(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上の物品を洗浄するための方法であって、
Ｉ）ａ）およびｂ）の合計重量を基準として、
ａ）水、０．０１〜８０重量％、および、
ｂ）ｉ）水と共沸混合物を形成し、且つ、
ｉｉ）共沸蒸留後に別個の相を形成する、
という特徴を有する有機溶剤、９９．９９〜２０重量％、
を含む洗浄剤を物品と接触させること、
ＩＩ）濯ぎ剤の合計重量を基準として、水、９９．９９〜６０重量％、および、前記有機溶剤、０．０１〜４０重量％を含む濯ぎ剤で、洗浄された１以上の物品を濯ぐこと、ここで、濯ぎ剤中の水の含有率は洗浄剤中の水の含有率より高い、
ＩＩＩ）工程Ｉ）において使用した洗浄剤の少なくとも一部分、および、工程ＩＩ）において使用した濯ぎ剤の少なくとも一部分を混合し、そしてこの混合した液体を共沸蒸留に付し、共沸混合物を水を豊富に含む相と溶剤を豊富に含む相とに分離し、前記溶剤を豊富に含む相の少なくとも一部分を工程Ｉ）にリサイクルし、そして前記水を豊富に含む相の少なくとも一部分を工程ＩＩ）にリサイクルすることの工程を含む方法。
【請求項２】
ＩＶ）濯いだ物品を乾燥することの追加の工程を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
共沸混合物および濯ぎ剤の両方が４０℃を越える引火点を有する、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
有機溶剤がハロゲン化されていない、請求項１〜３のいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
有機溶剤が酸素化された化合物および／または炭化水素を含む、請求項１〜４のいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
酸素化された化合物がプロピレングリコールモノｎ−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノイソブチルエーテル、プロピレングリコールモノｔ−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノｎ−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノｎ−プロピルエーテルまたはジプロピレングリコールジメチルエーテルである、請求項５記載の方法。
【請求項７】
洗浄剤は、ａ）およびｂ）の合計重量を基準として、ａ）水、１〜６０重量％、および、ｂ）前記有機溶剤、９９〜４０重量％を含み、且つ、濯ぎ剤は、濯ぎ剤の合計重量を基準として、水、９９〜６５重量、および、前記有機溶剤、１〜３５重量％を含む、請求項１〜５のいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
工程Ｉ）において、洗浄剤を少なくとも２段階工程で少なくとも１つの物品と接触させ、これらの洗浄工程の間に水または濯ぎ剤で物品を濯ぎ、そして、洗浄された物品を次に工程ＩＩ）において濯ぎ剤で濯ぐ、請求項１〜７のいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
ａ）およびｂ）の合計重量を基準として、
ａ）水、０．０１〜８０重量％、および、
ｂ）ｉ）水と共沸混合物を形成し、且つ、
ｉｉ）共沸蒸留の後に別個の相を形成する、
という特徴を有する有機溶剤、９９．９９〜２０重量％、
を含む洗浄剤を有する１個以上の洗浄容器、
濯ぎ剤の合計重量を基準として、水、９９．９９〜６０重量％、および、前記有機溶剤、０．０１〜４０重量％を含む濯ぎ剤であって、ここで、濯ぎ剤中の水の含有率は洗浄剤中の水の含有率より高い、濯ぎ剤を有する１個以上の濯ぎ容器、
前記洗浄容器において使用した洗浄剤と、前記濯ぎ容器において使用した濯ぎ剤とを混合した液体を共沸蒸留するための蒸留装置、
前記蒸留装置からの蒸留された共沸混合物を凝縮するための凝縮器、並びに、
前記凝縮器からの凝縮物を、前記洗浄容器において再使用される、溶剤を豊富に含む相と、前記濯ぎ容器において再使用される、水を豊富に含む相とに分離するための液／液−分離器、
を具備した洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
本発明の方法は１以上の物品の洗浄のための方法に関する。
多くの工業プロセスにおいて、物品からグリース、塩または他の水溶性若しくは水不溶性不純物のような不純物を除去するために、仕上処理の間にまたは更なる処理の前に物品を洗浄しなければならない。例えば、ガラス、金属またはポリマー表面のような硬質表面を有する物品は、製造、仕上またはリサイクルプロセスの間に、しばしば、１以上の洗浄操作を受ける。有機溶剤はその優れた洗浄能力および速い蒸発速度のために頻繁に使用される。有機溶剤のタイプによって、環境への有機溶剤の開放を最少にするための予防策を講じることが推奨される。水性洗浄剤組成物も知られている。水性洗浄剤の主な成分は、活性成分、例えば、塩基若しくは酸、界面活性剤、ビルダー、ある場合には微量の１種以上の有機溶剤および少量の任意の添加剤と混合した水である。これらの水性組成物の欠点の１つは、通常、長い蒸発時間を要することである。このような水性組成物の別の欠点は、しばしば物品上に残留物を残し、これは高い清浄性の物品が要求されるならば許容されない。それ故、金属加工業、光学産業または他の産業において、もし物品が水性洗浄組成物で洗浄され、そして高い清浄性の物品が要求されるならば、最後の洗浄工程の後に高純度の水で物品を濯ぐことが一般に行われている。不運なことに、水の蒸発速度は単独では非常に低い。物品は非常にゆっくりと乾燥するか、または、もし乾燥時間を短くしようとするならば、物品の強制乾燥のために多量のエネルギーが必要である。
米国特許第5,271,773号は、テルペンの水溶液で物品を洗浄するための方法を開示している。テルペンの水溶液は、水に不溶性の汚染物を有効に洗浄し、そして静置時に、洗浄溶液から汚染物を素早く開放すると言われている。水に不溶性の材料で汚染された物品は次のように洗浄される:(a)1.86〜37.2体積%のテルペンおよび0.14〜2.8体積%の界面活性剤を含む水溶液を物品と接触させる、(b)除去された汚染物を水溶液から分離する、そして、(c)テルペンを水から分離し、その水は物品を濯ぐのに使用されうる。この米国特許は、テルペン、界面活性剤およびある残留量の汚染物を含む、分離された水溶液は物品を洗浄するために直接的にリサイクルされうることを教示している。しかし、この方法では、高い清浄性は得られない。別の方法では、テルペンおよび界面活性剤を分離するために水性組成物にろ過を施すことができる。不運なことに、多くの場合には、回収した水の純度は洗浄後の物品を濯ぐためには十分でない。
従って、本発明の１つの目的は、物品の高い清浄性が得られる、１以上の物品を洗浄するための方法を提供することである。本発明の好ましい目的は、多量のハロゲン化溶剤を使用しない有効な洗浄法を提供することである。
本発明の一態様は、１以上の物品を洗浄するための方法であって、
Ｉ）ａ）およびｂ）の合計重量を基準として、
ａ）水、0.01〜80重量％、および、
ｂ）ｉ）水と共沸混合物を形成し、且つ、ｉｉ）共沸蒸留後に別個の相を形成するという特徴を有する有機溶剤、99.99〜20重量％、を含む洗浄剤と前記物品を接触させること、
ＩＩ）濯ぎ剤の合計重量を基準にして、水99.99〜60重量％、および、前記有機溶剤、0.01〜40重量％を含む濯ぎ剤で、洗浄された前記１以上の物品を濯ぐこと、ここで、前記濯ぎ剤中の水の含有率は前記洗浄剤中の水の含有率より高い、
ＩＩＩ）工程Ｉ）で使用した洗浄剤の少なくとも一部分と、工程ＩＩ）で使用した濯ぎ剤の少なくとも一部分とを混合し、この混合した液体を共沸蒸留に付し、共沸混合物を、水を豊富に含む相と溶剤を豊富に含む相に分離し、溶剤を豊富に含む相の少なくとも一部分を工程Ｉ）にリサイクルし、そして水を豊富に含む相の少なくとも一部分を工程ＩＩ）にリサイクルすること、並びに、
ＩＶ）必要に応じて、濯いだ物品を乾燥すること、
の工程を含む方法である。
本発明の別の態様は、上記洗浄剤を有する１個以上の容器、上記濯ぎ剤を有する１個以上の容器、蒸留装置、凝縮器、および液／液分離器を具備した洗浄装置である。
本発明の更に別の態様は、Ａ）上記洗浄剤を有する容器、および、Ｂ）上記濯ぎ剤を有する容器を具備した、物品を洗浄しそして濯ぐための手段である。
図は好ましい洗浄法および洗浄装置の模式図である。
本発明の方法、装置および手段は、硬質表面、例えば、部分的にまたは完全に、木または好ましくは金属、セラミック、ガラス繊維、ガラスまたはプラスティックからできている表面を有する物品を洗浄するために特に有用である。金属表面は、例えば、アルミニウム、スチール、銅、黄銅またはそれらの合金からできていることができる。金属製物品は、例えば、自動車、飛行機、列車の部品、ハイテクノロジー産業において使用される金属部品、精密金属部品、プリント回路板または容器、例えば、食品または飲料物容器である。
本発明の方法の工程Ｉ）において、１以上の物品は、ａ）０．０１重量％、好ましくは１重量％、より好ましくは２重量％、最も好ましくは５重量％から８０重量％まで、好ましくは６０重量％まで、より好ましくは５０重量％まで、最も好ましくは４０重量％までの水、および、ｂ）９９．９９重量％、９９重量％、より好ましくは９８重量％、最も好ましくは９５重量％から２０重量％まで、好ましくは４０重量％まで、より好ましくは５０重量％まで、最も好ましくは６０重量％までの有機溶剤を含む洗浄剤と接触される。前記有機溶剤は下記でより詳細に説明される。ａ）およびｂ）の百分率はａ）およびｂ）の合計重量を基準とするものである。洗浄剤中の水の百分率は、与えられた洗浄温度における有機溶剤中の溶解度より高いことができ、この場合には、洗浄剤はエマルジョンである。工程Ｉ）において使用される洗浄剤は下記に更に説明する他の成分を含んでよい。一般に、成分ａ）および成分ｂ）の合計重量は洗浄剤の合計重量の少なくとも７５％であり、好ましくは少なくとも９０％であり、より好ましくは少なくとも９５％であり、最も好ましくは少なくとも９９％である。本発明の方法は、洗浄剤がａ）およびｂ）のみからなるならば最も便利に取り扱われることができる。
「有機溶剤」とは、次の特徴を有する有機化合物であるかまたは２種以上の有機化合物の混合物である。
ｉ）ほぼ大気圧で水と共沸混合物を形成し、且つ、
ｉｉ）共沸蒸留の後に別個の相を形成する、このことは、共沸混合物が凝縮されるときに、水を豊富に含む相と有機溶剤を豊富に含む相との２相が形成されることを意味する。室温で相分離が起こることは必須ではなく、２０℃〜９８℃、好ましくは４０℃〜８５℃、最も好ましくは４０℃〜６５℃の範囲の温度で相分離が起これば十分である。
このような溶剤は当業界において知られている。水と共沸混合物を形成する有機化合物の例、その沸点、共沸混合物の有機化合物の百分率、大気圧での共沸混合物の沸点、並びに、水を豊富に含む相および溶剤を多量の含む相の組成は、The Chemical Rubber Co., Ohioにより出版された、CRC Handbook of Chemistry and Physics, 第51版、1970〜1971、D-1〜D-44ページに示されている。
下記の表Ｉは、上記ｉ）およびｉｉ）の特徴を有する化合物、大気圧でのその沸点、幾つかの引火点、水とのその共沸混合物の大気圧での沸点、共沸混合物中の溶剤の重量％（残部は水である）並びに、室温での水相中の溶剤の重量％および室温での溶剤相中の溶剤の重量％を示す。
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表ＩＩは２つの三要素系を示す。
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別の有用な三要素系は、水、炭化水素、例芝ば、ウンデカンおよび下記に更に詳細に記載する酸素化有機化合物、例えば、プロピレングリコールモノｎ−ブチルエーテルの組み合わせである。
共沸混合物は、共沸混合物の合計重量を基準として、好ましくは少なくとも５重量％、より好ましくは少なくとも１５重量％、そして最も好ましくは少なくとも２５重量％の有機溶剤、および、９５重量％以下、より好ましくは８５重量％以下、そして最も好ましくは７５重量％以下の水からなる。共沸混合物中の有機溶剤の上限は、好ましくは８０重量％であり、より好ましくは６０重量％であり、最も好ましくは４９重量％であり、そして、それに対応して、共沸混合物中の水の下限は、共沸混合物の合計重量を基準として、好ましくは２０重量％、より好ましくは４０重量％、最も好ましくは５１重量％である。
有機溶剤は、好ましくは、大気圧において、１００℃を越える沸点、より好ましくは１５０℃を越える沸点を有する。有機溶剤は好ましくはハロゲン化されていないものである。より好ましくは、有機溶剤は、酸素化された化合物および／または炭化水素を含み、最も好ましくは酸素化された化合物および／または炭化水素からなる。炭化水素は好ましくは５〜２０、より好ましくは６〜１８、最も好ましくは１０〜１２個の炭素原子を含む。
更に、有機溶剤は、好ましくは、オイル、グリースまたは炭化水素、例えば、鉱油のような親油性化合物に対する良好な洗浄能力を有する。より好ましくは、それは鉱油と完全に混和性である。
更に、有機溶剤は、好ましくは、工程ｉ）において使用される洗浄剤および工程ｉｉ）において使用される濯ぎ剤の表面張力は、希釈されていない水の表面張力よりも低いように選択される。低くなった表面張力は、洗浄され、そして濯がれる物品の湿潤化能を上げる。
最も好ましい有機溶剤は、プロピレングリコールモノｎ−ブチルエーテル（ＰｎＢ）、プロピレングリコールモノイソブチルエーテル（ＰｉＢ）、プロピレングリコールモノｔ−ブチルエーテル（ＰｔＢ）、プロピレングリコールモノｎ−プロピルエーテル（ＰｎＰ）、ジプロピレングリコールモノｎ−ブチルエーテル（ＤＰｎＢ）、ジプロピレングリコールｎ−プロピルエーテル（ＤＰｎＰ）またはジプロピレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＭ）である。表ＩＩＩはこれらの好ましい有機溶剤の幾つかの性質を示す。
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濯がれた物品により吸収される液体の量を次の通りに測定する：金属スクリューを含む標準化バスケットを濯ぎ剤の中に浸漬する。浸漬の前および後の重量を測定し、その差を計算する。
測定される蒸発時間は、分単位の時間を示し、それは濯ぎ剤の少なくとも９８％を蒸発させるために必要な時間である。蒸発時間は、次の条件下で測定される：金属スクリューを含む標準化バスケットを秤に吊るし、濯ぎ剤中に浸漬し、そして、６０℃の空気の線流れが維持されている標準化チャンバー中に入れる。
濯ぎ剤の引火点は、DIN 51758によるPensky-Martens Closed Cup法により測定する。
示したモノ-およびジプロピレングリコールエーテルは上記の必須の特徴ｉ）およびｉｉ）を有し、親油性化合物に対して良好な洗浄能力を有し、大気圧で１００℃を越える沸点を有し、そして洗浄剤および濯ぎ剤に望ましい低い表面張力を与える。
洗浄法において便利な取扱性が望まれるならば、共沸混合物および濯ぎ剤の両方とも、そしてより好ましくは洗浄剤も４０℃を越える引火点、より好ましくは５５℃を越える引火点、最も好ましくは１００℃を越える引火点を有するように、有機溶剤は好ましくは選択される。共沸混合物および濯ぎ剤の両方が５５℃を越える引火点を有するならば、防火または防爆である必要がない単純な装置が本発明の方法において使用できる。上記の表ＩＩＩに示すように、様々な濃度で水と混合されたプロピレングリコールモノｎ−ブチルエーテルおよびジプロピレングリコールモノｎ−プロピルエーテルは共沸混合物の沸点を越える引火点を有する。
プロピレングリコールｎ−ブチルエーテルは最も好ましい有機溶剤である。というのは、それは全ての必須で且つ好ましい上記の特徴を有するからである。
上記の水と有機溶剤に加えて、洗浄剤は、下記に更に説明する蒸留工程ＩＩＩ）に対する悪影響を有しないかぎり、任意の添加剤を含んでよい。一般に、その量は、洗浄剤の合計重量を基準として、２５％以下であり、好ましくは１０％以下であり、より好ましくは５％以下であり、最も好ましくは１％以下である。しかし、一般に、多量のハロゲン化溶剤を含むべきでなく、このことは、ハロゲン化溶剤の量は、洗浄剤の合計重量を基準として、一般に、５％以下、好ましくは２％以下、より好ましくは０．５％以下であることを意味する。最も好ましくは、洗浄剤はハロゲン化溶剤を含まない。
例えば、洗浄剤は、１種以上の界面活性剤を含んでよい。有用な界面活性剤は米国特許第5,164,106号、コラム５、第61行目〜コラム７、第19行目、および、欧州特許出願第0,336,651号、第５頁第16行目〜第６頁第14行目に記載されている。界面活性剤はアニオン性、ノニオン性、両性または双イオン性であってよい。洗浄剤が界面活性剤を含むならば、その量は、一般に、洗浄剤の合計重量を基準として、０．０１〜１０％、好ましくは０．０５〜５％、最も好ましくは０．１〜３％である。
洗浄剤は１種以上の塩基性化合物、例えば、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属ホスホン酸塩、アルカリ金属リン酸塩、アルカリ金属ポリリン酸塩、アルカリ金属ピロリン酸塩、アルカリ金属三リン酸塩、アリカリ金属四リン酸塩、アルカリ金属メタ珪酸塩、アルカリ金属ポリ珪酸塩およびアルカリ金属珪酸塩を含むことができる。ナトリウムおよびカリウムは最も好ましいアルカリ金属イオンである。他の有用な塩基性化合物はアミンである。または、洗浄剤は１種以上の酸性化合物、例えば、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸またはペンタン酸のような有機酸；硫酸、塩酸または硝酸のような無機酸を含んでよい。塩基性化合物または酸性化合物が洗浄剤中に含まれるならば、その量は、洗浄剤の合計重量を基準として、一般に、０．１〜２５％、好ましくは０．２〜１５％、最も好ましくは０．３〜５％である。
洗浄剤は腐蝕抑制剤を含んでよく、洗浄剤の合計重量を基準として、好ましくは１０〜５００ｐｐｍ、より好ましくは２０〜２００ｐｐｍの量で含んでよい。腐蝕抑制剤は当業界において周知であり、例えば、亜硝酸塩、リン酸塩、ホウ酸塩、シリカホウ酸塩、珪酸塩またはアミン、例えば、アンモニア、エチレンジアミン、ヘキサメチレンテトラアミン、ベンゾトリアゾール、または、モノ−、ジ−若しくはトリアルカノールアミン、好ましくは、モノ−若しくはトリエタノールアミンまたはプロパノールアミンである。
蒸留工程ＩＩＩ）に悪影響を有しないかぎり、必須の特徴ｉ）およびｉｉ）を有しない１種以上の有機溶剤は洗浄剤中に含まれてよい。しかし、洗浄剤は好ましくはこのような追加の有機溶剤を含まない。
他の既知の任意の添加剤は、保存剤、殺バクテリア剤、着色剤または香料であるが、しかし、洗浄剤は、好ましくはこのような添加剤を多量には含まない。
本発明の方法の工程Ｉ）において、洗浄されるべき１以上の物品を上記の洗浄剤と接触させる。洗浄剤は既知の様式で物品と接触されてよく、例えば、物品上に洗浄剤を噴霧し、または、洗浄剤中に物品を浸漬させることにより接触される。洗浄剤を物品と接触させる方法は重要でない。１種またはそれ以上の洗浄剤と、一度、二度または数度にわたって物品は接触されてよい。２以上の洗浄工程の間に、物品は、水で濯がれるか、または、好ましくは、物品からの汚染物が溶解した濯ぎ剤を除去するための下記において更に説明される濯ぎ剤で濯がれることができる。物品は、好ましくは、１個以上の、より好ましくは１〜５個の容器中に浸漬され、それらは、所望により攪拌されており、そして、上記の洗浄剤を含む。攪拌は、例えば、ポンプ、スターリング、超音波攪拌の手段により行われてよい。洗浄工程Ｉ）における温度は、好ましくは２０〜９８℃であり、より好ましくは４０〜８５℃であり、最も好ましくは４０〜７５℃である。工程Ｉ）は好ましくは大気圧で行われる。
本発明の工程ＩＩ）において、９９．９９重量％、好ましくは９９重量％、より好ましくは９８重量％、最も好ましくは９６重量％から、６０重量％、好ましくは６５重量％、より好ましくは７０重量％までの水、および、０．０１重量％、好ましくは１重量％、より好ましくは２重量％、最も好ましくは４重量％から、４０重量％、好ましくは３５重量％、より好ましくは３０重量％の、上記において詳細に説明した有機溶剤、を含む濯ぎ剤で、洗浄された１以上の物品を濯ぐ。水および有機溶剤の百分率は濯ぎ剤の合計重量を基準とする。濯ぎ剤中の有機溶剤の百分率は水中における溶解度よりも高くてもよく、この場合には、濯ぎ剤はエマルジョンである。
本発明の方法において使用される濯ぎ剤において、水および上記の有機溶剤の合計量は、濯ぎ剤の合計重量を基準として、一般に、少なくとも９０％、および少なくとも９５％、より好ましくは少なくとも９８％、最も好ましくは少なくとも９９．５％である。
水および上記の有機溶剤に加えて、濯ぎ剤は、下記において更に説明される蒸留工程ＩＩＩ）に悪影響を与えないかぎり、任意の添加剤を含んでよい。その量は、濯ぎ剤の合計重量を基準として、一般に、１０％以下であり、好ましくは５％以下であり、より好ましくは２％以下であり、最も好ましくは０．５％以下である。このような添加剤は、例えば、上記の必須の特徴ｉ）およびｉｉ）を有しない１種以上の有機溶剤である。しかし、濯ぎ剤は好ましくはこのような追加の有機溶剤を含まない。
濯ぎ剤は、所望により、腐蝕抑制剤を含んでよく、洗浄剤の合計重量を基準として、好ましくは１０〜５００ｐｐｍ、より好ましくは２０〜２００ｐｐｍの量で含んでよい。腐蝕抑制剤は当業界において周知であり、例えば、亜硝酸塩、リン酸塩、ホウ酸塩、シリカホウ酸塩、珪酸塩またはアミン、例えば、アンモニア、エチレンジアミン、ヘキサメチレンテトラアミン、ベンゾトリアゾール、または、モノ−、ジ−若しくはトリアルカノールアミン、好ましくは、モノ−若しくはトリエタノールアミン若しくはプロパノールアミンである。
濯ぎ剤は、濯ぎ剤の合計重量を基準として、０．０５％以下、好ましくは０．０２％以下、より好ましくは０．００５％以下の高分子量化合物および／またはイオン性化合物を含む。「高分子量」とは５００を越える分子量を意味する。最も好ましくは、本発明の方法において使用される濯ぎ剤は、測定可能な量のイオン性化合物および／または高分子量化合物を全く含まない。最も好ましくは、本発明の方法において使用される濯ぎ剤は、水と上記の有機溶剤からなる。
濯ぎ工程ＩＩ）における温度は、好ましくは２０℃〜９８℃であり、より好ましくは４０℃〜８５℃であり、最も好ましくは４０℃〜７５℃である。工程ＩＩ）は好ましくは大気圧で行われる。工程ＩＩ）において、洗浄された１以上の物品は、上記の濯ぎ剤と接触される。濯ぎ剤は既知の様式で物品と接触されることができ、例えば、物品への濯ぎ剤の噴霧、物品の濯ぎ剤への浸漬により、接触できる。洗浄された物品と濯ぎ剤との接触の方法は重要でないが、しかし、濯ぎ剤は前の工程において使用された洗浄剤を十分な程度に除去すべきである。物品は、１種または異なる２種以上の濯ぎ剤で、一度、二度または数度にわたって接触されてよい。物品は、好ましくは１個以上、より好ましくは１個または２個の容器に浸漬され、それらは、必要に応じて攪拌されており、そして上記の濯ぎ剤を含む。攪拌は、例えば、ポンプ、スターリング、または超音波の手段により行われることができる。その後、物品は容器から取り出される。驚くべきことに、物品を水のみで濯いだときよりも、上記の濯ぎ剤で濯いだときに、一般に、濯ぎ工程の後に、より少量の液体が物品に付着することが判明した。このことは、濯ぎ剤中に含まれる有機溶剤がプロピレングリコールモノｎ−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノイソブチルエーテルまたはプロピレングリコールモノｔ−ブチルエーテルであるときに特によく当てはまる。例えば、１５重量％以下の少量の上記の有機溶剤を水と混合したときでさえ、吸い上げられる液体の量は、一般に、物品を水のみで濯いだときに吸い上げられる液体の量の約９５％以下だけであり、通常、約６５％以下だけであり、幾つかの場合には、せいぜい約５０％以下だけである。従って、液体を蒸発させるために必要なエネルギー消費量、即ち、次の任意の工程ＩＶ）において物品を乾燥するために必要なエネルギーは、かなり低減される。
本発明の方法の工程ＩＩＩ）において、工程Ｉ）において使用される洗浄剤の少なくとも一部分、好ましくは全量、および、工程Ｉ）において使用される濯ぎ剤の少なくとも一部分、好ましくは全量は混合されて、そして混合された液体は共沸蒸留に付される。洗浄剤および濯ぎ剤の混合蒸留は、非常にコスト効率が高く、そして１つのみの蒸留装置が要求されるので、本発明の方法を単純化する。有用な蒸留装置は当業界において知られている。蒸留は好ましくは２０〜９９℃の温度で行われ、より好ましくは８５℃〜９９℃の温度で行われる。蒸留は、好ましくは大気圧で行われる。蒸留は減圧で行われてもよく、好ましくは１０〜９００ミリバールの圧力で行われ、より好ましくは２０〜５００ミリバールの圧力で行われてもよい。上記に示した通り、洗浄剤および濯ぎ剤中の有機溶剤は、有機溶剤と水との共沸混合物が蒸留されるように選択される。上記に示す通り、共沸混合物は、共沸混合物の合計重量を基準として、好ましくは少なくとも５％、より好ましくは少なくとも１５％、そして最も好ましくは少なくとも２５％の有機溶剤、および、好ましくは９５％以下、より好ましくは８５％以下、そして最も好ましくは７５％以下の水からなる。好ましくは、共沸蒸留に付される液体は過剰の水を含み、それは、水が蒸留コラムのボトムから流れ、その時に実質的に全ての有機溶剤が留去されるような量で、液体が水を含むことを意味する。共沸混合物の蒸留が完了したときに、水、洗い流された汚染物、例えば、油、および、上記の高分子量化合物またはイオン性添加剤であって、洗浄剤および／または濯ぎ剤中に所望により含まれているものは、一般に、蒸留コラムのボトムから流れる。このレシディューは分離、精製および洗浄プロセスへの任意のリサイクルのような更なる処理に付されてよい。
蒸留した共沸混合物は、好ましくは９０℃〜５℃の温度に、より好ましくは７５℃〜４０℃の温度に冷却されることにより凝縮される。有用な凝縮器は当業界において知られている。凝縮器は下記のような液／液分離器と一体化されていてよい。凝縮器は、液体、例えば、水、または気体、例えば、空気により冷却されてよい。冷却プロセスにおいて発生した熱は、例えば、洗浄された物品を熱風で乾燥するための次の任意の乾燥工程において使用できる。
凝縮物は液／液分離器において、水を豊富に含む相と溶剤を豊富に含む相に分離される。この分離工程における温度は好ましくは２０℃〜９８℃であり、より好ましくは４０℃〜８５℃であり、最も好ましくは４０℃〜７５℃である。分離工程における温度は、好ましくは、濯ぎ工程ＩＩ）における濯ぎ剤の温度とほぼ同一である。有用な分離装置は当業界において知られており、例えば、デカンターまたは液／液−遠心分離器である。分離装置における液体は蒸留した共沸混合物を凝縮させるための凝縮器として機能することができる。
溶剤を豊富に含む相は微量の溶解した水を含み、そして、水を豊富に含む相は微量の溶解した有機溶剤を含み、ここで、それらの量は、通常、温度に依存する。約６５℃の温度では、有機溶剤を豊富に含む相は０．１〜３５重量％、より好ましくは１〜２０重量％、そして最も好ましくは３〜１５重量％の溶解した水を含み、そして水を豊富に含む相は０．１〜３５重量％、より好ましくは０．５〜２０重量％、そして最も好ましくは１〜１５重量％の溶解した有機溶剤を含む。
一般に、溶剤を豊富に含む相は、洗浄工程Ｉ）において変更なく使用でき、そして水を豊富に含む相は、濯ぎ工程ＩＩ）において変更なく使用できる。このことは、上記の好ましい有機溶剤、特に、プロピレングリコールｎ−ブチルエーテルの主な利点の１つである。
所望ならば、上記で詳細に記載した任意の添加剤は、溶剤を豊富に含む相および／または水を豊富に含む相に加えられ、その後、工程Ｉ）およびＩＩ）において洗浄剤および濯ぎ剤として再利用されてよい。
任意の工程ＩＶ）において、濯いだ物品を乾燥する。乾燥工程の間の温度は２０℃〜２５０℃であり、より好ましくは２０℃〜１５０℃であり、最も好ましくは４０℃〜１００℃である。好ましくは、乾燥温度は濯ぎ剤の引火点よりも少なくとも１５℃低い。蒸発した濯ぎ剤はベントされるか、または既知の様式で回収され、例えば、凝縮により回収される。乾燥は周囲圧力または減圧で有利に行なわれる。少なくとも、有機溶剤として上記のモノ−またはジプロピレングリコールエーテルのいずれかを使用するときには、本発明の方法において使用される濯ぎ剤は水のみよりも素早く蒸発する。例えば、１５重量％以下の、少量のこのような有機溶剤を水と混合するときでも、乾燥時間は、水のみで物品を濯いだときに要する乾燥時間の約９０％以下だけであり、通常、約７０％以下だけであり、幾つかの場合には約５０％以下だけである。短くなった乾燥時間は濡れた物品を乾燥するためのコストを減じる。物品は好ましくはガスストリーム中で乾燥され、例えば、窒素流または空気流の中で乾燥される。
本発明の方法はバッチで行われるかまたは連続で行われることができる。
本発明の方法および洗浄装置の好ましい態様を、図面を参照して例１および２において詳細に記載する。例は本発明の範囲を制限するものと解釈されるべきでない。特に指示がないかぎり、全ての部および百分率は重量基準で与えられる。
例１
洗浄装置は洗浄剤としてプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル中の水の飽和溶液を含む２つの洗浄容器１および２を具備していた。洗浄装置は濯ぎ剤として水中のプロピレングリコールｎ−ブチルエーテルの飽和溶液を含む濯ぎ容器３を具備していた。更に、洗浄装置は蒸留装置４、凝縮器５、液／液分離器６、乾燥装置７、必要に応じて気体精製装置８、および、必要に応じて冷却器９を具備していた。
洗浄装置を運転したときに、洗浄される物品（示していない）は、最初に、洗浄容器１に浸漬され、そしてその後、洗浄容器２に浸漬された。洗浄容器内の洗浄剤の温度は好ましくは約６５℃であった。この温度では、プロピレングリコールｎ−ブチルエーテル中の水の濃度は約１２％であった。その後、洗浄された物品を濯ぎ容器３に通過させた。濯ぎ容器中の濯ぎ剤の温度も約６５℃であった。この温度では、水中のプロピレングリコールモノｎ−ブチルエーテルの濃度は約４．５重量％であった。濯がれた物品を濯ぎ容器から取り出し、そして乾燥装置７に通過させ、そこで、それを熱風１２により乾燥した。熱風の温度は好ましくは約７０℃であった。蒸発した濯ぎ剤を気体精製装置８に通過させることができる。
洗浄容器１中の洗浄剤がある量の不純物を含んだときに、洗浄剤の一部分または全量を蒸留装置４に供給した。洗浄容器２中の洗浄剤の一部分または全量は更なる使用のために洗浄容器１に供給されることができる。また、洗浄容器２中の全ての洗浄剤の一部分は使用後に蒸留装置４に直接的に供給されることもできる。濯ぎ剤は濯ぎ容器から蒸留装置４に供給された。蒸留装置４に供給する洗浄剤および濯ぎ剤の量により、蒸留装置内の水の量が共沸蒸留の間に留去される水の量よりも多いように、更なる量の水を蒸留装置に供給した。更に、水および有機溶剤を周期的にまたは連続的に蒸留装置に添加し、蒸留した濯ぎ剤を置換した。共沸混合物の沸点は大気圧で約９７℃であった。それは、約３０重量％のプロピレングリコールｎ−ブチルエーテルおよび約７０重量％の水からなった。共沸混合物は凝縮器５において、好ましくは約６５℃の温度に冷却した。凝縮器５において発生した熱は乾燥装置７において物品を乾燥するために使用される空気１２を加熱するために使用した。凝縮した液体を液／液分離器６に供給し、そこで、水を豊富に含む相１０と溶剤を豊富に含む相１１に分離した。溶剤を豊富に含む相を洗浄タンク２にリサイクルし、それを洗浄目的に使用した。水を豊富に含む相１０を濯ぎタンク３にリサイクルし、そして洗浄した物品を濯ぐために使用した。水を豊富に含む相１０の一部分を好ましくは冷却器９において冷却し、蒸発した濯ぎ剤をスクラビングするために使用し、そして蒸留装置４にリサイクルした。
例２
例１と同一の装置を使用し、プロセスを例１と同様に行った。しかし、洗浄容器１および２は洗浄剤として有機溶剤中の水の飽和溶液を含んだ。この有機溶剤は約１０％のポリプロピレングリコールｎ−ブチルエーテルおよび約９０％のウンデカンの混合物であった。濯ぎ容器３は濯ぎ剤として水中の上記の有機溶剤の飽和溶液を含んだ。
洗浄容器中の洗浄剤の温度は約４０℃であった。この温度で、有機溶剤中の水の濃度は約１％であった。濯ぎ容器中の濯ぎ剤の温度は好ましくは約６５℃であった。この温度で、水中の有機溶剤の濃度は約４％であった。
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