Введение

Чистка тканей в неводных растворителях

Сухая чистка – это любой процесс очистки одежды и текстиля с использованием растворителя, отличного от воды. Вместо воды одежда погружается в жидкий растворитель, не содержащий воды (обычно неполярный, в отличие от воды, которая является полярным растворителем). Тетрахлорэтилен (перхлорэтилен), известный в отрасли как "перк", является наиболее распространенным растворителем, хотя также используются альтернативные растворители, такие как 1-бромопропан и углеводороды. Большинство натуральных волокон можно стирать в воде, но некоторые синтетические (например, вискоза, лиоцелл, модаль и купро) плохо реагируют с водой и, по возможности, должны подвергаться сухой чистке.

История

Древние греки и римляне использовали некоторые методы очистки текстиля без воды, включавшие применение порошкообразных химических веществ и абсорбирующей глины (земли пломбировщика). К 1700-м годам французы использовали растворители на основе терпентина для специализированной чистки. Современная химчистка на основе растворителей, возможно, возникла в 1821 году благодаря американскому предпринимателю Томасу Л. Дженнингсу. Дженнингс называл свой метод "сухой очисткой". Французский работник красильной фабрики Жан Батист Жолли разработал собственный метод очистки тканей, используя керосин и бензин. Обеспокоенность по поводу воспламеняемости побудила Уильяма Джозефа Стоддарда, владельца химчистки из Атланты, в 1924 году разработать растворитель Стоддарда (уайт-спирит) как менее воспламеняющуюся альтернативу растворителям на основе бензина. Использование легковоспламеняющихся нефтяных растворителей приводило ко множеству пожаров и взрывов, что повлекло за собой государственное регулирование химчисток.

Переход на хлорированные растворители

После Первой мировой войны химчистки начали использовать хлорированные растворители. Эти растворители были гораздо менее пожароопасными, чем нефтяные растворители, и обладали улучшенной чистящей способностью. Первыми растворителями были тетрахлорметан и трихлорэтилен (ТХЭ), но постепенно от них отказались, по мере того как становились известны их негативные последствия для здоровья. ТХЭ до сих пор может эпизодически использоваться для локальной очистки сложных пятен. К середине 1930-х годов в индустрии химчистки стали использовать тетрахлорэтилен (также называемый перхлорэтиленом или ПХЭ) в качестве растворителя. Он обладает отличной чистящей способностью, не является пожароопасным и совместим с большинством тканей. Благодаря своей стабильности тетрахлорэтилен легко поддается переработке, но он сохраняется в окружающей среде при попадании туда.

Перхлороэтилен

Перхлороэтилен (PCE или "перк", тетрахлороэтилен) используется с 1930-х годов. PCE является наиболее распространенным растворителем и считается "стандартом" по эффективности очистки. Это высокоэффективный чистящий растворитель, обладающий термостабильностью, возможностью переработки, низкой токсичностью и приятным запахом. PCE перерабатывается путем дистилляции при температуре кипения (121 °C). Растворитель может вызывать выцветание/потерю цвета, особенно при повышенных температурах. В некоторых случаях он может повредить декоративные элементы, пуговицы и бусины на одежде. Он более эффективен для удаления масляных пятен (которые составляют около 10% от общего числа пятен), чем для распространенных водорастворимых пятен (кофе, вино, кровь и т.д.). Токсичность перхлороэтилена оценивается как "от умеренной до низкой", и "сообщения о травмах у людей редки, несмотря на его широкое применение в химчистке и обезжиривании". Тетрахлороэтилен Международным агентством по исследованию рака (IARC) классифицирован как "вероятно канцерогенный для человека" (группа 2A). Существует вероятность канцерогенного воздействия на человека, однако доказательства ограничены, поскольку большинство исследованных химчисток имели привычку к курению и употреблению алкоголя. Уровень воздействия тетрахлороэтилена в типичной химчистке считается значительно ниже уровней, необходимых для возникновения какого-либо риска. По оценкам, по состоянию на 2012 год от 50% до 70% химчисток в США использовали perc. Альтернативные растворители доступны, но их использование может потребовать существенных изменений в оборудовании, технологических процессах и обучении персонала.

Сверхкритический

Сверхкритический диоксид углерода является альтернативой ПСЭ; однако, он уступает ему в удалении некоторых видов загрязнений. Углекислый газ практически нетоксичен (но в высоких концентрациях представляет опасность удушья). Consumer Reports оценил сверхкритический диоксид углерода как превосходящий традиционные методы, но Институт химчистки и прачечной в своем отчете за 2007 год отметил его "достаточно низкую очищающую способность". В целом, сверхкритический диоксид углерода является мягким растворителем, что снижает его способность эффективно удалять пятна. Одним из недостатков сверхкритического диоксида углерода является его низкая электропроводность. Как упоминалось в разделе "Механизмы", химчистка использует как химические, так и механические свойства для удаления загрязнений. При взаимодействии растворителя с поверхностью ткани трение выталкивает грязь. Одновременно с этим трение создает электрический заряд. Ткани являются плохими проводниками, но обычно это накопление статического электричества рассеивается через растворитель. В жидком диоксиде углерода этот разряд не происходит, и накопление электрического заряда на поверхности ткани притягивает грязь обратно, снижая эффективность очистки. Для компенсации низкой растворимости и проводимости сверхкритического диоксида углерода исследования направлены на использование добавок. Для повышения растворимости 2-пропанол показал улучшенные очищающие свойства для жидкого диоксида углерода, поскольку он увеличивает способность растворителя растворять полярные соединения. Оборудование для использования сверхкритического диоксида углерода стоит до 90 000 долларов дороже, чем оборудование для ПСЭ, что делает его недоступным для малого бизнеса. Некоторые химчистки, использующие такое оборудование, сохраняют традиционные машины для сильно загрязненных тканей, в то время как другие считают растительные ферменты столь же эффективными и более экологичными.

Другие растворители: нишевые, новые и т.д.

На протяжении десятилетий предпринимались попытки заменить ПЦЭ. Эти альтернативы пока не получили широкого распространения: Гликолевые эфиры (также известные как "пропиленгликолевые эфиры") – это класс органических растворителей, представленных в 1990-х годах как замена перхлорэтилену. Они дороже, чем ПЦЭ. Дибутоксиметан (дибутилацеталь формальдегида, также называемый "бутилалом", иногда именуемый "ацеталем" и зарегистрированный под торговой маркой SolvonK4) одобрен Агентством по охране окружающей среды США (EPA) с экологической точки зрения. Он входит в число наиболее дорогих растворителей, но обладает преимуществами, такими как более быстрая очистка, более низкие температуры и быстрое время сушки. В 2016 году штат Массачусетс отнес этот растворитель к категории "веществ, представляющих повышенную опасность" в связи с растущей обеспокоенностью по поводу его влияния на здоровье и окружающую среду.