KR20160079775A - 세정 방법 및 장치 - Google Patents

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KR20160079775A
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solid particles
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사이먼 폴 웰스
마이클 소포드
웨인 로버트 스짐지크
엘리자벳 쟌 아베크롬비
스테픈 데렉 젠킨스
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제로스 리미티드
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Abstract

세정 장치의 회전가능하게 장착된 원통형 드럼 내에서 적어도 하나의 오염된 기재를 다수의 고체 입자로 세정하기 위한 방법으로서, a) 제 1 세정 사이클을 위해 적어도 하나의 세정제를 포함하는 세탁액 및 다수의 고체 입자와 함께 상기 드럼 내에서 상기 적어도 하나의 오염된 기재를 교반하는 단계; b) 상기 세정 장치로부터 상기 세탁액을 배출시키는 단계; 및 c) 수성의 비-세제 매체를 상기 세정 장치 내에 도입하고, 제 2 세정 사이클을 위해 상기 드럼 내에서 상기 다수의 고체 입자와 함께 상기 적어도 하나의 오염된 기재를 교반하는 단계를 포함한다. 본 발명은 세정 장치의 회전가능하게 장착된 드럼 내에서 적어도 하나의 오염된 기재를 세정하기 위한 방법을 더 개시하고, 이 방법은 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 대체로 원형인 경로를 중심으로 이동되도록 드럼을 회전시키는 단계, 및 상기 드럼이 회전될 때 다수의 고체 입자를 드럼 내로 도입하는 단계를 포함하고, 상기 다수의 고체 입자는 대체로 원형인 경로에 의해 형성되는 환형체(annulus)를 통해 도입된다. 이 방법을 실행하도록 구성된 장치가 또한 개시된다.

Description

세정 방법 및 장치{CLEANING METHOD AND APPARATUS}
본 발명은 오염된 기재의 세정을 위해 고체 미립자 재료를 사용하는 세정 장치에 관련되는 세정 방법에 관한 것이다. 본 발명은 세정 프로세스 중에 오직 제한된 양의 에너지, 물 및 세제의 사용을 촉진할 수 있다. 특히, 본 발명은 세정 장치 내에 수용된 오염된 기재 상에서 고체 미립자 재료의 기계적 세정 작용을 개선하기 위한 방식으로 세정 장치의 작동에 관한 것이다.
물 세정 프로세스는 종래의 가정용 및 산업용 직물 세정 방법의 주류이다. 원하는 세정 수준이 달성되는 것을 가정하면, 이러한 종래의 프로세스의 효능은 통상적으로 그것의 에너지, 물 및 세제의 소비 수준에 의해 특징지어진다. 일반적으로, 이들 3 가지 구성요소 중 하나 이상의 소비에 관한 요건이 낮으면 낮을 수록 더 효율적인 세탁 프로세스로 간주된다. 감소된 물 및 세제 소비는 극히 비싸고 또한 환경에 유해한 배수 처리의 필요성을 최소화하므로 하류 효과도 상당하다.
이러한 세탁 프로세스는 직물의 침수 후의 오염물 제거, 수용성 오염물 현탁, 및 물 헹굼을 포함한다. 일반적으로, 실용 한계 내에서, 사용되는 에너지(또는 온도), 물 및 세제의 수준이 높으면 높을 수록 세정은 더 양호해진다. 그러나, 하나의 주요 문제는 물 소비량인데, 이것이(세탁수를 가열하기 위한) 에너지 요건 및(원하는 세제 농도를 달성하기 위한) 세제 투여량을 설정하기 때문이다. 또한, 물 사용 수준은 직물 상에서 프로세스의 기계적 작용을 규정하고, 이것은 또 하나의 중요한 성능 파라미터이다. 즉, 세탁 중의 직물 표면의 교반은 매몰되어 있는 오염물을 유리시키는데 상당한 역할을 한다. 수용성 프로세스에서, 이러한 기계적 작용은 임의의 특정 세탁기를 위한 드럼 설계와 조합되어 물 사용 수준에 의해 제공된다. 대체적으로 말하면, 드럼 내의 물 수준이 높으면 높을 수록 기계적 작용은 더 우수하다는 것이 밝혀졌다. 따라서, 따라서, 전체적인 프로세스 효율을 향상시키기 위한(즉, 에너지, 물 및 세제 소비를 감소시키기 위한) 요망 및 세탁에서 효율적인 기계적 작용을 위한 요구에 의해 생성된 이분법이 있다.
오존 기술, 초음파 기술 또는 스팀 기술에 기초한 접근방법에 더하여, 전해 세정 또는 플라즈마 세정에 의존하는 방법을 포함하는 새로운 세정 기술의 개발에 대한 다양한 상이한 접근법이 종래 기술에서 보고되었다. 따라서, 예를 들면, WO2009/021919는 플라즈마와 함께 UV-생성 오존을 활용하는 직물 세정 및 살균 프로세스를 교시한다. 대안적 기술은 특정 효소의 존재 하에서 냉수 세탁을 포함하고, 특히 유리한 추가의 접근방법은 공기-세탁 기술에 의존하는 것으로, 예를 들면, US2009/0090138에 개시되어 있다. 또한, US7481893 및 US2008/0223406에 기재된 에스터 첨가제를 사용하는 방법 및 농밀상 기체 처리와 같은 다양한 이산화탄소 세정 기술이 개발되었으나, 이와 같은 방법은 일반적으로 건식 세정의 분야에서 더 큰 적용성을 갖는다. 그러나, 이들 중 많은 기술은 기술적으로 매우 복잡하다.
물 세탁 프로세스와 관련된 난제를 고려하여, 본 출원인은 이전에 종래기술의 방법에 의해 표출되는 결핍을 완화시킬 수 있거나 또는 극복할 수 있는 이 문제에 대한 새로운 접근방법을 창안하였다. 제공된 이 방법은 큰 체적의 물의 사용을 위한 요건을 제거하지만, 여전히 효율적인 세정 및 얼룩 제거의 효율적 수단을 제공할 수 있고, 또한 경제적 및 환경적 이익을 낳는다.
따라서, WO2007/128962에 오염된 기재를 세정하기 위한 방법 및 제제가 개시되어 있고, 이 방법은 다수의 폴리머 입자를 포함하는 제제로 습윤된 기재를 처리하는 것을 포함하고, 여기서 제제는 유기 용매를 함유하지 않는다. 기재는 1:0.1 내지 1:5(w/w)의 기재 대 물의 비율을 달성하도록 적셔질 수 있고, 선택적으로 제제는 적어도 하나의 세정 재료를 더 포함하고, 이것은 전형적으로 계면활성제를 포함하고, 이것은 가장 바람직하게는 세제 특성을 갖는다. 개시된 실시형태에서, 기재는 직물류를 포함한다. 폴리머 입자는, 예를 들면, 폴리아미드, 폴리에스터, 폴리알켄, 폴리우레탄 또는 이들의 코폴리머의 입자를 포함할 수 있고, 특정의 실시예는 나일론 비드이다.
그러나, 이 세정 방법의 사용은 세정 작업의 말미에 세정된 기재로부터 나일론 비드를 효율적으로 분리시켜야 하는 요건을 발생시킨다. 이 문제에 더하여, 본 출원인은 또한 세정 작업 중에 나일론 비드의 연속적 순환을 가능하게 하는 수단을 제공하면 프로세스를 더 개선할 수 있다는 것을 확인하였다. 이들 문제는 WO2011/098815에서 취급되었고, 여기서 본 출원인은 오염된 기재의 세정에서 사용하기 위한 장치를 제공하였고, 이 장치는 회전가능하게 장착되는 원통형 케이지를 내장하는 상부의 제 1 체임버 및 이 원통형 케이지의 직하에 위치되는 하부의 제 2 체임버를 갖는 하우징 수단을 포함하고, 적어도 하나의 재순환 수단, 접근 수단, 펌핑 수단 및 다수의 공급 수단을 추가로 포함하고, 여기서 회전가능하게 장착되는 원통형 케이지는 천공된 측벽을 갖는 드럼을 포함하고, 여기서 측벽의 표면적의 최대 60%는 25.0 mm 이하의 직경을 갖는 구멍을 포함하는 천공을 포함한다.
WO2011/098815는 고체 미립자 세정 재료 및 세탁수를 포함하는 제제로 오염된 기재의 세정을 위한 방법에서 이 장치의 사용을 더 개시하고, 이 방법은 전형적으로,
a. 장치의 하부 체임버 내에 고체 미립자 세정 재료 및 물을 도입하는 단계;
b. 상기 고체 미립자 세정 재료 및 물을 교반 및 가열하는 단계;
c. 접근 수단을 통해 상기 회전가능하게 장착되는 원통형 케이지 내에 적어도 하나의 오염된 기재를 투입하는 단계;
d. 실질적으로 밀폐된 시스템을 제공하도록 상기 접근 수단을 폐쇄하는 단계;
e. 상기 회전가능하게 장착된 원통형 케이지 내에 상기 고체 미립자 세정 재료 및 물을 도입하는 단계;
f. 하나의 세탁 사이클을 위해 상기 장치를 작동시키는 단계 － 상기 회전가능하게 장착되는 원통형 케이지는 회전되고, 여기서 유체 및 고체 미립자 세정 재료는 제어되는 방식으로 상기 회전가능하게 장착되는 원통형 케이지 내의 천공을 통해 상기 하부 체임버 내로 낙하됨 －;
g. 새로운 고체 미립자 세정 재료를 전달하기 위해, 그리고 사용된 고체 미립자 세정 재료를 분리 수단에 리사이클링하기 위해 펌핑 수단을 작동시키는 단계;
h. 제어된 방식으로 상기 회전가능하게 장착되는 원통형 케이지에 상기 새로운 고체 미립자 세정 재료 및 리사이클링된 고체의 미립자 세정 재료를 첨가하기 위해 제어 수단을 작동시키는 단계; 및
i. 상기 오염된 기재의 세탁을 수행하기 위해 필요에 따라 상기 단계 (f), (g) 및 (h)를 지속하는 단계를 포함한다.
WO2011/098815에 개설되어 있는 바와 같이, 고체 미립자 세정 재료의 작용과 조합된 적절한 G 힘의 발생은 오염된 기재의 적절한 세정의 수준을 달성하는데 중요한 요인이 된다는 것이 밝혀졌다. 따라서 WO2011/098815에 개시된 실시형태에서, 원통형 케이지는 세정 프로세스의 상이한 단계에서 0.49 내지 350.6의 G 힘을 발생하도록 30 내지 800 rpm의 속도로 회전된다. WO2011/098815에 개시된 하나의 바람직한 실시형태에서, 회전가능하게 장착된 원통형 케이지의 회전은 세탁 사이클 중에 1 미만의 G 힘에서 발생된다. 예를 들면, 10 내지 1000의 훨씬 더 높은 G 힘은 세탁 사이클의 완료 시에만 발생되고, 케이지 내로의 고체 미립자 재료의 공급이 중단된 경우에 세정된 기재의 건조의 수단을 수행한다.
비록 WO2007/128962 및 WO2011/098815에 개시된 방법이 고체 미립자 재료 및 세탁수를 포함하는 제제를 이용하여 오염된 기재의 세정을 위한 상당한 개선을 제공하였으나, 본 발명자는 개선의 여지가 존재한다는 것을 인식하였다.
본 발명자는 더 많은 양의 또는 추가의 양의 세제-함유 세정제의 사용을 필요로 하지 않는 기재의 향상된 세정을 위한 유리한 조건을 인식하였다.
본 발명자는 또한 고체 미립자 재료가 드럼의 특정 영역 내에 집중될 수 있다는 것을 인식하였다. 이러한 집중은 오염된 기재의 전체에 걸쳐 상기 미립자 재료의 최적의 분산에 미치지 못하게 할 수 있고, 이것은 얻을 수 있는 최대 세정 성능을 제한시킬 수 있다.
본 발명은 종래기술에 관련된 위에서 언급된 문제를 개선하거나 또는 극복할 수 있는 고체 미립자 재료로 오염된 기재를 세정하기 위한 방법을 제공하는 것을 모색한다.
바람직하게, 본 발명은 기재의 개량된 세정을 제공할 수 있는 고체 미립자 재료로 오염된 기재를 세정하기 위한 방법을 제공하는 것을 모색한다.
더 바람직하게, 기재의 개량된 세정을 제공할 수 있는 고체 미립자 재료로 오염된 기재를 세정하기 위한 방법으로서, 더 많은 양의 또는 추가의 양의 세제-함유 세정제의 사용을 필요로 하지 않는 방법을 제공하는 것을 모색한다.
바람직하게, 본 발명은 위에서 언급된 문제 중 하나 이상을 개선하거나 또는 극복할 수 있는 고체 미립자 재료로 오염된 기재를 세정하는 방법을 제공한다.
본 발명자는 세정 장치 내에서 고체 미립자 재료와 오염된 기재 사이의 증가된 그리고/또는 연장된 기계적 상호작용을 제공하는 세정 방법은 기재의 개량된 세정도(degree of cleaning)를 촉진시킬 수 있다는 것을 인식하였다. 본 발명자는 더욱이 이러한 방법은 세정 프로세스에서 사용되는 세정제의 양을 증가시키지 않고 개량된 세정 효과를 제공할 수 있다는 것을 인식하였다.
본 발명자는 더욱이 드럼 내에서, 특히 드럼으로의 진입 시에, 상기 미립자 재료의 개량된 분산은 기재의 개량된 세정도를 제공할 수 있다는 것을 인식하였다.
본 발명자는 위에서 언급된 많은 기술적 문제는 드럼 크기가 감소될 때(예를 들면, 가정용 세탁기의 경우) 그리고/또는 (예를 들면, 드럼 내에 오염된 기재가 많이 투입됨으로써) 드럼 내의 공간율(자유 공간)이 감소될 때 더욱 심해진다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 세정 장치의 회전가능하게 장착된 원통형 드럼 내에서 적어도 하나의 오염된 기재를 세정하기 위한 방법이 제공되고, 이 방법은,
상기 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하도록 하고, 이것에 의해 상기 드럼의 중심 부분이 어떤 오염된 기재에 의해서도 점유되지 않도록 드럼을 회전시키는 단계, 및 다수의 고체 입자를 상기 드럼의 중심 부분 내에 도입하는 단계를 포함한다.
상기 "다수의 고체 입자"는 어떤 의미 상의 차이도 없이 "고체 미립자 재료"라고도 지칭된다.
따라서, 유리하게, 다수의 고체 입자는 오염된 기재가 드럼의 내벽에 대해 압박될 때 드럼 내로 도입된다. 본 발명자는, 오염된 기재가 드럼 내에서 회전될 때, 이 오염된 기재에 의해 형성되는 환형체(annulus)의 중심 부분 내로 고체 미립자 재료를 지향시킴으로써, 다수의 고체 입자의 드럼 내로의 진입이 기재에 의해 저지되지 않고, 따라서 드럼 내에서 고체 미립자 재료의 개량된 분산 및 오염된 기재와 고체 미립자 재료의 개량된 기계적 상호작용이 달성될 수 있다고 생각한다.
바람직하게, 상기 드럼은 적어도 1, 바람직하게는 1을 초과하는 G 힘으로 회전된다. 바람직하게, 상기 드럼은 1 내지 10의 G 힘으로 회전된다.
바람직하게, 다수의 고체 입자는, 입자가 드럼에 진입하는 위치에서, 드럼의 축선에 실질적으로 평행한 궤도를 따라 드럼 내로 도입된다.
본 명세서에서 사용될 때 "드럼의 축선에 실질적으로 평행"은 드럼의 축선으로부터 정확하게 평행한 선으로부터 최대 편차가 약 15° 이하(예를 들면, 10° 이하), 또는 5° 이하, 또는 2° 이하, 특히 1° 이하인 것을 나타낸다.
바람직하게, 이 방법은 상기 다수의 고체 입자를 드럼 내로 도입하기 전에 상기 적어도 하나의 오염된 기재를 물로 습윤시키는 단계를 더 포함한다.
바람직하게, 이 방법은 적어도 하나의 추가의 세정제를 드럼 내로 도입하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게, 이 방법은 상기 다수의 고체 입자를 드럼 내로 도입한 후에 상기 적어도 하나의 추가의 세정제를 드럼 내로 도입하는 단계를 포함한다.
바람직하게, 상기 적어도 하나의 추가의 세정제는 적어도 하나의 세제 조성물을 포함한다. 선택적으로, 상기 적어도 하나의 세제 조성물은 세정 성분 및 후처리 성분을 포함한다.
상기 세정 성분은 계면활성제, 효소 및 표백제로 이루어지는 그룹으로부터 적절히 선택된다.
상기 후처리 성분은 재침착방지 첨가제, 방향제 및 광학적 광택제로 이루어지는 그룹으로부터 적절히 선택된다.
이 방법은 적어도 하나의 첨가제를 상기 드럼 내로 도입하는 단계를 더 포함하고, 여기서 상기 상기 적어도 하나의 첨가제가 증진제, 킬레이트제, 염료 이동 억제제, 분산제, 효소 안정제, 촉매 재료, 표백제 활성제, 폴리머 분산 제제, 점토 오염물 제거제, 거품 억제제, 염료, 구조 탄성화제, 직물 연화제, 전분, 담체, 히드로트로프, 프로세스 보조제 및 색소로 이루어지는 그룹으로부터 선택된다.
바람직하게, 이 방법은 세탁 사이클을 위해 세정 장치를 작동시키는 단계를 포함하고, 여기서 상기 세탁 사이클을 위해 드럼은 제 1 주기 동안에 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하도록 하고, 이것에 의해 상기 드럼의 중심 부분이 어떤 오염된 기재에 의해서도 점유되지 않도록 회전되고, 여기서 드럼은 제 2 주기 동안에 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하지 않도록 더 회전된다. 바람직하게, 드럼은 상기 제 1 주기 동안에 적어도 1의 G 힘으로 회전되고, 특히 상기 드럼은 상기 제 1 주기 동안에 1을 초과하는 G 힘으로 회전된다. 전형적으로 상기 드럼은 상기 제 1 주기 동안에 1 내지 10의 G 힘으로 회전된다.
바람직하게, 드럼은 상기 제 2 주기 동안에 0.7 미만의 G 힘으로 회전된다.
상기 세탁 사이클을 위해 위에서 개괄된 시퀀스는 전형적으로 1 회 이상 반복된다. 따라서, 제 1 주기와 후속되는 제 2 주기의 시퀀스는 적어도 2 회, 전형적으로는 10 회 이하로 실시되는 것이 바람직하다. 유리하게, 이 방법은 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 하나의 주기 동안에는 환형 경로를 운행하도록, 그리고 다른 주기 동안에는 환형 경로를 운행하지 않도록 세탁 사이클 중에 G 힘을 주기적으로 변화시키는 단계를 포함하고, 이것은 세탁물의 전체를 통해 상기 다수의 고체 입자의 분산을 더 향상시킬 수 있다.
바람직하게, 이 방법은 세탁 사이클을 위해 상기 세정 장치를 작동시키는 단계를 포함하고, 여기서 상기 세탁 사이클은 하나 이상의 세정 단계를 포함하고, 여기서 상기 하나 이상의 세정 단계는 상기 드럼을 10 이하의 G 힘으로 회전시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 다수의 고체 입자로 세정 장치의 회전가능하게 장착된 원통형 드럼 내에서 적어도 하나의 오염된 기재를 세정하기 위한 방법이 제공되고,
a) 제 1 세정 사이클을 위해 적어도 하나의 세정제를 포함하는 세탁액 및 상기 다수의 고체 입자와 함께 상기 드럼 내에서 상기 적어도 하나의 오염된 기재를 교반하는 단계;
b) 상기 세정 장치로부터 상기 세탁액을 배출시키는 단계; 및
c) 수성의 비-세제 매체를 상기 세정 장치 내에 도입하고, 상기 제 2 세정 사이클을 위해 상기 드럼 내에서 상기 다수의 고체 입자와 함께 상기 적어도 하나의 오염된 기재를 교반하는 단계를 포함한다.
유리하게, 본 발명의 제 2 양태에 따른 방법은 제 2 세정 사이클을 제공하고, 여기서 상기 수성의 비-세제 매체는 임의의 추가의 세정제를 제외하고 세정 장치에 도입된다.
제 2 세정 사이클의 수성의 비-세제 매체는 제 2 세정 사이클의 세탁액과 상이한 것이 바람직하다.
유리하게, 수성의 비-세제 매체는 물뿐이다.
대안적으로, 수성의 비-세제 매체는 하나 이상의 처리 첨가제를 함유하는 물을 포함할 수 있다. 적절한 처리 첨가제는 염료 이동 억제제, 광학적 광택제, 염료, 색소, 전분, 재침착방지 첨가제, 방향제, 및 프로세스 보조제를 포함할 수 있다. 본 명세서 내의 다른 부분에 표시된 이들 유형의 첨가제의 특정의 실시예는 본 발명의 제 2 양태에 따른 방법에서 유용하다.
이 방법의 제 2 세정 사이클은 제 2 세정 사이클 후에 장치 내에 체재하는 다수의 고체 입자를 사용할 수 있고, 이것에 의해 세정 장치 내에 추가의 세정 매체의 도입을 필요로 하지 않고 오염된 기재 상의 기계적 작용의 지속시간을 연장시킬 수 있다는 것이 인정될 것이다.
이 세탁액은 적어도 하나의 세정제를 포함할 수 있고, 여기서 상기 적어도 하나의 세정제는 세제 조성물을 포함한다. 이 적어도 하나의 세제 조성물은 세정 성분 및 후처리 성분을 포함할 수 있다. 세정 성분은 계면활성제, 효소 및 표백제로 이루어지는 그룹으로부터 선택될 수 있다. 후처리 성분은 재침착방지 첨가제, 방향제 및 광학적 광택제로 이루어지는 그룹으로부터 선택될 수 있다. 세탁액은 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 하나 이상의 첨가제를 포함할 수 있다.
세탁액의 조성은 임의의 주어진 시간에서 본 발명의 방법을 실행하는 오염된 기재를 위한 세탁 사이클에 도달한 시점에 의존할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 세탁 사이클의 출발점에서, 세탁액은 적어도 하나의 세정제와 조합된 물을 포함할 수 있다. 세탁 사이클에서 후 시점에서 세탁액은 세제 및/또는 이하에서 언급되는 하나 이상의 첨가제를 포함할 수 있다. 세탁 사이클의 세정 단계 중에, 세탁액은 기재로부터 제거되는 현탁된 오염물을 더 포함할 수 있다.
전형적으로, 세탁액은 증진제, 킬레이트제, 염료 이동 억제제, 분산제, 효소 안정제, 촉매 재료, 표백제 활성제, 폴리머 분산 제제, 점토 오염물 제거제, 거품 억제제, 염료, 구조 탄성화제, 직물 연화제, 전분, 담체, 히드로트로프, 프로세스 보조제 및 색소로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 첨가제를 더 포함한다.
제 2 세정 사이클은 적절히 실질적으로 세제를 사용하지 않는다. 이와 같은 맥락에서, 용어 "실질적으로 세제를 사용하지 않는다"는 것은 제 1 세정 사이클 후에 세탁액이 배출된 후에 세정 장치 내에 잔류하는 미미한 양의 잔류 세제의 존재를 배제하지는 않는다. 그러나, 이러한 경우에, 추가의 세제가 제 2 세정 사이클을 위해 첨가되지 않고, 상당한 양의 세제가 제 2 세정 사이클로부터 캐리오버되지도 않는다. 유리하게, 본 발명의 제 2 양태에 따른 방법은 세제의 비존재 하에서 오염된 기재 상에 지속적인 세정 효과를 제공할 수 있다.
바람직하게, 상기 제 1 세정 사이클은 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하도록 하고, 이것에 의해 상기 드럼의 중심 부분이 어떤 오염된 기재에 의해서도 점유되지 않도록 드럼을 회전시키는 단계를 포함한다. 바람직하게, 상기 제 1 세정 사이클은 다수의 고체 입자를 상기 드럼의 중심 부분 내에 도입하는 단계를 포함한다. 바람직하게, 다수의 고체 입자는, 입자가 드럼에 진입하는 위치에서, 드럼의 축선에 실질적으로 평행한 궤도를 따라 드럼 내로 도입된다.
바람직하게, 상기 제 2 세정 사이클은 드럼을 회전시키는 단계 및 상기 드럼이 회전될 때 이 드럼 내에 다수의 고체 입자를 도입하는 단계를 포함한다.
바람직하게, 상기 제 2 세정 사이클은 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하도록 하고, 이것에 의해 상기 드럼의 중심 부분이 어떤 오염된 기재에 의해서도 점유되지 않도록 드럼을 회전시키는 단계를 포함한다. 바람직하게, 상기 제 2 세정 사이클은 다수의 고체 입자를 상기 드럼의 중심 부분 내에 도입하는 단계를 포함한다. 바람직하게, 다수의 고체 입자는, 입자가 드럼에 진입하는 위치에서, 드럼의 축선에 실질적으로 평행한 궤도를 따라 드럼 내로 도입된다.
바람직하게, 본 발명의 제 2 양태의 방법은 적어도 1의 G 힘, 더 바람직하게는 1을 초과하는 G 힘, 전형적으로는 10 이하의 G 힘으로 드럼을 회전시키는 단계를 포함한다. 전형적으로, 본 발명의 제 2 양태의 방법은 1 내지 10의 G 힘으로 드럼을 회전시키는 단계를 포함한다.
바람직하게, 제 1 세정 사이클은 제 1 주기 동안에 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하도록 하고, 이것에 의해 드럼의 중심 부분이 어떤 오염된 기재에 의해서도 점유되지 않도록 드럼을 회전시키는 단계를 포함하고, 드럼은 적어도 하나의 오염된 기재가 제 2 주기 동안에 환형 경로를 운행하지 않도록 더 회전된다. 바람직하게, 상기 드럼은 상기 제 1 주기 동안에 적어도 1의 G 힘으로 회전되고, 상기 제 1 주기 동안에 1보다 훨씬 큰 G 힘으로 회전된다. 전형적으로, 상기 드럼은 상기 제 1 주기 동안에 1 내지 10의 G 힘으로 회전된다. 바람직하게, 드럼은 상기 제 2 주기 동안에 0.7 미만의 G 힘으로 회전된다. 상기 제 1 세정 사이클을 위해 위에서 개괄된 시퀀스는 선택적으로 1 회 이상 반복될 수 있다. 따라서, 제 1 주기와 후속되는 제 2 주기의 시퀀스는 적어도 2 회, 전형적으로는 10 회 이하로 실시되는 것이 바람직하다.
바람직하게, 제 2 세정 사이클은 제 1 주기 동안에 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하도록 하고, 이것에 의해 드럼의 중심 부분이 어떤 오염된 기재에 의해서도 점유되지 않도록 드럼을 회전시키는 단계를 포함하고, 드럼은 적어도 하나의 오염된 기재가 제 2 주기 동안에 환형 경로를 운행하지 않도록 더 회전된다. 바람직하게, 상기 드럼은 상기 제 1 주기 동안에 적어도 1의 G 힘으로 회전되고, 상기 제 1 주기 동안에 1보다 매우 큰 G 힘으로 회전된다. 전형적으로, 상기 드럼은 상기 제 1 주기 동안에 1 내지 10의 G 힘으로 회전될 수 있다. 바람직하게, 드럼은 상기 제 2 주기 동안에 0.7 미만의 G 힘으로 회전된다. 상기 제 2 세정 사이클을 위해 위에서 개괄된 시퀀스는 선택적으로 1 회 이상 반복될 수 있다. 따라서, 제 1 주기와 후속되는 제 2 주기의 시퀀스는 적어도 2 회, 전형적으로는 10 회 이하로 실시되는 것이 바람직하다.
바람직하게, 이 방법은 상기 드럼으로부터 유체를 추출하기 위해 상기 제 1 세정 사이클의 말기에 10을 초과하는 G 힘으로 드럼을 회전시키는 단계를 더 포함한다.
바람직하게, 제 2 세정 사이클을 위해 세정 장치 내에서 사용되는 유체의 체적은 제 1 세정 사이클을 위해 세정 장치 내에서 사용되는 유체의 체적보다 작다.
바람직하게, 세정 장치는 섬프(sump)를 포함하고, 여기서 상기 세탁액은 상기 제 1 세정 사이클 후에 섬프로부터 배출되고, 여기서 상기 제 2 세정 사이클을 위해 상기 섬프에 물이 첨가된다.
바람직하게, 본 발명의 상기 제 1 양태 및 상기 제 2 양태의 방법에서 상기 드럼은 실질적으로 수평 축선을 중심으로 장착된다.
바람직하게, 본 발명의 상기 제 1 양태 및 상기 제 2 양태의 방법에서 상기 드럼은 천공된 측벽을 포함하는 회전가능하게 장착된 원통형 케이지를 포함하고, 상기 천공은 5.0 mm 이하의 직경을 갖는 구멍을 포함한다. 바람직하게, 상기 천공은 3.0 mm 이하의 직경을 갖는 구멍을 포함한다.
바람직하게, 본 발명의 상기 제 1 양태 및 상기 제 2 양태의 방법에서 상기 드럼은 10 내지 7000 리터의 용량, 또는 10 내지 700 리터의 용량, 또는 30 내지 150 리터의 용량을 갖는다.
전형적으로, 본 발명의 상기 제 1 양태 및 상기 제 2 양태의 방법에서 세정 장치는 세탁기이다. 이 세정 장치는 주택 또는 아파트와 같은 개인 주거시설 내에 설치하기 위해 구성된 것과 같은 가정용 세탁기일 수 있다. 대안적으로, 세정 장치상업용 세탁기일 수 있다.
바람직하게 본 발명의 상기 제 1 양태 및 상기 제 2 양태에 따른 방법에서, 적어도 하나의 오염된 기재는 직물 재료, 특히 하나 이상의 의류, 리넨, 네이퍼리(napery), 타월 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 제 3 양태에 따르면, 다수의 고체 입자로 적어도 하나의 오염된 기재의 세정에서 사용하기 위한 세정 장치가 제공되고, 이 세정 장치는,
하우징을 포함하고, 상기 하우징은,
(a) 회전가능하게 장착된 드럼;
(b) 상기 드럼을 회전시키도록 구성되는 구동 장치;
(c) 수집 체적;
(d) 펌핑 장치;
(e) 상기 다수의 고체 입자 및 이송 유체가 상기 펌핑 장치에 의해 상기 수집 체적으로부터 상기 드럼으로 이동될 수 있는 순환 경로; 및
(f) 상기 장치의 작동을 제어하도록 구성되는 전자 제어기를 포함하고, 상기 전자 제어기는 프로세서 및 논리적 명령을 포함하는 메모리를 포함하고, 상기 프로세서에 의해 실행되는 상기 논리적 명령에 의해,
i. 상기 구동 장치는 상기 드럼 내에 수용되는 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하도록 하고, 이것에 의해 상기 드럼의 중심 부분이 어떤 오염된 기재에 의해서도 점유되지 않도록 상기 드럼을 회전시키고,
ii. 상기 펌핑 장치는 상기 드럼의 중심 부분 내에 다수의 고체 입자를 도입시킨다.
이송 유체는, 예를 들면, 세탁 사이클에 도달된 특정의 단계에 따라 물 또는 세탁액일 수 있다.
바람직하게, 상기 논리적 명령에 의해 드럼은 적어도 1의 G 힘으로, 심지어 1을 초과하는 G 힘으로 회전된다.
전형적으로, 상기 논리적 명령에 의해 드럼은 약 1 내지 10의 G 힘으로 회전된다.
바람직하게, 프로세서에 의해 실행된 논리적 명령에 의해 장치는 세탁 사이클을 실행시키고, 세탁 사이클 중에 드럼은 제 1 주기 동안에 구동 장치에 의해 회전되고, 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하고, 이것에 의해 드럼의 중심 부분이 어떤 오염된 기재에 의해서도 점유되지 않고, 드럼은 제 2 주기 동안에 구동 장치에 의해 더 회전되고, 적어도 하나의 오염된 기재는 환형 경로를 운행하지 않는다.
본 발명의 제 4 양태에 따르면, 다수의 고체 입자로 적어도 하나의 오염된 기재의 세정에서 사용하기 위한 세정 장치가 제공되고, 이 세정 장치는,
하우징을 포함하고, 상기 하우징은,
(a) 회전가능하게 장착된 드럼;
(b) 상기 드럼을 회전시키도록 구성되는 구동 장치;
(c) 수집 체적;
(d) 펌핑 장치;
(e) 상기 다수의 고체 입자 및 이송 유체가 상기 펌핑 장치에 의해 상기 수집 체적으로부터 상기 드럼으로 이동될 수 있는 순환 경로; 및
(f) 상기 장치의 작동을 제어하도록 구성되는 전자 제어기를 포함하고, 상기 전자 제어기는 프로세서 및 논리적 명령을 포함하는 메모리를 포함하고, 상기 프로세서에 의해 실행되는 상기 논리적 명령에 의해 상기 장치는,
i. 세탁액 및 상기 다수의 고체가 상기 드럼 내로 도입되는 제 1 세정 사이클을 실행하고 － 상기 세탁액은 적어도 하나의 세정제를 포함하고, 상기 드럼 내에서 적어도 하나의 오염된 기재는 상기 세탁액 및 상기 다수의 고체 입자와 함께 교반됨 －;
ii. 상기 세정 드럼으로부터 상기 세탁액을 배출시키고; 그리고
iii. 제 2 세정 사이클을 실행하고, 여기서 수성의 비-세제 매체가 상기 세정 장치 내에 도입되고, 상기 적어도 하나의 오염된 기재는 상기 드럼 내에서 상기 다수의 고체 입자와 함께 교반된다.
바람직하게, 상기 실행된 논리적 명령에 의해, 제 1 세정 사이클에서, 구동 수단은 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하도록 하고, 이것에 의해 상기 드럼의 중심 부분이 어떤 오염된 기재에 의해서도 점유되지 않도록 드럼을 회전시킨다.
바람직하게, 상기 실행된 논리적 명령에 의해 상기 펌핑 장치는 상기 다수의 고체 입자를 상기 드럼의 중심 부분 내에 도입시킨다.
바람직하게, 상기 실행된 논리적 명령에 의해, 제 2 세정 사이클에서, 구동 수단은 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하도록 하고, 이것에 의해 상기 드럼의 중심 부분이 어떤 오염된 기재에 의해서도 점유되지 않도록 드럼을 회전시킨다.
바람직하게, 상기 실행된 논리적 명령에 의해 상기 펌핑 장치는 상기 다수의 고체 입자를 상기 드럼의 중심 부분 내에 도입시킨다.
바람직하게, 상기 제 1 세정 사이클에서 실행된 상기 논리적 명령에 의해 상기 구동 수단은 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하고, 이것에 의해 상기 드럼의 중심 부분이 어떤 오염된 기재에 의해서도 점유되지 않는 제 1 주기 동안에 상기 드럼을 회전시키고, 상기 구동 수단은 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하지 않는 제 2 주기 동안에 상기 드럼을 회전시킨다.
바람직하게, 상기 제 2 세정 사이클에서 실행된 상기 논리적 명령에 의해 상기 구동 수단은 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하고, 이것에 의해 상기 드럼의 중심 부분이 어떤 오염된 기재에 의해서도 점유되지 않는 제 1 주기 동안에 상기 드럼을 회전시키고, 상기 구동 수단은 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하지 않는 제 2 주기 동안에 상기 드럼을 회전시킨다.
바람직하게, 드럼은 10 내지 7000 리터의 범위의 용량, 더 바람직하게는 30 내지 150 리터의 범위의 용량을 갖는다.
바람직하게, 본 발명의 제 3 양태 및 제 4 양태에 따른 세정 장치는 가정용 세탁기이다.
대안적으로, 본 발명의 제 3 양태 및 제 4 양태에 따른 세정 장치는 상업용 세탁기이다.
본 명세서에 언급된 바와 같은 다수의 고체 입자 또는 고체 미립자 재료는 종래의 분말 세제(즉 분말 형태의 세탁 세제)와 구별되고, 종래의 분말 세제로 해석되어서는 안 된다. 분말 세제는 일반적으로 세탁수 내에서 용해성이고, 주로 그 세제 속성을 위해 포함된다. 분말 세제는 제거된 오염물과 함께 가정 잡폐수에서 배출되도록 이송되므로 세탁 사이클 중에 폐기된다. 이것에 비해, 본 명세서에서 언급된 다수의 고체 입자의 중대한 기능은 기재의 세정을 강화시키는 기재 상의 기계적 작용이다.
바람직하게, 다수의 고체 입자는 다수의 폴리머 입자를 포함하거나 또는 다수의 폴리머 입자로 이루어진다.
대안적으로, 다수의 고체 입자는 다수의 폴리머 입자를 포함하거나 또는 다수의 폴리머 입자로 이루어진다.
대안적으로, 다수의 고체 입자는 폴리머 고체 입자 및 비폴리머 고체 입자의 혼합물을 포함하거나 또는 폴리머 고체 입자 및 비폴리머 고체 입자의 혼합물로 이루어진다.
바람직하게, 폴리머 입자는 폴리알켄, 폴리아미드, 폴리에스터, 폴리실록산, 폴리우레탄 또는 이들의 코폴리머의 입자로부터 선택된다.
바람직하게, 폴리머 입자는 폴리알켄 또는 이것의 코폴리머의 입자로부터 선택되는 입자를 포함한다.
바람직하게, 폴리머 입자는 폴리아미드 또는 폴리에스터 또는 이들의 코폴리머의 입자로부터 선택되는 입자를 포함한다.
바람직하게, 폴리에스터 입자는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트의 입자를 포함한다.
바람직하게, 폴리아미드 입자는 나일론 입자를 포함하고, 더 바람직하게는 상기 나일론은 나일론 6 또는 나일론 6,6을 포함할 수 있다.
바람직하게, 비폴리머 입자는 유리, 실리카, 석재, 목재, 금속 또는 세라믹 재료의 입자를 포함한다.
바람직하게, 폴리머 입자는 약 0.5 내지 약 2.5 g/cm3의 평균 밀도를 갖는다.
바람직하게, 비폴리머 입자는 약 3.5 내지 약 12.0 g/cm3의 평균 밀도를 갖는다.
의문을 회피하기 위해, 선행 문단에서 "밀도"는 입자의 질량의 벌크 밀도와 다른 입자 자체의 밀도를 말한다.
바람직하게, 다수의 고체 입자는 비드의 형태를 갖는다.
바람직하게, 고체 입자는 상기 적어도 하나의 오염된 기재의 세정을 위해 1 회 이상 재사용된다.
바람직하게, 본 발명의 방법은 상기 드럼 내에서 약 5:1 내지 0.1:1(w/w)의 세탁액 대 기재의 비율을 달성하도록 실시된다.
바람직하게, 다수의 고체 입자 대 세정될 기재의 비율은 약 0.1:1 내지 약 30:1(w/w)의 범위이다. 이러한 비율은 본 발명의 방법의 제 1 양태에 따라 드럼 내에서 상기 다수의 고체 입자 대 기재의 비율에 적용되고, 또한 본 발명의 방법의 제 2 양태에 따라 상기 제 1 세정 사이클 및 제 2 세정 사이클의 각각에서 드럼 내에서 상기 다수의 고체 입자 대 기재의 비율에 적용된다.
위의 진술로부터 그리고 전술한 설명으로부터 본 발명의 임의의 하나의 양태에 관련하여 기술된 임의의 특징은, 설명이 명백히 반대를 나타내지 않는 한, 또는 이러한 조합이 불가능하다는 것을 문맥으로부터 명확하게 이해할 수 있지 않는 한, 본 발명의 다른 양태와 관련하여 기술된 임의의 특징과 조합될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 더 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른, 그리고 본 발명의 제 3 양태 및 제 4 양태에 따른 방법에서 사용하기 위한 세정 장치의 외관을 도시하고;
도 2는 본 발명에 따른, 그리고 본 발명의 제 3 양태 및 제 4 양태에 따른 방법에서 사용하기 위한 세정 장치의 단면도를 도시한다.
본 발명자는 세정 성능을 유지하거나 또는 개선하면서 세정 프로세스에서 물, 에너지 및/또는 세제의 사용을 감소시킬 때의 장점을 인식하였다. 본 발명자는 고체 미립자 재료를 사용하여 오염된 기재를 세정할 수 있는 세정 방법 및 장치를 사용함으로써 이러한 감소를 달성하는 것을 모색한다. 특히, 본 발명자는 오염된 기재와 고체 미립자 재료의 기계적 상호작용의 정도 및/또는 지속시간의 증가는 세정 성능을 개선에서 효과적일 수 있다는 것을 이해하였다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 하우징(80)을 포함하는 세정 장치(10)가 제공되어 있다. 이 하우징(80)은 상부 부분(80A) 및 하부 부분(80B)을 포함할 수 있다. 하우징(80)은 회전가능하게 장착된 원통형 드럼(60)를 내부에 포함한다. 바람직하게, 드럼(60)은 하우징의 상부 부분(80A) 내에 위치된다. 드럼(60)은 케이싱 또는 터브(70) 내에 장착될 수 있다.
바람직하게, 드럼(60)은 회전가능하게 장착된 원통형 케이지의 형태이다. 따라서, 드럼(60)은 천공된 측벽(도 2에 도시된 천공)을 포함할 수 있고, 여기서 상기 천공은 2 내지 25 mm의 직경을 갖는 구멍을 포함한다. 더 바람직하게, 상기 천공은 2 내지 10 mm의 직경을 갖는 구멍을 포함한다. 바람직하게, 상기 천공은 5mm 이하의 직경을 갖는 구멍을 포함한다. 선택적으로, 상기 천공은 3 mm 이하의 직경을 갖는 구멍을 포함한다.
상기 천공은 유체 및 구멍보다 작은 직경의 미세한 미립자 재료의 유입 및 유출을 허용하지만 상기 고체 미립자 재료의 유출을 방지하도록 (전형적으로, 예를 들면, 유출을 방지하는 크기로) 되어 있다
대안적으로 그리고 더 바람직하게, 상기 천공은 유체 및 상기 고체 미립자 재료의 유입 및 유출을 허용한다.
세정 장치(10)는 드럼(60)의 내부에의 접근을 허용하도록 도어(20)를 포함할 수 있다. 도어(20)는 터브(70)의 일부에 힌지식으로 결합되거나 또는 장착될 수 있다. 다른 실시형태에서, 도어는 하우징의 상부 부분(80A)에 힌지식으로 결합되거나 또는 장착될 수 있다. 도어(20)는 개방된 위치와 폐쇄된 위치 사이에서 이동될 수 있다. 도어(20)가 개방된 위치로 이동된 경우, 드럼(60)의 내부에 접근이 허용될 수 있으므로 의류, 리넨, 네이퍼리, 타월 등과 같은 오염된 기재가 내부에 설치될 수 있다. 도어(20)가 폐쇄된 위치로 이동된 경우, 이 세정 장치(10)는 실질적으로 밀봉된다.
드럼(60)은 하우징(80) 내에 본질적으로 수평 축선을 중심으로 장착될 수 있다. 결과적으로, 상기 도어(20)는 세정 장치(10)의 전방에 위치되고, 그 결과 전방-투입 설비를 제공한다.
상기 드럼(60)의 회전은 구동 수단의 사용에 의해 수행되고, 이것은 전형적으로 전기 모터의 형태의 전기 구동 수단을 포함할 수 있다. 상기 구동 수단의 작동은 사용자에 의해 작동될 수 있는 제어 수단에 의해 수행될 수 있다.
바람직하게, 본 발명의 방법은 드럼 내에 수용된 오염된 기재 상에 미치는 개량된 세정 효과를 도출하기 위해 고체 미립자 세정 재료의 작용과 조합되는 적절한 G 힘의 발생에 관계된다. G는 드럼의 크기 및 드럼의 회전 속도의 함수이고, 구체적으로 드럼의 내면에서 발생되는 구심력 대 세탁물의 정중량(static weight)의 비율이다. 따라서, 내반경이 r(m), 회전 속도가 R(rpm), 세탁물의 질량이 M(kg), 드럼의 순간 접선 속도가 v(m/s)인 드럼의 경우, 9.81 m/s2의 중력 가속도(g)에서,
구심력 = Mv2/r
세탁물 정중량 = Mg
v = 2πrR/60
따라서, G = 4π2r2R2/3600rg = 4π2rR2/3600 g = 1.118 x 10- 3rR2이다.
통상적인 경우와 같이, r이 m가 아닌 cm로 표현되는 경우,
G = 1.118 x 10- 5rR2이다.
따라서, 150 rpm으로 회전하는 반경 28 cm의 드럼의 경우, G = 7.04이다.
드럼(60)은 그 내부에 수용된 오염된 기재가 드럼의 원통형 내벽에 가압되어 그곳에 달라붙게 되는 속도로 회전될 수 있다. 드럼의 회전 속도는 단지 드럼이 회전될 때 의류가 드럼의 내벽으로부터 텀블링되거나 또는 낙하하는 것을 실질적으로 방지하기에 충분한 정도이다. 따라서 오염된 기재는 환형 경로를 운행하게 될 수 있다. 드럼이 이러한 속도로 회전되는 경우에 드럼 및 환형 경로의 중심을 통하는 축선 방향으로 연장되는 공동 또는 공간이 형성될 수 있다. 드럼과 함께 회전 중인 오염된 기재는 이러한 드럼 회전의 단계 중에 환형체를 형성하거나 또는 "도넛" 형상과 유사할 수 있고, 여기서 상기 공동 또는 공간은 도넛 또는 환형체의 중심이다.
드럼의 원통형 내벽에 대해 오염된 기재를 가압하여, 이것에 의해 도넛을 형성하기 위해, 드럼(60)은 G가 적어도 1이되도록 회전될 수 있다. 직경 56cm의 드럼의 경우, 61 rpm의 드럼 회전 속도에서 G =1 이다. 만일 세탁 사이클 중에 G가 전술한 바와 같은 도넛 형성 값 미만으로 감소된다면, 오염된 기재를 드럼의 원통형 내벽에 대해 유지하기 위한 G 힘이 불충분하므로 도넛은 붕괴된다. 바람직하게, 본 발명에 따른 방법은 세탁물 상의 고체 미립자 재료의 분산 및 기계적 작용을 최대화하기 위해 이 효과를 이용한다.
본 발명의 세정 작업은 다수의 단계를 포함할 수 있다. 세정 장치에 추가의 윤활을 제공하고, 이것에 의해 시스템 내의 이송 특성을 개선하기 위해, 물이 첨가될 수 있다. 따라서, 고체 미립자 세정 재료의 기재로의 더 효율적인 이송이 촉진되고, 기재로부터 오염물 및 얼룩의 제거가 더 용이하게 발생될 수 있다. 따라서, 고체 미립자 재료는 기재 상에 세정 효과를 도출할 수 있고, 물은 단순히 상기 고체 미립자 재료의 이송을 보조할 수 있다.
세정 장치 내에 투입하기 전에 오염된 기재는 바람직하게는 수도본관의 물 또는 수돗물로 적심으로써 습윤될 수 있다. 바람직하게, 그러나, 물을 이용한 기재의 적심은 본 발명의 세정 장치 내에서 실시된다.
어쨌든, 물은 5:1 내지 0.1:1(w/w)인 드럼(60) 내에서의 세탁수 또는 세탁액 대 기재의 비율을 달성하도록 세탁 처리가 실시되도록 본 발명의 드럼(60)에 추가될 수 있다. 더 바람직하게, 세탁액 대 기재의 비율은 2.5:1 내지 0.1:1(w/w), 더 바람직하게는 2.0:1 내지 0.8:1(w/w)이다. 실시예에 의해, 특히 유리한 결과는 1.75:1, 1.5:1, 1.2:1 및 1.1:1(w/w)와 같은 세탁액 대 기재의 비율에서 달성되었다. 가장 편리하게는, 요구되는 양의 물은 오염된 기재를 드럼(60) 내에 투입한 후에 도입된다.
본 명세서에 기재된 바와 같이, "세탁액"은 세정 장치에서 사용되는 수용성 매체와 관련되고, 적어도 하나의 세정제와 조합되는 경우의 물을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 세정제는 세제 조성물 및/또는 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같은 임의의 추가의 첨가물을 포함할 수 있다.
본 발명의 제 3 양태 또는 제 4 양태에 따른 또는 본 발명의 방법에서 사용되는 세정 장치(10) 는 적어도 하나의 공급 수단을 포함할 수 있다. 이 공급 수단은 필요에 따라 세탁액 성분(주로 물 및/또는 세정제)의 드럼(60) 내로의 직접적인 (즉, 이하의 본 명세서에 기재된 바와 같은 섬프(50) 및 펌핑 수단(52)에 의하지 않고) 진입을 용이화할 수 있다. 세정 장치(10)는 다수의 공급 수단을 포함할 수 있다. 적절한 공급 수단은 분사 노즐(12)과 같은 하나 이상의 분사 노즐을 포함할 수 있다. 공급 수단은, 예를 들면, 물, 하나 이상의 세정제 또는 상기 하나 이상의 세정제와 조합된 물을 공급할 수 있다. 전형적으로, 공급 수단은 도어(20)의 일부 상에 장착될 수 있다.
바람직하게, 드럼(60)은 G가 약 1 이상이 되도록 회전될 수 있고, 이와 동시에 물이 오염된 기재를 초기에 습윤시키도록 드럼(60) 내에 도입될 수 있다. 바람직하게, 물은, G가 약 1 내지 10이 되도록, 드럼(60)이 회전되는 중에 드럼(60) 내에 도입된다. 유리하게, 이것에 의해 오염된 기재는 도넛 또는 환형 구성을 취할 수 있고, 이것에 의해 고체 미립자 재료 및/또는 하나 이상의 세정제의 도입 전에 기재의 균일한 적셔짐이 보장될 수 있다. 바람직하게, 물은 도넛 또는 환형체의 중심 내로 향하도록 도입된다. 따라서, 물은 드럼(60)의 회전 축선에 대체로 평행한 방향으로 지향될 수 있다. 바람직하게, 상기 물은 상기 공급 수단에 의해 도입된다.
오염된 기재의 적절한 습윤 후에 고체 미립자 재료가 드럼(60) 내에 도입될 수 있다. 바람직하게, 세정 장치(10)는 고체 미립자 재료를 보관하기 위한 체임버로서 기능하는 섬프(50)를 포함할 수 있다. 섬프(50)는 하우징의 하부 부분(80B) 내에 위치될 수 있다. 또한, 섬프(50)는 물 및/또는 하나 이상의 세정제와 조합된 경우의 물(즉, 세탁액)을 더 수용할 수 있다. 더욱이, 섬프(50)는 세정 작업에서 사용하기 위한 바람직한 온도까지 그 내용물의 온도를 상승시킬 수 있는 가열 수단을 포함할 수 있다. 일부의 실시형태에서, 이 가열 수단은 섬프(50)의 외면에 부착되는 하나 이상의 가열 패드(pad)를 포함할 수 있다. 세정 작업의 개시 전에, 섬프(50) 내에서 고체 미립자 재료에 물이 첨가될 수 있다. 한계치 체적이나 또는 원하는 체적의 물이 섬프(50) 내에 제공된 경우에, 물 및 고체 미립자 재료는 드럼(60) 내로 펌핑될 수 있다. 바람직하게, 상기 물 및 고체 미립자 재료는 도어(20)를 통해 드럼(60) 내로 펌핑된다. 위에서 설명한 바와 같이, 물 및/또는 하나 이상의 세정제도 또한 공급 수단으로부터 드럼(60) 내로 첨가될 수 있고, 궁극적으로 모든 유체는 (예를 들면, 회전가능하게 장착된 케이지의 벽 내의 천공을 통해) 섬프(50)로 이동될 수 있다. 따라서, 세탁 사이클 과정 중에, 섬프(50)의 내용물은 하나 이상의 세정제 및 고체 미립자 재료와 조합된 물을 포함할 수 있다.
세정 장치(10)는 물 및/또는 하나 이상의 세정제와 고체 미립자 재료를 펌핑하기 위한 펌핑 수단(52)을 포함할 수 있다. 일부의 실시형태에서, 펌핑 수단(52)은 하우징의 하부 부분(80B)에 위치될 수 있고, 섬프(50) 내에 위치되거나 섬프(50)에 연결될 수 있다. 바람직하게, 펌핑 수단(52)은 물 및/또는 고체 미립자 재료를 포함하는 상기 세정제를 도어(20)를 통해 섬프(50)로부터 드럼(60) 내에 펌핑하도록 되어 있다.
바람직하게, 오염된 기재의 습윤 후에, G가 약 1 이상이 되도록 회전되는 동안에 고체 미립자 재료는 드럼(60) 내에 도입된다. 전형적으로, 고체 미립자 재료는 G가 약 1 내지 10이 되도록 드럼이 회전되는 중에 드럼(60) 내에 도입된다. 위에서 설명한 바와 같이, 따라서 오염된 기재는 드럼이 이러한 속도로 회전 중인 경우에 도넛 또는 환형 구성을 취하고, 고체 미립자 재료는 이 도넛 또는 환형체의 중심을 향하도록 드럼(60) 내에 도입될 수 있다. 따라서 고체 미립자 재료는 드럼에 대한 입자의 유입 위치에서 실질적으로 드럼의 축선(60)에 평행한 궤도를 따라 도입될 수 있다. 바람직하게, 고체 미립자 재료는 도어(20)를 통해 드럼(60) 내에 유입된다. 유리하게, 고체 미립자 재료는 세탁 사이클이 진행됨에 따라 드럼이 계속적으로 회전될 때 오염된 기재의 전체를 통해 자신의 개량된 분산을 촉진하도록 세탁물의 중심을 향한다. 더욱이, 오염된 기재가 원통형 내벽에 대해 가압될 때, 드럼 내에 증가된 공간율(자유 공간)이 존재한다. 그러므로 고체 미립자 재료는 드럼이 회전될 때 드럼 내부에서 이동하기 위한, 그리고 오염된 기재와 상호작용하기 위한 더 큰 자유를 갖는다. 그 결과, 본 발명자는 오염된 기재의 표면 상의 고체 미립자 재료의 기계적 작용은 유리하게 증가될 수 있다고 생각한다.
바람직하게, 고체 미립자 재료의 도입 직후에, G가 약 1 이상이 되도록 드럼(60)이 회전되고 있는 중에, 하나 이상의 세정제가 드럼(60) 내에 도입된다. 바람직하게, 상기 하나 이상의 세정제는, G가 1 내지 10이 되도록 드럼이 회전되고 있는 중에, 드럼(60)내에 도입된다. 하나 이상의 세정제는, 예를 들면, 하나 이상의 추가의 첨가제를 포함할 수 있는 세제 조성물을 포함할 수 있다. 하나 이상의 세정제는 도넛 또는 환형체의 중심을 향하도록 도입될 수 있다. 따라서 세정제는 드럼(60)의 회전 축선에 대체로 평행한 방향으로 지향될 수 있다. 상기 세정제는 상기 공급 수단에 의해 도입될 수 있다. 유리하게, 세정제는 본질적으로 고체 미립자 재료와 동일한 위치에 존재하도록 도입된다. 예를 들면, 하나 이상의 세정제는 공급 수단에 의해 고체 미립자 재료의 상부에 분사될 수 있다. 세탁 사이클이 진행됨에 따라 드럼이 계속적으로 회전될 때, 고체 미립자 재료는 드럼 내에서 세정제의 개량된 분산 및 오염된 기재와의 개량된 상호작용을 촉진시킨다. 도넛이 붕괴되어 전체 세탁물이 세정제에 의해 효과적으로 피복될 수 있도록, 드럼(60)은 상기 하나 이상의 세정제가 드럼에 도입된 후에 G가 약 1 미만까지 감소되도록 회전될 수 있다.
위에서 개괄된 바와 같이 고체 미립자 재료 및 세탁액(즉, 하나 이상의 세정제와 조합된 경우의 물)의 도입 후에, 드럼(60)은 오염된 기재의 세정을 달성하기 위해 계속적으로 회전될 수 있다. 드럼(60)은 세탁 사이클의 과정 중에 하나 이상의 과정에서 드럼이 회전될 때 오염된 기재가 환형 경로를 운행하지 않도록 G가 감소되도록 회전될 수 있다. 예를 들면, 전형적으로 직경 49cm의 드럼은 세탁 사이클의 과정 중에 약 30 rpm 내지 40 rpm의 속도로 회전될 수 있다. 49 cm 직경의 드럼의 회전 속도가 61 rpm 내지 40 rpm로 감소되는 경우에, G는 1 내지 0.44(즉, 1 미만)로 감소되고, 오염된 기재에 의해 이전에 취해진 도넛 또는 환형 구성은 붕괴되고, 기재는 드럼이 회전될 때 텀블링 운동을 보여준다. 유리하게, 본질적으로 환형 경로를 중심으로 한 회전으로부터 텀블링으로의 기재의 운동의 변화는 세탁물의 전체를 통해 고체 미립자 재료의 분산을 더 개선시킨다.
바람직하게, 드럼은 G가 약 1 이상이 된 다음에 세탁 사이클 중의 하나 이상의 단계를 위해 약 1 미만으로 감소되는 시퀀스로 회전된다. 약 1 미만으로의 G의 감소는 오염된 기재에 의해 이전에 취해진 임의의 도넛 또는 환형 구성을 붕괴시키기에 충분하다. 예를 들면, 드럼은 세탁 사이클 중에 8 주기 동안에 8 개의 각각의 도넛을 형성할 수 있도록 G가 1 이상이 되도록 회전될 수 있다. 이러한 바람직한 경우에서, G는 "새로운" 도넛의 형성 전의 각각의 간격 동안에 약 1 미만까지 감소될 수 있다(즉, 도넛을 붕괴시키기 위해 G가 약 1 미만까지 감소되는 7 회의 대응되는 개재하는 주기가 존재할 수 있다). 형성된 후에 붕괴되는 도넛의 수는 특정 세탁 사이클의 원하는 총 지속시간에 따라 변경될 수 있다.
바람직하게, 고체 미립자 재료는 세탁 사이클 중에 규칙적인 간격으로 드럼 내로 도입된다. 따라서, 예를 들면, 고체 미립자 재료는 각각의 펄스가 사전결정된 주기와 일치되는 복수의 펄스(pulse)로 드럼 내로 도입된다. 바람직하게, 상기 고체 미립자 재료의 펄스의 적어도 일부는 G가 약 1 이상이 되도록 드럼이 회전되는 중에 (즉, 도넛의 존재와 일치되도록) 발생된다. 예를 들면, 하나의 특정의 경우에, 드럼 내로의 고체 미립자 재료의 매 5 번째 펄스는 도넛의 존재와 일치된다. 상기 사전결정된 주기는 전형적으로 약 1 초 내지 약 60 초의 지속시간을 갖는다. 각각의 펄스는 전형적으로 약 1 초 내지 약 60 초만큼 이격되고, 예를 들면, 각각의 펄스는 약 4 초 내지 약 30 초만큼 이격될 수 있다.
바람직하게, 본 발명의 방법은 세탁 사이클을 위해 상기 세정 장치를 작동시키는 단계를 포함하고, 여기서 상기 세탁 사이클은 하나 이상의 세정 단계를 포함하고, 여기서 상기 하나 이상의 세정 단계는 상기 드럼(60)을 10 이하의 G 힘으로 회전시키는 단계를 포함한다. 만일 대안적으로 드럼(60)이 세탁 사이클의 전체를 통해 10을 초과하는 G 힘으로 회전된다면, 기재, 세탁액 및 고체 미립자 재료 사이에 효과적인 세정 상호작용이 달성되기 전에 드럼으로부터 과도한 유체의 추출이 발생될 수 있다.
본 발명은 오염된 기재가 고체 미립자 재료와 접촉되는 시간의 길이를 연장시키고, 이것에 의해 전체적인 세정 효과를 강화시키는 방법을 제공하고, 따라서 본 명세서에 개시된 방법은 다수의 고체 입자로 세정 장치의 회전가능하게 장착된 원통형 드럼 내에서 적어도 하나의 오염된 기재를 세정하는 것으로서,
a) 제 1 세정 사이클을 위해 적어도 하나의 세정제를 포함하는 세탁액 및 상기 다수의 고체 입자와 함께 상기 드럼 내에서 상기 적어도 하나의 오염된 기재를 교반하는 단계;
b) 상기 세정 장치로부터 상기 세탁액을 배출시키는 단계; 및
c) 수성의 비-세제 매체를 상기 세정 장치 내에 도입하고, 상기 제 2 세정 사이클을 위해 상기 드럼 내에서 상기 다수의 고체 입자와 함께 상기 적어도 하나의 오염된 기재를 교반하는 단계를 포함한다.
이 방법에서, 세정 장치, 세탁액 및 고체 미립자 재료는 위에서 설명된 임의의 특징을 포함할 수 있다. 바람직하게, 적어도 하나의 오염된 기재는 상기 원통형 드럼(60)의 회전에 의해 교반된다. 또한, 적어도 하나의 오염된 기재는 위에서 설명된 바와 같이 습윤될 수 있다. 바람직하게, 제 1 세정 사이클은, 드럼 내에 수용된 기재가 위에서 개괄된 바와 같이 도넛 형상을 취하도록 회전되는 중에, 드럼(60) 내에 고체 미립자 재료를 도입하는 단계를 포함한다. 바람직하게, 제 1 세정 사이클은 위에서 설명된 것과 유사한 방식으로 G가 약 1 이상이 된 다음에 제 1 세정 사이클 중의 하나 이상의 단계를 위해 약 1 미만으로 감소되는 시퀀스로 드럼(60)을 회전시키는 단계를 포함한다. 다른 덜 바람직한 실시형태에서, 드럼은, 고체 미립자 재료가 드럼에 도입될 때, 기재가 도넛 구성을 취하지 않도록 약 1 미만의 G로 회전될 수 있다.
제 2 세정 사이클의 말기에, 드럼(60)은 이 드럼으로부터 세탁액을 포함하는 유체의 유출을 촉진하기 위해 적절히 고속으로 회전된다. 이러한 사이클을 종종 "스핀 사이클"이라 부른다. 바람직하게, 드럼(60)은 G가 10을 초과하도록 회전된다. 바람직하게, 드럼(60)은 G가 50을 초과하도록 회전된다.
제 2 세정 사이클의 완료 후에, 세탁액은 세정 장치로부터 배출될 수 있다. 따라서, 본 발명의 제 4 양태의 세정 장치에서 상기 논리적 명령에 의해 상기 세정 장치는 이 장치로부터 상기 세탁액을 배출하게 된다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 드럼 내에서 기재로부터의 오염물을 포함하는 오수(잡배수)는 세정 장치로부터 추출된다. 특히, 상기 세탁액은 섬프(50)를 통해 세정 장치로부터 배출될 수 있다. 그러나, 제 1 세정 사이클에서 사용된 고체 미립자 재료는 의도적으로 드럼으로부터 제거되지 않는다. 결과적으로, 제 1 세정 사이클 후에 드럼 내에 잔류하는 고체 미립자 재료는 제 2 세정 사이클에서 적절히 재사용된다. 바람직하게, 세탁액은 드럼으로부터 세탁액을 포함하는 유체의 유출을 촉진시키기 위해 드럼(60)이 고속으로 회전되는 것과 동시에 세정 장치로부터 배출된다.
세탁액이 세정 장치로부터 배출된 후에, 섬프(50)는 제 2 세정 사이클에서 사용하기 위한 신선한 물로 보충된다. 일단 한계치 체적이나 또는 원하는 체적의 물이 섬프(50)에 첨가되면, 이 물 및 고체 미립자 재료는 제 2 세정 사이클을 개시하기 위해 드럼(60) 내로 다시 펌핑될 수 있다. 바람직하게, 제 2 세정 사이클을 위해 드럼(60) 내로 도입된 물은 실질적으로 세제를 포함하지 않는다. 제 2 세정 사이클의 하나의 목적은 고체 미립자 재료와 오염된 기재의 접촉 시간을 연장시키는 것이다. 이러한 연장된 접촉 시간은 추가의 세제 또는 세정제의 도입을 요구함이 없이 개량된 세정 효과를 촉진시킬 수 있다. 더욱이, 제 1 세정 사이클 후에 세정 장치 내에 잔류하는 고체 미립자 재료는 효율적으로 재사용될 수 있다.
제 2 세정 사이클을 위한 세정 장치 내의 액체의 체적은 제 1 세정 사이클을 위한 세정 장치 내의 액체의 체적보다 적절히 작다. 제 2 세정 사이클에서의 물의 사용은 단지 섬프로부터 드럼으로 고체 미립자 재료를 이송시키기 위한 목적일 수 있다.
바람직하게, 제 2 세정 사이클은 G가 1 이상이 되도록 드럼을 회전시키는 단계를 포함한다. 위에서 설명한 바와 같이, 이 속도로 드럼을 회전시키면 오염된 기재는 도넛 또는 환형 구성을 취할 수 있다. 바람직하게 제 2 세정 사이클은, G가 1 이상이 되도록 드럼이 회전되는 중에, 고체 미립자 재료를 드럼 내로 도입하는 단계를 더 포함한다. 고체 미립자 재료는 도넛 또는 환형체의 중심 내로 향하도록 드럼 내로 도입될 수 있다. 따라서 고체 미립자 재료는 드럼에 대한 입자의 유입 위치에서 실질적으로 드럼의 축선(60)에 평행한 궤도를 따라 지향될 수 있다. 고체 미립자 재료는 도어(20)를 통해 드럼(60) 내에 유입될 수 있다.
바람직하게, 제 2 세정 사이클에서 드럼(60)은 G가 약 1 이상이 된 다음에 세탁 사이클 중의 하나 이상의 단계를 위해 약 1 미만으로 감소되는 시퀀스로 회전된다. 예를 들면, 드럼(60)은, 제 2 세정 사이클 중에, 사전결정된 수의 주기(바람직하게는 3 주기) 동안에 G가 약 1 이상이 되도록 회전될 수 있고, 이것에 의해 이 사이클 중에 사전결정된 수의 각각의 도넛을 형성할 수 있다. 이러한 실시형태에서, G는 "새로운" 도넛의 형성 전의 각각의 간격 동안에 약 1 미만까지 감소될 수 있다(예를 들면, 도넛을 붕괴시키기 위해 G가 약 1 미만까지 감소되는 7 회의 개재하는 주기가 존재할 수 있다).
바람직하게, 고체 미립자 재료는 제 2 세정 사이클 중에 규칙적인 간격으로 드럼(60) 내에 도입된다. 따라서, 예를 들면, 고체 미립자 재료는 각각의 펄스가 사전결정된 주기와 일치되는 복수의 펄스로 드럼(60) 내에 도입될 수 있다. 바람직하게, 상기 고체 미립자 재료의 펄스의 적어도 일부는 G가 약 1 이상이 되도록 드럼(60)이 회전되는 중에 (즉, 도넛의 존재와 일치되도록) 발생된다. 일부의 실시형태에서, 상기 사전결정된 주기는 약 1 초 내지 약 60 초의 지속시간을 가질 수 있다. 바람직하게, 각각의 펄스는 약 1 초 내지 약 60 초만큼 이격되고, 더 바람직하게는 각각의 펄스는 약 4 초 내지 약 30 초만큼 이격된다.
제 2 세정 사이클의 말기에, 드럼(60)은 이 드럼으로부터 세탁액을 포함하는 유체의 유출을 촉진하기 위해 바람직하게 고속으로 회전된다. 바람직하게, 드럼(60)은 G가 10을 초과하도록, 더 바람직하게는 G가 50을 초과하도록 회전된다.
제 2 세정 사이클의 완료 후에, 세탁액(즉, 주로 물)이 다시 세정 장치로부터 배출될 수 있다. 바람직하게, 세탁액은 드럼으로부터 세탁액을 포함하는 유체의 유출을 촉진시키기 위해 드럼(60)이 고속으로 회전되는 것과 동시에 세정 장치로부터 배출된다.
바람직하게, 이 방법은 헹굼 단계를 더 포함한다. 이것은 먼저 선행의 세탁 사이클(들) 후에 세정 장치로부터 임의의 잔류하는 세탁액 및 물을 배출시키는 단계, 및 다음에 드럼(60) 내에서 오염된 기재를 교반하면서 추가의 물을 도입하는 단계를 포함할 수 있다. 추가의 물은 공급 수단(예를 들면, 분사 헤드)을 통해 드럼(60) 내에 도입될 수 있다. 이 단계 중에 전형적으로 추가의 고체 미립자 재료가 드럼(60) 내에 도입되지 않는다. 전형적으로, 이러한 단계는 세탁 사이클의 말기의 부근 및 드럼(60)으로부터 고체 미립자 재료의 제거 전에 수행될 수 있다.
세탁 사이클의 완료 시에 드럼(60) 내에 잔류하는 임의의 고체 미립자 재료를 제거하기 위한 시퀀스가 수행될 수 있다. 이 시퀀스는 드럼(60)으로부터 섬프(50)로 고체 미립자 재료의 이송을 촉진시키기 위한 일련의 저속 회전 및 역회전을 포함할 수 있다.
본 명세서에 기재된 본 발명의 양태의 그리고 본 발명의 양태에서 사용되는 세정 장치는 상업용 세탁기(때때로 세탁 추출기(washer extractor)라고 부름)일 수 있다. 상기 드럼(60)은 대부분의 시판되는 세탁기 및 회전식 건조기에서 발견되는 크기이고, 10 내지 7000 리터의 범위의 용량을 가질 수 있다. 가정용 세탁기의 전형적 용량은 30 내지 150 리터의 근처에 있고, 산업용 세탁-추출기의 경우는 150 내지 7000 리터의 범위의 용량을 갖는다. 이 범위에서 전형적 크기는 50 kg의 세탁물을 위해 적합한 크기이고, 여기서 드럼은 450 내지 650 리터, 이러한 경우, 일반적으로 상기 드럼(60)은 75 내지 120 cm, 바람직하게는 90 내지 110 cm의 범위의 직경, 및 40 내지 100 cm, 바람직하게는 60 내지 90 cm의 길이를 갖는 원통체를 포함한다.
본 명세서에 기재된 본 발명의 양태의 그리고 본 발명의 양태에서 사용되는 세정 장치는 가정용 세탁기일 수 있다. 전형적으로 상기 가정용 세탁기는 30 내지 150 리터의 용량을 갖는 드럼(60)을 포함할 수 있다. 회전가능하게 장착된 드럼(60)은 50 내지 150 리터의 용량을 가질 수 있다. 일반적으로, 상기 가정용 세탁기의 드럼(60)은 5 내지 15kg 세탁물을 위해 적합하다. 여기서 드럼(60)은 전형적으로 40 내지 60 cm의 범위의 직경 및 25 cm 내지 60 cm의 범위의 길이를 갖는 원통체를 포함한다. 여기서, 전형적으로 드럼(60)은 세정될 세탁물의 kg 당 20 내지 25 리터의 체적을 가질 수 있다.
전형적으로, 세정 장치의 하우징(80) 또는 캐비넷은 약 40 cm 내지 약 120 cm의 길이 치수, 약 40 cm 내지 약 100 cm의 폭 치수 및 약 70 cm 내지 약 140 cm의 높이를 가질 수 있다.
세정 장치의 하우징(80) 또는 캐비넷은 약 50 cm 내지 약 70 cm의 길이 치수, 약 50 cm 내지 약 70 cm의 폭 치수 및 약 75 cm 내지 약 95 cm의 높이를 가질 수 있다. 특히, 세정 장치의 하우징(80) 또는 캐비넷은 약 60 cm의 길이 치수, 약 60 cm의 폭 치수 및 약 85 cm의 높이를 가질 수 있다. 세정 장치는 유럽에서 일반적으로 사용되는 전형적인 전방-투입식 가정용 세탁기와 비슷한 크기를 가질 수 있다.
다른 실시형태에서, 세정 장치의 하우징(80) 또는 캐비넷은 약 50 cm 내지 약 100 cm의 길이 치수, 약 40 cm 내지 약 90 cm의 폭 치수 및 약 70 cm 내지 약 130 cm의 높이를 가질 수 있다. 특히, 하우징(80) 또는 캐비넷은 약 70 cm 내지 약 90 cm의 길이 치수, 약 50 cm 내지 약 80 cm의 폭 치수 및 약 85 cm 내지 약 115 cm의 높이를 가질 수 있다. 더 상세히 설명하면, 세정 장치의 하우징(80) 또는 캐비넷은 약 77.5 cm 내지 약 82.5 cm의 길이 치수, 약 70 cm 내지 약 75 cm의 폭 치수 및 약 95 cm 내지 약 100 cm의 높이를 가질 수 있다. 더 상세히 설명하면, 세정 장치의 하우징(80) 또는 캐비넷은 약 71 cm(28 인치)의 길이 치수, 약 80 cm(31.5 인치)의 폭 치수 및 약 96.5 cm(38 인치)의 높이를 가질 수 있다. 이 세정 장치는 미국에서 일반적으로 사용되는 전형적인 전방-투입식 가정용 세탁기와 비슷한 크기를 가질 수 있다.
이 세정 장치(10)는 복수의 폴리머 입자 또는 비폴리머 입자 형태인 고체 미립자 재료를 포함하는 세정 매체 및 오염된 기재와 관련하여 작동하도록 설계된다. 이들 폴리머 또는 비폴리머 입자는 효과적인 세정을 촉진시키도록 효율적으로 순환될 수 있고, 그러므로 세정 장치(10)는 순환 수단을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 회전가능하게 장착된 원통형 케이지(60)의 원통형 측벽의 내면은 상기 내면에 본질적으로 수직으로 부착된 다수의 이격된 세장형 돌출부를 포함할 수 있다. 선택적으로, 상기 돌출부는 전형적으로 공기압으로 구동되는, 그리고 상기 케이지 내에서 공기류의 순환을 촉진시키도록 된 공기 증폭기를 추가로 포함한다. 전형적으로 상기 세정 장치(10)는 일반적으로 리프터(lifter)라고 부르는 3 내지 10 개, 바람직하게는 4 개의 상기 돌출부를 포함할 수 있다.
이 세정 장치(10)는 고체 미립자 재료를 수집하여 이것을 하우징의 하부 부분(80B)으로 이송하는 리프터를 포함할 수 있다. 특히 상기 리프터는 상기 하우징의 하부 부분(80B) 내에서 고체 미립자 재료의 섬프(50)로의 이송을 용이화할 수 있다. 리프터는 복수의 구획실의 형태의 수집 및 이송 수단을 포함할 수 있다. 리프터는 드럼(60)의 내주면 상에서 등거리 간격으로 위치될 수 있다.
작동 시에, 상기 세정 장치(10)의 드럼(60)의 회전에 의해 교반이 제공된다. 그러나, 세정 작업의 말미에서 잔류 고체 미립자 재료의 효율적인 제거를 촉진시키기 위해 추가의 교반 수단이 제공될 수도 있고, 상기 교반 수단은 에어 제트를 포함할 수 있다.
전형적으로, 하우징(80)은 상기 다수의 공급 수단에 더하여 표준 배관 기구를 포함하고, 이 것에 의해 적어도 물 및 선택적으로 세정제(예를 들면, 계면활성제)가 상기 세정 장치(10) 내에서 순환될 수 있다.
이 세정 장치(10)는 상기 하우징(80) 내에서 공기를 순환시키기 위한, 그리고 내부의 온도 및 습도를 조절하기 위한 수단을 추가로 포함할 수 있다. 전형적으로 상기 수단은, 예를 들면, 재순환 팬, 공기 가열기, 물 무화기 및/또는 수증기 발생기를 포함한다. 또한, 세정 장치(10) 내에서 특히 온도 및 습도 수준을 결정하기 위한, 그리고 이 정보를 작업자에 의해 동작될 수 있는 제어 수단에 통신하기 위한 감지 수단이 또한 제공될 수 있다.
세정 장치(10)는 물/세탁액 및 고체 미립자 재료를 재순환시키기 위한 수단을 포함할 수 있다. 고체 미립자 재료는 하우징의 하부 부분(80B)으로부터 하우징의 상부 부분(80A)으로 재순환될 수 있다. 고체 미립자 재료의 재순환에 의해 세정 작업에서 이것의 재사용이 가능해진다. 바람직하게, 고체 미립자 세정 재료는 섬프(50)와 드럼(60) 사이의 경로를 따라 재순환된다. 상기 재순환 경로를 따라 상기 고체 미립자 재료의 이송을 촉진시키기 위해, 세정 장치(10)는 하우징의 하부 부분(80B)으로 연장되는 덕트(40)를 포함할 수 있다. 펌핑 수단(52)은 상기 덕트(40)를 통해 상기 재순환 경로를 따라 상기 고체 미립자 재료 및 물/세탁액을 펌핑하도록 구성될 수 있다.
세정 장치(10)는 도어(20)를 포함할 수 있고, 이 도어(20)는 분리기를 포함한다. 섬프(50)로부터 펌핑되는 물 또는 세탁액은 이 분리기의 작용에 의해 고체 미립자 재료로부터 분리될 수 있다. 분리기는 드럼(60) 내로의 고체 미립자 재료의 지향을 촉진하기 위해 작용할 수 있다. 드럼(60) 내에 유입되지 않은 임의의 물 또는 세탁액은 적절한 배수관을 통해 섬프(50)로 복귀될 수 있다.
본 발명에 따른 세정 방법은 주로 직물 재료, 특히 하나 이상의 의류, 리넨, 네이퍼리, 타월 등을 포함하는 기재의 세정에서 사용하기 위해 설계된다. 본 발명의 세정 방법은 예를 들면, 면, 모, 실크와 같은 천연 섬유 또는 인조 직물류 및 합성 직물류(예를 들면, 나일론 6,6, 폴리에스터, 셀룰로오스 아세테이트, 또는 이들의 섬유 블렌드)를 포함할 수 있는 직물류의 효율적인 세정을 달성하는데 특히 성공적임을 보여주었다.
본 발명에서 사용하기 위한 고체 미립자 재료는 다수의 폴리머 입자 또는 다수의 비폴리머 입자를 포함할 수 있다. 바람직하게, 고체 미립자 재료는 다수의 폴리머 입자를 포함한다. 대안적으로, 고체 미립자 재료는 폴리머 입자 및 비폴리머 입자의 혼합물을 포함한다. 다른 실시형태에서, 고체 미립자 재료는 다수의 비폴리머 입자를 포함한다. 따라서, 고체 미립자 재료는 전적으로 폴리머 입자, 전적으로 비폴리머 입자 또는 폴리머와 비폴리머 입자의 혼합물을 포함할 수 있다.
폴리머 입자 또는 비폴리머 입자는 우수한 유동성 및 기재 및 특히 직물류와의 밀접한 접촉을 허용하기 위한 형상 및 크기를 가질 수 있다. 원통형, 타원체형, 구형 또는 입방체형과 같은 다양한 형상의 입자가 사용될 수 있고, 예를 들면, 환형 링, 도그본(dog-bone) 및 원을 포함하는 적절한 단면 형상이 사용될 수 있다. 석재와 같은 천연 재료를 포함하는 비-폴리머 입자는 제조 중의 다양한 상이한 방식으로 벽개되는 성향에 따라 다양한 형상을 가질 수 있다. 일부의 실시형태에서, 이 입자는 일반적으로 타원체형, 원통형 또는 구형 비드를 포함할 수 있다.
폴리머 입자 또는 비폴리머 입자는 매끈하거나 또는 불규칙적인 표면 구조를 가질 수 있고, 중실 구조 또는 구성, 다공질 구조 또는 구성, 또는 중공 구조 또는 구성을 가질 수 있다.
바람직하게, 폴리머 입자는 약 1 mg 내지 약 70 mg, 더 바람직하게는 약 1 mg 내지 약 50 mg, 더 바람직하게는 약 1 mg 내지 약 35 mg, 특히 약 10 mg 내지 약 30 mg 및 가장 바람직하게는 약 12 mg 내지 약 25 mg의 평균 질량을 갖는 크기일 수 있다.
바람직하게, 비폴리머 입자는 약 1 mg 내지 약 1 g, 더 바람직하게는 약 10 mg 내지 100 mg, 더 바람직하게는 약 25 mg 내지 약 100 mg의 평균 질량을 갖는 크기일 수 있다.
바람직하게, 폴리머 또는 비폴리머 입자는 10 mm2 내지 120 mm2, 더 바람직하게는 15 mm2 내지 50 mm2, 특히 15 mm2 내지 50 mm2 및 특히 20 mm2 내지 40 mm2의 표면적을 갖는다. 바람직하게, 폴리머 입자는 약 0.5 내지 약 2.5g/cm3의 범위의 평균 밀도를 갖는다. 바람직하게, 폴리머 입자는 약 0.55 내지 약 2.0 g/cm3의 범위, 더 바람직하게는 약 0.6 내지 약 1.9g/cm3의 범위의 평균 밀도를 갖는다.
바람직하게, 비폴리머 입자는 폴리머 입자보다 큰 평균 밀도를 갖는다. 따라서, 바람직하게, 비폴리머 입자는 약 3.5 내지 약 12.0 g/cm3, 더 바람직하게는 약 5.0 내지 약 10.0 g/cm3, 특히 약 6.0 내지 약 9.0 g/cm3의 범위의 평균 밀도를 갖는다.
바람직하게, 폴리머 입자 및 비폴리머 입자의 평균 체적은 5 내지 275 mm3, 더 바람직하게는 8 내지 140 mm3 및 특히 10 내지 120 mm3의 범위이다.
바람직하게, 폴리머 또는 비폴리머 입자는 실질적으로 타원체, 실질적으로 원통형 또는 실질적으로 구형의 형상이다.
원통형 입자는 타원의 단면을 가질 수 있다. 이러한 실시형태에서, 바람직하게 단면의 장축선의 길이(a)는 2.0 내지 6.0 mm, 바람직하게는 2.2 내지 5.0 mm, 바람직하게는 2.4 mm 내지 4.5 mm의 범위이다. 바람직하게 단면의 단축선의 길이(b)는 1.3 내지 5.0 mm, 바람직하게는 1.5 내지 4.0 mm, 바람직하게는1.7 mm 내지 3.5 mm의 범위이다. 타원의 단면의 경우, a>b 이다. 바람직하게 원통형 입자의 길이(h)는 약 1.5 mm 내지 약 6.0 mm, 바람직하게는 약 1.7 mm 내지 약 5.0 mm, 바람직하게는 약 2.0 mm 내지 약 4.5 mm의 범위이다. 전형적으로 비율(h/b)은 약 0.5 내지 약 10이다.
원통형 입자는 또한 원형 단면을 가질 수 있다. 전형적 단면 직경(dc)은 1.3 내지 6.0 mm, 더 전형적으로는 1.5 내지 5.0 mm, 더 전형적으로는 1.7 mm 내지 4.5 mm의 범위이다. 바람직하게 이러한 입자의 길이(hc)는 약 1.5 mm 내지 약 6.0 mm, 바람직하게는 약 1.7 mm 내지 약 5.0 mm, 바람직하게는 약 2.0 mm 내지 약 4.5 mm의 범위이다. 전형적을 비율(hc/dc)은 약 0.5 내지 약 10의 범위일 수 있다.
일반적으로 입자는 2.0 내지 8.0 mm, 바람직하게는 2.2 내지 5.5 mm, 전형적으로는 약 2.4 mm 내지 약 5.0 mm의 범위의 입자 직경(ds)을 갖는 구형(그러나 완전 구형은 아님)의 형상일 수 있다.
입자는 2.0 내지 8.0 mm, 바람직하게는 3.0 내지 7.0 mm, 전형적으로는 약 4.0 mm 내지 약 6.5 mm의 범위의 입자 직경(dps)을 갖는 완전 구형의 형상일 수 있다.
바람직하게, 폴리머 입자는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 폴리알켄, 폴리아미드, 폴리에스터, 폴리실록산 또는 폴리우레탄을 포함한다. 바람직하게, 상기 폴리머 입자는 폴리아미드 또는 폴리에스터 입자, 특히 전형적으로 비드의 형태인 나일론, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트의 입자를 포함한다. 상기 폴리아미드 및 폴리에스터는 수용성 얼룩/오염물 제거를 위해 특히 효과적이고, 폴리알켄은 유성 얼룩의 제거를 위해 특히 유용하다는 것이 밝혀졌다.
나일론 6, 나일론 6,6, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트를 포함하지만 이들에 한정되지 않는 다양한 나일론 또는 폴리에스터 호모폴리머 또는 코폴리머가 사용될 수 있다. 바람직하게, 나일론은 바람직하게는 약 5000 내지 약 30000 달톤의 범위의 분자량(예를 들면, 약 10000 내지 약 20000 달톤, 또는 약 15000 내지 약 16000 달톤)을 갖는 나일론 6,6을 포함한다. 바람직한 폴리에스터는 바람직한 폴리에스터는 ASTM D-4603과 같은 용액법에 의해 측정된 0.3 내지 1.5 dl/g의 범위의 고유 점도 측정값에 대응하는 분자량을 갖는다.
선택적으로, 위의 폴리머 재료의 코폴리머는 본 발명의 목적을 위해 사용될 수 있다. 구체적으로, 이 폴리머 재료의 특징은 코폴리머 상에 특정의 특성을 부여하는 모노머 단위를 포함시키는 것에 의해 특정의 요구사항으로 조절될 수 있다. 따라서, 이 코폴리머는 특히 이온적으로 하전되거나 극성 부분 또는 불포화 유기기를 포함하는 폴리머 사슬 내에 모노머 단위를 포함시킴으로써 특수한 얼룩 물질을 흡인하게 될 수 있다. 이와 같은 기의 예는, 예를 들면, 산기 또는 아미노기, 또는 이것의 염, 또는 펜던트 알케닐기를 포함할 수 있다.
폴리머 입자는 발포 폴리머를 포함할 수 있다. 대안적으로, 폴리머 입자는 미발포 폴리머를 포함할 수 있다. 폴리머 입자는 선형, 분기형 또는 가교결합형인 폴리머를 포함할 수 있다
바람직하게, 비폴리머 입자는 유리, 실리카, 석재, 목재, 또는 임의의 다양한 금속 또는 세라믹 재료의 입자를 포함한다. 적절한 금속은 아연, 타이타늄, 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈, 구리, 텅스텐, 알루미늄, 주석, 및 이들의 합금을 포함하지만, 이것에 한정되지 않는다. 적절한 세라믹은 알루미나, 지르코니아, 텅스텐 탄화물, 규소 탄화물 및 규소 질화물을 포함하지만, 이것에 한정되지 않는다.
경우에 따라, 상기 비폴리머 입자는 코팅된 비폴리머 입자를 포함할 수 있다. 가장 바람직하게, 상기 비-폴리머 입자는 비-폴리머 코어 재료 및 폴리머 재료의 코팅을 포함하는 셸을 포함할 수 있다. 특정의 실시형태에서, 상기 코어는 금속 코어, 전형적으로 강 코어를 포함할 수 있고, 상기 셸은 폴리아미드 코팅, 예를 들면, 나일론 코팅을 포함할 수 있다.
경우에 따라 본 발명의 방법은 고체 미립자 재료만을 포함하는 (즉, 어떤 추가의 첨가제도 없는) 제제로 습윤된 기재의 처리에 의한 오염된 기재의 세정을 예상하지만, 다른 경우에는 선택적으로 적어도 하나의 세정제를 추가로 포함하는 제제가 사용된다. 이 적어도 하나의 세정제는 적어도 하나의 세제 조성물을 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 세정제는 세탁 사이클의 개시 전 또는 후에 세정 장치의 드럼 내로 도입될 수 있다. 다른 경우에, 상기 고체 미립자 재료 내에 포함된 상기 입자는 상기 적어도 하나의 세정제로 코팅될 수 있다.
세제 조성물의 주 성분은 세정 성분 및 후처리 성분을 포함할 수 있다. 세정 성분은 계면활성제, 효소 및 표백제를 포함하고, 후처리 성분은, 예를 들면, 재침착방지 첨가제, 방향제 및 광학적 광택제를 포함한다.
본 발명의 방법에서 사용하기 위한 제제는, 예를 들면, 증진제, 킬레이트제, 염료 이동 억제제, 분산제, 효소 안정제, 촉매 재료, 표백제 활성제, 폴리머 분산 제제, 점토 오염물 제거제, 거품 억제제, 염료, 구조 탄성화제, 직물 연화제, 전분, 담체, 히드로트로프, 프로세스 보조제 및/또는 색소와 같은 선택적으로 하나 이상의 다른 첨가제를 더 포함할 수 있다.
세제 조성물에 포함될 수 있는 적절한 계면활성제의 예는 비이온성 계면활성제, 음이온 계면활성제, 양이온 계면활성제, 양성 계면활성제 및/또는 쌍성이온 계면활성제, 및 반극성 비이온성 계면활성제로부터 선택될 수 있다. 계면활성제는 전형적으로 약 0.1%, 약 1%, 또는 심지어 약 5 중량%의 세정용 조성물로부터 약 99.9%, 약 80%, 약 35%, 또는 심지어 약 30 중량%까지의 세정용 조성물의 수준으로 제공될 수 있다.
이 세제 조성물 세정 성능 및/또는 직물 보호의 이익을 제공하는 하나 이상의 세제 효소를 포함할 수 있다. 적절한 효소의 예는 헤미셀룰라아제, 페록시다아제, 프로테아제, 다른 셀룰라아제, 다른 크실라나아제, 리파아제, 포스포리파아제, 에스테라아제, 큐티나아제, 펙티나아제, 케라타나아제, 레덕타아제, 옥시다아제, 페놀옥시다아제, 리폭시게나아제, 리그니나아제, 풀루라나아제, 탄나아제, 펜토사나아제, 말라나아제, [베타]-글루카나아제, 아라비노시다아제, 히알루로니다아제, 콘드로이티나아제, 라카아제, 아밀라아제, 또는 이들의 혼합물을 포함하지만 이것에 한정되지 않는다. 전형적 조합물은 프로테아제, 리파아제, 큐티나아제 및/또는 아밀라아제와 관련된 셀룰라아제와 같은 효소의 혼합물을 포함할 수 있다.
선택적으로, 효소 안정제도 또한 세정 성분 중에 포함될 수 있다. 이러한 관점에서, 세제용 효소는 다양한 기법에 의해, 예를 들면, 조성물 내에 수용성 칼슘원 및/또는 마그네슘 이온을 함유시키는 것에 의해 안정화될 수 있다.
세제 조성물은 하나 이상의 표백제 화합물 및 관련된 활성제를 포함할 수 있다. 이와 같은 표백제 화합물의 예는 과산화붕산염, 과산화탄산염, 과산화인산염, 과산화규산염, 및 모노 과황산염(예를 들면, 소듐 과산화붕산염 테트라하이드레이트 및 소듐 과산화탄산염)과 같은 무기 과산염 및 과산화수소를 포함하는 과산화 화합물 및 과초산, 모노페록시프탈산, 다이페록시도데칸디오산, N,N'-테레프탈로일-디(6-아미노페록시카프로산), N,N'-프탈로일아미노페록시카프로산 및 아미도페록시산과 같은 유기 페록시산을 포함하지만, 이것에 한정되지 않는다. 표백제 활성제는 테트라아세틸에틸렌디아민 및 소듐 노나노일옥시벤젠 술포네이트와 같은 카복실산 에스터를 포함하지만 이것에 한정되지 않는다.
적절한 증진제가 첨가제로서 포함될 수 있고, 이것은 알칼리 금속, 폴리포스페이트의 암모늄 및 알카놀암모늄 염, 알칼리 금속 실리케이트, 알칼리 토류 및 알칼리 금속 카보네이트, 알루미노실리케이트, 폴리카복실레이트 화합물, 에테르 하이드록시폴리카복실레이트, 말레산 무수물과 에틸렌 또는 비닐 메틸 에테르와의 코폴리머, 1,3,5-트리히드록시벤젠-2,4,6-트리술폰산, 및 카복시메틸-옥시석신산, 다양한 알칼리 금속, 에틸렌디아민 테트라아세트산 및 니트릴로트리아세트산과 같은 폴리아세트산의 암모늄 및 치환 암모늄 염, 뿐만 아니라 멜리트산, 석신산, 옥시디석신산, 폴리말레산, 벤젠 1,3,5-트리카복실산, 카복시메틸옥시석신산, 및 이것의 가용성 염과 같은 폴리카카복실레이트를 포함하지만, 이들에 한정되지 않는다.
이 첨가제는 또한 구리, 철 및/또는 망가니즈 킬레이트제 및/또는 하나 이상의 염료 이동 억제제 중 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다.
세제 조성물에서 사용하기 이한 적절한 폴리머 염료 이동 억제제는 폴리비닐피롤리돈 폴리머, 폴리아민 N-옥사이드 폴리머, N-비닐피롤리돈과 N-비닐이미다졸의 코폴리머, 폴리비닐옥사졸리돈 및 폴리비닐이미다졸 또는 그 혼합물을 포함하지만, 이들에 한정되지 않는다.
선택적으로, 세제 조성물은 또한 분산제를 포함할 수 있다. 적절한 수용성 유기 재료는 호모폴리머산 또는 코폴리머산 또는 이들의 염이고, 여기서 폴리카복실산은 2 개 이하의 탄소 원자에 의해 상호 분리된 적어도 2 개의 카복실 라디칼을 포함할 수 있다.
세제 조성물에 포함될 수 있는 상기 재침착방지 첨가제는 물리 화학적으로 작용하고, 예를 들면, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리아크릴레이트 및 카복시 메틸 셀룰로오스와 같은 재료를 포함한다.
선택적으로, 세제 조성물은 또한 방향제를 포함할 수 있다. 일반적으로 적절한 방향제는 알코올, 케톤, 알데히드, 에스터, 에테르 및 니트릴 알켄, 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있는 다성분 유기 화학 제제이다. 잔향을 제공하는 충분한 지속성을 제공하는 시판되는 화합물은 갈락솔리드(1,3,4,6,7,8-헥사히드로-4,6,6,7,8,8-헥사메틸시클로펜타(g)-2-벤조피란), 리랄(3- 및 4-(4-히드록시-4-메틸-펜틸) 시클로헥센-1-카복스알데히드 및 암브록산((3aR,5aS,9aS,9bR)-3a,6,6,9a-테트라메틸-2,4,5,5a,7,8,9,9b-옥타히드로-1H-벤조[e][1] 벤조프란)을 포함한다. 시판되는 완전히 배합된 방향제의 일례는 Symrise® AG에 의해 공급되는 Amour Japonais이다.
세제 조성물에서 사용될 수 있는 적절한 광학적 광택제는 수 개의 유기 화학 클래스에 포함되고, 그 중 가장 대중적인 것은 스틸벤 유도체이고, 한편 다른 적절한 클래스는 벤조옥사졸, 벤즈이미다졸, 1,3-디페닐-2-피라졸린, 쿠마린, 1,3,5-트리아진-2-일 및 나프탈이미드를 포함한다. 이와 같은 화합물의 예는 4,4'-비스[[6-아닐리노-4(메틸아미노)-1,3,5-트리아진-2-일]아미노]스틸벤-2,2'-디술폰산, 4,4'-비스[[6-아닐리노-4-[(2-히드록시에틸)메틸아미노]-1,3,5-트리아진-2-일]아미노]스틸벤-2,2'- 디술폰산, 디소듐 염, 4,4'-비스[[2-아닐리노-4-[스비(2-히드록시에틸)아미노]-1,3,5-트리아진-6-일]아미노]스틸벤-2,2'-디술폰산, 디소듐 염, 4,4'-비스[(4,6-디아닐리노-1,3,5-트리아진-2-일)아미노]스틸벤-2,2'-디술폰산, 디소듐 염, 7디-에틸아미노-4-메틸쿠마린, 4,4'-비스[(2-아닐리노-4-모폴리노-1,3,5-트리아진-6-일)아미노]-2,2'-스틸벤디술폰산, 디소듐 염, 및 2,5-비스(벤조옥사놀-2-일)티오펜을 포함하지만, 이들에 한정되지 않는다.
상기 성분은 단독으로 또는 임의의 원하는 조합으로 사용될 수 있고, 그 효과를 최대화하기 위해 세정 사이클 중의 적절한 단계에서 첨가될 수 있다.
바람직하게, 고체 미립자 재료 대 기재의 비율은 약 0.1:1 내지 약 30:1(w/w), 더 바람직하게는 약 0.1:1 내지 약 20:1(w/w), 더 바람직하게는 약 0.1:1 내지 약 15:1(w/w), 특히 약 0.1:1 내지 약 10:1(w/w), 특히 약 0.5:1 내지 약 5:1(w/w), 특히 약 1:1 내지 약 3:1(w/w)의 범위, 특히 약 2:1(w/w)이다. 따라서, 예를 들면, 5 kg의 직물의 세정을 위해, 10 kg의 폴리머 또는 비폴리머 입자가 사용되는 것이 적절하다. 이러한 비율은 본 발명의 방법의 제 1 양태에 따라 드럼 내에서 상기 다수의 고체 입자 대 기재의 비율에 적용되고, 또한 본 발명의 방법의 제 2 양태에 따라 상기 제 1 세정 사이클 및 제 2 세정 사이클의 각각에서 드럼 내에서 상기 다수의 고체 입자 대 기재의 비율에 적용된다. 이 비율은 본 발명의 제 3 양태 및 제 4 양태에도 유사하게 적용된다. 특히, 본 방법이 제 2 세정 사이클을 포함하는 경우, 제 2 세정 사이클에서 고체 미립자 재료 대 기재의 비율이 약 0.1:1 내지 약 30:1(w/w), 더 바람직하게는 약 0.1:1 내지 약 20:1(w/w), 더 바람직하게는 약 0.1:1 내지 약 15:1(w/w), 특히 약 0.1:1 내지 약 10:1(w/w), 특히 약 0.5:1 내지 약 5:1(w/w), 특히 약 1:1 내지 약 3:1(w/w)의 범위, 특히 약 2:1(w/w)이 되도록, 고체 미립자 재료(즉 본 명세서에서 언급되는 다수의 고체 입자)는 드럼이 제 2 세정 사이클에서 회전될 때 적절히 도입된다.
바람직하게, 고체 미립자 재료 대 기재의 비율은 세탁 사이클의 특정의 단계 중에 실질적으로 일정한 수준에 유지된다. 결과적으로, 신선한 고체 미립자 재료 및 리사이클링된 고체 미립자 재료 또는 재순환된 고체 미립자 재료의 펌핑은 세정 작업의 소정의 시점에서 드럼 내에 대량 동일한 수준의 고체 미립자 재료를 유지하기에 충분한 속도로 진행될 수 있고, 이것에 의해 세탁 사이클의 특정의 단계가 완료될 때까지 고체 미립자 재료 대 오염된 기재의 비율이 실질적으로 일정하게 지속되는 것이 보장된다.
본 발명의 장치 및 방법은 소규모 또는 대규모 배취식 프로세스를 위해 사용될 수 있고, 가정용 세정 프로세스 및 산업용 세정 프로세스의 양자 모두에 적용될 수 있다. 본 발명은 가정용 세탁기 및 프로세스에 적용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 방법은 특히 직물류의 세정에 적용된다. 그러나 이와 같은 세정 시스템에서 사용되는 조건은 종래의 직물의 습식 세정에 전형적으로 적용되는 것보다 상당히 감소된 온도의 사용을 가능하게 하고, 그 결과 상당한 환경적 및 경제적 이익을 제공한다.
이 세탁 사이클의 전형적 프로시저 및 조건은, 예를 들면, 5 내지 95℃의 온도로, 바람직하게는 5 내지 120 분의 지속시간 동안 본 발명의 방법에 따라 처리되는 것이 일반적으로 요구된다. 그 후, 전체 프로세스의 임의의 추가의 단계를 완료시키기 위해 추가의 시간이 요구될 수 있다. 전형적으로, 전체 사이클의 총 지속시간은 전형적으로 약 1 시간 내지 약 1 시간 15 분의 범위이다. 경우에 따라, 세탁 사이클 시간의 총 지속시간은 약 50 분 내지 약 1 시간 40 분의 범위일 수 있다. 본 발염의 방법을 위한 작동 온도는 약 10 내지 약 60℃ 또는 약 15 내지 약 40℃의 범위일 수 있다.
본 발명의 세정 장치 또는 본 발명에서 사용되는 세정 장치는 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 원통형 측벽의 외면에 제거가능하게 부착되는 실링 수단을 필요로 하지 않거나 또는 포함하지 않는다는 것이 인정될 것이다. 특히, 본 발명의 세정 장치 또는 본 발명에서 사용되는 세정 장치는 오염된 기재를 세정하는 방법 중에 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 외면에 탈부착되는 제거가능하게 부착되는 실링 수단을 포함하지 않는다는 것이 인정될 것이다. 그러므로 본 명세서에 기재된 본 발명의 방법은 제 1 세정 사이클과 제 2 세정 사이클 사이에 이러한 실링 수단을 제거하는 단계를 포함하지 않는다는 것이 인정될 것이다.
본 발명의 세정 장치 또는 본 발명에서 사용되는 세정 장치는 회전가능하게 장착된 원통형의 천공된 드럼 내에 동심으로 위치되는 상기 드럼보다 작은 직경의 회전가능하게 장착된 원통형 천공 케이지(여기서, 상기 케이지 및 상기 드럼은 상기 회전가능하게 장착된 드럼보다 큰 직경을 갖는 고정된 원통형 드럼 내에 동심을 위치됨)를 필요로 하지 않거나 또는 포함하지 않는다는 것이 또한 인정될 것이다.
바람직한 실시형태에서, 본 발명은 다수의 고체 입자로 세정 장치의 회전가능하게 장착된 원통형 드럼 내에서 적어도 하나의 오염된 기재를 세정하기 위한 방법을 제공하고, 이 방법은,
a) 제 1 세정 사이클을 위해 적어도 하나의 세정제를 포함하는 세탁액 및 상기 다수의 고체 입자와 함께 상기 드럼 내에서 상기 적어도 하나의 오염된 기재를 교반하는 단계;
b) 상기 세정 장치로부터 상기 세탁액을 배출시키는 단계 - 바람직하게 여기서 상기 드럼은 상기 드럼으로부터 유체를 추출하기 위해 10을 초과하는 G 힘으로 회전됨 -;
c) 제 2 세정 사이클을 위해 상기 세정 장치 내에 수성의 비-세제(aqueous non-detergent) 매체를 도입하고, 상기 드럼 내에서 상기 다수의 고체 입자 함께 상기 적어도 하나의 오염된 기재를 교반하는 단계 - 여기서 상기 제 2 세정 사이클은 상기 드럼을 회전시키는 단계 및 상기 드럼이 회전될 때 상기 드럼 내에 다수의 고체 입자를 도입시키는 단계를 포함함 -;
d) 상기 제 2 세정 사이클의 완료 후에 상기 세정 장치로부터 세탁액을 배출시키는 단계 - 바람직하게는 여기서 상기 드럼은 상기 드럼으로부터 유체를 추출하기 위해 10을 초과하는 G 힘으로 회전됨 -;
e) 바람직하게는 추가의 고체 미립자 재료가 드럼에 도입되지 않도록, 드럼 내에서 기재를 교반하면서 추가의 물을 도입하는 단계를 포함하는 헹굼 단계;
f) 바람직하게는 일련의 저속 회전 및 역회전을 포함하는, 드럼 내에 유지되어 있는 임의의 고체 미립자 재료를 제거하는 단계를 포함하고,
바람직하게 여기서 제 2 세정 사이클의 수성의 비-세제 매체는 제 1 세정 사이클의 세탁액과 상이하고,
바람직하게 여기서 제 1 세정 사이클은 제 1 주기 동안에 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하도록 하고, 이것에 의해 상기 드럼의 중심 부분이 어떤 오염된 기재에 의해서도 점유되지 않도록 상기 드럼을 회전시키는 단계를 포함하고, 여기서 상기 드럼은, 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 제 2 주기 동안에 환형 경로를 운행하지 않도록 더 회전되므로, 제 1 세정 사이클에서 상기 드럼은 상기 제 1 주기 동안에 적어도 1, 바람직하게는 1 내지 10의 G 힘으로 회전되고, 상기 제 2 주기 동안에 1 미만, 바람직하게는 0.7 이하의 G 힘으로 회전되고,
바람직하게 여기서 제 2 세정 사이클은 제 1 주기 동안에 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하도록 하고, 이것에 의해 상기 드럼의 중심 부분이 어떤 오염된 기재에 의해서도 점유되지 않도록 상기 드럼을 회전시키는 단계를 포함하고, 여기서 상기 드럼은, 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 제 2 주기 동안에 환형 경로를 운행하지 않도록 더 회전되므로, 제 2 세정 사이클에서 상기 드럼은 상기 제 1 주기 동안에 적어도 1, 바람직하게는 1 내지 10의 G 힘으로 회전되고, 상기 제 2 주기 동안에 1 미만, 바람직하게는 0.7 이하의 G 힘으로 회전되고,
바람직하게 여기서 상기 다수의 고체 입자는 복수의 펄스에 의해 제 2 세정 사이클 중에 규칙적인 간격으로 드럼 내로 도입되고, 바람직하게는 여기서 적어도 일부의 펄스는 드럼이 적어도 1의 G가 되도록(즉, 환형 경로를 운행하는 기재와 일치되도록) 회전되는 중에 발생된다
추가의 바람직한 실시형태에서, 본 발명은 세정 장치의 회전가능하게 장착된 원통형 드럼 내에서 적어도 하나의 오염된 기재를 세정하기 위한 방법을 제공하고, 이 방법은,
상기 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하도록 하고, 이것에 의해 상기 드럼의 중심 부분이 어떤 오염된 기재에 의해서도 점유되지 않도록 상기 드럼을 회전시키는 단계 및 상기 드럼의 중심 부분 내에 다수의 고체 입자를 도입하는 단계 - 상기 방법은 세탁 사이클을 위해 상기 세정 장치를 작동시키는 단계를 포함하고, 상기 세탁 사이클 중에 상기 드럼은 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하도록 하고, 이것에 의해 상기 드럼의 중심 부분이 어떤 오염된 기재에 의해서도 점유되지 않도록 회전되고, 이것에 의해 상기 드럼의 중심 부분은 제 1 주기 동안에 어떤 오염된 기재에 의해서도 점유되지 않고, 상기 드럼은 제 2 주기 동안에 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하지 않도록 더 회전되고, 상기 드럼은 상기 제 1 주기 동안에 적어도 1, 바람직하게는 1 내지 10의 G 힘으로 회전되고, 더욱이 상기 드럼은 상기 제 2 주기 동안에 1 미만, 바람직하게는 0.7 이하의 G 힘으로 회전됨 -;
상기 세정 장치로부터 상기 세탁액을 배출시키는 단계 - 바람직하게 여기서 상기 드럼은 상기 드럼으로부터 유체를 추출하기 위해 10을 초과하는 G 힘으로 회전됨 -;
바람직하게는 추가의 고체 미립자 재료가 드럼에 도입되지 않도록, 드럼 내에서 기재를 교반하면서 추가의 물을 도입하는 단계를 포함하는 헹굼 단계; 및
바람직하게는 일련의 저속 회전 및 역회전을 포함하는, 드럼 내에 유지되어 있는 임의의 고체 미립자 재료를 제거하는 단계를 포함하고,
바람직하게 여기서 상기 다수의 고체 입자는 복수의 펄스에 의해 세탁 사이클 중에 규칙적인 간격으로 드럼 내로 도입되고, 바람직하게는 상기 다수의 고체 입자의 적어도 일부의 펄스는 드럼이 적어도 1의 G가 되도록(즉, 환형 경로를 운행하는 기재와 일치되도록) 회전되는 중에 발생된다
본 발명은 다음의 실시예를 참조하여 더 설명될 것이지만, 이것은 어떤 형태로든 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.
실시예
세정 효율 시험
직조된 면직물(194 gm-2, Whaleys, Bradford, Uk)을 피지, 카본블랙, 혈액, 코코아 및 레드 와인으로 오염시켰다.
다음에 일련의 시험 및 제어 조건을 이용하여 세정 시험이 실시되었다. 이 시험은 전술한 바와 같은 본 발명의 제 3 양태 및 제 4 양태를 조합하고, 전술한 유형의 고체 미립자 재료와 함께 사용하도록 된 세정 장치의 사용을 수반하였고, 이하 이것을 실시예 1이라고 한다. 미국의 가정용으로 적절한 종래의 세탁기(Samsung® WF435ATG)를 이용하여 대조 세정 시험이 실시되었다. 이 가정용 세탁기 내에 오염된 기재의 투입 후에, 대조 세정 시험이 1 시간의 지속시간 동안에 29 내지 43℃의 온도의 온수로 표준 세탁 사이클을 이용하여 실시되었다.
이 대조 세정 시험과 본 발명의 제 1 양태 및 제 2 양태를 조합한 방법을 사용한 시험은 각각의 경우에 동일한 세제 조성물을 사용하여 실시되었다.
비교하면, 본 발명의 방법을 위한 세정 시험은 먼저 오염된 기재를 도시된 세정 장치(10)의 드럼(60) 내에 투입하고, 이 장치를 밀봉하기 위해 도어(20)를 닫고, 다음에 80 rpm(G = 2)으로 드럼(60)을 회전시킴으로써 실시되었다. 이 속도로 드럼(60)을 회전시키면 기재는 드럼의 내벽에 가압되고, 이것에 의해 도넛을 형성하였다. 드럼 내에서 기재를 습윤시키고 적시기 위해, 4 리터의 물이 스프레이 헤드(12)를 이용하여 밸러스트 하중 또는 도넛의 중앙에 분사되었다. 나일론 비드의 형태의 고체 미립자 재료가 펌핑 수단(52)을 이용하여 섬프(50)로부터 상방으로 물과 함께 펌핑되었다. 다음에 섬프(50) 내에 잔류하는 일부의 비드는 도어(20)를 통해 드럼(60)에 도입되었고, 50 초의 주기에 걸쳐 세탁물 또는 도넛의 중심으로 향하였다. 다음에, 4 리터의 세제가 스프레이 헤드(12)를 이용하여 도넛의 중앙 내로 비드의 상부에 분사되었다. 세제는 5분 동안 세탁물 내에 침지되도록 방치되었다. 다음에 섬프(50)로부터 드럼(60)으로 비드가 더 도입되고, 이 드럼은 47 rpm(G = 0.7)의 속도로 회전되었다. 추가의 비드가 20 분 동안 매 30초 마다 발생되는 일련의 펄스로 섬프(50)로부터 드럼(60)에 도입되었다. 매 5 회째 펄스와 일치되도록, 도넛을 형성하기 위해 드럼(60)의 회전 속도는 80 rpm(G = 2)까지 증가되었고, 비드는 이 도넛의 중심으로 향하였다. 이 프로세스는 40 회의 비드의 펄스를 위해 계속되었고, 세탁 사이클의 이 단계 중에 8 개의 도넛이 형성되었다. 이 제 1 세정 단계의 전체를 통해 섬프(50)와 드럼(60) 사이에서 비드를 펌핑하기 위해 약 14.5 리터의 물이 사용되었다.
드럼(60)의 회전에 의한 교반의 과정 중에, 임의의 세제를 포함하는 물이 드럼(60)의 천공을 통해 낙하되어 섬프(50) 내로 유입된다.비드는 드럼이 회전될 때 이 드럼(60)의 내주면 상에 배치된 리프터에 의해 섬프(50)로 이동된다. 섬프(50)로의 이송 시에, 이 세탁 사이클 중에 드럼(60) 내에 추가의 고체 미립자 재료가 유입될 수 있도록 펌핑 수단(52)은 비드와 조합된 물을 상방으로 도어(20)까지 다시 펌핑한다. 이 세정 작업에서 사용되고, 섬프(50)로 복귀된 고체 미립자 재료는 드럼(60) 내로 재도입될 수 있으므로 단일의 세탁 사이클이나 또는 후속 세탁 사이클에서 재사용될 수 있다.
초기의 세정 단계의 말기에서, 드럼(60)의 회전 속도는 이 드럼으로부터 유체의 배출을 촉진시키기 위해 5 분 동안 500 rpm(G = 77)까지 증가되었다. 드럼(60)이 500 rpm으로 회전되고 있을 때, 세정 장치(10)의 유체 내용물(오수/잡배수)은 섬프(50)로부터 배출되었으나 비드는 제거되지 않았다. 그러므로 초기의 세정 단계 후에 다수의 비드가 드럼 내에 잔류되었다. 신선한 물(15 리터)이 섬프(50)에 추가되었고, 섬프(50)로부터 드럼(60)에 비드를 재도입시킴으로써 세탁 사이클이 재개되었고, 드럼은 제 2 세정 단계를 개시하기 위해 80 rpm(G = 2)의 속도로 회전되었다. 섬프(50)로부터 추가의 비드가 15 분 동안 매 30초 마다 발생되는 일련의 펄스로 드럼(60)에 도입되었다. 드럼(60)의 회전 속도는 3 개의 독립된 도넛을 형성하기 위해 사이클의 이 단계 중에 3 개의 별개의 간격으로 80 rpm(G = 2)까지 증가되었다. 비드의 펄스는 일단 도넛이 형성되면 이 도넛의 중심 내로 비드를 향하게 하도록 조정되었다. 기재가 도넛 구성을 취하지 않는 개재 주기 동안에, 드럼(60)은 일 방향으로의 수 차례의 회전을 위해 47 rpm(G = 0.7)으로 회전되었고, 다음에 반대 방향으로 유사한 회전 수로 회전되었다.
제 2 세정 단계 후에, 드럼(60)의 회전 속도는 5 분 동안 500 rpm(G = 77)까지 증가되었다. 드럼(60)이 500 rpm으로 회전되고 있을 때, 세정 장치의 유체 내용물은 다시 드럼(60)의 내부에 잔류된 비드와 함께 섬프(50)로부터 배출되었다. 다음에 스프레이 헤드(12)로부터 드럼(60) 내의 세탁물 상에 5 리터의 물을 도입하고, 3 분 동안 가변적인 높은 스핀 속도(G>1) 및 낮은 스핀 속도(G<1)로 회전시킴으로써 헹굼 작동이 실시되었다. 이 단계의 목적은 가능한 많이 오염된 기재를 혼란시킴으로써 기재의 모든 영역이 헹굼 물에 노출되도록 하기 위한 것이다.
이 세탁 사이클의 완료 후에 비드를 제거하기 위해, 드럼(60)은
포획된 비드를 모두 제거하기 위해 약 5 내지 10 분의 주기 동안에 고속(G>1) 및 저속(G<1)으로 시계방향 운동 및 반시계방향 운동의 양자 모두로 회전되었다. 본 발명의 방법을 위한 시험에서 실시된 모든 세정 단계를 위한 총 시간은 73 분이었다.
세정 시험 결과
비드 유형 Y 값
면 피지 카본블랙 혈액 코코아 레드 와인
가정용 세탁기에서의 세탁 사이클 없음 92.57 62.7 33.8 42.78 48.31 58.91
본 발명의 세탁 사이클(실시예1) 나일론 91.56 65.25 38.08 44.84 51.76 59.28
폴리프로필렌 91.14 65.76 38.98 46.09 51.67 60.03
본 발명의 방법에 따른 세탁 사이클을 수행했을 때 얻어지는 결과와 비교된 전형적 가정용 세탁기의 표준 세탁 사이클을 실시했을 때 얻어지는 결과는 표 1에 표시되어 있다. Y 값은 기재의 오염의 정도를 나타낸다. Y 값이 100에 근접할 수록 기재는 더욱 "백색"에 근접하거나 더욱 세정도가 높은 것이다. 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 방법은 시험 기재에 가해진 5 가지 시험 물질의 전부에 대해 상당히 개량된 세정 성능(즉, 더 높은 Y 값)을 나타냈다. 결과적으로, 본 발명의 방법 및 장치는 공지된 가정용 세정 프로세스에 비해 전체적으로 상당히 개선된 세정 효과를 나타낸다.
더욱이, 본 발명의 세정 프로세스의 적용 시 사용된 물의 총 체적은 종래의 물세탁 프로시저의 사용에 관련된 수준보다 상당히 낮으므로 비용 및 환경적 이익의 면에서 상당한 장점을 제공한다.
일반적으로 실시예 1의 것에 따른 방법으로 3 개의 추가의 세정 시험(실시예 2, 3 및 4)이 실시되었다.
따라서, 실시예 2에서, 세정 장치는 본 발명의 제 3 양태에만 대응되었고, 방법은 본 발명의 제 1 양태에만 대응되었다(즉, 제 4 양태 및 제 2 양태의 각각에 대응되지 않음). 다시 말하면, 이 방법은 제 1 주기 동안에 오염된 기재가 환형 경로를 운행하게 됨으로써 드럼의 중심 부분이 임의의 오염된 기재에 의해 점유되지 않도록 드럼이 회전되고, 제 2 주기 동안에 오염된 기재가 환형 경로를 운행하지 않도록 드럼이 더 회전되는 세탁 사이클로 세정 장치를 작동시키는 단계를 포함한다. 이 세탁 사이클은 30 분 동안 지속되었고, 60 회의 비드 펄스를 포함하였다. 각각의 펄스는 15 초 동안 지속되고, 다음에 15 초 동안 텀블링되었다. 매 5 회째의 비드 펄스는 이 세탁 사이클의 10%에 대응하는 기재의 환형 구성(즉, 도넛 형성)과 동시에 발생되었다. 환형 구성(도넛)의 형성을 위해, 드럼은 80 rpm(1.98 G)으로 회전되었다. 비-환형 구성(텀블링)을 위해, 드럼은 47rpm(0.7 G)으로 회전되었다.
실시예 3에서, 세정 장치는 본 발명의 제 4 양태에만 대응되었고, 방법은 본 발명의 제 2 양태에만 대응되었다(즉, 제 3 양태 및 제 1 양태의 각각에 대응되지 않음). 다시 말하면, 이 방법은 제 1 세정 사이클의 세탁액을 세정 장치(10)로부터 배출시키는 단계에 의해 분리되는 제 1 세정 사이클 및 제 2 세정 사이클을 포함하였다. 제 2 세정 사이클 중에, 이 방법은 드럼을 회전시키는 단계 및 상기 드럼이 회전될 때 드럼 내에 다수의 고체 입자를 도입하는 단계를 포함하였다. 제 1 세정 사이클은 장치의 도넛의 형성이 없는 종래의 작동과 일치되었다. 제 2 세정 사이클은 10 분 동안 실시되었고, 그 동안에 비드는 매 10 초마다 드럼 내로 펄싱되었고, 각각의 펄스는 10 초의 텀블링만으로 분리되었다. 총 30 회의 비드 펄스가 존재하였다. 텀블링 속도는 47 rpm(0.7 G)이었고, 이 텀블링은 펄스마다 방향이 변화되었다. 제 2 세정 사이클 후에, 본 방법은 이 장치의 종래의 작동에 따라 이 사이클의 추출 스핀 및 비드 제거 구간으로 계속되었다.
실시예 4는 비교 실시예이고, 본 발명의 제 1 양태도 제 2 양태도 사용하지 않았다. 다시 말하면, 이 세탁 사이클은 WO-2011/098815-A에 개시된 바와 같은 장치의 종래의 작동을 포함하였으므로, 실시예 4의 방법은 비드-포함 펄스 대신 동일한 10 분의 주기를 포함하는 표준 분사 헹굼을 사용하였다.
의문을 회피하기 위해, 모든 시험은 어느 경우에도 동일한 세제 조성물을 사용하여 실시되었다.
실시예 3 및 실시예 4의 대기의 20℃의 사이클을 위한 세정 시험 결과는 아래의 표 2에 제시되어 있다.
세정 시험 결과(실시예 3 및 실시예 4)
면 피지 카본블랙 혈액 코코아 레드 와인
실시예 3 89.55 68.8 40.93 66.17 60.16 62.53
실시예 4(비교예) 90.53 65.07 36.61 63.29 52.63 60.41
표 2의 모든 점수는 Y 색이다. Y 색은 백색도의 지표이다. 면(cotton)은 재침착 견본이다. 제 2 세정 사이클의 비드 헹굼이 제거된 경우(즉, 비교 실시예 4), 세정가능한 얼룩의 전체에 걸쳐 현저한 악화를 볼 수 있고, 이것은 본 발명의 방법 및 장치의 놀라운 장점을 입증한다. 전형적으로, 2 Y 이상의 변화는 상당한 효과를 나타내고, 이것은 육안으로 볼 수 있다.
실시예 2의 결과는 또한 비교 실시예 4에 비해 우수한 성능을 나타낸다.
본 명세서의 기재 및 청구항의 전체를 통해,"포함한다"는 용어 및 그 변형어는 "포함하지만 제한하지는 않는다"는 의미이고, 이것은 다른 부분(moiety), 첨가제, 성분, 정수 또는 단계를 배제하고자 하는 의도를 가지지 않는다(배제하지 않는다). 본 명세서의 기재 및 청구항의 전체를 통해, 단수는 문맥상 다른 의미로 해석되어야 하는 경우를 제외하고 복수를 포함한다. 특히, 부정관사가 사용되는 경우, 명세서는 문맥상 다른 의미로 해석되어야 하는 경우를 제외하고 복수 뿐만 아니라 단수를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 특정의 양태, 실시형태, 사례, 실례, 또는 실시예와 관련하여 설명되는 대상물, 정수, 특징, 화합물, 화학적 부분 또는 기는 상호 모순되지 않는 한 본 명세서에 설명되는 임의의 다른 양태, 실시형태, 사례, 실예, 또는 실시예에 적용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서(첨부되는 임의의 청구항, 요약 및 도면을 포함)에 개시된 모든 대상물 및/또는 이렇게 개시된 임의의 방법 또는 프로세스의 모든 단계는 이와 같은 대상물 및/또는 단계의 적어도 일부가 상호 배타적인 조합의 경우를 제외하고 임의의 조합으로 조합될 수 있다. 본 발명은 전술한 임의의 실시형태의 세부사항에 제한되지 않는다. 본 발명은 본 발명은 임의의 새로운 대상물 또는 본 명세서(첨부되는 임의의 청구항, 요약 및 도면을 포함)에 개시된 대상물의 임의의 새로운 조합으로, 또는 임의의 새로운 단계 또는 이렇게 개시된 임의의 방법 또는 프로세스의 단계들의 임의의 새로운 조합으로 확장될 수 있다.
본 명세서에서 사용될 때 용어 "방법"은 바람직하게 본 발명에서 설명된 "방법들 중 임의의 것"을 의미하고, 더 바람직하게는 반대의 진술이 없는 한 또는 당업자가 이러한 조합이 불가능하거나 의도될 수 없다고 이해하지 않는 한 "본 발명의 제 1 양태 및 제 2 양태에 따른 방법"을 의미한다. 마찬가지로, 용어 "장치"는 바람직하게 본 발명에서 설명된 "장치들 중 임의의 것"을 의미하고, 더 바람직하게는 반대의 진술이 없는 한 또는 당업자가 이러한 조합이 불가능하거나 의도될 수 없다고 이해하지 않는 한 "본 발명의 제 3 양태 및 제 4 양태에 따른 장치"를 의미한다.
독자는 본 출원과 관련되어 본 명세서의 출원과 동시에 또는 출원 전에 제출되어 본 명세서와 함께 공중이 열람하도록 공개된 모든 연구논문 및 문헌에 주목하고, 이와 같은 모든 연구논문 및 문헌의 내용은 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.

Claims (51)

  1. 다수의 고체 입자로 세정 장치의 회전가능하게 장착된 원통형 드럼 내에서 적어도 하나의 오염된 기재를 세정하기 위한 방법으로서,
    a) 제 1 세정 사이클을 위해 적어도 하나의 세정제를 포함하는 세탁액 및 상기 다수의 고체 입자와 상기 적어도 하나의 오염된 기재를 상기 드럼 내에서 교반하는 단계;
    b) 상기 세정 장치로부터 상기 세탁액을 배출시키는 단계; 및
    c) 제 2 세정 사이클을 위해 상기 세정 장치 내에 수성의 비-세제(aqueous non-detergent) 매체를 도입하고, 상기 드럼 내에서 상기 다수의 고체 입자와 상기 적어도 하나의 오염된 기재를 교반하는 단계를 포함하고, 상기 제 2 세정 사이클은 상기 드럼을 회전시키는 단계 및 상기 드럼이 회전될 때 상기 드럼 내에 다수의 고체 입자를 도입시키는 단계를 포함하는, 세정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수성의 비-세제 매체는 물 및 하나 이상의 처리 첨가제를 포함하는, 세정 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 세정 사이클은 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하도록 하고, 이것에 의해 상기 드럼의 중심 부분이 어떤 오염된 기재에 의해서도 점유되지 않도록 상기 드럼을 회전시키는 단계를 포함하는, 세정 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 세정 사이클은 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하도록 하고, 이것에 의해 상기 드럼의 중심 부분이 어떤 오염된 기재에 의해서도 점유되지 않도록 적어도 1의 G 힘으로 상기 드럼을 회전시키는 단계를 포함하고, 바람직하게 상기 G 힘은 1 내지 10인, 세정 방법.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 세정 방법은 상기 드럼의 중심 부분에 다수의 고체 입자를 도입하는 단계를 포함하는, 세정 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 다수의 고체 입자는, 상기 입자가 상기 드럼에 진입하는 위치에서, 상기 드럼의 축선에 실질적으로 평행한 궤도를 따라 상기 드럼 내로 도입되는, 세정 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 세정 사이클은 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하도록 하고, 이것에 의해 상기 드럼의 중심 부분이 어떤 오염된 기재에 의해서도 점유되지 않도록 상기 드럼을 회전시키는 단계를 포함하는, 세정 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 세정 사이클은 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하도록 하고, 이것에 의해 상기 드럼의 중심 부분이 어떤 오염된 기재에 의해서도 점유되지 않도록 적어도 1의 G 힘으로 상기 드럼을 회전시키는 단계를 포함하고, 바람직하게 상기 G 힘은 1 내지 10인, 세정 방법.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 세정 방법은 상기 드럼의 중심 부분에 다수의 고체 입자를 도입하는 단계를 포함하는, 세정 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 세정 사이클은 제 1 주기 동안에 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하도록 하고, 이것에 의해 상기 드럼의 중심 부분이 어떤 오염된 기재에 의해서도 점유되지 않도록 상기 드럼을 회전시키는 단계를 포함하고, 상기 드럼은 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 제 2 주기 동안에 환형 경로를 운행하지 않도록 더 회전되는, 세정 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 세정 사이클에서, 상기 드럼은 상기 제 1 주기 동안에 적어도 1의 G 힘으로 회전되고, 상기 제 2 주기 동안에 1 미만, 바람직하게는 0.7 이하의 G 힘으로 회전되는, 세정 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 세정 사이클은 제 1 주기 동안에 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하도록 하고, 이것에 의해 상기 드럼의 중심 부분이 어떤 오염된 기재에 의해서도 점유되지 않도록 상기 드럼을 회전시키는 단계를 포함하고, 상기 드럼은 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 제 2 주기 동안에 환형 경로를 운행하지 않도록 더 회전되는, 세정 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 세정 사이클에서 상기 드럼은 상기 제 1 주기 동안에 적어도 1의 G 힘으로 회전되고, 상기 제 2 주기 동안에 1 미만, 바람직하게는 0.7 이항의 G 힘으로 회전되는, 세정 방법.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 세정 사이클을 위해 상기 세정 장치 내에서 사용되는 유체의 체적은 상기 제 1 세정 사이클을 위해 상기 세정 장치 내에서 사용되는 유체의 체적보다 작은, 세정 방법.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세정 장치는 섬프(sump)를 포함하고, 상기 세탁액은 상기 제 1 세정 사이클 후에 상기 섬프로부터 배출되고, 상기 수성의 비-세제 매체는 상기 제 2 세정 사이클을 위해 상기 섬프에 첨가되는, 세정 방법.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세정 장치는 오염된 기재를 세정하는 상기 방법 중에 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 외면에 탈부착되는 제거가능하게 부착되는 실링 수단을 포함하지 않고, 그리고/또는 상기 방법은 상기 제 1 세정 사이클과 상기 제 2 세정 사이클 사이의 이러한 실링 수단을 제거하는 단계를 포함하지 않는, 세정 방법.
  17. 세정 장치의 회전가능하게 장착된 원통형 드럼 내에서 적어도 하나의 오염된 기재를 세정하기 위한 방법으로서, 상기 방법은,
    상기 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하도록 하고, 이것에 의해 상기 드럼의 중심 부분이 어떤 오염된 기재에 의해서도 점유되지 않도록 상기 드럼을 회전시키는 단계 및 상기 드럼의 중심 부분 내에 다수의 고체 입자를 도입하는 단계를 포함하고, 상기 방법은 세탁 사이클을 위해 상기 세정 장치를 작동시키는 단계를 포함하고, 상기 세탁 사이클 중에 상기 드럼은 제 1 주기 동안에 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하도록 하고, 이것에 의해 상기 드럼의 중심 부분이 어떤 오염된 기재에 의해서도 점유되지 않도록 회전되고, 상기 드럼은 제 2 주기 동안에 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하지 않도록 더 회전되고, 상기 드럼은 상기 제 1 주기 동안에 적어도 1의 G 힘으로 회전되고, 더욱이 상기 드럼은 상기 제 2 주기 동안에 1 미만의 G 힘으로 회전되는, 세정 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 드럼은 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 상기 환형 경로를 운행하도록 1 내지 10의 G 힘으로 회전되는, 세정 방법.
  19. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    상기 드럼은 상기 제 2 주기 동안에 0.7 이하의 G 힘으로 회전되는, 세정 방법.
  20. 제 17 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다수의 고체 입자는, 상기 입자가 상기 드럼에 진입하는 위치에서, 상기 드럼의 축선에 실질적으로 평행한 궤도를 따라 상기 드럼 내로 도입되는, 세정 방법.
  21. 제 17 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은 상기 드럼 내에 상기 다수의 고체 입자를 도입하기 전에 상기 적어도 하나의 오염된 기재를 물로 습윤시키는 단계를 더 포함하는, 세정 방법.
  22. 제 17 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은 상기 다수의 고체 입자의 도입 후에 상기 드럼 내에 적어도 하나의 추가의 세정제를 도입하는 단계를 더 포함하는, 세정 방법.
  23. 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 드럼은 실질적으로 수평 축선을 중심으로 장착되는, 세정 방법.
  24. 제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 드럼은 천공된 측벽을 포함하는 회전가능하게 장착된 원통형 케이지를 포함하고, 상기 천공은 5.0 mm 이하의 직경을 갖는 구멍을 포함하는, 세정 방법.
  25. 제 1 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 드럼은 10 내지 7000 리터의 용량을 갖는, 세정 방법.
  26. 제 1 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 드럼은 30 내지 150 리터의 용량을 갖는, 세정 방법.
  27. 제 1 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항 또는 제 26 항에 있어서,
    상기 세정 장치는 가정용 세탁기인, 세정 방법.
  28. 제 1 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세정 장치는 상업용 세탁기인, 세정 방법.
  29. 제 1 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 오염된 기재는 직물 재료, 특히 하나 이상의 의류, 리넨, 네이퍼리(napery), 타월 등을 포함하는, 세정 방법.
  30. 제 1 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다수의 고체 입자는 다수의 폴리머 입자를 포함하거나 또는 다수의 폴리머 입자로 이루어지고, 또는 상기 다수의 고체 입자는 다수의 비폴리머 입자를 포함하거나 또는 다수의 비폴리머 입자로 이루어지는, 세정 방법.
  31. 제 1 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고체 입자는 상기 적어도 하나의 오염된 기재의 세정을 위해 1 회 이상 재사용되는, 세정 방법.
  32. 제 1 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은 상기 드럼 내에서 약 5:1 내지 0.1:1(w/w)의 세탁액 대 기재의 비율을 달성하도록 실시되는, 세정 방법.
  33. 제 1 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서,
    다수의 고체 입자 대 세정될 기재의 비율은 약 0.1:1 내지 약 30:1(w/w)의 범위인, 세정 방법.
  34. 다수의 고체 입자로 적어도 하나의 오염된 기재의 세정에서 사용하기 위한 세정 장치로서,
    하우징을 포함하고, 상기 하우징은,
    (a) 회전가능하게 장착된 드럼;
    (b) 상기 드럼을 회전시키도록 구성되는 구동 장치;
    (c) 수집 체적;
    (d) 펌핑 장치;
    (e) 상기 다수의 고체 입자 및 이송 유체가 상기 펌핑 장치에 의해 상기 수집 체적으로부터 상기 드럼으로 이동될 수 있는 순환 경로; 및
    (f) 상기 장치의 작동을 제어하도록 구성되는 전자 제어기를 포함하고, 상기 전자 제어기는 프로세서 및 논리적 명령을 포함하는 메모리를 포함하고, 상기 프로세서에 의해 실행되는 상기 논리적 명령에 의해 상기 장치는,
    i. 세탁액 및 상기 다수의 고체 입자가 상기 드럼 내로 도입되는 제 1 세정 사이클을 실행하고 － 상기 세탁액은 적어도 하나의 세정제를 포함하고, 상기 드럼 내의 적어도 하나의 오염된 기재는 상기 세탁액 및 상기 다수의 고체 입자와 함께 교반됨 －;
    ii. 상기 세정 장치로부터 상기 세탁액을 배출시키고; 그리고
    iii. 수성의 비-세제 매체가 상기 세정 장치 내에 도입되는 제 2 세정 사이클을 실행하고, 상기 적어도 하나의 오염된 기재는 상기 드럼 내에서 상기 다수의 고체 입자와 함께 교반되고, 상기 논리적 명령이 실행된 경우, 상기 제 2 세정 사이클에서, 상기 구동 수단이 상기 드럼을 회전시키고, 상기 드럼이 회전될 때, 다수의 고체 입자를 상기 드럼 내로 도입시키는, 세정 장치.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 실행된 논리적 명령에 의해, 상기 제 1 세정 사이클에서, 상기 구동 수단은 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하도록 하고, 이것에 의해 상기 드럼의 중심 부분이 어떤 오염된 기재에 의해서도 점유되지 않도록 상기 드럼을 회전시키는, 세정 장치.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 실행된 논리적 명령에 의해, 상기 제 1 세정 사이클에서, 상기 구동 수단은 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하도록 하고, 이것에 의해 상기 드럼의 중심 부분이 어떤 오염된 기재에 의해서도 점유되지 않도록 적어도 1의 G 힘으로 상기 드럼을 회전시키고, 바람직하게 상기 G 힘은 1 내지 10인, 세정 장치.
  37. 제 35 항 또는 제 36 항에 있어서,
    상기 실행된 논리적 명령에 의해, 상기 제 1 세정 사이클에서, 상기 펌핑 장치는 상기 드럼의 중심 부분 내에 상기 다수의 고체 입자를 도입시키는, 세정 장치.
  38. 제 34 항 내지 제 37 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실행된 논리적 명령에 의해, 상기 제 2 세정 사이클에서, 상기 구동 수단은 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하도록 하고, 이것에 의해 상기 드럼의 중심 부분이 어떤 오염된 기재에 의해서도 점유되지 않도록 상기 드럼을 회전시키는, 세정 장치.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 실행된 논리적 명령에 의해, 상기 제 2 세정 사이클에서, 상기 구동 수단은 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하도록 하고, 이것에 의해 상기 드럼의 중심 부분이 어떤 오염된 기재에 의해서도 점유되지 않도록 적어도 1의 G 힘으로 상기 드럼을 회전시키고, 바람직하게 상기 G 힘은 1 내지 10인, 세정 장치.
  40. 제 38 항 또는 제 39 항에 있어서,
    상기 실행된 논리적 명령에 의해, 상기 제 2 세정 사이클에서, 상기 펌핑 장치는 상기 드럼의 중심 부분 내에 상기 다수의 고체 입자를 도입시키는, 세정 장치.
  41. 제 34 항 내지 제 40 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 세정 사이클에서 실행된 상기 논리적 명령에 의해 상기 구동 수단은 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하고, 이것에 의해 상기 드럼의 중심 부분이 어떤 오염된 기재에 의해서도 점유되지 않는 제 1 주기 동안에 상기 드럼을 회전시키고, 상기 구동 수단은 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하지 않는 제 2 주기 동안에 상기 드럼을 회전시키는, 세정 장치.
  42. 제 41 항에 있어서,
    상기 제 1 세정 사이클에서, 상기 드럼은 상기 제 1 주기 동안에 적어도 1, 바람직하게는 1 내지 10의 G 힘으로, 그리고 상기 제 2 주기 동안에 1 미만, 바람직하게는 0.7 이하의 G 힘으로 회전되는, 세정 장치.
  43. 제 34 항 내지 제 42 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 세정 사이클에서 실행된 상기 논리적 명령에 의해 상기 구동 수단은 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하고, 이것에 의해 상기 드럼의 중심 부분이 어떤 오염된 기재에 의해서도 점유되지 않는 제 1 주기 동안에 상기 드럼을 회전시키고, 상기 구동 수단은 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하지 않는 제 2 주기 동안에 상기 드럼을 회전시키는, 세정 장치.
  44. 제 43 항에 있어서,
    상기 제 2 세정 사이클에서, 상기 드럼은 상기 제 1 주기 동안에 적어도 1, 바람직하게는 1 내지 10의 G 힘으로, 그리고 상기 제 2 주기 동안에 1 미만, 바람직하게는 0.7 이하의 G 힘으로 회전되는, 세정 장치.
  45. 제 34 항 내지 제 44 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세정 장치는 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 원통형 측벽의 외면에 제거가능하게 부착되는 실링 수단을 포함하지 않고, 특히 상기 장치는 오염된 기재를 세정하는 방법 중에 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 외면에 탈부착되는 제거가능하게 부착되는 실링 수단을 포함하지 않는, 세정 장치.
  46. 다수의 고체 입자로 적어도 하나의 오염된 기재의 세정에서 사용하기 위한 세정 장치로서,
    하우징을 포함하고, 상기 하우징은,
    (a) 회전가능하게 장착된 드럼;
    (b) 상기 드럼을 회전시키도록 구성되는 구동 장치;
    (c) 수집 체적;
    (d) 펌핑 장치;
    (e) 상기 다수의 고체 입자 및 이송 유체가 상기 펌핑 장치에 의해 상기 수집 체적으로부터 상기 드럼으로 이동될 수 있는 순환 경로; 및
    (f) 상기 장치의 작동을 제어하도록 구성되는 전자 제어기를 포함하고, 상기 전자 제어기는 프로세서 및 논리적 명령을 포함하는 메모리를 포함하고, 상기 프로세서에 의해 실행되는 상기 논리적 명령에 의해,
    i. 상기 구동 장치는 상기 드럼 내에 수용되는 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하도록 하고, 이것에 의해 상기 드럼의 중심 부분이 어떤 오염된 기재에 의해서도 점유되지 않도록 상기 드럼을 회전시키고,
    ii. 상기 펌핑 장치는 상기 드럼의 중심 부분 내에 다수의 고체 입자를 도입시키고,
    상기 프로세서에 의해 실행된 상기 논리적 명령에 의해 상기 장치는 세탁 사이클을 실행시키고, 상기 세탁 사이클 중에 상기 드럼은 상기 적어도 하나의 오염된 기재가 환형 경로를 운행하고, 이것에 의해 상기 드럼의 중심 부분이 어떤 오염된 기재에 의해서도 점유되지 않는 제 1 주기 동안에 상기 구동 장치에 의해 회전되고, 상기 드럼은 상기 적어도 하나의 오염된 기재는 환형 경로를 운행하지 않는 제 2 주기 동안에 상기 구동 장치에 의해 더 회전되고, 상기 드럼은 상기 제 1 주기 동안에 적어도 1, 바람직하게는 1 내지 10의 G 힘으로 회전되고, 더욱이 상기 드럼은 상기 제 2 주기 동안에 1 미만, 바람직하게는 0.7 이하의 G 힘으로 회전되는, 세정 장치.
  47. 제 34 항 내지 제 46 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 드럼은 10 내지 7000 리터의 범위의 용량을 갖는, 세정 장치.
  48. 제 34 항 내지 제 47 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 드럼은 30 내지 150 리터의 범위의 용량을 갖는, 세정 장치.
  49. 제 34 항 내지 제 46 항 중 어느 한 항 또는 제 48 항에 있어서,
    상기 세정 장치는 가정용 세탁기인, 세정 장치.
  50. 제 34 항 내지 제 47 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세정 장치는 상업용 세탁기인, 세정 장치.
  51. 실질적으로 도 1 또는 도 2를 참조하여 이상에서 설명된 바와 같은 제 34 항 또는 제 46 항에 청구된 바와 같은 장치.
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