Nettoyage à sec

Le nettoyage à sec est tout procédé de nettoyage des vêtements et des textiles utilisant un solvant autre que l’eau .

Le nettoyage à sec implique toujours du liquide, mais les vêtements sont plutôt trempés dans un solvant liquide sans eau, le tétrachloroéthylène (Perchloroéthylène), connu dans l’industrie sous le nom de “perc”, qui est le solvant le plus largement utilisé. Les solvants alternatifs sont le 1-bromopropane et l’essence de pétrole. [1]

La plupart des fibres naturelles peuvent être lavées à l’eau, mais certains synthétiques (par exemple, la Viscose , le lyocell , le modal et le cupro ) réagissent mal avec l’eau et doivent être nettoyés à sec. [2]

Histoire

Le nettoyage à sec est né [3] avec l’entrepreneur américain Thomas L. Jennings . Jennings a qualifié sa méthode de « récurage à sec ».

L’opérateur de teinturerie français Jean Baptiste Jolly [4] [a] a développé sa propre méthode utilisant du kérosène et de l’ essence pour nettoyer les tissus. [4] Il ouvre le premier pressing à Paris en 1845. [6]

Les problèmes d’inflammabilité ont conduit William Joseph Stoddard, un nettoyeur à sec d’ Atlanta , à développer le Solvant Stoddard (white spirit) comme alternative légèrement moins Inflammable aux solvants à base d’essence. L’utilisation de solvants pétroliers hautement inflammables a provoqué de nombreux incendies et explosions, entraînant une réglementation gouvernementale des nettoyeurs à sec. Après la Première Guerre mondiale , les nettoyeurs à sec ont commencé à utiliser des solvants chlorés . Ces solvants étaient beaucoup moins inflammables que les solvants pétroliers et avaient un pouvoir nettoyant amélioré. [ citation nécessaire ]

Passer au tétrachloroéthylène

Au milieu des années 1930, l’industrie du nettoyage à sec avait adopté le tétrachloroéthylène (Perchloroéthylène), ou PCE en abrégé, comme solvant. Il a un excellent pouvoir nettoyant et est ininflammable et compatible avec la plupart des vêtements. Parce qu’il est stable, le tétrachloroéthylène est facilement recyclé. [1]

Infrastructure

Les entreprises de nettoyage à sec, du point de vue du client, sont soit des usines , soit des magasins de dépôt . Une usine effectue le nettoyage sur place. Un magasin de dépôt reçoit les vêtements des clients, les envoie à une grande usine, puis fait retourner le vêtement nettoyé au magasin pour être récupéré par le client. Ce cycle a minimisé le risque d’incendie ou de fumées dangereuses créées par le processus de nettoyage. À cette époque, le nettoyage à sec était effectué dans deux machines différentes, l’une pour le processus de nettoyage et la seconde pour éliminer le solvant des vêtements.

Les machines de cette époque étaient décrites comme ventilées ; leurs gaz d’échappement de séchage ont été expulsés dans l’atmosphère, comme de nombreux gaz d’échappement de sèche-linge modernes. Cela a non seulement contribué à la contamination de l’environnement, mais aussi une grande partie du PCE potentiellement réutilisable a été perdue dans l’atmosphère. Des contrôles beaucoup plus stricts sur les émissions de solvants ont permis de garantir que toutes les machines de nettoyage à sec du monde occidental sont désormais entièrement fermées et qu’aucune vapeur de solvant n’est évacuée dans l’atmosphère. [ citation nécessaire ]Dans les machines fermées, le solvant récupéré pendant le processus de séchage est renvoyé condensé et distillé, de sorte qu’il peut être réutilisé pour nettoyer d’autres charges ou éliminé en toute sécurité. La majorité des machines fermées modernes intègrent également un capteur de séchage contrôlé par ordinateur, qui détecte automatiquement lorsque toutes les traces détectables de PCE ont été éliminées. Ce système garantit que seules de petites quantités de vapeurs de PCE sont libérées à la fin du cycle.

Mécanisme

Structure de la cellulose, constituant principal du coton. Les nombreux groupes OH lient l’eau, entraînant un gonflement du tissu et des plis, ce qui est minimisé lorsque ces matériaux sont traités avec du tétrachloroéthylène et d’autres solvants de nettoyage à sec.

En termes de mécanisme, le nettoyage à sec solubilise sélectivement les taches sur l’article. Les solvants sont non polaires et ont tendance à extraire sélectivement les composés qui causent les taches. Sinon, ces taches ne se dissoudraient que dans des mélanges de détergents aqueux à des températures élevées, ce qui pourrait endommager les tissus délicats.

Les solvants non polaires sont également bons pour certains tissus, en particulier les tissus naturels, car le solvant n’interagit avec aucun groupe polaire dans le tissu. L’eau se lie à ces groupes polaires, ce qui entraîne le gonflement et l’étirement des protéines dans les fibres pendant le lavage. De plus, la liaison des molécules d’eau interfère avec les faibles attractions au sein de la fibre, entraînant la perte de la forme originale de la fibre. Après le cycle de lavage, les molécules d’eau sèchent. Cependant, la forme originale des fibres a déjà été déformée, ce qui entraîne généralement un rétrécissement. Les solvants non polaires empêchent cette interaction, protégeant les tissus plus délicats.

L’utilisation d’un solvant efficace couplé à la friction mécanique du culbutage élimine efficacement les taches.

Processus

Une machine de nettoyage à sec moderne avec écran tactile et commande SPS. Fabricant : EazyClean, type EC124. Photo prise avant l’installation. Machine de nettoyage à sec série 3 avec contrôle PLC. Fabricant : BÖWE Nettoyage textile ; Allemagne

Une machine de nettoyage à sec est similaire à une combinaison d’une machine à laver domestique et d’un sèche-linge. Les vêtements sont placés dans la chambre de lavage ou d’extraction (appelée « panier » ou « tambour »), qui constitue le cœur de la machine. La chambre de lavage contient un tambour perforé horizontal qui tourne à l’intérieur d’une coque extérieure. La coque retient le solvant tandis que le tambour rotatif retient la charge de vêtement. La capacité du panier est comprise entre environ 10 et 40 kg (22 à 88 lb). [ citation nécessaire ]

Pendant le cycle de lavage, la chambre est remplie d’environ un tiers de solvant et commence à tourner, agitant les vêtements. La température du solvant est maintenue à 30 degrés Celsius (86 degrés Fahrenheit) ou moins, car une température plus élevée peut l’endommager. Pendant le cycle de lavage, le solvant dans la chambre (communément appelée «cage» ou «boîte à outils») est passé à travers une chambre de filtration, puis réinjecté dans la «cage». C’est ce qu’on appelle le cycle et il se poursuit pendant toute la durée du lavage. Le solvant est ensuite éliminé et envoyé vers une unité de distillation composée d’une chaudière et d’un condenseur. Le solvant condensé est introduit dans une unité de séparation où toute eau restante est séparée du solvant, puis introduite dans le réservoir de solvant propre. Le débit idéal est d’environ 8 litres de solvant par kilogramme de vêtements par minute, selon la taille de la machine.

Les vêtements sont également vérifiés pour les corps étrangers. Des objets tels que des stylos en plastique peuvent se dissoudre dans le bain de solvant et endommager les textiles. Certains colorants textiles sont “lâches” et perdent leur colorant lors de l’immersion dans le solvant. Les articles fragiles, tels que les couvre-lits en plumes ou les tapis à glands ou les tentures, peuvent être enfermés dans un sac en filet lâche. La densité du Perchloroéthylène est d’environ 1,7 g/cm 3 à température ambiante (70 % plus lourd que l’eau), et le simple poids du solvant absorbé peut entraîner la rupture du textile sous une force normale pendant le cycle d’extraction, à moins que le sac en filet ne fournisse un support mécanique.

Toutes les taches ne peuvent pas être éliminées par nettoyage à sec. Certains doivent être traités avec des solvants anti-taches – parfois au jet de vapeur ou en les trempant dans des liquides détachants spéciaux – avant que les vêtements ne soient lavés ou nettoyés à sec. De plus, les vêtements stockés dans un état sale pendant une longue période sont difficiles à ramener à leur couleur et leur texture d’origine.

Un cycle de lavage typique dure de 8 à 15 minutes selon le type de vêtements et le degré de salissure. Au cours des trois premières minutes, les salissures solubles dans les solvants se dissolvent dans le Perchloroéthylène et les salissures insolubles se détachent. Il faut 10 à 12 minutes après le détachement de la saleté meuble pour éliminer la saleté insoluble incrustée des vêtements. Les machines utilisant des solvants hydrocarbonés nécessitent un cycle de lavage d’au moins 25 minutes en raison du taux de solvatation beaucoup plus lent des salissures solubles dans les solvants. Un “savon” tensioactif de nettoyage à sec peut également être ajouté.

À la fin du cycle de lavage, la machine démarre un cycle de rinçage au cours duquel la charge de vêtements est rincée avec du solvant fraîchement distillé provenant du réservoir de solvant. Ce rinçage au solvant pur empêche la décoloration causée par les particules de saleté qui sont réabsorbées sur la surface du vêtement par le solvant de travail “sale”.

Après le cycle de rinçage, la machine commence le processus d’extraction, qui récupère le solvant pour le réutiliser. Les machines modernes récupèrent environ 99,99% du solvant utilisé. Le cycle d’extraction commence en vidant le solvant de la chambre de lavage et en accélérant le panier à 350–450 tr/min , provoquant l’essorage d’une grande partie du solvant hors du tissu. Jusqu’à ce moment, le nettoyage est effectué à température normale, car le solvant n’est jamais chauffé dans le processus de nettoyage à sec. Lorsqu’il n’y a plus de solvant à essorer, la machine démarre le cycle de séchage.

Pendant le cycle de séchage, les vêtements sont culbutés dans un courant d’air chaud (60–63 °C/140–145 °F) qui circule à travers le panier, évaporant les traces de solvant laissées après le cycle d’essorage. La température de l’air est contrôlée pour éviter que la chaleur n’endommage les vêtements. L’air chaud évacué de la machine passe ensuite à travers une unité de refroidissement où les vapeurs de solvant sont condensées et renvoyées dans le réservoir de solvant distillé. Les machines de nettoyage à sec modernes utilisent un système en boucle fermée dans lequel l’air refroidi est réchauffé et recirculé. Cela se traduit par des taux de récupération de solvant élevés et une réduction de la pollution de l’air. Au début du nettoyage à sec, de grandes quantités de Perchloroéthylène étaient évacuées dans l’atmosphère car il était considéré comme bon marché et considéré comme inoffensif.

De nombreux nettoyeurs à sec placent les vêtements nettoyés dans de minces sacs à vêtements en plastique transparent

Une fois le cycle de séchage terminé, un cycle de désodorisation ( aération ) refroidit les vêtements et élimine les autres traces de solvant en faisant circuler de l’air extérieur frais sur les vêtements, puis à travers un filtre de récupération de vapeur composé de charbon actif et de résines polymères. Après le cycle d’aération, les vêtements sont propres et prêts pour le repassage et la finition.

Traitement par solvant

Une série Firmimatic Saver. Cette machine utilise la filtration à l’argile activée au lieu de la distillation. Il utilise beaucoup moins d’énergie que les méthodes conventionnelles.

Le solvant de travail de la chambre de lavage passe par plusieurs étapes de filtration avant d’être renvoyé dans la chambre de lavage. La première étape est un piège à bouton, qui empêche les petits objets tels que les peluches, les attaches, les boutons et les pièces de monnaie de pénétrer dans la pompe à solvant.

Au fil du temps, une fine couche de gâteau de filtre (appelée « boue ») s’accumule sur le filtre à charpie. La boue est retirée régulièrement (généralement une fois par jour) puis traitée pour récupérer le solvant emprisonné dans la boue. De nombreuses machines utilisent des ” filtres à disque rotatif “, qui éliminent la boue du filtre par la force centrifuge pendant qu’il est lavé à contre-courant avec du solvant.

Après le filtre à charpie, le solvant passe à travers un filtre à cartouche absorbant . Ce filtre, qui contient des argiles activées et du charbon de bois, élimine les fines salissures insolubles et les résidus non volatils, ainsi que les colorants du solvant. Enfin, le solvant passe à travers un filtre de polissage, qui élimine toute saleté non éliminée auparavant. Le solvant propre est ensuite renvoyé dans le réservoir de solvant de travail. Le résidu de poudre cuite est le nom des déchets générés par la cuisson ou la distillation de la boue. Il contiendra du solvant, du matériau filtrant en poudre (diatomite), du carbone, des résidus non volatils, des peluches, des colorants, de la graisse, des salissures et de l’eau. Les boues résiduaires ou les résidus solides de l’alambic contiennent du solvant, de l’eau, des sols, du carbone et d’autres résidus non volatils. Les filtres usagés sont une autre forme de déchets, tout comme les eaux usées.

Pour améliorer la puissance de nettoyage, de petites quantités de détergent (0,5 à 1,5 %) sont ajoutées au solvant de travail et sont essentielles à sa fonctionnalité. Ces détergents émulsifient les salissures hydrophobes et empêchent les salissures de se redéposer sur les vêtements. Selon la conception de la machine, un détergent anionique ou cationique est utilisé.

Symboles

Le symbole international de blanchisserie GINETEX pour le nettoyage à sec est un cercle. Il peut avoir la lettre P à l’intérieur pour indiquer un solvant perchloréthylène, ou la lettre F pour indiquer un solvant Inflammable (Feuergefährliches Schwerbenzin). Une barre sous le cercle indique que seuls des processus de nettoyage doux sont recommandés. Un cercle vide barré indique qu’un article ne doit pas être nettoyé à sec. [7]

  • Symbole de nettoyage professionnel

  • Nettoyage à sec, solvant hydrocarbure uniquement (HCS)

  • Nettoyage doux avec des solvants à base d’hydrocarbures

  • Nettoyage très doux avec des solvants hydrocarbonés

  • Nettoyage à sec, tétrachloroéthylène (PCE) uniquement

  • Nettoyage en douceur avec PCE

  • Nettoyage très doux avec PCE

  • Ne pas nettoyer à sec

Solvants utilisés

Perchloroéthylène

Le Perchloroéthylène est le principal solvant utilisé dans le nettoyage à sec.

Le Perchloroéthylène (PCE ou tétrachloroéthylène) est utilisé depuis les années 1930. Le PCE est le solvant le plus courant, la « norme » pour les performances de nettoyage. C’est un solvant de nettoyage très efficace. Il est thermiquement stable, recyclable et peu toxique. Il peut cependant provoquer un saignement/une perte de couleur, en particulier à des températures plus élevées. Dans certains cas, cela peut endommager les garnitures spéciales, les boutons et les perles de certains vêtements. Il convient mieux aux taches d’huile (qui représentent environ 10 % des taches) qu’aux taches hydrosolubles plus courantes (café, vin, sang, etc.). La toxicité du tétrachloroéthylène “est modérée à faible” et “les rapports de blessures humaines sont rares malgré sa large utilisation dans le nettoyage à sec et le dégraissage”. [8]

Hydrocarbures

Les hydrocarbures sont représentés par des produits tels que DF-2000 d’ Exxon-Mobil ou EcoSolv de Chevron Phillips , et Pure Dry. Ces solvants à base de pétrole sont moins agressifs mais aussi moins efficaces que le PCE. Bien que combustible, le risque d’incendie ou d’explosion peut être minimisé lorsqu’il est utilisé correctement. Les hydrocarbures sont pourtant des polluants. Les hydrocarbures conservent environ 10 à 12 % du marché.

Une machine de nettoyage à sec moderne à utiliser avec divers solvants

Trichloroéthylène

Le trichloroéthylène est plus agressif que le PCE mais est très rarement utilisé. Avec des propriétés dégraissantes supérieures, il était souvent utilisé dans le passé pour le nettoyage industriel des vêtements de travail/combinaisons. Le TCE est classé cancérogène pour l’homme par l’ Environmental Protection Agency des États-Unis . [9]

CO 2 supercritique

Le CO 2 supercritique est une alternative au PCE ; cependant, il est inférieur pour éliminer certaines formes de saleté. [10] Les tensioactifs additifs améliorent l’efficacité du CO 2. [11] Le dioxyde de carbone est presque entièrement non toxique. Le potentiel de gaz à effet de serre est également inférieur à celui de nombreux solvants organiques.

Le processus de nettoyage à sec consiste à charger une chambre scellée qui est chargée de vêtements à l’aide de dioxyde de carbone gazeux provenant d’un récipient de stockage à environ 200 à 300 psi. Cette étape du processus est initiée par mesure de précaution pour éviter un choc thermique dans la chambre de nettoyage. Le dioxyde de carbone liquide est ensuite pompé dans la chambre de nettoyage à partir d’un récipient de stockage séparé par une pompe hydraulique ou électrique (qui a de préférence des pistons doubles). La pompe augmente la pression du dioxyde de carbone liquide à environ 900 à 1500 psi. Un sous-refroidisseur séparé réduit la température du dioxyde de carbone de 2 à 3 degrés Celsius en dessous du point d’ébullition afin d’empêcher la cavitation qui pourrait entraîner une dégradation prématurée de la pompe. [12]

Consumer Reports a estimé que le CO 2 supercritique était supérieur aux méthodes conventionnelles, mais le Drycleaning and Laundry Institute a commenté sa “capacité de nettoyage assez faible” dans un rapport de 2007. [13] Le CO 2 supercritiqueest, dans l’ensemble, un solvant doux qui réduit sa capacité à attaquer agressivement les taches.

Une carence en CO 2 supercritiqueest que sa conductivité électrique est faible. Comme mentionné dans la section Mécanismes, le nettoyage à sec utilise à la fois des propriétés chimiques et mécaniques pour éliminer les taches. Lorsque le solvant interagit avec la surface du tissu, le frottement déplace la saleté. En même temps, le frottement crée également une charge électrique. Les tissus sont de très mauvais conducteurs et donc généralement, cette accumulation est évacuée par le solvant. Cette décharge ne se produit pas dans le dioxyde de carbone liquide et l’accumulation d’une charge électrique sur la surface du tissu attire la saleté sur la surface, ce qui diminue son efficacité de nettoyage. Pour compenser la faible solubilité et conductivité du dioxyde de carbone supercritique, la recherche s’est concentrée sur les additifs. Pour une solubilité accrue,[14]

Les machines pour l’utilisation de CO 2 supercritique coûtent cher, jusqu’à 90 000 $ de plus qu’une machine PCE, ce qui rend l’abordabilité difficile pour les petites entreprises. Certains nettoyeurs équipés de ces machines conservent les machines traditionnelles sur place pour les textiles plus sales, mais d’autres trouvent que les enzymes végétales sont tout aussi efficaces et plus respectueuses de l’environnement.

Autres solvants : de niche, émergents, etc.

Pendant des décennies, des efforts ont été faits pour remplacer le PCE. Ces alternatives ne se sont pas avérées économiques jusqu’à présent :

  • Solvant StoddardInflammable et explosif, point d’éclair 100 °F/38 °C .
  • CFC-113 (fréon-113), un CFC . Maintenant interdit car nocif pour la couche d’ozone.
  • Le décaméthylcyclopentasiloxane (“silicone liquide”), appelé D5 en abrégé. Il a été popularisé par GreenEarth Cleaning. [15] Il est plus cher que le PCE. Il se dégrade en quelques jours dans l’environnement.
  • Le dibutoxyméthane (SolvonK4) est un solvant bipolaire qui élimine les taches à base d’eau et les taches à base d’huile. [16]
  • Les solvants bromés ( Bromure de N-propyle , Fabrisolv, DrySolv) sont des solvants avec des valeurs KB plus élevées que le PCE. Cela permet un nettoyage plus rapide, mais peut endommager certaines perles et paillettes synthétiques si elles ne sont pas utilisées correctement. Sur le plan de la santé, des risques associés au nPB tels que l’engourdissement des nerfs ont été signalés. [17] L’exposition aux solvants dans un nettoyeur à sec typique est considérée bien en deçà des niveaux requis pour entraîner un risque. [18] Sur le plan environnemental, il est approuvé par l’US EPA. Il fait partie des solvants les plus chers, mais il est plus rapide à nettoyer, à des températures plus basses et à des temps de séchage rapides.

Voir également

Remarques

  1. ^ Dans certaines sources incorrectement [5] appelé “Jolly-Belin”

Références

  1. ^ un b David C. Tirsell “Nettoyage à sec” dans l’Encyclopédie Ullmann de Chimie Industrielle, Wiley-VCH, Weinheim, 2000. doi : 10.1002/14356007.a09_049
  2. ^ Chasseur, Jennifer (22 mai 2019). “Nettoyer à sec vos pulls en laine? Ne vous embêtez pas” . Le New York Times . Récupéré le 30 mai 2019 .
  3. ^ Johnson, Shontavia. “L’Amérique a toujours eu des inventeurs noirs – même lorsque le système des brevets les excluait explicitement” . La Conversation . Récupéré le 19/06/2021 .
  4. ^ un b Oladele Ogunseitan (3 mai 2011). Santé verte : un guide de A à Z. Éditions SAGE. p. 135–. ISBN 978-1-4522-6621-3.
  5. ^ Ancliffe Prince (1965). Blanchiment et nettoyage : hier, aujourd’hui et demain . Publications techniques d’Iliffe. En Grande-Bretagne, la découverte a longtemps été attribuée à un supposé tailleur parisien du nom de Jolly-Belin […] En fait, le découvreur du nettoyage à sec ne s’appelait pas Jolly-Belin mais Jean-Baptiste Jell
  6. ^ Informations commerciales Reed (13 février 1986). Nouveau scientifique . Informations commerciales sur les roseaux. p. 33–. ISSN 0262-4079 .
  7. ^ “Symboles d’entretien textile professionnel” . GINETEX – Association Suisse pour l’Etiquetage Textile. Archivé de l’original le 2013-05-28 . Récupéré le 18/07/2013 .
  8. ^ E.-L. Drher ; TR Torkelson; KK Beutel (2011). “Chloréthanes et Chloroéthylènes”. Encyclopédie de chimie industrielle d’Ullmann . Weinheim : Wiley-VCH. doi : 10.1002/14356007.o06_o01 . ISBN 978-3527306732.
  9. ^ L’EPA publie l’évaluation finale de la santé pour le TCE [1] Septembre 2011. Consulté le 2011-09-28.
  10. ^ “Le nettoyage à sec avec du CO2 remporte le prix [Science] Ressource” . Resource.wur.nl. 2010-10-12. Archivé de l’original le 12/03/2012 . Récupéré le 14/03/2013 .
  11. ^ “Comment pouvons-nous utiliser le dioxyde de carbone comme solvant ?” . Sujets contemporains en sciences scolaires . Récupéré le 29/08/2016 .
  12. ^ “Système de nettoyage à sec/dioxyde de carbone liquide/supercritique” . 1993-12-06 . Récupéré le 02/01/2021 .
  13. ^ Institut de nettoyage à sec et de blanchisserie. “Le livre blanc DLI : informations clés sur les solvants de l’industrie.” The Western Cleaner & Launderer , août 2007.
  14. ^ US 5784905 , Townsend, Carl W. ; Chao, Sidney C. & Purer, Edna M., “Système de nettoyage au dioxyde de carbone liquide utilisant un fluide dissipant l’électricité statique”, publié le 28/07/1998
  15. ^ Tarantole, Andrew. « Il existe une meilleure façon de nettoyer vos vêtements à sec » . Gizmodo . Récupéré le 29/08/2016 .
  16. ^ Ceballos, Diana M.; Whittaker, Stephen G.; Lee, Eun Gyung; Roberts, Jennifer ; Streicher, Robert; Nourian, Fariba; Gong, Wei ; Broadwater, Kendra (2016). “Expositions professionnelles aux nouveaux solvants de nettoyage à sec : hydrocarbures à point d’éclair élevé et butylal” . Journal d’hygiène professionnelle et environnementale . 13 (10): 759–769. doi : 10.1080/15459624.2016.1177648 . PMC 5511734 . PMID 27105306 . {{cite journal}}: Maint CS1 : utilise le paramètre auteurs ( lien )
  17. ^ “ÉVALUATION DES DANGERS 1-bromopropane” Archivé le 06/11/2013 à la Wayback Machine juillet 2003. Consulté le 22 janvier 2014
  18. ^ Azimi Pirsaraei, SR; Khavanin, A; asiatique, H; Soleimanian, A (2009). “Exposition professionnelle au Perchloroéthylène dans les ateliers de nettoyage à sec à Téhéran, Iran” . Santé industrielle . 47 (2): 155–9. doi : 10.2486/indhealth.47.155 . PMID 19367044 .

Liens externes

  • Résumé des dangers fourni par l’ Environmental Protection Agency des États-Unis .
  • Sujet de sécurité et de santé du NIOSH : nettoyage à sec
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