DE102007049286A1

DE102007049286A1 - Verfahren zur Reinigung von Leder und Ledertextilkombinationen

Info

Publication number: DE102007049286A1
Application number: DE102007049286A
Authority: DE
Inventors: Thomas Zundel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-10-12
Filing date: 2007-10-12
Publication date: 2009-04-23

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Reinigung von Textilien, Pelzen, Leder oder Lederimitaten in flüssigen Reinigungsmitteln, insbesondere in verflüssigtem Kohlendioxid, zur Verfügung, wobei die zu reinigenden Teile in einer Reinigungstrommel behandelt werden und die Reinigungskraft des Reinigungsmediums durch den Zusatz von mit einer Vorsprühseife benetzten Schwämmen erhöht wird. Durch die Zusätze von Reinigungsverstärkern und die damit einhergehenden pH-Verschiebungen im Reinigungsmedium wird eine optimale Lösung des Schmutzes erreicht, wobei die gelösten Schmutzpartikel zumindest teilweise durch die offenporigen Schwämme absorbiert werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Textilien, Pelzen, Leder oder Lederimitaten in einer Reinigungstrommel mit Hilfe eines Reinigungsmittels auf Basis von Wasser, Kohlenwasserstoffen oder verflüssigtem Kohlendioxid sowie für das Verfahren geeignete Reinigungsverstärker und Vorsprühseifen.
Auch heute noch werden üblicherweise bei der Reinigung von Textilien, Leder und Ledertextilkombinationen zwei grundsätzlich unterschiedliche Wege eingeschlagen, um diese von Verschmutzungen zu befreien. Diese beiden Verfahren unterscheiden sich im Wesentlichen durch das jeweils verwendete Reinigungs- bzw. Waschmedium sowie der entsprechenden Zusätze.
So werden in der chemischen Reinigung als Reinigungsmedium organische Lösungsmittel verwendet, wobei insbesondere niedrig siedende Alkane, wie z. B. kurzkettige Kohlenwasserstoffe und Benzine, sowie chlorierte oder fluorierte organische Lösungsmittel (z. B. Perchlorethylen) eingesetzt werden und die Lösungsmittel dabei mit der geeigneten Dosierung an Reinigungsverstärkern und Detergentien unterstützt werden.
Daneben werden insbesondere auch im Bereich der gewerblichen Wäschereien wässrige Lösungen als Waschmedium eingesetzt, die die üblichen Reinigungsverstärker, Detergentien, Tenside und Emulgatoren enthalten.
Beide Verfahren weisen eine Reihe von Nachteilen auf. So ist es beim Einsatz von wässrigen Systemen stets erforderlich, dass die Wäsche anschließend aufwändig getrocknet wird, wobei die Wäscheteile zunächst mechanisch entwässert und anschließend hängend oder im Wäschetrockner getrocknet werden. In der Regel müssen die getrockneten Wäscheteile anschließend noch gebügelt oder auf eine sonstige Art in Form gebracht werden, so dass der Waschprozess insgesamt mit relativ viel Handarbeit verbunden ist und dementsprechend teuer ist. Hinzu kommt, dass das Verdampfen des Wassers einen hohen Energieaufwand erfordert und der gesamte Prozess mit einem hohen spezifischen Wasserverbrauch einhergeht, was nicht nur teuer, sondern auch mit entsprechenden Abwasserproblemen verbunden ist.
Die chemische Reinigung dagegen ist insbesondere wegen des dabei verwendeten Lösungsmittels problematisch. So verursachen beispielsweise die verwendeten großen Mengen an chlorierten Kohlenwasserstoffen, insbesondere Perchlorethylen, eine hohe Belastung der Umwelt.
Um diese Probleme zu lösen, wurden in der neueren Zeit Verfahren entwickelt, als Reinigungsmedium ein überkritisches Fluid zu verwenden, das die Verschmutzungen aus den Textilien löst und entfernt. So wird in der DE 3 904 514 A1 ein Verfahren zum Reinigen bzw. Waschen von Bekleidungsteilen, Heimtextilien, Teppichen oder dergleichen beschrieben, wobei als Reinigungs- oder Waschmedium ein überkritisches Fluid verwendet wird. Als überkritisches Fluid wird vorzugsweise Kohlendioxid eingesetzt, das gegenüber anderen in Frage kommenden Fluids den Vorteil hat, dass es über eine hervorragende Löslichkeit für viele Arten von Verschmutzungen verfügt, praktisch keine Toxizität aufweist und nicht brennbar ist. Hinzu kommt, dass Kohlendioxid (CO₂) auf einfache Weise und preisgünstig hergestellt werden kann.
In der praktischen Anwendung hat das Verfahren jedoch den Nachteil, dass der Einsatz hoher überkritischer Drücke den Einsatz kostspieliger Druckbehälter erfordert, die wiederum hohe Energie- und Anlagekosten bedingen. Dieser Nachteil trifft auf nahezu alle bekannten Reinigungsverfahren zu, bei denen mit verflüssigtem Kohlendioxid gearbeitet wird.
Gemäß der DE 195 09 573 C2 hat man versucht, das Problem dadurch zu lösen, dass die Reinigung unterhalb der kritischen Temperatur und unterhalb des kritischen Druckes des Kohlendioxids durchgeführt wird, wobei bei Drücken unterhalb 60 bar verflüssigtes Kohlendioxid im Gleichgewicht mit der gasförmigen Phase bei Temperaturen zwischen –20°C und +20C° verwendet wird. Auf diese Weise konnte der apparative Aufwand reduziert werden und es konnten Reinigungstrommeln mit einem Volumen eingesetzt werden, das eine erfolgreiche wirtschaftliche Umsetzung des Verfahrens in Aussicht stellt.
Allerdings hat das Verfahren immer noch den Nachteil, dass insbesondere bei Materialien mit schwer zu entfernenden Verschmutzungen der bei den konventionellen Reinigungsverfahren erzielte Reinigungsgrad nicht erreicht wird. Auch der Zusatz von für verflüssigtes Kohlendioxid geeigneten Enzymen, Emulgatoren, Detergentien und/oder Tensiden konnte das Ergebnis zwar verbessern, jedoch konnten insbesondere für Materialien, wie z. B. Leder, Pelze oder Lederimitate, die mit den konventionellen Wasch- und Reinigungsverfahren erzielten Reinigungswirkungen noch nicht erreicht werden.
Es bestand somit weiterhin das Problem, dass die Reinigungskraft des flüssigen Kohlendioxids unter wirtschaftlich vertretbaren Verfahrensbedingungen nicht ausreichte, um die geforderte Reinigungswirkung zu erreichen.
Gelöst wird das Problem durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen wiedergegeben. Durch das oben genannte Verfahren werden auch einige Probleme der konventionellen Verfahren teilweise gelöst bzw. zumindest gemildert.
Die Arbeiten, auf denen die vorliegende Erfindung basiert, konzentrierten sich im Wesentlichen darauf, die Reinigung von schwierig zu reinigenden Materialien, wie z. B. Leder, in flüssigem Kohlendioxid zu verbessern, um dabei die Reinigungsgrade den mit konventionellen Reinigungsmedien erzielten Reinigungserfolgen anzugleichen. Im Rahmen dieser Arbeiten wurde zunächst gefunden, dass durch den Zusatz ganz bestimmter Reinigungsverstärker, die bislang noch nicht im Zusammenhang mit flüssigem Kohlendioxid als Reinigungsmedium erprobt worden waren, eine deutliche Verbesserung des Reinigungsgrades erreicht wird.
Als zusätzliche Reinigungsverstärker für flüssiges CO₂ sind Emulgatoren, Tenside und/oder Seifen geeignet, wobei besonders gute Erfolge mit Reinigungsverstärkern aus der Gruppe der nichtionischen Tenside in Verbindung mit esterhaltigen Lösungsvermittlern im leicht alkalischen pH-Bereich erzielt werden. Pro Trommelvolumen werden ca. 1 Vol.-% bis ca. 20 Vol.-%, bevorzugt ca. 2 Vol.-% bis ca. 10 Vol.-%, Reinigungsverstärker eingesetzt, was einem Anteil pro Reinigungsmedium von ca. 0.5 Vol.-% bis ca. 10 Vol.-%, bevorzugt ca. 1 Vol.-% bis ca. 5 Vol.-% entspricht. Dabei wird der pH-Wert so eingestellt, dass am Ende des Wasch- und Reinigungsprozesses der pH-Wert des Reinigungsmediums wieder im neutralen pH-Bereich liegt. Durch die Wahl geeigneter Tenside und sowie die entsprechende Voreinstellung des pH-Werts im alkalischen Bereich gelingt es, den Reinigungsprozess so zu steuern, dass der pH-Wert des Reinigungsmediums vom alkalischen Bereich in den sauren Bereich wechselt und sich zum Abschluss des Reinigungsvorgangs im neutralen Bereich einpendelt. Aufgrund des wechselnden pH-Werts wird so eine Lösung nahezu sämtlicher Verschmutzungen oder Flecken erreicht, wobei deren Ursprung keine Rolle spielt.
Bei weiteren Versuchen, die Reinigungskraft des Reinigungsmediums zu steigern, wurde überraschend gefunden, dass durch den Zusatz eines oder mehrerer Schwämme in die Reinigungstrommel eine weitere Erhöhung des Reinigungsgrades möglich ist. Dieses Phänomen ist möglicherweise darin begründet, dass durch den Zusatz der Schwämme in die bei dem Reinigungsprozess rotierende Reinigungstrommel eine zusätzliche mechanische Reinigung des Leders stattfindet. Bei den Arbeiten wurde darüber hinaus gefunden, dass eine weitere Optimierung des Reinigungsergebnisses möglich ist, wenn die eingesetzten Schwämme vor ihrem Einsatz oberflächlich mit einer Vorsprühseife benetzt sind. Als mögliche Vorsprühseifen kommen insbesondere wieder Verbindungen aus der Gruppe der nichtionischen Tenside in Verbindung mit schmutzlösenden Hilfsmitteln auf wässriger Basis im alkalischen pH-Bereich in Frage. Dabei werden pro Schwammstück ca. 1 ml bis ca. 300 ml, bevorzugt ca. 20 ml bis ca. 120 ml, bei einem Schwammvolumen von ca. 100 bis ca. 2000 ml, bevorzugt von ca. 800 bis 1400 ml, eingesetzt, was ca. 1 Vol.-% bis ca. 15 Vol.-%, bevorzugt ca. 2 Vol.-% bis ca. 8 Vol.-%, bezogen auf das Volumen der Schwämme, entspricht.
Die vorteilhafte Wirkung der Vorsprühseife beruht wahrscheinlich darauf, dass die im wässrigen Medium vorliegende, auf den Schwämmen aufgebrachte tensidhaltige Vorsprühseife in enge Wechselwirkung tritt mit der direkt in das CO₂-Bad eingebrach ten „Maschinenseife", wobei die Maschinenseife zunächst als Lösungsmittel von innen in dem zu reinigenden Teil (Leder oder Lederkombinationen) wirkt und dann mit der auf das Schwammstück aufgebrachten Vorsprühseife reagiert, wobei der Schmutz regelrecht aus dem zu reinigenden Teil „herausgezogen" wird. Unterstützt und verstärkt wird dieser Vorgang durch die mechanische Wirkung der Schwämme in Verbindung mit der Rotation der Reinigungstrommel, wobei die Schwämme das zu reinigende Teil äußerlich „aufreiben" und somit der Seife den Zugang zu den verschmutzen Bereichen erleichtern. Auf diese Weise wird die Wirkung des Zweikomponentensystems deutlich verstärkt.
Als weiterer positiver Effekt kommt hinzu, dass die Schwämme den gelösten Schmutz absorbieren, was den Reinigungsprozess zusätzlich optimiert. Dies spielt insbesondere bei der Reinigung mit verflüssigtem Kohlendioxid eine Rolle, da die CO₂-Reinigungs- oder Waschmaschinen in der Regel nicht über einen Filterkreislauf für das Lösungsmittel verfügen, über den das Lösungsmittel während des Wasch- oder Reinigungsprozesses aufbereitet werden könnte.
Besonders gut geeignete Schwämme für das oben beschriebene Verfahren sind offenzellige, hartzähe Polyurethanschäume mit einem Raumgewicht zwischen 30 und 100 kg/m³ und einer Stauchhärte von mehr als 10 kPa (DIN 53 577) bei einer Verformung von 50%. Dabei werden für den Reinigungsprozess Schwämme mit einem Stückvolumen zwischen ca. 100 und 2000 ml, bevorzugt ca. 800 bis ca. 1400 ml, eingesetzt, wobei sich die Anzahl der Schwammstücke pro Reinigungsvorgang nach dem Volumen der Reinigungstrommel richtet. Vorteilhaft werden pro Trommelvolumen 1 bis 40 Vol.-%, bevorzugt 2 bis 20 Vol.-%, Schwämme eingesetzt. So werden beispielsweise bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung bei einem Trommelvolumen zwischen 200 und 250 Litern und einer Lösungsmittelmenge von 80 bis 90 Litern CO₂ ca. 6 bis 8 Schwämme mit einem Volumen von ca. 1000 ml eingesetzt, was ca. 4 Vol.-% Schwämme pro Volumen der Reinigungstrommel entspricht. Dabei wird pro Trommelladung ca. 300 ml bis ca. 350 ml Vorsprühseife auf die Schwämme aufgetragen. Durch den Zusatz der mit Vorsprühseife benetzten Schwämme wird so eine hervorragende mechanische und chemische Reinigungsverstärkung erreicht.
Der gesamte Reinigungsprozess wird bei Drücken unter 100 bar, vorzugsweise unter 60 bar, besonders bevorzugt zwischen ca. 45 und ca. 55 bar, in einem Temperaturbereich zwischen 1°C und 30°C, bevorzugt zwischen 5°C und 20°C, durchgeführt. Diese Bedingungen erlauben es, die Volumina der Reinigungstrommeln soweit zu erhöhen, dass eine wirtschaftliche Umsetzung des Verfahrens im großen Maßstab realisierbar ist. Der wirtschaftliche Erfolg sollte insbesondere auch dadurch begünstigt werden, dass bei der Reinigung mit flüssigem CO₂ nun auch mit moderatem apparativem Aufwand gleich gute oder bessere Reinigungsergebnisse im Vergleich zu den konventionellen Reinigungsmedien und Reinigungsmethoden erreicht werden, wobei die eingangs erwähnten zusätzlichen Vorteile, insbesondere die Umweltfreundlichkeit, das Verfahren zusätzlich begünstigen.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden verunreinigte Teile aus Leder oder anderen Textilien in einem Druckbehälter, in den verflüssigtes Kohlendioxid eingeleitet wird, gereinigt. Der Druckbehälter enthält eine Trommel mit einem Trommelvolumen von ca. 200–250 Litern, die im Druckbehälter rotiert, wodurch die Lederstücke und das flüssige CO₂ relativ zueinander bewegt werden. Der mechanische Effekt dieser Bewegung wird durch den Zusatz von insgesamt ca. 6 bis 8 Schwämmen auf Basis von Polyurethan schaum mit einem Volumen von je ca. 1200 ml verstärkt, die zusätzlich zur Verstärkung der chemischen Reinigungskraft mit 300–350 ml eines nichtionischen Tensids als Vorsprühseife benetzt wurden. Gleichzeitig wird die chemische Reinigungskraft des Reinigungsmediums durch den Zusatz von ca. 2 bis 10 Vol.-% Seife zum Reinigungsmedium als Reinigungsverstärker erhöht, was ca. 1 bis ca. 5 Vol.-% Reinigungsverstärker pro Volumen Reinigungsmedium entspricht.
Beim gesamten Reinigungsvorgang wird der Druck im Druckbehälter auf ca. 45–55 bar bei konstanter Temperatur von ca. 8–11°C gehalten. Nach der Reinigung wird das verunreinigte Kohlendioxid entnommen und entspannt. Beim Übergang in den gasförmigen Zustand fallen die vom Reinigungsmedium aufgenommenen Verunreinigungen aus und das entspannte und auf diese Weise regenerierte Kohlendioxid kann anschließend verflüssigt und im nächsten Reinigungszyklus wieder eingesetzt werden.
Bei dem Versuch, die Wirkung der mit einer Vorsprühseife benetzten Schwämme im Zusammenhang mit den konventionellen Reinigungsverfahren mit Wasser bzw. organischen Lösungsmitteln auf Basis von Kohlenwasserstoffen als Reinigungsmittel zu testen, wurde überraschend festgestellt, auch hier die Reinigungskraft des Reinigungsmediums deutlich erhöht wird, so dass die eingangs geschilderten Probleme bei den konventionellen Verfahren zwar nicht vollkommen gelöst, jedoch zumindest gemildert werden, da unter diesen Voraussetzungen entsprechend weniger Lösungsmittel pro Reinigungsvorgang eingesetzt werden muss. Bei den mit den konventionellen Reinigungsmedien durchgeführten Versuchen wurden vergleichbare Bedingungen eingehalten wie bei den Versuchen mit verflüssigtem Kohlendioxid.
Gegenstand des nachfolgend aufgeführten Hauptanspruchs ist daher allgemein ein Verfahren zur Reinigung von Textilien, Pelzen, Leder oder Lederimitaten in flüssigen Reinigungsmitteln unter Verwendung von mit einer Vorsprühseife benetzten Schwämmen zur Erhöhung der Reinigungskraft. Vorteilhafte Ausgestaltungen, insbesondere auch für verflüssigtes Kohlendioxid (CO₂), werden in den Unteransprüchen berücksichtigt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 3904514 A1 [0007]
- DE 19509573 C2 [0009]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- DIN 53 577 [0018]

Claims

Verfahren zur Reinigung von Textilien, Pelzen, Leder oder Lederimitaten, wobei die zu reinigenden Teile in einer Reinigungstrommel mit Hilfe eines flüssigem Reinigungsmittels unter Zusatz von Reinigungsverstärkern behandelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass in die Reinigungstrommel mehrere mit einer Vorsprühseife benetzte Schwämme zur Erhöhung der Reinigungskraft zugesetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Reinigungsmittel Wasser eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Reinigungsmittel Lösungsmittel auf Kohlenwasserstoffbasis eingesetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungstrommel in einem Druckbehälter angeordnet ist und als Reinigungsmittel unter Druck verflüssigtes Kohlendioxid (CO₂) eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Schwämme offenzellige hartzähe Polyurethanschäume mit einem Raumgewicht zwischen ca. 30 und ca. 100 kg/m³, einer Stauchhärte von mehr als 10 kPa (DIN 53 577) bei einer Verformung von 50%, mit einem Stückvolumen zwischen ca. 100 ml und ca. 2000 ml, vorzugsweise zwischen ca. 800 ml und ca. 1400 ml, eingesetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen ca. 1 Vol.-% und 40 Vol.-%, bevorzugt zwischen ca. 2 Vol.-% und 20 Vol.-% an Schwämmen, bezogen auf das Volumen der Reinigungstrommel, eingesetzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprühseife ein nichtionisches Tensid umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprühseife zusätzlich ein schmutzlösendes Hilfsmittel auf wässriger Basis umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass pro Schwammvolumen ca. 1 Vol.-% bis ca. 15 Vol.-%, vorzugsweise ca. 2 Vol.-% bis ca. 8 Vol.-%, Vorsprühseife eingesetzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem Reinigungsmittel zusätzlich ein oder mehrere Emulgatoren, Tenside und/oder Seifen als Reinigungsverstärker zugesetzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ca. 1 Vol.-% bis ca. 20 Vol.-%, vorzugsweise ca. 2 Vol.-% bis ca. 10 Vol.-%, Reinigungsverstärker, bezogen auf das Volumen der Reinigungstrommel, eingesetzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ca. 0.5 Vol.-% bis ca. 10 Vol.-%, bevorzugt ca. 1 Vol.-% bis ca. 5 Vol.-%, Reinigungsverstärker, bezogen auf das Volumen des Reinigungsmediums, eingesetzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei einem Druck unter 100 bar, bevorzugt unter 60 bar, besonders bevorzugt im Bereich von ca. 45 bar bis ca. 55 bar, und einer Temperatur zwischen ca. 1°C und 30°C, bevorzugt zwischen ca. 5°C und ca. 20°C durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Reinigungsprozess in einer Reinigungstrommel mit einem Trommelvolumen von mehr als 200 Litern durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zu Beginn des Reinigungsvorgangs ein alkalischer pH-Wert eingestellt wird, der sich im Laufe des Reinigungsvorgangs unter dem Einfluss des Kohlendioxids in den sauren Bereich verschiebt und am Ende des Reinigungsprozesses unter dem Einfluss der Reinigungsverstärker im neutralen Bereich einpendelt.
Reinigungsverstärker zur Verstärkung der Reinigungskraft von flüssigen Reinigungsmitteln bei der Reinigung von Textilien, Pelzen, Leder oder Lederimitaten nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Reinigungsverstärker Emulgatoren, Detergentien, Tenside und/oder Seifen umfasst.
Vorsprühseife zur Benetzung von zur Reinigungsverstärkung eingesetzten Schwämmen nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprühseife ein nichtionisches Tensid sowie ein schmutzlösendes Hilfsmittel auf wässriger Basis umfasst.