JPH11506347A

JPH11506347A - 液体の媒体で繊維又は布製品を洗浄する方法、及びその方法を実施する装置

Info

Publication number: JPH11506347A
Application number: JP8507056A
Authority: JP
Inventors: アンドレシャンポウ
Original assignee: イ．エレ．エッセ．ア．エッセ．ピ．ア
Priority date: 1994-08-09
Filing date: 1995-07-20
Publication date: 1999-06-08
Also published as: FR2723970B1; WO1996005352A1; AU3080995A; DE69509101T2; FR2723970A1; US5827329A; DE69509101D1; EP0775225B1; ATE178961T1; EP0775225A1

Abstract

(57)【要約】本発明は、繊維又は布製品を液体の媒体中で洗浄する方法において、この液体の除去用の担体として作用するように適合させられ、乾燥空間に０．８×１０⁴乃至８×１０⁴Ｐａの圧力の源泉から注入された気化物質の存在下で、１．５×１０³乃至１５×１０³Ｐａの圧力で実施される真空での乾燥工程を含むことを特徴とする洗浄方法に関する。本発明は、またこのような方法を実施するプラントに関する。

Description

【発明の詳細な説明】液体の媒体で繊維又は布製品を洗浄する方法、及びその方法を実施する装置本発明は液体の媒体で繊維又は布製品を洗浄する方法、及びその方法を実施する装置に関する。現在用いられている液体での洗浄技術では、洗浄するべき物品を先ず、常に洗浄されている液体に接触させて、回転ドラムの中で攪拌することにより、又は動いている物品に液をスプレーすることによって洗浄する。次の段階では、液体の大部分又は一部が種々の回転又は押圧技術によって機械的に取り除かれる。最後に、乾燥として知られる工程の間に液体の残りが物品から抽出されなければならない。この工程は液が完全に除去されるまで継続されなければならない。極めて少量であっても毒性があることが多い有機溶剤の場合は特にそうである。溶剤を用いる大概の洗浄機は空気循環式閉回路乾燥方法を採用している。機械的な回転の後に残留している溶剤を蒸発させるのに必要な熱は、循環する空気によって導入される。空気の流れに乗った溶剤は次に循環路の低温の部分で凝縮される。気化と冷却の温度が互いに接近すればするほど、加熱と冷却の必要条件が一層同様になる。近代的な洗浄機は、必要な熱エネルギの約50パーセントを回収する熱ポンプシステムを備えている。また、それ自体知られているのは、乾燥工程を真空で行う、溶剤を用いた布製品の洗浄方法である。これは、特に、特許FR-A-1338398及びその追加特許であるFR-E-88 834に記載されている方法に該当するケースである。追加特許に記載されている方法では、真空にする前及び／又はその最中は、加熱された気化物質（vapour）、又は加熱または過熱された蒸気（steam）、特に溶剤の気化物質を使用して熱を残存溶剤へ移動させてこれを蒸発させることが推奨されている。それにもかかわらず、この文書は、乾燥工程を通じて、特に過熱された蒸気中で低圧で生成された気化物質を使用することについて何らの示唆を含んでいない。本願の発明者によって実施された試験では、真空にして直ぐに過熱蒸気を用いると、乾燥に必要とされる熱交換の促進に大きく貢献することが明瞭に示された。参照により本明細書に取り入れたフランス特許FR-2 696 480もまた、膨張させた蒸気を用いる「共沸」方法と呼ばれる抽気真空乾燥方法について記述している。この方法は従来の方法よりも優れた利点をいくつかもっている。それらは迅速な乾燥、溶剤の完全除去、洗浄の品質、静電気帯電のないことである。現状の技術では、使用される機械はテトラクロロエチレンのような溶剤の使用に比較的良く適応している。それにもかかわらず、この溶剤の毒性は、もしその放出を効果的に殆どゼロまで下げることが出来なければ、中期に禁止されるかもしれないほどであり、従来の空気乾燥機はこれに関して全く無力である。後者の機械はまた、特定の処理能力の点で妥協を表している。これらの機械においては、乾燥には洗浄の場合の二倍の容量の「容器」を必要とする。それゆえ、採用されているドラムの容量はこれらの二つの値の中間である。さらに、従来の形式の機械におけるウンデカンのような炭化水素溶剤の使用は、比較的高価な窒素発生器によって生成された不活性ガスで操作することによって緩和される安全性の問題を引き起こす。なおその上、低い揮発性の溶剤を使用することで、乾燥時間は事実上二倍になる（塩素化された溶剤と比較して）。その上、現在対処しているように、炭化水素族の低揮発性の溶剤を使用すると、真空乾燥段階を採用する方法は、他のもっと従来の方法のように多大のエネルギを消費する。本発明の主題である新規の方法及びこれを実施する手段は、現行の技術の不備、また欠点に対し、また使用者が表明する要求に対する回答を与えるものである。従って、より正確には、本発明の方法は、低圧で注入された気化物質、特に過熱された蒸気の存在す真空で乾燥工程を行うものである。乾燥空間が真空になって直ぐの、低圧の気化物質、特に低圧の過熱蒸気の注入は、機械に含まれている空気をすべて追い出す。本発明に従って実施される乾燥工程は非共沸抽出工程を用いている。即ち、二変系であるため、注入された気化物質の流速を変化させて所定の結果を得ることが可能であるが、これに対し、本来一変系である共沸工程では、蒸気と溶剤の量の比率は圧力によって定められる。非共沸溶剤抽出システムをもたらす本発明の方法の利点は、ウンデカン炭化水素溶剤を用いたときに高められる。それは、共沸システムの場合、この種の溶剤を用いると、一層大量の気化物質を消費することになる、即ち、この種のシステムでは溶剤１kgにつき５kgの気化物質を必要とするからであるか、本発明の方法は気化物質の消費を溶剤１kgにつきせいぜい1.1kg、即ち、５分の１の量に制限するからである。本発明の方法のもう一つの利点は、溶剤の蒸発温度を下げるという点である。３×10³Paの圧力下では、テトラクロロエチレンでは僅か14℃であるが、上に引用した特許FR-E-88 834に記載された方法ではこれは28℃程度である。その結果、本発明の方法では、気化勾配、即ち、機械のバスケット内部の布製品の周囲の温度と布製品内の溶剤の温度との差は実際的には倍になり、これは実質的に乾燥の効率を上げるものである。その上、もし塩素化溶剤の代替として炭化水素溶剤が使用されれば、気化物質で排気することによる空気の除去は本発明の方法の他の特に重要な利点を成立させることになるが、それは、特に従来の機械に現在用いられているような、そして少なくとも20％の追加の設置コストを意味するような、不活性ガス発生器の必要性を取り除くからである。真空にひいて過熱蒸気を用いることのもう一つの利点は、乾燥に必要な熱交換の促進に貢献するということである。この熱担体は特に上に引用した特許FR-E-88 834記載された方法に用いられる空気又は溶剤よりもはるかに効率的である。特に第１図乃至第３図を参照した以下の記述は、本発明の方法の利点を明瞭に示している。図面はそれぞれ下記の通りである。 −第１図はそのエントロピ（Ｓ）の関数としてのシステムのエンタルピ（Ｈ）を示すモリエ(MOLLIER)線図、 −第２図は本発明の方法を実施するための改良されたプラント、 −第３図は本発明の方法を実施するための別のプラントを示す。第１の態様では、本発明は真空乾燥の新規な方法に関する。本発明の本質的な特徴の一つに従って、本発明は、当該液体を除去するための担体としての働きをするようにし、かつ元の0.8×10⁴から８×10⁴P aの圧力、好ましくは４乃至６×10⁴Paの圧力で注入される気化物質の存在下、1. 5×10³から15×10³Paまでの圧力で実施される真空段階を含む液体の媒体で繊維又は布製品を洗浄する方法に関する。この乾燥段階は30乃至55℃、好ましくは35乃至45℃の温度で行うのが好都合である。この温度は、乾燥が行われている乾燥空間の壁を、直接熱が伝わることが確実な40乃至75℃の温度まで加熱することによって都合良く得られる。本発明の一つの変型では、注入された気化物質が蒸気である工程によって溶剤が抽出される。蒸気はそれが注入されるまでに80乃至150℃の温度まで過熱されていることが望ましい。気化物質は乾燥工程の始めから導入されて本工程の全期間導入されるのが好都合である。それゆえ、真空度が1.5×10³から15×10³Paまでの値に達すると直ぐに導入される。注入した気化物質の温度及び圧力は特許FR-2 696 480に記載されたシステムとは異なって、本質的に非共沸性の溶剤抽出システムを生ずる。それは溶剤抽出条件を最適化させるような二変系である。本発明の方法の特に好適な変型例は、高温部分と低温部分との小さな温度差、 50乃至60℃の間でよい、によって高性能が得られる熱ポンプシステムを更に利用するものである。それによって実際的な性能係数は約３である。この装置は加熱及び冷却の全ての要件を満たす。従って、熱発生器は0.8×10⁴から８×10⁴Paの圧力の低圧の気化物質と同時に、必要に応じ、およそ40乃至75℃の、好適には40乃至55℃の温度の熱湯を供給する。上記の特徴は下記の結果を生ずる。即ち、１）例えばウンデカンのような「重い」溶剤の場合に特に、工程を促進する、高い抽出勾配。２）排気に低圧の蒸気を用いると、従来の発生器によって供給される３乃至５ ×10⁵Paの気化物質の使用に固有の欠点が避けられる。それの機械での膨張は、第１図に再現されたモリエ線図に示されるように、また当業者に周知であるように、凝縮の危険を含んでいる。この線図は、本発明の条件では、排気する気化物質の作動状況は飽和曲線よりも大きく上回っていることを示すが、これは気化物質が機械内で３乃至５×10⁵Paに膨張した場合ではない。３）熱ポンプを備えた従来型の機械と比較してエネルギ消費が少なく、少なくとも30％の節約になる。４）水を消費しない。５）溶剤の残留排出が極めて低い。機械を開けたときの溶剤の濃度は25ppm未満であるが、これに対し現在の基準に適合している最良の機械でも、少なくともこれよりも10倍高い濃度を示している。第１図に再現されたモリエ線図は、グラフの影付きの区域Ｄで表される過熱蒸気源からの蒸気、例えば150℃の低圧蒸気を注入する利点を示すものである。この蒸気を低い目の圧力で乾燥空間へ導入することから生じる膨張を矢印Ｆで示す。飽和曲線（Ｉ）より下の図表の部分によって示される凝縮の危険性は、実際的にはゼロである。これに対し、同温度の150℃で、しかし５×10⁵Paの圧力からの気化物質の膨張の場合は、高い凝縮の危険性を意味する。そのような膨張は等エントロピ膨張（縦線BA₆）と等エンタルピ膨張（横線BA₀）との間の軌道をたどる。この軌道は、気化物質が膨張する際に行った仕事に応じて、BA₆とBA₀の間で多かれ少なかれ傾く。第１図は、例示のために、曲線BA₂，BA₃，BA₄，BA₅で表されるこの種の中間膨張軌道を示す。事実上、「外部」仕事がないBA₁に沿った膨張だけに凝縮がない。本発明の乾燥方法の別の利点は、これが有機溶剤、より特定的には塩素化溶剤、特にかなり一般的に用いられているテトラクロロエチレンを用いる液体媒体での洗浄方法に完全に適しているけれども、また炭化水素型の溶剤、特に飽和又は不飽和の炭素数８から12の炭化水素、例えばウンデカン、あるいは水と混合してもしなくても、洗浄に適した、これらの炭化水素のエステル又はアルコール型の誘導体を用いても実施できる点にある。これは本発明の特別の利点を表している。というのは、この型の溶剤は将来は現在広く用いられている塩素化溶剤に代わるものとなるからである。他の特徴として、本発明は先に記述した方法を実施するためのプラントに関する。このプラントの一つの主要な特徴は、回転ドラムと、乾燥工程において乾燥空間に1.5×10³から15×10³Paの間の真空を生成する手段と、気化物質を供給しそれを当該乾燥空間に注入する手段とを備えた、密封された乾燥空間を含むことである。先の真空を生成する手段は真空ポンプと、その真空ポンプの吸入装置の空気抽出器とを含むことが好都合である。現在まで用いられている二段式水封真空ポンプは、辛うじて４×10³Pa未満の真空を、しかもこれを水封リングが15℃以下に冷却されているという条件で作り出すことができるだけである。その上、この程度の圧力では、急速にポンプを傷める、ポンプ内の水の蒸発によるキャビテーションを避けることは困難である。従って、本発明のとおりに、水封ポンプを用いることが好都合である。それでもやはり、真空ポンプの吸気口に空気抽出器が設けられて、これにはポンプの排気口から大気圧の空気が送られ、再循環が起こり、この抽出器がタンクから直接抽気して、ポンプ単独では得られないおよそ1300Paの好都合な真空を作り出す。溶剤抽出条件はそのとき大変低い温度レベルであるので、その結果は劇的である。この新規な真空装置を使用すると、ポンプ単独の場合の少なくとも30℃の温度よりむしろ、約15℃の平衡温度で溶剤の気化物質の抽出ができる。溶剤の蒸発を左右する温度勾配は、15℃から30℃へと事実上二倍になる。その他の利点は真空ポンプのキャビテーションが避けられることである。従って、本発明のプラントでは、特許FR-2 696 480に記載されたもののように、水封ポンプが閉回路で作動するのではあるが、真空にする難しさは真空ポンプの吸気路に付加的に設けた空気抽出器によって事実上改善することができる。それにもかかわらず、低能力の機械では、真空ポンプを、水排出器を含む装置に取り替えるのがよい。また、本発明の好適な変型例では、プラントは回転ドラムを加熱する手段も含む。この手段はドラムを直接又は間接に加熱する手段を備えることができる。直接加熱する手段が好ましい。直接加熱は、例えば、直径20mmのステンレス鋼菅を、ドラムの円筒状表面に３ mm間隔でコイル様に巻き付けてなる、40乃至75℃の熱湯巡回路によって達成される。この種の装置、又はこれと同等の装置を用いれば、熱伝達は一層効率的になり、熱効率は三倍になる。低圧蒸気は一般にそれが乾燥空間内に注入される前に過熱される。本発明の方法を実施するプラントには、低い処理圧力では一層同様になる熱量を用いる加熱及び冷却の手段も含める。従って、熱ポンプ装置が非常に優れた効率で使用され得る。熱ポンプ装置は、60乃至５℃の温度で作動することが可能である。結果的に得られる性能係数は理論上、333/55=6.05である。それ故、6KWのコンプレッサを用いれば18KWのボイラと同様の蒸気を生成することが可能なことを意味する、実際的な性能係数３を期待することができる。しかし、このシステムはまた、約４乃至12℃、好ましくは５乃至８℃に相当する冷却能力を提供する。本発明の方法及びプラントは、熱ポンプシステムを用いた特に有益な変型例に対応する第２図を参照して示す本発明の一つの詳細な実施態様の下記の記述によって説明される。改良点が熱ポンプによって特徴づけられない簡素化された装置については、第３図を参照して後段で説明する。第２図は本発明を実施する、熱ポンプシステムを組み込んだプラントの図である。全ての洗浄装置に共通の設備ユニットに関するいくつかの部品、特に溶剤貯蔵タンク及び管理装置については、図を簡単にするために省略した。第２図に示すプラントは下記の設備ユニットを備える。 − 装填用の扉を持った密閉した空間１と加熱装置が設けられた回転ドラム２とを備えた機械本体。この部分は装置の高温部分を構成する。液体及び気体の流出物の通路の次に、下記のものが続いて並ぶ。 − 個体粒子（ピン、ボタンなど）を除去するための液体フィルタ５、 − ガス及び気化物質のフィルタ６、 − 蒸気コンデンサ７、 − 凝縮液を回収する容器８。プラントの構成部品７及び８は装置の低温部分を構成する。 − 凝縮されない気化物質及びガスを抽出する真空装置で、下記を備えた装置。 − 真空ポンプ10、 − ガス抽出器11、 − 分離・冷却器17。回収された液体は沈殿タンク14で処理される。熱ポンプシステムはプラントの加熱及び冷却に必要なものを提供する。それは主として下記のものを含む。 − フロンガスコンプレッサ18、 − 0.8乃至８×10⁴Paで、機械の中へ注入される、事実上、膨張無しの低圧の気化物質をヒータ３を介して供給する発熱体15、 − ポンプ20によって循環されて、中央伝動軸を通じて回転ドラムに供給される40乃至75℃の熱湯、 − それぞれがリザーブタンク16に連結され、それ自身のエキスパンダが設けられている蒸発器17及び19によって、冷却に必要な物が分離器12とコンデンサ７とにそれぞれ与えられる。プラントは凝縮液の再循環を可能にし、そしてそれ故、14及び12で凝縮された水は蒸気発生器15への供給水として用いることができる。この発生器には、乾燥工程中に生成した凝縮物の形で水が、必要に応じて外側の上いっぱいまで供給される。その結果、液流出物を外部へ排出することはない。別の実施態様では、二つの蒸発器17及び19を、水を冷却して凝縮器７及び分離器12へ循環させる単一の蒸発器に代える。凝縮できないガスは活性炭吸着器13を通す。これらは大気圧に復帰して、扉を開けられるようにするために、サイクルの終わりに可変容積タンク４へ供給されて機械に再導入される。第２図に示すプラントの主装置ユニットについての上の記述は、第２図を参照したプラントの動作の記述によって以下に補足される。洗浄の段階は、ドラムが前後に回転する際に、１の前面からドラム２内へ直接スプレーされた溶剤を循環させることによって実行される。溶剤はフィルタ５とバルブ22とを通って流れる。それは循環ポンプによって取り込まれて、図示しない洗浄フィルタに供給されてから再循環される。洗浄は、多くの場合、蒸留された直後の溶剤を用いる濯ぎの動作によって補足される。布製品に残っている大部分の又は一部の溶剤は回転によって機械的に抽出される。ドラムは、モータ及び電子可変速ドライブが組み込まれた駆動装置によって、処理される物品の性質に適合するように調節可能な速度で回転させられる。最後の乾燥の段階は、ドラムの内部で乾燥を実施するために同時的な手段を用い、その速度はほぼ洗浄に用いた速度まで低下する。回転が終わる直前に、熱ポンプシステムを作動開始させて所要の加熱及び冷却が迅速に得られるようにする。本質的にポンプ10である真空装置もまた作動開始させる。次に、タンク１を外部から隔離することが必要となるが、これはバルブ21，22，24の閉成を要する。バルブ２６は閉じられており、バルブ25，27及び28は開かれている。それ故、ポンプ10の上流側の装置ユニット、即ち、システムの１，５，６，７及び８の部分が、急速に真空にひかれる。布製品に含まれる溶剤は、真空とドラム２の表面の直接の加熱との影響を同時に受けて蒸発を始める。それからこの現象は自動バルブ29の制御下でヒータ３を通じた気化物質の機械内への注入が開始することによって促進される。気化物質の注入の開始は、適宜1.5×10³から15×10³Paの間の圧力を得るように調節され、流速は較正されたオリフィスによって、又は同等の装置によって調節される。このようにして抽出が促進されるのは、気化物質の平衡条件の変更と、共沸条件の限界での加熱に伴う機械的な効果との結果である。１及び２からの気化物質は大部分（約90％）コンデンサ７によって止められる。冷却温度は蒸発器19に供給をしているエキスパンダ31の調節に依存する。凝縮液受けタンク８には乾燥の進行具合が監視できるように表示灯が設けられている。図示した装置では、ポンプ10は、エキスパンダ32から供給を受ける蒸発器17によって冷却される遠心分離式の流体分離器12が設けられた閉回路で作動する水封ポンプである。一定量の溶剤が分離器12に止められて、動作の最後に沈殿タンク14に排出される。溶剤は最終的に図示しない、機械の貯蔵タンクに戻される。表示灯８によって視覚的に表示される乾燥の終了もまた、このとき記録されて、気化物質の注入を止め、真空ポンプを止める命令をすることができる。乾燥段階で、可変容積タンク４には特に１から空気が抽出されて、例えば漏れによって生じた過剰のガスはバルブ32から抜けられるようにされる。乾燥が終わると、４と１との間のバルブ21を開放することで機械内が再び大気圧になるので、サイクルの終わりを意味する、布製品の取り出しのために機械を開けることができるようになる。以上記述した操作の流れは本方法の一つの実施について説明するものである。本発明方法の趣旨の範囲内で多くの変形が可能である。これらの動作は、使用者によって異なるニーズに適応させる種々の調節を可能にするように、プログラマによって制御することができる。活性炭吸着器13によって少量の溶剤（１サイクルにつき100g未満）が保持される。吸着器に含まれている溶剤は、ここで特に説明することを要しない、当業者にとって周知である技術及び方法を用いて、各サイクルの後、或いは少なくとも 20サイクルの後に、除去することができる。以上記述した方法及びそれの実施は、異なった溶剤、即ち塩素化有機溶剤、炭化水素及びその誘導体及びたぶんこれらの水との混合物の使用にも大きな変更無しに適用されるので、これは、本発明の大きな利点であり、将来塩素化溶剤に代わるかもしれないウンデカンのような他の「炭化水素」型の溶剤を用いても満足な条件で効果をあらわすことができる。これらの低揮発性の溶剤を用いる場合、気化物質の過剰な消費を避ける方向へ、共沸条件から立ち去ることが必要となり、これは本発明の方法の他の特別の利点を意味するものである。勿論、第２図に示す本発明の実施態様は変更可能であり、いくつかの変形の基礎を与える。一例として、一次コンデンサの配置を、例えばフィルタ群から切り離す、例えばフィルタ群を互いに関連づけて一次コンデンサから分離するといったように変更することができる。この種の配置は第３図に輪郭が図示されているプラントに用いられている。一時的にガスを受け入れるように記述の装置に適応された可撓性のある貯蔵タンク４は、もし放出された気化物質が事前に十分に浄化されているならばプラントから除外してもよい。その上、熱ポンプ装置は大きな利点を持ってはいるか、場合によっては簡素化の理由で、又は投資コストを下げるために、これなしでもよい。従って、第３図は、第２図に示したプラントの可撓性のある貯蔵タンク４を組み込んではいないが、必要であればこの種の装置を付けることができる、本発明の方法を実施するプラントの輪郭を図示したものである。一層重要なことには、投資コストを下げるために、このプラントは熱ポンプを用いない。従って、第３図に示した機械は、熱ポンプを互いに独立して作動する低圧蒸気発生器（15）と水冷システム（33）とに取り替えた点で、第２図のものとは本質的に区別される。こうして、第３図の装置では、低圧蒸気発生器（15）は電気的に、又は４×10⁵ Paから８×10⁵Paまで、好ましくは５×10⁵Paから６×10⁵Paまでの圧力で作動する従来型の蒸気発生器からの供給を受ける加熱コイルによって、加熱することができる。この低圧発生器は80乃至150℃の温度で直接過熱蒸気を供給することができるか、或いは過熱を独立に行うこともできる。低圧蒸気発生器はまた、機械を加熱するために必要な40乃至75℃の温度に達した熱湯を供給することができるか、或いは機械を独立に加熱することもできる。低圧蒸気発生器は過熱蒸気を0.8×10⁴Pa乃至８×10⁴Paの圧力で、好ましくは約５×10⁴Paの圧力で供給する。水冷却器（33）は例えば４乃至12℃の温度で冷却水を供給するようにされた冷却ユニットからを備えた従来の装置である。第３図は、熱ポンプを、互いに独立に作動する低圧蒸気発生器（15）及び水冷却器（33）に代えた点で、熱ポンプを備えた第２図に示したものとは本質的に異なるこの種の機械を示す。このため、同一の装置には同一の参照番号を用いた。実施例シェルによってACTELの商標で販売されているウンデカンベースの溶剤を使用し、20kgの布製品を洗浄するため400リットルの容量の回転ドラムを備えた第３図に示すような機械を用いて、下記の結果を得た。継続的にろ過された循環溶剤により、単純洗浄段階で、布製品をまず11分間洗浄した。洗浄に続いて450rpmで機械的回転を４分間行い、布製品中の溶剤を4.2乃至4.5 kg除去した。次に真空ポンプ（10）、ボイラ（15）による機械の加熱及び水冷装置（33，17 及び19）が同時にスタートして乾燥が開始された。機械中の残存圧力が1.5×10⁴Pa未満になったとき、気化物質の注入が開始された。 14分後に乾燥は終わり、機械内が再び大気圧になって、扉を開けることができ、また布製品の負荷を取り除くことができるようになる。扉を開けたときの機械の内部の溶剤の濃度は、特にドイツ及びアメリカ合衆国では現在300ppmである適用基準よりも大いに低かった。これらの特別の作動条件、真空の使用、及び蒸気による脱気は、完全な安全性を保証する。機械内の気圧は何時も点火及び爆発の限度よりも下であった。洗浄サイクルの合計時間は約30分であった。同一の溶剤を用いる現在の従来型の機械による同様の洗浄操作では不活性ガスの雰囲気を確率する予備段階を必要とし、サイクルの合計の時間は約50分になるであろう。

【手続補正書】特許法第１８４条の４第４項【提出日】１９９５年１２月１２日【補正内容】特許請求の範囲１．繊維又は布製品を液体の媒体中で洗浄する方法において、該液体の除去用の担体として作用するように適合させられ、真空度が、元の０．８×１０⁴至８ ×１０⁴Ｐａの圧力から１．５×１０³乃至１５×１０³Ｐａの値に達すると直ぐに乾燥空間に注入される蒸気の存在下で、１．５×１０³乃至１５×１０³Ｐａの圧力で実施される真空での乾燥工程を含むことを特徴とする洗浄方法。２．前記乾燥工程が３℃乃至５５℃の温度で行われることを特徴とする請求項１記載の洗浄方法。３．乾燥が行われる乾燥空間の壁が、前記乾燥工程中、４０℃乃至７５℃の温度まで加熱されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の洗浄方法。４．前記水蒸気は、注入される前に８０℃乃至１５０℃の温度に過熱されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の洗浄方法。５．洗浄プラント全体の高温部分と低温部分との間の温度差が５０℃乃至６０ ℃であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の洗浄方法。６．乾燥工程が、所定の圧力にするために、前記乾燥工程中に注入された気化物質の温度と割合との選択を可能とする二変系で実施されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の洗浄方法。７．前記液体の媒体が有機溶剤であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の洗浄方法。８．前記有機溶剤が塩素化溶剤、好ましくはテトラクロロエチレンであることを特徴とする請求項７記載の洗浄方法。９．前記有機溶剤が炭化水素、例えばウンデカンのような炭素数８乃至12の飽和又は不飽和の炭化水素、又はエステル又はアルコールのようなこの炭化水素の誘導体であって、水と混合して又はせず混合せずに、洗浄のために用いるようにしたことを特徴とする請求項７記載の洗浄方法。 10．回転ドラム（２）と、乾燥工程中、乾燥空間を１．５×１０³乃至１５× １０³Ｐａの真空度に設定する手段と、乾燥空間に気化物質を供給し注入する手段とを含む密封された乾燥空間（１）を備えたことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の洗浄方法を実施するためのプラント。 11．前記真空度に設定する手段は、閉路で作動する水封真空ポンプ（10）と、該真空ポンプの吸入装置に設けられた空気噴射器（11）とを含むことを特徴とする請求項１０記載のプラント。 12．前記回転ドラム（２）に加熱装置を設けたことを特徴とする請求項１０又は１１記載のプラント。 13．蒸気がドラムへ導入される前に低圧の蒸気を過熱する手段（３）を含むことを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれかに記載のプラント。 14．加熱手段及び冷却手段が熱ポンプシステムによって提供されることを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれかに記載のプラント。 15．熱ポンプシステムが、 − コンプレッサ（18）、 − 発熱体（15）、及び − 冷却装置（17，19）を備えたことを特徴とする請求項１４記載のプラント。【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９６年６月２７日【補正内容】を用いた布製品の洗浄方法である。これは、特に、特許FR-A-1338398及びその追加特許であるFR-E-88 834に記載されている方法に該当するケースである。追加特許に記載されている方法では、真空にする前及び／又はその最中は、加熱された気化物質（vapour）、又は加熱または過熱された蒸気（steam）、特に溶剤の気化物質を使用して熱を残存溶剤へ移動させてこれを蒸発させることが推奨されている。それにもかかわらず、この文書は、乾燥工程を通じて、特に過熱された蒸気中で低圧で生成された気化物質を使用することについて何らの示唆を含んでいない。本願の発明者によって実施された試験では、真空にして直ぐに過熱蒸気を用いると、乾燥に必要とされる熱交換の促進に大きく貢献することが明瞭に示された。フランス特許FR-2 696 480もまた、膨張させた蒸気を用いる「共沸」方法と呼ばれる抽気真空乾燥方法について記述している。この方法は従来の方法よりも優れた利点をいくつかもっている。それらは迅速な乾燥、溶剤の完全除去、洗浄の品質、静電気帯電のないことである。現状の技術では、使用される機械はテトラクロロエチレンのような溶剤の使用に比較的良く適応している。それにもかかわらず、この溶剤の毒性は、もしその放出を効果的に殆どゼロまで下げることが出来なければ、中期に禁止されるかもしれないほどであり、従来の空気乾燥機はこれに関して全く無力である。後者の機械はまた、特定の処理能力の点で妥協を表している。これらの機械においては、乾燥には洗浄の場合の二倍の容量の「容器」を必要とする。それゆえ、採用されているドラムの容量はこれらの二つの値の中間である。さらに、従来の形式の機械におけるウンデカンのような炭化水素溶剤の使用は、比較的高価な窒素発生器によって生成された不活性ガスで操作することによって緩和される安全性の問題を引き起こす。なおその上、低い揮発性の溶剤を使用することで、乾燥時間は事実上二倍になる（塩素化された溶剤と比較して）。その上、現在対処しているように、炭化水素族の低揮発性の溶剤を使用すると、真空乾燥段階を採用する方法は、他のもっと従来の方法のように多大のエネルギを消費する。本発明の主題である新規の方法及びこれを実施する手段は、現行の技術の不備、また欠点に対し、また使用者が表明する要求に対する回答を与えるものである。従って、より正確には、本発明の方法は、当該液体の除去用の担体としての役をするようにされて乾燥空間に注入される気化物質の存在する、1.5×10³から15 ×10³Paまでの圧力の真空中で実施される乾燥工程を含み、当該気化物質が、真空が、元の0.8×10⁴乃至８×10⁴Paの圧力から1.5×10³乃至15×10³Paの値に達すると直ぐに注入される蒸気であることを特徴とする。乾燥空間が真空になって直ぐの、低圧の蒸気、特に低圧の過熱蒸気の注入は、機械に含まれている空気をすべて追い出す。本発明に従って実施される乾燥工程は非共沸抽出工程を用いている。即ち、二変系であるため、注入された気化物質の流速を変化させて所定の結果を得ることが可能であるが、これに対し、本来一変系である共沸工程では、蒸気と溶剤の量の比率は圧力によって定められる。非共沸溶剤抽出システムをもたらす本発明の方法の利点は、ウンデカン炭化水素溶剤を用いたときに高められる。それは、共沸システムの場合、この種の溶剤を用いると、一層大量の気化物質を消費することになる、即ち、この種のシステムでは溶剤１kgにつき５kg の気化物質を必要とするからであるが、本発明の方法は気化物質の消費を溶剤１ kgにつきせいせい1.1kg、即ち、５分の１の量に制限するからである。本発明の方法のもう一つの利点は、溶剤の蒸発温度を下げるという点である。３×10³Paの圧力下では、テトラクロロエチレンでは僅か14℃であるが、上に引用した特許FR-E-88 834に記載された方法ではこれは28℃程度である。その結果、本発明の方法では、気化勾配、即ち、機械のバスケット内部の布製品の周囲の温度と布製品内の溶剤の温度との差は実際的には倍になり、これは実質的に乾燥の効率を上げるものである。その上、もし塩素化溶剤の代替として炭化水素溶剤が使用されれば、気化物質で排気することによる空気の除去は本発明の方法の他の特に重要な利点を成立させることになるが、それは、特に従来の機械に現在用いられているような、そして少なくとも20％の追加の設置コストを意味するような、不活性ガス発生器の必要性を取り除くからである。真空にひいて過熱蒸気を用いることのもう一つの利点は、乾燥に必要な熱交換の促進に貢献するということである。この熱担体は特に上に引用した特許FR-E-88 834に記載された方法に用いられる空気又は溶剤よりもはるかに効率的である。本発明はまた、回転ドラムと、乾燥工程中に当該乾燥空間内を1.5×10³から15 ×10³Paまでの真空にする手段と、当該乾燥空間内に気化物質を供給し注入する手段とを備えた、上記の方法を実施するプラントに関し、元の0.8×10⁴乃至８× 10⁴Paの圧力から蒸気を供給し注入する手段を備えることを特徴とする。特に第１図乃至第３図を参照した以下の記述は、本発明の方法の利点を明瞭に示している。図面はそれぞれ下記の通りである。 −第１図はそのエントロピ（Ｓ）の関数としてのシステムのエンタルピ（Ｈ）を示すモリエ(MOLLIER)線図、 −第２図は本発明の方法を実施するための改良されたプラント、 −第３図は本発明の方法を実施するための別のプラントを示す。第１の態様では、本発明は真空乾燥の新規な方法に関する。本発明は、当該液体を除去するための担体としての働きをするようにし、かつ元の0.8×10⁴から８×10⁴Paの圧力、好ましくは４乃至６×10⁴Paの圧力で注入される蒸気の存在下、1.5×10³から15×10³Paまでの圧力で実施される真空段階を含む液体の媒体で繊維又は布製品を洗浄する方法に関する。この乾燥段階は30乃至55℃、好ましくは35乃至45℃の温度で行うのが好都合である。この温度は、乾燥が行われている乾燥空間の壁を、直接熱が伝わることが確実な40乃至75℃の温度まで加熱することによって都合良く得られる。蒸気はそれが注入されるまでに80乃至150℃の温度まで過熱されていることが望ましい。蒸気は乾燥工程の始めから導入されて本工程の全期間導入される。それゆえ、真空度が1.5 ×10³から15×10³Paまでの値に達すると直ぐに導入される。注入した蒸気の温度及び圧力は特許FR-2 696 480に記載されたシステムとは異なって、本質的に非共沸性の溶剤抽出システムを生ずる。それは溶剤抽出条件を最適化させるような二変系である。本発明の方法の特に好適な変型例は、高温部分と低温部分との小さな温度差、 50乃至60℃の間でよい、によって高性能が得られる熱ポンプシステムを更に利用するものである。それによって実際的な性能係数は約３である。この装置は加熱及び冷却の全ての要件を満たす。従って、熱発生器は0.8×10⁴から８×10⁴Paの圧力の低圧の気化物質と同時に、必要に応じ、およそ40乃至75℃の、好適には40乃至55℃の温度の熱湯を供給する。上記の特徴は下記の結果を生ずる。即ち、１）例えばウンデカンのような「重い」溶剤の場合に特に、工程を促進する、高い抽出勾配。２）排気に低圧の蒸気を用いると、従来の発生器によって供給される３乃至５ ×10⁵Paの気化物質の使用に固有の欠点が避けられる。それの機械での膨張は、第１図に再現されたモリエ線図に示されるように、また当業者に周知であるように、凝縮の危険を含んでいる。この線図は、本発明の条件では、排気する気化物質の作動状況は飽和曲線よりも大きく上回っていることを示すが、これは気化物質が機械内で３乃至５×10⁵Paに膨張した場合ではない。３）熱ポンプを備えた従来型の機械と比較してエネルギ消費が少なく、少なくとも30％の節約になる。４）水を消費しない。５）溶剤の残留排出が極めて低い。機械を開けたときの溶剤の濃度は25ppm未満であるが、これに対し現在の基準に適合している最良の機械でも、少なくともこれよりも10倍高い濃度を示している。第１図に再現されたモリエ線図は、グラフの影付きの区域Ｄで表される過熱蒸気源からの蒸気、例えば150℃の低圧蒸気を注入する利点を示すものである。この蒸気を低い目の圧力で乾燥空間へ導入することから生じる膨張を矢印Ｆで示す。飽和曲線（Ｉ）より下の図表の部分によって示される凝縮の危険性は、実際的にはゼロである。これに対し、同温度の150℃で、しかし５×10⁵Paの圧力からの気化物質の膨張の場合は、高い凝縮の危険性を意味する。そのような膨張は等エントロピ膨張（縦線BA₆）と等エンタルピ膨張（横線BA₀）との間の軌道をたどる。この軌道は、気化物質が膨張する際に行った仕事に応じて、BA₆とBA₀との間で多かれ少なかれ傾く。第１図は、例示のために、曲線BA₂，BA₃，BA₄，BA₅で表されるこの種の中間膨張軌道を示す。事実上、「外部」仕事がないBA₁に沿った膨張だけに凝縮がない。本発明の乾燥方法の別の利点は、これが有機溶剤、より特定的には塩素化溶剤、特にかなり一般的に用いられているテトラクロロエチレンを用いる液体媒体での洗浄方法に完全に適しているけれども、また炭化水素型の溶剤、特に飽和又は不飽和の炭素数８から12の炭化水素、例えばウンデカン、あるいは水と混合してもしなくても、洗浄に適した、これらの炭化水素のエステル又はアルコール型の誘導体を用いても実施できる点にある。これは本発明の特別の利点を表している。というのは、この型の溶剤は将来は現在広く用いられている塩素化溶剤に代わるものとなるからである。このプラントは、回転ドラムと、乾燥工程において乾燥空間に1.5×10³から15 ×10³Paの間の真空を生成する手段と、気化物質を供給しそれを当該乾燥空間に注入する手段とを備えた、密封された乾燥空間を含む。先の真空を生成する手段は真空ポンプと、その真空ポンプの吸入装置の空気抽出器とを含むことが好都合である。現在まで用いられている二段式水封真空ポンプは、辛うじて４×10³Pa未満の真空を、しかもこれを水封リングか15℃以下に冷却されているという条件で作り出すことができるだけである。その上、この程度の圧力では、急速にポンプを傷める、ポンプ内の水の蒸発によるキャビテーションを避けることは困難である。従って、本発明のとおりに、水封ポンプを用いることが好都合である。それでもやはり、真空ポンプの吸気口に空気抽出器が設けられて、これにはポンプの排気口から大気圧の空気が送られ、再循環が起こり、この抽出器がタンクから直接抽気して、ポンプ単独では得られないおよそ1300Paの好都合な真空を作り出す。溶剤抽出条件はそのとき大変低い温度レベルであるので、その結果は劇的である。この新規な真空装置を使用すると、ポンプ単独の場合の少なくとも30℃の温度よりむしろ、約15℃の平衡温度で溶剤の気化物質の抽出ができる。溶剤の蒸発を左右する温度勾配は、15℃から30℃へと事実上二倍になる。その他の利点は真空ポンプのキャビテーションが避けられることである。従って、本発明のプラントでは、特許FR-2 696 480に記載されたもののように、水封ポンプが閉回路で作動するのではあるが、真空にする難しさは真空ポンプの吸気路に付加的に設けた空気抽出器によって事実上改善することができる。それにもかかわらず、低能力の機械では、真空ポンプを、水排出器を含む装置に取り替えるのがよい。また、本発明の好適な変型例では、プラントは回転ドラムを加熱する手段も含む。この手段はドラムを直接又は間接に加熱する手段を備えることができる。直接加熱する手段が好ましい。直接加熱は、例えば、直径20mmのステンレス鋼菅を、ドラムの円筒状表面に３ mm間隔でコイル様に巻き付けてなる、40乃至75℃の熱湯巡回路によって達成される。この種の装置、又はこれと同等の装置を用いれば、熱伝達は一層効率的になり、熱効率は三倍になる。低圧蒸気は一般にそれが乾燥空間内に注入される前に過熱される。本発明の方法を実施するプラントには、低い処理圧力では一層同様になる熱量を用いる加熱及び冷却の手段も含める。従って、熱ポンプ装置が非常に優れた効率で使用され得る。熱ポンプ装置は、60乃至５℃の温度で作動することが可能である。結果的に得られる性能係数は理論上、333/55=6.05である。特許請求の範囲１．繊維又は布製品を液体の媒体中で洗浄する方法において、該液体の除去用の担体として作用するように適合させられ、乾燥空間に注入された気化物質の存在下で、１．５×１０³乃至１５×１０³Ｐａの圧力で実施される真空での乾燥工程を含み、該気化物質は、真空度が、元の０．８×１０⁴乃至８×１０⁴Ｐａの圧力から１．５×１０³乃至１５×１０³Ｐａの値に達すると直ぐに注入される蒸気であることを特徴とする洗浄方法。２．前記乾燥工程が３０℃乃至５５℃の温度で行われることを特徴とする請求項１記載の洗浄方法。３．乾燥が行われる乾燥空間の壁が、前記乾燥工程中、４０℃乃至７５℃の温度まで加熱されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の洗浄方法。４．前記水蒸気は、注入される前に８０℃乃至１５０℃の温度に過熱されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の洗浄方法。５．洗浄プラント全体の高温部分と低温部分との間の温度差が５０℃乃至６０ ℃であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の洗浄方法。６．乾燥工程が、所定の圧力にするために、前記乾燥工程中に注入された気化物質の温度と割合との選択を可能とする二変系で実施されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の洗浄方法。７．前記液体の媒体が有機溶剤であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の洗浄方法。８．前記有機溶剤が塩素化溶剤、好ましくはテトラクロロエチレンであることを特徴とする請求項７記載の洗浄方法。９．前記有機溶剤が炭化水素、例えばウンデカンのような炭素数８乃至12の飽和又は不飽和の炭化水素、又はエステル又はアルコールのようなこの炭化水素の誘導体であって、水と混合して又はせず混合せずに、洗浄のために用いるようにしたことを特徴とする請求項７記載の洗浄方法。 10．回転ドラム（２）、乾燥工程中、乾燥空間を１．５×１０³乃至１５×１０³Ｐａの真空度に設定する手段、及び乾燥空間に気化物質を供給し注入する手段を含む密封された乾燥空間（１）と、０．８×１０⁴乃至８×１０⁴Ｐａの圧力で水源から蒸気を供給し注入する手段とを備えたことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の洗浄方法を実施するためのプラント。 11．前記真空度に設定する手段は、閉路で作動する水封真空ポンプ（10）と、該真空ポンプの吸入装置に設けられた空気噴射器（11）とを含むことを特徴とする請求項１０記載のプラント。 12．前記回転ドラム（２）に加熱装置を設けたことを特徴とする請求項１０又は１１記載のプラント。 13．蒸気がドラムへ導入される前に低圧の蒸気を過熱する手段（３）を含むことを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれかに記載のプラント。 14．加熱手段及び冷却手段が熱ポンプシステムによって提供されることを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれかに記載のプラント。 15．熱ポンプシステムが、 − コンプレッサ（18）、 − 発熱体（15）、及び − 冷却装置（17，19）を備えたことを特徴とする請求項１４記載のプラント。 16．前記発熱体（15）が、 − 機械（１）に注入される前にヒータ（３）によって加熱される低圧の気化物質と、 − ドラム（２）の表面を加熱する巡回路をポンプ（20）によって循環させられる熱湯とを供給することを特徴とする請求項15記載のプラント。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．繊維又は布製品を液体の媒体中で洗浄する方法において、該液体の除去用の担体として作用するように適合させられ、乾燥空間に０．８×１０⁴乃至８× １０⁴Ｐａの圧力の源泉から注入された気化物質の存在下で、１．５×１０³乃至１５×１０³Ｐａの圧力で実施される真空での乾燥工程を含むことを特徴とする洗浄方法。２．前記乾燥工程が３０℃乃至５５℃の温度で行われることを特徴とする請求項１記載の洗浄方法。３．乾燥が行われる乾燥空間の壁が、前記乾燥工程中、４０℃乃至７５℃の温度まで加熱されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の洗浄方法。４．前記気化物質が蒸気であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の洗浄方法。５．前記水蒸気は、注入される前に８０℃乃至１５０℃の温度に過熱されていることを特徴とする請求項４記載の洗浄方法。６．前記気化物質は、真空度が、元の０．８×１０⁴乃至８×１０⁴Ｐａの圧力から１．５×１０³乃至１５×１０³Ｐａの値に達すると直ぐに注入される蒸気であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の洗浄方法。７．洗浄プラント全体の高温部分と低温部分との間の温度差が５０℃乃至６０ ℃であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の洗浄方法。８．乾燥工程が、所定の圧力にするために、前記乾燥工程中に注入された気化物質の温度と割合との選択を可能とする二変系で実施されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の洗浄方法。９．前記液体の媒体が有機溶剤であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の洗浄方法。 10．前記有機溶剤が塩素化溶剤、好ましくはテトラクロロエチレンであることを特徴とする請求項９記載の洗浄方法。 11．前記有機溶剤が炭化水素、例えばウンデカンのような炭素数８乃至12の飽和又は不飽和の炭化水素、又はエステル又はアルコールのようなこの炭化水素の誘導体であって、水と混合して又はせず混合せずに、洗浄のために用いるようにしたことを特徴とする請求項９記載の洗浄方法。 12．回転ドラム（２）と、乾燥工程中、乾燥空間を１．５×１０³乃至１５× １０³Ｐａの真空度に設定する手段と、乾燥空間に気化物質を供給し注入する手段とを含む密封された乾燥空間（１）を備えたことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の洗浄方法を実施するためのプラント。 13．前記真空度に設定する手段は、閉路で作動する水封真空ポンプ（10）と、該真空ポンプの吸入装置に設けられた空気噴射器（11）とを含むことを特徴とする請求項１２記載のプラント。 14．前記回転ドラム（２）に加熱装置を設けたことを特徴とする請求項１２又は１３記載のプラント。 15．蒸気がドラムへ導入される前に低圧の蒸気を過熱する手段（３）を含むことを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれかに記載のプラント。 16．加熱手段及び冷却手段が熱ポンプシステムによって提供されることを特徴とする請求項１２乃至１５のいずれかに記載のプラント。 17．熱ポンプシステムが、 − コンプレッサ（18）、 − 発熱体（15）、及び − 冷却装置（17，19）を備えたことを特徴とする請求項１４記載のプラント。 18．前記発熱体（15）が、 − 機械（１）に注入される前にヒータ（３）によって加熱される低圧の気化物質と、 − ドラム（２）の表面を加熱する巡回路をポンプ（20）によって循環させられる熱湯とを供給することを特徴とする請求項17記載のプラント。