JP2016516501A - 改善された洗浄機および洗浄法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は基材(substrate)、具体的には紡織繊維および織物を、固体粒子材(solid particulate material)を使用して処理する装置に関する。より詳細には本発明は、該粒子材と基材との間の機械的相互作用を至適化するように適合したシステムで、そのような固体粒子材の使用を提供し、そして処理中の該粒子材の再循環、および処理の完了後にそれらを続く操作で再使用し易くする、該基材からの容易な除去を促進する装置に関する。また本発明は、基材を処理するための該装置の使用法に関する。
水性洗浄法(aqueous cleaning process)は、家庭用および工業用の両方で紡織繊維の洗濯(washing)の中核である。所望するレベルの洗浄が達成されると仮定して、そのような方法の効果は通常、エネルギー、水および洗浄剤(detergent)の消費レベルにより特徴付けられる。一般に、これら3つの成分に関する要件が低いほど、より効率的な洗濯法であるとみなされる。また水および洗浄剤の消費が減少すれば、極めてコストがかかり、しかも環境にも有害な水性流出物の処分の必要性が最少になるので、下流における影響も重要である。
定する定めた洗濯サイクルに基づきエネルギー効率指数(EEI)を誘導する(全負荷で3オフ、60℃;半負荷で2オフ、60℃;そして半負荷で2オフ、40℃)。そのような洗濯の総エネルギー消費(それに‘オフモード’および‘放置’(left on)モード’の電力消費に関する加重値を加える)は、毎日の数字に平均化される(7で割ることにより)。得られた数値に220(想定される年間の平均洗濯回数)を掛けて、KWhで年間のエネルギー消費(AEc)を算出する。次いでEEIは、AEcを標準年間エネルギー消費量(SAEc=[47 x c]+ 51.7)(ここでcはその機械に関する洗濯量の容量)で割ることにより算出される。EEI値<46ならばA+++のエネルギー評価となる。同じ取り組みが水の消費についても取られ、AWcに到達する(同じ設定の1週間の洗濯サイクルについての水の消費量を出し、毎日の消費量に平均化し、そして年間の量を算出する)。しかしこの値は、リットル/年間で年間の消費量を表示するだけである。
。
このように本発明の第一の態様に従い、固体粒子材を使用して基材の処理に使用する装置が提供され、該装置は
(a)(i)中に回転可能に取り付けられた円筒状の保持器(cage)を有する第一の上部チャンバ、および
(ii)該円筒状の保持器の下に位置する第二の下部チャンバ
を有する筐体手段;
(b)少なくとも一つの再循環手段;
(c)出し入れ(access)手段;
(d)ポンプ手段;および
(e)複数の送達手段を備え、該回転可能に取り付けられた円筒状の保持器は、該固体粒子材を収集し、そして該粒子材を該少なくとも一つの再循環手段に転送し易くするよう
に適合した収集(collecting)および転送(transferring)手段をさらに備えている。
段への転送は、場合により該調節手段により制御される。
汚損基材を含んでなることができ、典型的な態様では少なくとも一つの汚損基材は少なくとも一つの紡織繊維を含んでなり、これは好ましくは衣類の状態である。より詳細には、本発明の態様では、該方法は汚損基材を固体粒子洗浄材を含んでなる配合物および洗濯水で洗浄することを含んでなり、ここで該方法は本発明の第一態様による装置内で行われる。
(a)固体粒子洗浄材および水を、本発明の第一の態様による装置の第二の下部チャバに導入し;
(b)該固体粒子洗浄材および水を攪拌および加熱し;
(c)少なくとも一つの汚損基材を該回転可能に取り付けられた円筒状の保持器に出し入れ手段を介して入れ;
(d)実質的に密閉された系を形成するように出し入れ手段を閉め;
(e)該水および固体粒子洗浄材を、該回転可能に取り付けられた円筒状の保持器に再循環手段を介して入れ;
(f)装置の洗濯サイクルを操作し、ここで該回転可能に取り付けられた円筒状の保持器を回転させ、そして流体および固体粒子洗浄材が、第一流路を介して収集および転送手段に入るようにし、第二流路に沿って該再循環手段に制御された様式で転送されるようにし;
(g)ポンプ手段を操作して新しい固体粒子洗浄材を転送し、そして使用済の固体粒子洗浄材を、該再循環手段を介して分離手段に再循環し;
(h)制御手段を操作して該新しい、および再循環の固体粒子洗浄材を、該回転可能に取り付けられた円筒状の保持器に制御された様式で加え;そして
(i)汚損基材の洗浄を行うために必要に応じて工程(e)、(f)、(g)および(h)を続行する工程を含んでなる。
の重力による加速として取ると、
求心力=Mv2/r
洗濯物の静置重量=Mg
v=2ΠrR/60
したがってG=4Π2r2R2/3600rg=4Π2rR2/3600g=1.118x10-3rR2
よくあることだが、rがメートルではなくセンチメートルで表わされるならば、
G=1.118x10-5rR2
である。したがって800rpmで回転する半径49cmのドラムならば、G=350.6である。
。
本発明の装置は、例えばプラスチック材料、革、紙、ボール紙、金属、ガラスまたは木材を含む広い範囲の基材の処理に使用することができる。しかし実際には、該装置は紡織繊維の衣類のような紡績繊維を含む基材の洗浄に使用するために主に設計されており、そして例えば綿のような天然繊維、または人工および合成の織物繊維、例えばナイロン6,6、ポリエステル、酢酸セルロースのいずれか、またはその繊維ブレンドを含んでなることができる織物繊維の効率的洗浄を特に成功裏に達成することが示された。
含めることにより、特定の要求にあつらえることができる。このようにコポリマーはポリマー鎖に、とりわけイオン荷電した、または極性部分または不飽和有機基を含むモノマーを包含することにより特定の染色物質を引き付けるように適合させることができる。
、約80%まで、約35%まで、またはさらに約30重量%までのレベルで存在する。
20回より多い洗濯サイクルを意味する。
な結果が達成されるが、一般には性能において幾らかの劣化が最終的に観察される。
て収集できるようになる。基材から再循環手段への固体粒子洗浄材の収集率は、該保持器の回転速度により影響を受け、そしてより高い回転速度で求心力は上がるので、固体粒子洗浄材を基材から保持器の外壁上に押し出す傾向が上がる。しかしより高い保持器のrpm値は、洗浄されている基材も圧縮するので、折りたたまれた基材中にある洗浄材を閉じ込めることになる。したがって最適な回転速度は一般に直径48cmの保持器で40から50rpmの間であることが分かった。さらに洗濯物の湿度レベルもビーズ排出の制御に重要であることが観察された。
洗浄実験は、1組の実施例および比較例を使用して行った(表1を参照)。実施例はプ
ロトタイプゼロス(Xeros)US洗濯機の状態で、本発明による処理装置(洗濯機)を使用して行った。比較例は、本発明による処置装置で使用した同じドラム容量を備えたモデル番号WF435を有する最高級のUSサムソン(Samsung)洗濯機で行った。実験はできる限り英国標準EN60456に従い行った。この標準に対する1つの例外は、従来の液体洗剤の使用であり、その成分は:
・非イオン性表面活性剤ブレンド:5〜10重量%
・アニオン請表面活性剤ブレンド:15〜20重量%
・酵素ブレンド:1〜5重量%
・溶媒:10〜15重量%
・ビルダー:1〜5重量%
・微量成分(蛍光増白剤、香料等):1〜5重量%
・水:バランス
であった。
Eco)で、この順でより少量の水量を使用した。高温サイクルについては、ゼロスUS洗濯機を使用して、2試験の変動で行った:すなわちトップクリーン(Top Clean)、およびエコに再びエコ(Eco again with Eco)で、この順により少量の水を使用した。一定の総表面積(10.4m2)を持つ同じポリプロピレンビーズ(粒子、中実)を、すべてのゼロスUS洗濯機実験で使用した。USサムソン洗濯機について、標準(冷)および高負荷(heavy duty)(高温)サイクルを使用した。両装置を使用した実験は、20℃の冷たい水温、および40℃の熱い水温の一定の入口を使用した。サイクル中の抽出速度はできる限り合わせた。実験を20回繰り返した。
洗浄性能は、色の測定を使用して定量した。EMPA染色モニターの反射測定は、SpectraMagicTM NXソフトウェアを用いてパーソナルコンピューターに接続されたコニカミノルタ分光計を使用して測定した。各染色についてY値は染色モニターで取った。より高いY値はより良い洗浄を示すことに留意されたい。低温サイクルについての結果の平均は、表2に示し、そして加熱サイクルに関する結果の平均を表3で説明する。
い1つ、または任意の新規組み合わせにも及ぶ。
Claims (35)
- 固体粒子材を使用して基材を処理するために使用する装置であって、
(a)(i)中に回転可能に取り付けられた円筒状の保持器を有する第一の上部チャンバ、および
(ii)該円筒状の保持器の下に位置する第二の下部チャンバ
を有する筐体手段;
(b)少なくとも一つの再循環手段;
(c)出し入れ手段;
(d)ポンプ手段;および
(e)複数の送達手段、
を備え、該回転可能に取り付けられた円筒状の保持器は、該固体粒子材の収集および該粒子材の該少なくとも一つの再循環手段への転送を促進するように適合した収集および転送手段をさらに備えている上記装置。 - 上記の出し入れ手段が実質的に密閉されたシステムを提供するように閉鎖することができる請求項1に記載の装置。
- 上記出し入れ手段が外槽に取り付けられた蝶番のドアを含む請求項1または2に記載の装置。
- 上記の回転可能に取り付けられた円筒状の保持器が、駆動手段の使用により作動する請求項1,2または3に記載の装置。
- 上記の収集および転送手段が、該回転可能に取り付けられた円筒状の保持器から流体および固体粒子材の進入を促進する第一流路、および上記再循環手段への該流体および固体粒子材の転送を促進する第二流路を含む少なくとも一つの入れ物を備えている請求項1ないし4のいずれか1項に記載の装置。
- 上記第二流路が、該回転可能に取り付けられた円筒状のドラムの側壁に少なくとも一つの開口部を備え、該少なくとも一つの開口部が、該固体粒子材の該再循環手段への転送を可能にする直径を有する請求項5に記載の装置。
- 上記の収集および転送手段が、該第二流路に位置し、そして該固体粒子材の該再循環手段への転送を制御するように適合した調節手段を備えている請求項5または6に記載の装置。
- 上記の調節手段が開閉式ドアまたはフラップを備えている請求項7に記載の装置。
- 上記の調節手段が回転ドアを備えている請求項8に記載の装置。
- 上記の調節手段が、機械的手段、電気的手段および磁気的手段の少なくとも一つを備えている作動手段により開閉を生じる請求項7,8または9に記載の装置。
- 上記の収集および転送手段が1もしくは複数の区画を備えている前記請求項のいずれかに記載の装置。
- 上記の1もしくは複数の区画を、該回転可能に取り付けられた円筒状の保持器の少なくとも一つの内面に配置できる、請求項11に記載の装置。
- 上記の回転可能に取り付けられた円筒状の保持器の内周面に等距離間隔で配置された複数の区画を備えている請求項11または12に記載の装置。
- 上記の収集および転送手段が、流体および該固体粒子材の該収集および転送手段への進入が該回転可能に取り付けられた円筒状の保持器の回転方向により制御されるように適合されている前記請求項のいずれかに記載の装置。
- 上記の収集および転送手段が、該回転可能に取り付けられた円筒状の保持器の内面に間隔を空けて固定されたリフタに含まれている前記請求項のいずれかに記載の装置。
- 上記の少なくとも一つの再循環手段が、該下部チャンバから該回転可能に取り付けられた円筒状の保持器への流体の再循環を促進する前記請求項のいずれかに記載の装置。
- 上記の再循環手段が、該下部チャンバと該回転可能に取り付けられた円筒状の保持器を連結するダクトをさらに備えている請求項16に記載の装置。
- 上記のダクトが、該固体粒子材の該円筒状の保持器への導入を制御するように適合している制御手段を備えている請求項17に記載の装置。
- 上記の回転可能に取り付けられた円筒状の保持器が、穿孔が無い中実側壁を含むドラムを備えている前記請求項のいずれかに記載の装置。
- 上記の回転可能に取り付けられた円筒状の保持器が、3.0mm以下の直径を有する穿孔を持つ穿孔側壁を含むドラムを備えている請求項1ないし18のいずれか1項に記載の装置。
- 基材を、固体粒子材を含んでなる配合物で処理することを含んでなる基材の処理法であって、該方法が請求項1ないし20のいずれか1項に記載の装置で行われる上記方法。
- 上記の方法が、少なくとも一つの汚損基材を含んでなる少なくとも一つの基材を洗浄することを含んでなる請求項21に記載の方法。
- 上記の少なくとも一つの汚損基材が、少なくとも一つの紡織繊維衣類を含んでなる請求項22に記載の方法。
- 方法が:
(a)固体粒子洗浄材および水を、本発明の第一態様による装置の第二の下部チャンバに導入し;
(b)該固体粒子洗浄材および水を攪拌そして加熱し;
(c)少なくとも一つの汚損基材を該回転可能に取り付けられた円筒状の保持器に出し入れ手段を介して入れ;
(d)実質的に密閉されたシステムを形成するように出し入れ手段を閉め;
(e)該水および固体粒子洗浄材を、該回転可能に取り付けられた円筒状の保持器に再循環手段を介して入れ;
(f)装置の洗濯サイクルを操作し、該回転可能に取り付けられた円筒状の保持器を回転させ、そして流体および固体粒子洗浄材が、第一流路を介して該収集および転送手段に入るようにし、第二流路に沿って該再循環手段へ制御された様式で転送されるようにし;
(g)ポンプ手段を操作して、新しい固体粒子洗浄材を転送し、そして使用済の固体粒子洗浄材を、該再循環手段を介して分離手段に再循環し;
(h)該新しいおよび再循環の固体粒子洗浄材を、該回転可能に取り付けられた円筒状
の保持器に制御された様式で加えるように制御手段を操作し;そして
(i)汚損基材の洗浄を行うために必要な工程(e)、(f)、(g)および(h)を続行する工程を含んでなる請求項22または23に記載の方法。 - さらにすすぎ操作を含んでなり、追加の水が上記の回転可能に取り付けられた円筒状の保持器に加えられる請求項22,23または24に記載の方法。
- 少なくとも一つの追加の洗浄剤が上記装置に加えられる請求項22ないし25のいずれか一項に記載の方法。
- 上記の少なくとも一つの追加の洗浄剤が、少なくとも一つの洗浄剤組成物を含んでなる請求項26に記載の方法。
- 洗濯サイクルの完了で、上記の回転可能に取り付けられた円筒状の保持器の回転が、該固体粒子洗浄材の該貯蔵手段への除去を可能とするように、1未満のG力で起こるように引き起こされる請求項22ないし27のいずれか1項に記載の方法。
- 上記の固体粒子材が多数のポリマー粒子またはポリマー粒子と非ポリマー粒子との混合物を含んでなる請求項21ないし28のいずれか1項に記載の方法。
- 上記のポリマー粒子がポリアミド、ポリエステル、ポリアルケンまたはポリウレタンまたはそれらのコポリマーの粒子を含んでなる請求項29に記載の方法。
- 上記のポリマー粒子が架橋または非架橋ポリマーを含んでなる請求項29または30に記載の方法。
- 上記の非ポリマー粒子が、ガラス、シリカ、石、木、金属またはセラミック材料の粒子を含んでなる請求項29,30または31に記載の方法。
- 2.5:1から0.1:1重量/重量の間の水 対 基材の比率を達成するように行われる洗浄処理を含んでなる、請求項21ないし32のいずれか1項に記載の方法。
- 固体粒子洗浄材 対 基材の比が0.1:1から10:1重量/重量の範囲内である請求項21ないし33のいずれか1項に記載の方法。
- 小規模または大規模バッチ法に使用するための請求項21ないし34のいずれか1項に記載の方法。
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