專利名稱：汽相硅氧烷干洗方法
技術領域：
本發(fā)明涉及干洗方法，更具體地涉及用于干洗的基于硅氧烷氣相的方法。
背景技術：
目前的干洗技術使用全氯乙烯(“PERC”)或石油基材料作為清潔溶劑。PERC具有毒性和氣味的問題。在清洗服裝方面，石油基產(chǎn)物不如PERC有效。
已有報道環(huán)狀硅氧烷作為污物清洗溶液，參看US 4,685,930，和在干洗機中作為干洗流體，參看US 5,942,007。其它專利公開了硅氧烷皂在石油溶劑中的用途，參看JP 09299687，以及硅氧烷表面活性劑在超臨界二氧化碳溶液中的用途，參看例如US 5,676,705和Chem.Mark.Rep.，15 Dec 1997，252(24)，第15頁。非揮發(fā)性硅油已被用作清洗溶劑，該清潔溶劑要求通過使用全氟代鏈烷進行二次清洗來除去，參看JP 06327888。
已經(jīng)授權了很多其它專利，其中硅氧烷或有機改性硅氧烷在PERC或石油基干洗溶劑中以附加物存在，參看例如WO 9401510、US4911853、US 4005231和US 4065258。
現(xiàn)仍感興趣的是減少對用于干洗方法中的大量溶劑的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的方法涉及清洗方法，包括在汽相中使用揮發(fā)性的環(huán)狀、直鏈或支鏈硅氧烷，用于清洗制品。
此外，本發(fā)明提供了用于清洗被污染的制造業(yè)制品的方法，包括a)使被污染的制造業(yè)制品與汽相硅氧烷化合物接觸；b)使汽相硅氧烷化合物與被污染的制造業(yè)制品接觸以冷凝為液相，從而形成冷凝的硅氧烷液體；和c)逐漸地從制造業(yè)制品中除去冷凝的硅氧烷液體，因此被污染的制造業(yè)制品得到清洗。
本發(fā)明另一種實施方案提供了用于清潔被污染的服裝的方法，包括
a)使被污染的服裝與汽相硅氧烷化合物接觸；b)使汽相硅氧烷化合物與被污染的服裝接觸以冷凝為液相，從而形成冷凝的硅氧烷液體；和c)逐漸地從服裝中除去冷凝的硅氧烷液體，因此被污染的服裝得到清洗。
發(fā)明詳述用于本發(fā)明實踐的化合物可以是直鏈、支鏈或環(huán)狀的揮發(fā)性硅氧烷化合物。通常那些揮發(fā)性的并適用于本發(fā)明實踐的硅氧烷是于室溫下例如約25℃呈揮發(fā)性的那些硅氧烷。揮發(fā)性是在給定溫度下的定量測量，因此廣義上包括分壓或蒸汽壓，即在給定溫度下低于760mmHg的壓力。廣義上，揮發(fā)性硅氧烷是在20℃下具有高于0.01mmHg蒸汽壓或分壓(此處使用的兩個術語是可互換的)的那些硅氧烷。
適合于作為本發(fā)明的直鏈或支鏈的揮發(fā)性硅氧烷溶劑的化合物是包括含有2-20硅原子的聚硅氧烷結構的那些化合物。優(yōu)選，直鏈或支鏈的揮發(fā)性硅氧烷是相對揮發(fā)性的材料，例如在760毫米汞柱(“mmHg”)壓力下的沸點低于約300℃。
在一種實施方案中，直鏈或支鏈的揮發(fā)性硅氧烷包括一種或多種結構式(I)的化合物M2+y+2zDxTyQz(I)其中，M是R13SiO1/2；D是R2R3SiO2/2；T是R4SiO3/2；和Q是SiO4/2。
R1、R2、R3和R4彼此獨立地代表具有1-40碳原子的一價烴基；x和y是整數(shù)，其中0≤x≤10和0≤y≤10和0≤z≤10。
合適的一價烴基包括直鏈烴基、支鏈烴基、一價脂環(huán)族烴基、一價芳族或含氟烴基。優(yōu)選的一價烴基是一價烷基、一價芳基和一價芳烷基。
本文中所使用的術語“(C1-C6)烷基”是指每個基團包含1-6碳的直鏈或支鏈烷基，例如甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基，優(yōu)選甲基。
本文中所使用的術語“芳基”是指一價不飽和烴環(huán)系統(tǒng)，此系統(tǒng)的每個基團包含一個或多個芳族環(huán)或含氟環(huán)，它可以任選地被一個或多個芳族或含氟環(huán)取代，優(yōu)選被一個或多個(C1-C6)烷基取代，在具有兩個或多個環(huán)的情況中，可以是稠環(huán)，包括例如苯基、2，4，6-三甲基苯基、2-異丙基甲基苯基、1-并環(huán)戊二烯基、萘基、蒽基，優(yōu)選苯基。
本文中所使用的術語“芳烷基”是指烷基的芳基衍生物，烷基優(yōu)選(C2-C6)烷基，其中芳基衍生物的烷基部分可以任選地被氧原子中斷，例如苯乙基、苯丙基、2-(1-萘基)乙基，優(yōu)選苯丙基、苯氧基丙基、聯(lián)苯基氧基丙基。
在另一種實施方案中，一價烴基是一價(C1-C6)烷基，最優(yōu)選甲基。
在另一種實施方案中，直鏈或支鏈的揮發(fā)性硅氧烷包括六甲基二硅氧烷、八甲基三硅氧烷、十甲基四硅氧烷、十二甲基五硅氧烷、十四甲基六硅氧烷或十六甲基七硅氧烷或甲基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷中的一種或多種。在更優(yōu)選的實施方案中，本發(fā)明的直鏈或支鏈揮發(fā)性硅氧烷包括八甲基三硅氧烷、十甲基四硅氧烷或十二甲基五硅氧烷或甲基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷。在非常優(yōu)選的實施方案中，本發(fā)明組合物的硅氧烷成分基本上由十甲基四硅氧烷組成。
合適的直鏈或支鏈的揮發(fā)性硅氧烷由已知方法制備，例如四氯代硅烷、甲基三氯代硅烷、二甲基二氯代硅烷、三甲基氯代硅烷中的一種或多種的水解和縮合作用得到，或通過六甲基二硅氧烷和八甲基環(huán)四硅氧烷等物質(zhì)的平衡混合物所需部分的分離得到，和商業(yè)購買得到。
適用于本發(fā)明的環(huán)狀硅氧烷成分的化合物是那些包括在環(huán)中含有2-20個硅原子的寡聚或聚硅氧烷環(huán)結構的化合物。優(yōu)選，直鏈、支鏈和環(huán)狀的硅氧烷是相對揮發(fā)性的材料，例如在760毫米汞柱(“mmHg”)壓力下具有的沸點低于約300℃。因此，為了定義用于實踐本發(fā)明方法的揮發(fā)性硅氧烷化合物，揮發(fā)性硅氧烷，無論是直鏈、支鏈或環(huán)狀的，在約10℃-約300℃溫度下的蒸汽壓為0.01-760mmHg。
在另一種實施方案中，環(huán)狀的硅氧烷包括一種或多種結構式(II)的化合物
其中，R5、R6、R7和R8彼此獨立地代表具有1-40碳原子的一價烴基；和a和b是整數(shù)，其中0≤a≤10和0≤b≤10，其條件是3≤(a+b)≤10。
在另一種實施方案中，環(huán)狀的硅氧烷包括八甲基環(huán)四硅氧烷、十甲基環(huán)五硅氧烷、十二甲基環(huán)六硅氧烷、十四甲基環(huán)七硅氧烷中的一種或多種。在較高度優(yōu)選的實施方案中，本發(fā)明環(huán)狀硅氧烷包括八甲基環(huán)四硅氧烷或十甲基環(huán)五硅氧烷。在另一個實施方案中，本發(fā)明組合物的環(huán)狀硅氧烷成分基本上由十甲基環(huán)五硅氧烷組成。
合適的環(huán)狀硅氧烷由已知方法制備，例如烷基鹵代硅烷，如二甲基二氯代硅烷經(jīng)水解和縮合作用制備，或商業(yè)購買得到。
本發(fā)明方法包括通過組合在溶劑儲蓄器中加熱硅氧烷和任選減壓以使得硅氧烷汽化，生成汽相硅氧烷，接著使硅氧烷蒸汽與待清潔的服裝接觸。雖然已描述用于本發(fā)明方法的化合物的分子式，在一種實施方案中那些用于本發(fā)明實踐的化合物應在約20℃至約100℃的溫度下具有約3.0mmHg至約760mmHg的蒸汽壓。在第二種實施方案中，那些用于本發(fā)明實踐的化合物應在約20℃至約270℃的溫度下具有約0.01mmHg至約760mmHg的蒸汽壓。在第三種實施方案中，那些用于本發(fā)明實踐的化合物應在約20℃至約134℃的溫度下具有約1.0mmHg至約760mmHg的蒸汽壓。在第四種實施方案中，那些用于本發(fā)明實踐的化合物應在約20℃至約264℃的溫度下具有約0.01mmHg至約760mmHg的蒸汽壓。
或者，使用其它本領域已知的方法生成硅氧烷蒸汽，包括機械的方法。
在大氣壓或在減壓的情況下，使如此生成的本發(fā)明化合物的蒸汽與待清洗的織物接觸一定的時間，其中這些相同的蒸汽冷凝在織物中，溶解臟污材料或污點并從織物中排除，然后移去制品，按需要冷卻，并通過本領域已知的多種方法干燥，例如空氣干燥、加熱干燥等。在一種實施方案中，本發(fā)明方法可以在恒壓下進行。在另一種實施方案中，本發(fā)明方法可以在方法步驟過程中具有壓力變化的情況下進行，例如蒸汽以低于大氣壓的壓力開始接觸待清洗的服裝，然后升壓至大氣壓以冷凝服裝中的蒸汽并使清洗流體從服裝中排出。
或者，制品留在清洗容器中而且通過各種措施將硅氧烷或包含硅氧烷的溶劑除去，并且制品是按照一般干洗機中所常見的那樣在清洗容器中干燥。
制品，例如紡織品或皮革制品，通常是服裝，通過使制品與本發(fā)明組合物蒸汽接觸進行清洗。在優(yōu)選實施方案中，待清洗制品包括由天然纖維、合成纖維、天然纖維和合成纖維混合物、天然或合成皮革或天然或合成毛皮制成的紡織品，天然纖維如棉、毛、亞麻和大麻，合成纖維如聚酯纖維、聚酰胺纖維、聚丙烯纖維和彈性體纖維。
然后分離制品和干洗組合物，例如通過一種或多種排除或離心作用進行。在優(yōu)選實施方案中，制品和干洗組合物的分離是使用對制品加熱的方法，優(yōu)選加熱至15-120℃，更優(yōu)選20-100℃，或減壓的方法，優(yōu)選壓力為1-750mmHg，或者通過加熱并減壓的方法。
油溶污點清除試驗是使用藍色50/50棉/poly布和紅色緞紋織物完成的。以機油污染約2平方英寸樣品，由線將其懸掛在大玻璃容器中，該玻璃容器裝備有溫度計，和可凝結揮發(fā)性硅氧烷溶劑的冷凝單元。把制品放在適當位置，以使得溶劑蒸汽浸透制品，但是不與返回的冷凝溶劑接觸。
本發(fā)明方法不僅限于清洗服裝或衣物制品，它可適用于任何由硅氧烷可溶解的污染物污染的制造業(yè)制品，它可以使用本發(fā)明方法，其中污染物被溶于硅氧烷化合物中并被除去，因此從制造業(yè)制品中除去污染物。
下述實施例是說明本發(fā)明的，不限制權利要求。
實施例實施例1大氣壓，環(huán)狀溶劑使用機油處理紅色緞子和藍色棉/poly織物的樣品，使其污染18小時，然后把它附在線夾上并懸掛在D5儲罐上。溶劑被加熱沸騰并且使蒸汽與污染的織物接觸5分鐘。此后，停止加熱，冷卻容器并移走樣品，空氣干燥并評估結果。所有油的痕跡都被從這兩種織物上除去。一些紅色染料被從緞紋織物上提取出來。
實施例2減壓，環(huán)狀溶劑使用機油處理紅色緞子和藍色棉/poly織物的樣品，使其污染18小時，然后把它附在線夾上并懸掛在D5儲存器上。系統(tǒng)中的壓力減至1-2mmHg而且溶劑儲罐溫度升至70-80℃。使蒸汽與污染的織物接觸5分鐘。此后，停止加熱，冷卻容器并移走樣品，空氣干燥并評估結果。所有油的痕跡都被從這兩種織物上除去。沒有觀察到紅色染料從緞紋織物上被提取出來。
實施例3減壓，直鏈溶劑使用機油處理紅色緞子和藍色棉/poly織物的樣品，使其污染18小時，然后把它附在線夾上并懸掛在MD2M儲罐上。系統(tǒng)中的壓力減至1-2mmHg而且溶劑儲罐溫度升至70-80℃。使蒸汽與污染的織物接觸5分鐘。此后，停止加熱，冷卻容器并移走樣品，空氣干燥并評估結果。所有油的痕跡都被從這兩種織物上除去。沒有觀察到紅色染料被從緞紋織物上提取出來。
權利要求
1.清洗被污染的服裝的方法，包括a)使被污染的服裝與汽相硅氧烷化合物接觸；b)使汽相硅氧烷化合物與被污染的服裝接觸以冷凝為液相，形成冷凝的硅氧烷液體；和c)逐漸地從服裝中除去冷凝的硅氧烷液體，因此被污染的外表面得到清洗。
2.權利要求1的方法，其中硅氧烷化合物具有下式M2+y+2zDxTyQz其中，M是R13SiO1/2；D是R2R3SiO2/2；T是R4SiO3/2；和Q是SiO4/2。R1、R2、R3和R4彼此獨立地代表具有1-40碳原子的一價烴基；和x和y是整數(shù)，其中0≤x≤10和0≤y≤10和0≤z≤10。
3.權利要求1的方法，其中硅氧烷化合物具有下式 其中，R5、R6、R7和R8彼此獨立地代表具有1-40碳原子的一價烴基；和a和b是整數(shù)，其中0≤a≤10和0≤b≤10，其條件是3≤(a+b)≤10。
4.權利要求2的方法，其中步驟a)、b)和c)的每一步驟是獨立地在約10℃至約300℃的溫度下進行的。
5.權利要求3的方法，其中步驟a)、b)和c)的每一步驟是獨立地在約10℃至約300℃的溫度下進行的。
6.權利要求4的方法，其中步驟a)、b)和c)的每一步驟是獨立地在約0.01mmHg至約760mmHg的壓力下進行的。
7.權利要求5的方法，其中步驟a)、b)和c)的每一步驟是獨立地在約0.01mmHg至約760mmHg的壓力下進行的。
8.權利要求6的方法，其中硅氧烷化合物選自六甲基二硅氧烷、八甲基三硅氧烷、十甲基四硅氧烷、十二甲基五硅氧烷、十四甲基六硅氧烷、十六甲基七硅氧烷和甲基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷。
9.權利要求7的方法，其中硅氧烷化合物選自六甲基二硅氧烷、八甲基三硅氧烷、十甲基四硅氧烷、十二甲基五硅氧烷、十四甲基六硅氧烷、十六甲基七硅氧烷和甲基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷。
10.清洗被污染的制造業(yè)制品的方法，包括a)使被污染的制造業(yè)制品與汽相硅氧烷化合物接觸；b)使汽相硅氧烷化合物與被污染的制造業(yè)制品接觸以冷凝為液相，形成冷凝的硅氧烷液體；和c)逐漸地從制造業(yè)制品除去冷凝的硅氧烷液體，因此被污染的制造業(yè)制品得到清洗。
11.清洗被污染的服裝的方法，基本由下述步驟組成a)使被污染的服裝與汽相硅氧烷化合物接觸；b)使汽相硅氧烷化合物與被污染的服裝接觸以冷凝為液相，形成冷凝的硅氧烷液體；和c)逐漸地從服裝中除去冷凝的硅氧烷液體，因此被污染的服裝得到清洗。
12.權利要求11的方法，硅氧烷化合物具有下式M2+y+2zDxTyQz其中，M是R13SiO1/2；D是R2R3SiO2/2；T是R4SiO3/2；和Q是SiO4/2。R1、R2、R3和R4彼此獨立地代表具有1-40碳原子的一價烴基；和x和y是整數(shù)，其中0≤x≤10和0≤y≤10和0≤z≤10。
13.權利要求11的方法，其中硅氧烷化合物具有下式 其中，R5、R6、R7和R8彼此獨立地代表具有1-40碳原子的一價烴基；和a和b是整數(shù)，其中0≤a≤10和0≤b≤10，其條件是3≤(a+b)≤10。
14.權利要求12的方法，其中步驟a)、b)和c)的每一步驟是獨立地在約10℃至約300℃的溫度下進行的。
15.權利要求13的方法，其中步驟a)、b)和c)的每一步驟是獨立地在約10℃至約300℃的溫度下進行的。
16.權利要求14的方法，其中步驟a)、b)和c)的每一步驟是獨立地在約0.01mmHg至約760mmHg的壓力下進行的。
17.權利要求15的方法，其中步驟a)、b)和c)的每一步驟是獨立地在約0.01mmHg至約760mmHg的壓力下進行的。
18.權利要求16的方法，其中硅氧烷化合物選自六甲基二硅氧烷、八甲基三硅氧烷、十甲基四硅氧烷、十二甲基五硅氧烷、十四甲基六硅氧烷、十六甲基七硅氧烷和甲基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷。
19.權利要求17的方法，其中硅氧烷化合物選自六甲基二硅氧烷、八甲基三硅氧烷、十甲基四硅氧烷、十二甲基五硅氧烷、十四甲基六硅氧烷、十六甲基七硅氧烷和甲基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷。
全文摘要
本發(fā)明方法涉及干洗方法，包括在汽相中使用揮發(fā)性環(huán)狀、直鏈或支鏈的硅氧烷用于清洗污染的或staned的織物。直鏈或支鏈的硅氧烷具有下式結構M
文檔編號C11D7/50GK1556881SQ02810450
公開日2004年12月22日 申請日期2002年2月15日 優(yōu)先權日2001年3月21日
發(fā)明者R·J·佩里, P·A·胡巴德, R J 佩里, 胡巴德 申請人:通用電氣公司