JPH06506609A - 洗浄方法およびその方法を実施するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 洗浄方法およびその方法を実施するための装置本発明は、洗浄剤を水に加えるこ とにより得られる水系の界面活性剤含有洗浄液体により繊維状材料、皮革、繊維 製品材料などを洗浄する方法に関する。

長い間、社会的活動において、また、家庭内において実施される洗浄方法は、そ の方法において生態学的および経済的改善を達成するための努力目標とされてき た。これらの努力は、エネルギー、洗浄剤、水および時間の消費を減少すること を目的としていた。これらの目的を達成するために、特別の計量供給（ｄｏｓｉ ｎｇ）システムおよび計量供給方法がしばしば使用されている。特別の計量供給 方法を使用する場合に関連する特に困難な事柄は、一方では、できるだけ少量の 洗浄剤および水を使用する必要があり、他方では、洗浄剤および洗浄の性能が許 容できないレベルまで低下しないのを確保するために多くのパラメーターに依存 する最低限のレベル以下に計量供給量を落とさないようにすることである。すべ ての種類の洗浄すべき材料、汚れ、水の硬度および洗浄剤並びに温度および機械 的撹拌のタイプに応じて最適な洗浄剤濃度が存在する。この濃度は、この最適値 以下に濃度が低下する場合に洗浄結果は許容できないレベルに低下し、また、最 適濃度を越える場合、洗浄結果に改善がみられないという事実から純粋に経験的 に決定することができる。実際に非常に変化しつる条件の下で最適な洗浄剤の計 量供給（投入）量を常に達成するために、このような最適洗浄ポイントを洗浄方 法自体の間に自動的に決定する必要がある。

ＪＡＯＣＳ、第１９６３巻、１９８６年、第９３１〜９４３頁から、機械的洗浄 機において使用される洗浄水の表面張力を測定し、測定値の結果を引き続いて洗 ＃剤の添加のコントロールに使用できることが知られている。しかしながら、表 面張力の測定により繊維状材料、皮革、繊維製品材料などの洗浄プロセスにおい て最適な洗浄ポイントを決定し、その後に洗浄剤の添加のコントロールに使用で きるかどうか、また、如何にそのようにできるかということについては知られて いない。他の既知の洗浄方法において、洗浄剤の計量供給は、導電率、ｐＨ値お よび曇りの程度によりコントロールされている（ラボラトリ−・プラクティス（ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　Ｐｒａｃｔｉｃｅ）　、１９８４年、第６９頁）。残念 ながら、これらの既知の計量供給方法は満足すべき結果を与えない。米国特許明 細１第３．８８１゜３４４号および米国特許明細１第４．４１６．１４８号は別 の適当な従来技術として引用できる。

したがって、本発明が解決しようとする課題は、洗浄剤および洗浄性能を許容で きないレベルに下げることなく、引き続いて行なわれる洗浄試験において決定で きる最低限の計量供給量を常に自動的に達成することであった。さらに、この課 題は、本発明の方法を洗浄条件に特に適合させることなく、洗浄すべき材料、洗 浄剤、水の硬度、機械、汚れなどの種類のような洗浄条件に関係なく解決する必 要があった。

本発明によれば、この課題の解決策は、洗浄液体の表面張力を、より特に連続的 に、洗浄プロセスの間、表面張力計により測定し、実際の洗浄剤濃度（値１）お よび洗浄剤濃度（値２）を、より特に連続的に、得られた測定値から、また、加 えた洗浄剤の量からそれぞれ決定して洗浄剤効果（値２−値１）／値２を算出し 、洗浄剤効果が更に増加しない場合に洗浄剤の添加を終了することを特徴とする 。十分に一定の気体ストリーム、特に空気ストリームを用いて操作される気泡（ 泡圧）型表面張力計がこの目的のために使用するのに好ましい。

この点に関して、洗浄剤効果の絶対値ではなく時間の関数としての変化だけが洗 浄剤計量供給のコントロールに使用されるということが重要である。最大の洗浄 剤効果は、汚れの程度、洗浄剤および他の洗浄条件に影響されるので、この方法 は、ある洗浄条件に特別に適合させる必要なく普遍的に使用できる。上述の気泡 型表面張力計は、自体既知のものであり、たとえば、「ジャーナル・オブ・アプ ライド・ポリマー・サイエンス（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｏ １ｙＩｌｅｒ　５ｃｉｅｎｃｅ）　Ｊ、第２８巻、１９８３年、第４０７〜４３ ０頁において、エフ・ノエイ・ジョーク（Ｆ、Ｊ、５ｃｈｏｒｋ）およびダブリ ュ・エイチ・レイ（Ｗ、　Ｈ，Ｒｅｖ）により記載されている。したがって、本 明細書においてこれ以上の説明は必要としない。

上述の最適洗浄ポイントは、本発明の方法によって自動的に到達される。それは 、以下に説明するように、このポイントは、変数としての洗浄効果の最大値に、 すなわち、最適値に一致するからである。

洗浄剤効果を非常に正確に決定できる有利な一つの態様において、洗浄剤は幾つ かの個々の部分で非連続的に加えられ、洗浄剤効果は、その部分の一つを添加し た後において表面張力がさらに大きく増加しないときのポイントから決定する。

洗浄剤の添加の間または停止後に洗浄サイクルを停止する場合、時間およびエネ ルギーがさらに節約される。その後、ポンプによる除去および／または濯ぎを開 始することができる。

表面張力の測定においては、一方において最大気泡圧力の間の差を測定し、他方 において、時間の関数としての気泡型表面張力計から気泡が流れる速度を測定す る。これらの二つの方法の内、第一番目のものが好ましい。

また、表面張力計を一定のガスストリームにより操作することが重要である。

このガスストリームは、変化するカスストリームを調節することにより、あるい は一様に操作されるポンプにより形成することができる。

本発明の方法は液体および固体またはペースト形態の洗浄剤の双方の計量供給に 適当である。

本発明によれば、洗浄剤を計量供給するのを制御するために種々の選択が可能で ある。一つの簡単な態様において、交互のシーケンスで洗浄液体を撹拌して、表 面張力を測定してよい。測定の結果に応じて、より多くの洗浄剤を添加するか、 あるいは洗浄剤の添加を停止する。他方、洗浄液体を連続的に循環する洗浄方法 において、洗浄液体の循環部分の表面張力を測定することができ、より特に連続 的に測定してよい。表面張力の測定を左右する唯一の要件は、表面張力計の近傍 において液体を過度に激しく撹拌してはならないことである。しかしながら、他 方では、本発明の方法の王たる利点は、表面張力計のために必要な洗浄液体の体 積が非常に小さいことであり、その結果、簡単に修正することにより、プログラ ムもしくはコントロールまたは洗浄機の洗浄効果特性を変更する必要なく、種々 のタイプの洗浄機において請求の範囲第１項において記載されている本発明の方 法を実施できる。したがって、他方では、表面張力は、ポンプで除去される液体 中において測定することもできる。

本発明のもう一つの態様において、表面張力の温度依存性を測定の間に補正する 。これは、計量供給量の制御において温度センサーにより測定される値を組み込 むことにより行うことができる。

本発明によれば、必要な洗浄剤の量およびしたがって必要な洗浄時間を減少させ ることができ、これはまたエネルギーを最小限にすることができるが、それだけ ではな（、洗浄方法に必要な濯ぎ水の量を減らすことができる。これは、もう一 つの態様において、測定された表面張力が所定の最大値を越える場合に濯ぎを終 了するためである。

本発明は、先に述べた洗浄方法だけではなく、その方法を行うための装置にも関 する。この装置において、本発明が目的とする課題に対する解決策は、一定のガ スストリーム源に接続され、洗浄液体中に等しい深さまで漬けられている細管が 設けられ、評価ユニットを通じて洗浄剤の計量供給ユニット装置をコントロール する圧力または圧力の変化の周波数を測定するための手段に接続されていること を特徴とする。

濯ぎの水の量を減らすために、本発明の装置の評価ユニットは、濯ぎを稼働させ るコントロール要素に接続されている。

本発明の態様を添付図面を参照して以下に詳細に説明する。

第１図は、粉末形態の一般的な洗浄剤の場合の標準的な方法により測定される洗 浄結果を計量供給量に対してプロットしたものを示す。

第２図は、同様に標準的な方法により測定される液体の一般的な洗浄剤の場合の 洗浄結果を計量供給量に対して示している。

第３図は、粉末形態の一般的な洗浄剤の濃度と表面張力計の測定圧力差との間の 関係を示す。

第４図は、液体の一般的な洗浄剤の場合の同様の関係を示す。

第５図は、粉末形態の一般的な洗浄剤の場合の濃度の関数としての洗浄方法の結 果としての洗浄液体の濃度の変化を示す。

第６図は、液体の一般的な洗浄剤および標準的な汚れを有さない洗濯物の場合の 同様の結果を示す。

第７図は、液体の一般的な洗浄剤および標準的な汚れを有する洗濯物の場合の同 様の結果を示す。

第８図は、粉末形態の一般的な洗浄剤の場合の張力計の測定値から決定される相 対的な洗浄剤効果を示す。

第９図は、液体の一般的な洗浄剤および標準的な汚れを有さない洗濯物の場合の 同様の結果を示す。

第１０図は、標準的な汚れを有する洗濯物の場合の同様の結果を示す。

第１１図は、時間に対してプロットされ、張力計により測定された洗浄サイクル の間の洗浄リザーブ（ｒｅｓｅｒｖｅ、余力）の減少を示す。

第１２図は、本発明の装置の一つの態様を模式的に示す。

以下に説明する洗浄試験は、粉末形態の一般的な洗浄剤を使用して、また、液体 の一般的な洗浄剤を使用して実施した。洗浄すべき洗濯物は、追加の標準的な汚 れを有する、また、有さない普通に汚れた家庭の洗濯物３．５ｋｇからなってい た。２０ｇの部分に分割した粉末形態の洗浄剤の５０〜１７０ｇの投入量、およ び２５ミリリンドルの部分に分割した５０〜１７５ミリリツトルの液体の洗浄剤 を用いて一つの洗浄サイクルを使用した。洗浄温度は６０℃であった。洗浄試験 を評価するために、最初のポンプ除去工程の間に１リツトルの洗浄液体のサンプ ルを取り出した。

最適な洗浄剤の計量供給量を確かめるために、洗浄試験は異なる計量供給量およ び異なる洗濯物を用いて通常のように行い、洗濯物の規約反射率をその後で測定 する。第１図および第２図は、既知の方法により得られたこれらの結果を示す。

第１図は、６０℃における１洗浄サイクルにおいて、粉末形態の一般的な洗浄剤 を使用した場合の１５回洗浄後のテリータオル地（ｔｅｒｒｙ　ｔｏｗｅｌ）、 布巾（ｔｅａ　ｄｏｔｈ）およびハツカパック織タオル地（ｈｕｃｋａｂａｃｋ 　ｔｏｗｅｌ）の場合のベルゲル（Ｂｅｒｇｅｒ）白色度を示す。このグラフか ら、約１１０ｇの計量供給量で平衡値（プラトー）に達するまで、白色度の値は 計量供給量の増加とともに増えることが判る。

この計量供給量は、矢印１により示される最適洗浄ポイントを意味する。したが って、洗浄プロセスの完結時にこれらの測定値を得るだけてよい。

第２図は、液体の一般的な洗浄剤の場合の対応するグラフを示す。この場合、規 約反射率を計量供給量に対してパーセントでプロットしている。この洗浄結果も また６０°Ｃにおける１洗浄サイクルにおいて得られたものである。第１図の場 合と同様に、洗浄結果である単一の洗浄サイクルの性能は、１２５ミリリツトル の計量供給量であるプラトーに達するまで増加する。この場合、したがって、こ の計量供給量は矢印１により示される最適洗浄ポイントを形成する。

以下に、洗浄方法においてどのようにして最適洗浄ポイントを本発明に基づいて 実際に決定し、洗浄機の計量供給量を自動的にコントロールするためにどのよう に使用できるかを示す。この目的のため、洗浄液体中の洗浄剤の濃度を、張力計 により得られた値から決定する必要がある。第３図および第４図に示すように、 この濃度と張力計により測定される圧力差との間に明確かつ確実な関係が存在す る。対応する関係が、濃度と張力計により測定される圧力の振動速度との間に存 在し、したがって、本発明の方法において別法としてこれを使用することができ る。したがって、第３図は、粉末形態の一般的な洗剤の場合の検量線を示し、一 方、第４図は、液体の一般的な洗浄剤の場合の対応する検量線を示す。

第５図、第６図および第７図のグラフは、本発明に基づいて張力計により最適洗 浄ポイントを決定できる原理を説明している。第５図において、張力計の測定値 から得られる洗浄液体の濃度は、先に値１として引用したが、これらは、加えら れた洗浄剤の量および水の量から算出される濃度に対してプロットされている。

これらの値は、粉末形態の一般的な洗浄剤により３．５ｋｇの通常に汚れた家庭 の洗濯物を洗浄した後に得られた洗浄液体の場合について測定したものである。

加えられた洗浄剤の量および水の量から算出される濃度の値は、洗浄方法の前の 洗浄液体の濃度の値に対応し、先に値２として引用している。

汚れた家庭の洗濯物の影響が存在しない場合、等しい濃度のライン２が得られる と考えられる。しかしながら、実際には、洗浄プロセスの後にライン３が得られ る。２方向矢印４により示されるライン２と３の間の差は、汚れおよび繊維製品 に吸着された洗浄剤の量を意味する。逆に、２方向矢印５は、洗浄後の液体中に 残存している洗浄剤の量を示す。第５図から、ライン３は５．５ｇ／ｌの濃度に おいて上向きに曲がっていることが判る。この結果は、比較的大きい計量供給量 の場合、汚れおよび繊維製品にさらに洗浄剤が吸着されず、追加的に加えられた 洗浄剤は洗浄液体中にまっすぐに行ってしまうという事実によって説明すること ができる。５．５ｇ／ｌの計量供給量は、３．５ｋｇの通常に汚れた家庭の洗濯 物の場合の１１０ｇの計量供給量に対応し、したがって、第１図に示すような最 適洗浄ポイントに対応する。したがって、この最適計量供給量は、矢印１により 再度示されている。これおよび他の図面の双方において、同じ項目は同じ引用番 号に第６図は第５図と同じような関係を示すが、液体の一般的な洗浄剤および標 準的な汚れを有さない普通に汚れた家庭の洗濯物の場合である。この場合、ライ ン３の折れ目が５．２ｍＡ／ｆの値２において生じているが、この値は、３．５ ｋｇの普通に汚れた家庭の洗濯物の場合の１０４ｍ１の計量供給量に相当する。

また、この値は、第１図および第２図において示すように標準的な方法により決 定された最適な洗浄ポイントに非常に近い値に対応している。

第７図は、第６図と同じ関係を示しているが、追加の標準的な汚れを有する一般 的に汚れた家庭の洗濯物の場合についてである。この場合、ライン３の折れ目は ６．ｂａｌ／ｆの値２において生じているが、この値は３．５ｋｇの普通に汚れ た家庭の洗濯物の場合の１２２ｍ１の計量供給量に対応する。第２図と比較する と、この場合においてもカーブ３の折れ目が最適洗浄ポイントにおいて生じてい ること口　が判る。

（上述の関係を利用して自動計量供給または投入システムを開発するために、変 数としての「洗浄剤係数Ｊ（ＤＥ）を第５図において２方向矢印４により示す洗 １　浄前および洗浄後の濃度差と洗浄前の濃度からの商として定義する。したが って、問題にしている変数は、（値２−値１）／値２である。後に示すように、 最適法ν　浄ポイントは、洗浄剤効果ＤＥがその最大値に達する洗浄剤の量に位 置する。この洗浄ポイントにおいて、必要なだけの多くの洗浄剤が汚れを吸着す るために使用されるが、同時に可能なかぎり少量の洗浄剤が使用されないで排水 に送られる。

１　したがって、第５図〜第７図に示す結果から以下の情報を得ることができる 。

汚れの吸着に使用される洗浄剤の量は、投入される洗浄剤の増加に伴って増加し 、洗浄後の液体中に残る洗浄剤の量も同様である。しかしながら、ある限界濃度 を越えると、液体中に残る洗浄剤の量は汚れの吸着に必要とされる量より大きい 程度で増加する。したがって、汚れを分散させまたは乳化させるために使用する 洗浄剤の量と汚れの吸着に寄与しない洗浄液体中に残る洗浄剤の量との開に最適 な割合が存在する。

第８図〜第１０図において、洗浄剤効果をある条件の下において計量供給量の関 数として示している。この場合において、「相対的洗浄剤効果」は、その場合の 特定の洗浄条件の下、洗浄剤効果および最大洗浄剤効果の商として記録されてい る。第８図の結果は、粉末形態の一般的な洗浄剤を用いた場合に得られたもので あり、一方、第９図および第１０図に示す結果は、液体の一般的な洗浄剤を用い たときに得られたものであり、標準的な汚れがない洗濯物の場合の結果（第９図 ）および追加の標準的な汚れを有する洗濯物の場合に得られた結果である（第１ ０図）。相対的洗浄剤効果の最大値を第１図および第２図において決定した最適 洗浄ポイントと比較すると、相対的洗浄剤効果の最大値は最適洗浄ポイントに丁 度一致することが判る。したがって、洗浄剤の添加に応じて洗浄プロセスの間、 濃度測定値から特定の相対的または絶対的な洗浄剤効果を測定する場合、洗濯物 の汚れの程度および他のパラメーターがある洗浄ともう１つの洗浄とで異なるこ とかあるが、最適な洗浄効果が達成されるように実際の洗浄プロセスの間におい て計量供給量を調節することができる。

したがって、本発明の方法の一つの好ましい態様において、洗浄剤を、たとえば １０ｇまたはｌＱｍ７！の部分て加える。それぞれを加えた後、表面張力は最初 減少するが、つぎに、汚れを分散する間、再び増加する。表面張力が実質的に一 定の値になったとき、そのときまでに加えた洗浄剤および水の量から、また、そ のときに行っている張力計の測定の結果から洗浄剤効果を決定する。さらに洗浄 剤の次の部分を加え、表面張力が低下して再度上昇した後、前回の一定の値と一 致する必要がない実質的に一定の値に表面張力が達したときに洗浄剤効果を再度 決定する。洗浄剤効果の得られた値が、前の場合よりも小さいなら、洗浄剤の添 加および洗浄プロセスを終了する。しかしながら、洗浄剤効果が増加している場 合、このサイクルを繰り返す。第１１図において、張力計の差圧として測定され る、洗浄プロセスの間の洗浄リザーブ（実際の洗浄剤濃度）の減少を時間に対し てプロットしている。洗浄剤の部分を加えた後、汚れの分散の間表面張力がいか に増加し、丁度説明したようにある時間の後実質的に一定の値に到達するかとい うことが理解できる。

第１２図は本発明の装置の一つの態様を示す。この場合において、張力計は圧縮 空気により操作した。一定の空気ストリームを得るために、圧縮空気をバルブ６ および７により、２つの細管８および９に送られる前に調節している。これらの 細管は、洗浄液体１１の中に漬けられている。二つの細管８および９へのフィー ドの間の圧力差は測定装５ｗ１０により測定される。測定値は、コンピューター １２より評価され、表面張力、界面活性剤濃度および洗浄剤効果が得られる。こ れらの値は、液体または固体洗浄剤用の計量供給量ユニット１４に接続されてい る計量供給コントロールユニット１３に送られる。

引用番号のリスト １　最適洗浄ポイントを示す矢印 ２　等しい濃度のライン ３　張力計の値から得られる濃度のライン４２方向矢即 ５２方向矢印 ８　細管 ９　細管 １０　測定装置 １１　洗浄液体 １２　コンピューター １３　計量供給コントロール １４　計量供給ユニット ロコ　テ’Ｊ−タオル地　■ノＸソカノくンク轍タオル地■　布きん ■　皮脂／顔料　＝　蛋白質含有汚れ 図７　後　１度　［ｍｌハ］ 計量供給量　［ｍ（１ 図１０ 相対的洗浄剤効果　ピｌゆ］ 計量供給量　［ｍ１１ 図１１ 差圧　［ｍｍ　Ｗ、Ｓ　］ 時間　〔分〕 フロントページの続き （７２）発明者　フェーファ−、ヴオルフガングドイツ連邦共和国　デー−４０ ００デュッセルドルフ　１、ヒルデブランドシュトラアセ　２２ア一番

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. １．洗浄剤を水に加えることにより得られる水系の界面活性剤含有洗浄液体によ り繊維状材料、皮革、繊維製品材料などを洗浄する方法であって、洗浄液体の表 面張力を、より特に連続的に、洗浄プロセスの間、表面張力計により測定し、実 際の洗浄剤濃度（値１）および洗浄剤濃度（値２）を、より特に連続的に得られ た測定値から、また、加えた洗浄剤の量からそれぞれ決定して洗浄剤効果（値２ −値１）／値２を算出し、洗浄剤効果が更に増加しない場合に洗浄剤の添加を終 了することを特徴とする方法。
2. ２．使用する表面張力計は、十分に一定のガスストリーム、特に空気ストリーム により操作される気泡型表面張力計である請求の範囲第１項記載の方法。
3. ３．洗浄剤は幾つかの個々の部分に分けて不連続に供給され、洗浄剤効果は、一 つの部分が加えられた後、表面張力がさらに大きく増加しないときにおけるポイ ントから決定される請求の範囲第１項または第２項記載の方法。
4. ４．洗浄方法は、洗浄剤の添加の間または添加の終了後に終了する請求の範囲第 １〜３項のいずれかに記載の方法。
5. ５．表面張力を測定するために、気泡型表面張力計において生成する気泡の最大 圧力の間の差を測定する請求の範囲第２〜４項のいずれかに記載の方法。
6. ６．表面張力を測定するために、気泡型表面張力計からの気泡フローの速度を時 間の関数として測定する請求の範囲第２〜４項のいずれかに記載の方法。
7. ７．一定のガスストリームを、変化し得るガスストリームの調節により、あるい は一様に運転されるポンプにより生成する請求の範囲第２〜６項のいずれかに記 載の方法。
8. ８．液体、固体またはペースト形態の洗浄剤を加える請求の範囲第１〜７項のい ずれかに記載の方法。
9. ９．交互のシーケンスで洗浄液体を撹拌し、表面張力を測定する請求の範囲第１ 〜８項のいずれかに記載の方法。
10. １０．洗浄方法を連続的に循環する洗浄液体により実施する場合、洗浄液体の循 環する部分の表面張力を、特に連続的に、測定する請求の範囲第１〜８項のいず れかに記載の方法。
11. １１．表面張力をポンプで除去される液体において測定する請求の範囲第１〜９ 項のいずれかに記載の方法。
12. １２．温度に依存する表面張力を、測定の間、補正する請求の範囲第１〜１１項 のいずれかに記載の方法。
13. １３．表面張力が所定の最大値を越えた場合に濯ぎを終了する請求の範囲第１〜 １２項のいずれかに記載の方法。
14. １４．一定のガスストリーム源に接続され、洗浄液体中に等しい深さで漬けられ ている細管が、評価ユニットを通じて洗浄剤の計量供給ユニットをコントロール する圧力または圧力の変化の周波数を測定するための手段に接続されている請求 の範囲第１〜１３項のいずれかに記載の方法を実施するための装置。
15. １５．評価ユニットは、濯ぎを稼働させるコントロール要素に接続されている請 求の範囲第１４項記載の装置。