Органические растворители и химчистка

Современные органические растворители, факты и цифры.

В рамках прошедшей международной специализированной выставки Clean Show 2012 Европейская Ассоциация CINET представила результаты ряда своих новых исследований. Одно из них включало сравнительный анализ используемых на старте второго десятилетия XXI века растворителей химической чистки.

Сравнению подвергся целый ряд органических растворителей во главе с пока еще непотопляемым перхлорэтиленом и уже прочно зарекомендовавшими себя в современной химической чистке углеводородами (KWL) и водой (аквачистка). Кроме того, в сферу интересов CINET попали новые растворители:

• Solvon K4 (разработка компании Kreussler)
• силоксан D5 известный также под маркой GreenEarth, разработанные компанией Ilsa силиконовый растворитель Ipura D5
• углеводородный Ipura HCS
• а также сжиженный CO2
• и новая разработка компании Christeyns гликоль-эфир.

Причиной подобного исследования стал не простой статистический интерес. Давление на предприятия химчистки, использующие перхлорэтилен, с каждым годом все более ужесточается, а в некоторых регионах он уже запрещен к использованию (так, в американском штате Калифорния этот запрет действует с 2003 года). Чем заменить перхлор, и есть ли без него будущее у химической чистки? Именно на эти вопросы предполагали получить ответ эксперты CINET в результате проведенных исследований.

Как все мы знаем, долгое время в качестве альтернативы перхлорэтилену рассматривались исключительно органические растворители. Вода исключалась по причине усадки, которой могли подвергаться наиболее чувствительные материалы. Между тем причиной образования дефектов была совсем не вода, а отсутствие должного механического и температурного контроля на стадии стирки и особенно сушки. Современные машины и технологии аквачистки позволяют избежать подобных проблем, и не случайно водная обработка изделий на сегодняшний день является наиболее действенной альтернативой традиционной химической чистке в среде перхлорэтилена.

использования растворителей химической чистки в ряде стран мира.

Лидерами здесь являются перхлорэтилен, углеводороды и вода (аквачистка); остальные растворители, поскольку используются сравнительно мало, сведены в общую группу.

Кто-то может возразить, что данные по иным растворителям, только появившимся на рынке, занижены, но это не так. Они могли появиться на предприятиях разных стран мира в 2012 году, но не были учтены (речь идет в первую очередь о Solvon K4, а также о растворителях марок GreenEarth и Ipura). В любом случае мы видим, что перхлорэтилен остается обсалютным лидером практически везде, за исключением Японии. Впрочем, мы также видим, что в ряде стран Европы (особенно на Северо-Западе) он медленно уступает свои позиции KWL-растворителям и воде.

Экспертные исследования свойств девяти растворителей проводились в Нидерландах силами специалистов Европейской Ассоциации CINET, Нидерландской Ассоциации предприятий химической чистки NETEX и Технологическим учебным центром текстильной обработки (TKT) в рамках проекта Solvetex. Как уже было отмечено в начале нашего обзора, в круг исследования вошли:

1. перхлорэтилен
2. KWL-растворители
3. вода
4. Solvon K4
5. D5 GreenEarth
6. Ipura D5
7. Ipura HCS
8. сжиженный CO2
9. и гликоль-эфир.

Различные виды одежды из различных же материалов подвергались обработке данными растворителями с целью определения возникновения усадки и пиллинга, качества удаления загрязнений. В ходе каждого нового опыта для обработки в каждом растворителе отбирались девять совершенно идентичных изделий. Всего было проведено шесть опытов по следующим позициям:

■ черный мужской костюм (88% шерсть, 8% полиамид, 4% эластан);
■ женская юбка (43% полиэстр, 30% шерсть, 6% вискоза, 3% нейлон, 18% полиакрил);
■ галстук (100% шелк, обраба-тывалось только 5 образцов – в ПХЭ, KWL, D5, сжиженном CO2 и воде);
■ свитер (100% шерсть);
■ тестовые образцы материи (проверка на усадку);
■ тестовые образцы материи (проверка на посерение). Результаты исследований были
классифицированы по четырем основным позициям:
■ качество удаления пятен (опи-сание пятен и результаты при-водятся в таблице 2);
■ посерение образцов ткани;
■ усадка изделий, содержащих хлопок и шерсть;
■ анализ пиллинга, затвердения, появления заломов.

Анализ удаления разных пятен растворителем в химчистке.

В таблице 2 приведены результаты удаления загрязнений исключительно в ходе обработки в машине, без проведения зачистки или последующей пятновыводки. Качество удаления загрязнений определялось экспертными оценками: в первой из двух нижних строк указана абсолютная сумма результатов, полученная каждым растворителем, а во второй (заключительной) – оценка моющей способности каждого растворите¬ля относительно углеводорода, чей показатель принят за 100.

Из таблицы мы видим, что перхлорэтилен по своей моющей способности продолжает оставаться вне конкуренции. Заслуживают внимание результаты, полученные углеводородными растворителями, силиконом D5 и водой. Известный уже не первое десятилетие сжиженный CO2 ничем особенным себя не проявил, и данная технология не кажется нам перспективной. А вот что касается новых растворителей, то Solvon K4 и совсем новый гликоль-эфир показали великолепные результаты, сравнимые с ПХЭ.

Сравнение моющих спасобностей различных растворителей относительно KWL (принято за 100).

Диаграмма 1 наглядно показывает моющие характеристики всех девяти растворителей относительно углеводородов, чей показатель принят за 100.

 

Усадка образцов хлопка и шерсти (%) после обработки в различных растворителях.

Анализ подверженности воздействию усадки проводился на образцах хлопка и шерсти, причем каждый образец выдержал три цикла обработки в машине. Результаты приводятся «в чистом виде», то есть после извлечения материалов из машины с ними не проводилось никаких дополнительных отделочных операций (диаграмма 2).

 

Диаграмма показывает, что наибольшая степень усадки бывает после аквачистки (напомним, что с изделиями не проводили никаких предварительных и отделочных операций). Особенно это касается шерсти. Из новых растворителей лучше всего ведут себя Ipura D5 и Solvon K4, не считая, конечно, сжиженного CO2, который сильно проигрывает по своим моющим характеристикам.

Средний процент усадки изделий при обработки в различных растворителях с последующей отделкой.

Следующая диаграмма (диа­грамма 3)

показывает уже средний процент усадки изделий, обрабаты­ваемых в различных растворителях, по окончании полного цикла обработки (три мойки в машине плюс отделочные операции). Относи­тельно высокий процент усадки после аквачистки определила обра­ботка шерстяного свитера. Без из­делий из чистой шерсти показатели аквачистки не уступали бы анало­гичным значениям для органиче­ских растворителей. Вообще же, не считая аквачистки и злополучного свитера, все исследуемые раство­рители дают приемлемый средний процент усадки – в пределах 1%.

Наконец, диаграмма 4 пока­зывает степень посерения образ­цов хлопка и шерсти после трех циклов обработки в каждом рас­творителе. Здесь показатели более менее одинаковы (за исключением Ipura HCS).

Что касается прочих дефектов обработки, следует отметить, что на черном мужском костюме после аквачистки наблюдались многочи­сленные заломы, которые удалось полностью убрать в ходе последую­щих отделочных операций. Неболь­шой пиллинг был замечен на свитере из чистой шерсти – опять же после аквачистки; незначительное затвер­дение материалов наблюдалось по­сле обработки в силиконе D5. При этом каждый из девяти тестируемых растворителей показал хорошую со­хранность цветовой гаммы изделий (возможно, совсем легкое потуск­нение наблюдалось опять же после аквачистки на черном мужском ко­стюме). Было также отмечено, что после обработки в гликоль-эфире и в Solvon K4 несколько тяжелее ста­ли открываться и закрываться мол­нии, но, возможно, это только пер­вое впечатление – надо же эксперту к чему-нибудь придраться.

Какие из всего этого можно сделать выводы?

Первый и глав­ный вывод – то, что за последние 20 лет (с момента первой официальной презентации аквачистки) техноло­гии химической чистки сделали огромный шаг вперед, предостав­ляя сегодняшним специалистам от­расли огромный выбор путей раз­вития своих предприятий. Вместе с тем, при всем уважении к ста­рым и новым разработкам, пер- хлорэтилен был и остается наибо­лее подходящим растворителем для химической чистки, а KWL-техно­логии – его главным конкурентом.

Силикон D5 – относительно но­вый метод химической чистки, и он, безусловно, заслуживает внима­ния прежде всего благодаря своим экологическим характеристикам, не самым плохим моющим показате­лям и хорошим данным сохранно­сти изделий. Однако минусом дан­ной технологии является слишком длительный цикл сушки изделий.

Оба растворителя марки Ipura весьма интересны с точки зрения энергосберегающих характеристик разработанной заводом Ilsa техноло­гии. Кроме того, они обеспечивают хорошую сохранность обрабатыва­емых изделий, а минусом здесь вы­ступает не самая высокая моющая способность растворителей.

Сжиженный CO₂ требует обя­зательного участия моющих средств – сам он практически не чистит и является явным аутсайде­ром среди всех исследуемых рас­творителей. При этом посерение изделий в среде данного раствори­теля выше, чем у воды и Solvon K4.

Технология аквачистки за 20 лет с момента своего появле­ния серьезно усовершенствова­лась – это касается и используе­мого оборудования, и химических средств, и программ обработки. Ко­нечно, моющая способность воды не сравнится с перхлорэтиленом и Solvon K4, но вполне сопоставима с силиконом и даже KWL-раство­рителями. Просто ряд загрязнений необходимо удалять в процессе за­чистки или последующей пятновы­
водки. И еще нужно помнить, что некоторым материалам противо­показана обработка в водной сре­де. До сих пор не пришли к еди­ному мнению насчет того, сколько же процентов поступающих на предприятия изделий можно ак- вачистить. На конференции спе­циалистов отрасли, прошедшей в 2010 году в ирландском Дублине, назывались следующие цифры:

• только в машине аквачистки можно хорошо обрабатывать 40-60% изделий;
• при тщательной предваритель­ной и последующей обработке этот процент можно повысить до 60-80%;
• при необходимости, прилагая максимум усилий обработки вручную, эта цифра может со­ставлять 90%.

Растворитель Solvon K4 проде­монстрировал прекрасную, сравни­мую с ПХЭ, моющую способность. Усадка на хлопковых изделиях не­значительно выше, чем у ПХЭ, KWL и D5, зато прекрасные показа­тели при обработке изделий из шер­сти (средние показатели сравнимы с ПХЭ и KWL). Биологическая разла­гаемость нового растворителя дела­ет его наиболее интересным среди представленных альтернатив.

Что касается гликоль-эфира, то он показал превосходные мою­щие характеристики, при этом все же проигрывая двум основным рас­творителям по показателям усадки и посерения. Вместе с тем, этот рас­творитель использовали в обычной машине типа «мультисольвент», и не исключено, что характеристики процесса были оптимальными. Ясно лишь то, что оба новых раствори­теля – гликоль-эфир и Solvon K4 – имеют очень хорошие перспективы. Главное – у отрасли химчисток ПО ПРЕЖНЕМУ есть возможность выбора.