Rengöring

Historia

De gamla romarna använde en kemikalie som kallas ammoniak (som kommer från urin) och fuller's earth (en lera som kan absorbera fett och olja) för att rengöra sina ulltyg. Fullonicae var mycket kända, med minst en i varje stad av någon notabilitet, och ofta den största arbetsgivaren i ett distrikt. Dessa tvätterier fick sin urin från lantbruksdjur eller från särskilda krukor som placerades vid offentliga toaletter. Arbetskraften tjänade så mycket pengar att fullerargillen (en grupp som arbetar med endast ett jobb, i det här fallet med att tillverka fullerjord, denna speciella lera.) var en viktig politisk kraft. Dessutom beskattade regeringen uppsamling av urin och skickade folk i fängelse för att de kissade på sig.

Modern kemtvätt använder lösningsmedel som inte använder vatten för att avlägsna smuts och fläckar från kläder. Jean Baptiste Jolly upptäckte att petroleumbaserade lösningsmedel (kemikalier baserade på bränsle som bensin eller fotogen) kan användas för kemtvätt i mitten av 1800-talet. Jolly var en fransk färgfabrikant. Han märkte att hans duk blev renare efter att hans hembiträde spillt fotogen på den. På grund av detta utvecklade han en tjänst som rengjorde folks kläder på detta sätt, vilket blev känt som "nettoyage à sec", eller "kemtvätt".

De första kemtvättarna använde petroleumbaserade lösningsmedel, som bensin och fotogen. Brandfarliga problem ledde till att William Joseph Stoddard, en kemtvättare från Atlanta, utvecklade Stoddard-lösningsmedel som ett något mindre lättantändligt alternativ till bensinbaserade lösningsmedel. Regeringen började kontrollera kemtvättar eftersom de lättantändliga petroleumlösningsmedlen orsakade många bränder och explosioner.

Efter första världskriget började kemtvättar använda klorerade lösningsmedel. Dessa lösningsmedel var mycket mindre lättantändliga än petroleumlösningsmedel och hade bättre rengöringseffekt. I mitten av 1930-talet hade kemtvättbranschen valt tetrakloretylen (perkloretylen), allmänt kallat "perc", som det bästa lösningsmedlet. Det har en utmärkt rengöringskraft och är stabilt, obrännbart och skonsamt för de flesta kläder. Perc var emellertid också den första kemikalie som klassificerades som cancerframkallande (en kemikalie som kan orsaka cancer) av Consumer Product Safety Commission (en klassificering som senare drogs tillbaka). År 1993 antog California Air Resources Board bestämmelser för att minska utsläppen av perc från kemtvättar. Rengöringsindustrin håller på att ersätta perc med andra kemikalier och/eller metoder.

Traditionellt sett utfördes själva rengöringsprocessen i centraliserade "fabriker"; storstadsbutiker tog emot plagg från kunderna, skickade dem till fabriken och lät dem sedan återvända till butiken, där kunden kunde hämta dem. Detta berodde främst på risken för brand eller farliga ångor som uppstod i samband med rengöringsprocessen. Vid den här tiden utfördes kemtvätt i två olika maskiner - en för själva rengöringsprocessen och en för att torka kläderna.

Maskinerna från den här tiden kallades för ventilerade; deras rök och torkningsavgaser skickades ut i luften, på samma sätt som avgaser från moderna torktumlare. Detta bidrog till miljöföroreningen. Dessutom förlorades mycket potentiellt återanvändbar perc i atmosfären. Mycket strängare kontroller av utsläpp av lösningsmedel har gjort att alla kemtvättmaskiner i västvärlden nu är helt slutna. Inga lösningsmedelsångor släpps ut i atmosfären. I slutna maskiner återförs lösningsmedel som återvinns under torkningsprocessen i kondenserad och destillerad form. Det kan alltså återanvändas för att tvätta ytterligare laster eller slängas på ett säkert sätt. De flesta moderna slutna maskiner har också en datorstyrd torkningssensor som automatiskt känner av när de flesta spåren av perk har avlägsnats från lasten under torkningsprocessen. Detta system säkerställer att endast den minsta mängden perkdamm släpps ut när dörren öppnas i slutet av cykeln.

 
Pompeji - Fullonica av Veranius Hypsaeus. Anställda av en fullonica och en kund (l), med kläder hängande över huvudet.  

Process

En kemtvättmaskin liknar en kombination av en tvättmaskin och en torktumlare. Plaggen placeras i en tvätt-/extraktionskammare (kallad korg eller trumma). Kammaren är maskinens kärna. Tvättkammaren innehåller en horisontell, perforerad trumma som roterar i ett yttre skal. Skalet innehåller lösningsmedlet medan den roterande trumman innehåller kläderna. Korgen kan rymma mellan cirka 10 och 40 kg (20 till 80 lb).

Under tvättcykeln fylls kammaren till ungefär en tredjedel med lösningsmedel och börjar rotera, vilket rör om kläderna. Lösningsmedlets temperatur hålls på 30 grader Celsius (86 grader Fahrenheit), eftersom en högre temperatur kan skada det. Under tvättcykeln filtreras lösningsmedlet i kammaren och leds sedan tillbaka till kammaren. Detta kallas cykeln och fortsätter under hela tvätttiden. Lösningsmedlet avlägsnas sedan och skickas till en destillationsenhet som har både en panna och en kondensor. Det kondenserade lösningsmedlet leds till en separator där eventuellt kvarvarande vatten separeras från lösningsmedlet och sedan leds till tanken för "rent lösningsmedel". Den idealiska flödeshastigheten är en gallon lösningsmedel per pund plagg (ungefär 8 liter lösningsmedel per kilo plagg) per minut, beroende på maskinens storlek.

Operatörerna kontrollerar också kläderna för främmande föremål innan de placeras i maskinen. Föremål som plastpennor löses upp i lösningsmedelsbadet och kan skada textilier så att de inte kan återställas. Vissa textilfärgämnen är "lösa" (rött är det största problemet) och släpper ut färgämnet vid nedsänkning i lösningsmedlet. För att undvika färgöverföring ska man tvätta röda kläder separat från ljusare textilier. Det lösningsmedel som används måste destilleras för att avlägsna föroreningar som kan överföras till kläderna. Operatörerna kontrollerar att kläderna är kompatibla med kemtvätt, även när det gäller fästanordningar. Många fästelement som dekorerar kläderna är antingen inte klara för kemtvätt med lösningsmedel eller så klarar de inte av den mekaniska påverkan som rengöringen medför. Operatörerna tar bort dem och syr om dem efter rengöringen. Eller så lindar operatörerna in dem i ett litet vadderat skydd. Bräckliga föremål, t.ex. sängöverkast med fjädrar eller mattor med tofsar eller hängmattor, kan omslutas av en lös nätpåse. Perkloretylen har en densitet på cirka 1,7 g/cm³ vid rumstemperatur (70 % tyngre än vatten), och den rena vikten av absorberat lösningsmedel kan leda till att textilen bryter ihop under normal kraft under extraktionscykeln om inte nätpåsen ger mekaniskt stöd.

Många tror att alla märken och fläckar kan avlägsnas med kemtvätt. Det är inte alla fläckar som kan rengöras med kemtvätt. Vissa måste behandlas med fläcklösningsmedel, ibland med ångstråle eller genom att blötläggas i speciella fläckborttagningsvätskor innan plaggen tvättas eller kemtvättas. Det är också svårt att återfå den ursprungliga färgen och strukturen på plagg som förvarats i smutsigt skick under lång tid. Naturfibrer som ull, bomull och silke i ljusare färger bör inte lämnas i smutsigt eller smutsigt skick under lång tid eftersom de absorberar smuts i sin struktur och det är osannolikt att de kan återfå sin ursprungliga färg och yta.

Huvudskälet till att tvätt i vatten ger ett annat resultat än kemtvätt är att vatten är ett polärt lösningsmedel medan kemtvätt använder ett opolärt lösningsmedel.

En typisk tvättcykel pågår i 8-15 minuter beroende på typ av plagg och graden av smuts. Under de första tre minuterna löser sig lösningsmedelslöslig smuts i perkloretylen och lös, olöslig smuts lossnar. Det tar ungefär tio till tolv minuter efter det att den lösa smutsen har lossnat för att avlägsna den inbäddade olösliga smutsen från plaggen. Maskiner som använder kolvätebaserade lösningsmedel kräver en tvättcykel på minst 25 minuter på grund av den mycket långsammare upplösningshastigheten för lösningsmedelslöslig smuts. En tvål som är ett ytaktivt medel för kemtvätt kan också tillsättas.

I slutet av tvättcykeln startar maskinen en sköljcykel där plagget sköljs med färskt destillerat lösningsmedel från tanken för rent lösningsmedel. Denna sköljning med rent lösningsmedel förhindrar missfärgning som orsakas av att smutspartiklar absorberas tillbaka till plaggets yta från det "smutsiga" arbetslösningsmedlet.

Efter sköljcykeln påbörjar maskinen extraktionsprocessen, som återvinner kemtvättslösningsmedel för återanvändning. Moderna maskiner återvinner ungefär 99,99 % av det lösningsmedel som användes. Extraktionscykeln inleds med att lösningsmedlet töms ur tvättkammaren och korgen sätts upp till 350-450 varv per minut, vilket gör att en stor del av lösningsmedlet snurrar loss från tyget. Fram till denna tidpunkt sker rengöringen i normal temperatur, lösningsmedlet värms aldrig upp i kemtvättsprocessen. När inget mer lösningsmedel kan spinnas ut startar maskinen torkcykeln.

Under torkcykeln tumlas plaggen i en ström av varm luft (60-63 °C/140-145 °F) som cirkulerar genom korgen och avdunstar eventuella spår av lösningsmedel som finns kvar efter centrifugeringen. Lufttemperaturen kontrolleras för att förhindra värmeskador på plaggen. Den utblåsta varma luften från maskinen passerar sedan genom en kylaggregat där lösningsmedelsångorna kondenseras och återförs till tanken för destillerat lösningsmedel. Moderna kemtvättmaskiner använder ett slutet system där den kylda luften värms upp på nytt och återcirkuleras. Detta leder till hög återvinning av lösningsmedel och minskad luftförorening. I kemtvättarnas tidiga dagar släpptes stora mängder perkloretylen ut i atmosfären eftersom det ansågs billigt och troddes vara ofarligt.

När torkcykeln är klar kyler en deodoriseringscykel (luftning) plaggen och avlägsnar ännu mer av lösningsmedlet genom att kylig utomhusluft cirkulerar över plaggen och sedan genom ett filter för återvinning av ångor som är tillverkat av aktivt kol och polymerhartser. Efter luftningscykeln är plaggen rena och redo för pressning/efterbehandling.

I själva verket tar kemtvätten inte bort alla lösningsmedel. Det finns inga statliga normer för hur mycket lösningsmedel som får finnas kvar i tyget. Det finns spårbara mängder av lösningsmedlet kvar i kläderna, och det är ullkläder som behåller mest lösningsmedel.

 
modern kemtvättmaskin med pekskärm och enkelt gränssnitt  


Modern kemtvättmaskin  

Behandling med lösningsmedel

Arbetslösningsmedlet från tvättkammaren passerar genom flera filtreringssteg innan det återförs till tvättkammaren. Det första steget är en knappfälla som förhindrar att små föremål som ludd, fästelement, knappar och mynt kommer in i lösningsmedelspumpen.

Med tiden ansamlas ett tunt lager filterkaka (så kallad muck) på luddfiltret. Smutsen avlägsnas regelbundet (vanligen en gång om dagen) och bearbetas sedan för att återvinna lösningsmedel som fastnat i smutsen. Många maskiner använder "spin disc-filter", som avlägsnar slammet från filtret med hjälp av centrifugalkraft samtidigt som det tvättas tillbaka med lösningsmedel.

Efter luddfiltret passerar lösningsmedlet genom ett absorberande patronfilter. Detta filter är tillverkat av aktiverad lera och träkol och avlägsnar fin olöslig jord och icke-flyktiga rester samt färgämnen från lösningsmedlet. Slutligen passerar lösningsmedlet genom ett poleringsfilter som avlägsnar all smuts som inte tidigare avlägsnats. Det rena lösningsmedlet återförs sedan till den fungerande lösningsmedelstanken.

För att öka rengöringsförmågan tillsätts små mängder tvättmedel (0,5-1,5 %) till arbetslösningsmedlet, vilket är viktigt för dess funktion. Dessa rengöringsmedel hjälper till att lösa upp hydrofila smutsämnen och hindrar smuts från att återförekomma på plaggen. Beroende på maskinens konstruktion används antingen ett anjoniskt eller ett katjoniskt tvättmedel.

Eftersom återvinningen av lösningsmedel är mindre än 100 % och eftersom kemtvätt inte avlägsnar vattenbaserade fläckar på ett bra sätt har entreprenörer utvecklat våttvättprocessen, som i huvudsak består av tvätt med kallt vatten och lufttorkning med hjälp av en datorstyrd tvättmaskin och torktumlare. I allmänhet förbättras och utvecklas våtrengöring fortfarande, även om lågteknologiska versioner av den har använts i århundraden.

 

Symboler

De som tillverkar kläder har särskilda symboler för hur de ska tvättas. Den internationella GINETEX-symbolen för kemtvätt är en cirkel. Den kan ha bokstaven P inuti för att ange perkloretylenlösningsmedel, eller bokstaven F inuti för att ange ett kolvätebaserat lösningsmedel. Ett streck under cirkeln betyder att endast milda rengöringsprocesser bör användas. En överstruken tom cirkel innebär att kläderna inte får kemtvättas.

 
Tvättsymboler anger skötselinstruktioner.  

Avfall från kemtvättar

Kokt dynga

Kokta pulverrester - det avfallsmaterial som uppstår vid kokning eller destillering av dynga. Kokta pulverrester är farligt avfall och innehåller lösningsmedel, pulveriserat filtermaterial (diatomit), kol, icke-flyktiga rester, ludd, färgämnen, fett, jord och vatten. Lagstiftningen anger hur detta material får kasseras.

Slam

Avfallsslammet eller fasta rester från destillationsanläggningen innehåller lösningsmedel, vatten, jord, kol och andra icke-flyktiga rester. Material som avlägsnas från botten av destilleriet vid kemtvättar med klorerade lösningsmedel är farligt avfall.

 

Miljö

Perc klassificeras som en farlig luftförorening av United States Environmental Protection Agency och måste hanteras som farligt avfall. För att förhindra att det hamnar i dricksvattnet måste kemtvättar som använder perc vidta särskilda försiktighetsåtgärder för att förhindra föroreningar på platsen. Hyresvärdarna blir alltmer ovilliga att tillåta kemtvättar att bedriva verksamhet i sina byggnader. När perc släpps ut i luften kan det bidra till smog när det reagerar med andra flyktiga organiska kolsubstanser. Kalifornien förklarade perkloretylen som en giftig kemikalie 1991, och dess användning kommer att bli olaglig i den staten 2023.

Vissa alternativ, som CO₂ , undviker de giftiga riskerna med perc. CO₂ rengör dock inte vissa typer av smuts lika bra som perc.

 

Lösningsmedel som använts

Modernt

• Glykoletrar (dipropylenglykol tertiär-butyleter) (Rynex) (Solvair) - I många fall är de effektivare än perkloretylen (perc). I samtliga fall är de bättre för miljön. Dipropylenglykol-tertiärbutyleter (DPTB) har en flampunkt som ligger långt över gällande industristandarder, så den utgör ingen brandrisk. DPTB kan lösa upp vattenlösliga fläckar lika bra (eller bättre) som perc eller de andra lösningsmedel för kemtvätt av glykoleter som för närvarande används kommersiellt. En särskild fördel med DPTB-vattenlösningar av Rynex-produkten vid kemtvätt är att de inte beter sig som en typisk blandning. Rynex fungerar snarare som en enda substans. Detta möjliggör en bättre definierad separation vid azeotropisk destillation vid en lägre kokpunkt. Det underlättar också en effektivare återvinning. Över 99 % av Rynex kan återvinnas. Det förbättrar också reningen med hjälp av konventionella destillationstekniker.
• Kolväte - Detta är mest likt vanlig perc-torkrengöring, men processen använder kolvätebaserade lösningsmedel som Exxon-Mobils DF-2000 eller Chevron Phillips EcoSolv. Dessa petroleumbaserade lösningsmedel är mindre aggressiva än perc och kräver en längre rengöringscykel. Även om dessa lösningsmedel är brandfarliga utgör de inte någon stor risk för brand eller explosion om de används på rätt sätt. Ett kolvätebaserat lösningsmedel innehåller också flyktiga organiska föreningar (VOC) som bidrar till smog.
• Flytande silikon (decametylcyklopentasiloxan eller D5) - är skonsammare för plaggen än perc och orsakar inte färgförlust. GreenEarth Cleaning tar ut en licensavgift för att använda detta lösningsmedel. Även om det är betydligt mer miljövänligt är priset mer än dubbelt så högt som för perc, och GreenEarth tar ut en årlig anslutningsavgift. Nedbryts inom några dagar i miljön till kiseldioxid och spår av vatten och CO₂ . D5 ger upphov till giftfritt, icke-farligt avfall. Dow Corning genomförde toxicitetstester som visade att flytande silikon ökar förekomsten av tumörer hos honråttor (inga effekter sågs hos hanråttor). Men ytterligare forskning kom fram till att de effekter som observerats hos råttor inte är relevanta för människor eftersom den biologiska väg som leder till tumörbildning är unik för råttor (170,6 °F/77 °C flampunkt).
• Modifierade kolväteblandningar (Pure Dry)
• Perkloretylen - Perc har använts sedan 1940-talet och är det vanligaste lösningsmedlet, "standarden" för rengöringsprestanda och det mest aggressiva rengöringsmedlet. Det kan orsaka färgblödning/förlust, särskilt vid högre temperaturer, och kan förstöra speciella prydnader, knappar och pärlor på vissa plagg. Bättre för oljebaserade fläckar (som står för cirka 10 % av fläckarna) än de vanligaste vattenlösliga fläckarna (kaffe, vin, blod osv.). Perc lämnar en karakteristisk kemisk lukt på plaggen. Perc är obrännbart.
• Flytande CO₂ - Consumer Reports bedömde denna metod som bättre än konventionella metoder, men Drycleaning and Laundry Institute kommenterade dess "ganska låga rengöringsförmåga" i en rapport från 2007. En annan branschcertifieringsgrupp, America's Best Cleaners, räknar CO₂ -rengöringsmedel bland sina medlemmar. Maskinerna är dyra - upp till 90 000 dollar mer än en perc-maskin, vilket gör det svårt för små företag att ha råd med dem. Vissa städföretag med dessa maskiner har traditionella maskiner på plats för de hårdare smutsiga textilierna. Andra anser att växtenzymer är lika effektiva och mer miljövänliga. CO₂ - Rengjorda kläder avger inga flyktiga föreningar. CO₂ -rengöring används också vid återställande av brand- och vattenskador eftersom den är effektiv när det gäller att avlägsna giftiga rester, sot och brandlukt. Miljöpåverkan är mycket liten: Koldioxid är nästan helt giftfri, den finns inte kvar i kläder eller i miljön och dess växthusgaspotential är lägre än för många organiska lösningsmedel.
• Våtrengöring - Ett system som använder vatten och biologiskt nedbrytbar tvål. Datorstyrda torktumlare och stretchmaskiner ser till att tyget behåller sin naturliga storlek och form. Våtrengöring påstås kunna rengöra flertalet plagg som endast kan rengöras på kemtvätt på ett säkert sätt, inklusive läder, mocka, de flesta skräddarsydda ylleprodukter, silke och rayon. (Slipsar tycks vara det enda undantaget.) De flesta perc cleaners använder våtrengöring på vissa plagg, men det finns bara cirka 20 exklusiva våtrengöringsföretag i USA.

Historiskt

• Koltetraklorid - Mycket giftigt.
• Trikloretan - Överdrivet aggressivt och hårt.
• Stoddard-lösningsmedel - Mycket lättantändligt och explosivt, flampunkt 100°F/38°C.
• CFC-113 - Freon - Ozonförstörande CFC.

 

Hemstädning

Olika kommersiella produkter som finns på marknaden i dag, t.ex. Procter & Gambles Dryel, gör det möjligt att utföra delar av kemtvättsprocessen i hushållet med hjälp av tvättmaskiner för hemmabruk. Även om det inte är en fullständig process som utförs av en professionell kemtvätt, ger de bekvämligheten av hemtvätt och fungerar för vissa typer av plagg.