JP5881619B2 - 改善された洗濯機および洗濯法 - Google Patents

Description

発明の分野
本発明はわずかに限られた量のエネルギー、水および界面活性剤の使用を必要とする洗浄システムを使用した物質の水性洗浄に関する。より詳細には本発明はそのようなシステムによる紡織繊維および布地の洗濯に関し、そして本内容での使用に適合した装置を提供する。

発明の背景
水性洗浄法は、家庭用および工業用の両方で紡織繊維の洗濯の中核である。所望するレベルの洗浄が達成されると仮定して、そのような方法の効果は通常、エネルギー、水および界面活性剤の消費レベルにより特徴付けられる。一般に、これら３つの成分に関する要件が低いほど、より効率的な洗濯法であるとみなされる。また水および界面活性剤の消費が減少すれば、極めてコストがかかり、しかも環境にも有害な水性流出物の処分の必要性が最少になるので、下流における影響も重要である。

そのような洗濯法には、布地の浸水、続いて汚損の除去、水性汚損の懸濁、そして水によるすすぎが関与する。一般に現実的な制限から、使用するエネルギー（または温度）レベル、水および界面活性剤が多いほど、洗浄は良くなる。しかし重要な問題は、エネルギーの必要量を設定する水の消費量（洗濯水を加熱するため）、および界面活性剤用量（所望の界面活性剤濃度を達成するため）に関する。加えて、水の使用レベルは布地に及ぼす方法の機械的作用を定め、これも別の重要な性能パラメーターである。これは染み込んだ汚れの放出に重要な役割を果たす洗濯中の生地表面の攪拌である。水性法では、そのような機械的作用が特定の洗濯機のドラム設計と組み合わせた水の使用レベルにより提供される。一般的意味で、ドラム中の水のレベルが高いほど、機械的作用が良くなることが分かる。したがって全体的な方法の効力を改善することに対する要望（すなわち低減したエネルギー、水および界面活性剤の消費）と、洗浄における効率的機械的作用の必要性によりつくられる二分法が存在する。家庭での洗濯には実際にそのような高レベルの使用に付随する明白なコスト面での不利に加えて、特にそのような高いレベルでの使用を防ぐように特別に設計された洗濯性能の標準が定められている。

現在、効率的な家庭用洗濯機では、エネルギー、水および界面活性剤の消費を最少にするために重要な進歩が遂げられた。ＥＵ指令９２／７５／ＣＥＥは、‘Ａ’評価を得るためには効率的な家庭用洗濯機は一般に＜０．１９ｋＷｈ／ｋｇ（洗濯量）を消費するように、洗濯機のエネルギー消費量をｋＷｈ／サイクル（綿で６０℃の設定）で定める標準を設定している。水の消費量も考慮される場合、‘Ａ’評価の機械は＜９．７リットル／ｋｇ（洗濯量）を使用するが、ほとんどの効率的な最新の機械、例えはＬＧ（ｗｗｗ．ｌｇ．ｃｏｍを参照）により製造されるモデル番号Ｆ１４８０ＦＤ６は今では、より一層少ない水を使用することが可能である。この機械は一般に９ｋｇの洗濯量に６３リットル、すなわち７リットル／ｋｇを使用する。

次に界面活性剤の用量は製造元によりすすめられるが、ここでも家庭用の市場では濃縮液体配合物について、軟水および中程度の硬水中（ｓｏｆｔ ａｎｄ ｍｅｄｉｕｍ ｈａｒｄｎｅｓｓ ｗａｔｅｒ）で４〜６ｋｇの洗濯量に３５ｍｌ（または３７ｇ）という数字から、６〜８ｋｇの洗濯量（もしくは硬水中または大変汚れたものでは）に５２ｍｌ（または５５ｇ）に増加されるのが一般的である（例えば、Ｐｅｒｓｉｌ（登録商標） Ｓｍａｌｌ ＆ ＭｉｇｈｔｙについてＵｎｉｌｅｖｅｒの包装の用量使用説明書を参照
にされたい）。したがって軟水／中程度の硬水中で４〜６ｋｇの洗濯量には、これは７．４〜９．２ｇ／ｋｇの界面活性剤用量に等しく、一方、６〜８ｋｇの洗濯量には（もしくは硬水または大変汚れたものでは）、この範囲は６．９〜９．２ｇ／ｋｇとなる。

しかし工業的洗濯法（洗濯脱水）でのエネルギー、水および界面活性剤の消費量はかなり異なり、そしてエネルギーおよび水の使用がそのような環境で拘束されることは少ないが、なぜならもちろんそれらが家庭での状況よりも考慮されるサイクル時間を減らす主要な因子だからである。同様な圧力が界面活性剤のレベルにも存在するが、これは主に経費を削減することを望むためである。

このように前記考察から、効率的な布地の洗濯法に最高の標準を設定する性能レベルは、エネルギー消費＜０．１９ｋＷｈ／ｋｇ、約７リットル／ｋｇの水の使用、および約８ｇ／ｋｇの界面活性剤の用量とすることができる。しかしすでに述べたように、純粋に水性の方法で水（そして、したがってエネルギーおよび界面活性剤）レベルを下げることは、布地を完全に濡らすための最少要件、除去した汚れを水性の液体中に懸濁するために十分過剰な水を提供する必要性、そして最後に布地をすすぐ必要から益々困難になりつつある。

次に洗濯水の加熱はエネルギーの主な使用であり、操作洗濯温度で有効な濃度に達するために、最少レベルの界面活性剤が必要となる。使用する水のレベルを上げずに機械的作用を改善するための手段が使用できれば、水性の洗浄法は有意により効果的になるだろう（すなわちさらにエネルギー、水および界面活性剤の消費の減少をもたらす）。物理的な力により達成される汚損の除去レベルが高いほど、界面活性化学の必要性は低くなるので、機械的作用自体が界面活性剤のレベルに直接的効果を有することに留意されたい。しかし純粋に水性の洗浄法で機械的作用を上げることには付随する特定の欠点がある。そのような方法では布地にしわが容易に生じ、そしてこれは各しわに機械的作用からのストレスが集まるように作用し、局所的な布地の傷みを生じる。そのような布地の傷みの防止（すなわち布地の保護）は、家庭の消費者および工業的使用者の主な関心事である。

新しい洗浄技術を開発するために様々な異なる取り組みが従来技術で報告されてきており、それにはオゾン技術、超音波技術または蒸気技術に基づく方法に加えて、電解質洗浄またはプラズマ洗浄による方法を含む。このように例えば、特許文献１はプラズマと一緒にＵＶ−生成オゾンを利用する布地の洗浄および殺菌法を教示する。別の技術には特異的酵素の存在下での冷水洗浄が関与し、一方、特に好適なさらなる取り組みは空気―洗浄技術によるものであり、例えば特許文献２に開示されている。さらに種々の二酸化炭素洗浄技術が開発され、例えば特許文献３および４に記載されているエステル添加物および濃密相ガス処理を使用した方法が開発された。しかしそのような方法は一般にドライクリーニングの分野でより多くの応用が見出される。しかしこれらの技術の多くは、技術的に複雑で、特に直ちに家庭用には適さない。

水性の洗浄法に関連する課題に照らして、本発明者はこの問題に対する新規取り組みを以前に考案し、それは技術的に簡単であるが、それでも従来技術の方法に示される欠点の克服を可能とする。提供する方法は、大容量の水の使用に関する要件を除くが、それでも洗浄および染みの除去に効率的手段を提供することができると同時に、経済的および環境的利点をもたらす。

このように特許文献５では、汚損物質を洗浄するための方法および配合物を開示し、この方法は濡らした物質を、複数のポリマー性粒子を含んでなる配合物で処理することを含んでなり、ここで配合物は有機溶媒を含まない。好ましくは物質を、物質 対 水の比が１：０．１から１：５の間の重量／重量比となるように濡らし、そして場合により配合物
はさらに少なくとも１つの洗浄材を含んでなり、これは多くは表面活性剤を含んでなり、最も好ましくは界面活性を有する。好適な態様では、物質は紡織繊維を含んでなり、そしてポリマー性粒子は例えばポリアミド、ポリエステル、ポリアルケン、ポリウレタン、またはそれらのコポリマーの粒子を含んでなるが、最も好ましくはナイロンチップの状態である。

しかしこの洗浄法の使用は、洗浄操作の終わりに洗浄した物質から洗浄ビーズまたはチップが効率的に分離される要件を提示し、そしてこの問題は特許文献６で最初に取り上げられ、文献では独立して回転することができる２つの内部ドラムの使用を必要とする新規設計の洗濯機を提供し、そして工業用および家庭用の両方の洗濯法に応用を見出す。

しかし洗浄工程の終わりに物質から洗浄媒体の効率的分離の問題に取り組むためのより簡単な、より経済的な手段を提供する観点から、さらなる装置が、同時係属中の特許文献７に開示されている。特許文献７の装置は工業用および家庭用の両方の洗濯法に応用を見出すが、穿孔ドラムおよび、ドラム内部から流体および固体粒子物質の出入りを防ぐように適合された取り外し可能なドラム外板（ｏｕｔｅｒ ｄｒｕｍ ｓｋｉｎ）を含む。洗浄法は、第一洗濯サイクル中に外板（ｏｕｔｅｒ ｓｋｉｎ）のドラムへの連結を必要とし、その後に板（ｓｋｉｎ）は第二洗濯サイクルの操作前に取り除かれ、その後、洗浄された物質がドラムから取り出される。

特許文献７の装置および方法は、成功裏の物質の洗浄に大変効果的であることが判明したが、外板の連結および除去の必要条件は方法の全体的効率を損ない、したがって本発明者は洗浄操作のこの観点に取り組み、そしてこの手順の工程がもはや必要ではない方法を提供することを追求した。すなわち洗浄工程中に洗浄チップの連続循環を提供することにより、外板を提供する必要条件を回避できることが分かった。

国際公開第２００９／０２１９１９号パンフレット 米国公開第２００９／００９０１３８号明細書 米国特許第７４８１８９３号明細書 米国公開第２００８／０２２３４０６号明細書 国際公開第２００７／１２８９６２号パンフレット 国際公開第２０１０／０９４９５９号パンフレット 国際特許出願第ＰＣＴ／ＧＢ２０１０／０５１９６０号パンフレット

発明の要約
このように本発明の第一の観点に従い、汚損物質の洗濯に使用するための装置が提供され、該装置は：
（ａ）（ｉ）中に回転可能に取り付けられた円筒状ケージ（ｃａｇｅ）を有する第一の
上部チャンバ、および
（ｉｉ）該円筒状ケージの下に位置する第二の下部チャンバ
を有する筐体手段；
（ｂ）少なくとも一つの再循環手段；
（ｃ）出し入れ手段；
（ｄ）ポンプ手段；および
（ｅ）複数の送達手段を含んでなり、ここで該回転可能に取り付けられた円筒状ケージは穿孔した側壁を含むドラムを含み、ここで該側壁の表面積の最高６０％が穿孔を含み、そしてこの穿孔は直径２５．０ｍｍ未満の穴を含む。

本発明の好適な態様では、側壁の５０％未満、より好ましくは４０％未満が穿孔を含む。

好ましくは前記穿孔が２〜２５ｍｍ、好ましく、４〜１０ｍｍ、最も好ましくは５〜８ｍｍの直径を有する穴を含む。

該出し入れ手段は、一般に外槽（ｃａｓｉｎｇ）に取り付けられた開き戸を具備し、これは円筒状のケージの内側に出し入れできるようにするために開けることができ、そして実質的に密閉された系を提供するために閉鎖することができる。好ましくはドアは窓を含む。場合により該ドアは、該回転可能に取り付けられた円筒状のケージに材料の添加を容易にする少なくとも１つの添加口も含む。

該回転可能に取り付けられた円筒状のケージは、該筐体手段内に垂直に取り付けることができるが、最も好ましくは該筐体手段に水平に取り付けられる。その結果、本発明の好適な態様では、該出し入れ手段は装置の正面に位置し、前から入れる機能を提供する。回転可能に取り付けられた円筒状のケージが筐体手段に垂直に取り付けられる場合、出し入れ手段は装置の上部に位置し、上から入れる機能を提供する。しかし本発明のさらなる記載の目的には、該回転可能に取り付けられた円筒状のケージが該筐体手段内で水平に取り付けられることも想定している。

該回転可能に取り付けられた円筒状のケージの回転は、一般には電気モーターの形態の電気的駆動手段を含む駆動手段の使用により行われる。該駆動手段の操作は、操作者によりプログラムされ得る制御手段により行われる。

該回転可能に取り付けられた円筒状のケージは、最もよく市販されている洗濯機および回転式乾燥機に見出されるサイズであり、そして１０〜７０００リットルの範囲の容量を有することができる。家庭用洗濯機の一般的容量は３０〜１２０リットルの範囲であるが、工業用洗濯脱水機についてはだいたい１２０〜７０００リットルの範囲が可能となるだろう。この範囲で一般的なサイズは、５０ｋｇの洗濯量に適するものであり、ここでドラムは４５０〜６５０リットルの容量を有し、そしてそのような場合、該ケージは一般に７５〜１２０ｃｍ、好ましくは９０〜１１０ｃｍの範囲の直径、および４０から１００ｃｍの間、好ましくは６０から９０ｃｍの間の長さを持つ円筒を含む。一般にケージは洗浄される１ｋｇの洗濯量あたり１０リットルの容量を有する。

該装置は汚損物質と、最も好ましくは複数のポリマー性粒子の形態である固体粒子材を含んでなる洗浄媒体とを一緒に操作するために設計されている。これらのポリマー性粒子は、効果的な洗浄を促進するために効果的に循環することが要求され、故に装置は循環手段を含むことが好ましい。すなわち該回転可能に取り付けられた円筒状のケージの円筒状側壁の内面には、該内面に本質的に垂直に固定されている複数の間隔が空いた延長突起を含む。好ましくは該突起はさらに空気増幅器を含み、これは一般に空気圧により駆動され、そして該ケージ内の気流の循環を促進するように適合されている。一般に該装置は３〜１０、最も好ましくは４個の該突起を含み、これらは通常、リフタと呼ばれている。

操作では、該回転可能に取り付けられた円筒状のケージの回転により攪拌が提供される。しかし本発明の好適な態様では、洗浄操作の終わりに残る固体粒子材の効果的除去を促進するために、さらなる攪拌手段も提供される。好ましくは該攪拌手段はエアージェットを含む。

該回転可能に取り付けられた円筒状のケージは、該筐体手段の第一の上部チャンバ内に
配置され、そして該第一上部チャンバの下に該洗浄媒体の収集チャンバとして機能する第二の下部チャンバが配置される。好ましくは該下部チャンバは拡大された排水だめを含む。

該筐体手段は標準的な配管機構（ｐｌｕｍｂｉｎｇ ｆｅａｔｕｒｅ）と連結され、これにより複数の送達手段に加えて少なくとも１つの再循環手段を提供し、それによって少なくとも水および場合により表面活性剤のような洗剤を装置に導入することができる。該装置はさらに該筐体手段内に空気を循環する手段、および中の温度および湿度を調整する手段を含むことができる。該手段は一般に例えば再循環するファン、エアーヒーター、水アトマイザーおよび／または蒸気発生器を含むことができる。さらにとりわけ装置内の温度および湿度レベルを測定し、そしてこの情報を制御手段に連絡するための感知手段も提供され得る。

このように該装置は少なくとも１つの再循環手段を含んでなり、これにより洗濯操作に再使用するために、該下部チャンバから該回転可能に取り付けられた円筒状のケージへ該固体粒子物質の再循環を促進する。好ましくは該第一の再循環手段が、該第二チャンバと該回転可能に取り付けられた円筒状のケージとをつなぐ送管構造を含む。さらに好ましくは、該送管構造が、前記固体粒子物質を水から分離するための分離手段、および該固体粒子物質の該円筒状のケージへの導入を制御するように適合されている制御手段を含む。一般には該分離手段は、該円筒状のケージの上の受容容器に配置された金網のようなフィルター材料を含み、そして該制御手段は供給手段に配置されたバルブを、好ましくは該受容容器に付けられ、そして円筒状のケージの内部に連結された供給管の状態を含む。

該固体粒子物質の該下部チャンバから該回転可能に取り付けられた円筒状のケージへの再循環は、該第一の再循環手段内に含まれるポンプ手段の使用により達成され、ここで該ポンプ手段は、該固体粒子物質を該分離手段に送達するように適合され、そして該制御手段は該固体粒子物質の回転可能に取り付けられた円筒状のケージへの再導入（ｒｅ−ｅｎｔｒｙ）を制御するように適合されている。

好ましくは、該装置はさらに第二の再循環手段を含み、該分離手段により分離された水が該下部チャンバに戻れるようにし、これにより該水を環境的に有利な様式で再利用し易くする。

好ましくは該下部チャンバは、内容物を好適な操作温度に上げることができる加熱手段に加えて追加のポンプ手段を含み、それらの内容物の循環および混合を促進する。

操作では、一般的なサイクル中に、汚損衣類は最初に該回転可能に取り付けられた円筒状のケージに入れられる。次いで固体粒子材および必要量の水が任意に必要とされる追加の洗剤と一緒に該回転可能に取り付けられた円筒状のケージに入れられる。場合により該材料は、筐体手段に含まれる下部チャンバ内で所望の温度まで加熱され、
そして第一の再循環手段を介して円筒状ケージに導入される。あるいは該洗剤は例えば水とプレミックスされ、そして出し入れ手段に取り付けられた添加口を介するか、または該円筒状ケージの上に位置する該分離手段を通して加えることができる。場合によりこの水は加熱され得る。追加の洗剤（その典型例は漂白剤だが）を、さらに場合により加熱した水と、洗濯サイクル中の後期段階で、同じ手段を使用して加えることができる。

ケージの回転による攪拌の過程で、流体および多量の固体粒子材がケージの穿孔から装置の下部チャンバに落ちる。その後、固体粒子材は該分離手段に移されるために第一の再循環手段を介して再循環させることができ、そこから洗濯操作を連続するために該制御手段により制御される様式で円筒状ケージに戻される。この固体粒子材の連続循環工程は、
洗浄が完了するまで洗濯操作を通して続く。

このように該回転可能に取り付けられた円筒状のケージの壁の穿孔を介して該下部チャンバに落ちる固体粒子材は、該回転可能に取り付けられた円筒状のケージの上部側に運ばれ、ここで重力により該分離手段を通って落とされ、そして制御手段の操作により、該供給手段を通って該ケージ内に戻され、これにより洗浄操作が続行する。

本発明の第二の観点に従い、汚損物質を洗浄する方法が提供され、該方法は物質を、固体粒子洗浄材を含んでなる配合物および洗濯水で処理することを含んでなり、ここで該方法は本発明の第一の観点に従う装置で行われる。

好ましくは該方法は：
（ａ）固体粒子洗浄材および水を、本発明の第一の観点による装置の第二の下部チャン
バに導入し；
（ｂ）該固体粒子洗浄材および水を攪拌および加熱し；
（ｃ）少なくとも一つの汚損物質を該回転可能に取り付けられた円筒状のケージに出し
入れ手段を介して入れ；
（ｄ）実質的に密閉された系を形成するために出し入れ手段を閉め；
（ｅ）該固体粒子洗浄材および水を、該回転可能に取り付けられた円筒状のケージに再
循環手段を介して入れ；
（ｆ）装置の洗濯サイクルを操作し、ここで該回転可能に取り付けられた円筒を回転さ
せ、そして流体および固体粒子洗浄材を、該回転可能に取り付けられた円筒状のケージ
の穿孔を介して該第二の下部チャンバに制御された様式で落とし；
（ｇ）新しい固体粒子洗浄材が移動し、そして使用済の固体粒子洗浄材が分離手段に再
循環するようにポンプ手段を操作し；
（ｈ）該新しいおよび再使用の固体粒子洗浄材を、該回転可能に取り付けられた円筒状
のケージに制御された様式で加えるように制御手段を操作し；そして
（ｉ）汚損物質の洗浄を行うために必要に応じて工程（ｆ）、（ｇ）および（ｈ）を続行する工程を含む。

好ましくは追加の洗剤が前記方法で使用される。該追加の洗剤は該固体粒子洗浄材を含む該装置の下部チャンバに加えることができ、場合によりその中で所望の温度に加熱され、そして第一の再循環手段を介して前記円筒状のケージに導入される。しかし好ましくは、該追加の洗剤は水とプレミックスされ、この混合物は場合により加熱された後、該円筒状のケージに、出し入れドアに取り付けられた添加口を介して加えることができる。場合によりこの添加は該洗剤を洗濯物により良く分散させるために、スプレーヘッドを使用して行うことができる。あるいは該洗剤の該添加は該ケージの上に配置された分離手段を介して行うことができる。

好ましくは該新しい、および再循環の固体粒子洗浄材のポンプ送液は、洗浄操作を通して該回転可能に取り付けられた円筒状のケージ中の洗剤のレベルをほぼ同じに維持するために、しかも洗剤対汚損物質の比が、洗濯サイクルが完了するまで実質的に一定であることを確実にするために十分な速度で進行する。

固体粒子洗浄材の作用と組み合わせた適切なＧ力の生成は、汚損物質の適切なレベルの洗浄を達成するための重要な因子である。Ｇはケージのサイズとケージの回転速度の関数であり、そして具体的にはケージの内面で生じる求心力 対 洗濯量の静置重量（ｓｔａｔｉｃ ｗｅｉｇｈｔ）の比である。すなわちケージの内側半径ｒ（ｍ）、回転Ｒ（ｒｐｍ）、洗濯物の質量Ｍ（ｋｇ）、およびケージの瞬間接線速度ｖ（ｍ／ｓ）、そしてｇを９．８１ｍ／ｓ^２の重力による加速度として取る：
求心力＝Ｍｖ^２／ｒ
洗濯物の静置重量＝Ｍｇ
ｖ＝２ΠｒＲ／６０
したがって、Ｇ＝４Π^２ｒ^２Ｒ^２／３６００ｒｇ＝４Π^２ｒＲ^２／３６００ｇ
＝１．１８ｘ１０^−３ｒＲ^２
よくあることだが、ｒがメートルではなくセンチメートルで表わされるならば、
Ｇ＝１．１１８ｘ１０^−５ｒＲ^２
である。したがって、８００ｒｐｍで回転する半径４９ｃｍのドラムならば、Ｇ＝３５０．６である。

本発明の好適な態様では、洗浄工程中、種々の段階で０．４９〜３５０．６のＧ力を生じるために、直径９８ｃｍの円筒状ドラムを３０〜８００ｒｐｍの速度で回転させる。本発明の別の態様の例では、１６００ｒｐｍで回転する直径４８ｃｍのドラムは、６８７Ｇを生じることができ、一方、同じ回転速度の直径６０ｃｍのドラムは８５９Ｇを生じる。

本発明の好適な態様では、特許請求する方法がさらに固体粒子洗浄材の分離および回収を提供し、そしてこれを続く洗濯に再使用することができる。

洗濯サイクル中、該回転可能に取り付けられた円筒状のケージの回転は、好ましくはＧが＜１である回転速度で生じるようにして、これは直径９８ｃｍのケージで最高４２ｒｐｍの回転速度を要し、好適な回転速度は３０から４０ｒｐｍの間である。

洗濯サイクルの終わりに、固体粒子洗浄材の回転可能に取り付けられた円筒状のケージへの供給が止まり、そして洗濯した物質のある程度の乾燥を行うために、ケージの回転速度を最初に上げ、これにより１０から１０００の間、より特別には４０から４００の間のＧ力を生じる。一般にはこの効果を達成するために、直径９８ｃｍのケージで回転は最高８００ｒｐｍの速度である。続いて回転速度を下げ、そして固体粒子洗浄材の除去を可能にするために洗濯サイクルの速度に戻す。

場合により、該ビーズの除去操作後、該方法はさらにすすぎ操作を含んでなることができ、ここで洗浄操作で使用した追加の洗剤を完全に除去するために、追加の水を該回転可能に取り付けられた円筒状のケージに加えることができる。水は、該出し入れドアに取り付けられた該添加口を介して該円筒状のケージに加えることができる。ここでも添加は、すすぎ水を洗濯物により良く分布させるため、スプレーヘッドにより行うことができる。あるいは該添加は、分離手段を介してもよく、または該装置の第二の下部チャンバに水を溢れるように充填し、それが第一の上部チャンバに入り、そしてこれにより該回転可能に取り付けられた円筒状のケージを部分的に水に浸し、そして該ケージに入るようにすることができる。洗濯サイクル中の速度と同じ速度で回転させた後、水のレベルを適切に下げることにより水を該ケージから除去し、そしてどのようなすすぎ水の添加法を採用したとしても、物質をある程度乾燥するためにケージの回転速度を上げる。この効果を達成するために、典型的には直径９８ｃｍのケージについて、回転は最高８００ｒｐｍである。続いて回転速度を下げ、そして洗濯サイクルの速度に戻し、これにより残存するいかなる固体粒子洗浄材の最終的除去も可能にする。該すすぎおよび乾燥サイクルは所望の頻度で繰り返すことができる。

場合により、該すすぎサイクルは物質の処理の目的にも使用することができ、これには再汚染防止剤、増白剤、香料、柔軟剤および澱粉のような処理剤をすすぎ水に添加することを含む。

該固体粒子洗浄材は、表面活性剤のような洗剤の存在下または不存在下で、チャンバにきれいな水を流すことにより該下部チャンバでの洗浄操作に供することが好ましい。場合によりこの水は加熱することができる。あるいは該固体粒子洗浄材の洗浄は、ここでも場合により加熱され得る水を使用して、該回転可能に取り付けられた円筒状のケージ中で別の工程として行うことができる。

一般に該少なくとも１つの物質に残る固体粒子洗浄材は、少なくとも１つの物質を振ることにより容易に取り除くことができる。しかし必要ならば、さらに残る固体粒子洗浄材は好ましくはバキュームワンドを含む吸引手段により除去することができる。

発明の詳細な記載
本発明の装置は、例えばプラスチック材料、革、紙、ボール紙、金属、ガラスまたは木材を含む広い範囲の物質の洗浄に使用することができる。しかし実際には、該装置は紡織繊維の衣類を含んでなる物質の洗濯に使用するために主に設計されており、そして例えば綿のような天然繊維、または人工および合成の織物繊維、例えばナイロン６，６、ポリエステル、酢酸セルロースのいずれか、またはその繊維ブレンドを含んでなることができる織物繊維の効率的洗浄を特に成功裏に達成することが示された。

最も好ましくは、固体粒子洗浄材は複数のポリマー性粒子を含んでなる。一般にはこのポリマー性粒子は、ポリエチレンおよびポリプロピレンのようなポリアルケン、ポリアミド、ポリエステルもしくはポリウレタンを含んでなり、これらは発泡型または非発泡型でよい。さらに該ポリマーは線形もしくは架橋されていてもよい。

しかし好ましくは、該ポリマー性粒子はポリアミドもしくはポリエステル粒子を、最も特別にはナイロン、ポリエチレンテレフタレートもしくはポリブチレンテレフタレートの粒子を、最も好ましくはビーズの状態で含んでなる。該ポリアミドおよびポリエステルは、水性の染み／汚損の除去に特に効果的であり、一方、ポリアルケンは油に基づく染みの除去に特に有用であることが分かる。

種々のナイロンまたはポリエステルホモ−もしくはコ−ポリマーを使用することができ、それらには限定するわけではないが、ナイロン６、ナイロン６，６、ポリエチレンテレフタレートおよびポリブチレンテレフタレートがある。好ましくはナイロンは、５０００〜３００００ダルトン、好ましくは１００００〜２００００、最も好ましくは１５０００〜１６０００ダルトンの範囲の分子量を有するナイロン６，６ホモポリマーを含んでなる。ポリエステルは典型的にはＡＳＴＭ Ｄ−４６０３のような溶液技術により測定した時、０．３〜１．５ｄｌ／ｇの範囲の固有粘度測定値に対応する分子量を有する。

場合によっては前記ポリマー性材料のコポリマーを本発明の目的に使用することができる。具体的にはポリマー性材料の特性は、コポリマーに特定の特性を付与するモノマー単位を含めることにより、特定の要求にあつらえることができる。このようにコポリマーはポリマー鎖に、とりわけイオン荷電した、または極性部分または不飽和有機基を含むモノマー単位を包含することにより特定の染色物質を引き付けるように適合させることができる。そのような基の例には、例えば酸もしくはアミノ基、またはそれらの塩、またはペンダントアルケニル基を含むことができる。

ポリマー性粒子は、良好な流動性および織物繊維との密な（ｉｎｔｉｍａｔｅ）接触を可能とする形状およびサイズである。円筒状、球状または立方形のような様々な形状の粒子を使用することができ、例えば環状、犬の骨形（ｄｏｇ−ｂｏｎｅ）および円形を含む適切な断面形を使用できる。しかし最も好ましくは、該粒子は円筒状または球状ビーズを含んでなる。

粒子は滑らか、または不規則な表面構造を有することができ、そして中身のある（ｓｏｌｉｄ）または中空構築物であることができる。粒子は１〜３５ｍｇ、好ましくは１０〜３０ｍｇ、より好ましくは１２〜２５ｍｇの平均質量を有し、そして１０〜１２０ｍｍ^２、好ましくは１５〜５０ｍｍ^２、より好ましくは２０〜４０ｍｍ^２の表面積を持つようなサイズである。

円筒状ビーズの場合では、好適な粒子直径は１．０〜６．０ｍｍ、より好ましくは１．５〜４．０ｍｍ、最も好ましくは２．０〜３．０ｍｍの範囲であり、そしてビーズの長さは好ましくは１．０〜４．０ｍｍの範囲であり、より好ましくは１．５〜３．５ｍｍ、そして最も好ましくは２．０〜３．０ｍｍの範囲である。

一般に球状ビーズに関して、球の好適な直径は１．０〜６．０ｍｍ、より好ましくは２．０〜４．５ｍｍ、そして最も好ましくは２．５〜３．５ｍｍの範囲である。

洗浄系にさらなる滑らかさ（ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ）を提供し、そしてそれにより系内の輸送の特性を改善するために、水が系に加えられる。すなわち少なくとも１つの洗剤の物質へのより効率的な輸送が促進され、そして物質から汚損および染みの除去がより容易に起こる。場合により、汚損物質は本発明の装置に入れる前に水道水（ｍａｉｎｓ ｏｒ ｔａｐ ｗａｔｅｒ）で濡らすことにより湿らせてもよい。いずれにしても洗濯処理は水 対 物質の比を好ましくは２．５：１から０．１：１重量／重量の間、より好ましくはこの比を２．０：１から０．８：１の間にして行うために、水が本発明の装置の回転可能に取り付けられた円筒状のケージに加えられ、特に好ましい結果は１．７５：１，１．５：１，１．２：１および１．１：１のような比率で達成される。最も都合がよいのは、必要量の水を、本発明の装置の回転可能に取り付けられた円筒状のケージに、汚損物質を該ケージに入れた後に入れることである。追加量の水が、固体粒子洗浄材の循環中にケージに移動するが、持ち越す量は分離手段の作用により最少となる。

一方では一態様において、本発明の方法は湿らせた物質を、いかなる追加の添加剤も含まずに本質的に複数のポリマー粒子のみからなる配合物で処理することによる、汚損物質の洗浄を構想し、場合により他の態様では使用する配合物は少なくとも１つの洗剤（ｃｌｅａｎｉｎｇ ａｇｅｎｔ）を追加で含んでなることができる。該少なくとも１つの洗剤には、少なくとも１つの洗浄材（ｃｌｅａｎｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ）を含む。好ましくは少なくとも１つの洗浄材は少なくとも１つの界面活性剤組成物を含んでなる。場合により、該少なくとも１つの洗浄材は該ポリマー性粒子と混合されるが、好適な態様では該ポリマー性粒子のそれぞれが該少なくとも１つの洗浄材でコートされる。

界面活性剤組成物の主要成分は、洗浄成分および後処理成分を含んでなる。一般には、洗浄成分は表面活性剤、酵素および漂白剤を含んでなり、一方、後処理成分は例えば再汚染防止剤、香料および増白剤を含む。

しかし界面活性剤配合物は、場合により例えば研磨剤、キレート剤、染料移行抑止剤、分散剤、酵素安定化剤、触媒物質、漂白活性化剤、ポリマー性分散剤、粘土除去剤、発泡抑制剤、染料、構造弾性化剤、柔軟仕上げ剤、澱粉、担体、向水性物質、加工助剤および／または顔料のような１もしくは複数の他の添加物を含んでよい。

適切な表面活性剤は、非イオン性および／またはアニオン性および／またはカチオン性表面活性剤および／または両性および／または両イオン性および／または半極性非イオン性表面活性剤から選択することができる。表面活性剤は一般に、洗浄組成物の約０．１％から、約１％から、またはさらに約５重量％から、洗浄組成物の重量により約９９．９％まで、約８０％まで、約３５％まで、またはさらに約３０重量％までのレベルで存在する
。

組成物は、洗浄性能および／またはファブリックケアの利点を提供する１もしくは複数の酵素洗剤を含んでよい。適切な酵素の例には限定するわけではないが、ヘミセルラーゼ、ペルオキシダーゼ、プロテアーゼ、他のセルラーゼ、他のキシラナーゼ、リパーゼ、ホスホリパーゼ、エステラーゼ、クチナーゼ、ぺクチナーゼ、ケラタナーゼ、レダクターゼ、オキシダーゼ、フェノールオキシダーゼ、リポキシゲナーゼ、リグニナーゼ、プルラナーゼ、タンナーゼ、ペントサナーゼ、マラナーゼ、［ベータ］−グルカナーゼ、アラビノシダーゼ、ヒアルロニダーゼ、コンドロイチナーゼ、ラッカーゼ、およびアミラーゼ、またはそれらの混合物がある。典型的な組み合わせは、プロテアーゼ、リパーゼ、クチナーゼ、および／またはセルラーゼのような酵素とアミラーゼとの混合物を含んでなることができる。

場合により酵素安定化剤も洗浄成分の中に含めることができる。これに関して、界面活性剤中に使用する酵素は、種々の技術、例えば水溶性のカルシウムおよび／またはマグネシウムイオン源を組成物中に包含することにより安定化することができる。

組成物は１もしくは複数の漂白化合物および関連する活性化剤を含んでよい。そのような漂白化合物には限定するわけではないが、過酸素化合物を含み、それらには過酸化水素、無機ペルオキシ塩、例えば過ホウ酸塩、過炭酸塩、過リン酸塩、過ケイ酸塩およびモノ過硫酸塩（例えば過ホウ酸ナトリウム四水和物および過炭酸ナトリウム）、および有機ペルオキシ酸、例えば過酢酸、モノペルオキシフタル酸、ジペルオキシドデカンニ酸、Ｎ，Ｎ’−テレフタロイル−ジ（６−アミノぺルキシカプロン酸）、Ｎ，Ｎ’−フタロイルアミノペルオキシカプロン酸、およびアミドペルオキシ酸がある。漂白活性剤には限定するわけではないが、カルボン酸エステル、例えばテトラアセチルエチレンジアミンおよびノナノイルオキシベンゼンスルホン酸ナトリウムがある。

適切な研磨剤を配合物に含めることができ、それらには限定するわけではないが、ポリリン酸のアルカリ金属、アンモニウムおよびアルカノールアンモニウム塩、アルカリ金属ケイ酸塩、アルカリ土類およびアルカリ金属炭酸塩、アルミノケイ酸塩、ポリカルボン酸塩化合物、エーテル ヒドロキシポリカルボン酸塩、無水マレイン酸とエチレンまたはビニルメチルエーテルとのコポリマー、１，３，５−トリヒドロキシベンゼン−２，４，６−トリスルホン酸、およびカルボキシメチル−オキシコハク酸、ポリ酢酸の種々のアルカリ金属、アンモニウムおよび置換アンモニウム塩、例えばエチレンジアミン四酢酸およびニトリロ三酢酸、ならびにポリカルボン酸塩、例えばメリト酸、コハク酸、オキシジコハク酸、ポリマレイン酸、ベンゼン１，３，５−トリカルボン酸、カルボキシメチルオキシコハク酸、およびそれらの可溶性塩がある。

また組成物は、任意に１もしくは複数の銅、鉄および／またはマンガンキレート剤および／または１もしくは複数の染料移行抑止剤も含んでよい。

適切なポリマー性染料移行抑止剤には、限定するわけではないが、ポリビニルピロリドンポリマー、ポリアミンＮ−オキシドポリマー、Ｎ−ビニルピロリドンおよびＮ−ビニルイミダゾールのコポリマー、ポリビニルオキサゾリドンおよびポリビニルイミダゾールまたはそれらの混合物がある。

場合により界面活性剤配合物は、分散剤を含むこともできる。適切な水溶性有機材料は、ホモ−またはコ−ポリマー性の酸またはそれらの塩であり、ここでポリカルボン酸は、２個以下の炭素原子により互いに離された少なくとも２つのカルボキシル基を含んでなることができる。

該再汚染防止剤は、それらの作用が物理−化学的であり、そして例えばポリエチレングリコール、ポリアクリレートおよびカルボキシメチルセルロースのような物質を含む。

場合によりこの組成物は香料を含むこともできる。適切な香料は、一般に多成分の有機化学配合物であり、これはアルコール、ケトン、アルデヒド、エステル、エーテルおよびニトリルアルケンおよびそれらの混合物を含むことができる。

残留する芳香を提供する、十分に持続性のある市販の化合物には、Ｇａｌａｘｏｌｉｄｅ（１，３，４，６，７，８−ヘキサヒドロ−４，６，６，７，８，８−ヘキサメチルシクロペンタ（ｇ）−２−ベンゾピラン）、Ｌｙｒａｌ（３−および４−（４−ヒドロキシ−４−メチル−ペンチル）シクロヘキセン−１−カルボキシアルデヒド）、およびＡｍｂｒｏｘａｎ（（３ａＲ，５ａＳ，９ａＳ，９ｂＲ）−３ａ，６，６，９ａ−テトラメチル−２，４，５，５ａ，７，８，９，９ｂ−オクタヒドロ−１Ｈ−ベンゾ［ｅ］［１］ベンゾフラン）がある。市販されている完全に配合された香料の一例は、Ｓｙｍｒｉｓｅ（登録商標）ＡＧにより供給されるＡｍｏｕｒ Ｊａｐｏｎａｉｓである。

適当な増白剤は、いくつかの有機化学的クラスに属するが、中でも最も使用されているのはスチルベン誘導体であり、一方、他の適当なクラスにはベンズオキサゾール、ベンズイミダゾール、１，３−ジフェニル−２−ピラゾリン、クマリン、１，３，５−トリアジン−２−イル、およびナフタルイミドがある。そのような化合物の例には、限定するわけではないが、４，４’−ビス［［６−アニリノ−４（メチルアミノ）−１，３，５−トリアジン−２−イル］アミノ］スチルベン−２，２’−ジスルホン酸、４，４’−ビス［［６−アニリノ−４−［（２−ヒドロキシエチル）メチルアミノ］−１，３，５−トリアジン−２−イル］アミノ］スチルベン−２，２’−ジスルホン酸、二ナトリウム塩、４，４’−ビス［［２−アニリノ−４−［ビス（２−ヒドロキシエチル）アミノ］−１，３，５−トリアジン−６−イル］アミノ］スチルベン−２，２’−ジスルホン酸、二ナトリウム塩、４，４’−ビス［（４，６−ジアニリノ−１，３，５−トリアジン−２−イル）アミノ］スチルベン−２，２’−ジスルホン酸、二ナトリウム塩、７−ジエチルアミノ−４−メチルクマリン、４，４’−ビス［（２−アニリノ−４−モルホリノ−１，３，５−トリアジン−６−イル）アミノ］−２，２’−スチルベンジスルホン酸、二ナトリウム塩、および２，５−ビス（ベンズオキサゾール−２−イル）チオフェンがある。

このような薬品は単独または任意の所望する組み合わせで使用でき、そしてそれらの効果を最大にするため、洗濯サイクル中の適切な段階で洗浄系に加えることができる。

しかしいかなる場合でも、本発明の方法を少なくとも１つの追加の洗剤の存在下で行う場合、満足のいく洗浄性能を達成するために必要な該洗剤の量は、従来技術の方法で必要とされる量より有意に減る。これは次いで、引き続き使用する必要があるすすぎ水の量の低減という意味で有利な効果を有する。

固体粒子洗浄材 対 物質の比は、一般に０．１：１から１０：１（重量／重量）の範囲、好ましくは０．５：１から５：１（重量／重量）の範囲であり、特に好ましい結果は１：１から３：１（重量／重量）の間の比、そして特に約２：１（重量／重量）で達成される。このように例えば５ｇの布地の洗浄に、場合により表面活性剤で被覆された１０ｇのポリマー性粒子が本発明の一態様で使用される。固体粒子洗浄材 対 物質の比は、洗濯サイクルを通して実質的に一定レベルに維持される。

本発明の装置および方法は、小または大規模バッチ法のいずれかで使用することができ、そして家庭用および工業用の洗浄法に応用を見出す。

すでに述べたように、本発明の方法は織物繊維の洗浄に特定の応用を見出す。しかしそのような洗浄系で使用される条件は、従来の織物繊維の湿式洗浄に典型的に適用される温度から有意に低下した温度の使用を可能とし、その結果、有意な環境的および経済的利益を提供する。すなわち洗濯サイクルに必要とされる典型的な手順および条件は、布地が一般に例えば実質的に密閉された系で５から１２０分の間の期間、５から９５℃の間の温度で本発明の方法に従い処理される。その後、追加の時間がすすぎの完了およびビーズ分離工程の全段階に必要となるので、全サイクルの全期間は典型的には１時間の範囲である。本発明の方法に好適な操作温度は、１０から６０℃、そしてより好ましくは１５〜４０℃の範囲である。

固体粒子洗浄材の除去のサイクルは、場合により室温で行うことができ、そして最適の結果が２から３０分の間のサイクル時間、好ましくは５から２０分の間で達成されることが確立された。

得られた結果は、織物繊維を用いて従来の湿式（またはドライ）洗浄手順を行った時に観察される結果と大変よく一致する。本発明の方法により処理した布地で達成された洗浄および染み抜きの程度は大変良いようで、多くの場合、除去することが難しい疎水性の染み、および水性の染みおよび汚損に関して特に顕著な結果が達成された。本発明の方法でのエネルギー必要量、使用する水の全容量、および界面活性剤消費量は、従来の水性洗浄法の使用に関連するレベルよりもすべて有意に少なく、ここでも経費および環境的利益という意味で重要な利点を提供する。

さらにポリマー粒子の再利用が可能であることが示され、同じ固体粒子洗浄材を用いて複数回の洗浄を行うことが可能になる。反復洗浄法のために粒子をこのように再使用することで有意な経済的利益を提供し、そして複数回洗濯した後にも満足な結果が達成されることがこの方法の性質により促進され、これはこの手順の不可決な部分として粒子洗浄材の連続的洗浄に依存するが、一般には性能において幾らかの劣化が最終的に観察される。

本発明の方法に従い操作するサイクルの典型例では、固体粒子洗浄材（約４３ｋｇ）の初回添加が、回転可能に取り付けられた直径９８ｃｍの円筒状のケージ中の汚損物質（１５ｋｇ）の洗濯物に加えられ、その後、ケージの回転を約４０ｒｐｍで開始する。その後、さらに固体粒子洗浄材（１０ｋｇ）を該回転可能に取り付けられた円筒状のケージに分離手段および制御手段を介して、洗濯サイクルの期間を通してほぼ３０秒毎にポンプで送り、これは典型的には約３０分間続く可能性がある。これによりこのシステムは洗浄を通して、回転可能に取り付けられた円筒状のケージ中の固体粒子洗浄材がほぼ同じレベルを（重量により約２．９：１の４３ｋｇのビーズおよび１５ｋｇの生地）維持するために十分な速度で、固体粒子洗浄材をポンプで送り、そして加えるように設計されている。

このように洗濯サイクル中、固体粒子洗浄材は、回転可能に取りつけられた円筒状のケージからその穿孔を介して連続的に落ちており、そして新な洗浄材と一緒に分離手段および制御手段を介して、再循環および添加されている。この工程は手動で制御されるか、または自動的に操作される。固体粒子洗浄材が回転可能に取り付けられた円筒状のケージから出る速度は、本質的にその特別な設計により制御される。これに関して鍵となるパラメーターには、穿孔のサイズ、穿孔の数および穿孔のパターンを含む。

一般に穿孔は、固体粒子洗浄材の平均粒子直径の約２〜３倍のサイズとされ、これは典型的な例では１０．０ｍｍ以下の直径を有する穿孔を生じる。

本発明の好適な態様では、回転可能に取り付けられた円筒状のケージ（直径９８ｃｍ、
深さ６５ｃｍ）にドリルで穴開けして、直径８．０ｍｍの穿孔のストライプが約９ｃｍ幅のストリップで穿孔が無い（ｓｏｉｄ）区分と交互に前から後ろへ走るので、ケージの円筒状の壁のおよそ３４％の表面積だけが穿孔を含む。この穿孔は好ましくは、回転可能に取り付けられた円筒状のケージの円筒状の壁にストライプで結合（ｂａｎｄｅｄ）されるか、あるいは例えばケージの半分に独占的に局在させるというよりはケージの壁に均一に分散させる。

固体粒子洗浄材が回転可能に取り付けられた円筒状のケージから出る速度も、該ケージの回転速度により影響を受け、より高い回転速度で求心力は上がるので、固体粒子洗浄材を穿孔から押し出す傾向が上がる。しかしより高いケージのｒｐｍ値は、洗浄されている物質も圧縮するので、洗濯物の折りたたまれた中にある洗浄材を閉じ込めることになる。したがって最適な回転速度は一般に直径９８ｃｍのケージで３０から４０ｒｐｍ、すなわち０．４９から０．８８の間のＧ値を生じる速度である。衣類中にビーズが閉じ込められることを回避するための最大回転速度は約４２ｒｐｍ（Ｇ＝０．９７）となることが分かった。

加えて洗濯での湿度レベルも効果を有し、濡れている物質の方が乾燥している物質よりも長時間、洗浄材を保持する傾向がある。その結果、さらに固体粒子洗浄材が出て行く速度を制御するために、物質は必要ならば過剰に濡らすことができる。

洗濯サイクルが完了すると、固体粒子洗浄材の回転可能に取り付けられた円筒状のケージへの添加が終わり、そしてケージは短時間（約２分間）、低ｒｐｍ（３０−４０ｒｐｍ：Ｇ＝０．４９−０．８８）で回転して固体粒子洗浄材の大部分がケージを出るようにする。次いでケージは液体を幾らか取り除き、物質をある程度乾燥するために高速（３００から８００ｒｐｍの間；Ｇ＝４９．３−３５０．６）で約２分間回転させる。次いでこの回転速度は、洗浄材の除去を完全にするために洗濯サイクルと同じ低ｒｐｍに戻される。これには一般に約２０分かかる。

本発明の方法は洗濯後に洗浄した物質から洗浄材の除去が特に首尾よくできることが示され、そして円筒状のポリエステルビーズおよびナイロン６，６ポリマーを含んでなるナイロンビーズを用いた実験で、ビーズ除去効率はビーズ分離サイクルの終わりで洗濯物中に残るビーズが衣類あたり平均２０個未満となることが示された。一般にこれはさらに衣類あたりのビーズを平均１０個未満まで減らすことができ、そして２０分間の分離サイクルが採用される最適化された場合では、典型的に衣類あたりのビーズを平均５個未満にする。

該ビーズ除去操作の後、一連のすすぎが行われ、ここでは洗浄操作で使用した追加の洗浄剤を完全に除去するために、追加の水が回転可能に取り付けられた円筒状のケージに噴霧される。本発明のこの態様では、スプレーヘッドが使用され、これは出し入れドアの添加口に取り付けられる。該スプレーヘッドの使用で、洗濯物にすすぎ水がより良く分布することが示された。この手段により、すすぎ操作中の全体的な水の消費量も最少にすることができる（１回のすすぎあたり、典型的に３：１のすすぎ水：衣類）。ケージはすすぎ水の添加中、再度低速で回転させるが（直径９８ｃｍのケージについて３０−４０ｒｐｍ、Ｇ＝０．４９−０．８８）、この操作が終了した後、ケージの速度を再び上げて、ある程度の物質の乾燥を行う（３００〜８００ｒｐｍ、Ｇ＝４９．３−３５０．６）。続いて残る固体粒子洗浄材の最終的除去を可能にするために、回転速度を下げ、そして洗濯サイクルの速度に戻す。該すすぎおよび乾燥サイクルは所望する頻度で行うことができる（３回が一般的）。

本明細書に添付する図面に関して、図１（ａ）および（ｂ）に、筐体手段（１）を含む
本発明の装置を示し、筐体手段はドラム（２）（穿孔は示さず）形態で中に回転可能に取り付けられた円筒状ケージを有する第一の上部チャンバ、および該円筒状ケージの下に位置する排水だめ（３）を含む第二の下部チャンバを有する。この装置はさらに第一の再循環手段として、ビーズ分離容器（５）に供給するビーズおよび水のすすぎ用パイプ（４）（フィルター材料、一般的には金網の形態を含む）、およびケージの入口（７）に取り付けられたビーズ送達管（６）へ供給するビーズ放出ゲートバルブを含む。この第一循環手段は、ビーズポンプ（８）により駆動される。さらに再循環手段は戻し水パイプ（９）を含んでなり、これは水がビーズ分離容器（５）から排水だめ（３）に重力の影響下で戻ることができるようにする。またこの装置は投入ドア（１０）に示すような出し入れ手段を含み、これを通して洗浄する物質をドラム（２）に入れることができる。

図１（ａ）は第一の再循環システムの区分を具体的に説明し、ここでビーズ状の固体粒子洗浄材がビーズ分離容器（５）からビーズ送達管（６）を通ってドラム（２）に進み、そして図１（ｂ）は第一の再循環システムの別の区分を示し、ここでビーズおよび水を含んでなる固体粒子洗浄材が、加熱された排水だめ（３）からビーズおよび水のすすぎ用パイプ（４）を通ってビーズ分離容器（５）にビーズポンプ（８）により送られ、そこから分離された水は重力の影響下で戻し水パイプ（９）を介して排水だめに戻る。ドラム（２）を動かす原動力である装置のメインモーター（２０）も示す。

操作では、排水だめ（３）はその内容物（水およびポリマービーズ）と共に、排水だめ（３）の外面に付いているヒーターパッドにより加熱されることができる。ビーズポンプ（８）はビーズおよび水を、すすぎ用パイプ（４）を通してビーズを分離容器（５）にポンプで押し上げ、ここでビーズは容器（５）に保持される一方、排水は戻しパイプ（９）を介して排水だめに戻る。分離容器中の硬いフィルター材料はビーズと共に運ばれる水をビーズ集団から離れることができるようにし、一方、ゲートバルブはビーズを容器（５）内に保持する。次いでさらにビーズを分離容器（５）にポンプで送ることができる。水は容器（５）から排水され、そして排水だめ（３）に戻る。容器（５）のバルブが開いている場合、ビーズはバルブを通過し、そしてビーズ送達管（６）を下に移動し、ケージの入口（７）を通ってドラム（２）に入る。ケージの入口（７）に位置する冷水供給口を介して冷水をドラム（２）の内容物に加えることができる。洗濯物は開けることが可能な投入ドア（１０）を介してドラム（２）に入れ、そして界面活性剤が排水ため（３）の入口を介してシステムに加えられる。システムの温度は、好ましくはビーズ送達管（６）に取り付けられた温度プローブを介して監視され、一方、ウォーターポンプは水を排液だめ（３）の周りに循環させる。

このようにこのシステムはポリマービーズを洗濯物に加え、洗濯サイクルを行い、次いでいったん洗濯サイクルが完了すれば、洗濯物からビーズを分離する手段を提供する。この洗浄法は１つの完全な洗濯サイクルを記載することにより、都合よく説明することができる。

このように、効率的な送液（ｐｕｍｐｉｎｇ）を達成するために、ポリマービーズは必要な添加水と一緒に場合により操作温度まで排液だめ（３）中で排液ヒーターパッドにより加熱され、そして水は均一な全体温度が確実に達成されるように、ウォーターポンプを使用してビーズを通じて再循環される。いったん必要な操作温度に達したら、洗濯物をドラム（２）に入れ、そして投入ドア（１０）を閉める。温かい洗浄水およびビーズが導入された時に、汚れ（卵のような）が布地に「焼き付け」られないことを確実にするために、最初に冷水を冷水供給口を介して洗濯物に加える。界面活性剤のような洗浄材は排水だめのポリマービーズに加えることができるが、好ましくはこの段階では水と共に加え、この添加はドア（１０）に取り付けられた添加口（示さず）を介するか、またはビーズ分離容器（５）およびビーズ送達管（６）のいずれかを介して行うことができる。洗濯物は穏
やかに攪拌されて、冷水が洗濯物に均一に分散し、そして生地を完全にぬらす。漂白剤が典型例である追加の洗浄材はさらに、場合によっては加熱した追加の水と共に、同じ添加手段を介して洗濯サイクル中の後の段階で加えてもよい。

排水だめの中のビーズおよび水により、いったん初期の操作温度になったら、ビーズポンプ（８）はビーズと水の混合物をビーズ分離容器（５）にポンプで押し上げる。余分な水は排水だめ（３）に戻ることができ、そしてビーズをドラム（２）にビーズ送達管（６）を介して放出するためにバルブが開けられる。この操作は必要量のビーズがドラム（２）に送達されるまで数回繰り返される。

次いでシステムは、３０から４０ｒｐｍの間（９８ｃｍの円筒状ケージについてＧ＝０．４９−０．８８）で回転するケージを持つ標準的な洗濯機と同様な様式で、一方向に数回転、次いで反対方向に同じ回転数で回転させて洗濯サイクルを行う。この順序で最高６０分間繰り返す。この時間中、ビーズはケージの穿孔を通って排水だめ（３）に連続的に落ち、そしてビーズポンプ（８）によりビーズ分離容器（５）に戻され、そこから必要に応じて新しいビーズと一緒に、それらはドラム（２）に再導入される。

洗濯サイクルが完了したら、ビーズのドラム（２）への導入は終わり、一方、残るビーズはケージの穿孔を通って自由に落ちて、排水だめ（３）に入る。ドラムから幾らかの水を除去し、そして洗濯した物質を部分的に乾燥するために、高速で短時間回転させた後、一連の低速回転および反対回転を行って、ビーズがドラム（２）の穿孔を通って排水だめ（３）に戻るようにする。この工程はほとんど全部のビーズがドラム（２）から除かれるまで続ける。このビーズ分離の連続操作の任意の点で、空気をドラムに送り混乱を起こし、そして布を膨らませてビーズの除去を援助することができる。次いで洗濯物は投入ドア（１０）を介してドラム（２）から取り出すことができる。

好適なビーズ除去連続順序では、ドラム（２）を最初に３００から８００ｒｐｍ（９８ｃｍのドラム直径についてＧ＝４９．３−３５０．６）で２分間回転させ、次いで３０から４０ｒｐｍの間で２０分間回転させ、この時間の間、洗濯物の向きを変え（ｒｅ−ｏｒｉｅｎｔａｔｅ）、そしてビーズが洗濯物から落ちるようにし、これにより効率的なビーズ除去を行うために、回転方向はおよそ３０秒毎に逆転させる。

別の任意選択工程では、洗濯物は洗濯サイクル後に水ですすぐことができる。さらに任意の工程で、ビーズをドラムから除去し、そして排水だめに移した後、ビーズは表面活性剤のような洗浄剤の存在または不存在下で、きれいな水を排水だめに流すことにより洗浄することができる。あるいはビーズの洗浄は、洗濯物を取り出した後、ドラム中でビーズのみを洗浄することにより行うことができる。本発明を以下の図面を参照にして、これからさらに具体的に説明する。

１（ａ）および（ｂ）は本発明の装置を示し、そして装置の再循環手段の観点を具体的に説明する。

本発明をこれから以下の実施例および付随する説明を参照にして、その範囲を限定することなくさらに具体的に説明する。

織られた綿布（１９４ｇｍ^−２、英国、ブラッドフォードのＷｈａｌｅｙｓ）を、以下に記載する方法に従い、コーヒー、口紅、ボールペン、トマトケチャップ、靴みがき、草
、掃除機のゴミ（ｖａｃｕｕｍ ｄｉｒｔ）、カレーソースおよび赤ワインで下記の方法に従い染めた。

（ｉ）コーヒー
１０ｇのＭｏｒｒｉｓｏｎｓ（登録商標）Ｆｕｌｌ Ｒｏａｓｔコーヒー粉末を５０ｍｌの蒸留水に７０℃で溶解した。生じた溶液の１ｃｍ^３のアリコートは、合成スポンジを使用して直径５ｃｍの円形プラスチックテンプレートの境界内の布地に適用し、次いで染めた布地を周囲温度（２３℃）で乾燥させ、その後、布地を使用するまで４日間、暗中で保存することにより維持した（ａｇｅｄ）。

（ｉｉ）口紅
Ｒｅｖｌｏｎ（登録商標） Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｓｔｒｏｕｓ口紅（コッパー フロスト
シェード：ｃｏｐｐｅｒ ｆｒｏｓｔ ｓｈａｄｅ）は、合成スポンジを使用して布地に適用し、直径５ｃｍの円形プラスチックテンプレート境界内に均一な適用（ｃｏｖｅｒａｇｅ）を準備した。次いで布はコーヒーについて述べた手順に従い維持した。

（ｉｉｉ）ボールペン
黒のＰａｐｅｒ Ｍａｔｅ（登録商標） Ｆｌｅｘ Ｇｒｉｐ Ｕｌｔｒａボールペンを使用して、布地の直径５ｃｍの円形プラスチックテンプレートの境界内を均一に適用した。次いで布はコーヒーについて述べた手順に従い維持した。

（ｉｖ）トマトケチャップ
Ｈｅｉｎｚ（登録商標）トマトケチャップを、合成スポンジを使用して布地に適用し、直径５ｃｍの円形プラスチックテンプレート境界内に均一の適用を準備した。次いで布地はコーヒーについて述べた手順に従い維持した。

（ｖ）靴磨き
Ｋｉｗｉ（登録商標）の黒色靴磨きを、合成スポンジを使用して布地に適用し、直径５ｃｍの円形プラスチックテンプレート境界内に均一の適用を準備した。次いで布地はコーヒーについて述べた手順に従い維持した。

（ｖｉ）草
草はＭＧ７（全国植生分類規格）供給源から手で集めた。１０ｇの草をハサミで刻み、そして２００ｍｌの水道水と電気ブレンダーを使用して混合した。次いで混合物を金属の篩を使用して濾過し、そして濾液を染色媒質として使用した。これを合成スポンジを使用して布地に適用し、直径５ｃｍの円形プラスチックテンプレート境界内に均一の適用を準備した。次いで布地はコーヒーについて述べた手順に従い維持した。

（ｖｉｉ）掃除機のゴミ
掃除機のゴミは一般的な家庭用掃除機のゴミ袋から手で集めた。２５ｇの掃除機のゴミを１００ｍｌの水道水と混合し、そして混合物は布地を染めるために使用した。これを合成スポンジを使用して布地に適用し、直径５ｃｍの円形プラスチックテンプレート境界内に均一の適用を準備した。次いで布地はコーヒーについて述べた手順に従い維持した。

（ｖｉｉｉ）カレーソース
Ｍｏｒｒｉｓｏｎｓ（登録商標）の自社ブランドのカレーソースを、合成スポンジを使用して布地に直接適用し、直径５ｃｍの円形プラスチックテンプレート境界内に均一の適用を準備した。次いで布はコーヒーについて述べた手順に従い維持した。

（ｉｘ）赤ワイン
Ｍｏｒｒｉｓｏｎｓ（登録商標）で購入した「スパニッシュレッドワイン」を、合成スポンジを使用して布地に直接適用し、直径５ｃｍの円形プラスチックテンプレート境界内に均一の適用を準備した。次いで布地はコーヒーについて述べた手順に従い維持した。

各染色物（ｉ）〜（ｉｘ）は、標準染色セットを作るため１枚の綿布（３６ｃｍ ｘ ３０ｃｍ）に図２に示すパターンで適用した。

次いで洗濯試験は、表１に説明する１組の試験および対照条件を使用して行った。この試験には本発明の方法に従いこれまでに定たような好適な装置の使用が関与し（“Ｘｅｒｏｓ−Ｇｅｎ１”ＸＰ１）、一方、対照洗濯試験は標準的な家庭用洗濯機（ＢＥＫＯ（登録商標）のＷＭ５１２０Ｗ，ＸＰ２およびＸＰ３）を使用して行った。両方の場合で（ＸＰ１、ＸＰ２およびＸＰ３）、標準染色セットは１／ｋｇの洗濯量で加え、そして１０ｇ／ｋｇの模擬皮脂染みの洗濯量も含浸綿生地（ＷＦＫ ＳＢＬ２００４）として含めた。この生地は襟や袖の脂が主要な染みとなる（ついた染み全体の８０％になることもある）家庭の洗濯環境をより良く摸するために使用する。皮脂は皮膚の皮脂腺に由来する。ＸＰ１法は周囲温度（１５℃で測定）で、２４ｋｇの綿およびポリエステル／綿混紡布の洗濯量、２８．８リットルの洗濯水（すなわち１．２リットル／ｋｇの洗濯量）、および６５ｋｇのＩＮＶＩＳＴＡ（登録商標）１１０１ポリエステルビーズ（すなわち２．７ｋｇ／ｋｇ洗濯量）を用いて実施した。４回の１８リットルのすすぎサイクルを使用した（９８ｃｍ直径のドラムで回転速度３００ｒｐｍ；Ｇ＝４９．３）。したがって水の総消費量（洗浄およびすすぎ）は、わずか１００．８リットル、すなわち４．２リットル／ｋｇ洗濯量であった。使用した界面活性剤は、Ｕｎｉｌｅｖｅｒ Ｐｅｒｓｉｌ Ｓｍａｌｌ ＆
Ｍｉｇｈｔｙ（登録商標）バイオロジカルリキッド、３．７ｇ／ｋｇ洗濯量であった。全サイクル時間は９５分であった。

家庭用の対照（ＸＰ２およびＸＰ３）では、ＢＥＫＯ（登録商標）ＷＭ５１２０Ｗが５ｋｇの機械として評価されているが４ｋｇの洗濯量で行った。これは欧州の家庭用市場で広く受け入れられている平均的サイズの洗濯量であり、これは次にこの対照をより合理的なものとする。ドラム中のアレッジが増せば、より多くの機械的作用およびより良い洗浄性能をもたらす。またＸＰ２が周囲の洗濯温度で実施したのに対し（１５℃と測定）、ＸＰ３はより高温の洗濯温度で実施した（４０℃）ことも留意すべきである。さらにＸＰ２およびＸＰ３は両方とも９．３ｇ／ｋｇ洗濯量の界面活性剤で実施し、これはＸＰ１よりもかなり多く、そして水の消費量も高かった（洗濯プラスすすぎ５６ｋｇ、すなわち１４．０リットル／ｋｇ洗濯量）。最後にＸＰ２およびＸＰ３の全工程サイクル時間は１２７分であり、これは本発明の方法を使用したＸＰ１よりもかなり長い。これらのパラメーターはＢＥＫＯ（登録商標）機（４０℃、綿）について選択したサイクルの機能（ａ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）であり、そしてそれらも明らかに対照の厳密さを上げた。ＢＥＫＯ（登録商標）のＷＭ５１２０Ｗはその標準的プログラムの選択に周囲条件でのサイクルがなく、したがってこの場合、ＸＰ３をＸＰ２と同じサイクル時間とするために、機械からのヒーターを外すことにより周囲サイクルを行い、そして４０℃の綿サイクルを再度行うことにも留意すべきである。

試験パラメーターを表１にまとめる。

達成された洗浄レベルは、色の測定を使用して評価した。サンプルの反射率の値は、パーソナルコンピューターに接続したＤａｔａｃｏｌｏｒ Ｓｐｅｃｔｒａｆｌａｓｈ ＳＦ６００分光光度計を使用して、１０°の標準観察（ｓｔａｎｄａｒｄ ｏｂｓｅｒｖｅｒ）を採用し、ＵＶ成分を含め、そして表面光沢成分を除く光源Ｄ_６５下で、３ｃｍの観察口を使用した。１枚の厚さの布地を使用して測定した。ＣＩＥ Ｌ^★色座標を各染色について取り、次いで平均値を「酵素」（草およびトマトケチャップの染色平均）、「酸化（Ｏｘｉｄｉｓｅ）」（コーヒー、赤ワインおよびボールペンの平均）、および「粒子」（掃除機のゴミ、靴磨きおよび口紅の染色平均）として記録し、カレーソースの染色は個別に測定した。皮脂染みの除去および生地への再沈着（すなわち各染色セットについてのバックグラウンド白度）も個別に測定した。

これらの結果を図３から６で説明し、より高い値がより良い洗浄性能、または再沈着の制御を示す。ＸＰ１をＸＰ２と比較すると、本発明の装置で行った洗浄は、各染色のクラスについて優れた結果を与え（図３）、そしてすべての染色を平均した時（図４）、ＸＰ１対ＸＰ２で使用した、減らした界面活性剤および水の量、そしてＸＰ２のより長いサイクル時間にもかかわらず優れた結果を与えた。皮脂の除去は、本発明の方法で有意に良く（図５）、一方、再沈着は同様だった（図６）。

ＸＰ１およびＸＰ３の比較は、本発明の装置で行った洗浄が各染色のクラスで類似の性能を与え（図３、粒子ではわずかに良い）、そしてすべての染色を平均した時（図４）、ここではＸＰ３に対してＸＰ１がたとえ減らした界面活性剤および水のレベル、そして有意に低い洗浄温度を使用し、そしてＸＰ３がより長いサイクル時間であっても同様であったことを示す。皮脂の除去および再沈着は両方とも同様であった（それぞれ図５および６）。

本明細書の記載および特許請求の範囲を通して、用語「含んでなる」および「含む」およびその変形は、「含むが限定しない」ということを意味し、そしてそれらは他の部分、添加物、成分、完成体（ｉｎｔｅｇｅｒ）または工程を排除することを意図しない（排除しない）。本明細書の記載および特許請求の範囲を通して、単数形は文脈が他に要求しない限り、複数形を包含する。特に不定冠詞を使用する場合、文脈が他に要求しない限り、明細書では単数形と同様に複数形を想定していると理解される。

本発明の特定の観点、態様または実施例と関連して記載する形、完成体、特徴、化合物
、化学的部分または基は、それらがその方法で適合する限り本明細書に記載する他の観点、態様または実施例に応用可能と理解すべきである。本明細書（添付する特許請求の範囲、要約および図面を含む）に開示したすべての特徴、および／またはそのように開示した方法または工程のすべての段階は、少なくともそのような特徴および／または段階の幾つかが相互に排他的である場合の組み合わせを除いて、任意の組み合わせで組み合わせることができる。本発明は前記態様の詳細に限定されない。本発明は本明細書に開示した（添付する特許請求の範囲、要約および図面を含む）特徴の任意の新しい１つ、または任意の新規組み合わせ、あるいはそのように開示した任意の方法または工程の段階の任意の新しい１つ、または任意の新規組み合わせにも及ぶ。

読者の注目は、本出願に関連する本明細書と同時に、または以前に提出され、そして本明細書と共に公開調査されているすべての文献および文書に向けられ、そしてすべてのそのような文献および文書の内容は引用により本明細書に編入する。

Claims (20)

1. 汚損物質の洗濯に使用するための装置であって、
   （ａ）（ｉ）中に回転可能に取り付けられた円筒状ケージを有する第一の上部チャンバ、および
   （ｉｉ）固体粒子洗浄材からなる洗浄媒体の収集チャンバとして機能する該円筒状ケージの下に位置する第二の下部チャンバ
   を有する筐体手段；
   （ｂ）該下部チャンバから該回転可能に取り付けられた円筒状ケージへ該固体粒子洗浄材の再循環を促進する少なくとも一つの再循環手段；
   （ｃ）出し入れ手段；
   （ｄ）第一の再循環手段に含まれるポンプ手段；および
   （ｅ）該装置の中に水と追加の洗浄剤を送達するための複数の送達手段を含んでなり、該回転可能に取り付けられた円筒状ケージは穿孔した円筒状の側壁を含むドラムを含み、該側壁の表面積の最高６０％まで穿孔を含み、そして該穿孔は２５．０ｍｍ以下の直径を有する穴を含み、該装置が固体粒子洗浄材と洗浄水を含む配合物を使用して汚損物質の洗濯に使用する、該装置。
2. 前記出し入れ手段が実質的に密閉された系を提供するように閉鎖することができる請求項１に記載の装置。
3. 前記回転可能に取り付けられた円筒状のケージが１０〜７０００リットルの範囲の容量を有する請求項１または２に記載の装置。
4. 前記回転可能に取り付けられた円筒状のケージの回転が駆動手段の使用により実行される請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
5. 循環手段を含み、前記回転可能に取り付けられた円筒状のケージの円筒状の側壁の内面が、該内面に垂直に固定されている複数の間隔を空けた延長突起を含む該循環手段を備えた請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。
6. 追加の攪拌手段を含む請求項１から５のいずれか１項に記載の装置。
7. 前記第二の下部チャンバが固体粒子洗浄材の収集チャンバとして機能し、そして拡大した排水だめを含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の装置。
8. 前記少なくとも１つの再循環手段が、洗濯操作に再使用するために前記下部チャンバから前記回転可能に取り付けられた円筒状のケージへ、前記固体粒子洗浄材の再循環を促進し、そして該第二チャンバと該回転可能に取り付けられた円筒状のケージとをつなぐ送管構造を含み、該送管構造が、該固体粒子洗浄材を水から分離するための分離手段を含む請求項１から７のいずれか１項に記載の装置。
9. 前記送管構造が、前記固体粒子洗浄材の前記円筒状のケージへの導入を制御するように適合されている制御手段を含む請求項８に記載の装置。
10. 第二の再循環手段を含む請求項１から９のいずれか１項に記載の装置。
11. 前記下部チャンバが、その内容物の循環および混合を促進するための追加のポンプ手段を含む請求項１から１０のいずれか１項に記載の装置。
12. 汚損物質を、固体粒子洗浄材および洗浄水を含む配合物で処理することを含んでなる汚損物質の洗濯法であって、該方法が請求項１から１１のいずれか１項に記載の装置で行われる該方法。
13. 汚損物質の洗濯法であって：
    （ａ）固体粒子洗浄材および水を、請求項１から１１のいずれか１項に記載の装置の第二の下部チャンバに入れ；
    （ｂ）該固体粒子洗浄材および水を攪拌そして加熱し；
    （ｃ）少なくとも一つの汚損物質を前記回転可能に取り付けられた円筒状のケージに出し入れ手段を介して入れ；
    （ｄ）実質的に密閉された系を形成するために出し入れ手段を閉め；
    （ｅ）該固体粒子洗浄材および水を、該回転可能に取り付けられた円筒状のケージに再循環手段を介して入れ；
    （ｆ）装置の洗濯サイクルを操作し、該回転可能に取り付けられた円筒状のケージを回転させ、そして流体および固体粒子洗浄材を、該回転可能に取り付けられた円筒状のケージの穿孔を介して該第二の下部チャンバに制御された様式で落とし；
    （ｇ）新しい固体粒子洗浄材を輸送し、そして使用済の固体粒子洗浄材を分離手段に再循環するようにポンプ手段を操作し；
    （ｈ）該新しいおよび再使用の固体粒子洗浄材を、該回転可能に取り付けられた円筒状のケージに制御された様式で加えるように制御手段を操作し；そして
    （ｉ）汚損物質の洗浄を行うために工程（ｆ）、（ｇ）および（ｈ）を続行する工程を含む該方法。
14. さらにすすぎ操作を含んでなり、追加の水が前記回転可能に取り付けられた円筒状のケージに加えられる請求項１２または１３に記載の方法。
15. 物質処理剤が、前記すすぎ操作中のすすぎ水に加えられる請求項１４に記載の方法。
16. 少なくとも１つの追加の洗剤が前記装置に加えられ、該少なくとも１つの追加の洗剤が、該固体粒子洗浄材を含む該装置の下部チャンバに加えられ、その中で所望の温度に加熱され、そしてその後前記第一の再循環手段を介して前記円筒状のケージに導入されるか、あるいは水と予め混合され、そして該円筒状のケージに前記出し入れ手段に取り付けられた添加口を介して加えられるいずれかである請求項１２から１５のいずれか１項に記載の方法。
17. 洗濯サイクル中、前記回転可能に取り付けられた円筒状のケージの回転が１未満のＧ力で引き起こされ、そして洗濯サイクルの完了で、固体粒子洗浄材の該回転可能に取り付けられた円筒状のケージへの供給が止まり、そして洗濯した物質をある程度乾燥するために、ケージに対するＧ力を上げる請求項１２から１６のいずれか１項に記載の方法。
18. 前記固体粒子洗浄材の分離および回収、およびその後の洗濯での再使用をさらに含む請求項１２から１７のいずれか１項に記載の方法。
19. 前記固体粒子洗浄材が、複数のポリマー性粒子を含む請求項１２から１８のいずれか１項に記載の方法。
20. 前記ケージの回転中に、流体および多量の固体粒子洗浄材がケージの穿孔から装置の下部チャンバに落ちるように、前記円筒状ケージの下に位置する第二の下部チャンバが、固体粒子洗浄材からなる洗浄媒体の収集チャンバとして機能する請求項１から１１のいずれか１項に記載の装置。

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