Brevet FR2396824A1 — publié le 19790202

La présente invention se rapporte un procédé pour éliminer les matières grasses, notamment les acides gras, les alcools gras, le cholestérol, les esters gras et les hydrocarbures a longues chaînes, dissous dans les solvants de nettoyage a sec. La technique du dégraissage à sec est très largement répandue depuis de treks nombreuses années, notamment pour le nettoyage des articles textiles. Il n'est donc pas utile de la décrire ici en détail. En pratique, comme solvants, on utilise essentiellement le perchloréthylène, le monofluortrichlorométhane et le 1,1,2-trichlo ,'otrifîuoroéthane ou le white-spirit. Lors au traitement, ces sol cents se chargent de différents composés solubilisés matières @asses et acides gras) ou non (salissures pigmentaires), et il @st donc indispensable de les régénérer avant une nouvelle utilisation. Une première solution pour régénérer ces solvants consiste a distiller en continu la solution recueillie. Toutefois, cette technique nécessite des investissements importants, entrain une consommation substantielle d'énergie et enfin donne un prix de revient élevé au litre de solvant traité. Une deuxieme solution consiste à filtrer la solution recueillie pour retenir les particules insolubles dans le solvant, telles que les salissures pigmentaires, puis a distiller de temps a autre le solvant ainsi récupéré En pratique; on ordre par passage du solvant à purifier tout d'abord sur des diatomées (silices en poudre) qui arrStent les salissures pigmentaires mais non les acides gras et les matieres grasses qui ne peuvent être enlevées que par distilla- tion. Cette solution présente les memes inconvénients que la premid- re et nécessite une certaine main-d'oeuvre. Une autre solution plus récente, décrite notamment dans le brevet français no 73/10 358, publié sous le numéro 2.178.890, consiste a faire passer le solvant a purifier sur un filtre cartouche en pa ier qui retient les salissures insolubles, l'intérieur du filtre étant garni d'un mélange de charbon actif destiné a décolorer le solvant, et d'attapulgite destiné a retenir les acides gras.Ce procédé permet de traiter sans aucune intervention une certaine quan tité de matières textiles0 Lorsque cette quantité est atteinte , la concentration du solvant en acides gras atteint alors un seuil critique (par exemple, indice d'acide voisin de 0,3 ; l'indice d'aci- de est défini prr le poids de potasse exprimé en milligrammes nécessaire pour neut@aliser un gramme d'échantillon) et il est alors indis pensable de procéder au changement des cartouches. De plus, ce procédé présente également les inconvénients suivants - encombrement important : titre d'exemple, après traitement de 3500 (trois mille cinq cents) kilos de matières textiles, pour limiter l'indice d'acide à 0,3-, il faut 28 (vingt huit) kilos d'atta pulgite, - après égouttage, llattapulgite retient pour 28 (vingt huit) kilos un minimum de 24 (vingt quatre) kilos de perchloréthylène, d'où un problème de stockage et d'élimination des cartouches filtrantes usagées et nécessité de procéder à une distillation pour récupé- rer ce solvant. - lente cinétique de rétention des acides gras, - nécessité de remplacer les éléments filtrants (attapulgite et charbon actif) après traitement d'une certaine quantité de matières textiles, sans régénération économiquement possible. Dans la demande de brevet français de la demanderesse n 74. 14 351 publié sous le n 2 278 830, on a décrit un procédé faisant appel a des résines échangeuses anioniques du type base forte. Ce procédé donne d'excellents résultats, mais reste toutefois d'un ç coût élevé, -sans compter par ailleurs que les alcools et les esters gras ne sont pas retenus. La présente invention pallie ces inconvénients. Elle se rapporte à un procédé à la fois rapide et économique pour éliminer les corps gras, tels que les acides gras, les alcools gras, les esters gras, les hydrocarbures lourds dissous dans les solvants usuels de nettoyage à sec et qui sont les composants des salissures naturelles que l'on retrouve sur les articles textiles et que l'on doit éliminer lors du nettoyage. Ce procédé consiste à faire passer le solvant à purifier sur une couche de noir de carbone pigmentaire. Dans la description, par 'noir de carbone" ou "noir de carbone pigmentaire", on désigne une forme de particules de carbone obtenues à l'état finement divisé en phase gazeuse, au cours de la combustion incomplète ou de la décomposition thermique des matières carbonées, a l'exclue sion des charbons végétaux activés. Cette expression est largement utilisée, notamment dans le domaine des charges pigmentaires pour matières plastiques, caoutchouc, élastomères, encres et autres. Sommairement, ces produits bien connus sont obtenus par trois procedés principaux : a/ procédé dit au tunnel ("channel process") dans lequel des gaz naturels tels que du méthane sont brulés dans des petits bru. leurs dont la flamme est écrasée sur un tube en acier refroidi les particules ainsi obtenues ont une dimension moyenne comprise entre 50 (cinquante) et 35Q (trois cent cinquante) A ; b/ procédé dit au four ("furnace process") dans lequel, on brule de manière incomplète des hydrocarbures gazeux ou liquides dans une flamme turbulente ; les particules ainsi obtenues ont une dimension moyenne comprise entre 250 (deux cent cinquante) et 750 (sept cent cinquante) , c/ procédé dit thermique ("thermal process") dans lequel on décompose thermiquement un hydrocarbure en l'absence de combustion; les particules ainsi obtenues ont une dimension comprise entre 1200 (mille deux cents) et 5000 (cinq mille) . Ces particules de noir de carbone sont dénommées"pigmentaires" car on les utilise avec succès très largement pour la pigmentation de matières très variées, telles que, comme déjà dit plus haut, des matières plastiques, des encres, des vernis ou encore comme renfort des caoutchoucs. Ces produits bien connus, se différencient du charbon actif de par leur processus de fabrication, puisque le charbon actif est préparé a partir de matières naturelles végétales ou animales. On a observé que l'on obtient de bons resultats avec des noirs de carbone pigmentaires préparés au four ("furnace"), notamment du type a longues chaînes, avantageusement du type de ceux ayant subis un traitement complémentaire d'oxydation superficiel. Un technicien peut facilement déterminer en fonction des matières a adsorber les caractéristiques des noirs de carbone pigmentaires a choisir pour éviter le colmatage frequemment provoqué par une trop forte adsorption des corps gras. Avantageusement, on traite le solvant a purifier par passage sur une couche de noir de carbone pigmentaire sur la machine même de nettoyage a sec. Cela permet d'obtenir un cycle continu et intégré de réoupération. Si on le désire, on peut également régénérer le noir de carbone ayant retenu les salissures par une méthode en soi connue. Par ailleurs, dans certains cas, il sera économiquement plus avantageux de brtler les particules de noir de carbone chargées, ce qui est simple, peu coûteux et non polluant. Les solvants susceptibles d8tre traités selon le procédé de l'invention sont du type usuel en dégraissage a sec. Par exemple, on peut citer le perchloréthylêne, le monofluorotriohloroéthane (R11), le 1,1,2-trichlorotrifluoroéthane (R113), le 1,1,1-trichloréthane, le white-spirit, la benzine, l'essence F, le trichloréthylène, seuls ou en mélange. Le procédé selon l'invention permet de retenir rapidement les composés gras formant les salissures des articles textiles a nettoyer. Ce procédé est en outre très économique et ne nécessite pas d'investissements particuliers, si ce n'est des filtres classiques pour retenir le noir de carbone. La manière dont l'invention peut étre réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux des exemples qui suivent, donnés a titre indicatif et non limitatif. EXEMPLE 1 On prépare en laboratoire plusieurs solutions échantillons témoins représentatives en pratique des solutions courantes. Ces solutions contiennent a la concentration de 6 gXl (six grammes par litre) dans le perchloréthylène : - soit de l'acide stéarique, - soit de l'alcool stéarique (octadécanol), - soit de la tristéarine. On fait passer par gravité dans une colonne thermostatée a 250C, 250 cm3 (deux cent cinquante centimètres cubes) de chacune de ces solutions sur une couche de 50 g(cinquante grammes) de noir de carbone pigmentaire en poudre type nfurnace" commercialisé par CABOT Corp. sous la marque "Black Pearls 1300" d'usage courant pour la pigmentation des peintures et des matières plastiques, ayant les caractéristiques suivantes - dimensions des particules 130 - surface spécifique 560 m2/g - charbon fixé 90,5t - pH 3t3 On mesure les quantités adsorbées de la manière suivante - l'acide stéarique par extraits secs et dosage a la potasse, - lwalcool stéarique par extraits secs et chromatographie en phase gazeuse, - la tristéarine par extraits secs. On obtient les résultats suivants t ACIDE ALCOOL COMPOSE TRISTEARINE STEARIQUE STEARIQUE Concentration de la solution recueil- 0,10 0,23 1,32 lie en grammes par litre Pourcentage 98,3 96,2 78,0 retenu EXEMPLE 2 On répète l'exemple 1 en remplaçant le noir de carbone pigmentaire par du charbon actif d'emploi courant pour la récupération des solvants commercialisé par CECA sous la marque "Acticarbone AC35" ayant les caractéristiques suivantes - présentation granulés - surface spécifique 1150 m2/g - pH 9 On obtient les résultats suivants ACIDE ALCOOL COMPOSE TRISTEARINE STEARIQUE STEARIQUE Concentration de la solution recueillie en grammes par litre 5n51 5s41 5,63 Pourcentage 8,2 9,8 retenu EXEMPLE 3 On répète l'exemple 2 en utilisant un-charbon actif d'emploi courant en dégraissage à sec pour la récupération des vapeurs de perchioréthylène. On obtient les résultats suivants ACIDE ALCOOL COMPOSE STEARIQUE STEARIQUE TRISTEARINE Concentration de la solution recueillie 4,89 4,44 5,53 en grammes par litre Pourcentage 18,5 26 7,8 retenu Ces tableaux illustrent parEaitement les effets inattendus résultant de l'application nouvelle du noir de carbone pigmentaire. Connaissant les propriétés d'adsorption du charbon actif et les similitudes des structurales entre charbon actif et noir de carbone pigmentaire, on ne pouvait donc pas prévoir une telle amélioration des résultats et des performances. EXEMPLE 4 : On répète l'exemple i en remplaçant les solutions témoins par des solutions de même concentration, mais contenant d'autres corps gras rentrant fréquemment dans la composition des salissures. On obtient les résultats suivants Composé choisi comme témoin Concentration de Pourcentage (concentration initiale 6 g/l la solution re dans le perchloréthylène) cueilie en g/l retenu Acide oléique 0,20 96,7 Acide palmitique 0,13 97,8 Acide laurique 0,26 92,0 Acide caproïque 0,19* 96,8 Cholestérol 0,05 99,2 Trioléine 0,82 86,3 Salissure complexe contenant :: 1/4 d'acide stéarique 1/4 d'alcool stéarique 1/4 de tristéarine 1/4 d'octadécane 1,49 75.2 Salissure grasse complète contenant en grammes : 1 g d'acide stéarique 1 g d'acide oléique 0,2 g dtacide caprolque 0,9 g de tristéarine 0,9 g de trioléine 1,15 80,8 0,5 g 0,5 g de cholestérol 0,5 g d'octadécane 0,5 g d'octadécène * mesuré seulement par alcalimétrie Car trop volatil Comme déjà dit, le procédé selon l'invention peut dtre utilisé avec succès dans le processus de nettoyage à sec et éventuellement pour d'autres applications nécessitant une purification des solvants contenant des corps gras dissous. R E V E N D I C A T I O N S 1/ Procédé pour éliminer le8 matières grasses, notamment les acides gras, les alcools gras, le cholestérol, les esters gras, les hydrocarbures à longues chai ne s dissous dans les solvants de nettoyage a sec des matières textiles, -caractérisé en ce que l'on fait passer le solvant à purifier sur une couche de noir de carbone pigmentaire. 2/ Procédé selon revendication 1, caractérisé en ce que le noir de carbone pigmentaire est obtenu par le procédé dit "au four" ("furnace"). 3/ Procédé selon revendication 2, caractérisé en ce que le noir de carbone pigmentaire du type "au four" a subi un traitement complémentaire d'oxydation superficiel. 4/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le noir de carbone pigmentaire est du type a longues channes.