KR101669071B1

KR101669071B1 - 개량된 세척 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101669071B1
Application number: KR1020127023530A
Authority: KR
Inventors: 스테판 데렉 젠킨스; 프레이저 존 케네디
Original assignee: 제로스 리미티드
Priority date: 2010-02-10
Filing date: 2011-02-10
Publication date: 2016-10-25
Also published as: EP2966208A1; ES2544352T3; CN102782199A; US9587340B2; US20120304400A1; NZ602117A; ZA201205998B; DK2534293T3; AU2011214141A1; CN102782199B; EP2534293B1; HK1217979A1; CA2789529A1; EP2534293A1; GB201002245D0; KR20130026530A; WO2011098815A1; JP5881619B2; US20170159222A1; BR112012020339A2

Abstract

본 발명은 때묻은 기질의 세척에 사용하기 위한 장치 및 방법을 제공하며, 상기 장치는, 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지가 내부에 장착된 제1 상부 챔버, 및 상기 원통형 케이지 아래에 위치된 제2 하부 챔버를 가진 하우징 수단, 하나 이상의 재순환 수단, 액세스 수단, 펌핑 수단, 및 복수의 공급 수단을 포함하며, 상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지는, 천공된 측벽을 포함하는 드럼을 포함하고, 상기 측벽의 60%에 달하는 표면 영역은 천공을 포함하며, 상기 천공은, 25.0mm보다 크지 않은 직경을 가진 구멍을 포함한다. 상기 방법은, 세탁수와 고체 입자 세척 재료를 포함하는 제형에 의해 습기 찬 기질을 처리함으로써 때묻은 기질을 세척하는 것을 포함하며, 상기 방법은 본 발명의 장치를 사용하여 수행된다. 상기 장치 및 방법은 특히 직물 섬유의 세척에 적용된다.

Description

개량된 세척 장치 및 방법{IMPROVED CLEANING APPARATUS AND METHOD}

본 발명은, 제한된 양의 에너지, 물 및 세제만 사용할 것을 요구하는 세척 시스템을 사용하는 기질의 수성 세척에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 그러한 시스템에 의한 직물 섬유 및 직물의 세척에 관한 것이며, 이와 관련하여 사용할 수 있는 장치를 제공한다.

수성 세척 프로세스는 가정 및 산업상의 직물 세탁의 주요 부분이다. 세척의 바람직한 레벨이 달성되었다고 가정하면, 그러한 프로세스의 효율은 통상적으로 에너지, 물 및 세제의 소모 레벨에 의해 특징지어진다. 일반적으로, 이들 3개의 성분의 요구사항이 낮을수록, 세탁 프로세스는 더 효율적이라고 간주된다. 감소된 물 및 세제 소모의 하류 효율 또한 중요한데, 이것은 지극히 비싸고 환경에 치명적인 수성 폐기물의 처분의 필요성을 최소화하기 때문이다.

그러한 세탁 프로세스는, 직물의 수성 침수, 및 그 뒤를 따르는 흙 제거, 수성 흙 현탁물, 및 물 린싱을 포함한다. 일반적으로, 실제적 한계 내에서, 사용되는 에너지(또는 온도), 물 및 세제의 레벨이 높을수록, 세척이 더 양호하다. 그러나, 키가 되는 문제는 물 소모와 관련되는데, 이것은 에너지 요구사항(세탁수를 가열하기 위함) 및 세제 선량(필요한 세제 농도를 얻기 위함)을 설정하기 때문이다. 또한, 물 사용 레벨은 또 다른 중요한 성능 변수인 직물에 대한 프로세스의 기계적 작용을 정의하며, 이것은, 매몰된 흙을 릴리싱하는 데에 있어서 키가 되는 역할을 하는 세탁 동안의 천 표면의 교반이다. 수성 프로세스에서, 그러한 기계적 작용은, 어떠한 특정한 세탁기에 대해서도 드럼 디자인과 결합되어 물 사용 레벨에 의해 제공된다. 일반적으로 말해서, 드럼 내의 물 레벨이 높을수록, 기계적 작용은 더 양호하다는 것을 알았다. 따라서, 전체 프로세스 효율을 향상시키고자 하는(즉, 에너지, 물 및 세제 소모를 감소시킴) 바램 및 세탁에서의 효율적 기계적 작용의 필요성에 의해 발생하는 갈등이 있다. 특히 가정에서의 세탁에서, 그러한 사용과 관련되는 명백한 비용상의 단점에 더하여, 실제로 그러한 높은 레벨의 사용을 막고자 구체적으로 디자인된 세탁 성능 표준이 정의되었다.

현재의 효율적 가정용 세탁기는, 에너지, 물 및 세제의 소모를 최소화하기 위한 중요한 진전을 이루었다. EU Directive 92/75/CEE는, 효율적 가정용 세탁기가 'A' 등급을 얻기 위해 통상적으로 세탁물에 대해 < 0.19 kWh/kg을 소모하도록, kWh/사이클로 표시된 세탁기 에너지 소모를 정의하는 표준을 설정하였다. 물 소모 또한 고려하면, 'A' 등급 기계는 세탁물의 < 9.7 리터/kg을 사용하며, 가장 효율적인 현재의 기계, 예를 들면 LG(www.lg.com을 참조)에 의해 제조된 모델 넘버 F148FD6은 이제 더 적은 물을 사용할 수 있다. 이러한 기계는 통상적으로 9kg의 세탁물에 대해 63리터를 사용하며, 즉 7 리터/kg을 사용한다.

그러면, 세제 선량은 제조자의 권고사항에 의해 구동되지만, 다시 언급하건대, 가정용 시장에서, 집중된 액체 제형(formulation)을 위해, 연성 및 중간 경도 물에서 4-6 kg 세탁물에 대해 35 ml(또는 37g) 내지 6-8 kg 세탁물에 대해 52 ml(또는 55g)(또는 경수에서 또는 매우 더러운 물건에 대함)로 증가하는 것이 통상적이다(예를 들면, Persil® Small & Mighty를 위한 유니레버 팩 선량을 참조). 따라서, 연성/중간수 경도에서 4-6 세탁물에 대해, 이것은 7.4-9.2 g/kg의 세제 선량과 같고, 6-8 kg의 세탁물(또는 경수에서, 또는 매우 더러운 물건에 대함)에 대해, 범위는 6.9-9.2 g/kg이다.

산업적 세탁 프로세스(세탁기-탈수기)에서의 에너지, 물 및 세제 소모는 상당히 다르지만, 에너지 및 물의 사용은 그러한 환경에서 덜 제한되는데, 이것들이 사이클 시간을 감소시키는데 있어서 주요한 인자이기 때문이며, 그것은 물론 가정에서의 시나리오보다 더 고려된다. 세제 레벨에 대해서도 유사한 압력이 있지만, 이것은 비용을 감소시키고자 하는 염원으로 인한 것이다.

따라서, 상기 논의 사항으로부터, 효율적 직물 세탁 프로세스를 위한 가장 높은 표준을 설정하는 성능 레벨은 <0.19 kWh/kg의 에너지 소모, 약 7 리터/kg의 물 사용, 및 약 8 g/kg의 세제 선량이다. 그러나, 이미 언급한 바와 같이, 직물을 완전히 적시기 위한 최소 요구사항, 제거된 흙을 수성액에서 현수시키기 위해 충분한 여분의 물을 제공자고자 하는 필요성, 및 마지막으로 직물을 린싱하고자 하는 필요성으로 인해, 순수 수성 프로세스에서 물(및 따라서 에너지 및 세제)을 감소시키는 것은 점점 어려워진다.

그러면, 세탁수의 가열은 에너지의 주요 사용 요인이고, 작동 세탁 온도에서 효율적 농도에 도달하기 위해 최소 레벨의 세제가 필요하게 된다. 사용되는 물 레벨을 증가시키지 않고 기계적 작용을 향상시키기 위한 수단이 얻어질 수 있다면, 수성 세탁 프로세스는 상당히 더 효율적(즉, 에너지, 물 및 세제 소모를 더 감소시킴)으로 될 수 있을 것이다. 기계적 작용 자체는 세제 레벨에 대해 직접적 효과를 가지는데, 물리적 힘을 통해 달성되는 흙 제거의 레벨이 클수록, 세제 화학에 대해 요구하는 것이 더 작게 되기 때문이라는 것을 알아야 한다. 그러한 프로세스에서 직물의 주름이 쉽게 발생하며, 이것은 각각의 주름에서의 기계적 작용으로부터의 응력을 집중시키는 작용을 하여, 국부적 직물 손상을 발생시킨다. 그러한 직물 손상의 방지(즉, 직물 관리(fabric care))는 가정의 소비자 및 산업상의 사용자에게 주요 관심사항이다.

오존 기술, 초음파 기술 또는 증기 기술에 기초하는 접근법에 더하여, 전해 세척 또는 플라즈마 세척에 의존하는 방법을 포함하여 신규 세척 기술의 개발에 대한 여러 가지 다른 접근법이, 종래기술에서 보고되었다. 따라서, 예를 들면, WO-A-2009/021919는, 플라즈마와 함께 UV-발생 오존을 사용하는 직물 세척 및 소독 프로세스를 교시하였다. 다른 기술은, 규정된 효소의 존재 하에 냉수 세탁을 포함하며, 특히 선호하는 추가적 접근법은 공기-세탁 기술에 의존하며, 예를 들면 US-A-2009/0090138에 기술되어 있다. 또한, 드라이 세척의 분야에서 더 잘 이용되지만 US-B-7481893 및 US-A-2008/0223406에 기술된 에스테르 첨가제 및 농축상(dense phase) 가스 처리를 사용하는 방법과 같은, 여러 가지 이산화탄소 세척 기술이 개발되었다. 그러나, 이들 기술의 대부분은 기술적으로 복잡하고, 특히 가정용 응용에 적합하지 않다.

수성 세탁 프로세스와 관련한 시도에 비추어볼 때, 본 발명자는 이전에 문제에 대한 신규의 접근법을 발명하였는데, 그것은 기술적으로 직접적이고, 종래기술의 방법에서 입증된 결함이 극복될 수 있게 한다. 제공된 방법은 대량의 물을 사용하여야 하는 요구사항을 제거하고, 또한 세척 및 얼룩 제거의 효율적인 수단을 제공하고 경제적 및 환경적 이점을 줄 수 있다.

따라서, WO-A-2007/128962에, 때묻은 기질을 세척하기 위한 방법 및 제형이 기술되었는데, 상기 방법은, 복수의 중합체 입자를 포함하는 제형에 의한 습한 기질의 처리를 포함하며, 상기 제형은 유기용매를 가지지 않는다. 바람직하게, 기질은 1:0.1 내지 1:5 w/w의 물 비율로 젖으며, 선택적으로, 제형은 하나 이상의 세척 재료를 더 포함하고, 세척 재료는 통상적으로, 가장 바람직하게 세제 성질을 가지는 계면활성제를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 기질은 직물 섬유를 포함하며, 중합체 입자는 예를 들면 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리알켄, 폴리우레탄 또는 그들의 공중합체의 입자를 포함하지만, 가장 바람직하게는 나일론 칩의 형태를 가진다.

그러나, 이러한 세척 방법의 사용은, 세척 칩 또는 비드가 세척 작동의 종료시에 세척된 기질으로부터 효율적으로 분리될 것을 요구하며, 이러한 문제는 초기에 WO-A-2010/094959에서 다루어졌고, 그것은, 독립적으로 회전할 수 있는 2개의 내부 드럼의 사용을 필요로 하는 세척 장치의 신규의 디자인을 제공하며, 산업용 및 가정용 세척 프로세스에 적용된다.

그러나, 세척 프로세스의 종료시에 기질로부터 세척 약제의 효율적인 분리의 문제를 다루기 위한 더 단순하고 더 경제적인 수단을 제공한다는 관점에서, 추가적 장치는 동시 계류중인 PCT 특허출원 번호 PCT/GB2010/051960에 기술되어 있다. 산업적 및 가정용 세척 프로세스에 적용되는 PCT 특허출원 번호 PCT/GB2010/051960의 장치는, 천공된 드럼 및 드럼의 내부로부터의 유체 및 고체 입자 재료의 진입 및 퇴출을 방지할 수 있는 제거 가능한 외부 드럼 표피를 포함한다. 세척 방법은, 제1 세척 사이클 동안에 드럼의 외피의 부착을 필요로 하며, 그 후에 표피는 제2 세척 사이클을 작동시키기 전에 제거되며, 그 후에 세척된 기질은 드럼으로부터 제거된다.

PCT 특허출원 번호 PCT/GB2010/051960의 장치 및 방법은, 성공적인 세척 기질에서 지극히 효율적이지만, 외피의 부착 및 제거를 위한 요구사항은 프로세스의 전체 효율로부터 떨어지며, 따라서, 본 발명자는 세척 작동의 이러한 특징을 해결하고, 이러한 절차 단계가 더 이상 필요하지 않은 프로세스를 제공하고자 추구하였다. 따라서, 세척 프로세스 동안에 세척 칩의 연속적 순환을 제공함으로써, 외피의 제공을 위한 필요사항을 제거할 수 있다는 것이 알려졌다.
본 발명의 관련 기술로서 WO 2011/064581 A1(2010.11.24.)에 기재된 세척장치를 참조할 수 있다.

본 발명의 목적은, 세척 프로세스 동안에 세척 칩의 연속적 순환을 제공함으로써, 외피의 제공을 위한 필요사항을 제거할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

따라서, 본 발명의 제1 측면에 따라, 때묻은 기질의 세척에 사용하기 위한 장치에 있어서,

회전 가능하게 장착된 원통형 케이지가 내부에 장착된 제1 상부 챔버, 및 상기 원통형 케이지 아래에 위치된 제2 하부 챔버를 가진 하우징 수단,

하나 이상의 재순환 수단,

액세스 수단,

펌핑 수단, 및

복수의 공급 수단

을 포함하며,

상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지는, 천공된 측벽을 포함하는 드럼을 포함하고,

상기 측벽의 60%에 달하는 표면 영역은 천공을 포함하며,

상기 천공은, 25.0mm보다 크지 않은 직경을 가진 구멍을 포함하는,

때묻은 기질의 세척에 사용하기 위한 장치가 제공되었다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 측벽의 50% 이하, 더 바람직하게는 40% 이하는 천공을 포함한다.

바람직하게, 상기 천공은, 2 내지 25mm, 바람직하게 4 내지 10mm, 가장 바람직하게는 5 내지 8mm의 직경을 가진 구멍을 포함한다.

상기 액세스 수단은 통상적으로, 상기 원통형 케이지의 내부로의 액세를 가능하게 하기 위해 개방될 수 있고, 실질적으로 밀봉된 시스템을 제공하기 위해 폐쇄될 수 있는, 상기 케이싱 내에 장착된 힌지 도어를 포함한다. 바람직하게, 도어는 윈도우를 포함한다. 선택적으로, 상기 도어는 또한, 상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지에 대한 재료의 첨가를 용이하게 하는 하나 이상의 추가적 포트를 포함한다.

상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지는 상기 하우징 수단 내에 수직으로 장착될 수 있지만, 가장 바람직하게, 상기 하우징 수단 내에 수평으로 장착된다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 액세스 수단은 상기 장치의 전방에 위치되어 전방 로딩 설비를 제공한다. 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지가 하우징 수단 내에 수직으로 장착될 때, 액세스 수단은 상기 장치의 상부에 위치되어 상부 로딩 설비를 제공한다. 그러나, 본 발명의 추가적 설명의 목적을 위해, 상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지는 상기 하우징 수단 내에 수평으로 장착된다고 가정한다.

상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지의 회전은, 통상적으로 전기 모터 형태의 전기 구동 수단을 포함하는 구동 수단의 사용에 의해 수행된다. 상기 구동 수단의 작동은, 오퍼레이터에 의해 프로그래밍 될 수 있는 제어 수단에 의해 수행된다.

상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지는, 대부분의 시판중인 세탁기 및 건조기(tumble driers)에서 볼 수 있으며 10 내지 7000 리터의 범위의 용량을 가질 수 있는 사이즈를 가진다. 가정용 세탁기에 대한 통상적으로 용량은 30 내지 120 리터의 범위에 있을 것이며, 산업용-탈수기에 대해서는 120 내지 7000 리터 중 어떤 것도 가능하다. 이러한 범위 내에서의 통상적 사이즈는 50kg 세탁물에 적합한 사이즈이며, 드럼은 450 내지 650 리터의 볼륨을 가지고, 그러한 경우에, 케이지는 일반적으로, 75 내지 120cm, 바람직하게 90 내지 110cm 범위의 직경, 40과 100cm 사이, 바람직하게 60과 90cm 사이의 길이를 가진 실린더를 포함한다. 일반적로서, 케이지는 세척될 세탁물의 kg에 대해 10 리터의 볼륨을 가질 것이다.

상기 장치는, 때묻은 기질, 및 가장 바람직하게 복수의 중합체 입자 형태인 고체 입자 재료를 포함하는 세척 매체와 관련하여 작동하도록 디자인된다. 이상적으로, 이들 중합체 입자는 효율적 세척을 촉진하기 위해 효율적으로 순환되어야 하며, 따라서, 상기 장치는 바람직하게 순환 수단을 포함한다. 따라서, 상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지의 원통형 측벽의 내면은 바람직하게, 상기 내면에 대해 기본적으로 직각으로 고정되는 복수의 이격된 기다란 돌출부를 포함한다. 바람직하게, 상기 돌출부는, 통상적으로 공압식으로 구동되며 상기 케이지 내의 기류의 순환을 촉진할 수 있는 공기 증폭기를 더 포함한다. 통상적으로, 상기 장치는, 3 내지 10, 가장 바람직하게 4개의, 일반적으로 리프터라고 지칭되는 돌출부를 포함한다.

작동시에, 교반은 상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지의 회전에 의해 수행된다. 그러나, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 또한, 세척 작동의 종료시에 잔여 고체 입자 재료의 효율적 제거를 용이하게 하기 위해, 추가적 교반 수단이 구비된다. 바람직하게, 상기 교반 수단은 공기 제트를 포함한다.

상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지는 상기 하우징 수단의 제1 상부 챔버 내에 위치되고, 상기 제1 상부 챔버 아래에, 상기 세척 매체를 위한 수집 챔버로서 작용하는 제2 하부 챔버가 위치된다. 바람직하게, 상기 하부 챔버는 확장 섬프를 포함한다.

상기 하우징 수단은 표준 배관 설비에 연결되어, 복수의 공급 수단에 더하여 하나 이상의 재순환 수단을 제공하며, 공급 수단에 의해, 적어도 물, 선택적으로 계면활성제와 같은 세척제가 장치 내로 도입될 수 있다. 상기 장치는, 상기 하우징 수단 내의 공기를 순환시키고 상기 하우징 수단 내의 온도 및 습도를 조절하기 위한 수단을 더 포함할 수 있다. 상기 수단은 통상적으로, 예를 들면, 순환 팬, 공기 히터, 물 분무기 및/또는 증기 발생기를 포함할 수 있다. 또한, 상기 장치 내의 온도 및 습도 레벨을 판정하고, 이러한 정보를 제어 수단에 통신하기 위한 감지 수단이 구비될 수 있다.

따라서, 상기 장치는, 세척 작동에서의 재사용을 위해, 상기 하부 챔버로부터 상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지로의 상기 고체 입자 재료의 재순환을 용이하게 하기 위해, 하나 이상의 재순환 수단을 포함한다. 바람직하게, 상기 제1 재순환 수단은, 상기 제2 챔버와 상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지를 연결하는 덕트를 포함한다. 더욱 바람직하게, 상기 덕트는, 상기 고체 입자 재료를 물로부터 분리시키기 위한 분리 수단, 및 상기 원통형 케이지로의 상기 고체 입자 재료의 인입을 제어할 수 있는 제어 수단을 포함한다. 통상적으로, 상기 분리 수단은, 리셉터 용기 내에서 상기 원통형 케이지 위에 위치되는 와이어 메시와 같은 필터 재료를 포함하고, 상기 제어 수단은, 바람직하게 상기 리셉터 용기에 부착되며 상기 원통형 케이지의 내부에 연결되는 피드 튜브 형태의 피더 수단 내에 위치되는 밸브를 포함한다.

상기 하부 챔버로부터 상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지로의 고체 입자 재료의 재순환은, 상기 제1 재순환 수단 내에 포함되는 펌핑 수단을 사용함으로써 달성되며, 상기 펌핑 수단은 상기 고체 입자 재료를 상기 분리 수단 및 상기 제어 수단으로 공급할 수 있고, 상기 제어 수단은 상기 회전가능하게 장착된 원통형 케이지 내로의 상기 고체 입자 재료의 재진입을 제어할 수 있다.

바람직하게, 상기 장치는, 환경적으로 이로운 방식으로 물의 재사용을 용이하게 하기 위해, 상기 분리 수단에 의해 분리된 물의 상기 하부 챔버로의 복귀를 가능하게 하기 위한 제2 재순환 수단을 더 포함한다.

바람직하게, 상기 하부 챔버는, 내용물을 바람직한 작동 온도로 상승시킬 수 있게 하는 가열 수단에 더하여, 내용물의 순환 및 혼합을 촉진시키기 위한 추가적 펌핑 수단을 포함한다.

작동시에, 통상적인 사이클 동안에, 때묻은 의류는 먼저 상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지 내에 위치된다. 임의의 필요한 추가적 세척제와 함께, 때묻은 입자 재료 및 필요한 양의 세탁수는 상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지에 추가된다. 선택적으로, 상기 재료는 상기 하우징 수단 내에 포함되는 하부 챔버 내의 바람직한 온도로 가열되고, 제1 재순환 수단을 통해 원통형 케이지 내로 도입된다. 또는, 상기 세척제는 예를 들면 물과 사전 혼합되고, 액세스 수단에 장착되는 첨가 포트를 통해 또는 상기 원통형 케이지 위에 위치되는 상기 분리 수단을 통해 첨가될 수 있다. 선택적으로, 이러한 물은 가열될 수 있다. 표백제가 대표적인 예인 추가적 세척제는, 뒤의 스테이지에서 세척 사이클 동안에 동일한 수단을 사용하여, 선택적으로는 가열되는 물과 함께 첨가될 수 있다.

케이지의 회전에 의한 교반의 과정 동안에, 유체 및 소정량의 고체 입자 재료는 케이지 내의 천공을 통해 상기 장치의 하주 챔버 내로 떨어진다. 그 후에, 상기 고체 입자 재료는 상기 분리 수단으로 이송되도록 제1 재순환 수단을 통해 재순환될 수 있고, 상기 세척 작동의 계속을 위해 상기 제어 수단에 의해 제어된 방식으로 상기 분리 수단으로부터 상기 원통형 케이지로 복귀된다. 상기 고체 입자 재료의 연속적 순환의 이러한 프로세스는, 세척이 완료될 때까지 세척 작동을 통해 계속된다.

따라서, 상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지의 벽 내의 천공을 통해 상기 하부 챔버 내로 떨어지는 고체 입자 재료는, 상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지의 상부로 운반되고, 상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지의 상부로 운반되며, 고체 입자 재료는, 세척 작동을 계속하도록, 중력에 의해 또한 제어 수단의 작동에 의해, 상기 분리 수단 및 상기 피더 수단을 통해 떨어지고 상기 케이지로 되돌려 떨어지게 된다.

본 발명의 제2 측면에 따라, 때묻은 기질을 세척하기 위한 방법에 있어서, 세탁수와 고체 입자 세척 재료를 포함하는 제형(formulation)에 의해 상기 기질을 처리하는 처리 단계를 포함하며, 상기 방법은 본 발명의 제1 측면에 따른 장치 내에서 수행되는, 때묻은 기질을 세척하기 위한 방법이 제공되었다.

바람직하게, 상기 방법은,

(a) 본 발명의 제1 측면에 따른 장치의 상기 제2 하부 챔버 내로 고체 입자 세척 재료 및 세탁수를 도입하는 단계,

(b) 상기 고체 입자 세척 재료 및 세탁수를 교반 및 가열하는 단계,

(c) 하나 이상의 상기 때묻은 기질을 상기 액세스 수단을 통해 상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지 내에 로딩하는 단계,

(d) 실질적으로 밀봉된 시스템을 제공하기 위해 상기 액세스 수단을 폐쇄하는 단계,

(e) 상기 고체 입자 세척 재료 및 세탁수를 순환 수단을 통해 상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지 내로 도입하는 단계,

(f) 상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지가 회전되고, 유체 및 고체 입자 세척 재료는 상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지 내의 천공을 통해 상기 제2 하부 챔버 내로 제어된 방식으로 떨어지게 되는 세탁 사이클을 위해 상기 장치를 작동시키는 단계,

(g) 새로운 고체 입자 세척 재료를 이송하고, 사용된 고체 입자 세척제를 분리 수단으로 재순환시키기 위해 펌핑 수단을 작동시키는 단계,

(h) 새로운 고체 입자 세척 재료 및 재순환된 고체 입자 세척 재료를 상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지로 제어된 방식으로 첨가하기 위해 제어 수단을 작동시키는 단계, 및

(i) 때묻은 기질을 세척하기 위해 필요에 따라 상기 단계 (f), (g), 및 (h)를 계속하는 단계

를 포함한다.

바람직하게, 추가적 세척제가 상기 방법에서 사용된다. 상기 추가적 세척제는 상기 고체 입자 세척 재료와 함께 상기 장치의 하부 챔버에 첨가될 수 있고, 상기 고체 입자 세척 재료는 선택적으로 하부 챔버 내에서 필요한 온도로 가열되고 제1 재순환 수단을 통해 상기 원통형 케이지 내로 도입될 수 있다. 그러나, 바람직하게, 상기 추가적 세척제는 물과 사전 혼합되고, 혼합물은, 선택적으로, 액세스 도어에 장착되는 첨가 포트를 통해 상기 원통형 케이지에 첨가되기 전에 가열될 수 있다. 선택적으로, 이러한 첨가는 상기 세척제를 세탁물 내에 더 양호하게 분포시키기 위해 스프레이 헤드를 사용하여 수행될 수 있다. 또는, 세척제의 상기 첨가는 상기 케이지 위에 위치되는 분리 수단을 통해 이루어질 수 있다.

바람직하게, 상기 새로운 고체 입자 세척 재료 및 재순환된 고체 입자 재료의 펌핑은, 세척 작동을 통해 상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지 내의 세척 재료의 대략적으로 동일한 레벨을 유지하고, 세척 사이클이 완료될 때까지 때묻은 기질에 대한 세척 재료의 비율이 실질적으로 일정하게 유지되는 것을 확실하게 하기에 충분한 속도로 진행된다.

고체 입자 세척 재료의 작용과 조합되어 적절한 G 힘의 발생이 때묻은 기질의 적절한 레벨의 세척을 달성하는 데에 있어서 중요한 인자이다. G는 케이지 사이즈 및 케이지의 회전 속도의 함수이고, 특히 세탁물의 정적 중량에 대한 케이지의 내면에서 발생되는 구심력(centipetal force)의 비이다. 따라서, 내경이 r(m)인 케이지에서, 회전 속도가 R(rpm)이고, 세탁물의 질량이 M(kg)이며, 케이지의 순간적 접선 방향 속도가 v(m/s)이고, 9.81m/s²의 중력 가속도를 g라고 하면,

구심력 = Mv²/r

세탁물 정적 중량 = Mg

v = 2πrR/60

따라서, G = 4π²r²R²/3600rg = 4π²rR²/3600g = 1.18 × 10^-3rR²

통상적인 경우와 같이, r이 미터가 아니라 센티미터로 표시될 때,

G = 1.118 × 10^-5rR²

따라서, 800 rpm으로 회전하는 49cm의 드럼에 대해서, G = 350.6이다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 98cm의 직경을 가진 원통형 드럼은 세척 프로세스 동안에 여러 가지 다른 스테이지에서 0.49 내지 350.6의 G 힘을 발생시키기 위해 30 내지 800rpm의 속도로 회전된다. 본 발명의 다른 실시예에서, 1600rpm으로 회전되는 48cm 직경의 드럼은 687 G를 발생시킬 수 있고, 동일한 속도로 회전하는 60cm 직경의 드럼은 859 G를 발생시킨다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 청구된 방법은 추가적으로 고체 입자 세척 재료의 분리 및 회수를 제공하며, 이것은 후속 세척에서 재사용될 수 있다.

세척 사이클 동안에, 상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지의 회전은 바람직하게 G가 <1가 되도록 하는 회전 속도로 일어나며, 그것은, 98cm 직경의 케이지에 대해, 42rpm에 달하는 회전 속도를 필요로 하고, 바람직한 회전 속도는 30과 40rpm 사이에 있다.

세척 사이클의 완료시에, 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지 내로의 고체 입자 세척 재료의 공급은 종료되고, 케이지의 회전 속도는 세척된 기질을 건조시키기 위해 초기에 증가되어, 10과 1000 사이, 더 구체적으로는 40과 400 사이의 G 힘을 발생시킨다. 통상적으로, 98cm 직경의 케이지에 대해, 회전은 이러한 효과를 달성하기 위해 800rpm에 달하는 속도로 이루어진다. 그 후에, 회전 속도는, 고체 입자 세척 재료의 제거를 가능하게 하기 위해 감소되고 세탁 사이클의 속도로 복귀된다.

선택적으로, 상기 비드 제거 작동 뒤에, 상기 방법은 추가적으로 린싱 작동을 포함하며, 세척 작동에서 사용된 임의의 추가적 세척제를 완전히 제거하기 위해 상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지에 추가적 물이 첨가될 수 있다. 물은, 상기 액세스 도어에 장착되는 상기 첨가 포트를 통해 상기 원통형 케이지에 첨가될 수 있다. 여기에서도, 첨가는 선택적으로 세탁물 내의 린싱 물의 더 양호한 분포를 달성하기 위해 스프레이 헤드에 의해 수행될 수 있다. 또는, 상기 첨가는, 물이 제1 상부 챔버로 들어가 상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지를 부분적으로 잠기게 하고 상기 케이지 내로 들어가도록, 분리 수단을 통하거나 상기 장치의 제2 하부 챔버를 넘치게 함으로써 이루어질 수 있다. 세척 사이클에서와 동일한 속도로 회전한 후에, 물은 물의 레벨을 적절한 만큼 떨어지게 함으로써 상기 케이지로부터 제거되며, 린스 물을 첨가하는 방법은 어떤 것도 사용되며, 케이지의 회전 속도는 기질을 건조시키기 위해 증가된다. 통상적으로, 98cm 직경의 케이지에 대해, 회전은 이러한 효과를 달성하기 위해 800rpm에 달하는 속도로 이루어진다. 그 후에, 회전 속도는, 남아 있는 모든 고체 입자 세척 재료의 최종 제거를 가능하게 하기 위해, 감소되어 세척 사이클의 속도로 복귀된다. 상기 린싱 및 건조 사이클은 필요한 만큼 자주 반복될 수 있다.

선택적으로, 상기 린스 사이클은, 재부착 방지용 첨가제, 광택제, 향료, 유연제 및 전분제와 같은 처리제를 린스 물에 첨가하는 것을 포함하여 기질 처리의 목적을 위해 사용될 수 있다.

상기 고체 입자 세척 재료는 바람직하게, 계면활성제와 같은 세척제의 존재 또는 비 존재 시에, 깨끗한 물로 상기 챔버를 씻음으로써 상기 하부 챔버 내의 세척 작동 하에 놓일 수 있다. 선택적으로, 이러한 물은 가열될 수 있다. 또는, 상기 고체 입자 세척 재료의 세척은, 여기에서도 선택적으로 가열될 수 있는 물을 사용하여, 상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지 내에서 별도의 단계로서 달성될 수 있다.

일반적으로, 상기 하나 이상의 기질 상의 임의의 남은 고체 입자 세척 재료는, 하나 이상의 기질을 진동시킴으로써 용이하게 제거될 수 있다. 그러나, 필요시에는, 더 남아 있는 고체 입자 세척 재료는 바람직하게 진공 원드(vacuum wand)를 포함하는 흡입 수단에 의해 제거될 수 있다.

이제 본 발명을 다음의 도면을 참조하여 더욱 설명한다.

도 1의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 장치의 도면으로서, 장치의 재순환 수단의 특징을 도시한다.
도 2는, 본 발명의 장치에서 수행된 세척 실험을 위해 사용된 표준 얼룩 세트를 도시한다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 장치에서 수행된 세척 실험의 결과를 도시한다.

본 발명에 따른 장치는, 예를 들면 플라스틱 재료, 가죽, 종이, 카드보드, 금속, 유리 또는 목재를 포함하는 넓은 범위의 기질의 어느 하나의 세척을 위해 사용될 수 있다. 그러나, 실제로, 상기 장치는 주로 직물 섬유 의류를 포함하는 기질의 세척에 사용하기 위해 디자인되고, 예를 들면 면과 같은 천연 섬유 또는 예를 들면 나일론 6,6, 폴리에스테르, 셀룰로스아세테이트 또는 그들의 섬유 블렌드와 같은 인공 및 합성 직물 섬유를 포함할 수 있는 직물 섬유의 효율적 세척을 달성하는 데에 특히 성공적인 것으로 입증되었다.

가장 바람직하게, 고체 입자 세척 재료는 복수의 중합체 입자를 포함한다. 통상적으로, 중합체 입자는, 발포되거나 발포되지 않은 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 폴리알켄, 폴리아미드, 폴리에스테르 또는 폴리우레탄을 포함한다. 또한, 상기 중합체는 선형 또는 가교결합일 수 있다. 그러나, 바람직하게, 상기 중합체 입자는 폴리아미드 또는 폴리에스테르 입자, 가장 구체적으로는 나일론, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트의 입자, 가장 바람직하게는 비드 형태의 입자를 포함한다. 상기 폴리아미드 및 폴리에스테르는 수성 얼룩/흙 제거에 특히 효율적인 것으로 나타났으며, 폴리알켄은 오일 베이스 얼룩에 특히 유용하다.

나일론 6, 나일론 6,6, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트를 포함하지만 그에 제한되지 않는 여러 가지 나일론 또는 폴리에스테르 호모 또는 공중합체가 사용될 수 있다. 바람직하게, 나일론은, 5000 내지 30000 달톤, 바람직하게 10000 내지 20000 달톤, 가장 바람직하게 15000 내지 16000 달톤 범위의 분자 중량을 가진 나일론 6,6을 포함한다. 중합체는 통상적으로, ASTM D-4603과 같은 해결 기술에 의해 측정되었을 때 0.3 내지 1.5 dl/g 범위의 고유 점성 측정치에 대응하는 분자 중량을 가질 것이다.

선택적으로, 상기 중합체 재료의 공중합체는 본 발명의 목적을 위해 사용될 수 있다. 구체적으로, 중합체 재료의 성질은, 공중합체에 특정 성질을 부여하는 단량체 유닛을 포함시킴으로써 특정 요구사항에 맞추어질 수 있다. 따라서, 공중합체는, 특히 이온이 충전되거나 극성 부분 또는 불포화 유기 그룹을 포함하는 중합체 체인에 단량체 유닛을 포함시킴으로써 특정 얼룩 재료를 끌어당길 수 있다. 그러한 그룹의 예에, 예를 들면 산 또는 아미노 그룹 또는 그들의 염 또는 불완전(pendant) 알케닐 그룹이 포함될 수 있다.

중합체 입자는, 양호한 유동성 및 직물 섬유와의 밀접한 접촉을 가능하게 하는 형상 및 사이즈를 가진다. 원통형, 구형 또는 입방형과 같은 다양한 형상의 입자가 사용될 수 있고, 예를 들면 환형 링, 개뼈(dog-bone), 및 원형을 포함하여 적절한 단면 형상이 사용될 수 있다. 그러나, 가장 바람직하게, 상기 입자는 원통형 또는 구형 비드를 포함한다.

입자는 매끄럽거나 불규칙한 표면 구조를 가질 수 있고, 중실 또는 중공 구조를 가질 수 있다. 입자는, 1 내지 35mg, 바람직하게 10 내지 30mg, 더욱 바람직하게 12 내지 25mg의 평균 질량을 가지는 사이즈를 가지며, 10 내지 120mm², 바람직하게 15 내지 50mm², 더욱 바람직하게 20 내지 40mm²의 표면적을 가진다.

원통형 비드의 경우에, 바람직한 입자 직경은 1.0 내지 6.0mm, 더 바람직하게 1.5 내지 4.0mm, 가장 바람직하게 2.0 내지 3.0mm의 범위에 있고, 비드의 길이는 바람직하게 1.0 내지 4.0mm, 더 바람직하게 1.5 내지 3.5mm, 가장 바람직하게 2.0 내지 3.0mm의 범위에 있다.

통상적으로, 구형 비드에 대해서는, 구의 바람직한 직경은 1.0 내지 6.0mm, 더 바람직하게 2.0 내지 4.5mm, 가장 바람직하게 2.5 내지 3.5mm의 범위에 있다.

세척 시스템에 추가적 윤활을 제공하여 시스템 내의 운반 특성을 향상시키기 위해, 물이 시스템에 첨가된다. 따라서, 기질로의 하나 이상의 세척 재료의 더욱 효율적인 이송이 용이하게 되고, 기질로부터의 때묻음 및 얼룩의 제거는 더 용이하게 일어난다. 선택적으로, 때묻은 기질은 본 발명의 장치 내로 로딩하기 전에 급수 본관 또는 담수로 젖게 함으로써 습기를 갖게 할 수 있다. 어떠한 경우에도, 세탁 처리는 바람직하게 2.5:1과 0.1:1 w/w 사이의 세탁수 대 기질 비를 얻기 위해 수행되도록, 본 발명에 따른 상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지에 물이 첨가되며, 더 바람직하게 비는 2.0:1과 0.8:1 사이에 있고, 특히 바람직한 결과는 1.75:1, 1.5:1, 1.2:1, 및 1.1:1의 비에서 얻어졌다. 가장 바람직하게, 필요한 양의 물은, 때묻은 기질을 상기 케이지 내로 로딩한 후에, 본 발명에 따른 장치의 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지 내로 도입된다. 추가량의 물은 고체 입자 세척 재료의 순환 동안에 케이지 내로 들어갈 것이지만, 캐리 오버(carry over)의 양은 분리 수단의 작용에 의해 최소화된다.

일실시예에서, 본 발명의 방법은, 추가적 첨가제 없이 기본적으로 복수의 중합체 입자만으로 구성되는 제형으로 습기가 있는 기질을 처리함으로써 때묻은 기질을 세척하는 것을 생각하며, 선택적으로 다른 실시예에서, 사용된 제형은 하나 이상의 추가적 세척 약제를 더 포함한다. 상기 하나 이상의 세척 약제는 바람직하게 하나 이상의 세제 조성물을 포함한다. 선택적으로, 상기 하나 이상의 세척 재료는 상기 중합체 입자와 혼합되지만, 바람직한 실시예에서는, 각각의 상기 중합체 입자는 상기 하나 이상의 세척 재료로 코팅된다.

세제 조성물은 기본 성분으로 세척 성분과 후처리 성분을 포함한다. 통상적으로, 상기 세척 성분으로는 계면활성제, 효소 및 표백제를 포함하는 반면, 상기 후처리 성분으로는 예컨대 재부착 방지용 첨가제, 향료 및 광택제를 포함한다.

그러나, 세제 제형은 선택적으로 예를 들어 빌더(builder), 킬레이트제, 염료 전사 저해제, 분산제, 효소 안정화제, 촉매 물질, 표백 작용제, 폴리머성 분산제, 식토 제거제(clay soil removal agent), 비누 거품 억제제(suds suppressor), 염료, 구조 탄력화제(structure elasticizing agent), 섬유 유연제, 전분제, 담체, 친수제(hydrotropes), 가공 보조제(processing aid) 및/또는 안료와 같은 하나 이상의 다른 첨가제를 포함할 수 있다.

적합한 계면활성제의 예는 비이온성, 음이온성 및/또는 양이온성 계면활성제 및/또는 양성(ampholytic), 쌍성(zwitterionic) 및/또는 반-극성의 비이온성 계면활성제로부터 선택할 수 있다. 계면활성제는, 통상적으로, 세척 조성물의 약 0.1 중량%에서, 약 1 중량%에서 또는 심지어 약 5 중량%에서, 세척 조성물의 약 99.9 중량% 까지, 약 80 중량% 까지, 약 35 중량% 까지 또는 심지어 약 30 중량% 까지의 범위로 존재한다.

본 조성물은 세척 성능 및/또는 섬유 보호 효과를 제공하는 하나 이상의 세제 효소를 포함할 수 있다. 적합한 효소의 예로는, 헤미셀룰라제(hemicellulase), 퍼옥시다제(peroxidase), 프로테아제(protease), 기타 셀룰라제, 기타 자일라나제(xylanase), 리파제(lipase), 포스포리파제(phospholipase), 에스테라제(esterase), 큐티나제(cutinase), 펙티나제(pectinase), 케라타나제(keratanase), 리덕타제(reductase), 옥시다제(oxidase), 페놀옥시다제(phenoloxidase), 리폭시게나제(lipoxygenase), 리그니나제(ligninase), 풀룰라나제(pullulanase), 탄나제(tannase), 펜토사나제(pentosanase), 말라나제(malanase), [베타]-글루카나제(glucanase), 아라비노시다제(arabinosidase), 히알루로니다제(hyaluronidase), 콘드로이티나제(chondroitinase), 락카제(laccase), 아밀라제(amylase) 또는 이들의 혼합물이 있으나, 이들로 한정되지 않는다. 통상적인 조합은 아밀라제와, 프로테아제, 리파제, 큐티나제 및/또는 셀룰라제의 조합과 같은 효소 혼합물을 포함할 수 있다.

선택적으로, 효소 안정화제도 세척 성분들에 포함될 수 있다. 이와 관련하여, 세제용 효소는 다양한 기법을 통해, 예컨대 칼슘 및/또는 마그네슘 이온의 수용성 소스를 병합시킴으로써, 조성물내에서 안정화시킬 수 있다.

본 조성물은 하나 이상의 표백 화합물과 관련 작용제를 포함할 수 있다. 이러한 표백 화합물의 예로는, 퍼옥시젠 화합물(peroxygen compound), 예컨대 하이드로겐 퍼옥사이드, 무기 퍼옥시 염, 예컨대 과붕산염, 과탄산염, 과인산염, 과규산염 및 모노 퍼설페이트 염(예, 과붕산나트륨 테트라하이드레이트 및 과탄산나트륨), 및 유기 퍼옥시 산, 예컨대 과아세트산, 모노퍼옥시프탈산, 디퍼옥시도데칸디오익산, N,N'-테레프탈로일-디(6-아미노퍼옥시카프로익산), N,N'-프탈로일아미노퍼옥시카프로익산 및 아미도퍼옥시산이 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니다. 표백 작용제는 테트라아세틸에틸렌디아민 및 소듐 노나노일옥시벤젠 설포네이트와 같은 카르복시산 에스테르를 포함하나, 이들로 한정되진 않는다.

제형에 적합한 빌더가 포함될 수 있으며, 빌더로는 알칼리 금속, 폴리포스페이트의 암모늄염 및 알카놀암모늄 염, 알칼리 토금속 카보네이트 및 알칼리 금속 카보네이트, 알루미노실리케이트, 폴리카복실레이트 화합물, 에테르 하이드록시폴리카르복실레이트, 무수 말레산과 에틸렌 또는 비닐 메틸 에테르의 공중합체, 1,3,5-트리하이드록시벤젠-2,4,5-트리설폰산 및 카르복시메틸-옥시숙신산, 다양한 알칼리 금속, 폴리아세트산의 암모늄염 및 치환된 암모늄염, 예컨대 에틸렌디아민 테트라아세트산 및 니트릴로트리아세트산, 뿐만 아니라 폴리카르복실레이트, 예컨대 멜리트산, 숙신산, 옥시디숙신산, 폴리말레산, 벤젠 1,3,5-트리카르복시산, 카르복시메틸옥시숙신산 및 이의 가용성 염이 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니다.

또한, 조성물은 선택적으로 하나 이상의 구리, 철 및/또는 망간 킬레이트제 및/또는 하나 이상의 염료 전사 저해제를 포함할 수 있다.

적합한 폴리머성 염료 전사 저해제로는, 폴리비닐피롤리돈 폴리머, 폴리아민 N-옥사이드 폴리머, N-비닐피롤리돈과 N-비닐이미다졸의 공중합체, 폴리비닐옥사졸리돈 및 폴리비닐이미다졸 또는 이의 혼합물이 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니다.

선택적으로, 세제 제형은 아울러 분산제를 포함할 수 있다. 적합한 수용성 유기 물질은, 폴리카르복시산이 2 이하의 탄소 원자로 서로 떨어져 있는 2 이상의 카르복시 라디칼을 포함할 수 있는, 동형중합체성 산 또는 공중합체성 산 또는 이들의 염이다.

상기 재부착 방지용 첨가제는 이의 역할 상 물리-화학적 첨가제이며, 예컨대 폴리에틸렌 글리콜, 폴리아크릴레이크 및 카르복시 메틸 셀룰로즈를 포함한다.

선택적으로, 조성물은 향료도 포함할 수 있다. 적합한 향료는, 통상적으로, 알코올, 케톤, 알데하이드, 에스테르, 에테르 및 니트릴 알켄 및 이의 혼합물을 포함할 수 있는, 다성분 유기 화학 제형이다. 잔류 향을 제공하는데 충분한 직접성을 제공하는 상업적으로 입수가능한 화합물로는 Galaxolide (1,3,4,6,7,8-헥사하이드로-4,6,6,7,8,8-헥사메틸사이클로펜타(g)-2-벤조피란), Lyral (3- 및 4-(4-하이드록시-4-메틸-펜틸)사이클로헥센-1-카르복스알데하이드 및 Ambroxan ((3aR,5aS,9aS,9bR)-3a,6,6,9a-테트라메틸-2,4,5,5a,7,8,9,9b-옥타하이드로-1H-벤조[e][1]벤조퓨란)이 있다. 상업적으로 입수가능한 완전히 제형화된 향료의 예는 Symrise^® AG 사의 Amour Japonais이다.

적합한 광택제는 몇가지 유기 화학 클래스로 분류되는데, 가장 일반적인 것은 스틸벤 유도체이며, 다른 적합한 클래스로는 벤즈옥사졸, 벤즈이미다졸, 1,3-디페닐-2-피라졸린, 쿠마린, 1,3,5-트리아진-2-일 및 나프탈이미드를 포함한다. 이러한 화합물의 예로는, 4,4'-비스[[6-아닐리노-4(메틸아미노)-1,3,5-트리아진-2-일]아미노]스틸벤-2,2'-디설폰산, 4,4'-비스[[6-아닐리노-4-[(2-하이드록시에틸)메틸아미노]-1,3,5-트리아진-2-일]아미노]스틸벤-2,2'-디설폰산, 디소듐염, 4,4'-비스[[2-아닐리노-4-[비스(2-하이드록시에틸)아미노]-1,3,5-트리아진-6-일]아미노]스틸벤-2,2'-디설폰산, 디소듐염, 4,4'-비스[(4,6-디아닐리노-1,3,5-트리아진-2-일)아미노]스틸벤-2,2-디설폰산, 디소듐염, 7-디에틸아미노-4-메틸쿠마린, 4,4'-비스[(2-아닐리노-4-모르폴리노-1,3,5-트리아진-6-일)아미노]-2,2'-스틸벤 디설폰산, 디소듐염, 및 2,5-비스(벤조옥사졸-2-일)티오펜이 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니다.

상기 약제는 단독으로 또는 임의의 필요한 조합으로 사용될 수 있고, 효과를 최대화하기 위해 세척 사이클 동안에 적절한 단계에서 세척 시스템에 첨가될 수 있다.

그러나, 어떤 경우에도, 본 발명의 방법이 하나 이상의 추가적 세척 약제의 존재하에 수행될 때, 원활한 세척 성능을 달성하기 위해 필요한 상기 세척 약제의 양은, 종래의 방법에서 필요한 양으로부터 상당히 감소된다. 그러면, 이것은, 후에 사용될 필요가 있는 린스 물의 양이 감소한다는 점에서 이로운 효과를 가진다.

기질에 대한 고체 입자 세척 재료의 비는 대체로 0.1:1 내지 10:1 w/w의 범위, 바람직하게 0.5:1 내지 5:1의 범위에 있으며, 특히 바람직한 결과는 1:1과 3:1 w/w 사이, 특히 약 2:1 w/w의 비로 달성된다. 따라서, 예를 들면, 5g의 직물의 세척을 위해, 선택적으로 계면활성제로 코팅된 10g의 중합체 입자가 본 발명의 일실시예에서 사용될 것이다. 기질에 대한 고체 입자 세척 재료의 비는 세탁 사이클에 걸쳐 실질적으로 일정한 레벨에 유지된다.

본 발명의 장치 및 방법은 소규모 또는 대규모 일괄 프로세스에 사용될 수 있고, 가정용 및 산업용 세척 프로세스에 적용된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 방법은 특히 직물의 세척에 적용된다. 그러나, 그러한 세척 시스템에 사용되는 조건은, 통상적으로 직물의 종래의 습식 세척에 적용되는 온도로부터 상당히 감소된 온도를 사용할 수 있게 하고, 그 결과 상당한 환경적 및 경제적 이점을 제공한다. 따라서, 세탁 사이클을 위한 통상적 절차 및 조건은 통상적으로, 대체로 실질적으로 밀봉된 시스템에서 5와 120분 사이의 기간 동안 5와 95℃의 온도에서 본 발명의 방법에 따라 직물이 처리될 것을 요구한다. 그 후에, 전체 프로세스의 린싱 및 비드 분리 단계의 완료를 위해 추가적 시간이 필요하여, 전체 사이클의 전체 기간은 통상적으로 1시간의 범위에 있다. 본 발명의 방법을 위한 바람직한 작동 온도는 10 내지 60℃, 더 바람직하게는 15 내지 40℃의 범위에 있다.

고체 입자 재료의 제거를 위한 사이클은 선택적으로 실온에서 수행될 수 있으며, 최적 결과는 2와 30분 사이, 바람직하게 4와 20분 사이의 사이클 시간에서 달성된다는 것이 확립되었다.

얻어진 결과는, 직물에 대한 종래의 습식(또는 건식) 세척 프로세스를 수행할 때 관찰되는 결과와 매우 일치한다. 본 발명의 방법에 의해 처리된 직물에서 달성되는 세척 및 얼룩 제거의 정도는 매우 양호한 것으로 보이며, 특히 뚜렷한 결과는, 종종 제거하기 어려운 소수성 얼룩 및 수성 얼룩에 대해 얻어진다. 본 발명의 방법의 에너지 요구사항, 사용된 물의 전체 볼륨, 및 세제 소모는, 종래의 수성 세탁 절차의 사용과 관련된 레벨보다 상당히 낮으며, 여기에서도 비용 및 환경상 이점의 관점에서 상당한 이점을 제공한다.

또한, 중합체 입자의 재사용이 가능하여, 동일한 고체 입자 세척 재료에 의한 복수의 세탁을 수행할 수 있게 하는 것이 입증되었다. 반복 세척 절차를 위한 이러한 방식의 입자의 재사용은 상당한 경제적 이점을 제공하며, 복수의 세탁 후의 원활한 결과의 달성은, 성능의 약간의 저하가 궁극적으로 관찰되었지만 절차의 통합된 일부로서의 입자 세척 재료의 연속적 세척에 의존하는 프로세스의 성질에 의해 보조된다.

본 발명의 방법에 따른 작동 사이클의 통상적 예에서, 고체 입자 세척 재료(약 43kg)의 초기 첨가는 98cm 직경의 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지 내의 때묻은 기질의 세탁물(15kg)에 첨가되고, 그 후에 케이지는 약 40rpm으로 회전하기 시작한다. 그 후에, 추가적 고체 입자 세척 재료(10kg)가, 통상적으로 약 30분간 지속될 수 있는 세탁 사이클 동안에 약 30초마다 분리 수단 및 제어 수단을 통해 상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지 내로 펌핑된다. 따라서, 시스템은, 세탁 동안에 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지(중량비로 2.9:1, 즉 비드 43kg 및 천 15kg) 내에서 고체 입자 세척 재료의 대략 동일한 레벨을 유지하기에 충분한 속도로 고체 입자 세척 재료를 펌핑 및 첨가하도록 디자인된다.

따라서, 세탁 사이클 동안에, 고체 입자 세척 재료는 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지의 천공을 통해 지속적으로 떨어져 나오고, 분리 수단 및 제어 수단을 통해 새로운 세척 재료와 함께 재순환 및 첨가된다. 이어한 프로세스는 수동으로 제어되거나 자동으로 작동될 수 있다. 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지로부터의 고체 입자 세척 재료의 이탈 속도는 기본적으로 그 특정 디자인에 의해 제어된다. 이러한 점에서의 주요한 변수에, 천공의 사이즈, 천공의 수, 및 천공의 패턴이 포함된다.

일반적으로, 천공은 고체 입자 세척 재료의 평균 입자 직경의 약 2 내지 3배의 사이즈를 가지며, 그것은 10.0mm보다 크지 않은 직경을 가진 천공을 발생시킨다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지(직경 98cm, 깊이 65cm)은, 중실 섹션과 교대하는 약 9cm 폭의 스트립에서 전방으로부터 후방으로 연장되는 8.0mm 직경의 천공의 스트라이프를 갖도록 천공될 것이어서, 케이지의 원통형 벽의 표면 영역의 약 34%만 천공을 포함한다. 천공은 예를 들면 케이지의 한쪽 반부에 배타적으로 위치되지 않고, 바람직하게 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지의 원통형 벽에서 스트라이프 내에 밴딩되거나, 케이지 벽에 걸쳐 균일하게 분포된다.

회전 가능하게 장착된 원통형 케이지으로부터의 고체 입자 세척 재료의 퇴출의 속도는 또한 상기 케이지의 회전 속도에 의해 영향을 받아, 더 높은 회전 속도는 천공으로부터 고체 입자 세척 재료를 미는 경향을 증가시키기 위해 구심력을 증가시킨다. 그러나, 더 높은 케이지 rpm 값은 또한 기질의 접힘 내에 세척 재료를 가두기 위해, 세척되는 기질을 압축한다. 따라서, 가장 적합한 회전 속도는, 일반적으로 98cm의 케이지 직경에서 30과 40rpm 사이에, 또는 0.49와 0.88 사이의 G값을 발생시키는 있는 것으로 알려졌다. 최대 회전 속도는, 비드가 의류 내에 갇히는 것을 피하기 위해 약 42rpm(G=0.97)인 것으로 알려졌다.

또한, 세탁에서의 습기 레벨은 또한, 젖은 기질이 건조 기질보다 더 긴 시간 동안 세척 재료를 유지하고자 하는 효과를 가진다. 따라서, 기질의 지나친 젖음은, 필요시에는, 고체 입자 세척 재료의 퇴출의 속도를 더 제어하기 위해 사용될 수 있다.

세탁 사이클의 완료시에, 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지에 대한 고체 입자 세척 재료의 첨가가 멈추고, 케이지는, 고체 입자 세척 재료의 벌크가 케이지를 떠나는 것을 가능하게 하기 위해, 낮은 rpm에서(30 내지 40rpm; G = 0.49 내지 0.88) 짧은 시간 동안(약 2분) 회전된다. 그러면, 케이지는, 약간의 액체를 추출하고 기질을 소정 정도로 건조시키기 위해, 약 2분 동안 고속(300과 800rpm; G = 49.3 내지 350.6)으로 회전된다. 그러면, 회전 속도는, 세척 재료의 제거를 완료하기 위해 세척 사이클에서와 동일한 낮은 rpm으로 복귀되고, 이것은 대체로 약 20분 걸린다.

본 발명의 방법은, 세척 후에 세척된 기질로부터 세척 재료의 제거에서 특히 성공적이 것으로 나타났고, 원통형 폴리에스테르 비드, 및 나일론 6,6 중합체를 포함하는 나일론 비드에 의한 테스트는, 의류당 평균 <20 비드가 비드 분리 사이클의 종료시에 세탁물 내에 남는 것을 보여주었다. 일반적으로, 이것은, 의류당 평균 <10 비드로 더 감소될 수 있고, 20분의 분리 사이클이 사용되는 최적의 경우에, 의류당 <5 비드가 통상적으로 달성된다.

비드 제거 작동 후에, 일련의 린스가 수행되고, 추가적 물이, 세척 작동에 사용된 임의의 추가적 세척제를 완전히 제거하기 위해, 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지 내로 살포된다. 본 발명의 이러한 실시예에서, 액세스 도어에서 첨가 포트에 장착되는 스프레이 헤드가 사용된다. 상기 스프레이 헤드의 사용은 세탁물 내로의 린싱 물을 더 양호하게 분포시키기 위해 도시되었다. 또한, 이러한 수단에 의해, 린싱 작동 동안의 전체 물 소모는 최소화될 수 있다(통상적으로, 린스당 3:1의 린스 물:천). 케이지는, 린스 물 첨가(30 내지 40rpm, 98cm 직경의 케이지에 대해 G = 0.49 내지 0.88) 동안에 다시 낮은 속도로 회전되지만, 이러한 작동이 멈춘 후에는, 케이지 속도는 기질을 건조시키기 위해 다시 한번 증가된다(300 내지 800rpm, G = 49.3 내지 350.6). 그 후에, 회전 속도는, 임의의 남아 있는 고체 입자 세척 재료의 최종 제거를 가능하게 하기 위해, 감소되고 세탁 사이클의 속도로 복귀된다. 상기 린싱 및 건조 사이클은 필요한 만큼 반복될 수 있다(3회가 통상적임).

여기에 제공된 도면을 참조하면, 도 1의 (a) 및 (b)에, 하우징 수단(1)을 포함하는 본 발명에 따른 장치가 도시되었으며, 하우징 수단은, 천공 드럼(2)(천공은 도시되어 있지 않음) 형태의 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지를 내부에 장착하는 제1 상부 챔버, 및 상기 원통형 케이지 아래에 위치되는 확장 섬프(3)를 포함하는 제2 하부 챔버를 가진다. 상기 장치는, 제1 재순환 수단으로서, 통상적으로 와이어 메시 형태의 필터 재료를 포함하며 비드 분리 용기(5)로 공급하는 비드 및 물 라이저 파이프(4), 및 케이지 입구(7)에 장착되는 비드 공급 튜브(6)로 공급하는 비드 릴리스 게이트 밸브를 더 포함한다. 제1 재순환 수단은 비드 펌프(8)에 의해 구동된다. 추가적 재순환 수단은, 중력의 영향하에 물이 비드 분리 용기(5)로부터 섬프(3)로 복귀할 수 있게 하는 복귀 물 파이프(9)를 포함한다. 장치는 또한, 로딩 도어(10)로서 도시된 액세스 수단을 포함하며, 로딩 도어를 통해 세척용 재료가 드럼(2)으로 로딩될 수 있다.

따라서, 도 1의 (a)는 제1 재순환 시스템의 단면도이고, 비드 형태의 고체 입자 세척 재료는 비드 공급 튜브(6)를 통해 비드 분리 용기(5)로부터 원통형 드럼(2)으로 통과하며, 도 1의 (b)는 제1 재순환 시스템의 다른 단면을 도시하고, 비드 및 물을 포함하는 고체 입자 세척 재료는 비드 펌프(8)에 의해 비드 및 물 라이저 파이프(4)를 통해 가열된 섬프(3)로부터 비드 분리 용기(5)로 구동되며, 비드 분리 용기로부터, 분리된 물은 중력의 영향하에 복귀 물 파이프(9)를 통해 섬프로 복귀된다. 드럼(2)을 구동시키는 상기 장치의 메인 모터(20)도 도시되어 있다.

작동시에, 확장 섬프(3)는, 그 내용물(물 및 중합체 비드)과 함께, 섬프(3)의 외면에 부착되는 히터 패드에 의해 가열될 수 있다. 비드 펌프(8)는 비드와 물을 라이저 파이프(4)를 통해 비드 분리 용기(5)로 상향 펌핑하고, 용기(5)에서 비드는 용기(5) 내에 잠시 유지되고, 배출된 물은 복귀 파이프(9)를 통해 섬프로 복귀된다. 분리 용기 내의 강성 필터 재료는 비드에 의해 운반된 물을 비드의 매스(mass) 내로부터 탈출될 수 있게 하며, 게이트 밸브는 용기(5) 내의 비드를 유지한다. 그러면, 추가적 비드는 분리 용기(5) 내로 펌핑될 수 있다. 물은 용기(5)로부터 배출되어 섬프(3)로 복귀된다. 용기(5) 내의 밸브가 개방될 때, 비드는 밸브를 통과하고, 케이지 입구(7)를 통해 비드 공급 튜브(6)를 따라 하향 주행하여 드럼(2)으로 들어간다. 냉수는, 케이지 입구(7) 내에 위치되는 냉수 공급 포트를 통해 드럼(2)의 내용물에 첨가될 수 있다. 세탁물은 개방 가능한 로딩 도어(10)를 통해 드럼(2) 내에 위치되고, 세제는 섬프(3) 내의 포트를 통해 시스템에 첨가된다. 시스템 온도는, 바람직하게 비드 공급 튜브(6) 내에 장착되는 온도 탐침을 통해 모니터링되고, 물 펌프는 물을 섬프(3) 주위로 순환시킨다.

따라서, 시스템은, 중합체 비드를 세탁물에 첨가하고, 세탁 사이클을 수행하며, 세탁 사이클이 완료되면 비드를 세탁물으로부터 분리시키는 수단을 제공한다. 세탁 프로세스는 바람직하게 1회의 완전한 세탁 사이클을 설명함으로써 도시될 수 있다.

따라서, 중합체 비드는, 효율적인 펌핑을 달성하기 위해 필요한 첨가된 물과 함께, 섬프 히터 패드에 의해 섬프(3) 내의 작동 온도로 가열되고, 물은, 균일한 벌크 온도가 얻어지는 것을 확실하게 하기 위해, 물 펌프를 사용하여 비드를 통해 재순환된다. 필요한 작동 온도가 얻어지면, 세탁물은 드럼(2) 내에 위치되고, 로딩 도어(10)는 폐쇄된다. 초기에, 냉수는, 고온의 세탁수 및 비드가 도입될 때 임의의 얼룩(계란 같은)이 직물에 "구워져 달라붙지" 않는 것을 확실하게 하기 위해, 냉수 공급 포트를 통해 세탁물에 첨가된다. 세제와 같은 세척 재료는 섬프 내에서 중합체 비드에 첨가되지만, 바람직하게 이러한 스테이지에서 물과 함께 첨가되며, 상기 첨가는, 도어(10)에 장착되는 첨가 포트(도시되지 않음)를 통하거나 비드 분리 용기(5) 및 비드 공급 튜브(6)를 통해 이루어진다. 세탁물은 냉수가 세탁물 속에 균일하게 분산되고 천을 완전히 젖게 하기 위해 천천히 교반된다. 표백제가 대표적인 예인 추가적 세척 재료는 이러한 스테이지에서 세척 사이클 동안에 동일한 첨가 수단을 통해 더 많은, 선택적으로 가열된, 물과 함께 첨가될 수 있다.

섬프 내의 비드 및 물에 의해 초기 작동 온도가 도달하면, 비드 펌프(8)는 비드와 물의 혼합물을 비드 분리 용기(5)로 상향 펌핑한다. 잉여 물은 섬프(3)로 되돌려 배출될 수 있게 되고, 다음에는 밸브는 개방되어 비드를 비드 공급 튜브(6)를 통해 드럼(2)으로 릴리스시킨다. 이러한 작동은, 필요한 양의 비드가 드럼(2)에 공급될 때까지 여러 번 반복된다.

그러면, 시스템은, 케이지가 30과 40 rpm 사이의 속도(98cm 원통형 케이지에 대해 G = 0.49 내지 0.88)로 일방향으로 여러 횟수 회전하고 반대 방향으로 유사한 횟수로 회전하여, 표준 세탁기와 유사한 방식으로 세탁 사이클을 수행한다. 이러한 시퀀스는 60분 동안 반복된다. 이러한 시간 동안에, 비드는 지속적으로 케이지 천공을 통해 섬프(3) 내로 떨어지고, 비드 펌프(8)에 의해 비드 분리 용기(5)를 향해 되돌려 펌핑되며, 비드 분리 용기로부터, 필요한 경우에는 새로운 비드와 함께, 드럼(2)) 내로 재도입된다.

세탁 사이클의 완료시에, 드럼(2) 내로의 비드의 도입은 멈추고, 비드는 케이지 천공을 통해 섬프(3)로 자유롭게 떨어진다. 드럼으로부터 약간의 액체를 제거하고 세척된 기질을 부분적으로 건조시키기 위한 짧은 고속 회전 후에, 일련의 저속 회전 및 역회전은, 비드가 드럼(2) 내의 천공을 통해 떨어져 섬프(3)로 복귀하는 것을 가속하기 위해 수행된다. 이러한 프로세스는, 대체로 모든 비드가 드럼(2) 내로부터 제거될 때까지 반복된다. 이러한 비드 분리 시케스 동안의 임의의 시점에서, 공기는, 비드 제거를 보조하기 위해 천이 소용돌이치는 것을 멈추게 하기 위해, 드럼 내로 불어 넣어질 수 있다. 그러면, 세탁물은 로딩 도어(10)를 통해 드럼(2)으로부터 제거될 수 있다.

바람직한 비드 제거 시퀀스에서, 드럼(2)은 초기에 300과 800rpm(98cm 직경의 드럼에 대해 G = 49.3 내지 350.6)에서 2분간 회전되고, 다음에는 30과 40rpm 사이에서 20분 동안 회전되며, 그 시간 동안에, 회전의 방향은, 기질의 방향을 재설정하고 비드가 기질로부터 떨어질 수 있게 하여 효율적인 비드 제거를 가능하게 하기 위해, 약 30초마다 역전된다.

별도의 선택적인 단계에서, 세탁 사이클 뒤에 세탁물은 물로 린싱될 수 있다. 또 다른 선택적인 단계에서, 드럼으로부터 비드의 제거 및 섬프로의 이송 후에, 비드는, 계면활성제와 같은 세척 약제가 있거나 없을 때 섬프를 깨끗한 물로 씻음으로써 세척될 수 있다. 또는, 비드의 세척은 세탁물의 제거 후에 드럼 내에서 비드만 단독으로 세탁함으로써 수행될 수 있다.

이제, 본 발명을, 다음의 예 및 관련 도면을 참조하여, 본 발명의 범위를 제한하지 않으면서 더 설명한다.

예

예 1

직조된 무명 직물(194 gm^-2, 영국, 브래드포드, 웨일즈)은, 아래에 설명된 방법에 따라, 커피, 립스틱, 볼펜, 토마토 케찹, 구두약, 풀, 진공 먼지, 카레 소스 및 레드 와인으로 얼룩졌다.

(i) 커피

10g의 Morrisons® Full Roast 커피 분말은 70℃에서 50 ml의 증류수에 용해되었다. 1 cm 분취량의 결과적인 용액이, 5 cm 직경 원형 플라스틱 템플레이트의 경계 내에 합성 스폰지를 사용하여 직물에 적용되었고, 얼룩진 직물은 주변 온도(23℃)에서 건조될 수 있게 하였고, 그 후에 직물은 4일간 암실에 저장함으로써 사용 전에 에이징(aging) 되었다.

(ii) 립스틱

Revlon® Super Lustrous 립스틱(구리 서리 그늘(copper frost shade))은, 5 cm 직경 원형 플라스틱 템플레이트의 경계 내에 균일한 커버리지(coverage)를 제공하기 위해 합성 스폰지를 사용하여 직물에 적용되었다. 그 후, 직물은 커피에 대해 열거한 절차를 따라 에이징 되었다.

(iii) 볼펜

흑색 Paper Mate® Flex Grip Ultra 볼펜은 5 cm 직경 원형 플라스틱 템플레이트의 경계 내에서 직물을 균일하게 덮도록 사용되었다. 그 후, 직물은 커피에 대해 열거한 절차를 따라 에이징 되었다.

(iv) 토마토 케찹

Heinz® 토마토 케찹은 5 cm 직경 원형 플라스틱 템플레이트의 경계 내에 균일한 커버리지를 제공하기 위해 합성 스폰지를 사용하여 직물에 적용되었다. 그 후, 직물은 커피에 대해 열거한 절차를 따라 에이징 되었다.

(v) 구두약

Kiwi® 흑색 구두약은 5 cm 직경 원형 플라스틱 템플레이트의 경계 내에 균일한 커버리지를 제공하기 위해 합성 스폰지를 사용하여 직물에 적용되었다. 그 후, 직물은 커피에 대해 열거한 절차를 따라 에이징 되었다.

(vi) 풀

풀은 MG7(내셔널 베지테이션 클래시피케이션) 소스로부터 수동으로 수집되었다. 10g의 풀은 가위로 절단되었고 전기 블렌더를 사용하여 20ml의 구도물과 블렌딩되었다. 혼합물은 금속 체를 사용하여 필터링되었고, 여과액은 얼룩 매체로 사용되었다. 이것은 5 cm 직경 원형 플라스틱 템플레이트의 경계 내에 균일한 커버리지를 제공하기 위해 합성 스폰지를 사용하여 직물에 적용되었다. 그 후, 직물은 커피에 대해 열거한 절차를 따라 에이징 되었다.

(vii) 진공 먼지

진공 먼지는 일반적 가정용 진공 백으로부터 수동으로 수집되었다. 25g의 진공 먼지는 100ml의 수도물과 혼합되었고, 혼합물은 직물을 얼룩지게 하기 위해 사용되었다. 이것은 5 cm 직경 원형 플라스틱 템플레이트의 경계 내에 균일한 커버리지를 제공하기 위해 합성 스폰지를 사용하여 직물에 적용되었다. 그 후, 직물은 커피에 대해 열거한 절차를 따라 에이징 되었다.

(viii) 카레 소스

Morrisons® 자체 브랜드 카레 소스는 5 cm 직경 원형 플라스틱 템플레이트의 경계 내에 균일한 커버리지를 제공하기 위해 합성 스폰지를 사용하여 직물에 직접 적용되었다. 그 후, 직물은 커피에 대해 열거한 절차를 따라 에이징 되었다.

(ix) 레드 와인

Morrisons®에서 구매한 "스패니시 레드 와인"은 5 cm 직경 원형 플라스틱 템플레이트의 경계 내에 균일한 커버리지를 제공하기 위해 합성 스폰지를 사용하여 직물에 직접 적용되었다. 그 후, 직물은 커피에 대해 열거한 절차를 따라 에이징 되었다.

각각의 얼룩 (i) 내지 (ix)는, 표준 얼룩 세트를 만들기 위해, 도 2에 도시된 패턴으로 무명 직물의 단일(36cm × 30cm) 피스에 적용되었다.

다음에, 표 1에 설정된 바와 같이, 한 세트의 시험 및 제어 조건을 사용하여 세척 시험이 수행되었다. 시험에, 본 발명의 방법에 따라 앞에서 정의된 바와 같은 바람직한 장치의 사용이 포함되었고("Xerox-Gen 1" XP1), 제어 세척 시험은 표준 가정용 세탁기(BEKO®WM5120W, XP2 및 XP3)를 사용하여 수행되었다. 두 가지 경우(XP1, XP2 및 XP3)에, 표준 얼룩 세트는 세탁물에 대해 1g/kg으로 첨가되었고, 세탁물에 대해 10g/kg의 시뮬레이트된 피지 그리스 얼룩이 또한 포화된 무명 천(WFK SBL2004)으로서 합체되었다. 이러한 천은, 그러한 칼라 및 커프 그리스(collar and cuff grease)가 주 얼룩(전체 얼룩 로딩의 약 80%를 구성함)인 가정의 세탁 환경을 더 양호하게 시뮬레이트하기 위해 사용되었다. 피지는 표피의 피지선으로부터 도출되었다. XP1 프로세스는, 주변 온도(15℃로 측정됨)에서 24kg 무명 직물 세탁물, 28.8리터의 세탁수(즉, 1.2 리터/kg 세탁물), 및 65kg의 INVISTA^TM 1101 폴리에스테르 비드(즉, 2.7 kg/kg 세탁물)를 가지고 수행되었다. 4회의 18리터 린스들의 린스 사이클이 사용되었다(98cm 직경의 드럼에서 스핀 속도 300rpm; G = 49.3). 따라서, 전체 물 소비량(세탁 및 린스 포함)은 단지 100.8리터/kg 세탁물 또는 4.2리터/kg 세탁물이었다. 사용된 세제는 세탁물에 대해 3.7g/kg의 Unilever Persil Small & Mighty® 생물 액체이었다. 전체 사이클 시간은 95분이었다.

가정용 제어(XP2 및 XP3)는, BEKO® WM5120W의 등급이 5kg 기계이더라도, 4kg 세탁물로 수행되었다. 이것은 유럽 가정용 시장에서 널게 허용되는 평균 세탁물 사이즈이며, 따라서 그것은 이러한 제어를 더 엄격하게 한다. 드럼 내의 세탁물이 적을수록 기계적 작용이 더 커지고 세탁 성능은 더 양호하게 된다. 또한, XP2는 주변 세탁 온도(15℃로 측정됨)에서 수행되었고, XP3은 더 높은 세탁 온도(40℃)에서 수행되었다. XP2 및 XP3은 모두, XP1보다 훨씬 많은 9.3g/kg 세탁물의 세제를 가지고 수행되었고, 물 소모량도 더 높았다(세탁 + 린스 56kg 또는 14.0리터/kg 세탁물). 마지막으로, XP2 및 XP3를 위한 전체 프로세스 사이클 시간은 127분이며, 그것은 본 발명에 따른 프로세스를 사용하는 XP1보다 훨씬 길었다. 이들 변수는 BEKO® 기계에 대해 선택된 사이클(40℃, 무명)의 함수이었고, 역시 제어의 엄격함을 증가시켰다. BEKO® WM5120W는 표준 프로그램 선택에서 주변 사이클을 가지지 않아, 이 경우의 주변 사이클은 히터를 기계로부터 분리시키고 40℃ 무명 사이클을 재수행함으로써 달성되어, XP3은 XP2와 동일한 사이클 시간을 가졌다.

테스트 변수는 표 1에 요약되어 있다.

실험 번호	기계 형태	세탁물 (kg)	세제 선량 (g)	세제 선량 (g/kg)	물 소모량 (리터/kg)	세탁 온도 (℃)	사이클 시간(분)
XP1 (시험)	Xeros- Gen1	24	89	3.7	4.2	15	95
XP2 (제어)	BEKO® WM5120W	4	37	9.3	14.0	15	127
XP3 (제어)	BEKO® WM5120W	4	37	9.3	14.0	40	127

<XP1, XP2 및 XP3 세탁 실험 상세사항>

달성된 세척의 레벨은 컬러 측정을 사용하여 평가되었다. 샘플의 반영 값은, 퍼스널 컴퓨터에 인터페이스된 Datacolor Spectraflash SF600 분광광도계를 사용하여 측정되었으며, 발광체 D₆₅ 하에서 10° 표준 오브저버를 사용하였고, UV 성분은 포함되며 거울 성분(specular component)은 배제되었고, 3cm 뷰잉 애퍼처가 사용되었다. 단일 두께의 직물을 사용하여 측정이 이루어졌다. 각각의 얼룩에 대해 CIE L^* 컬러 좌표가 취해졌으며, 다음에는, 평균값은 "효소"(풀 및 토마토 케찹 얼룩 평균), "산화"(커피, 레드 와인, 및 볼포인트펜 평균), 및 "입자"(진공 먼지, 구두약, 립스틱 얼룩 평균)로서 기록되었고, 카레 소스는 개별적으로 측정되었다. 피지 얼룩 제거 및 천에 대한 재침착의 레벨(즉, 각각의 얼룩 세트에 대한 배경의 백도(whiteness)) 역시 개별적으로 측정되었다.

이들 결과는 도 3 내지 도 6에 도시되었고, 높은 값은 더 양호한 세척 성능 또는 재침착 제어를 나타낸다. XP1과 XP2의 비교는, 본 발명의 장치에서 수행된 세척이, 심지어는 XP2에 비하여 XP1에 사용된 세제 및 물 레벨의 감소 및 XP2의 더 긴 사이클 시간에 불구하고, 각각의 얼룩 등급(도 3)에 대해, 또한 모든 얼룩에 걸쳐 평균하였을 때(도 4) 우수한 결과를 주었다. 피지 제거는 본 발명의 방법에서 현저히 양호하였고(도 5), 재침착은 유사하였다(도 6).

XP1과 XP3의 비교는, 본 발명의 장치에서 수행된 세척이, 심지어는 XP3에 비하여 XP1에 사용된 세제 및 물 레벨의 감소 및 현저히 낮은 세탁 온도 및 XP2의 더 긴 사이클 시간에 불구하고, 각각의 얼룩 등급(도 3, 입자에 대해서는 약간 더 양호함)에 대해, 또한 모든 얼룩에 걸쳐 평균하였을 때(도 4) 필적하는 결과를 주었다. 피지 제거 및 재침착은 모두 유사하였다(각각 도 5와 도 6).

본 명세서의 설명 및 청구범위를 통해, 용어 "포함한다(comprise)" 및 "포함한다(contain)" 및 그들의 변화는 "포함하지만 그에 제한되지 않는다"를 뜻하며, 다른 부분, 첨가물, 성분, 정수, 또는 스텝을 배제하고자 하는 것이 아니다(또한 배제하지 않는다). 본 명세서의 설명 및 청구범위를 통해, 단일은 내용이 다르게 요구하지 않는 한 복수를 포함한다. 특히, 불분명한 용어가 사용되는 경우에, 본 명세서는, 내용이 다르게 요구하지 않는 한 복수 및 단수를 고려하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 특정 특징, 실시예 또는 예와 관련하여 설명된 면모, 정수, 특징, 화합물, 화학적 부분 또는 그룹은, 상충하지 않는 한 본 명세서에 설명된 임의의 다른 특징, 실시예 또는 예에 적용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서(임의의 첨부된 청구범위, 요약서, 및 도면을 포함함)에 기술된 모든 특징, 및/또는 기술된 임의의 방법 또는 프로세스의 모든 단계는, 그러한 특징 및/또는 단계 중 적어도 몇 개가 상호 배제하는 조합을 제외하고, 임의의 조합으로 결합될 수 있다. 본 발명은 임의의 상술한 실시예의 상세사항에 제한되지 않는다. 본 발명은, 본 명세서(임의의 첨부된 청구범위, 요약서, 및 도면을 포함함)에 기술된 특징의 임의의 신규의 특징 또는 신규의 조합, 또는 상술한 임의의 방법 또는 프로세스의 단계의 임의의 신규의 단계 또는 신규의 조합으로 연장된다.

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Claims

때묻은 기질의 세척에 사용하기 위한 장치에 있어서,
(a) (i)회전 가능하게 장착된 원통형 케이지가 내부에 장착된 제1 상부 챔버, 및 (ii)상기 원통형 케이지 아래에 위치하며, 고체 입자 세척 재료를 포함하는 세척 매체의 수집 챔버로서 작용하는 제2 하부 챔버를 가진 하우징 수단,
(b) 세척 동작에서의 재사용을 위해, 상기 제2 하부 챔버로부터 상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지로의 상기 고체 입자 재료의 재순환을 용이하게 하는 하나 이상의 재순환 수단,
(c) 하나 이상의 때묻은 기질을 상기 원통형 케이지에 로딩하기 위해 상기 원통형 케이지의 내부에 접근할 수 있도록 하며, 밀봉된 시스템을 제공하도록 폐쇄 가능한 액세스 수단,
(d) 상기 하나 이상의 재순환 수단 중 제1 재순환 수단에 포함된 펌핑 수단, 및
(e) 상기 장치에 물과 추가 세척제를 전달하기 위한 복수의 공급 수단
을 포함하며,
상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지는, 천공된 원통형 측벽을 포함하는 드럼을 포함하고,
상기 측벽의 60%에 달하는 표면 영역이 천공을 포함하며,
상기 천공은, 25.0mm 이하의 직경을 가진 구멍을 포함하고,
상기 장치는 세탁수와 고체 입자 세척 재료를 포함하는 제형(formulation)을 사용하여 때묻은 기질을 세척하는 것을 특징으로 하는,
때묻은 기질의 세척에 사용하기 위한 장치.
제1항에 있어서,
상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지는 10 내지 7000 리터의 범위의 용량을 가지고 있는, 때묻은 기질의 세척에 사용하기 위한 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지의 회전은 구동 수단을 사용하여 구동되는, 때묻은 기질의 세척에 사용하기 위한 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지의 상기 원통형 측벽은 내면을 가지며, 상기 내면은 상기 내면에 대해 직각으로 고정된 복수의 이격된 기다란 돌출부를 포함하는 순환 수단을 포함하는,
때묻은 기질의 세척에 사용하기 위한 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
추가적 교반 수단을 포함하는, 때묻은 기질의 세척에 사용하기 위한 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 하부 챔버는 확장 섬프를 포함하는, 때묻은 기질의 세척에 사용하기 위한 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
하나 이상의 상기 재순환 수단은, 세척 작동에서의 재사용을 위해, 상기 제2 하부 챔버로부터 상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지로의 상기 고체 입자 세척 재료의 재순환을 편리하게 하며,
하나 이상의 상기 재순환 수단은, 상기 제2 하부 챔버와 상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지를 연결하고 있는 덕트를 포함하고,
상기 덕트는, 상기 고체 입자 세척 재료를 물로부터 분리하기 위한 분리 수단을 포함하는,
때묻은 기질의 세척에 사용하기 위한 장치.
제7항에 있어서,
상기 덕트는, 상기 원통형 케이지 내로의 상기 고체 입자 세척 재료의 인입을 제어할 수 있는 제어 수단을 포함하는,
때묻은 기질의 세척에 사용하기 위한 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
제2 재순환 수단을 더 포함하는, 때묻은 기질의 세척에 사용하기 위한 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 하부 챔버는, 상기 제2 하부 챔버 내의 내용물의 순환 및 혼합을 촉진하기 위한 추가적 펌핑 수단을 포함하는, 때묻은 기질의 세척에 사용하기 위한 장치.
때묻은 기질을 세척하기 위한 방법에 있어서,
세탁수와 고체 입자 세척 재료를 포함하는 제형(formulation)에 의해 상기 기질을 처리하는 처리 단계를 포함하며,
상기 방법은 제1항에 따른 장치 내에서 수행되는,
때묻은 기질을 세척하기 위한 방법.
때묻은 기질을 세척하기 위한 방법에 있어서,
(a) 제1항에 따른 장치의 상기 제2 하부 챔버 내로 고체 입자 세척 재료 및 세탁수를 도입하는 단계,
(b) 상기 고체 입자 세척 재료 및 세탁수를 교반 및 가열하는 단계,
(c) 하나 이상의 상기 때묻은 기질을 상기 액세스 수단을 통해 상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지 내에 로딩하는 단계,
(d) 밀봉된 시스템을 제공하기 위해 상기 액세스 수단을 폐쇄하는 단계,
(e) 상기 고체 입자 세척 재료 및 세탁수를 재순환 수단을 통해 상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지 내로 도입하는 단계,
(f) 상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지가 회전되고, 유체 및 고체 입자 세척 재료는 상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지 내의 천공을 통해 상기 제2 하부 챔버 내로 제어된 방식으로 떨어지게 되는 세탁 사이클을 위해 상기 장치를 작동시키는 단계,
(g) 새로운 고체 입자 세척 재료를 이송하고, 사용된 고체 입자 세척 재료를 분리 수단으로 재순환시키기 위해 펌핑 수단을 작동시키는 단계,
(h) 새로운 고체 입자 세척 재료 및 재순환된 고체 입자 세척 재료를 상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지로 제어된 방식으로 첨가하기 위해 제어 수단을 작동시키는 단계, 및
(i) 때묻은 기질을 세척하기 위해 상기 단계 (f), (g), 및 (h)를 계속하는 단계
를 포함하는, 때묻은 기질을 세척하기 위한 방법.
제11항 또는 제12항에 있어서,
추가적 물이 회전 가능하게 장착된 상기 원통형 케이지에 첨가되는 린싱 작동을 추가로 포함하는, 때묻은 기질을 세척하기 위한 방법.
제13항에 있어서,
상기 린싱 작동 동안에 기질 처리제가 린스 물에 첨가되는, 때묻은 기질을 세척하기 위한 방법.
제11항 또는 제12항에 있어서,
하나 이상의 추가적 세척제가 상기 장치에 첨가되며,
상기 하나 이상의 추가적 세척제는, 상기 고체 입자 세척 재료가 상기 장치 내에서 필요한 온도로 가열될 상태에서, 상기 장치의 하부 챔버에 첨가되며, 그 다음, 상기 제1 재순환 수단을 통해 상기 원통형 케이지 내로 도입되거나, 또는 상기 하나 이상의 추가적 세척제는 물과 사전 혼합되어 상기 액세스 수단에 장착된 첨가 포트를 통해 상기 원통형 케이지에 첨가되는,
때묻은 기질을 세척하기 위한 방법.
제11항 또는 제12항에 있어서,
세척 사이클 동안에, 회전 가능하게 장착된 상기 원통형 케이지의 회전은 1 미만의 G 힘에서 발생하며,
상기 세척 사이클의 완료시에, 상기 회전 가능하게 장착된 원통형 케이지 내로의 상기 고체 입자 세척 재료의 공급이 멈추고, 상기 케이지에 대한 G 힘은 상기 세척된 기질을 건조시키기 위해 증가되는,
때묻은 기질을 세척하기 위한 방법.
제11항 또는 제12항에 있어서,
상기 고체 입자 세척 재료의 분리와 회수 및 후속 세탁에서의 재사용을 더 포함하는, 때묻은 기질을 세척하기 위한 방법.
제11항 또는 제12항에 있어서,
상기 고체 입자 세척 재료는 복수의 중합체 입자를 포함하는, 때묻은 기질을 세척하기 위한 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 원통형 케이지의 회전 중에 유체와 일정량의 상기 고체 입자 세척 재료가 상기 원통형 케이지의 천공을 통해 상기 제2 하부 챔버 안으로 낙하하도록 상기 원통형 케이지 하부에 위치하는 상기 제2 하부 챔버가 고체 입자 세척 재료를 포함하는 세척 매체의 수집 챔버로서 기능하는, 때묻은 기질의 세척에 사용하기 위한 장치.
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