在織物制品上保留一定量的水。水性污垢的實(shí)施例包括但不限于飲料、許多食物污垢、水溶性染料、體液(如汗液、尿液或血液)和戶外污垢(如草漬和泥垢)。另一方面，本文所用術(shù)語“親脂性”污垢是指在親脂性流體中具有高溶解度或親和力的污垢。親脂性污垢的實(shí)施例包括但不限于體垢，如甘油一酯、甘油二酯和甘油三酯、飽和的和不飽和脂肪酸、非極性烴、蠟和蠟酯、類脂；并且包括但不限于洗滌物質(zhì)，如非離子表面活性劑；以及它們的混合物。
除非另外具體指明，所有百分比均按重量百分比計(jì)。
親脂性流體本文所用的“親脂性流體”是指按重量計(jì)與最高20％的水不混溶的任何液體或液體混合物。通常，適宜的親脂性流體在環(huán)境溫度和壓力下可以是完全的液體，可以是易熔化的固體(如，在約0℃至約60℃溫度范圍內(nèi)變?yōu)橐后w的固體)，或者可包括環(huán)境溫度和壓力下(如在25℃和1atm壓力下)的液相和蒸氣相混合物。
本發(fā)明的親脂性流體優(yōu)選是不易燃的，或具有較高的閃點(diǎn)和/或較低的VOC特性，這些術(shù)語具有干洗工業(yè)中所用的常規(guī)含意，意指等于或優(yōu)選超過已知常規(guī)干洗流體的特性。
適宜親脂性流體物質(zhì)的非限制性實(shí)施例包括硅氧烷、其它硅氧烷、烴、乙二醇醚、甘油衍生物如甘油醚、全氟胺、全氟化和氫氟醚溶劑、低揮發(fā)性無氟有機(jī)溶劑、二醇溶劑、其它對環(huán)境友好的溶劑以及它們的混合物。
本文中所用的“硅氧烷”意指非極性且不溶于水或低級醇的聚硅氧烷流體。本發(fā)明可使用直鏈硅氧烷(參見如美國專利5,443,747和5,977,040)和環(huán)狀硅氧烷，包括選自八甲基環(huán)四硅氧烷(四聚物)、十二甲基環(huán)六硅氧烷(六聚物)以及優(yōu)選十甲基環(huán)五硅氧烷(五聚物，通常稱為“D5”)的環(huán)狀硅氧烷在內(nèi)。優(yōu)選的硅氧烷包括超過約50％的環(huán)狀硅氧烷五聚物，更優(yōu)選超過約75％環(huán)狀硅氧烷五聚物，最優(yōu)選至少約90％的環(huán)狀硅氧烷五聚物。還優(yōu)選可用于本發(fā)明的硅氧烷為具有至少約90％(優(yōu)選至少約95％)五聚物和少于約10％(優(yōu)選少于約5％)四聚物和/或六聚物的環(huán)狀硅氧烷混合物。
親脂性流體可包括干洗溶劑的任何組分，尤其是包括含氟溶劑或全氟胺在內(nèi)的較新類型。盡管一些全氟胺如全氟三丁基胺不適于用作親脂性流體，但它們可作為在含有親脂性流體的組合物中的許多可能助劑之一存在。
其它適宜的親脂性流體包括但不限于二醇溶劑體系(例如，較高級的二醇如C6或C8二醇或更高級的二醇)，包括環(huán)狀和無環(huán)類型在內(nèi)的有機(jī)硅氧烷溶劑等以及它們的混合物。
低揮發(fā)性無氟有機(jī)溶劑的非限制性實(shí)施例包括，例如OLEAN和其它多元醇酯，或某些相對非揮發(fā)性的可生物降解的中鏈支化石油餾分。
二元醇醚的非限制性實(shí)施例包括丙二醇甲基醚、丙二醇正丙基醚、丙二醇叔丁基醚、丙二醇正丁基醚、雙丙甘醇甲基醚、雙丙甘醇正丙基醚、雙丙甘醇叔丁基醚、雙丙甘醇正丁基醚、三丙二醇甲基醚、三丙二醇正丙基醚、三丙二醇叔丁基醚、三丙二醇正丁基醚。
在文獻(xiàn)中，除了硅氧烷之外，其它硅氧烷溶劑的非限制性實(shí)施例也是熟知的，參見，例如Kirk Othmer所著的“Encyclopedia of ChemicalTechnology”，并且它們可購自許多商業(yè)來源，包括GE Silicones、Toshiba Silicone、Bayer和Dow Corning。例如，一種適用的硅氧烷溶劑為購自GE Silicones的SF-1528。
甘油衍生物溶劑的非限制性實(shí)施例包括具有下列結(jié)構(gòu)的物質(zhì)適用于本發(fā)明方法和/或裝置中的甘油衍生物溶劑的非限制性實(shí)施例包括具有下列結(jié)構(gòu)的甘油衍生物 結(jié)構(gòu)I其中R1、R2和R3各自獨(dú)立地選自H；支鏈的或直鏈的、取代的或未取代的C1-C30烷基、C2-C30烯基、C1-C30烷氧羰基、C3-C30烯化氧烷基、C1-C30酰氧基、C7-C30亞烷基芳基；C4-C30環(huán)烷基；C6-C30芳基；以及它們的混合物。兩個或多個R1、R2和R3可共同形成一個C3-C8芳族或非芳族、雜環(huán)的或非雜環(huán)的環(huán)。
適宜甘油衍生物溶劑的非限制性實(shí)施例包括2，3-雙(1，1-二甲基乙氧基)-1-丙醇、2，3-二甲氧基-1-丙醇、3-甲氧基-2-環(huán)戊氧基-1-丙醇、3-甲氧基-1-環(huán)戊氧基-2-丙醇、碳酸(2-羥基-1-甲氧基甲基)乙酯甲酯、碳酸甘油酯以及它們的混合物。
其它對環(huán)境友好的溶劑的非限制性實(shí)施例包括臭氧生成潛力為約0至約0.31的親脂性流體、蒸氣壓力為約0至約13.3Pa(0.1mmHg)的親脂性流體、和/或蒸氣壓力大于13.3Pa(0.1mmHg)而臭氧生成潛力為約0至約0.31的親脂性流體。上述的以前未描述過的此類親脂性流體的非限制性實(shí)施例包括碳酸酯溶劑(即，碳酸甲酯、碳酸乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甘油酯)和/或琥珀酸酯溶劑(即，琥珀酸二甲酯)。
本文所用的“臭氧反應(yīng)性”是VOC在大氣中形成臭氧能力的量度。以每克揮發(fā)性有機(jī)物所生成的臭氧克數(shù)進(jìn)行量度。測定臭氧反應(yīng)性的方法進(jìn)一步論述于W.P.L.Carter在1994年“Journal of the Air &Waste Management Association”，第44卷第881頁至第899頁所著的“Development of Ozone Reactivity Scales of Volatile OrganicCompounds”中。使用Method 310 of the California Air Resources Board中所規(guī)定的技術(shù)，測定所用的“蒸氣壓”。
優(yōu)選地，親脂性流體包含按所述親脂性流體的重量計(jì)大于50％的環(huán)五硅氧烷(“D5”)和/或具有幾乎相同揮發(fā)性的線性類似物，并任選地以其它硅氧烷溶劑補(bǔ)足。
當(dāng)存在于依照本發(fā)明的處理組合物中時，親脂性流體的含量按所述處理組合物的重量計(jì)優(yōu)選為約70％至約99.99％，更優(yōu)選約90％至約99.9％，甚至更優(yōu)選約95％至約99.8％。
織物護(hù)理組合物本發(fā)明的織物護(hù)理組合物包含親脂性流體、去污表面活性劑和任選的水和/或清潔助劑。
當(dāng)本發(fā)明織物護(hù)理組合物中含有去污表面活性劑組分時，去污表面活性劑組分的含量按所述組合物的重量計(jì)優(yōu)選為約1％至約99％，更優(yōu)選2％至約75％，甚至更優(yōu)選約5％至約60％。
該組合物可任選地包含極性溶劑如水，極性溶劑的含量按所述組合物的重量計(jì)為約99％至約1％，優(yōu)選約5％至約40％；并且該組合物可任選地包含清潔助劑，清潔助劑的含量按所述組合物的重量計(jì)為約0.01％至約50％，優(yōu)選約5％至約30％。
當(dāng)用親脂性流體稀釋組合物以制備洗滌液體時，織物護(hù)理組合物的含量按所述洗滌液體的重量計(jì)為約0.1％至約50％，更優(yōu)選約1％至約30％，甚至更優(yōu)選約2％至約10％。此外，上述去污表面活性劑在洗滌液體中的含量按所述洗滌液體的重量計(jì)為約0.001％至約50％，優(yōu)選約1％至約40％，更優(yōu)選約2％至約30％。
在一些實(shí)施方案中，還可任選地將水摻入到洗滌液體中?？蓪⑺鳛榭椢镒o(hù)理組合物組分或洗滌液體中的親脂性流體共溶劑來加入。
雜質(zhì)可在織物制品處理過程期間進(jìn)入到干洗溶劑中的雜質(zhì)典型地包括洗滌污垢，尤其是親脂性洗滌污垢，如非離子表面活性劑、飽和的和不飽和脂肪酸、甘油一酯、甘油二酯和甘油三酯、非極性烴、蠟和蠟酯、類脂以及它們的混合物。
雜質(zhì)還可來自織物處理組合物，包括非離子表面活性劑，水，染料，輔助清潔劑或其它清潔助劑。各種清潔助劑的非限制性實(shí)施例包括陽離子、陰離子或兩性離子表面活性劑、不粘附織物的洗滌劑組分、酶、漂白劑、織物軟化劑、香料、抗菌劑、抗靜電劑、增白劑、染料固定劑、染料研磨抑制劑、摩擦脫色牢度改進(jìn)劑、減皺劑、抗皺劑、去污聚合物、防曬劑、抗褪色劑、助劑、起泡劑、組合物異味控制劑、組合物著色劑、pH緩沖劑、防水劑、驅(qū)污劑以及它們的混合物。
膜非多孔膜是根據(jù)分子大小選擇性的原理起作用。即，聚合物膜材料是選擇性的，以使小分子如溶劑分子能滲透過膜，而大于某一分子尺寸的所有溶質(zhì)分子則被濾除。這被稱為膜的分子截?cái)嘀?。若干因素影響分子截?cái)嘀?。例如，對于由聚合物制成的膜，影響截?cái)嘀档囊蛩厝缃宦?lián)度、聚合物類型、聚合度、結(jié)晶度和聚合物鏈的密度或堆積度。
通常，非多孔膜具有的截?cái)嘀狄匀苜|(zhì)的重均分子量計(jì)為0.0003ag至0.003ag(200至2000道爾頓)。通過使用凝膠滲透色譜法(GPC)，分析被膜濾除的溶質(zhì)，可確定膜的截?cái)嘀?，其中依照測試方法ASTMD6474-99，使用聚苯乙烯校正標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行GPC。
溶劑透過非多孔膜的傳送可被描述為滲透性＝溶解度×擴(kuò)散率溶解度涉及滲透物潤濕膜材料的能力，并且在平衡條件下在膜中保留一定量的滲透物。通常，溶劑和聚合物膜材料之間的溶解度越高，將導(dǎo)致溶劑透過膜的滲透性就越高，從而透過膜的溶劑流量也就越高。
可使用Hildebrand溶解度參數(shù)(δ)來估計(jì)親脂性流體和膜聚合物之間的相容性或溶解度。通常，當(dāng)兩種材料的溶解度參數(shù)值接近時，可預(yù)計(jì)它們之間的相容性。適用于本發(fā)明的聚合物膜材料具有的溶解度參數(shù)不同于親脂性流體的溶解度參數(shù)，比親脂性流體的溶解度參數(shù)小約5MPa1/2，優(yōu)選小約3MPa1/2。已知D5(十甲基環(huán)五硅氧烷)具有的溶解度參數(shù)為約19.7MPa1/2，而水具有的溶解度參數(shù)為約23.4MPa1/2；這兩種液體之間有足夠大的差異，從而可能找到一種膜，其可拒絕水通過，而允許D5滲透過膜。例如，基于硅氧烷的膜可允許D5滲透過，這應(yīng)歸因于它們相似的溶解度參數(shù)。
擴(kuò)散率反比于滲透物的分子尺寸。隨著分子尺寸的增加，擴(kuò)散率降低。換句話講，非多孔膜的截?cái)嘀凳悄U(kuò)散率的函數(shù)。
以流量(F)測定膜效率，其是每單位表面積上和每單位時間內(nèi)通過膜的物質(zhì)量F＝V×S-1×t-1其中V是體積，S是膜的表面積，而t是時間。流量單位可用每平方米膜表面積每天的溶液立方米項(xiàng)表示，或用每平方米膜表面積每小時的溶液公升項(xiàng)表示。
流量正比于滲透性、壓差，而反比于膜厚度。已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在壓力驅(qū)動過程中使用非多孔聚合物膜時，其是尤其有效的。在壓力驅(qū)動過程中，膜的注入側(cè)或遷入側(cè)處于足以使?jié)B透物穿過膜的壓力下，而膜的遷出側(cè)或滲出側(cè)則處于大氣壓力附近。當(dāng)物料(如含有一種或多種雜質(zhì)和溶劑的溶液)接觸膜時，一部分物料溶劑溶于膜中并擴(kuò)散通過；低于膜截?cái)嘀档碾s質(zhì)也滲透到遷出側(cè)；而高于膜截?cái)嘀档碾s質(zhì)則被膜濾除并保留在遷入側(cè)。將遷出側(cè)經(jīng)過過濾的溶液稱為“滲透物”，其往往含有較低濃度的雜質(zhì)。相反，遷入側(cè)的給料與被濾除的雜質(zhì)合并形成“滲余物”，隨著膜過濾過程的進(jìn)行，其含有越來越高濃度的雜質(zhì)。
測定膜效率的另一參數(shù)是濾除率或?yàn)V除百分比(％R)，其如下定義％R＝[1-(Cperm/Cret)]*100其中Cperm是滲余物中雜質(zhì)的濃度，而Cret是滲透物中同一雜質(zhì)的濃度?？晒┻x擇地，使用滲余物和滲透物中所有雜質(zhì)的總濃度，來計(jì)算濾除百分比。
需要使膜厚度或?qū)τ趶?fù)合膜而言非多孔聚合物層厚度最小化以獲得更高的流量。小于1μm或小于約0.5μm的膜厚度可適用于本發(fā)明。由于溶劑中膜聚合物的溶解度，聚合物典型地趨于溶脹。聚合物膜材料的交聯(lián)性將使溶脹最小化，并有助于保持膜的完整性。
聚合物膜適用于本文的非多孔膜可包括聚合材料，如聚四氟乙烯、聚(偏二氟乙烯)、聚丙烯、聚乙烯、纖維素酯、聚碳酸酯、聚砜/聚(醚-砜)、聚酰亞胺/聚(醚-酰亞胺)、脂族聚酰胺、聚醚醚酮、交聯(lián)聚烷基硅氧烷以及它們的混合物。適宜的膜市售自GEAFiltration。膜的實(shí)施例非多孔的(納米過濾)-得自O(shè)smonics Inc.Minnetoka，Minn.的Desal DK，多孔的(微量過濾)-得自O(shè)smonics Inc.Minnetoka，Minn.的Desal JX。
與使用多孔膜相比，使用非多孔膜的優(yōu)點(diǎn)在于無堵塞效應(yīng)，即該膜不可能因保留于孔中的大分子而變得堵塞。
無機(jī)多孔膜相對于聚合材料而言，無機(jī)膜通常具有優(yōu)良的化學(xué)和熱穩(wěn)定性。無機(jī)膜還具有機(jī)械完整性，以致不需要支撐層。事實(shí)上，在聚合物膜的膜結(jié)構(gòu)中，無機(jī)膜可被用作支撐層。著名的有四種不同類型的無機(jī)膜陶瓷膜、玻璃膜以及金屬膜(包括碳)和沸石膜。通過燒結(jié)金屬粉末如不銹鋼、鎢或鉬，可獲得金屬膜。通過使金屬如鋁、鈦、硅或鋯與氧化物、氮化物或硬質(zhì)合金形式的非金屬組合可形成陶瓷。由上述材料制成的陶瓷膜形成主要的無機(jī)膜類別，有氧化鋁或礬土和氧化鋯或鋯土。這些膜通常通過燒結(jié)或通過溶膠-凝膠方法來制得。通過在分層玻璃上浸提，可制備玻璃膜(硅氧化物或二氧化硅)。
無機(jī)膜的分離原理類似于聚合物膜。使用無機(jī)膜，溶劑可很好地滲透通過無機(jī)膜中規(guī)定的孔?？讖饺Q于膜材料和成膜方法。通常，當(dāng)暴露于各種溶劑時，無機(jī)膜的孔隙結(jié)構(gòu)不會改變，而聚合物膜可溶脹至不同的程度，這取決于聚合物在具體溶劑中的溶解度。適宜的陶瓷膜可具有的孔徑范圍為10至100埃或10至約50埃。
膜結(jié)構(gòu)在本發(fā)明的一個實(shí)施方案中，使用多層膜結(jié)構(gòu)實(shí)施分離方法，其包括非多孔聚合物膜層和多孔載體層，該載體層可向結(jié)構(gòu)提供機(jī)械強(qiáng)度和支持。
在本發(fā)明的另一個實(shí)施方案中，使用多層膜結(jié)構(gòu)實(shí)施分離的方法，其包括(a)可提供機(jī)械強(qiáng)度的載體層，(b)多孔支持層，和(c)可提供分離或過濾效果的非多孔彈性體或部分交聯(lián)的聚合物膜層。
這些和其它膜結(jié)構(gòu)的描述可見于US 5,205,934、US 5,265,734和US5,151,182中。
這些膜結(jié)構(gòu)還可以頭對頭或頭對尾的方式堆積在一起，以增強(qiáng)分離性能。
(a)載體層當(dāng)使用此載體層時，其特征在于它高度的多孔性和機(jī)械強(qiáng)度。它可以是纖維或非纖維網(wǎng)和/或織成的或無紡織網(wǎng)。代表性的載體層是由聚酯制成的多孔、柔韌、織成的纖維網(wǎng)。典型的聚酯載體層可由無紡熱粘合線束制成。
(b)多孔支持層代表性的多孔支持層可由聚丙烯腈聚合物制成。典型地，聚丙烯腈支持層可具有的厚度范圍為約20微米至約100微米或約40微米至約80微米，或平均厚度為約50微米。在一個實(shí)施方案中，多孔支持層的特征在于孔徑小于約10微米或更通常小于約1微米。在另一個實(shí)施方案中，多孔支持層的特征在于孔徑小于約500埃或更通常小于約200埃。
(c)非多孔分離層代表性的分離層包括厚度為約0.1微米至5微米的非多孔彈性體薄膜或隔膜，其由聚合物制成，該聚合物選自聚乙烯、聚丙烯、纖維素乙酸酯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚酰亞胺、聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、聚偏二氟乙烯、再生纖維素、聚碳酸酯以及它們的混合物。
在一個實(shí)施方案中，該分離層包括由部分交聯(lián)聚硅氧烷組成的帶有交聯(lián)劑的非多孔膜，該交聯(lián)劑為(i)聚異氰酸酯，或(ii)聚(碳酰氯)，或(iii)R4-aSi(A)a，其中A是--OH、--HH2、--OR或-OOCR；R是氫、烴基(如烷基、芳基、環(huán)烷基、烷芳基、芳烷基)或碳氟化合物；并且a是值為2、3或4的整數(shù)。
聚硅氧烷聚合物可用作非多孔彈性體膜的代表性聚硅氧烷包括具有下式結(jié)構(gòu)的不含鹵素的聚硅氧烷
其中R可為氫，選自烷基、芳烷基、環(huán)烷基、芳基和烷芳基或它們氟化衍生物(即碳氟化合物部分)的烴基。當(dāng)R為低級烷基如直鏈或支鏈的C1-C10烷基時，其包括但不限于甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、戊基、己基、辛基、癸基或十八烷基。當(dāng)R是芳烷基時，其可為芐基或β-苯乙基。當(dāng)R是環(huán)烷基時，其可為環(huán)己基、環(huán)庚基、環(huán)辛基、2-甲基環(huán)庚基、3-丁基環(huán)己基或3-甲基環(huán)己基。當(dāng)R是芳基時，其可為苯基、萘基以及它們的衍生物。當(dāng)R是烷芳基時，其可為甲苯基、二甲苯基以及它們的衍生物。R還可包括主鏈上的取代基以形成支鏈結(jié)構(gòu)，其中取代基選自烷基、芳基、環(huán)烷基、醚以及它們的組合。代表性的取代的R基團(tuán)可包括2-乙氧基乙基、乙氧羰基甲基、4-甲基環(huán)己基、對甲基苯基、對乙基芐基或3-乙基-5-甲基苯基。
在一個實(shí)施方案中，化學(xué)式(I)中的一個或兩個R為甲基。在另一個實(shí)施方案中，膜材料是具有下式結(jié)構(gòu)的二硅烷醇封端的聚(二甲基硅氧烷) 其中n為約7至2000。
在另一個實(shí)施方案中，膜材料是具有其它端基的聚(二甲基硅氧烷)，其中端基包括但不限于乙酰氧基、甲氧基、乙氧基、甲醇和氨丙基二甲基。
交聯(lián)劑適用于本發(fā)明的硅氧烷膜材料是交聯(lián)的。對于含有活性端基如-OH或-NH2的非環(huán)狀硅氧烷而言，其可以交聯(lián)于(i)聚異氰酸酯，(ii)聚(碳酰氯)或(iii)具有下式結(jié)構(gòu)的硅烷R4-aSi(A)a(II)其中A是-OH、-NH2、-OR或-OCOR，a是2、3或4，并且R獨(dú)立地選自氫或烴基，該烴基選自烷基、芳烷基、環(huán)烷基、芳基、烷芳基以及它們的混合物。式(II)中代表性的R基團(tuán)與上述式(I)中的那些R基團(tuán)相同。通過非環(huán)狀硅氧烷端基和交聯(lián)劑A基團(tuán)之間的反應(yīng)，可典型地實(shí)現(xiàn)交聯(lián)。
對于環(huán)狀硅氧烷(如十甲基環(huán)五硅氧烷)而言，通過與交聯(lián)劑反應(yīng)以斷裂環(huán)中的Si-O鍵，可實(shí)現(xiàn)交聯(lián)。
適用于膜材料的烷氧基硅烷的非限制性實(shí)施例包括甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、芐基三甲氧基硅烷、對甲苯基三甲氧基硅烷、1，2-二甲氧基四甲基二硅烷和四甲氧基硅烷。
適用于膜材料的酰氧基硅烷的非限制性實(shí)施例包括二甲基二乙酰氧基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷、二乙基二乙酰氧基硅烷、二苯基二乙酰氧基硅烷、芐基三乙酰氧基硅烷、對甲苯基三乙酰氧基硅烷、四乙酰氧基硅烷、1，2-二乙酰氧基四甲基二硅烷、1，2-二甲基四乙酰氧基二硅烷。
適用于膜材料的混合烷氧基、酰氧基硅烷的非限制性實(shí)施例包括二甲氧基二乙酰氧基硅烷和甲氧基三乙酰氧基硅烷。
適用于膜材料的氨基硅烷的非限制性實(shí)施例包括二甲基二氨基硅烷或二丁基二氨基硅烷；例證性羥基硅烷可包括二乙基二羥基硅烷或甲基三羥基硅烷。
適用于膜材料的聚異氰酸酯的非限制性實(shí)施例包括甲苯二異氰酸脂、苯撐二異氰酸酯、己撐二異氰酸酯和甲苯三異氰酸酯。
適用于膜材料的聚(碳酰氯)的非限制性實(shí)施例包括已二酰二氯、間苯二酰二氯和辛二酰二氯。
可在惰性溶劑(典型為烴如己烷)中進(jìn)行交聯(lián)彈性體硅氧烷膜的制備，其包含按該溶液重量計(jì)約5％至約15％或約10％的非鹵代聚硅氧烷和按該溶液重量計(jì)約1％至約10％或約4％的交聯(lián)劑。
該溶液可以約12.7μm至101.6μm(0.5至4密耳)或約50.8μm(2密耳)的厚度涂抹在支持層(在載體層上)上。大概在約25℃的室溫下，進(jìn)行溶液的薄膜鑄塑。隨后，在約110℃至140℃或約125℃下進(jìn)行固化約10至20分鐘或約15分鐘，以形成厚度為約1微米至5微米或1.5微米的薄膜。
螺旋卷管型隔膜螺旋卷管模型包括位于多孔支持層和載體層上的非多孔分離層膜，該結(jié)構(gòu)典型沿著所有邊緣折疊并粘合或密封，只留一邊開口，以形成袋狀單元，其優(yōu)選在外側(cè)具有分離層。將用作滲透或排出槽的織物間隔材料放置于袋狀單元中。排出槽從單元的開口端伸出。
然后，將典型由塑料網(wǎng)形成的進(jìn)料槽片放置在袋狀單元的一面上，靠近分離層，并與其相連。
優(yōu)選將如此形成的結(jié)構(gòu)繞著圓柱體導(dǎo)管卷繞，該導(dǎo)管在壁上具有多個孔洞，優(yōu)選直線排列，其長度與袋狀單元的寬度相同。袋狀單元排出槽的伸出部分放置在導(dǎo)管孔洞上；并且袋狀單元繞著導(dǎo)管卷繞，以形成螺旋卷管構(gòu)型。顯然，雖然僅存在一個進(jìn)料槽，但卷管型結(jié)構(gòu)中的單個進(jìn)料槽將與膜層的兩面鄰接。通過將結(jié)構(gòu)繞著導(dǎo)管卷繞多次，可形成螺旋卷管構(gòu)型，以使該結(jié)構(gòu)為易于操作的形式。該單元被固定于外殼中(以類似于殼管式熱交換器的方式)，在一端提供進(jìn)口，而在另一端提供出口。外殼內(nèi)表面和螺旋卷管型單元外表面之間的擋板狀密封裝置防止流體繞過運(yùn)轉(zhuǎn)著的膜體系，并確保流體主要由一端進(jìn)入體系。滲透物從進(jìn)料槽通過，與分離層接觸，并從而從那里進(jìn)入到滲透槽中，并從而從那里進(jìn)入并通過導(dǎo)管中的孔洞，通過孔洞其被分離為純粹的滲透物。
在螺旋卷管型隔膜的使用中，帶電液體允許通過用作進(jìn)料槽的塑料網(wǎng)，并從而與非多孔分離膜接觸。未通過膜的液體被分離為滲余物。透過膜的液體進(jìn)入到充滿滲透間隔材料的體積中，并通過此滲透槽進(jìn)入圓柱體導(dǎo)管的孔洞中，通過孔洞其被從體系中分離。典型的螺旋卷管模型描述于Kirk-Othmer的“Encyclopedia of ChemicalTechnology”，第4版，第16卷“Membrane Technology”第158頁至第160頁中。
管狀膜聚丙烯腈多孔支持層可被壓制成典型具有0.1mm至10mm壁厚的微管。將壓制管通過交聯(lián)并就地固化的硅氧烷浴。在鍛造機(jī)中，將這些管子的一束在每一端固定(用環(huán)氧粘合劑)；并切割纖維，以使它們與鍛造機(jī)的末端齊平。將此管束以典型殼管式結(jié)構(gòu)放置在外殼中。
在操作中，允許帶電液體進(jìn)入管側(cè)并通過管道內(nèi)部，并作為滲余物流出。在通過管道的過程中，滲透物通過非多孔分離層，并且將滲透物收集于殼側(cè)中。
膜分離方法在織物制品處理過程期間，干洗溶劑和/或組合物典型地被如上述的那些雜質(zhì)污染。本發(fā)明涉及通過膜過濾，從用過的被污染的廢干洗溶劑中除去雜質(zhì)的方法。雜質(zhì)可被化學(xué)改性或被進(jìn)行其它處理，以使改性的雜質(zhì)在尺寸上變得更大或更不溶于(如變得更親水性)干洗溶劑中，以使雜質(zhì)更易于從溶劑中分離出來。在連續(xù)織物制品清潔循環(huán)中，如此純化的干洗溶劑可被用作工作溶劑。應(yīng)當(dāng)理解，使用化學(xué)改性或純化劑的輔助方法也可用于純化或重復(fù)利用干洗組合物，其可包含干洗溶劑和水的乳液以及各種雜質(zhì)。
經(jīng)由清潔體系的并行(即在清潔循環(huán)中)組分或作為清潔體系的輔助物(清潔循環(huán)后)組分，可將本發(fā)明的膜過濾方法應(yīng)用于溶劑或組合物中。
從管線過濾的觀點(diǎn)和從每個清潔和/或純化循環(huán)的總操作時間的觀點(diǎn)上看，效率是重要的考慮因素。因此，在344.5Pa(500psi)壓力下，適用于本文的膜過濾裝置應(yīng)提供的溶劑流量為至少0.1kg/m2.hr。
適用于本文的膜過濾裝置應(yīng)具有的濾除率至少為混合物中總雜質(zhì)濃度的約10％、或至少約20％、或至少約50％；并且對某一單獨(dú)的雜質(zhì)而言，濾除率可大于約50％、或大于約70％、或大于約90％。
從耐久性觀點(diǎn)上看，在操作員干預(yù)之前和/或在需要更換膜或其它組分之前，膜過濾裝置理想具有的壽命為至少25個循環(huán)。
適用于本文的膜過濾裝置將從干洗溶劑或組合物中除去足量的雜質(zhì)，以使當(dāng)純化溶劑或組合物在隨后的織物制品處理過程中用作工作溶劑或作為工作組合物重新配制(通過更換在過程中可能已被移除的清潔助劑)時，純化的溶劑或組合物中的雜質(zhì)含量不會削弱其性能。
在純化過程中，雜質(zhì)去除可以達(dá)到100％的雜質(zhì)去除，但它不是必須這樣。將被污染的溶劑或組合物中含有的雜質(zhì)除去約50％至約100％就足夠了?？椢镏破奉愋秃碗s質(zhì)類型是影響可保留于純化的溶劑或組合物中而不削弱其清潔性能的雜質(zhì)含量的因素。也就是說，純化的溶劑或組合物可包含的一類雜質(zhì)的含量可高于另一類雜質(zhì)。例如，染料的含量按所述工作溶劑的重量計(jì)為約0.0001％至約0.1％，優(yōu)選約0.00001％至約0.1％，更優(yōu)選約0％至約0.01％。另一方面，純化的溶劑中水的含量為約0.001％至約20％，優(yōu)選約0.0001％至約5％，更優(yōu)選約0％至約1％。
在本發(fā)明的一個方面中，純化的干洗溶劑或組合物可被收集和/或重新配制，并在它們需要用本發(fā)明化學(xué)改性方法純化之前，可被立即再用于若干額外的織物清潔循環(huán)中。在本發(fā)明的另一個方面中，純化的干洗溶劑或組合物可被從清潔體系中除去，儲存并稍后用作另一體系或另一織物清潔循環(huán)中的工作溶劑或組合物。
若干分離方法使用膜來實(shí)現(xiàn)分離，包括透析和滲濾。
透析是膜兩側(cè)溶質(zhì)濃度梯度造成的溶質(zhì)透膜轉(zhuǎn)移。滲透采用與透析相同的普遍原理，除了濃度梯度驅(qū)使溶劑透膜之外。通過它們在濃度梯度驅(qū)動下的通過半透膜，透析在從溶液中去除低分子量溶質(zhì)分子或離子方面是有效的。
滲濾是常規(guī)透析的變化，因?yàn)槲⑿∥锓N的移除速率不取決于濃度，而是與欲交換或透析的體積相關(guān)的膜流量、壓力和膜表面積的函數(shù)。重復(fù)或連續(xù)地添加新鮮溶劑可有效而迅速地沖洗或交換鹽和其它微小物種。
該方法所包括的第一步提供了干洗溶劑和至少一種雜質(zhì)的混合物。通過使織物制品與干洗溶劑或包含干洗溶劑和其它清潔助劑如水或表面活性劑的清潔組合物接觸，可形成該混合物。可供選擇地，在此清潔步驟中，可將來自獨(dú)立源的水施用到織物制品上。接著，收集典型為干洗溶劑和水乳液形式的用過的和/或污染的干洗溶劑或清潔組合物，并用作本發(fā)明方法中需純化的混合物。
提供污染的溶劑或組合物的清潔方法包括常規(guī)的浸漬清潔方法以及公開于美國專利申請US20020133886A1和US20020133885A1中的非浸漬清潔方法。
輔助的處理和分離方法除膜過濾步驟外，本發(fā)明的純化方法還可還包括輔助的處理方法，以改善親脂性流體和某些類型雜質(zhì)之間的分離。膜過濾步驟和一種或多種輔助方法可以任何順序結(jié)合，并可被重復(fù)任意次。
(a)雜質(zhì)的化學(xué)改性一類輔助的處理方法涉及雜質(zhì)的化學(xué)改性，以使雜質(zhì)變?yōu)楦男噪s質(zhì)，其在下列特征中至少有一個不同于未改性的雜質(zhì)分子量、極性或親脂性溶劑中的溶解度。例如，化學(xué)反應(yīng)可增加雜質(zhì)的尺寸，以使改性的雜質(zhì)被膜濾除，并改善分離效率。在另一個實(shí)施例中，化學(xué)反應(yīng)可改變雜質(zhì)的極性或溶解度，以使改性的雜質(zhì)具有導(dǎo)致膜更高濾除率的Hildebrand溶解度參數(shù)。
經(jīng)由雜質(zhì)上的官能團(tuán)部分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)?？杀桓男缘墓倌軋F(tuán)部分包括，但不限于，縮醛、縮酮、原酸酯、酰胺、酰亞胺、酯、碳酸酯、酯-季氮、鏈烯基、羥基、醛、保護(hù)的羥基、羧酸、磷酸氫酯、醚、胺、Si-O-、Si-O-Si、Si-鹵素以及它們的混合物。
可用作改性雜質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)包括，但不限于，氧化、輻射裂解、衍生、氫化、還原、溶劑解、水解、聚合、中和、被生物制劑消化以及它們的組合。
可用于這些化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)改性劑的非限制性實(shí)施例包括化學(xué)改性反應(yīng)和化學(xué)改性劑的實(shí)施例公開于2003年6月27日提交的美國臨時專利申請系列號60/483,290(P&G案號9289P)和2004年2月24日提交的美國臨時專利申請系列號60/547,355(P&G案號9544P)中。
使用膜過濾和/或其它輔助分離方法，如沉淀、沉降、離心、潷析、顆粒過濾、暴露于吸附劑、吸收劑、光催化劑或它們的混合物、磁分離、溫度改性、液-液萃取以及它們的組合，可從溶劑中分離出改性的雜質(zhì)。例如，通過基于密度和/或重力的分離方法，如沉淀、沉降、潷析、離心，可從干洗溶劑中分離出變得不溶于該溶劑的改性雜質(zhì)。示例性輔助分離方法公開于2003年6月27日提交的美國臨時專利申請系列號60/483,290(P&G案號9289P)和2004年2月24日提交的美國臨時專利申請系列號60/547,355(P&G案號9544P)中。
(b)用純化劑改性混合物另一類輔助處理方法涉及以一定方式改性雜質(zhì)和溶劑的混合物，其中使得雜質(zhì)較不溶于混合物，以有利于通過膜過濾和/或其它輔助方法分離雜質(zhì)和溶劑。
通過使混合物接觸純化劑，如離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)劑、pH調(diào)節(jié)劑、絮凝劑、膠凝劑、生物制劑、液體萃取劑以及它們的混合物，可有效地改性混合物。由于用本發(fā)明純化劑改性混合物，雜質(zhì)變得較不溶于改性的混合物，并且雜質(zhì)開始從本體溶劑中析出，如混濁、形成沉淀等所顯示的。例如，將凝聚劑加入到混合物中可導(dǎo)致雜質(zhì)形成聚集體，其具有更高的分子量和更大的尺寸，并更易于被膜濾除。因此，在膜分離效率方面可獲得顯著的改善。
離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)劑包括，但不限于，堿金屬、堿土金屬或過渡金屬(選自Na、K、Li、Cs、Zn、Mg、Mn、Ni、Ba、Fe、La、Ce、Zr、Ca、Ce、Al、Cu、Fe)的陽離子，它們的可磁化形式，它們的鹽形式以及它們的混合物。離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)劑還可包括陽離子，如NH4+、烷基取代的NH4+、季銨陽離子，以及它們的鹽。
pH調(diào)節(jié)劑的非限制性實(shí)施例包括無機(jī)酸，如HCl、HBr、HI、硫酸、磺酸、硝酸、磷酸、羧酸；有機(jī)酸，如烴主鏈上的-COOH取代物以及它們的混合物。
膠凝劑的非限制性實(shí)施例包括山梨醇凝膠、脂肪族酯金屬皂、硅酸鈣和處理過的硅酸鈣、蓖麻油的有機(jī)衍生物、纖維素衍生物、卵磷脂、黃多醣膠、藻酸酯以及它們的混合物。
凝聚劑的非限制性實(shí)施例包括聚合物，如二烯丙基二甲基聚合物、聚(環(huán)氧乙烷)、聚(甲基丙烯酸酯)、聚(丙烯酸)以及它們的混合物。
適宜的萃取流體不與親脂性流體混溶。萃取流體的非限制性實(shí)施例包括水；直鏈或支鏈的、環(huán)狀的、無環(huán)的或芳族的醇；直鏈或支鏈的、環(huán)狀的、無環(huán)的或芳族的二醇；以及它們的混合物。
純化方法和純化劑的實(shí)施例公開于2003年6月27日提交的美國臨時專利申請系列號60/483,290(P&G案號9289P)和2004年2月24日提交的美國臨時專利申請系列號60/547,355(P&G案號9544P)中。
(c)輔助的分離方法下面提供了某些輔助分離方法的描述。
由相分離引發(fā)沉淀，相分離導(dǎo)致固體的生成。隨后，在1至48小時的時限內(nèi)，重力作用將固體從本體溶劑中分離出來。此外，沉淀的形成造成本體溶劑的光學(xué)變化，以使本體溶劑變得模糊或渾濁。
沉降是通過重力沉淀從液流中分離懸浮固體顆粒。沉降也可用于基于沉降速率的不同來分離固體顆粒。
“潷析”和“密度梯度”是重力型分離方法?！皾銎鳌倍x為用于利用重力連續(xù)地將流股分離為兩個液相的容器。使用Stokes定律，可得出小液滴在連續(xù)相的沉淀速率并據(jù)此設(shè)計(jì)潷析器。
離心是基于密度差別分離物質(zhì)的技術(shù)，分離速率通過應(yīng)用漸增的轉(zhuǎn)動力而增大。該力稱為離心力，提供轉(zhuǎn)動力的設(shè)備稱為離心機(jī)?？墒闺x心與沉淀或沉降聯(lián)合使用，以增強(qiáng)并加速分離。
當(dāng)純化劑包含基于堿土金屬陽離子或過渡金屬陽離子或它們可磁化形式的陽離子劑時，可使用磁化來從溶劑中除去改性的雜質(zhì)(即沉淀物)。
此外，溫度的改變(如降低混合物溫度)可進(jìn)一步增強(qiáng)雜質(zhì)從混合物中的分離。例如，通過降低溫度，可降低溶劑或混合物中雜質(zhì)的相容性或溶解度。在另一個實(shí)施例中，雜質(zhì)可經(jīng)歷相變(如結(jié)晶)，并從溶劑或混合物中沉淀出來。
可使用顆粒過濾來從液體中除去固體顆粒、聚集體或沉淀物。例如，可過濾具有低固體含量的液體，以使它們變得看上去是澄清的液體。典型地，濾筒為圓柱體構(gòu)型，可是其它形狀也是可接受的。濾筒中的過濾介質(zhì)可以是褶狀或無褶狀的，一次性的或可清洗/可再生的。通常，由塑性或金屬部件支撐和/或整體連結(jié)過濾介質(zhì)。
萃取是選擇性地將一種化合物或多種化合物從一種液體轉(zhuǎn)移至不能混合的另一種液體或從固體轉(zhuǎn)移至液體。前面的過程稱為液-液萃取，其中引入外來物質(zhì)如不混溶液體，以提供可使化合物優(yōu)先遷移的第二相。驅(qū)動力基于各自的液體中溶質(zhì)化合物的分配系數(shù)。在這種分離技術(shù)中，兩種液相中的化合物僅僅是通過界面(即化學(xué)屏障)而不是通過物理屏障分開。
適用于本文從干洗溶劑中產(chǎn)生第二相的萃取液包括但不限于水、直鏈或支鏈、環(huán)狀或無環(huán)的醇，直鏈或支鏈、環(huán)狀或無環(huán)的二醇以及它們的混合物。
通過使混合物接觸吸附劑物質(zhì)、吸收劑物質(zhì)、光催化劑或它們的混合物，也可從干洗溶劑或組合物中除去改性的雜質(zhì)。這些物質(zhì)可作為固體顆粒/粉末加入到混合物中或可被含于濾筒或類似的容器中。
適宜的吸附劑物質(zhì)包括，但不限于，活性炭、粘土、極性試劑、非極性試劑、帶電試劑、沸石、納米顆粒以及它們的混合物。
適用作本文吸附劑物質(zhì)的極性試劑具有下式
(Ya-Ob)X其中Y為Si、Al、Ti、P；a為約1至約5的整數(shù)；b為約1至約10的整數(shù)；而X為金屬。在一個實(shí)施方案中，適用作本文吸附劑物質(zhì)的極性試劑選自二氧化硅、硅藻土、硅鋁酸鹽、聚酰胺樹脂、氧化鋁、沸石以及它們的混合物。在一個實(shí)施方案中，極性試劑為二氧化硅，更具體地講為硅膠。合適的極性試劑包括SILFAM硅膠，購自NipponChemical Industries Co.，Tokyo，Japan；和Davisil646硅膠，購自W.R.Grace，Columbia，MD。
適用本文吸附劑物質(zhì)的非極性試劑包含一種或多種下列物質(zhì)聚苯乙烯、聚乙烯和/或二乙烯基苯。非極性試劑可為纖維結(jié)構(gòu)狀，如織成的或無紡織網(wǎng)。合適的非極性試劑包括AmberliteXAD-16和XAD-4，購自Rohm & Haas，Philadelphia，PA。
適用于本文的帶電試劑選自陰離子物質(zhì)、陽離子物質(zhì)、兩性離子物質(zhì)以及它們的混合物。在一個實(shí)施方案中，帶電試劑具有下式(W-Z) T其中W為Si、Al、Ti、P或聚合物主鏈；Z為帶電取代基；T為抗衡離子，選自堿金屬、堿土金屬以及它們的混合物。例如，T可以是鈉、鉀、銨、烷基銨衍生物、氫離子；氯化物、氫氧化物、氟化物、碘化物、羧酸鹽等等。W部分典型地按重量計(jì)包含約1％至約15％的帶電試劑。聚合物主鏈典型地包括選自下列組分的物質(zhì)聚苯乙烯、聚乙烯、聚二乙烯基苯、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、多糖、聚乙烯醇、這些物質(zhì)的共聚物以及它們的混合物。帶電取代基典型地包括磺酸鹽、磷酸鹽、季銨鹽以及它們的混合物。帶電取代基可包括醇、二醇、羧酸鹽、伯胺和仲胺的鹽以及它們的混合物。合適的帶電試劑以名稱IRC-50購自Rohm & Haas，Philadelphi，PA。
適宜的吸附劑物質(zhì)包括但不限于水凝膠化吸收材料或吸收膠凝材料(AGM)以及它們的混合物。
水凝膠化吸附劑聚合物通常還稱為“水膠體”，并且可包括多糖，如羧甲基淀粉、羧甲基纖維素和羥丙基纖維素；非離子型，如聚乙烯醇和聚乙烯醚；陽離子型，如聚乙烯基吡啶、聚乙烯基嗎啉酮和N，N-二甲基氨乙基或N，N-二乙基氨基丙基丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯、以及它們各自的季鹽。其共聚物可被部分中和、輕微網(wǎng)狀交聯(lián)或兩者。典型地，水凝膠化吸附劑聚合物具有多種陰離子或陽離子官能團(tuán)。這些聚合物可單獨(dú)使用，或以兩種或多種不同聚合物的混合物形式使用。這些聚合材料的實(shí)施例公開于美國專利3,661,875、4,076,663、4,093,776、4,666,983和4,734,478中。
其它水凝膠化材料也適于用作本文的吸收材料。這些適用于本文的凝膠的非限制性實(shí)施例可基于丙烯酰胺、丙烯酸酯、丙烯腈、二烯丙基氯化銨、二烷基氯化銨、和其它單體。某些合適的凝膠公開于美國專利4,555,344、4,828,710，和歐洲申請EP 648,521A2中。
水凝膠化聚合物組分也可為混合床離子交換組合物的形式，所述組合物包含陽離子交換水凝膠化吸收性聚合物和陰離子交換水凝膠化吸收性聚合物。這種混合床離子交換組合物描述于例如1998年1月7日提交的Ashraf等人的美國專利申請09/130,321(P&G案號6976R)；和美國專利6,121,509中。
適宜的光催化劑包括，但不限于，半導(dǎo)體光催化劑，其包含被替換到沸石和/或中孔性分子篩材料骨架中的過渡金屬原子，隨后該光催化劑被負(fù)載光敏材料如二氧化鈦。上述半導(dǎo)體光催化劑被描述于美國專利6,585,863中。
產(chǎn)品本發(fā)明還包括由上述膜、處理組合物、用于膜和組合物的容器以及任選隨其有關(guān)的附加包裝組成的產(chǎn)品。處理組合物可以是(1)包含化學(xué)試劑的組合物，化學(xué)試劑選自氧化劑、陽離子物質(zhì)、凝聚劑以及它們的混合物；(2)包含輔助處理劑的組合物，該輔助處理劑選自吸收劑、吸附劑以及它們的混合物；(3)包含抗微生物劑的組合物；(4)包含酶的組合物；(5)包含香料的組合物；和(6)包含水的組合物。
該產(chǎn)品還包括在容器或隨其有關(guān)的附加包裝上的一套說明，指導(dǎo)如何使用該套盒。同樣地，該說明可包括使用說明的兩個子集。一個子集指導(dǎo)使用者依照本發(fā)明方法用套盒純化污染的干洗溶劑。另一個子集指導(dǎo)使用者如何將套盒與如本文所公開的那些裝置或清潔體系裝配在一起。上述使用說明可包括如何將膜和/或組合物與裝置或清潔體系中的指定的裝置、濾筒、分配器、隔室等裝配在一起或如何應(yīng)用膜和/或組合物。
清潔體系和裝置本發(fā)明還包括適用于上述方法的清潔體系和裝置。清潔體系包括織物制品處理容器、干洗溶劑貯存器和任選用于監(jiān)測干洗溶劑中雜質(zhì)含量的傳感器。當(dāng)雜質(zhì)濃度超過某個預(yù)設(shè)值時，傳感器將會顯示干洗溶劑達(dá)到了最大雜質(zhì)容納承受能力并且需要被純化。此外，還提供了由能夠?qū)嵤┍景l(fā)明純化方法的膜過濾單元組成的溶劑純化/再生裝置，將其作為體系/裝置的主要部分。然而，它不是必需的。膜過濾單元可以是獨(dú)立式裝置，從干洗體系中分開。
清潔體系和裝置還可包括分配器、濾筒等，以在輔助處理步驟用于處理組合物。
在一個實(shí)施方案中，在能夠用親脂性流體清潔織物制品的織物處理裝置中使用膜過濾體系(圖1)。工序10包括使親脂性流體接觸織物制品和所產(chǎn)生的清潔劑。通過泵或通過重力牽引，將由步驟10中織物制品清潔產(chǎn)生的污染的親脂性流體收集在貯存器20中。任選地，貯存器可包括一個流體含量傳感器，以防止超量裝填或填充不足。然后，在步驟30中處理所收集的親脂性流體，除去尺寸至少為約100μm，優(yōu)選約1μm，更優(yōu)選約0.1μm的不溶解的雜質(zhì)。然后，通過過濾膜單元40，優(yōu)選致密的螺旋卷管型隔膜單元，處理污染的親脂性流體。當(dāng)污染的親脂性流體通過膜過濾單元40時，親脂性流體將滲透通過膜，產(chǎn)生純化的親脂性流體，其中膜優(yōu)選包含非多孔聚合物分離層。任選地，在工序35中，在污染的親脂性流體與膜過濾單元接觸之前，將凝聚劑(優(yōu)選水)，加入到污染的親脂性流體中。還任選地，可將凝聚劑分散或混合于污染的親脂性流體中以提供均勻的分散體?？墒褂脙?nèi)嵌式攪拌器或固定式攪拌器。凝聚劑的加入將改善膜分離效率，因?yàn)殡s質(zhì)將會形成聚集體或膠束，在親脂性流體和雜質(zhì)的分子量之間產(chǎn)生更大的差異。任選地，在經(jīng)過膜過濾單元之前，將污染的親脂性流體冷卻到至少約5℃，優(yōu)選約10℃，以降低溶解度并促進(jìn)聚集體形成。無論有無加入凝聚劑的步驟，均可進(jìn)行冷卻步驟。
然后任選地，將滲透過的純化親脂性流體通過吸附劑物質(zhì)50，以進(jìn)一步純化親脂性流體。然后，將純化的親脂性流體收集在純化親脂性流體貯存器60中，并可用于下一個織物處理循環(huán)。
在每一織物處理循環(huán)后，不是必須進(jìn)行污染的親脂性流體的純化。
將含有未透過膜單元40中膜的雜質(zhì)的親脂性流體再循環(huán)回到貯存器20中。雜質(zhì)在貯存器20中的濃度將逐漸增加，并最終達(dá)到溶解限度，其中雜質(zhì)將變得不溶并在處理步驟30中分離出來。
可使用本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的任何合適的織物制品處理容器。在清潔體系運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，織物制品處理容器接收并保留待處理的織物制品。換句話講，當(dāng)織物制品正與干洗溶劑接觸時，織物制品處理容器將保留該織物制品。合適的織物制品處理容器的非限制性實(shí)施例包括商業(yè)清潔機(jī)、家庭，家用洗衣機(jī)和衣服烘干機(jī)。
本發(fā)明的方法和體系可用于某些服務(wù)如清潔服務(wù)、尿布清潔服務(wù)、制服清潔服務(wù)，或商務(wù)服務(wù)如自助洗衣店、干洗店、床單清潔服務(wù)，該服務(wù)為旅館、飯店、會議中心、機(jī)場、游船、港口設(shè)施、娛樂場所的一部分或可在家中使用。
本發(fā)明的方法可在裝置中進(jìn)行，所述裝置為改進(jìn)的現(xiàn)有裝置，并且該裝置以一定的方式進(jìn)行改進(jìn)，以使得除了可實(shí)施相關(guān)方法外還可實(shí)施本發(fā)明的方法。
本發(fā)明的方法還可在為實(shí)施本發(fā)明和相關(guān)方法而特別建造的裝置里進(jìn)行。
此外，還可將本發(fā)明方法加到另一個裝置上作為干洗溶劑處理體系的一部分。這將包括所有相關(guān)的管道設(shè)備，如連接到化學(xué)物和水供應(yīng)裝置的設(shè)備以及廢洗滌流體的排水系統(tǒng)。
本發(fā)明的方法也可在具有“雙重模式”功能的裝置中進(jìn)行?！半p重模式”裝置是一種能夠在同一個容器(即，轉(zhuǎn)筒)中同時洗滌和干燥織物的裝置。這些裝置為市售的，尤其是在歐洲。
此外，還可在能夠進(jìn)行“兩種樣式”清潔功能的裝置中實(shí)施本發(fā)明的方法?！皟煞N樣式”裝置是能夠在同一容器中進(jìn)行無水洗滌和含水洗滌的一種裝置，其中可在連續(xù)洗滌循環(huán)或組合洗滌循環(huán)中實(shí)施這兩種洗滌模式。此外，兩種樣式機(jī)器還能夠?qū)⒁挛锿耆稍?，而無需將它們轉(zhuǎn)移到別的機(jī)器中。即，機(jī)器可具有兩種樣式功能以及雙重模式功能。
適用于本發(fā)明的裝置應(yīng)典型地包含幾種控制體系，包括電子體系如“智能控制體系”以及更傳統(tǒng)的機(jī)電式體系。控制體系能幫助用戶選擇待清潔的織物載荷的體積、污垢類型、骯臟程度、清潔循環(huán)的時間?？晒┻x擇地，根據(jù)使用者在裝置內(nèi)程序設(shè)定的所有可確定參數(shù)值，控制體系提供預(yù)設(shè)清潔和/或更新循環(huán)，或控制循環(huán)的長度。例如，當(dāng)干洗溶劑的收集速率達(dá)到穩(wěn)定速率時，裝置可在固定時間后自己關(guān)閉，或?yàn)楦上慈軇﹩恿硪粋€循環(huán)。
在電子控制體系的情況下，一個選擇是使控制設(shè)備成為所謂的“智能設(shè)備”，其提供智能功能，如自我診斷、載荷類型和循環(huán)選擇、因特網(wǎng)連接，這可使使用者遠(yuǎn)程啟動裝置、當(dāng)裝置清潔完織物制品時通知使用者、或如果裝置發(fā)生故障，使供應(yīng)商可遠(yuǎn)程診斷問題。此外，如果本發(fā)明的體系只是清潔體系的一部分，該所謂的“智能體系”可與用于完成清潔剩余過程的其它清潔設(shè)備連通，如洗衣機(jī)和干衣機(jī)。
測試方法薄層色譜法通過薄層色譜法(TLC)，測定從親脂性流體中除去的雜質(zhì)百分比。
準(zhǔn)備包含100克親脂液體和0.1克人造體垢(購自EmpiricalManufacturing Company Inc.，Cincinnati，OH)和0.1克Neodol 91-2.5表面活性劑(購自Shell Chemical Co.，Houston，TX)混合物的小瓶；對本測試來說，人造體垢和表面活性劑都被認(rèn)為是雜質(zhì)。
從包含親脂性流體和附加雜質(zhì)的混合物以及用本發(fā)明方法純化的混合物中取2微升樣本；均在硅膠G板(無機(jī)粘合劑，#01011，20cm×20cm，購自Analtech，Inc.Newark，DE)上用TLC分析。
在TLC分析中使用三種展開劑(1)100％庚烷；(2)體積比為160∶40的甲苯∶己烷；和(3)體積比為160∶40∶2的己烷∶乙醚∶乙酸；所有溶劑均購自Burdick & Jackson。使第一個溶劑體系上移到TLC板頂部至水平線(17.5cm)，并且典型地需要約30分鐘。TLC板晾干20分鐘。使第二個溶劑體系沿板上移16.5cm，并且典型需要約26分鐘。TLC板晾干30分鐘。使第三個溶劑體系沿板上移9.5cm，并且典型需要約9分鐘。TLC板晾干30分鐘。用5至7毫升25％的硫酸均勻噴在干TLC板上，然后放在電熱板加熱至250℃至260℃，并蓋上陶瓷帶。使該板留在電熱板上直至完全燒焦(10至30分鐘)。燒焦時間根據(jù)測試化合物而變化。用熱刮刀從電熱板上取下該板(為了防止破損)，然后放在玻璃布襯墊上冷卻。用Camag Scanner 3光密度計(jì)(購自Camag，Switzerland)掃描燒焦的板。
用光密度計(jì)上顯示的曲線下的面積測量TLC譜?？捎孟率接?jì)算從混合物除去的總雜質(zhì)MR=S-(AB*S)]]>其中MR＝除去的雜質(zhì)質(zhì)量；S＝加入到混合物中的雜質(zhì)質(zhì)量；A＝用本發(fā)明方法純化的混合物的TLC面積；和B＝純化處理前混合物的TLC面積。
實(shí)施例實(shí)施例1從Prestige Cleaners(Sacramento，CA)獲得污染的或“臟的”干洗溶劑，十甲基環(huán)五硅氧烷。使用壓縮氮?dú)鈱θ軇┘訅?，并?0g/min的流速送到包含聚硅氧烷膜的矩形試槽(膜面積16cm2)中，聚硅氧烷膜編號M20，由Membrane Technology and Research Inc.，MenloPark，CA制造。在4L溶劑通過試槽后，收集溶劑流入和滲出的樣本。通過TLC分析流入的“臟的”溶劑和滲出的溶劑樣本，從中對在所得的TLC譜上出峰的單獨(dú)污垢組分，計(jì)算流入和滲出溶劑之間的洗滌污垢減少百分比。下表顯示了結(jié)果
所有引用文獻(xiàn)的相關(guān)部分均引入本文以供參考，任何文獻(xiàn)的引用不可解釋為是對其作為本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)的認(rèn)可。
盡管已用具體實(shí)施方案說明和描述了本發(fā)明，但對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是，在不背離本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍的情況下可作出許多其它的變化和修改。因此，有意識地在附加的權(quán)利要求書中包括屬于本發(fā)明范圍內(nèi)的所有這些變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種包含洗滌污垢的親脂性流體的純化方法，所述方法包括以下步驟a.提供包含親脂性流體和洗滌污垢的混合物；b.使所述混合物透過膜，從而除去所述洗滌污垢，并將所述親脂性流體轉(zhuǎn)化為純化的親脂性流體。
2.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中在步驟(b)之后，所述混合物中洗滌污垢的濃度減少了至少10％。
3.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述膜在(344.5Pa)500psi壓力下，提供至少0.1kg/m2.hr的親脂性流體流量。
4.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中通過一系列相同或不同的膜重復(fù)步驟(b)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在步驟(b)之前和/或之后，所述方法還包括輔助處理步驟。
6.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中可重復(fù)相同或不同的輔助處理步驟。
7.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述輔助處理步驟是連續(xù)的、被一個或多個步驟(b)分隔或它們的組合。
8.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述膜包含多孔無機(jī)物質(zhì)，所述無機(jī)物質(zhì)選自氧化鋁、氧化鋯、二氧化鈦、碳化硅以及它們的混合物。
9.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述膜包含聚合材料，所述聚合材料選自聚四氟乙烯；聚(偏二氟乙烯)；聚丙烯；聚乙烯；纖維素酯；聚碳酸酯；聚砜/聚(醚-砜)；聚酰亞胺/聚(醚-酰亞胺)；脂族聚酰胺；聚醚醚酮；交聯(lián)聚硅氧烷、具有氟代烴取代基的交聯(lián)聚硅氧烷；以及它們的混合物。
10.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述聚合材料的Hilderbrand溶解度參數(shù)和所述親脂性流體的Hilderbrand溶解度參數(shù)相差小于5MPa1/2。
11.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述膜包含具有下式結(jié)構(gòu)的聚硅氧烷 其中R是氫、烷烴、芳烷烴、環(huán)烷烴、芳烴和烷芳烴或碳氟化合物；n是7至2000的整數(shù)；并且所述聚硅氧烷用交聯(lián)劑交聯(lián)。
12.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述膜為平薄膜型膜、管狀膜或螺旋卷管型隔膜。
13.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述輔助處理步驟使用所述洗滌污垢的化學(xué)改性方法、用純化劑改性所述混合物的方法、輔助分離方法以及它們的組合。
14.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述輔助分離方法選自沉淀；沉降；潷析；離心；顆粒過濾；磁分離；溫度改變；萃取；暴露于吸附劑；吸收劑；光催化劑或它們的混合物；以及它們的組合。
15.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述洗滌污垢選自非離子表面活性劑；甘油一酯、甘油二酯和甘油三酯，飽和的和不飽和脂肪酸，非極性烴，蠟和蠟酯，類脂；以及它們的混合物。
16.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述洗滌污垢還包含雜質(zhì)，所述雜質(zhì)選自水、表面活性劑、酶、漂白劑、織物軟化劑、香料、抗菌劑、抗靜電劑、增白劑、染料固定劑、染料研磨抑制劑、摩擦脫色牢度改進(jìn)劑、減皺劑、抗皺劑、去污聚合物、防曬劑、抗褪色劑、助洗劑、起泡劑、組合物異味控制劑、組合物著色劑、pH緩沖劑、防水劑、驅(qū)污劑以及它們的混合物。
17.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述親脂性流體選自硅氧烷、烴、碳氟化合物、乙二醇醚、甘油醚以及它們的混合物。
18.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述親脂性流體包括直鏈硅氧烷、環(huán)狀硅氧烷或它們的混合物。
19.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述親脂性流體包括十甲基環(huán)五硅氧烷。
20.一種溶劑純化套盒，所述套盒包括(a)膜；(b)任選地處理組合物，所述處理組合物選自包含化學(xué)改性劑的第一處理組合物，所述化學(xué)改性劑選自氧化劑、陽離子物質(zhì)、凝聚劑以及它們的混合物；包含輔助處理劑的第二處理組合物，所述輔助處理劑選自吸收劑、吸附劑以及它們的混合物；包含抗微生物劑的第三組合物；包含酶的第四組合物；包含香料的第五組合物；包含水的第六組合物；或它們的組合；(c)包含所述膜和所述處理組合物的容器；(d)任選地包裝；和(e)伴隨所述容器或所述包裝的一套說明，所述說明指導(dǎo)使用者用所述套盒純化包含親脂性流體和雜質(zhì)的混合物，或指導(dǎo)使用者組合所述套盒組分與干洗裝置或兩者。
全文摘要
一種純化包含洗滌污垢的干洗溶劑的方法。該方法使用膜過濾以增強(qiáng)雜質(zhì)從干洗溶劑中的分離。
文檔編號D06L1/00GK1813099SQ200480018066
公開日2006年8月2日 申請日期2004年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月27日
發(fā)明者A·V·拉多米塞爾斯基, J·C·霍特, W·M·謝珀, M·R·西維克 申請人:寶潔公司