JP2018517491A - 改善された装置と方法 - Google Patents

Abstract

多数の固体粒子を用いた少なくとも１つの基材の処理に使用するための装置（10）であって、ａ）ドラム（40）が回転可能に取り付けられたハウジング（20）と、ｂ）少なくとも１つの基材がドラム内に配置され得る開位置と装置が実質的に密閉される閉位置との間で移動可能なドア（60）と、ｃ）ドアに取り付けられたセパレータ（100）であって穿孔部分を含むセパレータと、ｄ）ハウジング上又はハウジング内に取り付けられた流路管（110）であって出口（140）を備える流路管と、ｅ）処理液と多数の固体粒子を第１の位置から流路管を通って出口からセパレータに向けてポンプ輸送するように構成されたポンプ手段（210）とを備え、セパレータが複数の固体粒子をドラム内に導くように配置され、セパレータがさらに処理液の一部をドラム以外の場所に導くように配置される。

Description

本開示は、基材の処理において多数の固体粒子を使用する装置に関する。本開示はさらに、固体粒子を使用する基材の処理のための装置の操作に関する。

織物と布地の家庭用と産業用の洗浄のための標準的な方法として、水洗浄が挙げられる。これらの方法は、一般に、布地の水性浸漬を含み、続いて土壌の除去、水性土壌の懸濁、水のすすぎが行われる。

しかし、水の消費量を減らすことには利点があると認識されている。例えば、水の消費量を減らすことは、処理又は処分する必要のある流出水の量を減らす効果を有する。また、水の量を減らすことは、水を加熱するために必要なエネルギーがより小さくなるため、プロセスのエネルギー要求量を低下させ、さらに所望の洗剤濃度を達成するのに必要な洗剤の量を減らす。一方、より良い洗浄は、洗濯機のドラム内により多くの水を存在させることによって達成されることが知られている。したがって、汚れた基材の効率的な洗浄を可能にしながら、洗浄プロセスで使用される水の量を減らす必要がある。

水洗浄プロセスに関連する課題に鑑みて、本出願人は、先行技術の方法によって実証された欠点を緩和又は克服することを可能にする、問題に対する新しいアプローチを以前に考案した。提供される方法は、大量の水の使用の必要性を排除するが、依然として効率的な洗浄と汚れ除去の手段を提供することができ、一方で経済的で環境的な利益をもたらすことができる。

したがって、WO2007/128962には、汚れた基材を洗浄するための方法と配合物が開示されており、その方法は、加湿された基材を多数のポリマー粒子を含む配合物で処理することを含み、その配合物は有機溶剤を含まない。基材は、１：０．１〜１：５ｗ／ｗの基材対水比を達成するように濡らされてもよく、必要に応じて、配合物は、少なくとも１つの洗浄剤をさらに含み、それは典型的には界面活性剤を含み、好ましくは洗剤特性を有する。開示された実施形態では、基材は織物類を含む。ポリマー粒子は、例えば、ポリアミド、ポリエステル、ポリアルケン、ポリウレタン又はそれらのコポリマーの粒子を含むことができ、特定の例はナイロンビーズである。

しかしながら、この洗浄方法の使用は、洗浄作業の終了時にナイロンビーズを洗浄された基材から効率的に分離するための要件を提示する。この問題は、WO2010/094959で対処され、それは独立した回転が可能な２つの内部ドラムの使用を必要とする洗浄装置を提供し、産業用と家庭用の両方の洗浄プロセスにおいて適用が見出される。

洗浄プロセスの終了時に洗浄ビーズを基材から効率的に分離する問題に対処するための、より簡単で経済的な手段を提供する観点から、さらなる装置がWO2011/064581に開示されている。WO2011/064581の装置は、産業用と家庭用の両方の洗浄プロセスにおいて適用が見出され、穿孔されたドラムと、流体と固体粒子状物質がドラムの内部から出入りするのを防止するように適合された取外し可能な外側ドラムスキンとを備える。洗浄方法は、第１の洗浄サイクルの間に外側スキンをドラムに取り付けることを必要とし、その後、スキンは、第２の洗浄サイクルを運転する前に除去され、それに続いて、洗浄された基材はドラムから取り出される。

WO2011/064581の装置と方法は、基材を首尾よく洗浄するのに極めて有効であるが、外側スキンの取り付けと取り外しの要件は、プロセスの全体的な効率を低下させる。洗浄プロセスの間に洗浄ビーズの連続した循環を提供することによって、外側スキンの要件を省くことが可能であった。

したがって、WO2011/098815では、汚れた基材の洗浄に使用するための装置が提供され、その装置は、内部に回転可能に取り付けられた円筒形ケージを備えた第１の上部チャンバと、円筒形ケージの下に位置する第２の下部チャンバとを有するハウジング手段とを備え、さらに少なくとも１つの再循環手段、アクセス手段、ポンピング手段及び多数の送達手段を備え、回転可能に取り付けられた円筒形ケージは、側壁の表面積の６０％までが２５．０ｍｍ以下の直径を有する穴を備えた、穿孔された側壁を有するドラムからなる。

WO2011/098815の装置は、汚れた基材の洗浄のために、固体粒子状洗浄材料と洗浄水を含む配合物による基材の処理を含む方法によって使用され、その方法は、典型的には、
（ａ）固体粒子状洗浄材料と水を装置の下部チャンバに導入するステップと、
（ｂ）固体粒子状洗浄材料と水を攪拌し加熱するステップと、
（ｃ）少なくとも１つの汚れた基材をアクセス手段を介して回転可能に取り付けられた円筒形ケージに装填するステップと、
（ｄ）実質的に密閉されたシステムを提供するようにアクセス手段を閉じるステップと、
（ｅ）回転可能に取り付けられた円筒形ケージの中に固体粒子状洗浄材料と水を導入するステップと、
（ｆ）洗浄サイクルのための装置を作動させるステップであって、回転可能に取り付けられた円筒形ケージが回転し、流体と固体粒子状洗浄材料が回転可能に取り付けられた円筒形ケージの穿孔を介して制御された方法で下部チャンバの中に落下するステップと、
（ｇ）新鮮な固体粒子状洗浄材料を移送し、使用済みの固体粒子状洗浄材料を分離手段に再利用するようにポンピング手段を作動させるステップと、
（ｈ）新鮮で再利用された固体粒子状洗浄材料を回転可能に取り付けられた円筒形ケージに制御された方法で加えるように制御手段を作動させるステップと、
（ｉ）汚れた基材の洗浄を行うために必要とされるステップ（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）を続行するステップと
を含む。

WO2011/098815の装置は、回転可能に取り付けられた円筒形ケージの中に固体粒子状洗浄材料を導入するための特徴を含み、洗浄操作において再使用するために固体粒子状材料の再循環を容易にするための少なくとも１つの再循環手段も含む。加えて、WO2011/098815の装置は、固体粒子状材料を水から分離するための分離手段と、円筒形ケージの中への固体粒子状材料の流入を制御するように適合された制御手段とを含むダクトを含むことができる。１つの開示された実施形態では、分離手段は、円筒形ケージの上方のレセプター受容器容器に配置された金網のような剛性フィルタ材料を含み、制御手段は、好ましくはレセプター容器に取り付けられ、ケージに接続された供給管の形態の、供給手段に配置されたバルブを備えている。

WO2011/098815に開示された装置は、固体粒子状洗浄材料と洗浄水とを含む配合物により汚れた基材の洗浄のために相当な改良を提供したが、洗浄操作において固体粒子状材料の使用と再使用の前に水から固体粒子状材料を分離する際の問題が残っている。特に、WO2011/098815の装置からの固体粒子状材料の分離は、円筒形ケージの上方に配置された分離容器を用いて行われる。この位置に分離装置を配置することは、ビーズの形態の固体粒子状材料を円筒状ケージに入る前に重力によりフィルタ材料に落下させるために必要であると考えられた。再循環させるために、固体粒子状材料は、装置の下部チャンバに位置するサンプから円筒形ケージの上方の分離容器まで延びる再循環経路に沿ってポンプ輸送された。

固体粒子状材料の長い再循環経路は、ポンプ輸送のためにより多くのエネルギーが消費され、固体粒子状材料を再循環経路に沿って輸送するためにより大きなポンプが必要とされるため、装置の効率に有害な影響を及ぼす。さらに、ビーズは、再循環経路に沿って水と組み合わされてポンプ輸送されるが、再循環に必要とされる水の総量が比較的多いため、比較的長い再循環経路は、装置の内部での比較的多い水の使用量に関連している。さらに、円筒形ケージの上方に分離容器を含めることは、装置のサイズを不利に増大させ、それは特に家庭用洗濯機にとって重要な考慮事項である。

WO2015/049544の装置は、WO2011/098815に開示された装置と方法の欠点のいくつかに対処した。WO2015/049544の装置では、洗浄装置の回転可能に取り付けられたドラムへのアクセスを提供するためのドアは、洗浄液と多数の固体粒子のための流路とセパレータとを備えたドアである。セパレータは、多数の固体粒子を流路からドラムに導くように配置され、セパレータは、さらに洗浄液の一部を流路からドラム内以外の場所に導くように配置される。このようにして、セパレータをドアの一部として設けることにより、洗浄装置のサイズが縮小された。

国際公開第WO2007/128962号パンフレット 国際公開第WO2010/094959号パンフレット 国際公開第WO2011/064581号パンフレット 国際公開第WO2011/098815号パンフレット 国際公開第WO2015/049544号パンフレット

本開示の目的は、固体粒子状材料を用いて汚れた基材を洗浄するための改良された装置と方法を提供することである。特に、本開示の目的は、洗浄操作において固体粒子状材料を導入する前に、固体粒子状材料と水とを分離するための改良された装置と方法を提供することである。固体粒子状材料と水との分離を改善することにより、洗浄操作に使用されるより乾燥したビーズが得られる。さらなる目的は、固体粒子状材料を用いて汚れた基材を洗浄するための改良された装置と方法を提供することであり、それは改善された洗浄性能を示し、及び／又は、それは水とエネルギーの消費を低減し、それにより装置と方法の効率及び経済性を改善する。驚くべきことに、本発明者らは、より乾燥したビーズが改善された洗浄性能を提供できることを見出した。

本開示の第１の態様によれば、多数の固体粒子を用いた少なくとも１つの基材の処理に使用するための装置であって、
ａ）ドラムが回転可能に取り付けられたハウジングと、
ｂ）少なくとも１つの基材がドラム内に配置され得る開位置と、装置が実質的に密閉される閉位置との間で移動可能なドアと、
ｃ）ドア内に取り付けられたセパレータであって、穿孔部分を有するセパレータと、
ｄ）ハウジング上又はハウジング内に取り付けられた流路管であって、出口を有する流路管と、
ｅ）処理液と多数の固体粒子を第１の位置から流路管を通って出口からセパレータに向かってポンプ輸送するように構成されたポンピング手段とを備え、
セパレータが多数の固体粒子をドラム内に導くように配置され、さらに、セパレータが処理液の一部をドラム以外の場所に導くように配置され、
流路管がドアに取り付けられていない装置が提供される。

第１の態様の装置（及び以下に説明する第２の態様の装置）は、洗浄装置として特に適している。したがって、この装置は、少なくとも１つの汚れた基材の洗浄に使用するための洗浄装置として特に適しており、この実施形態では、前記処理液は、好適には洗浄液と呼ばれる。また、この装置は、より一般的には、多数の固体粒子を用いて基材を処理するための装置として適しており、特に、基材が動物基材（スキン、ハイド、ペルト、革、フリースを含む）であり、用語「処理」が着色、なめし、なめしに付随するプロセス（洗浄を含み、水漬け、石灰漬け、脱毛、あか出し、裏打ち、脱灰、ベーチング、浸酸、加脂を含むキュアリング・ビームハウス処理を含み、酵素処理と色素固定を含む）を含む場合に適しており、それはWO-2014/167358-A、WO-2014/167359-A、WO-2014/167360-Aとして公開された出願人の特許出願にさらに詳細に記載されるとおりであり、これらのプロセスの開示は参照により本明細書に組み込まれる。処理プロセスは、仕上げ、染色、軟化又はストーンウォッシュプロセスをさらに含み、特に基材が織物又は衣類である。第１と第２の態様の装置及び関連する方法は、処理液が洗浄液である汚れた基材を洗浄するための洗浄装置を参照して以下に記載されるが、以下の開示、特に装置とそのすべての特徴の開示は、多数の固体粒子を用いて基材を処理するための装置のより一般的な使用にも適用可能であることが理解されよう。

ここに開示されたすべての態様に関連して明細書全体を通して使用されるように、「洗浄液」は洗浄装置に使用される液体である。好ましくは、洗浄液は水性媒体である。水性媒体は、水を含んでいてもよく、水からなるものでもよい。水性媒体は、少なくとも１つの洗浄剤、例えば洗剤組成物及び／又は以下に詳述する任意のさらなる添加剤と組み合わせた水であってもよい。

ここに開示されたすべての態様に関連して明細書全体を通して使用されるように、「流路管」は、第１の位置からセパレータの近傍までの経路である。流路管は出口を有する。固体粒子と洗浄液は出口を通って流路管から出る。流路はダクトであってもよい。

流路管は、好ましくは、主要部分とノズル部分とを備え、この場合、出口はノズル部分に含まれる。流路パイプの主要部分は、第１の位置に隣接するか含まれるポンピング手段からノズル部分まで延び、ノズル部分は、洗浄液と固体粒子をセパレータの方に向ける流路管の部分である。

出口の形状は、流路パイプの壁の端部、又は存在する場合にはノズル部の壁の端部によって規定される。出口の形状は、平面であってもよく、すなわち、流路パイプの壁の端部、又は存在する場合にはノズル部分の壁の端部は、平面を規定してもよい。前記平面は、出口を通る固体粒子と洗浄液の流れの方向に対して垂直であってもよく、又は前記平面は、出口を通る固体粒子と洗浄液の流れの方向に対して垂直な方向に対して傾斜（典型的には約５０°以下の角度で）していてもよい。

ここで使用される場合、「出口の周囲」という用語は、出口の形状を規定する連続的な線を表す。周囲は、直線又は曲線又は直線と曲線の組み合わせであってもよい。周囲は、２次元又は３次元であってもよい。したがって、出口の形状が平面を規定する場合、周囲は２次元である。出口の形状が複数の平面を規定するか、非平面であるか非平面のセクション（例えば曲線）を含む場合、周囲は三次元である。

第１の態様では、流路管のどの部分もドアに取り付けられていない。このように、ドアが閉位置と開位置との間で動かされるときに、流路管は動かない。流路管は、ドアの開閉によって影響されない。セパレータをドア内に取り付け、流路管をハウジングに取り付けることにより、開位置と閉位置との間でドアを移動させる動作は、流路管の分離可能な部分を必要としない。有利には、これはまた、ドアが開閉されるたびに流路管の分離可能な部分の間に適切な密閉と再密閉を提供しなければならないことに関連する問題を解消する。

出口は、固体粒子と洗浄液が流路管を離れる際にセパレータの方に、好ましくはセパレータの穿孔部分の方に向けられるように配向され、好ましくは、流路管を出る固体粒子と洗浄液のセパレータとの最初の接触がセパレータの穿孔部分となるように配向される。典型的には、出口の周囲はセパレータの穿孔部分から３０ｍｍ以内の位置にある。典型的には、出口の周囲は、セパレータの穿孔部分から１２ｍｍ以内、好ましくは１０ｍｍ以内、好ましくは８ｍｍ以内、より好ましくは６ｍｍ以内、好ましくは４ｍｍ以内の位置にある。出口の周囲とセパレータの穿孔部分との間の最小距離は、使用される固体粒子のサイズによって決定され、前記最小距離は、固体粒子の最大寸法よりも大きい。典型的には、出口の周囲とセパレータの穿孔部分との間の距離は、固体粒子の最大寸法よりも２４ｍｍ以下、好ましくは６ｍｍ以下、好ましくは４ｍｍ以下だけ大きい。好ましくは、出口の周囲とセパレータの穿孔部分との間の距離は、固体粒子の最大寸法よりも２ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下だけ大きい。一般に、出口の周囲は、セパレータの穿孔部分から少なくとも２ｍｍ、好ましくは少なくとも３ｍｍの位置にある。流路管の出口の周囲とセパレータの穿孔部分との間の距離を小さくすることにより、セパレータが固体粒子を洗浄液から分離する能力が向上する。

好ましくは、出口の周囲は、セパレータの穿孔部分から実質的に等距離にある。このように、出口の周囲の各点とセパレータの穿孔部分の最も近い点との間の距離は実質的に同じである。好ましくは、出口の周囲の任意の点とセパレータの穿孔部分の最も近い点との間の距離は、出口の周囲の任意の他の点とセパレータの穿孔部分のその最も近い点との間の距離から±２ｍｍ以下、好ましくは±１ｍｍ以下、より好ましくは±０．５ｍｍ以下だけ変化する。

出口の周囲がセパレータの穿孔部分から等距離にない場合、出口は、周囲の少なくとも一部（好ましくは少なくとも５０％、好ましくは少なくとも７０％）がセパレータから少なくとも最小距離だけ離れるように配置され、前記最小距離は前記固体粒子の最大寸法よりも大きい。

好ましくは、出口の断面積は、流路管の断面積よりも小さい。流路管の断面積に対する出口の断面積を減少させることにより、洗浄液からの固体粒子の分離が改善される。

以下でより詳細に説明されるように、流路管がその出口に近づくにつれて、流路管の内径が狭くなることが好ましく、典型的には流路管の内径の狭窄が存在する場合には、そのノズル部分に生じる。好ましくは、流路管の内径は、流路管を通って圧送される洗浄液と固体粒子の流れにおける乱流を最小にするために、徐々に狭くなる。流路管がノズル部分と主要部分からなる場合、主要部分の断面積は、その長さに沿って実質的に一定であることが好ましい。

理論に縛られることなく、出口の断面積が流路管の断面積よりも狭い配置を有することにより、出口を出る固体粒子と洗浄液の速度が増加すると考えられる。セパレータに衝突する固体粒子と洗浄液の速度を増加させることにより、洗浄液からの固体粒子の分離が改善される。洗浄液からの固体粒子の分離の改善により、より乾燥した固体粒子がドラムに導かれ、驚くべきことに、少なくとも１つの汚れた基材の改善された洗浄が可能になる。固体粒子からの洗浄液の分離の改善により、洗浄液が基材を通って流れるときよりも早く第１の位置に戻され、洗浄装置において必要とされる水の量が低減される。

典型的には、出口の断面積は、流路管の断面積の約１０％〜約９９％である。出口の断面積は、流路管の断面積の約２０％〜約９５％、約３０％〜約９０％、約４０％〜約８０％、約５０％〜約９０％、約５０％〜約70％、好ましくは約５５％〜約６０％であってもよい。好ましくは、出口の断面積は、流路管の断面積の約５５％〜約６５％であってもよい。

流路管の長さに沿った断面積に変化がある場合、％は流路管の最大断面積に対して算出され、流路管が主要部分とノズル部分からなる場合、％は流路管の主要部分の最大断面積に対して計算される。

その最大点において、流路管の断面積は、１０００ｍｍ^２〜５０００ｍｍ^２、好ましくは２０００ｍｍ^２〜４０００ｍｍ^２、より好ましくは２５００ｍｍ^２〜３５００ｍｍ^２であってもよい。特定の構成では、流路管の断面積は約３１７０ｍｍ^２である。

出口の断面積は、１０００ｍｍ^２〜３０００ｍｍ^２、好ましくは１０００ｍｍ^２〜２５００ｍｍ^２、より好ましくは１５００ｍｍ^２〜２０００ｍｍ^２であってもよい。特定の構成では、出口の断面積は約２０３０ｍｍ^２である。代替の特定の構成では、出口の断面積は約１８７０ｍｍ^２である。別の代替の特定の構成では、出口の断面積は約１７１０ｍｍ^２である。

好ましくは、出口での洗浄液と固体粒子の速度は、約１５０ｃｍ／ｓ以上、好ましくは約１５０〜約４００ｃｍ／ｓ、好ましくは約２００ｃｍ／ｓ〜約３５０ｃｍ／ｓ、好ましくは約２００ｃｍ／ｓ〜約３００ｃｍ／ｓ、好ましくは約２５０ｃｍ／ｓ〜約２７５ｃｍ／ｓである。比較的高速の洗浄液と固体粒子を出口に有することにより、洗浄液からの固体粒子の分離が改善される。洗浄液からの固体粒子の改善された分離の結果、より乾燥した固体粒子がドラムに導かれ、驚くべきことに、少なくとも１つの汚れた基材の改善された洗浄を可能にする。

好ましくは、出口は細長い形状を有する。細長い形状は、長さＬと幅Ｗを有し、細長い形状の比Ｌ：Ｗは、典型的には２：１より大きく、好ましくは３：１より大きく、より好ましくは５：１より大きく、好ましくは約２０：１以下、より好ましくは約１５：１以下、より好ましくは約１０：１以下である。

細長い形状の出口は、洗浄液と固体粒子がセパレータの穿孔部分に最大の被覆率を有することを可能にする。特に、セパレータの穿孔部分が湾曲している場合、曲線の方向に直交する穿孔部分の方向に沿って整列された細長い形状を有することにより、穿孔部分に洗浄液と固体粒子の最大の被覆率がもたらされる。被覆率を最大にすることにより、洗浄液と固体粒子が穿孔部分のより多くの開口を通過することができ、洗浄液がセパレータを通過する機会が増える。

細長い形状は、菱形、長方形、本質的に矩形であるが角が丸い形状、又は楕円形であってもよい。好ましくは、細長い形状は長方形である。或いは、形状は、好ましくは湾曲している。細長い形状の出口は、洗浄液と多数の固体粒子がセパレータの穿孔部分に最大の被覆率を有することを可能にする。

細長い形状が菱形である場合、長さＬは１対の対向する頂点間の距離であり、幅Ｗは他の対の対向する頂点間の距離である。

好ましくは、流路管は実質的に円形の断面を有し、流路管が主要部分とノズル部分とを含む場合、主要部分は実質的に円形の断面を有することが好ましい。このように、出口が細長い形状を有するとき、典型的には出口形状は流路管の断面形状と異なる。

好ましくは、出口は、長さＬが水平から約２０°以下、好ましくは約１０°以下、好ましくは約５°以下、より好ましくは約１°以下の角度になるように整列される。最も好ましくは、出口は、長さＬが水平になるように整列される。

穿孔部分が湾曲している場合、出口は、長さＬが湾曲していない穿孔部分の方向と平行であり、幅Ｗが湾曲している穿孔部分の方向に沿うように整列されることが好ましい。細長い出口を本質的にセパレータの穿孔部分に平行にすることは、洗浄液からの固体粒子の分離を改善する。

第１の態様では、セパレータはドアに取り付けられる。この構成は、セパレータへの容易なアクセスを有利に提供し、セパレータ又はその穿孔部分をより容易に洗浄することを可能にする。有利なことには、セパレータ又はセパレータの穿孔部分のみが取り外し可能である。したがって、本発明の改良された装置は、洗浄と維持がより容易であり、損傷を受けた場合に容易に交換することができる、セパレータとその穿孔部分を提供する。さらに、セパレータをドアに配置することにより、洗浄液が第１の位置に戻るための短い経路長が提供され、洗浄装置に必要な水の量が低減される。さらに、セパレータをドアに配置することにより、洗浄液の第１の位置への戻りがより速くなる。

本開示の第２の態様によれば、多数の固体粒子を用いた少なくとも１つの基材の処理に使用するための装置であって、
ａ）ドラムが回転可能に取り付けられたハウジングと、
ｂ）少なくとも１つの基材がドラム内に配置され得る開位置と、装置が実質的に密閉される閉位置との間で移動可能なドアと、
ｃ）穿孔部分を有するセパレータと、
ｄ）ハウジング上又はハウジング内に取り付けられた流路管であって、出口を有する流路管と、
ｅ）処理液と多数の固体粒子を第１の位置から流路管を通って出口からセパレータに向かってポンプ輸送するように構成されたポンピング手段とを備え、
セパレータが多数の固体粒子をドラム内に導くように配置され、さらに、セパレータが処理液の一部をドラム以外の場所に導くように配置され、さらに、
（i）出口の断面積が流路管の断面積よりも小さい、
（ii）出口が細長い形状を有する、
（iii）出口の周囲がセパレータの穿孔部分から３０ｍｍ以内、好ましくは１２ｍｍ以内の位置にある、
（iv）出口の周囲がセパレータの穿孔部分から実質的に等距離にある、
（v）出口での処理液と固体粒子の速度が約１５０ｃｍ／ｓ以上である、
の条件のうちの少なくとも１つが満たされる装置が提供される。

洗浄装置は、条件（i）と（ii）を満たすことができる。洗浄装置は、条件（i）と（iii）を満たすことができる。洗浄装置は、条件（i）と（iv）を満たすことができる。洗浄装置は、条件（i）と（v）を満たすことができる。洗浄装置は、条件（ii）と（iii）を満たすことができる。洗浄装置は、条件（ii）と（iv）を満たすことができる。洗浄装置は、条件（ii）と（v）を満たすことができる。洗浄装置は、条件（iii）と（iv）を満たすことができる。洗浄装置は、条件（iii）と（v）を満たすことができる。洗浄装置は、条件（iv）と（v）を満たすことができる。洗浄装置は、条件（i）と（ii）と（iii）を満たすことができる。洗浄装置は、条件（i）と（ii）と（iv）を満たすことができる。洗浄装置は、条件（i）と（ii）と（v）を満たすことができる。洗浄装置は、条件（ii）と（iii）と（iv）を満たすことができる。洗浄装置は、条件（ii）と（iii）と（v）を満たすことができる。洗浄装置は、条件（iii）と（iv）と（v）を満たすことができる。洗浄装置は、条件（i）と（ii）と（iii）と（iv）を満たすことができる。洗浄装置は、条件（i）と（ii）と（iii）と（v）を満たすことができる。洗浄装置は、条件（i）と（ii）と（iv）と（v）を満たすことができる。洗浄装置は、条件（i）と（iii）と（iv）と（v）を満たすことができる。洗浄装置は、条件（ii）と（iii）と（iv）と（v）を満たすことができる。好ましくは、洗浄装置は、条件（i）〜（iv）のすべてを満たす。

第１の態様の出口の寸法、形状、断面積、速度、配向と整列、及び流路管の寸法、形状と断面積の上記の説明は、第２の態様に等しく適用され、ここに記載される他の態様にも適用される。

第２の態様では、流路管のどの部分もドアに取り付けられていないことが好ましいので、ドアを開位置と閉位置との間で移動させる動作は、流路管の分離可能で再密閉可能な部分を必要としない。しかし、別の構成では、流路管の一部をドアに取り付けることができる。このような構成では、ドアが開位置にあるとき、流路管の２つの別個のセクションが形成され、この構成では、洗浄装置は、ドアが閉位置にあるときに、流路管の２つの別個のセクションの間を密閉するように適合されたシールを適切に備える。

第２の態様において、セパレータは、第１の態様に関して前述したように、ドアに取り付けられてもよい。

或いは、第２の態様において、セパレータは、ドア以外の場所に取り付けられてもよい。例えば、セパレータは、ハウジングの頂部に、例えばドラムの横か上に配置することができる。セパレータは、ハウジングの内側に配置することができる。或いは、セパレータの一部又は全体をハウジングの外部に配置してもよい。セパレータがドア以外の場所にあるとき、セパレータがパイプ又はダクトを介して固体粒子をドラムの方に向けることができるように、洗浄装置を適切に配置する。この装置は、重力下で固体粒子がセパレータからドラムに向かって移動するように配置されてもよい。

セパレータは既存の装置に後付けすることができる。

本開示の第３の態様では、ここで定義される装置のいずれかを使用して多数の固体粒子で基材を処理することを含む、少なくとも１つの基材を処理する方法が提供される。

好ましくは、この方法は、
（ａ）少なくとも１つの基材をドラムに装填してドアを閉じるステップと、
（ｂ）処理液を導入して基材を湿潤させるステップと、
（ｃ）ドラムを回転させるステップと、
（ｄ）処理液と多数の固体粒子を第１の位置から流路管を通ってセパレータに向けてポンプ輸送し、複数の固体粒子をセパレータを介してドラムに導入するポンピング手段を作動させるステップと
を含む。

この方法は、好ましくは、（ｅ）処理サイクルのために装置を作動させるステップをさらに含み、処理液と多数の固体粒子は、ドラムが回転するときにドラムからハウジングの下部に移される。

この方法は、好ましくは、（ｆ）追加の処理液と固体粒子を第１の位置からセパレータにポンプ輸送し、ステップ（ｄ）で使用された多数の固体粒子を処理操作で再利用するために再循環させるように、ポンピング手段を作動させるステップと、（ｇ）少なくとも１つの基材の処理を行うのに必要なステップ（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）を続けるステップとをさらに備える。

以下の特徴は、ここに記載された開示の各態様に当てはまる。

好ましくは、出口は、出口を出る洗浄液と複数の固体粒子の経路が、セパレータの表面上（好ましくは、上述のようにセパレータの穿孔部分）に、入射角である図７に示されるような角度λ、を規定するように構成され、入射角は約６０°〜約１２０°、好ましくは約６５°〜約１１５°、好ましくは約７０°〜約１１０°、好ましくは約７５°〜約１０５°、好ましくは約８０°〜約１００°、より好ましくは約８５°〜約９５°である。好ましくは、出口は、出口を出る洗浄液と複数の固体粒子の経路が、セパレータの表面上（好ましくは、上述のようにセパレータの穿孔部分）に、入射角である図７に示されるような角度λ、を規定するように構成され、入射角は約６０°〜約１５０°、好ましくは約７０°〜約１５０°、好ましくは約８０°〜約１４０°、好ましくは約９０°〜約１３０°である。最も好ましくは、洗浄液と多数の固体粒子は、衝突するセパレータの穿孔部分の表面に垂直又は実質的に垂直な入射角で導かれる。入射角が垂直又は実質的に垂直であることにより、洗浄液からの固体粒子の分離が改善される。ここで用いられる「実質的に垂直」という用語は、垂直に対して±５°を意味する。

穿孔部分は、複数の開口を含む。穿孔部分は、ウェブ又はメッシュであってもよい。或いは、穿孔部分は、形成された複数の開口を有する基材であってもよく、すなわち、既存の基材に開口が形成されている（ここでは形成後の開口という）。ウェブ又はメッシュの開口と、基板に形成された開口は、多数の固体粒子の通過を防止しながら洗浄液の通過を可能にするような大きさにされている。穿孔部分の開口は、溝、円又は六角形などの任意の適切な形状とすることができる。

穿孔部分は、金属、合金、ポリマー、ポリマー複合材（ガラス繊維強化ポリマーなど）又はセラミックから構成されてもよい。好ましくは、穿孔部分は、金属、より好ましくはステンレス鋼から構成される。

穿孔部分は、織られたものであってもよく（例えば、ワイヤ又は糸の絡み合った網状のものから形成されたメッシュ）、或いは、形成された開口を有する基材又はプレート（すなわち、不織のもの）であってもよい。好ましくは、穿孔部分は、形成された開口を有する金属プレートである。開口が形成された金属プレートを有することにより、一般に、織物又はメッシュ構造と比較して材料の捕捉が減少し、より簡単な洗浄が可能になる。また、開口が形成された金属板は、変形が少なく、したがって、交換頻度が少なくて済む。

特に、穿孔部分として六角形の開口部が形成された金属板を使用することにより、高レベルの固体粒子分離がもたらされ、したがって、より乾燥したビーズがドラムに戻る。さらに、六角形の開口が形成された金属板を使用することは、耐久性があり、開口寸法や形状を歪ませることなく洗浄、特に糸くずの除去に耐えることができるので有利である。さらなる利点は、セパレータの形状を維持するための支持構造を必要とせずに、六角形の開口を有する金属プレートからセパレータ全体を形成することが可能であることである。これは、湾曲したセパレータが洗浄装置に使用される場合に特に有利である。

セパレータの穿孔部分における開口のサイズは、洗浄装置で使用される粒子のサイズに依存し、開口のサイズが固体粒子の最小寸法よりも小さくなるようになっている。穿孔部分の開口に適したサイズの例として、約２０ｍｍ〜約４０ｍｍの範囲の長さ寸法と、約１．５ｍｍ〜約３ｍｍの範囲の幅寸法とを有する開口が挙げられる。穿孔部分は、約０．５ｍｍ〜約４ｍｍ、約１ｍｍ〜約３ｍｍ、約１．５ｍｍ〜約２ｍｍ、又は０．５ｍｍ〜約１ｍｍの最大寸法を有する孔又は開口を有することができる。

セパレータの穿孔部分の全開口面積（全開口面積は穿孔部分の全表面積に対する百分率としての開口の総表面積である）は、典型的には少なくとも約４０％、少なくとも約４５％、少なくとも約５０％、少なくとも約５５％、好ましくは少なくとも約６０％である。セパレータの穿孔部分の全開口面積は、約９９％以下、約９０％以下、約８０％以下、約７５％以下、約７０％以下、約６５％以下である。好ましくは、全開口面積は、約４５％〜約７０％、好ましくは約６０％〜約６５％である。

六角形の開口部（反対側へ横切って測定される）は、典型的には幅が約２ｍｍ〜約３ｍｍ、好ましくは約２．５ｍｍ〜約３ｍｍである。特に好ましい六角形の開口は、約２．８５ｍｍの幅を有する。

セパレータの穿孔部分として使用することができる好適な材料の例としては、1インチあたり約１２個の孔を有し５４．１％の開口面積を有するもの、又は１インチあたり約１８個の孔を有し５３．７％の開口面積を有するものが挙げられる。

セパレータの穿孔部分として使用することができる好適な材料のさらなる例は、約０．９１４ｍｍのワイヤ直径、約３．３ｍｍの開口サイズ及び約６１．５％の開口面積を有するステンレス鋼製の織られたワイヤメッシュである。

セパレータの穿孔部分として使用することができる特に好ましい材料の例は、約２．８５ｍｍの六角形の開口部、開口部間の約０．７ｍｍの間隔、約６４％の開口面積及び約１．５ｍｍの材料厚さを有する金属板である。

有利なことには、セパレータの穿孔部分は、糸くずフィルタとしても機能することができる。セパレータの穿孔部分の存在は、洗浄装置内に別の糸くずフィルタを有する必要性を排除することができる。洗浄装置のドアにおけるセパレータの配置は、セパレータが容易にアクセスされ、糸くずが容易に除去され得ることを意味する。

より大きな開口サイズが選択される場合、セパレータの穿孔部分に糸くずを捕捉する能力は、一般に減少する。好ましくは、セパレータの開口部は、糸くず及び／又は洗浄液中に同伴される他の望ましくない微粒子状物質を捕捉するのに十分小さい。

セパレータの穿孔部分は、平面であってもよい。好ましくは、セパレータの穿孔部分は湾曲している。湾曲した穿孔部分を有することにより、洗浄液からの固体粒子の分離が改善される。湾曲した穿孔部分を有することはまた、セパレータを横切る固体粒子の通過を助け、セパレータの穿孔部分に固体粒子が集まったり堆積したりしないようにするのに役立つが、そうでなければ、洗浄液が穿孔部分を通過することを妨げる可能性がある。セパレータの穿孔部分は、例えば、円形曲線、楕円形曲線、放物線曲線、懸垂線曲線、ｙ＝ｘ^ｎ及びｎ＞１の曲線、トランペット形曲線、水仙形曲線又はＪ字形曲線である。好ましくは、セパレータの穿孔部分は、多数の固体粒子のドラムへの再方向付けを支援する形状を有する。したがって、セパレータ上に導かれる多数の固体粒子は、セパレータの穿孔部分の曲率に実質的に対応する経路に従う。

好ましくは、穿孔部分が湾曲している場合、それは一方向にのみ湾曲している。好ましくは、セパレータの穿孔部分は、約１００ｍｍ〜約３００ｍｍ、より好ましくは約１００ｍｍ〜約２００ｍｍの曲率半径を有する曲線を含むことができる。適切なセパレータの一例は、約１６０ｍｍの曲率半径を有する曲線からなる穿孔部分を有する。好ましくは、装置は、流路管の出口が洗浄液と多数の固体粒子をセパレータの湾曲した穿孔部分の凹面に向けて導くように配置される。この配置では、洗浄液は実質的に方向を変えることなく穿孔部分を通過するが、多数の固体粒子はドラムに向かってセパレータの湾曲に従うので方向が変わる。この配置は、洗浄液と固体粒子の分離を改善する。

セパレータの穿孔部分は、典型的には、約５ｃｍ〜約５０ｃｍの幅である。セパレータの穿孔部分は、典型的には約１０ｃｍ〜約３０ｃｍの幅、好ましくは約１５ｃｍ〜約２５ｃｍの幅、より好ましくは約２０ｃｍ〜約２５ｃｍの幅である。洗浄液と固体粒子がセパレータに衝突した後に移動する方向における、セパレータの穿孔部分の長さは、典型的には約１０ｃｍ〜約４０ｃｍ、好ましくは約１５ｃｍ〜約３５ｃｍである。セパレータが湾曲している場合、幅は約１５ｃｍ〜約２５ｃｍであり、長さは約１５ｃｍ〜約３５ｃｍであることが好ましい。

典型的には、セパレータは、洗浄液が固体粒子とともにドラムに浸入しないように、出口を出る洗浄液の総質量に対して少なくとも１質量％、好ましくは少なくとも１０％、好ましくは少なくとも２５％、好ましくは少なくとも４０質量％、好ましくは少なくとも５０質量％、好ましくは少なくとも７０質量％、好ましくは少なくとも９０質量％、好ましくは少なくとも９５質量％、好ましくは少なくとも９９質量％の洗浄液を向ける。

制限された量の洗浄液を前記ドラムに流入させることは、洗浄操作のための汚れた基材の湿潤を有利に促進させることができる。したがって、セパレータは、固体粒子材料とともにドラムに入らないように、９９質量％以下の洗浄液をある場所に向けるように配置されることができる。したがって、１質量％までの洗浄液がドラムに入ることが許容され得る。或いは、セパレータは、固形粒子とともにドラムに入らないように、９０質量％以下の洗浄液をある場所に向けるように配置されることができる。したがって、１０質量％までの洗浄液がドラムに入ることが許容され得る。

好ましくは、ドアは透明材料を備える。好ましくは、透明材料は、セパレータの少なくとも穿孔部分が洗浄装置の外部から見えるように配置される。このようにして、洗浄装置の使用者は、セパレータのメンテナンス、洗浄又は交換が必要であるかどうかを容易に観察することができる。

ドアは、装置のハウジングの前面と実質的に平行になるように配置されてもよい。或いは、ドアは、装置のハウジングの前面に平行ではないように配置されてもよい。例えば、ドアの上部は、ドアの下部よりもハウジングの前面から突出していてもよい。このように形成されたドアを有することにより、例えば、ドラムに近接してドアの上部にセパレータを配置するのに十分な空間が得られる。洗浄装置は、ドラムにアクセス可能なハウジングの開口部の一部又は全体の周りにハウジングの前面から突出するカラー又はフードを有することができる。典型的には、ドアとカラー又はフードは、ドアが閉じられたときに、ドアとカラー又はフードが協働してシールを形成するような形状である。ドアとカラー又はとの間に密閉手段が配置されてもよい。

ドアは、適切には、排水路を備え、セパレータを通過した洗浄液は、排水路を通ってドアの内側部分と外側部分との間を移動してドアからドラム以外の場所に出る。好ましくは、分離された洗浄液が向けられる場所が第１の場所である。この配置は、第１の位置に戻るために洗浄液が通過する短い経路長を提供する。洗浄液が第１の位置に戻る短い経路長を有することは、洗浄装置を動作させるのに必要な水の量が少なくなり、したがって水の消費量が減少することを意味する。より少ない水の必要量は、特に水不足のある場所において有益である。さらに、必要とされる水量がより少ないことは、装置内の水を所要の温度に加熱するのに必要なエネルギーがより少ないことを意味する。

装置は、ハウジング内に配置された排水溜めを適切に備えている。ここで言及される第１の位置は、好ましくは排水溜めである。

排水溜めは、ドアに近接した第１の端部と、ドアの遠位にある第２の端部とを備えることができる。排水溜めは、固体粒子を第２の端部に向けるように構成された傾斜床を備えることができる。この構成では、ポンピング手段は好ましくは第２の端部に近接して配置される。或いは、排水溜めは、固体粒子を第１の端部に向けるように構成された傾斜床を備えてもよい。この構成では、ポンピング手段は、好ましくは、第１の端部に近接して配置される。或いは、排水溜めの床は、本質的に水平であってもよい。この構成では、排水溜め中の固体粒子と水は、排水溜めに沿った任意の点から圧送することができる。とりわけ、特に好ましい構成では、流路管がドラムの一方の側をセパレータに向かって通過するように配置されるように、排水溜めの一方の側に配置されるポンプを有している。

排水溜めは、ハウジングの下部に近接する底部と、ドラムに近接する頂部を備えることができる。好ましくは、排水溜めは、第１の端部から第２の端部に向かう方向に沿って、底部が頂部よりも狭くなるような形状をしている。典型的には、排水溜めは、Ｕ字形の断面を有する。好ましくは、排水溜めの底部は、約５〜約２５ｃｍの幅、好ましくは約１０〜約２０ｃｍの幅、好ましくは約１４〜１５ｃｍの幅である。排水溜めの底部の幅が小さすぎると、固体粒子は排水溜めの頂部を横切って架橋し、排水溜めを通ってポンプで送られる洗浄液によって拾い上げられない可能性がある。

好ましくは、底部と頂部との間の排水溜めの壁は、水平から約２４°〜約８０°、好ましくは約２４°〜約５０°、より好ましくは約２４°〜約３５°、より好ましくは約２４°〜約３０°、より好ましくは約２５°〜約３０°、より好ましくは約２７°〜約３０°の角度で傾斜している。壁の角度が水平から遠ざかるにつれて、排水溜めの中に落ちるより多くの固体粒子が壁を滑り落ちて排水溜めの底部の領域を占有することができる。固体粒子を排水溜めの底部の領域に到達させることは、排水溜めを通ってポンプ輸送される洗浄液中でより多くの粒子を拾うことができることを意味する。これは、洗浄装置に必要な水の量を最小にするのに役立つ。一方、水平から離れる角度が大きくなるほど、必要とされる排水溜めの面積が大きくなり、これは全体的な機械のサイズをより大きくする必要があることを意味し、望ましくない洗浄装置の全体的な寸法を過度に増加させることなく、排水溜めの体積を最大化することと固体粒子の戻りとの間のバランスをとるため、約２５°〜約３０°と約２７°〜約３０°の範囲が特に好ましい。

ハウジングは適切には槽を備え、ドラムは槽の中に適切に取り付けられる。排水溜めは、槽の一部から形成されてもよい。

固体粒子は、好ましくは、洗浄装置を使用した洗浄方法の開始前に排水溜め中に配置される。操作中に、水が排水溜めの固体粒子に添加されてもよい。閾値又は所望の体積の水が排水溜めに存在するとき、水と固体粒子はセパレータに向かってポンプ輸送されてもよい。洗浄サイクル中に、水及び／又は１種以上の洗浄剤を送達手段からドラムに加え、最終的に洗浄液を、例えばドラムの壁の穿孔を通って移動させることによって、排水溜めに移すことができる。このようにして、洗浄サイクルの過程で、排水溜めの内容物は洗浄液と多数の固体粒子を含むことができる。

ポンピング手段は、ハウジングの下部に適切に配置される。ポンピング手段は、排水溜めのような第１の位置に配置されてもよいし、接続されてもよい。排水溜めは、ポンピング手段を備えてもよい。ポンピング手段は、好ましくは、ドアに最も近い排水溜めの端部に配置され、固体粒子をドラムに導入するための短いポンピング経路を適切に提供する。

ポンピング手段は、流路管に沿った排水溜めなどの第１の位置から洗浄液と固体粒子を吸引する。流路管は、ポンプからハウジングの後部を通って、又はハウジングを通ってドラムの一方の側に延び、ドラムの上部の少なくとも一部の上を横切ってセパレータに向かって延びてもよい。セパレータがドアに装着される場合、流路管はドアの近傍で終端するように構成されている。

典型的には、ポンピング手段を制御するために電子制御装置が使用される。電子制御装置は、プロセッサと、プロセッサによって実行されるとポンピング手段に洗浄液と多数の固体粒子をポンプ輸送させる論理命令を含むメモリとを備える。

メモリはまた、プロセッサによって実行されると少なくとも１つの汚れた基材が環状の経路を描き、それによってドラムの中央部分が汚れた基材によって占有されないようにドラムを回転させる論理命令を含むことができる。好ましくは、ドラムは少なくとも１のＧ力で回転させられ、好ましくはＧ力は約１〜約１０である。プロセッサがポンピング手段に洗浄液と多数の固体粒子をポンプ輸送させる前に、このようにしてドラムを回転させることができる。

洗浄装置は、洗浄液と多数の固体粒子を再循環させるように構成されている。固体粒子の再循環は、洗浄操作におけるそれらの再使用を可能にする。再循環経路は、好適には流路管からなる。

好ましくは、セパレータによってドラムに向けられる多数の固体粒子は、約２０重量％以下、好ましくは約１８重量％以下、より好ましくは約１５重量％以下、最も好ましくは約１０重量％以下の湿潤度を有し、湿潤度は、ドラムに入る際の粒子の湿潤度であることが理解されるだろう。ここで使用される場合、用語「湿潤度」は、固体粒子の重量に対する多数の固体粒子中に存在する水の量として定義される。セパレータによってドラムに向けられた多数の固体粒子の湿潤度（「ビーズ湿潤度」としても知られる）は、例えば、セパレータによってドラムに向けられた固体粒子を、ドラム内に配置された槽内に保持されるバッグに捕捉することによって測定される。次いで、固体粒子とバッグは、水がバッグから滴り落ちなくなるまで、槽から持ち上げられ、その上に懸架される。適切なバッグの一例は、高さ８６ｃｍ、幅５８ｃｍのポリエステル１００％製の平らな巾着メッシュバッグ（アプライドソウツ＆アプライドビジネステクニックス社製）である。メッシュバッグは、０．５ｍｍの中間のより小さい孔をもつ約１ｍｍの開口を有する。粒子から分離された水の質量が測定され、水が分離された固体粒子の質量も測定される。ビーズ湿潤度は、固体粒子から分離された水の質量を、水が分離された固体粒子の質量で割ったものとして、百分率として計算される。

好ましくは、装置は、セパレータが流路管から洗浄液と多数の固体粒子の実質的に下向きの流れを受けるように構成されている。ここでこの文脈において使用される用語「実質的に下向きの流れ」は、流路管内の洗浄液と固体粒子の流路管の出口に向かう流れ、例えば流路管のノズル部分（存在する場合）に向かう流れは、実質的に下向きであることを意味する。或いは、装置は、セパレータが流路管からの上向きの流れ又は水平の流れなどの異なる方向から洗浄液と多数の固体粒子を受け取るように構成されてもよい。

典型的には、ドラムは、ハウジング内に実質的に水平に取り付けられる。ドラムは、穿孔された側壁を備えた回転可能に取り付けられた円筒形のケージを備えてもよく、穿孔は、約１ｍｍ〜約５ｍｍの直径を有する孔を備える。好ましくは、穿孔は、約１ｍｍ〜約３ｍｍの直径を有する孔を備える。ドラム内の穿孔は、好ましくは、穿孔を通しての固体粒子の通過を可能にするために、固体粒子の最大寸法よりも大きい。これに代えて、又はこれに加えて、ドラムは、１つ以上のリフター（以下に説明される）を備えてもよく、１つ以上のリフターは、ドラムから固体粒子を移送するための代替経路を提供する１つ以上の開口を備えてもよいい。１つ以上の開口は、好ましくは、固体粒子の最大寸法よりも大きい。典型的には、１つ以上の開口は、約１ｍｍ〜約２０ｍｍ、好ましくは約１ｍｍ〜約１５ｍｍの直径を有することができる。典型的には、１つ以上の開口は、約１ｍｍ〜約１０ｍｍ、好ましくは約１ｍｍ〜約８ｍｍ、好ましくは約１ｍｍ〜約６ｍｍの直径を有することができる。１つ以上のリフターは、最小寸法を有する１つ以上の開口を備えることができ、最小寸法は約１ｍｍ〜約２０ｍｍ、好ましくは約１ｍｍ〜約１５ｍｍ、好ましくは約１ｍｍ〜約１０ｍｍ、好ましくは約１ｍｍ〜約８ｍｍ、好ましくは約１ｍｍ〜約６ｍｍである。特に好適には、この装置は、装置が比較的大きな寸法を有する固体粒子とともに使用されるときに、リフターを備える。

少なくとも１つの汚れた基材は、衣料品、リネン、家庭用リネン、タオルなどの繊維材料又は布地材料を含むことができる。洗浄装置は、織物繊維の効率的な洗浄を達成するのに特に成功しており、織物繊維は、例えば、綿、羊毛、絹などの天然繊維、又は、ナイロン６，６、ポリエステル、酢酸セルロースなどの人工の合成織物繊維、又はそれらの繊維混合物であってもよい。

ここに説明される多数の固体粒子は、従来の洗浄粉末、すなわち粉末形態の洗濯用洗剤と区別される。洗浄粉末は一般に洗濯水に可溶性であり、主としてその洗剤の性質のために含まれる。洗浄粉末は洗浄サイクル中に処分され、除去された汚れとともに灰色の水中に排出される。対照的に、ここで言及される多数の固体粒子の重要な機能は、基材の洗浄を促進する、基材への機械的作用である。多数の固体粒子は、好ましくは、洗浄装置とともに又は洗浄装置によって、少なくとも１つの汚れた基材を洗浄するために１回以上再使用される。複数の固体粒子は、汚れた基材のその後の洗浄負荷のために、その後の洗浄サイクルにおいて再使用されてもよい。多数の固体粒子はビーズの形態であってもよい。

多数の固体粒子は、多数のポリマー粒子を含んでいてもよいし、多数のポリマー粒子からなるものであってもよい。多数の固体粒子は、多数の非ポリマー粒子を含んでいてもよいし、多数の非ポリマー粒子からなるものであってもよい。多数の固体粒子は、ポリマー固体粒子と非ポリマー固体粒子との混合物を含んでいてもよく、ポリマー固体粒子と非ポリマー固体粒子との混合物からなるものであってもよい。

ポリマー粒子は、ポリエチレンとポリプロピレンなどのポリアルケン、ポリアミド、ポリエステル、ポリシロキサン、又はポリウレタンを含むことができる。さらに、前記ポリマーは、直鎖状、分岐状、又は架橋状であってもよい。ポリマー粒子は、ポリアミド又はポリエステルの粒子、特に、典型的にはビーズの形態の、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、又はポリブチレンテレフタレートの粒子を含むことができる。ポリアミドとポリエステルは水性の染み／汚れの除去に特に有効であるることが判明しており、ポリアルケンは油性の染みの除去に特に有用である。

限定されるものではないが、例えばナイロン６とナイロン６，６を含む様々なナイロンのホモポリマー又はコポリマーを使用することができる。ナイロンは、約５０００〜約３００００ダルトンの範囲、例えば約１００００〜約２００００ダルトン、又は約１５０００〜約１６０００ダルトンなどの分子量を有するナイロン６，６コポリマーを含んでいてもよい。有用なポリエステルは、ＡＳＴＭ Ｄ−４６０３のような溶液技術によって測定したときに、約０．３〜約１．５ｄｌ／ｇの範囲内の固有粘度測定値に相当する分子量を有することができる。

ポリマー粒子は、発泡ポリマー又は非発泡ポリマーを含むことができる。ポリマー粒子は木材を含むことができる。

状況に応じて、上記のポリマー材料のコポリマーを使用することができる。具体的には、ポリマー材料の特性は、コポリマーに特定の特性を付与するモノマー単位を包含させることによって、特定の要件に合わせて調整することができる。したがって、コポリマーは、とりわけイオン的に荷電した、又は極性部分又は不飽和有機基を含むポリマー鎖中にモノマー単位を含ませることによって、特定の染色材料を引き付けるように適合させることができる。そのような基の例としては、例えば、酸又はアミノ基、又はその塩、又はペンダントアルケニル基が含まれる。

非ポリマー粒子は、ガラス、シリカ、石、又は様々な金属又はセラミック材料のいずれかの粒子を含むことができる。適切な金属には、亜鉛、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、タングステン、アルミニウム、スズ及び鉛、及びそれらの合金が含まれるが、これらに限定されない。適切なセラミックには、アルミナ、ジルコニア、炭化タングステン、炭化ケイ素及び窒化ケイ素が含まれるが、これらに限定されない。

ポリマー粒子又は非ポリマー粒子は、良好な流動性と、基材、特に織物繊維との密接な接触を可能にするような形状とサイズのものであってもよい。円柱形、楕円形、回転楕円形、球形又は直方体など、様々な形状の粒子を使用することができる。例えば、円環、ドッグボーン及び円形を含む適切な断面形状を採用することができる。好ましくは、粒子は、一般に円筒形、楕円形又は球形のビーズを含む。楕円形の粒子は、基材上に良好な機械的作用をもたらし、一般に基材から分離しやすいので、洗浄方法のために特に好ましい。

ポリマー粒子又は非ポリマー粒子は、平滑又は不規則な表面構造を有してもよく、固体、多孔質又は中空の構造又は構成のものであってもよい。

粒子は、約１ｍｇ〜約１０００ｍｇ、約１ｍｇ〜約７００ｍｇ、約１ｍｇ〜約５００ｍｇ、約１ｍｇ〜約３００ｍｇ、約１ｍｇ〜約１５０ｍｇ、約１ｍｇ〜約７０ｍｇ、約１ｍｇ〜約５０ｍｇ、約１ｍｇ〜約３５ｍｇ、約１０ｍｇ〜約３０ｍｇ、約１２ｍｇ〜約２５ｍｇ、約１０ｍｇ〜約８００ｍｇ、約５０ｍｇ〜約７００ｍｇ、又は約７０ｍｇ〜約６００ｍｇの平均質量を有することができる。

ポリマー粒子又は非ポリマー粒子は、約１０ｍｍ^２〜約２００ｍｍ^２、約１０ｍｍ^２〜約１２０ｍｍ^２、約１５ｍｍ^２〜約６０ｍｍ^２、約２０ｍｍ^２〜約４０ｍｍ^２、好ましくは約３５ｍｍ^２〜約７０ｍｍ^２の表面積を有することができる。

ポリマー粒子は、約０．５〜約２．５ｇ／ｃｍ^３、約０．５５〜約２．０ｇ／ｃｍ^３、約０．６〜約１．９ｇ／ｃｍ^３、約１．０ｇ／ｃｍ^３〜約１．８ｇ／ｃｍ^３、好ましくは約１．４〜約１．７ｇ／ｃｍ^３の範囲の平均密度を有することができる。

非ポリマー粒子は、ポリマー粒子よりも大きな平均密度を有していてもよい。したがって、非ポリマー粒子は、約３．５〜約１２．０ｇ／ｃｍ^３、約５．０〜約１０．０ｇ／ｃｍ^３又は約６．０〜約９．０ｇ／ｃｍ^３の範囲の平均密度を有することができる。

ポリマー粒子と非ポリマー粒子の平均体積は、約５〜約５００ｍｍ^３、約５〜約２７５ｍｍ^３、約８〜約１４０ｍｍ^３、又は約１０〜約１２０ｍｍ^３の範囲であってもよい。

固体粒子は、１．０ｍｍ〜１０ｍｍ、２．０ｍｍ〜８．０ｍｍ、又は２．０ｍｍ〜６．０ｍｍの平均粒径を有することができる。有効平均直径は、単純に粒子が球であると仮定することによって、粒子の平均体積から計算することもできる。平均は好ましくは数平均である。平均は、好ましくは少なくとも１０個、より好ましくは少なくとも１００個の粒子、特には少なくとも１０００個の粒子で行われる。

固体粒子は、１．０ｍｍ〜１０ｍｍ、２．０ｍｍ〜８．０ｍｍ、又は２．０ｍｍ〜６．０ｍｍの長さを有することができる。長さは、それぞれの三次元の固体粒子の最大の二次元の長さとして定義することができる。好ましくは、長さは、ノギスを用いて測定される。平均は好ましくは数平均である。平均は、好ましくは少なくとも１０個、より好ましくは少なくとも１００個の粒子、特には少なくとも１０００個の粒子で行われる。

固体粒子が円筒形である場合、それらは楕円形の断面であってもよい。長断面軸の長さａは、２．０〜６．０ｍｍ、２．２〜５．０ｍｍ、又は２．４ｍｍ〜４．５ｍｍの範囲であってもよい。短断面軸の長さｂは、１．３〜５．０ｍｍ、１．５〜４．０ｍｍ、又は１．７ｍｍ〜３．５ｍｍの範囲であってもよい。楕円形の断面について、ａ＞ｂである。

円筒形の粒子の長さｈは、約１．５ｍｍ〜約６ｍｍ、約１．７ｍｍ〜約５．０ｍｍ、又は約２．０ｍｍ〜約４．５ｍｍの範囲であってもよい。比ｈ／ｂは、典型的には０．５〜１０の範囲であってもよい。

円筒状の粒子は、円形の断面であってもよい。典型的な横断面直径ｄ_ｃは、１．３〜６．０ｍｍ、１．５〜５．０ｍｍ、又は１．７ｍｍ〜４．５ｍｍの範囲であってもよい。この粒子の長さｈ_ｃは、約１．５ｍｍ〜約６ｍｍ、約１．７ｍｍ〜約５．０ｍｍ、又は約２．０ｍｍ〜約４．５ｍｍの範囲であってもよい。比ｈ_ｃ／ｄ_ｃは、典型的には０．５〜１０の範囲であってもよい。

粒子は、２．０〜８．０ｍｍ、２．２〜５．５ｍｍ、又は約２．４ｍｍ〜約５．０ｍｍの範囲の粒径ｄ_ｓを有する略球形（必ずしも完全な球ではない）であってもよい。

固体粒子は、２．０〜８．０ｍｍ、３．０〜７．０ｍｍ、又は約４．０ｍｍ〜約６．５ｍｍの範囲の粒径ｄ_ｐｓを有する完全な球形であってもよい。

上述したように、固体粒子の寸法は、セパレータの穿孔部分の開口が固体粒子の最小寸法より小さくなければならない寸法であり、流路管の出口とセパレータとの間の最小距離が固体粒子の最大寸法よりも大きくなければならない寸法である。

洗浄液は水からなることができる。或いは、少なくとも１つの追加の洗浄剤を洗浄液に含ませることができる。少なくとも１つの洗浄剤は、少なくとも１つの洗浄剤組成物を含むことができる。少なくとも１つの洗剤剤組成物は、洗浄成分と洗浄後成分を含むことができる。洗浄成分は、界面活性剤、酵素及び漂白剤からなる群から選択することができる。後処理成分は、再付着防止添加剤、香料及び蛍光増白剤からなる群から選択することができる。

洗浄液は、ビルダー、キレート化剤、色素移動阻害剤、分散剤、酵素安定剤、触媒物質、漂白活性化剤、高分子分散剤、粘土汚れ除去剤、起泡抑制剤、染料、構造伸縮剤、繊維柔軟剤、デンプン、担体、ヒドロトロープ、加工助剤及び顔料からなる群から選択される少なくとも１つの添加剤を含むことができる。

洗浄剤組成物に含ませることができる適切な界面活性剤の例は、非イオン性及び／又はアニオン性及び／又はカチオン性の界面活性剤及び／又は両性及び／又は双性イオン性の界面活性剤から選択することができる。界面活性剤は、典型的には、洗浄組成物の約０．１重量％、約１重量％、又はさらには約５重量％から、洗浄組成物の約９９．９重量％、約８０重量％、約３５重量％、又はさらには約３０重量％までの濃度で存在することができる。

洗浄剤組成物は、洗浄性能及び／又は布地ケアの利益を提供する１つ以上の洗剤酵素を含むことができる。適切な酵素の例としては、限定されるものではないが、ヘミセルラーゼ、ペルオキシダーゼ、プロテアーゼ、その他のセルラーゼ、その他のキシラナーゼ、リパーゼ、ホスホリパーゼ、エステラーゼ、クチナーゼ、ペクチナーゼ、ケラタナーゼ、レダクターゼ、オキシダーゼ、フェノールオキシダーゼ、リポキシゲナーゼ、リグニナーゼ、プルラナーゼ、タンナーゼ、ペントサナーゼ、マラナーゼ、β−グルカナーゼ、アラビノシダーゼ、ヒアルロニダーゼ、コンドロイチナーゼ、ラッカーゼ、及びアミラーゼ、又はそれらの混合物が挙げられる。典型的な組み合わせは、プロテアーゼ、リパーゼ、クチナーゼ及び／又はセルラーゼなどにアミラーゼを組み合わせた、酵素の混合物を含むことができる。

必要に応じて、酵素安定剤を洗浄成分の中に含ませることもできる。これに関して、界面活性剤に使用する酵素は、種々の技術、例えば組成物中にカルシウム及び／又はマグネシウムイオンの水溶性源を組み込むことによって安定化させることができる。

洗浄剤組成物は、１つ以上の漂白剤化合物、及び場合により関連した触媒及び／又は活性化剤を含むことができる。このような漂白剤化合物の例には、過酸化水素を含む過酸素化合物、過ホウ酸塩、過炭酸塩、過リン酸塩、過ケイ酸塩及びモノ過硫酸塩（例えば、過ホウ酸ナトリウム四水和物及び過炭酸ナトリウム）などの無機過酸化物塩、及び、過酢酸、モノペルオキシフタル酸、ジペルオキシドデカン二酸、Ｎ，Ｎ’−テレフタロイル−ジ（６−アミノペルオキシカプロン酸）、Ｎ，Ｎ’−フタロイルアミノペルオキシカプロン酸及びアミドペルオキシ酸などの有機ぺルオキシ酸が含まれるが、これらに限定されない。漂白活性化剤には、テトラアセチルエチレンジアミン及びノナノイルオキシベンゼンスルホン酸ナトリウムなどのカルボン酸エステルが含まれるが、これらに限定されない。

適切なビルダーは、添加剤として含まれてもよく、限定されるものではないが、アルカリ金属、アンモニウム及びポリホスフェートのアルカノールアンモニウム塩、アルカリ金属ケイ酸塩、アルカリ土類金属とアルカリ金属の炭酸塩、アルミノケイ酸塩、ポリカルボン酸塩化合物、エーテルヒドロキシポリカルボン酸塩、無水マレイン酸とエチレン又はビニルメチルエーテルの共重合体、１，３，５−トリヒドロキシベンゼン−２，４，６−トリスルホン酸、及びカルボキシメチル−オキシコハク酸、並びに、エチレンジアミン四酢酸及びニトリロ三酢酸などのポリ酢酸の種々のアルカリ金属塩、アンモニウム塩及び置換アンモニウム塩、その他、メリト酸、コハク酸、オキシジコハク酸、ポリマレイン酸、ベンゼン１，３，５−トリカルボン酸、カルボキシメチルオキシコハク酸、及びそれらの可溶性塩などのポリカルボン酸塩を含むことができる。

添加剤はまた、任意に、１種以上の銅、鉄及び／又はマンガンのキレート剤及び／又は１種以上の色素移動阻害剤を含むことができる。

上記成分は、単独又は所望の組み合わせで使用することができ、それらの効果を最大にするために、洗浄サイクル中の適切な段階で添加することができる。

水と上記成分は、送達手段によってドラムに添加することができる。

洗浄液の組成は、開示された装置を用いた汚れた基材の洗浄サイクルに到達した時点にいつでも依存することができる。例えば、洗浄サイクルの開始時に、洗浄液は水であってもよい。洗浄サイクルの後半の時点で、洗浄液は、洗剤及び／又は前述の添加剤の１種以上を含み得んでいてもよい。洗浄サイクルの洗浄段階の間、洗浄液は基材から除去された懸濁した汚れを含むことができる。

典型的には、洗浄液／基材比は、ドラム中で約５：１〜０．１：１ｗ／ｗ、２．５：１〜０．１：１ｗ／ｗ、又は２．０：１〜０．８：１ｗ／ｗである。１．７５：１ｗ／ｗ、１．５：１ｗ／ｗ、１．２：１ｗ／ｗ及び１．１：１ｗ／ｗなどの比で特に好ましい結果が達成された。

好都合なことに、汚れた基材を本発明による装置のドラムに装填した後に、必要量の水をドラムに導入することができる。

洗浄される基材に対する多数の固体粒子の比は、典型的には約０．１：１〜約３０：１ｗ／ｗ、約０．１：１〜約２０：１ｗ／ｗ、約０．１：１〜約１５：１ｗ／ｗ、又は約０．１：１〜約１０：１ｗ／ｗである。基材に対する固体粒子の比率は、約０．５：１〜約５：１ｗ／ｗ、約１：１〜約３：１ｗ／ｗの範囲、又は約２：１ｗ／ｗであってもよい。したがって、例えば、５ｇの布地を洗浄するために、１０ｇのポリマー又は非ポリマー粒子を使用することができる。

基材に対する固体粒子の比率は、洗浄サイクルを通して実質的に一定の水準に維持することができる。その結果、新鮮な再使用又は再循環された固体粒子のポンプ輸送は、洗浄操作を通してドラム内にほぼ同じ水準の固体粒子を維持するために十分な速度で続行することができ、それによって、汚れた基材に対する固体粒子の比率が、洗浄サイクルが完了するまで実質的に一定のままであることが確実となる。

本開示の装置と方法は、小規模又は大規模のバッチ式プロセスのいずれかに使用することができ、家庭用と産業用の両方、又は商業用の洗浄プロセスにおける用途を見出す。

洗浄装置は、家庭用洗濯機であってもよい。或いは、洗浄装置は、市販の洗濯機であってもよい。

ここに記載の、本開示の態様の洗浄装置、及び本開示の態様で用いられる洗浄装置は、商業用洗濯機（しばしば洗濯抽出機と呼ばれる）であってもよい。ドラムは、ほとんどの市販の洗濯機及びタンブル乾燥機に見られるようなサイズであってもよく、１０〜７０００リットルの容量を有してもよい。家庭用洗濯機の典型的な容量は３０〜１５０リットルの範囲にあり、その一方、産業用洗濯抽出機の場合は１５０〜７０００リットルの範囲の任意の容量が可能である。この範囲の典型的なサイズは、５０ｋｇの洗浄負荷に適したものであり、ドラムは４５０〜６５０リットルの容量を有し、この場合、ドラムは、一般に、直径が７５〜１２０ｃｍ、好ましくは９０〜１１０ｃｍの範囲であり、長さが約４０〜約１００ｃｍ、好ましくは約６０〜約９０ｃｍの円筒を含む。

ここに記載の、本開示の態様の洗浄装置、及び本開示の態様で用いられる洗浄装置は、家庭用洗濯機であってもよい。典型的には、前記家庭用洗濯機は、３０〜１５０リットルの容量を有するドラムを含む。回転可能に取り付けられたドラムは、５０〜１５０リットルの容量を有することができる。一般に、家庭用洗濯機のドラムは、５〜１５ｋｇの洗浄負荷に適している。ここで、ドラムは、典型的には、直径が４０〜６０ｃｍの範囲にあり、長さが２５ｃｍ〜６０ｃｍの範囲にある円筒を含むことができる。ドラムは、典型的には、洗浄される洗浄負荷１ｋｇ当たり２０〜２５リットルの容量を有することができる。

典型的には、洗浄装置のハウジングは、約４０ｃｍ〜約１２０ｃｍの長さ寸法、約４０ｃｍ〜約１００ｃｍの幅寸法及び約７０ｃｍ〜約１４０ｃｍの高さを有する。

洗浄装置のハウジングは、約５０ｃｍ〜約７０ｃｍの長さ寸法、約５０ｃｍ〜約７０ｃｍの幅寸法及び約７５ｃｍ〜約９５ｃｍの高さを有することができる。特に、洗浄装置のハウジングは、約６０ｃｍの長さ寸法、約６０ｃｍの幅寸法及び約８５ｃｍの高さを有することができる。洗浄装置は、ヨーロッパで一般的に使用されている典型的なフロントローディング家庭用洗濯機に匹敵するサイズであってもよい。

洗浄装置のハウジングは、約５０ｃｍ〜約１００ｃｍの長さ寸法、約４０ｃｍ〜約９０ｃｍの幅寸法及び約７０ｃｍ〜約１３０ｃｍの高さを有することができる。特に、ハウジング又はキャビネットは、約７０ｃｍ〜約９０ｃｍの長さ寸法、約５０ｃｍ〜約８０ｃｍの幅寸法及び約８５ｃｍ〜約１１５ｃｍの高さを有することができる。より詳細には、洗浄装置のハウジングは、約７７．５ｃｍ〜約８２．５ｃｍの長さ寸法、約７０ｃｍ〜約７５ｃｍの幅寸法及び約９５ｃｍ〜約１００ｃｍの高さを有することができる。より詳細には、洗浄装置のハウジングは、約７１ｃｍ（２８インチ）の長さ寸法、約８０ｃｍ（３１.５インチ）の幅寸法及び約９６．５ｃｍ（３８インチ）の高さを有することができる。洗浄装置は、米国で一般的に使用されている典型的なフロントローディング家庭用洗濯機に匹敵するサイズであってもよい。

洗浄装置は、汚れた基材と多数の固体粒子と共に動作するように設計されている。効果的な洗浄を促進するために多数の固体粒子を効率的に循環させてもよく、したがって、洗浄装置は循環手段を含むことができる。したがって、ドラムの円筒形の側壁の内面は、内面に対して本質的に垂直に固定された多数の離間した細長い突起を含んでいてもよい。突起は、典型的には空気圧で駆動され、ドラム内の空気流の循環を促進するように適合された、空気増幅器をさらに含むことができる。典型的には、洗浄装置は、一般に「リフター」と呼ばれる３〜１０個、好ましくは４個の突起を含むことができる。

リフターは、固体粒子を収集し、それらを排水溜めなどのハウジングの下部に移動させるように適合されてもよい。リフターは、複数の区画の形態の収集手段と移送手段を含むことができる。リフターは、ドラムの内周面に等間隔で配置されてもよい。リフターは、固体粒子の捕捉区画への進入を可能にする第１の開口と、固体粒子の移動を可能にする第２の開口とを含むことができる。開口の寸法は、固体粒子の効率的な進入と移送を可能にするように、固体粒子の寸法に合わせて選択することができる。

動作中、撹拌は、洗浄装置のドラムの回転によって提供される。しかしながら、洗浄操作の終了時に残留した固体粒子の効率的な除去を容易にするために、追加の撹拌手段が存在してもよい。撹拌手段は、空気ジェット、ウォータージェット及び／又は振動手段を備えることができる。

回転するドラムからハウジングに伝達される振動の衝撃を低減するために、洗浄装置はハードマウントされていてもソフトマウントされていてもよい。ハードマウントされた構成では、装置のハウジングは、装置が設置されている地面又は床又は他の固体物体に固定して取り付けられるか繋がれる。ソフトマウントされた構成では、ハウジングを地面又は固体物体に固定して取り付けられるか繋がれる代わりに、ドラムからの振動がハウジングに伝達される程度を低減するために装置はダンパー及び／又はスプリングを備える。

洗浄装置は、少なくとも１つの送達手段を備えていてもよい。送達手段は、洗浄液成分をドラムに直接入れることを容易にすることができる。このようにして、ポンピング手段を介して移動させる必要なく、そして、例えば排水溜めを介して移動させる必要なく、洗浄液成分（水及び／又は洗剤など）をドラムに添加することができる。多数の送達手段が存在してもよい。適切な送達手段は、スプレーノズルなどの１つ以上のスプレー手段を含むことができる。送達手段は、１つ以上の洗浄剤、又は１つ以上の洗浄剤と組み合わせて水を送達することができる。送達手段は、洗浄サイクルを開始する前に汚れた基材を湿らせるために水を最初に添加するように適合されてもよい。代替として又は追加で、送達手段は、洗浄サイクル中に１つ以上の洗浄剤を添加するように適合されてもよい。

洗浄装置は、ハウジング内の空気を循環させ、洗浄装置内の温度と湿度を調節するための手段をさらに含むことができる。この手段は、例えば、再循環ファン、空気加熱器、水噴霧器及び／又は蒸気発生器を含むことができる。さらに、洗浄装置内の温度と湿度の程度を判定し、この情報を操作者が操作することができる制御手段に伝達するための検知手段を設けることもできる。

本開示は、以下の図面を参照することによってさらに説明される。
図１は、本開示による洗浄装置の外観斜視図を示す。 図２は、本開示による洗浄装置の正面図を示す。 図３は、図２のＸ−Ｘ断面を通る洗浄装置の断面図を示す。 図４は、ハウジングの前部の一部とドアの一部が除去された洗浄装置の切欠断面斜視図を示す。 図５は、本開示による洗浄装置の正面断面図を示す。 図６Ａは、図３に示されるドアの断面図を示す。 図６Ｂは、ドアの背面図を示す。 図７は、洗浄液と多数の粒子がセパレータに衝突して離脱する様子を示す概略図を示す。

図１〜図５を参照すると、ハウジング（20）を含む本開示の態様による洗浄装置（10）が提供される。ハウジング（20）は、上部（20a）と下部（20b）とを備えている。ハウジング（20）は、回転可能に取り付けられたドラム（40）を備えている。ドラム（40）は、回転可能に取り付けられた円筒形ケージの形態であってもよい。ドラムはケーシング又は槽（80）に水平に取り付けられ、ハウジングの上部（20a）に取り付けられている。槽（80）は、ドラム（40）の一部を円周方向に取り囲む湾曲した頂部（84）を備えている。槽（80）は、湾曲部（84）から槽の基部（86）まで延びる第１の側壁（85）と第２の側壁（87）を備えている。

ドラム（40）は、穿孔された側壁（図示せず）を有している。穿孔は、流体と固体粒子の進入と退出を可能にする。その代わりに、ドラムは、流体と孔よりも小さい直径の微粒子材料の進入と退出を許容するが、汚れた基材の洗浄に使用される固体粒子の退出を防止するように適合された穿孔を有してもよい。

ドラム（40）の回転は、駆動手段（90）の使用によって行われる。駆動手段（90）は、電気モータの形態の電気駆動手段を備えている。駆動手段（90）の動作は、ユーザによって操作され得る制御手段によって行われる。

槽（80）の基部（86）は、排水溜め（88）を含んでいる。排水溜め（88）は、固体粒子を保持するためのチャンバとして機能する。排水溜め（88）は、水及び／又は１つ以上の洗浄剤をさらに含むことができる。排水溜め（88）は、その内容物を洗浄操作での使用に適した温度に上昇させる加熱手段（図示せず）を備えている。

槽（80）の一体性により、ドラム（40）を含む部分と排水溜め（88）を含む部分とが、ドラム（40）の回転によって引き起こされる振動に応答して一体として共に移動することが可能となる。洗浄装置（10）は、ドラムからの振動がハウジング（20）に伝達される程度を低減するために、槽（80）に接続されたダンパー（78）を備えている。

洗浄装置は、ドラム（40）がアクセス可能なハウジングの開口（200）の一部又は全体の周りでハウジング（20）の前面（22）から突出するカラー又はフード（82）を有している。カラー又はフード（82）は、槽（80）から延びていてもよく、又は槽（80）の一体部分であってもよい。

カラー又はフード（82）は、開口（90）を備えている。装置は、排水溜め（88）とセパレータ（100）との間の経路を画定する出口（140）を有する流路管（110）を有している。流路管は、ハウジング内に取り付けられ、カラー又はフード（82）の開口（90）を通過するように構成されている。

ポンプ（210）は、洗浄液と固体粒子を排水溜め（88）から、流路管（110）に沿ってセパレータ（100）にポンプ輸送することができるように配置されている。

装置は、洗浄液成分（水及び／又は洗剤など）を流路管（110）を経由して移動させる必要なしにドラムに加えることができる送達手段（160）を備えている。

洗浄装置（10）は、ドラム（40）の内部へのアクセスを可能にするドア（60）を備えている。ドア（60）は、ハウジング（20）の前面（22）にヒンジ式に結合されるか取り付けられている。別の構成（図示せず）において、ドア（60）は、槽（80）の一部にヒンジ式に結合されるか取り付けられていてもよい。

ドアは開位置と閉位置との間で移動可能である。ドア（60）が閉位置にあるとき（図１、２及び３に示すように）、洗浄装置（10）は実質的に密閉されている。ドア（60）が開位置にあるとき、ドラム（40）の内側はアクセス可能である。示された構成では、ドアが閉位置にあるとき、ドアはカラー（82）に当接してシールを形成する。

ドア（60）は、セパレータ（100）を備えている。セパレータは、穿孔部分（105）を備え、流路管（110）の出口（140）から洗浄液と多数の固体粒子を受け取るように適合されている。

特に図６Ａと６Ｂを参照すると、ドア（60）はリング（66）を備えている。ドアは、外側部分（62）と内側部分（64）を有している。外側部分（62）と内側部分（64）は、リング（66）に取り付けられている。ドア（60）の外側部分（62）と内側部分（64）は、機械の動作中にドラムの内側を見ることを容易にする、ガラスなどの透明材料であってもよい。

ドアは、セパレータ（100）を備えている。図６Ａと図６Ｂに示される構成では、セパレータ（100）は、湾曲しており、ドアの外側部分（62）と内側部分（64）との間に取り付けられている。リング（66）は、セパレータ（100）をドア（60）の外側部分（62）と内側部分（64）との間の所定の位置に保持するように適合されている。

ドア（60）の内側部分（64）は、ドア出口（68）を備えている。セパレータ（100）を通過しない洗浄液／固体粒子混合物由来の物質は、セパレータ（100）の斜面を下ってドア出口（68）を通り、矢印Ａによって示される方向に移動して、ドラムの中に入ることができる。内側部分を備えたドアを有することにより、セパレータ（100）上で洗浄される汚れた基材のかぎ裂きが減少するが、固体粒子がドラム（40）に入るためにドア出口（68）が必要となる。

ドアのリング（66）は、ドア（60）の底部に位置する排水路（70）を備えている。排水路（70）は、洗浄液などのセパレータを通過した物質が矢印Ｂで示される方向に排水路（70）を通ってドアから出て、排水溜め（88）に流入することができるように構成されている。

図７を参照すると、好ましくは、流路管（110）は、洗浄液と多数の固体粒子が水平からの角度θで出口（140）を出るように配向されている。湾曲したセパレータ（100）の穿孔部分に当たると、穿孔部分を通過した洗浄液は方向Ｄに下降する。多数の固体粒子はセパレータの湾曲に沿って方向Ｅに下降する。固体粒子がセパレータの湾曲に沿って下降するにつれて、より多くの洗浄液が穿孔部分をＤ方向に通過する。セパレータの端部において、固体粒子は、ドラムに向かって経路Ｆに導かれる。角度φは、湾曲したセパレータの後縁の端部の接線で取られた水平より上方の角度である。好ましくは、角度θは約１５°〜３５°、より好ましくは約２０°〜３０°である。好ましくは、角度φは約０°〜３５°、好ましくは約０°〜３０°、好ましくは約５°〜２５°、好ましくは約１０°〜２０°である。好ましくは、角度φは約１５°〜３５°、より好ましくは約２０°〜３０°である。

使用時には、多数の固体粒子と組み合わされた洗浄液が、ポンプ（210）を用いて排水溜め（88）からセパレータ（100）に移送される。洗浄液と固体粒子物質は、流路管（110）に沿ってポンプ輸送され、出口（140）を通ってセパレータ（100）の穿孔部分（105）に排出される。洗浄液はセパレータの穿孔部分（105）を通過することができる。しかしながら、固体粒子は、穿孔部分の開口を介して排出するには大きすぎるため、固体粒子はセパレータ（100）の表面によってドア出口（68）に向かって偏向される。このようにして、多数の固体粒子から洗浄液の少なくとも一部を分離することができる。

洗浄装置（10）を使用する典型的な洗浄サイクルでは、汚れた基材（図示せず）を最初にドラム（40）に入れる。次いで、適切な量の洗浄液（水と任意の追加の洗浄剤）を、送達手段（160）を介してドラム（40）に加える。水は、ドラム（40）に導入される前に洗浄剤と予め混合されてもよい。しかし、典型的には、洗浄剤をさらに導入する前に基材を適切に濡らしたり湿らせたりするために、水を最初に加える。

水と洗浄剤は、ヒーター（図示せず）によって加熱されることができる。水と任意の洗浄剤は導入された後、洗浄サイクルはドラム（40）の回転によって開始する。排水溜め（88）に存在する固体粒子と洗浄液は、任意にヒーター（図示せず）を用いて所望の温度に加熱されることができるが、つぎに、流路管（140）を介してドア（60）のセパレータ（100）にポンプ輸送される。固体粒子は、セパレータ（100）からドア出口（68）を通ってドラム（40）内の洗浄負荷の中心に進む。

ドラム（40）の回転による撹拌の過程で、任意の洗浄剤を含む水がドラム（40）の穿孔を通って排水溜め（88）に落下する。いくつかの固体粒子もドラム（40）の穿孔を通って排水溜め（88）に落下する可能性がある。ドラム（40）の内周面に設けられたリフター（図示せず）は、ドラム（40）が回転し、固体粒子を排水溜め（88）に移送するときに、固体粒子を収集することができる。排水溜め（88）への移送時に、固体粒子と水に加えて任意の洗浄剤は、槽の傾斜壁（85）、（87）を下降して排水溜め（88）の基部に移動する。ポンプ（210）は、洗浄液を固体粒子との組み合わせで流路管（110）を経由して上向きにドア（60）のセパレータ（100）へ再びポンプ輸送する。その結果として、追加の固体粒子は、洗浄サイクルの間にドラム（40）に入ることができる。さらに、洗浄操作で使用され、排水溜め（88）に戻された固体粒子は、ドラム（40）に再導入されることができ、したがって、単一の洗浄サイクル又はその後の洗浄サイクルのいずれかで再使用されることができる。ドラム（40）に入らない固体粒子とともにセパレータ（100）を通って排水溜め（88）からポンプ輸送された洗浄液は、扉（60）の排液路（70）を経由して排水溜め（88）に戻されることができる。

洗浄装置（10）は、標準的な洗濯機と同様に洗浄サイクルを行うことができ、例えば、ドラム（40）を約３０〜約４０ｒｐｍで一方向に数回転させ、次いで反対方向に同様の回転数を回転させて行うことができる。この手順は約６０分まで繰り返すことができる。この期間中、固形粒子は、上述の方法でセパレータ（100）を経由して排水溜め（88）からドラム（40）に導入及び再導入されることができる。

洗浄装置の使用に用いられる条件は、繊維織物の従来の湿式洗浄に典型的に適用される温度よりも著しく低い温度を許容し、その結果として、著しい環境的及び経済的利益を提供する。洗浄サイクルの典型的な手順と条件は、布が、例えば、実質的に密封された系において約５〜約９５℃の温度で約５〜約１２０分間、開示された方法に従って一般に処理されることを必要とする。その後、すすぎとすべてのプロセスのさらなる段階を完了させるために、追加の時間が必要とされ得る。サイクル全体の総所要時間は、典型的には約１時間の範囲内である。本発明の方法の操作温度は、好ましくは約１０〜約６０℃、又は約１５〜約４０℃の範囲である。

本開示の特定の態様又は例に関連してここで説明される特徴は、それと互換性がない場合を除き、ここで説明される他の態様、実施形態又は例に適用可能であると理解されるべきである。ここで使用される場合、単語「一つの（a、an）」は単数に限定されず、文脈上他のことが要求されない限り、複数を含むと理解される。

［実施例１］
セパレータがドアの中に配置されている、本開示による洗浄装置を使用した。セパレータは湾曲していた。セパレータの湾曲の方向は、湾曲した方向に従った固体粒子がドラムに向かって導かれるようになっていた。洗浄装置は、３５ｌｂ（１５．９ｋｇ）の基材を洗浄するのに適した大きさであった。洗浄液とポリマービーズとの重量比１：１の混合物を、排水溜めからセパレータに向けてポンプ輸送した。ビーズは、約４ｍｍの最も長い寸法を有する楕円形であった。ポンプにおける流路管の断面積は３１６８ｍｍ^２であり、その長さに沿って２０２８ｍｍ^２に減少した。出口の断面積は２０３３ｍｍ^２であった。流路管の断面は円形であり、出口は細長い形状を有していた。セパレータを通過してドラムに入ったビーズを集め、ここに記載されるように、セパレータによってドラムに向けられた固体粒子を捕捉し、それらの重量を計り、次いで固体粒子中に残存する水を分離することによってビーズ湿潤度を評価した。ビーズ湿潤度は１２．７重量％であった。

［実施例２］
実施例１を繰り返したが、出口の断面積を１８６９ｍｍ^２に減少させた。出口は細長い形状のままとした。ドラムから集めたビーズのビーズ湿潤度は１０．３重量％であった。したがって、出口の断面積を減少させることにより、ビーズと洗浄液の分離が改善され、その結果、より乾燥したビーズがドラムに導かれる。

［実施例３］
セパレータがドアの中に配置されている、本開示による洗浄装置を使用した。セパレータは湾曲していた。セパレータの湾曲の方向は、湾曲した方向に従った固体粒子がドラムに向かって導かれるようになっていた。洗浄装置は、３５ｌｂ（１５．９ｋｇ）の基材を洗浄するのに適した大きさであった。洗浄液とポリマービーズとの重量比１：１の混合物を、排水溜めからセパレータに向けてポンプ輸送した。ビーズは、約４ｍｍの最も長い寸法を有する楕円形であった。ポンプにおける流路管の断面積は３１６８ｍｍ^２であり、その長さに沿って２０２８ｍｍ^２に減少した。出口の断面積は２０３３ｍｍ^２であった。流路管の断面は円形であり、出口は細長い形状を有していた。出口を出る時点でのビーズと洗浄液の速度を測定したところ、２５０．４ｃｍ／ｓであった。

［実施例４］
実施例３を繰り返したが、出口の断面積を１８６９ｍｍ^２に減少させた。出口は細長い形状のままとした。出口を出る時点でのビーズと洗浄液の速度を測定したところ、２７２．４ｃｍ／ｓであった。

［実施例５］
セパレータがドアの中に配置されている、本開示による洗浄装置を使用した。セパレータは湾曲していた。セパレータの湾曲の方向は、湾曲した方向に従った固体粒子がドラムに向かって導かれるようになっていた。洗浄装置は、３５ｌｂ（１５．９ｋｇ）の基材を洗浄するのに適した大きさであった。洗浄液とポリマービーズとの重量比１：１の混合物を、排水溜めからセパレータに向けて３８Ｈｚのポンプ輸送速度でポンプ輸送した。ビーズは、約４ｍｍの最も長い寸法を有する楕円形であった。流路管の断面は円形であった。出口の断面は円形であり、パイプに対して垂直に切断されていた。セパレータを通過してドラムに入ったビーズを集め、ビーズ湿潤度を評価した。ビーズ湿潤度の結果を表１に示す。

［実施例６］
実施例５を繰り返したが、ポンプ輸送速度を５０Ｈｚとした。ビーズ湿潤度の結果を表１に示す。

［実施例７］
実施例５を繰り返したが、出口の周囲の各点がセパレータの穿孔部分から等距離になるように出口を形成した。ポンプ輸送速度は３５Ｈｚであった。セパレータを通過してドラムに入ったビーズを集め、ビーズ湿潤度を評価した。ビーズ湿潤度の結果を表１に示す。

［実施例８］
実施例７を繰り返したが、ポンプ輸送速度を５０Ｈｚとした。ビーズ湿潤度の結果を表１に示す。

［実施例９〜１７］
セパレータがドアの中に配置されている、本開示による洗浄装置を使用した。セパレータは湾曲していた。セパレータの湾曲の方向は、湾曲した方向に従った固体粒子がドラムに向かって導かれるようになっていた。洗浄装置は、３５ｌｂ（１５．９ｋｇ）の基材を洗浄するのに適した大きさであった。洗浄液とポリマービーズとの重量比１：１の混合物を、出口とセパレータの周囲との間の異なる距離、及び流路管の出口と湾曲したセパレータの異なる相対的な向きで、排水溜めからセパレータに向けてポンプ輸送した。ビーズは、約４ｍｍの最も長い寸法を有する楕円形であった。いずれの場合も、流路管は円形であり、出口の端面は円形であった。出口は直線的に切断され、それによって円形の周囲を有するか、分離器の湾曲に対応する形状にされた。いずれの場合も、セパレータを通過してドラムに入ったビーズを集め、ここに記載されるように、セパレータによってドラムに向けられた固体粒子を捕捉し、それらの重量を計り、次いで固体粒子中に残存する水を分離することによってビーズ湿潤度を評価した。結果を表２に示す。図７に示すように、角度θは、洗浄液と多数の固体粒子が出口を出る水平より下方の角度である。角度φは、湾曲したセパレータの後縁の端部の接線で取られた水平より上方の角度である。

実施例９〜１７は、出口の周囲のすべての点をセパレータから等距離にすることにより、ビーズ湿潤度が減少し改善されることを示している。また、出口とセパレータとの間のギャップを小さくすると、ビーズ湿潤度を有利に減少させる。

Claims (29)

1. 多数の固体粒子を用いた少なくとも１つの基材の処理に使用するための装置であって、
   ａ）ドラムが回転可能に取り付けられたハウジングと、
   ｂ）前記少なくとも１つの基材が前記ドラム内に配置され得る開位置と、前記装置が実質的に密閉される閉位置との間で移動可能なドアと、
   ｃ）前記ドア内に取り付けられたセパレータであって、穿孔部分を有するセパレータと、
   ｄ）前記ハウジング上又は前記ハウジング内に取り付けられた流路管であって、出口を有する流路管と、
   ｅ）処理液と多数の固体粒子を第１の位置から前記流路管を通って前記出口から前記セパレータに向かってポンプ輸送するように構成されたポンピング手段とを備え、
   前記セパレータが前記多数の固体粒子を前記ドラム内に導くように配置され、さらに、前記セパレータが前記処理液の一部を前記ドラム以外の場所に導くように配置され、
   前記流路管が前記ドアに取り付けられていない装置。
2. 前記出口の断面積が前記流路管の断面積よりも小さい請求項１に記載の装置。
3. 前記出口の断面積が前記流路管の断面積の約１０〜約９９％である請求項２に記載の装置。
4. 前記出口の周囲が前記セパレータの穿孔部分から約１２ｍｍ以下、好ましくは前記セパレータの穿孔部分から約１０ｍｍ以下の位置にある請求項１又は２に記載の装置。
5. 前記出口の周囲が前記セパレータの穿孔部分から実質的に等距離にある請求項１〜４のいずれかに記載の装置。
6. 前記出口が細長い形状を有し、好ましくは前記細長い形状は長さＬと幅Ｗを有し、前記細長い形状の比Ｌ：Ｗが２：１よりも大きい請求項１〜５のいずれかに記載の装置。
7. 前記出口での前記処理液と前記固体粒子の速度が約１５０ｃｍ／ｓ以上である請求項１〜６のいずれかに記載の装置。
8. 多数の固体粒子を用いた少なくとも１つの基材の処理に使用するための装置であって、
   （ａ）ドラムが回転可能に取り付けられたハウジングと、
   （ｂ）前記少なくとも１つの基材が前記ドラム内に配置され得る開位置と、前記装置が実質的に密閉される閉位置との間で移動可能なドアと、
   （ｃ）穿孔部分を有するセパレータと、
   （ｄ）前記ハウジング上又は前記ハウジング内に取り付けられた流路管であって、出口を有する流路管と、
   （ｅ）処理液と多数の固体粒子を第１の位置から流路管を通って前記出口から前記セパレータに向かってポンプ輸送するように構成されたポンピング手段とを備え、
   前記セパレータが前記多数の固体粒子を前記ドラム内に導くように配置され、さらに、前記セパレータが前記処理液の一部を前記ドラム以外の場所に導くように配置され、さらに、
   （i）前記出口の断面積が前記流路管の断面積よりも小さい、
   （ii）前記出口が細長い形状を有する、
   （iii）前記出口の周囲が前記セパレータの穿孔部分から３０ｍｍ以内、好ましくは１２ｍｍ以内の位置にある、
   （iv）前記出口の周囲が前記セパレータの穿孔部分から実質的に等距離にある、
   （v）前記出口での前記処理液と前記固体粒子の速度が約１５０ｃｍ／ｓ以上である、
   の条件のうちの少なくとも１つが満たされる装置
9. 条件（iii）において、前記出口の周囲が前記セパレータの穿孔部分から１２ｍｍ以下の位置にある請求項８に記載の装置。
10. 条件（i）〜（v）のすべてが満たされる請求項８又は９に記載の装置。
11. 前記出口の断面積が前記流路管の断面積の約１０〜約９９％である請求項８〜１０のいずれかに記載の装置。
12. 前記出口の周囲が前記セパレータの穿孔部分から約１０ｍｍ以内に位置している請求項８〜１１のいずれかに記載の装置。
13. 前記細長い形状が長さＬと幅Ｗを有し、前記細長い形状の比Ｌ：Ｗが２：１より大きい請求項８〜１２のいずれかに記載の装置。
14. 前記セパレータが前記ドア内に配置されている請求項８〜１３のいずれかに記載の装置。
15. 前記流路管が前記ドアに取り付けられていない請求項１４に記載の装置。
16. 前記セパレータが前記ドア内以外の場所に取り付けられている請求項８〜１３のいずれかに記載の装置。
17. 前記出口を出る前記洗浄液と複数の固体粒子の経路が前記セパレータの穿孔部分の表面上に約６０°〜約１５０°、好ましくは約６０°〜約１２０°の入射角λを規定するように前記出口が構成される請求項１〜１６のいずれかに記載の装置。
18. 前記セパレータの穿孔部分が湾曲している請求項１〜１７のいずれかに記載の装置。
19. 前記セパレータによって前記ドラムに向けられる前記固体粒子の湿潤度が２０重量％以下、好ましくは１５重量％以下、好ましくは１０重量％以下である請求項１〜１８のいずれかに記載の装置。
20. 前記ドラム以外の前記場所は前記第１の位置であり、好ましくは前記第１の位置は排水溜めである請求項１〜１９のいずれかに記載の装置。
21. 前記流路管がその出口に近づくにつれて前記流路管の内径が狭くなり、好ましくは前記流路管がノズル部分と主要部分からなり、前記流路管の内径が前記ノズル部分において狭くなり、好ましくは前記主要部の断面積がその長さに沿って実質的に一定である請求項１〜２０のいずれかに記載の装置。
22. 前記装置が少なくとも１つの汚れた基材の洗浄に使用するための洗浄装置であり、前記処理液が洗浄液である請求項１〜２１のいずれかに記載の装置。
23. 前記装置が多数の固体粒子を用いて基材を処理するための装置であり、前記基材がスキン、ハイド、ペルト、革、フリースから選択される動物基材であり、好ましくは処理が着色、なめし、なめしに付随するプロセスである請求項１〜２１のいずれかに記載の装置。
24. 請求項１〜２３のいずれかに記載の装置を使用して多数の固体粒子を用いて前記基材を処理することを含む少なくとも１つの基材を処理する方法。
25. （ａ）少なくとも１つの基材を前記ドラムに装填して前記ドアを閉じるステップと、
    （ｂ）処理液を導入して前記基材を湿潤させるステップと、
    （ｃ）前記ドラムを回転させるステップと、
    （ｄ）処理液と前記多数の固体粒子を前記第１の位置から前記流路管を通って前記セパレータに向けてポンプ輸送し、前記複数の固体粒子を前記セパレータを介して前記ドラムに導入するポンピング手段を作動させるステップと
    を含む請求項２４に記載の方法。
26. （ｅ）処理サイクルのために装置を作動させるステップをさらに含み、
    前記処理液と前記多数の固体粒子は、前記ドラムが回転するときに前記ドラムから前記ハウジングの下部に移される請求項２５に記載の方法。
27. （ｆ）追加の処理液と固体粒子を前記第１の位置から前記セパレータにポンプ輸送し、ステップ（ｄ）で使用された前記多数の固体粒子を処理操作で再利用するために再循環させるように、前記ポンピング手段を作動させるステップと、
    （ｇ）少なくとも１つの基材の処理を行うのに必要なステップ（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）を続けるステップと
    をさらに含む請求項２６に記載の方法。
28. 前記処理する方法が少なくとも１つの汚れた基材を洗浄する方法であり、前記処理液が洗浄液である請求項２４〜２７のいずれかに記載の方法。
29. 前記処理する方法が多数の固体粒子を用いて基材を処理する方法であり、前記基材がスキン、ハイド、ペルト、革、フリースから選択される動物基材であり、好ましくは処理が着色、なめし、なめしに付随するプロセスである請求項２４〜２８のいずれかに記載の方法。

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