KR101813090B1

KR101813090B1 - 중합체 처리 방법

Info

Publication number: KR101813090B1
Application number: KR1020137008546A
Authority: KR
Inventors: 스티븐 마틴 버킨쇼우; 스테판 데렉 젠킨스; 프레이저 존 케네디; 존 에드워드 스틸
Original assignee: 제로스 리미티드
Priority date: 2010-09-14
Filing date: 2011-09-14
Publication date: 2018-01-30
Also published as: GB201015276D0; EP2616533A1; US20130167882A1; JP6059146B2; HK1185908A1; CN103210076B; BR112013006140A2; CA2812152A1; WO2012035342A1; CA2812152C; JP2013543428A; KR20130113450A; ES2546886T3; AU2011303606A1; AU2011303606B2; CN103210076A; EP2616533B1

Abstract

본 발명은 입자를 입자 세정제로 처리하는 단계를 포함하는, 오염된 기재를 위한 세정 공정에 사용된 후에 회수된 중합체성 입자의 처리 방법을 제공한다. 바람직하게는, 상기 제제는 적어도 하나의 계면활성제를 포함한다. 바람직하게는, 상기 제제는 수성 매질을 포함한다. 전형적으로, 중합체성 입자는 나일론 또는 폴리에스테르의 입자를 포함한다. 본 발명은 또한, 하기 단계들을 포함하는, 오염된 기재의 세정 방법을 제공한다: (a) 중합체성 입자를 입자 세정제로 처리하는 단계; 및 (b) 상기 처리된 다수의 중합체성 입자를 포함하는 제형으로 가습된 기재를 처리하는 단계. 가장 바람직하게는, 기재는 텍스타일 섬유 또는 직물을 포함한다. 얻어진 결과는 종래의 수성 세정 공정을 실행할 때 관찰되는 것들과 매우 유사하며, 본 방법은 중합체성 입자의 가용 수명을 최대화하고 중합체성 입자 세정 공정에 의해 발생하는 경제적 부담 및 환경적 부담을 최소화한다는 현저한 이점을 제공한다.

Description

중합체 처리 방법 {POLYMER TREATMENT METHOD}

본 발명은, 재사용 가능한 중합체성 입자를 포함하는 세정 시스템을 사용하는, 오염된 기재, 구체적으로는 텍스타일(textile) 섬유 및 직물의 수성 세정에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 본 발명은, 상기 중합체성 입자 자체를 간헐적으로 세정하여 그들의 가용 수명을 연장시키는 시스템에 관한 것이다.

수성 세정 공정은 가정용 및 산업용 텍스타일 직물 세탁 양자 모두의 주축이다. 목적하는 세정 수준이 달성된다는 가정 하에, 이러한 공정의 효능은 통상적으로 그들의 에너지, 물, 및 세제 소비 수준에 의해 특성화된다. 일반적으로, 이들 3개 구성요소에 대한 요구량이 적을수록, 세탁 공정은 더 효율적인 것으로 간주된다. 물 및 세제 소비의 절감에 의한 다운스트림(downstream) 효과 또한 중요하며, 이는 극도로 비용이 많이 들고 환경에 해로운 수성 유출액의 폐기에 대한 필요성이 최소화되기 때문이다.

이러한 세탁 공정은, 가정용 세탁기에서든 그의 산업용 균등물에서든(통상적으로 세탁 탈수기라고 지칭함), 직물의 수성 침지(aqueous submersion) 후에 오염물 제거(soil removal), 수성 오염물 현탁(aqueous soil suspension), 및 물 헹굼(water rinsing)을 포함한다. 일반적으로 사용되는 에너지(또는 온도), 물, 및 세제의 수준이 높을수록, 세정이 양호하다. 그러나, 주요 사안은 물 소비에 관한 것이며, 이는 그것이 (세탁수를 가열하기 위한) 에너지 요구량, 및 (목적하는 세제 농도를 달성하기 위한) 세제 용량을 설정하기 때문이다. 추가로, 물 사용 수준은 또 하나의 중요한 성능 변수인 직물에 대한 공정의 기계적 작용을 정의하며, 이는 세탁 중에 천 표면의 교반으로서, 포매된 오염물의 방출에 있어서 주요 역할을 담당한다. 수성 공정에서, 이러한 기계적 작용은 임의의 특정 세탁기에 있어서의 드럼 설계와 조합된 물 사용 수준에 의해 제공된다. 일반적인 관점에서, 드럼 내의 물 수준이 높을수록 기계적 작용이 양호한 것으로 확인된다. 그러므로, 전체적 공정 효율을 개선하는 목적(즉, 에너지, 물, 및 세제 소비의 절감), 및 세탁 중의 효율적인 기계적 작용의 필요성에 의해 발생하는 이분법이 있다. 가정용 세탁에 있어서는 특히, 이러한 사용에 연계된 명백한 비용 불이익에 부가하여, 이러한 더 높은 수준의 사용을 실제로 만류하도록 구체적으로 설계된, 정의된 세탁 성능 표준이 있다.

현재의 효율적인 가정용 세탁기는 그의 에너지, 물, 및 세제 소비를 최소화함에 있어서 현저한 진전을 보여왔다. EU 지침 92/75/CEE는, 효율적인 가정용 세탁기가 'A' 등급을 얻기 위해서는 전형적으로 <0.19 kWh/kg 세탁부하를 소비하도록, kWh/사이클(60 ℃에서 면 설정) 단위로 세탁기 에너지 소비를 정의하는 표준을 설정한다. 물 소비 또한 고려한다면, 'A' 등급을 받은 기계는 <9.7 리터/kg 세탁부하를 사용한다.

이어서, 세제 용량은 제조자 권고에 의해 주도되지만, 다시 가정용 시장에서, 농축 액체 제형에 있어서, 연수 및 중간 경도의 물 중의 4-6 kg 세탁부하에 대해 35 ml(또는 37 g)의 분량이고, 6-8 kg 세탁부하에 대해(또는 경수 중에, 또는 매우 더러운 품목에 대해) 52 ml(또는 55 g)로 증가되는 것이 전형적이다(예를 들어, Persil^®Small & Mighty에 대한 Unilever 팩 용량 설명서 참조). 그러므로, 연수/중간 경도의 물 중의 4-6 kg 세탁부하의 경우 이는 7.4-9.2 g/kg의 세제 용량과 동일한 반면에, 6-8 kg 세탁부하의 경우(또는 경수 중에, 또는 매우 더러운 품목에 대해) 그 범위는 6.9-9.2 g/kg이다.

그러나, 산업용 세탁 공정(세탁-탈수기)에서의 에너지, 물, 및 세제 소비는 상당히 상이하며, 이들은 사이클 시간의 절감에 있어서 주요인이므로(이는 물론 가정용 용도의 경우보다 더 고려됨), 3개 자원 모두의 사용량이 덜 제한된다. 전형적인 산업용 세탁 탈수기(25 kg 세탁부하 등급 이상)에 있어서, 에너지 소비는 0.30-1.0 kWh/kg이고, 물은 20-30 리터/kg이며, 세제는 가정용 세탁의 경우보다 훨씬 더 많이 투입된다. 사용되는 세제의 정확한 수준은 오염의 양에 따라 달라질 것이나, 20-100 g/kg의 범위가 대표적이다.

따라서 상기 논의로부터, 효율적인 직물 세탁 공정을 위한 최고 표준을 설정하는 것은 가정용 부문에서의 성능 수준이며, 이들은 <0.19 kWh/kg의 에너지 소비, <9.7 리터/kg의 물 사용량, 및 대략 8.0 g/kg의 세제 용량임을 알 수 있다. 그러나, 이전에 관찰된 바와 같이, 순수한 수성 공정에서 물(및, 따라서 에너지 및 세제) 수준을 절감하는 것은 점점 어려워지고 있으며, 이는 직물을 완전히 적시기 위한 최소 요구량, 수성 리커(aqueous liquor) 중에 제거된 오염물을 현탁시키기에 충분한 과량의 물을 제공할 필요, 및 최종적으로 직물을 헹구는 필요성에 기인한다.

그러면 세탁수의 가열이 에너지의 주용도가 되며, 작업 세탁 온도에서 유효 농도에 도달하기 위한 세제의 최소 수준이 필요해진다. 그러므로, 사용되는 물 수준을 증가시키지 않으면서 기계적 작용을 개선하는 수단은 임의의 수성 세탁 공정을 현저하게 더욱 효율적으로 만든다(즉, 에너지, 물, 및 세제 소비의 추가 절감을 유발함). 물리적 힘을 통해 달성되는 오염물 제거의 수준이 클수록 세제 화학작용에 요구되는 것이 적으므로, 기계적 작용 자체가 세제 수준에 직접적인 영향을 미친다는 것에 유의해야 한다. 그러나, 순수한 수성 세탁 공정에서 기계적 작용을 증가시키는 것에는 소정의 연계된 단점이 있다. 이러한 공정 중에는 직물 주름이 쉽게 발생하며, 이는 기계적 작용으로부터의 응력을 각각의 주름에 집중시키는 작용을 하여, 국소적 직물 손상을 유발한다. 이러한 직물 손상의 방지(즉, 직물 보호)는 가정용 소비자 및 산업용 사용자에게 중요한 관심사이다.

수성 세탁 공정에 연계된 이러한 문제점의 관점에서, 본 발명자들은 선행 기술의 방법들이 나타내는 결점을 극복할 수 있는 새로운 문제 접근법을 이전에 고안한 바 있다. 제공되는 방법은 큰 부피의 물을 사용할 필요성을 제거하지만, 경제적 이익 및 환경적 이익 또한 유발하면서도, 여전히 세정 및 착색 제거의 효율적인 수단을 제공할 수 있다.

따라서, 국제 특허 공개 제2007/128962호에는, 방법이 다수의 중합체성 입자를 포함하는 제형으로 가습된(moistened) 기재를 처리하는 단계를 포함하며, 여기에서 제형에는 유기 용매가 없는, 오염된 기재의 세정을 위한 방법 및 제형이 개시된다. 바람직하게는 1:0.1 내지 1:5 w/w의 기재 대 물 비율이 달성되도록 기재를 습윤시키며, 임의로 제형은, 가장 바람직하게는 세제 특성을 가진 계면활성제를 전형적으로 포함하는 적어도 하나의 세정 재료를 부가적으로 포함한다. 바람직한 실시양태에서, 기재는 텍스타일 섬유를 포함하고 중합체성 입자는, 예를 들어, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리알켄, 폴리우레탄 또는 그의 공중합체의 입자를 포함하나, 가장 바람직하게는, 나일론 비드의 형태이다.

그러나, 이 중합체성 세정 방법의 용도는, 세정 작업의 종료시에 세정 입자가 세정된 기재로부터 효율적으로 분리될 필요성을 제공하며, 이 문제는 독립적인 회전이 가능한 2개의 내부 드럼의 사용을 필요로 하고 산업용 및 가정용 세정 공정 양자 모두에 응용되는 세정 장치의 신규 설계를 제공하는 국제 특허 공개 제2010/094959호에 언급되어 있다.

동시계류중인 국제 특허 공개 제2011/064581호에는, 세정 작업의 종료시에 중합체성 세정 입자가 세정된 기재로부터 효율적으로 분리되는 것을 촉진하며, 유체 및 고체 입자성 물질이 드럼의 내부로부터 진입하거나 진출하는 것을 방지하도록 되어 있는 제거가능한 외측 드럼 스킨 및 천공 드럼(perforated drum)을 포함하고, 세정 방법은 세탁 사이클 중에 드럼에 외측 스킨을 부착하고 그 후에 세정 입자를 제거하는 분리 사이클의 작업 전에 스킨을 제거한 후 세정된 기재를 드럼으로부터 제거하는 단계를 필요로 하는, 추가의 장치가 제공된다.

국제 특허 공개 제2011/064581호의 장치를 추가로 개발하여, 동시계류중인 국제 특허 공개 제2011/098815호에는 세정 공정 중에 중합체성 세정 입자의 연속 순환을 제공함으로써 외측 스킨을 제공할 필요성을 생략하는 공정 및 장치가 개시된다.

국제 특허 공개 제2007/128962호에 원래 제시된 세정 방법을 위한 전력 및 소비재 요구량 절감의 관점에서의 추가 이익이, 동시계류중인 영국 특허 출원 제1018318.4호에 개시되어 있으며, 여기에서는 현저하게 절감된 세제 수준 및 훨씬 더 낮은 공정 온도를 채택하면서도 적어도 균등한 세정 성능을 달성하도록 기술을 개량하였다.

전기의 선행 기술 문헌에 개시된 장치 및 방법은 현저한 경제적 이익 및 환경적 이익 또한 유발하는 중합체성 세정 및 착색 제거의 효율적 수단을 제공함에 있어서 매우 성공적이었다. 국제 특허 공개 제2007/128962호에 보고된 바와 같이, 중합체성 입자는 재사용이 가능하지만, 동일한 입자를 3회 초과의 세탁 사이클에 사용할 경우에 세정 성능이 저하될 가능성이 있다. 그러나, 동시계류중인 출원 국제 특허 공개 제2011/098815호에는 당해 명세서에 개시된 세정 공정의 입자 재사용 측면이 바람직하며, 경제적 고려 사항 및 환경적 고려 사항에 있어서 명백하게 유익한 것으로 언급되어 있다. 그러므로, 국제 특허 공개 제2011/098815호는 세탁 장치의 제2 챔버 내에서 상기 입자에 세정 작업을 적용하여 그의 가용 수명을 연장하는 수단을 기술함으로써 추가로 진보하였다. 이는, 적어도 하나의 계면활성제, 효소, 및 표백제로부터 선택될 수 있는 세정제의 존재 또는 부재 하에 깨끗한 물로 상기 챔버를 슬루싱(sluicing)함으로써 달성될 수 있다. 대안적으로, 중합체성 입자의 세정은 개시된 장치의 회전가능하게 장착된 원통형 케이지 내에서 분리된 단계로서 달성될 수 있다(즉, 기계 내의 어떤 세탁부하도 없이 세탁 공정을 실행함에 의함). 후속 세탁에서의 사용에 중합체성 입자가 이용가능하도록 세정 후에 중합체성 입자를 회수한다는 것 또한 언급되어 있다.

그러므로, 국제 특허 공개 제2007/128962호 및 동시계류중인 국제 특허 공개 제2011/098815호로부터 세정 공정의 방법을 추가로 개발하기 위해 시도하는 과정에서, 본 발명자들은 이제, 중합체성 입자의 반복 세정이 필요하기 전에 기계에 의해 성공적으로 수행될 수 있는 직물 세탁의 횟수를 아울러 최대화하는, 중합체성 입자를 세정하기 위한 특이적 공정 및 제형을 제공하기 위해 모색하고 있다. 이 문제를 다루는 중에, 본 발명자들은 또한 중합체성 입자의 가용 수명을 실질적으로 최대화하였으며, 중합체성 입자 세정 공정에 의해 발생하는 경제적 부담 및 환경적 부담을 최소화하였다.

따라서, 본 발명의 제1 측면에 따라, 중합체성 입자를 입자 세정제로 처리하는 단계를 포함하는, 오염된 기재를 위한 세정 공정에 사용된 후에 회수된 중합체성 입자의 처리 방법이 제공된다.

전형적으로, 오염된 기재를 세정하는 공정은 가습된 기재를 다수의 상기 중합체성 입자를 포함하는 제형으로 처리하는 단계를 포함한다.

상기 세정 공정에 의해 세정되는 기재는, 예를 들어, 플라스틱 재료, 피혁, 종이, 카드보드, 금속, 유리 또는 목재를 포함하는 광범위한 기재 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 그러나 실제로 가장 바람직하게는, 상기 기재는 면과 같은 천연 재료 또는 합성 텍스타일 재료, 예를 들어 나일론 6,6 또는 폴리에스테르를 포함할 수 있는 텍스타일 섬유 또는 직물을 포함한다.

중합체성 입자는 전형적으로, 오염된 기재를 위한 상기 세정 공정에서 사용한 후에 본 발명의 방법에 따라 처리되며, 이어서 그의 세정 효율이 감소되지 않거나 거의 감소되지 않으면서 추가의 이러한 세정 공정에 재사용될 수 있다. 많은 경우에 이 방식으로 입자를 세정하고 재사용할 수 있으며, 본 발명의 방법에 따라 세정되고 최대 500회의 기재 세정 사이클에서 오염된 기재의 세정에 재사용된 입자를 이용하여 최적 성능을 달성하였다.

따라서, 본 발명의 제2 측면은 또한, 하기 단계들을 포함하는, 오염된 기재의 세정 방법을 제시한다:

(a) 입자를 입자 세정제로 처리하는 단계를 포함하는, 오염된 기재를 위한 세정 공정에 사용된 후에 회수된 중합체성 입자를 처리하는 단계; 및

(b) 상기 처리된 다수의 중합체성 입자를 포함하는 제형으로 가습된 기재를 처리하는 단계.

상기 중합체성 입자의 처리 공정은 적어도 하나의 계면활성제를 포함하는 입자 세정제로 입자를 처리하는 단계를 포함한다. 최적으로 상기 입자 세정제는 수성 리커이다. 최적으로, 상기 입자 세정제는 또한 효소, 산화제/표백제, 및 살생물제로부터 선택된 적어도 하나의 부가적 구성요소를 포함한다.

임의로 상기 입자 세정제는 안정화제, 습윤제, 및 용매로부터 선택된 하나 이상의 부가적 구성요소를 부가적으로 포함할 수 있으며, 제형의 나머지는 물로 보충된다. 상기 부가적 구성요소는 전형적으로 개선된 화학적 안정성 및 용해 특성을 제공한다.

바람직한 계면활성제는 세제 특성을 가진 계면활성제를 포함하며, 상기 입자 세정제는 바람직하게는 세제 제형을 포함한다. 상기 계면활성제는 음이온성, 비-이온성, 양이온성, 양쪽성(ampholytic), 양성(zwitterionic), 및/또는 반-극성 비-이온성 계면활성제를 포함할 수 있다. 바람직한 효소는 아밀라아제, 프로테아제, 리파아제, 및 만나나아제를 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 입자 표면에서 곰팡이 및 박테리아 성장을 저해하기 위한 적합한 액체 살생물제와 더불어, 산소 또는 염소 유래의 표백제를 상기 계면활성제와 조합할 수 있다.

본 발명의 방법을 실행하기 위한 장치의 적합한 예는 국제 특허 공개 제2010/094959호, 국제 특허 공개 제2011/064581호, 및 국제 특허 공개 제2011/098815호에 개시되어 있다. 오염된 기재의 세정을 위한 특허청구된 방법은 부가적으로 중합체성 입자의 분리 및 회수를 제공하며, 이는 이어서 후속의 세탁에 재사용된다.

따라서, 국제 특허 공개 제2011/098815호에 기술된 바와 같이, 중합체성 입자 세정 작업은 세탁 장치의 제2 챔버에서 편리하게 실행될 수 있다. 이는 상기 입자 세정제의 존재 또는 부재 하에 상기 챔버를 깨끗한 물로 슬루싱함으로써 달성될 수 있다. 바람직하게는, 이 장치의 회전가능하게 장착된 원통형 케이지 내에서 분리된 단계로서 중합체성 입자의 세정을 달성할 수 있다(즉, 기계 내의 어떤 세탁부하도 없이 세탁 공정을 실행함에 의함). 이 실시양태에서, 기계 내에서 중합체성 입자의 순환을 보조하기 위해 사용되는 물의 온도는, 일반적으로 5° 내지 95 ℃, 더욱 바람직하게는 30° 내지 75 ℃, 가장 바람직하게는 35° 내지 65 ℃의 온도로 가열된다. 상기 처리는 전형적으로, 목적하는 온도에서 5 내지 120 분, 더욱 바람직하게는 10 내지 90 분, 가장 바람직하게는 15 내지 60 분의 지속기간 동안 실행된다. 인용된 시간 및 온도는 본 발명의 다른 실시양태에도 적절하다.

상기 중합체성 입자는 광범위한 상이한 중합체 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 구체적으로, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 폴리알켄, 폴리에스테르, 및 폴리우레탄을 언급할 수 있다. 그러나 바람직하게는, 상기 중합체성 입자는 폴리에스테르 또는 폴리아미드 입자, 가장 특히 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 나일론 6, 및 나일론 6,6의 입자를, 가장 바람직하게는 비드의 형태로 포함한다. 상기 폴리에스테르 및 폴리아미드는 수성 착색/오염물 제거에 특히 효과적인 것으로 확인되는 반면에, 폴리알켄은 오일계 착색의 제거에 특히 유용하다. 임의로, 상기 중합체성 재료의 공중합체를 본 발명의 목적을 위해 채택할 수 있다.

구체적으로, 공중합체에 목적하는 특성을 부여하는 단량체 단위를 포함시킴으로써 중합체성 재료의 특성을 특정 요건에 맞출 수 있다. 따라서, 특히 이온성으로 하전되거나, 극성 부분 또는 불포화 유기 기를 포함하는 공단량체를 포함함으로써, 특정 착색 물질을 끌어당기도록 중합체를 개조할 수 있다. 이러한 기의 예는, 예를 들어, 산 또는 아미노 기, 또는 그의 염, 또는 펜던트 알케닐 기를 포함할 수 있다.

추가로, 중합체성 입자는 발포 또는 비발포 중합체성 재료를 포함할 수 있다. 부가적으로, 중합체성 입자는 선형이거나 가교결합된 중합체를 포함할 수 있으며, 상기 입자는 중실형 또는 중공형일 수 있다.

앞서 언급한 바와 같이, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 나일론 6, 및 나일론 6,6을 포함하는, 다양한 폴리에스테르 및/또는 폴리아미드 단일- 또는 공중합체를 중합체성 입자로 사용할 수 있다. 바람직하게는, 나일론은 5000 내지 30000 달톤, 바람직하게는 10000 내지 20000 달톤, 가장 바람직하게는 15000 내지 16000 달톤 범위의 분자량을 갖는 나일론 6,6 단일중합체를 포함한다. 폴리에스테르는 전형적으로 ASTM D-4603과 같은 용액법에 의해 측정되는 0.3-1.5 dl/g 범위의 고유 점도 측정값에 상응하는 분자량을 가질 것이다.

중합체성 입자는, 전형적으로 텍스타일 섬유 또는 직물을 포함하는 오염된 기재와의 긴밀한 접촉 및 양호한 유동성을 가능하게 하는 형상 및 크기를 가진다. 원통형, 구형, 또는 직육면체와 같은 다양한 형상의 입자를 사용할 수 있으며; 예를 들어, 환상 고리, 도그-본(dog-bone), 및 원형을 포함하는 적절한 단면 형상을 채택할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 입자는 비드의 형태이며, 가장 바람직하게는, 원통형 또는 구형 비드를 포함한다.

입자는 평탄하거나 불규칙한 표면 구조를 가질 수 있으며, 중실형 또는 중공형 구조물일 수 있다. 입자는 1-50 mg, 바람직하게는 10-30 mg, 더욱 바람직하게는 12-25 mg의 평균 질량을 가진 크기이다.

원통형 비드의 경우, 바람직한 입자 직경은 1.0 내지 6.0 mm, 더욱 바람직하게는 1.5 내지 4.0 mm, 가장 바람직하게는 2.0 내지 3.0 mm 범위이며, 비드의 길이는 바람직하게는 1.0 내지 5.0 mm, 더욱 바람직하게는 1.5 내지 3.5 mm, 가장 바람직하게는 2.0 내지 3.0 mm의 범위이다.

전형적으로, 구형 비드에 있어서, 바람직한 구의 직경은 1.0 내지 6.0 mm, 더욱 바람직하게는 2.0 내지 4.5 mm, 가장 바람직하게는 2.5 내지 3.5 mm 범위이다.

본 발명의 방법에 따라 일단 세정되면, 국제 특허 공개 제2011/098815호에 기술된 것과 같은 장치 내에서 기재 세탁 사이클에 중합체성 입자를 사용할 수 있다. 이어서, 오염된 기재, 전형적으로는 오염된 텍스타일 섬유 또는 직물의 여러 가지 세탁부하를 동반하여, 세정 성능 또는 중합체성 입자 자체의 색이 작업자에게 허용될 수 없게 될 때까지 반복 기재 세탁 사이클을 실행할 수 있다. 양자 모두의 요인은 관련된 세탁부하에서 접하게 되는 오염의 수준에 따라 달라지므로, 중합체성 입자 세정 사이클을 수행해야 하기 전까지 이러한 세탁의 정확한 횟수를 정밀하게 특정하는 것은 불가능하다. 그러나 경험은, 경미하게 오염된 의복 세탁부하(예를 들어, 가정 세탁물)에 있어서, 그것은 입자 세정이 필요해지기 전에 전형적으로 >20 직물 세탁 주기인 반면, 매우 심하게 오염된 산업용 세탁물 세탁부하(예를 들어, 자동차 정비공의 일체형 작업복)에 있어서, 그것은 전형적으로 이러한 세탁 사이클 매 6회 마다 1회로 하락할 것임을 지시한다. 부가적으로, 특정된 것과 같이 매우 심하게 오염된 세탁부하로부터 특히 색에 민감한 후속의 세탁부하(예를 들어, 백색 식탁보)로의 전환이 있을 경우, 2가지 세탁 사이에 오염물의 잔재가 없도록 보장하기 위하여, 그러한 전환에 앞서 입자 세정 사이클을 수행할 필요가 있을 것이다. 그러므로, 상기와 같은 국제 특허 공개 제2011/098815호 및 공동계류중인 출원의 장치에서 실행되는 바와 같이 중합체성 입자 세정은 직물 세탁 공정에 중요한 기여자일 수 있다는 것을 알 수 있다.

기재 세탁 공정을 실행할 때, 중합체성 입자 대 기재의 비율은 일반적으로 0.1:1 내지 10:1 w/w, 바람직하게는 0.5:1 내지 5:1 w/w의 범위이며, 특히 양호한 결과는 1:1 내지 3:1 w/w, 특히 2:1 w/w 부근의 비율로 달성된다. 따라서, 본 발명의 한 실시양태에서는, 예를 들어, 5 g의 기재, 전형적으로는 텍스타일 직물의 세정에 있어서, 계면활성제로 임의로 코팅된 10 g의 중합체성 입자가 채택될 것이다. 중합체성 입자 대 기재의 비율은 세탁 사이클 전반에 걸쳐 실질적으로 일정한 수준으로 유지된다.

앞서 언급한 바와 같이, 본 발명에 따른 기재 세정 방법은 매우 다양한 기재에 응용될 수 있다. 더욱 구체적으로, 그것은 천연 및 합성 텍스타일 섬유 및 직물의 범위에 걸쳐 응용가능하나, 나일론 6,6, 폴리에스테르, 및 면 직물에 대해 특히 응용된다.

본 발명의 방법에 따라 처리하기 전에, 기재를 물로 습윤시킴으로써 가습하여, 세정 시스템에 부가적인 윤활을 제공하고, 이에 의해 시스템 내의 수송 특성을 개선한다. 따라서, 적어도 하나의 세정 재료가 기재에 더욱 효율적으로 전달되는 것을 촉진하고, 기재로부터 오염 및 착색의 제거가 더욱 용이하게 일어난다. 가장 편리하게는, 기재를 단순히 상수도 또는 수돗물에 접촉시킴으로써 습윤시킬 수 있다. 바람직하게는, 1:0.1 내지 1:5 w/w의 기재 대 물 비율이 달성되도록 습윤 처리를 실행하며; 더욱 바람직하게는 비율이 1:0.2 내지 1:2이고, 특히 양호한 결과는 1:0.2, 1:1, 1:1.2, 및 1:2와 같은 비율에서 달성되었다. 그러나, 일부 상황에서는, 최대 1:50의 기재 대 물 비율로 성공적인 결과가 달성될 수 있으나, 발생되는 현저한 양의 유출액을 고려할 때 이러한 비율은 바람직하지 않다.

본 발명의 기재 세정 방법을 채택한 결과로서, 현저하게 절감된 수준의 세제 및 훨씬 낮은 공정 온도를 사용하면서도 우수한 세정 성능을 달성할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 직물 및 섬유 세정 작업은, 최대 95 ℃의 온도에서 가능하지만, 전형적으로는 65 ℃를 초과하지 않는 온도에서 실행되며, 최적 성능은 5-35 ℃에서, 일반적으로 5 내지 45 분의 지속기간 동안, 그리고 통상적으로는 실질적으로 밀봉된 시스템 내에서 일반적으로 달성된다.

중합체성 입자의 가용 수명을 연장하기 위하여 본 발명에 따른 간헐적인 세정 공정에 의해 중합체성 입자를 처리하는 것은, 상기와 같이 실행되는 반복되는 기재 세탁 사이클 전반에 걸쳐서 일어난다.

본 발명의 추가의 측면에 따라, 오염된 기재를 세정하기 위한 제형이 제공되며, 상기 제형은 다수의 중합체성 입자를 포함하고, 여기서 상기 입자는 본 발명의 제1 측면의 방법에 따라 입자 세정제로 처리되었다.

상기 기재는, 예를 들어 플라스틱 재료, 피혁, 종이, 카드보드, 금속, 유리, 또는 목재를 포함하는 광범위한 기재 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 그러나 실제로 가장 바람직하게는, 상기 기재는 텍스타일 섬유 또는 직물을 포함하며, 이는 면과 같은 천연 재료, 또는 합성 텍스타일 재료, 예를 들어 나일론 6,6 또는 폴리에스테르를 포함할 수 있다.

한 실시양태에서, 상기 제형은 상기 입자 세정제로 처리된 상기 다수의 중합체성 입자만으로 필수적으로 구성될 수 있으나, 임의로, 다른 실시양태에서는, 상기 제형이 적어도 하나의 부가적 직물 세정제를 추가로 포함한다. 바람직하게는, 적어도 하나의 부가적 직물 세정제는 적어도 하나의 계면활성제를 포함한다. 바람직한 계면활성제는 세제 특성을 가진 계면활성제를 포함하며, 상기 부가적 직물 세정제는, 바람직하게는, 세제 제형을 포함한다. 상기 계면활성제는 음이온성, 비-이온성, 양이온성, 양쪽성, 양성, 및/또는 반-극성 비-이온성 계면활성제를 포함할 수 있다. 임의로, 상기 적어도 하나의 부가적 직물 세정제는 또한, 적어도 하나의 효소 및/또는 표백제를 포함한다.

상기 제형은 본 발명의 제2 측면의 방법에 따라 바람직하게 사용되며, 그에 관하여 정의된 바와 같다. 적절한 경우에 상기 제형에 부가적 첨가제가 혼입될 수 있으며; 상기 첨가제는, 예를 들어 재부착 방지 첨가제(anti-redeposition additive), 형광 증백제(optical brightener), 향료, 유연제, 및 전분을 포함할 수 있으며, 이는 세정된 기재의 외관 및 다른 특성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 제형 및 방법은 회분식 및 연속식 변형 양자 모두의 소규모 또는 대규모 공정에 사용할 수 있으므로, 가정용 및 산업용 세정 공정 양자 모두에 응용된다. 우수한 성능은 또한 유동층의 사용으로부터 유발될 수 있으며, 이는 본 발명의 제2 측면의 방법을 사용하여 습식 세정 공정을 실행할 때 특히 그러하다.

본 발명의 방법에 따른 중합체성 입자 세정 사이클의 전형적인 작업은 국제 특허 공개 제2011/098815호에 기술된 것과 같은 세정 장치 내에서 실행될 수 있다. 상기 장치는 도 1(a) 및 (b)에 예시되며, 여기에는 드럼(2)(천공은 나타내지 않음) 형태의 회전가능하게 장착된 원통형 케이지가 내부에 장착된 제1 상위 챔버 및 상기 원통형 케이지 아래에 위치하는 배수조(3)를 포함하는 제2 하위 챔버를 가진 하우징 수단(1)을 포함하는 장치를 나타낸다. 장치는, 전형적으로 와이어 메쉬 형태의 필터 재료를 포함하는 비드 분리 용기(5)를 포함하는 분리 수단 내로 투입하는 비드 및 물 라이저 파이프(riser pipe)(4), 및 케이지 입구(7)에 장착된 비드 전달 튜브(6)를 포함하는 투입기 수단 내로 투입하는 비드 방출 게이트 밸브를 제1 재순환 수단으로서 부가적으로 포함한다. 제1 재순환 수단은 비드 펌프(8)를 포함하는 펌핑 수단에 의해 구동된다. 부가적인 재순환 수단은 반송수 파이프(return water pipe)(9)를 포함하며, 이는 비드 분리 용기(5)로부터 배수조(3)로 중력의 영향 하에 물이 반송되는 것을 가능하게 한다. 장치는 또한, 로딩 도어(10)로 나타낸 접근 수단을 포함하며, 이를 통해 세정용 재료를 드럼(2) 내로 로딩할 수 있다. 드럼(2)의 구동을 담당하는, 장치의 주 모터(20) 또한 도시되어 있다.

중합체 입자 세정 사이클이 개시될 때, 장치는 세탁부하를 포함하지 않으며, 세정하고자 하는 중합체성 입자는 소정량의 물(통상적으로 1:1 w/w)과 함께 장치의 상기 제2 챔버(3) 내에 수용된다. 이 물은 전형적으로 이전의 기재 세탁 사이클에 사용된 잔여 헹굼 물의 일부 또는 전부이다. 이어서, 펌핑 수단(8)에 의해 중합체성 입자 및 물을 분리 수단(5)으로 펌핑하며, 이로부터 회전가능하게 장착된 원통형 케이지(2)로 중합체성 입자가 이전된다. 상기 분리 수단(5)을 통해 통과하는 물은 제2 챔버(3)로 반송된다. 제2 챔버(3)로부터 중합체성 입자가 본질적으로 제거될 때까지 펌핑을 계속한다. 이 공정 단계에서, 중합체성 입자를 보유하기 위하여, 상기 케이지(2)는 정지 상태로 유지된다. 회전가능하게 장착된 원통형 케이지(2)의 벽에 있는 천공은 일부 중합체성 입자가 제2 챔버(3) 내로 다시 떨어지는 것을 가능하게 할 것이나, 입자의 직경에 대한 천공 직경의 비율이 1을 경미하게 초과할 뿐이고(전형적으로는 1.2-3.5) 중합체성 입자를 케이지(2) 내로 펌핑하는 작용이 이들을 신속하게 축적되게 하여 상기 천공을 통한 입자의 추가 유동을 방지하므로, 그렇게 되는 수는 매우 적다. 중합체성 입자가 케이지(2) 내로 완전히 이전될 때까지 펌핑을 계속한다.

절차의 이 단계에서 임의로 중합체성 입자 세정제를 상기 제2 챔버(3) 내로 도입하여 그 안의 물과 혼합할 수 있다. 대안적으로, 입자의 더욱 균일한 도포를 촉진하기 위하여, 케이지(2)의 전방의 접근 수단(10)을 통해 분무 수단을 사용함으로써, 입자 세정제를 깨끗한 물에 희석하여 케이지(2) 내의 입자에 직접 도입할 수 있다. 분리 수단(5)을 통해 입자 세정제를 도입할 수도 있으나, 이는 덜 바람직한 작업 모드이다.

이어서, 유체 및 소정량의 입자가 케이지 벽의 천공을 통해 계속 나오도록, 펌핑 수단(8)이 작용하여 중합체성 입자, 물, 및 입자 세정제를 이제 회전하고 있는 케이지(2) 내로 순환시킨다. 본 발명의 이러한 모든 실시양태에서, 입자, 물, 및 입자 세정제를 제2 챔버(3)로부터 펌핑 수단(8) 및 분리 수단(5)을 통해 회전하는 케이지(2)로, 그리고 다시 제2 챔버(3)로 순환시키는 공정이 입자 세정 사이클 전반에 걸쳐 그 후에 계속된다. 임의로, 세정 성능이 추가로 개선되도록, 용수를 가열할 수 있다. 본 발명의 이 실시양태에서, 기계 내에서 중합체성 입자와 함께 순환되는 물은, 바람직하게는 5° 내지 95 ℃, 더욱 바람직하게는 30° 내지 75 ℃, 가장 바람직하게는 35° 내지 65 ℃의 온도로 가열된다. 상기 처리는 목적하는 온도에서 5 내지 120 분, 더욱 바람직하게는 10 내지 90 분, 가장 바람직하게는 15 내지 60 분의 지속기간 동안 실행된다.

이 공정 부분에 이어서, 상기 케이지(2)를 다시 한번 정지 상태로 유지하면서, 분리 수단(5)을 통해 입자를 케이지(2) 내로 다시 펌핑한다. 이 이전 중에 분리 수단(5)으로부터 제2 챔버(3)로 반송되는 물은 이제, 입자로부터 유리된 오염물을 포함하므로, 이를 배수해 내고 깨끗한 물로 대체해야 한다. 임의의 잔류 오염물질을 제거하기 위하여, 임의로 제2 챔버(3)를 깨끗한 물로 여러 번 슬루싱하거나, 세정제를 포함하는 물로 부가적으로 세정할 수 있다. 세정제가 있거나 없는 물을 임의로 가열할 수 있다. 이제 제2 챔버(3)가 깨끗한 물로 채워지면, 회전가능하게 장착된 케이지(2)를 다시 한번 회전시키며, 중합체성 입자가 제2 챔버(3) 내로 다시 떨어지는 것이 가능해진다.

예를 들어 국제 특허 공개 제2011/098815호에 상기 기술된 바와 같이, 중합체성 입자 세정 공정이 종료되면, 이어서 장치는 기재 세정, 전형적으로는 텍스타일 섬유 및 직물 세탁의 공정을 다시 시작할 준비가 된다. 세탁되는 직물의 오염도는 입자 세정 사이클의 재실행이 필요한 빈도를 지시할 것이다. 분명히, 더 심하게 오염된 직물은 더 빈번한 입자 세정을 필요로 할 것이며, 그 역 또한 성립한다. 그러므로 입자 세정 사이클의 수행이 필요하기 전까지 직물 세탁의 정확한 횟수를 정밀하게 특정하는 것은 불가능하다. 그러나 경험은, 경미하게 오염된 의복 세탁부하(예를 들어, 가정 세탁물)에 있어서, 그것은 입자 세정이 필요해지기 전에 전형적으로 >20 직물 세탁 주기인 반면, 매우 심하게 오염된 산업용 세탁물 세탁부하(예를 들어, 자동차 정비공의 일체형 작업복)에 있어서, 그것은 전형적으로 이러한 세탁 사이클 매 6회 마다 1회로 하락할 것임을 지시한다. 부가적으로, 기술된 것과 같이 매우 심하게 오염된 세탁부하로부터 특히 색에 민감한 후속의 세탁부하(예를 들어, 백색 식탁보)로의 전환이 있을 경우, 2가지 세탁 사이에 오염물의 잔재가 없도록 보장하기 위하여, 그러한 전환에 앞서 입자 세정 사이클을 수행할 필요가 있을 것이다.

따라서, 입자 세정제의 조성, 및 입자 세정 사이클의 온도 및 시간을 신중하게 제어함으로써, 중합체성 입자의 반복 세정이 필요하기 전까지 기계가 성공적으로 수행할 수 있는 직물 세탁의 횟수를 최대화할 수 있다. 그렇게 함으로써, 중합체성 입자의 가용 수명 또한 최대화되며, 중합체성 입자 세정 공정에 의해 발생하는 경제적 부담 및 환경적 부담이 최소화된다.

본 발명에 연계된 목적하는 이익을 달성하기 위하여, 입자 세정제는 임의의 필요한 안정화제, 습윤제, 및 용매와 함께, 계면활성제, 효소, 산화제/표백제 및 살생물제의 조합을 포함하도록 최적으로 구체적으로 제형화된다. 바람직한 계면활성제는 세제 특성을 가진 계면활성제를 포함하며, 바람직하게는, 상기 입자 세정제는 세제 제형을 포함한다. 상기 계면활성제는 음이온성, 비-이온성, 양이온성, 양쪽성, 양성 및/또는 반-극성 비-이온성 계면활성제를 포함할 수 있다. 바람직한 효소는 아밀라아제, 프로테아제, 리파아제, 및 만나나아제를 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 입자 표면에서 곰팡이 및 박테리아 성장을 저해하기 위한 적합한 액체 살생물제와 더불어, 산소 또는 염소 유래의 표백제를 상기 계면활성제와 조합할 수 있다.

화학적 안정성 및 용해성을 제공하기 위하여 부가적 구성요소를 입자 세정제에 첨가할 수 있으며, 제형의 나머지는 물로 보충된다. 상기 부가적 구성요소는 임의로 세탁조제(builder), 킬레이트화제, 분산제, 효소 안정화제, 촉매 재료, 표백 활성제, 중합체성 분산제, 재부착 방지 첨가제, 향료, 형광 증백제, 점토 오염 제거제(clay soil removal agent), 비누거품 억제제(suds suppressor), 염료, 구조 탄성화제(structure elasticizing agent), 담체, 친수제(hydrotrope), 가공 보조제, 및/또는 안료를 포함할 수 있다.

언급된 바와 같이, 적합한 계면활성제의 예는 비-이온성 및/또는 음이온성 및/또는 양이온성 계면활성제 및/또는 양쪽성 및/또는 양성 및/또는 반-극성 비이온성 계면활성제로부터 선택될 수 있다. 계면활성제는 입자 세정제 조성물의 약 0.1 중량% 내지 약 99.9 중량%의 수준으로 존재할 수 있으나, 통상적으로는 상기 입자 세정제 조성물의 약 1 중량% 내지 약 80 중량%, 더욱 전형적으로는 약 5 중량% 내지 약 35 중량%, 또는 약 5 중량% 내지 30 중량%로 존재한다.

입자 세정 조성물은 또한, 세정 성능 이익을 제공하는 하나 이상의 세제 효소를 최적으로 포함한다. 적합한 효소의 예는, 헤미셀룰라아제, 퍼옥시다아제, 프로테아제, 다른 셀룰라아제, 다른 자일라나아제, 리파아제, 포스포리파아제, 에스테라아제, 큐티나아제, 펙티나아제, 케라타나아제, 리덕타아제, 옥시다아제, 페놀옥시다아제, 리폭시게나아제, 리그니나아제, 풀룰라나아제, 탄나아제, 펜토산나아제, 말라나아제, [베타]-글루카나아제, 아라비노시다아제, 히알루로니다아제, 콘드로이티나아제, 락카아제, 및 아밀라아제, 또는 그의 혼합물을 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 전형적인 조합은 프로테아제, 리파아제, 큐티나아제 및/또는 셀룰라아제와 함께 아밀라아제와 같은 효소의 혼합물을 포함할 수 있다.

임의로, 세정 구성요소 중에 효소 안정화제 또한 포함될 수 있다. 이와 관련하여, 세제에 사용하기 위한 효소는 다양한 기술에 의해, 예를 들어 칼슘 및/또는 마그네슘 이온의 수용성 공급원을 조성물 내에 혼입함으로써 안정화될 수 있다.

전형적으로 입자 세정 조성물은 또한, 하나 이상의 산화제/표백제 화합물 및 연계된 활성제를 포함한다. 이러한 표백제 화합물은 과산소 화합물, 예를 들어 과산화수소, 무기 퍼옥시 염, 예를 들어 퍼보레이트, 퍼카보네이트, 퍼포스페이트, 퍼실리케이트, 및 모노퍼설페이트 염(예를 들어, 소듐 퍼보레이트 테트라하이드레이트 및 소듐 퍼카보네이트), 및 유기 퍼옥시 산, 예를 들어 퍼아세트산, 모노퍼옥시프탈산, 디퍼옥시도데칸디오산, N,N'-테레프탈로일-디(6-아미노퍼옥시카프로산), N,N'-프탈로일아미노퍼옥시카프로산 및 아미도퍼옥시산을 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 표백 활성제는 카복실산 에스테르, 예를 들어 테트라아세틸에틸렌디아민 및 소듐 노나노일옥시벤젠 설포네이트를 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 염소계 표백제(예를 들어, 소듐 하이포클로라이트) 또한 사용할 수 있다.

적합한 세탁조제가 제형 내에 포함될 수 있으며, 이들은 폴리포스페이트의 알칼리 금속, 암모늄, 및 알칸올암모늄 염, 알칼리 금속 실리케이트, 알칼리 토금속 및 알칼리 금속 카보네이트, 알루미노실리케이트, 폴리카복실레이트 화합물, 에테르 하이드록시폴리카복실레이트, 말레산 무수물과 에틸렌 또는 비닐 메틸 에테르의 공중합체, 1,3,5-트리하이드록시벤젠-2,4,6-트리설폰산, 및 카복시메틸-옥시숙신산, 폴리아세트산의 다양한 알칼리 금속, 암모늄 및 치환된 암모늄 염, 예를 들어 에틸렌디아민 테트라아세트산 및 니트릴로트리아세트산과 더불어, 폴리카복실레이트, 예를 들어 멜리트산, 숙신산, 옥시디숙신산, 폴리말레산, 벤젠 1,3,5-트리카복실산, 카복시메틸옥시숙신산, 및 그의 가용성 염을 포함하나, 이에 한정되지 않는다.

입자 세정제 제형은 또한 하나 이상의 구리, 철 및/또는 망간 킬레이트화제를 임의로 포함할 수 있다.

임의로, 상기 제형은 또한 분산제를 포함할 수 있다. 적합한 수용성 유기 재료는 단일- 또는 공중합체성 산 또는 그의 염이며, 여기에서 폴리카복실산은 2개 이하의 탄소 원자에 의해 서로 분리된 적어도 2개의 카복실 라디칼을 포함할 수 있다.

적합한 재부착 방지 첨가제는 그의 작용이 물리-화학적이며, 예를 들어 폴리에틸렌 글리콜, 폴리아크릴레이트, 및 카복시메틸 셀룰로스와 같은 재료를 포함한다.

임의로, 입자 세정제는 또한 향료를 포함할 수 있다. 적합한 향료는 일반적으로 다중-구성요소 유기 화학적 제형이며, 그의 전형적인 예는 Symrise^®AG에 의해 공급되는 Amour Japonais이다.

상기 입자 세정제 제형에 사용하기에 적절한 형광 증백제는 몇몇 유기 화학적 부류로 나뉘며, 그의 가장 일반적인 것은 스틸벤 유도체이고, 한편 다른 적합한 부류는 벤즈옥사졸, 벤즈이미다졸, 1,3-디페닐-2-피라졸린, 쿠마린, 1,3,5-트리아진-2-일 및 나프탈이미드를 포함한다. 이러한 화합물의 예는 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, 디소듐 염, 4,4'-비스[[2-아닐리노-4-[비스(2-하이드록시에틸)아미노]-1,3,5-트리아진-6-일]아미노]스틸벤-2,2'-디설폰산, 디소듐 염, 4,4'-비스[(4,6-디아닐리노-1,3,5-트리아진-2-일)아미노]스틸벤-2,2'-디설폰산, 디소듐 염, 7-디에틸아미노-4-메틸쿠마린, 4,4'-비스[(2-아닐리노-4-몰폴리노-1,3,5-트리아진-6-일)아미노]-2,2'-스틸벤디설폰산, 디소듐 염, 및 2,5-비스(벤즈옥사졸-2-일)티오펜을 포함하나, 이에 한정되지 않는다.

본 발명의 방법은 소규모 또는 대규모 회분식 또는 연속식 공정과 관련하여 사용될 수 있으며, 가정용 및 산업용 세정 공정 양자 모두에 응용된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시양태를 추가로 기술한다.
도 1(a) 및 (b)는 본 발명의 방법의 수행에 사용하기에 적합한 장치를 나타낸다.

이하, 본 발명을 하기의 실시예를 참조하여 추가로 예시할 것이나, 그의 범위를 어떤 방식으로도 제한하는 것이 아니다.

실시예 1

국제 특허 공개 제2011/098815호에 기술된 바와 같은 장치를 사용하여 2개의 직물 세정 사이클을 실행하였다. 이 장치는 50 kg Sea Lion 산업용 세탁-탈수기를 기초로, 중합체성 입자를 동반하여 작동되도록 변형하였으므로, 이는 국제 특허 공개 제2011/098815호에 기술된 바와 같이 제2 챔버, 펌핑 수단, 분리 수단, 및 회전가능하게 장착된 원통형 케이지를 부가적으로 포함하였다. 중합체성 입자는 독일 게르스토펜 소재의 INVISTA에 의해 공급되는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (폴리에스테르) 등급 1101E였다. 장치 내의 입자의 질량은 50 kg이었다. 양자 모두의 직물 세탁 사이클은 영국 런던 소재의 Watford Launderers에 의해 공급된 매우 고도로 오염된 자동차 정비공의 일체형 작업복을 세정하였다(각각, 20.8 및 20.0 kg 세탁부하). 사이클은 양자 모두, 하기에 나타낸 바와 같이 직물 세정 사이클 전반에 걸쳐 순차적으로 첨가되는 하기의 직물 세정제를 사용하는 중에, 65 ℃의 세탁 온도에서, 35 분 세탁으로, 이어서 각각 10 분의 3회 헹굼으로 실행되었다:

a) 465.0 g Selox Mild - 영국 브래드포드 소재의 Christeyns(계면활성제, 세탁의 시작점에 첨가);

b) 8.4 g Antifoam RD Emulsion - 영국 배리 소재의 DOW Corning(소포제, 세탁의 시작점에 첨가);

c) 223.2 g Mulan 200S - Christeyns(계면활성제 부스터, 세탁의 시작점에 첨가);

d) 231.9 g Metajet Ultra - Christeyns(소듐 하이드록사이드, 15-30% 수용액, 10 분 세탁 후에 첨가);

e) 16.8 g Antifoam RD Emulsion - DOW Corning(10 분 세탁 후에 첨가);

f) 258.4 g 소듐 하이포클로라이트 - Christeyns(소듐 하이포클로라이트, 14-15% 수용액, 20 분 세탁 후에 첨가);

g) 100.0 g의 Jetstream Jetsour - Christeyns(소듐 바이설파이트 15-30% 수용액, 제1 헹굼 중에 첨가); 및

h) 5.0 g Leucophor BMB Liquid - 영국 리즈 소재의 Vision Chemicals - (형광 증백제, 50% 수성, 최종 헹굼 중에 첨가).

이들 직물 세정 사이클의 물 소비는 각각 176 리터(각각, 8.5 및 8.8 리터/kg 세탁부하)였으며, 전력 소비는 각각 13.3 kWh(각각, 0.64 및 0.67 kWh/kg)였다. 공정 종료시에 세탁부하에는 매우 적은 중합체성 입자가 남아 있었으며, 세탁부하의 세정 및 탈취는 일반적으로 우수하였다. 직물 세정제 용량, 물 소비, 및 전력 사용은 모두, 상응하는 종래의 수성 공정에서 관찰되는 것보다 현저하게 적었다.

이들 직물 세정 사이클 각각은 대략 1 kg의 오염물을 세탁 장치 내로 유리시켰으며(총 2 kg), 이에 의해 중합체성 입자 세정 사이클을 필요로 하였다. 앞서 기술된 절차에 따라 이를 실행하였다.

중합체성 입자 세정 사이클이 개시될 때, 장치는 세탁부하를 포함하지 않았으며, 세정하고자 하는 중합체성 입자는 소정량의 물(1:1 w/w)과 함께 장치의 제2 챔버 내에 수용되었다. 이 물은 이전의 직물 세탁 사이클에 사용된 잔여 헹굼 물의 67%였다. 이어서, 펌핑 수단에 의해 중합체성 입자 및 물을 분리 수단으로 펌핑하였으며, 이로부터 장치의 회전가능하게 장착된 원통형 케이지로 중합체성 입자가 이전되었다. 분리 수단을 통해 통과한 물은 제2 챔버로 반송되었다. 제2 챔버로부터 중합체성 입자가 본질적으로 제거될 때까지 펌핑을 계속하였다.

그 공정 단계에서, 중합체성 입자를 보유하기 위하여, 케이지는 정지 상태로 유지되었다. 회전가능하게 장착된 원통형 케이지의 벽에 있는 천공은 일부 중합체성 입자가 제2 챔버 내로 다시 떨어지는 것을 가능하게 하였으나, 입자의 직경에 대한 천공 직경의 비율이 1을 경미하게 초과할 뿐이었고(5 mm 천공 및 2.1 mm 중합체성 입자이므로 비율은 2.4였음) 중합체성 입자를 케이지 내로 펌핑하는 작용이 이들이 신속하게 축적되는 것을 보장하여 천공을 통한 입자의 추가 유동을 방지하였으므로, 그렇게 되는 수는 매우 적었다. 중합체성 입자가 케이지 내로 완전히 이전될 때까지 펌핑을 계속하였다.

중합체성 입자 세정제를 깨끗한 물 중에 희석하고(기계의 용량 수단(dosage means) 내의 ~30 리터의 물 중에 100.0 g의 세정제), 입자의 더욱 균일한 도포를 제공하도록, 케이지의 전방의 접근 수단을 통해 분무 수단을 사용하여 케이지 내의 입자에 직접 도입하였다. 입자 세정제 제형은 표 1에 나타낸 바와 같았다.

입자 세정제 제형

재료(공급업체)	전형적인 농도 (w/w%로 공급됨)	기능
25% 소듐 도데카벤젠 설포네이트(Biosoft SDBS25)(Stepan Company)	2.0	음이온성 계면활성제
Neodol 25-7(Shell)	0.5	비-이온성 계면활성제
Surfadone LP100(Ashland)	1.0	용매 및 습윤제
30% Tegotens DO(Evonik Degussa)	1.6	양이온성 계면활성제 및 살생물제
에틸렌글리콜 모노부틸 에테르(Brenntag)	0.6	용매
Mirapol A300(Surfachem)	0.2	킬레이트제(Chelant) 및 퍼옥사이드 안정화제
6% 과산화수소(Brenntag)	94.1	산화제 및 살생물제

이어서, 유체 및 소정량의 입자가 케이지 벽의 천공을 통해 계속 나오도록, 펌핑 수단을 사용하여 중합체성 입자, 물, 및 입자 세정제를 이제 회전하고 있는 케이지 내로 순환시켰다. 입자, 물, 및 입자 세정제를 제2 챔버로부터 펌핑 수단 및 분리 수단을 통해 회전하는 케이지로, 그리고 다시 제2 챔버로 순환시키는 공정이 입자 세정 사이클 전반에 걸쳐 그 후에 계속되었다. 세정 성능을 추가로 개선하기 위하여, 용수를 45 ℃로 가열하였으며, 15 분의 지속기간 동안 처리를 실행하였다.

이 공정 부분에 이어서, 케이지를 다시 한번 정지 상태로 유지하면서, 분리 수단을 통해 입자를 케이지 내로 다시 펌핑하였다. 이 이전 중에 분리 수단으로부터 제2 챔버로 반송된 물은 입자로부터 유리된 오염물을 포함하였으므로, 이를 배수해 내고 깨끗한 물로 대체하였다. 회전가능하게 장착된 케이지를 다시 한번 회전시켰으며, 중합체성 입자가 제2 챔버 내로 다시 떨어지는 것이 가능해졌다.

상기 기술된 바와 같이, 중합체성 입자 세정 공정이 종료되었을 때, 장치는 직물 세탁 공정을 다시 시작할 준비가 되었다. 이러한 다음 사이클은, 다시 영국 런던 소재의 Watford Launderers에 의해 공급된 20.0 kg의 백색 식탁보를 세정하였다. 특정된 바와 같이 직물 세정 사이클 전반에 걸쳐 순차적으로 첨가되는 하기의 직물 세정제를 사용하여, 주위 온도(~20 ℃)에서, 35 분 세탁으로, 이어서 각각 10 분의 3회 헹굼으로 이 사이클을 실행하였다:

a) 930.0 g Selox Mild - 영국 브래드포드 소재의 Christeyns(계면활성제, 세탁의 시작점에 첨가);

b) 16.8 g Antifoam RD Emulsion - 영국 배리 소재의 DOW Corning(소포제, 세탁의 시작점에 첨가);

c) 49.6 g Mulan 200S - Christeyns(계면활성제 부스터, 세탁의 시작점에 첨가);

d) 347.9 g Metajet Ultra - Christeyns(소듐 하이드록사이드, 15-30% 수용액, 10 분 세탁 후에 첨가);

e) 8.4 g Antifoam RD Emulsion - DOW Corning(10 분 세탁 후에 첨가);

g) 100.0 g의 Jetstream Jetsour - Christeyns(소듐 비설파이트 15-30% 수용액, 제1 헹굼 중에 첨가); 및

이들 직물 세정 사이클에 있어서 물 소비는 170 리터(8.5 리터/kg 세탁부하)였으며, 전력 소비는 1.6 kWh(0.08 kWh/kg)였다. 공정 종료시에 세탁부하에는 매우 적은 중합체성 입자가 남아 있었으며, 세탁부하의 세정은 전반적으로 우수하였다. 이번에도, 직물 세정제 용량, 물 소비, 및 전력 사용은 모두, 상응하는 종래의 수성 공정에서 관찰되는 것보다 현저하게 적었다.

그러나 중요한 것은, 정비공 일체형 작업복의 이전의 2회 세탁으로부터 오염물의 잔재가 없음으로써, 직물 세탁 사이에 실행된 중합체성 입자 세정 사이클의 효능을 제공하였다는 것이다.

실시예 2

표 1의 입자 세정 제형의 효능을 추가로 평가하였다. 따라서, 12 kg의 새로운 1101E 입자를 취하고, 12 SBL2004 피지 클로스(sebum cloth)(WFK)를 3 리터의 물 중에 30 분 동안 끓인 잔류 리커(residual liquor), 700 g의 토마토 케첩(Heinz), 200 g의 인스턴트 커피 분말(Morrisons, Value Range), 440 g의 카레 소스(Morrisons, Value Range), 1200 g의 엔진 오일(Halfords), 및 최종적으로 추가의 9 리터의 물을 여기에 첨가함으로써 중합체성 입자를 사전-오염시켰다. 이 혼합물을 실온에서 3 주 동안 방치하였으며, 그 기간 동안 매일 30 분씩 교반하였다.

업계에서 인정되는 착색 세트(WFK Standard Industry/Commercial Laundry Monitor PCMS-55_05-05x05)를 사용하여 세정 효능을 기록하였다. 상기 착색 세트 중 3개를, 3 kg의 사전-오염된 중합체성 입자(INVISTA 1101E), 및 9 리터의 물과 함께 1 kg의 건조 면 밸러스트(dry cotton ballast)(Whaleys, Bradford, UK)에 첨가한 후, 완성된 이 세탁부하를 60 ℃로 가열하고 밀봉된 금속 드럼 내에서 2 시간의 기간 동안 텀블링시켰다. 리프터(드럼의 내측 표면을 따라 축방향으로 이어지는 금속 융기부)를 사용하여 텀블링 하의 세탁부하를 교반하였다(~40 rpm에서, 매 10 분마다 자동 반전). WFK PCMS-55_05-05x05 착색 세트 상의 각각의 착색에 대하여, 얻어진 세정 효능을 실행 BCP2/1로서 기록하고, 사용된 3개의 세트에 대해 평균하였다.

이어서, 표 1의 입자 세정 제형을 사용하여 3 kg의 사전-오염된 중합체성 입자를 세정한 점을 제외하고는, 실행 BCP2/1의 정확한 직물 세정 절차를 반복하였다. 대략 500 g의 상기 제형을 1 리터의 물로 희석한 후, 이를 사용하여 큰 비이커 내에서 30 분 동안 45-50 ℃에서 입자를 세정하였다. 이 세정 공정 중에 중합체성 입자를 계속 교반하였다. 이 세정 절차 후에, 중합체성 입자를 여과하고 500 ml의 깨끗한 물로 헹구었다. WFK PCMS-55_05-05x05 착색 세트 상의 각각의 착색에 대하여, 얻어진 세정 효능을 실행 BCP3/1로서 기록하고, 사용된 3개의 세트에 대해 평균하였다.

이어서, 새로운 1101 E 입자를 사용한 점을 제외하고는, 실행 BCP2/1의 정확한 직물 세정 절차를 반복하였다. WFK PCMS-55_05-05x05 착색 세트 상의 각각의 착색에 대하여, 얻어진 세정 효능을 실행 BCP4/1로서 기록하고, 사용된 3개의 세트에 대해 평균하였다.

상기 실행(BCP2/1, BCP 3/1, 및 BCP4/1) 3개 모두에서 부가적인 직물 세정제를 사용하지 않았으며, 즉, 세정 기록은 중합체성 입자의 작용에 단독으로 기인하여 달성된 것임이 강조되어야 한다.

색 측정을 사용하여 세정의 수준을 평가하였다. 개인용 컴퓨터에 접속된 Datacolor Spectraflash SF600 분광광도계를 사용하여 WFK 착색 모니터의 반사율값을 측정하였으며, 10°표준 관찰자를 채택하고, 광원 D₆₅ 하에, UV 구성요소를 포함하고 정반사광 구성요소를 배제하며, 3 cm 관찰구를 사용하였다. 착색 모니터 상의 각각의 착색에 대해 CIE L* 색 좌표를 취한 후, 각각의 착색 유형에 대해 이들 값을 평균하였으며, 더 높은 L* 값은 더 양호한 세정을 나타낸다. 결과를 표 2에 나타낸다.

세정 결과

WFK 착색 세트 코딩	착색 유형	BCP2 /1 L*	BCP 3/1 L*	BCP 4/1 L*	( BCP *3/1 L - BCP2 /1 L)/* ( BCP *4/1 L - BCP 2/1 L)* (%)
10C	면 상의 안료/라놀린	59.84	70.74	77.80	61
20C	폴리에스테르/면 상의 안료/라놀린	66.13	67.72	72.58	25
90LI	면 상의 적포도주, 노화시킴(IEC 456)	69.05	83.41	84.76	91
10D	면 상의 피지/안료	62.27	73.15	82.42	54
20D	폴리에스테르/면 상의 피지/안료	65.17	71.61	82.83	36
10U	면 상의 카레	72.20	88.99	90.29	93
10M	면 상의 엔진 오일/안료	62.77	72.35	76.31	71
90RM	면 상의 검댕/광유(IEC 456)	59.44	69.96	75.63	65
90PB	면 상의 혈액, 노화시킴(IEC 456)	60.71	81.45	78.69	108
10N	면 상의 계란/안료	61.32	81.21	80.98	101
10R	면 상의 전분/안료	66.97	80.81	82.51	89
10PPM	면 상의 야채 지방/우유/ 안료	61.50	74.06	76.86	82
90MF	면 상의 코코아, 노화시킴(IEC 456)	62.36	73.92	76.15	84

표 2로부터 입자 세정 공정에 의한 새로운 1101 E 입자의 세정 성능의 평균 회복((BCP 3/1 L* - BCP2/1 L*)/(BCP 4/1 L* - BCP 2/1 L*))은 (74±7)%임을 알 수 있다. 사용된 입자 사전-오염 절차의 극단적인 성질을 고려하면, 이는 표 1의 입자 세정 제형이 입자 세정 성능을 회복시킴으로써 중합체성 입자의 가용 수명을 연장하는 매우 효율적인 수단임을 나타낸다.

본 명세서의 상세한 설명 및 특허청구범위 전반에 걸쳐, 단어 "포함하다" 및 "함유하다" 및 그들의 변형은 "포함하나 이에 한정되지 않음"을 의미하며, 그들은 다른 부분, 첨가제, 구성요소, 정수, 또는 단계를 배제하고자 하는 것이 아니다(그리고 배제하지 않음). 본 명세서의 상세한 설명 및 특허청구범위 전반에 걸쳐, 문맥상 달리 필요하지 않는 한, 단수형은 복수형을 포괄한다. 특히, 부정관사가 사용되는 경우, 문맥상 달리 필요하지 않는 한, 본 명세서는 단수형과 더불어 복수형을 고려하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 특정 측면, 실시양태, 또는 실시예와 함께 기술된 특징부, 정수, 특징, 화합물, 화학적 부분 또는 기는 본 명세서에 기술된 임의의 다른 측면, 실시양태, 또는 실시예에, 그들과 비상용성이 아닌 한, 응용가능한 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에 개시된 모든 특징부(임의의 첨부된 특허청구범위, 요약서, 및 도면을 포함함), 및/또는 그렇게 개시된 임의의 방법 또는 공정의 모든 단계는, 이러한 특징부 및/또는 단계의 적어도 일부가 상호 배타적인 조합을 제외하고는, 임의의 조합으로 조합될 수 있다. 본 발명은 전기의 실시양태의 상세 사항으로 제한되지 않는다. 본 발명은 본 명세서(임의의 첨부된 특허청구범위, 요약서, 및 도면을 포함함)에 개시된 특징부 중의 임의의 신규한 하나, 또는 임의의 신규한 조합, 또는 그렇게 개시된 임의의 방법 또는 공정의 단계 중의 임의의 신규한 하나, 또는 임의의 신규한 조합에까지 연장된다.

본 출원과 관련하여 본 명세서와 동시에 또는 그 이전에 출원되고, 본 명세서와 함께 공람에 개방된 모든 문헌 및 문서에 독자의 관심이 유도되며, 이러한 모든 문헌 및 문서의 내용은 원용에 의해 본 명세서에 포함된다.

Claims

오염된 기재의 세정 방법으로서,
(a) 오염된 기재에 대한 세정 공정에 사용된 후에 회수된 중합체성 입자를 처리하는 단계로서, 상기 처리는 상기 입자를 입자 세정제로 처리하는 단계를 포함하고, 상기 입자 세정제가 수성 리커(aqueous liquor)이고, 상기 입자 세정제가 계면활성제를 포함하는, 단계; 및
(b) 상기 처리된 입자를 오염된 기재에 대한 추가의 세정 공정에서 재사용하는 단계
를 포함하고,
상기 입자는 단계 (a) 및 단계 (b)에 따라 여러 번 세정되고, 재사용되며;
상기 기재는 텍스타일 섬유, 직물 또는 피혁을 포함하고;
상기 오염된 기재의 세정 방법은, 다수의 상기 처리된 중합체성 입자 및 하나 이상의 계면활성제를 포함하는 하나 이상의 추가의 직물 세정제를 포함하는 제형으로 가습된(moistened) 기재를 처리하는 단계를 포함하는, 오염된 기재의 세정 방법.
제1항에 있어서,
상기 계면활성제가 적어도 하나의 음이온성, 비-이온성 또는 양이온성 계면활성제를 포함하는, 오염된 기재의 세정 방법.
제1항에 있어서,
상기 입자 세정제로 처리된 상기 중합체성 입자는, 최대 500회의 기재 세정 사이클에서 오염된 기재의 세정에 재사용되는, 오염된 기재의 세정 방법.
제1항에 있어서,
상기 중합체성 입자가 폴리알켄, 폴리에스테르, 폴리아미드, 또는 폴리우레탄, 또는 그의 공중합체의 입자를 포함하는, 오염된 기재의 세정 방법.
제4항에 있어서,
상기 폴리아미드 입자가 나일론 6 또는 나일론 6,6 비드를 포함하는, 오염된 기재의 세정 방법.
제5항에 있어서,
상기 폴리아미드는 5000 내지 30000 달톤 범위의 분자량을 가진 나일론 6,6 단일중합체를 포함하는, 오염된 기재의 세정 방법.
제1항에 있어서,
상기 중합체성 입자가 구, 정육면체, 또는 원통의 형상이고, 상기 입자가 중실형(solid) 또는 중공형(hollow)인, 오염된 기재의 세정 방법.
제1항에 있어서,
상기 기재가 천연 또는 합성 섬유 또는 직물(fabric)인 텍스타일(textile) 섬유 또는 직물을 포함하는, 오염된 기재의 세정 방법.
제8항에 있어서,
상기 천연 또는 합성 섬유 또는 직물이 면, 나일론 6,6, 또는 폴리에스테르를 포함하는, 오염된 기재의 세정 방법.
제1항에 있어서,
상수도(mains) 또는 수돗물(tap water)에 접촉시킴으로써 상기 기재를 습윤시키는, 오염된 기재의 세정 방법.
제10항에 있어서,
1:0.1 내지 1:5 w/w의 기재 대 물 비율이 달성되도록 상기 기재를 습윤시키는, 오염된 기재의 세정 방법.
제1항에 있어서,
상기 입자 대 기재의 비율이 0.1:1 내지 10:1 w/w의 범위인, 오염된 기재의 세정 방법.
제1항에 있어서,
다수의 상기 처리된 중합체성 입자를 포함하는 제형으로 가습된 기재를 처리하는 상기 단계를 5 내지 35 ℃의 온도에서 실행하는, 오염된 기재의 세정 방법.
제1항에 있어서,
다수의 상기 처리된 중합체성 입자를 포함하는 제형으로 가습된 기재를 처리하는 상기 단계를 5 내지 45 분의 지속기간 동안 실행하는, 오염된 기재의 세정 방법.
제1항에 있어서,
가정용 또는 산업용 세정 공정에 사용되는, 오염된 기재의 세정 방법.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
회분식 공정 또는 연속식 공정을 포함하는, 오염된 기재의 세정 방법.
제1항에 있어서,
상기 입자 세정제가 효소, 산화제/표백제, 및 살생물제로부터 선택된 적어도 하나의 부가적 구성요소를 포함하는, 오염된 기재의 세정 방법.
제1항에 있어서,
상기 입자 세정제가 안정화제, 습윤제, 및 용매로부터 선택된 하나 이상의 부가적 구성요소를 부가적으로 포함하는, 오염된 기재의 세정 방법.
제1항에 있어서,
상기 입자 세정제가 세탁조제(builder), 킬레이트화제, 분산제, 효소 안정화제, 촉매 재료, 표백 활성제, 중합체성 분산제, 재부착 방지 첨가제(anti-redeposition additive), 향료, 형광 증백제(optical brightener), 점토 오염 제거제(clay soil removal agent), 비누거품 억제제(suds suppressor), 염료, 구조 탄성화제(structure elasticizing agent), 담체, 친수제(hydrotrope), 가공 보조제, 및/또는 안료로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제를 부가적으로 포함하는, 오염된 기재의 세정 방법.
제1항에 있어서,
상기 처리를 5 내지 95 ℃의 온도에서 실행하는, 오염된 기재의 세정 방법.
제1항에 있어서,
상기 입자가 1 내지 50 mg 범위의 평균 질량을 가지는, 오염된 기재의 세정 방법.
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