新的清洗設(shè)備及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于處理基材的設(shè)備，尤其是紡織纖維及織物，其使用包含固體 粒子材料的系統(tǒng)。更具體地說，本發(fā)明涉及一種設(shè)備，其提供了上述固體粒子材料被使用于 調(diào)適成優(yōu)化該粒子材料與基材間的機(jī)械相互作用的系統(tǒng)中，且便于處理完成后，該固體粒 子材料容易從該基材去除，以及其后續(xù)存儲(chǔ)在便于其再使用于后續(xù)操作的設(shè)備中。本發(fā)明 還涉及一種用于使用用于處理基材的設(shè)備的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 水清洗法是家庭和工業(yè)織物洗滌的主干。在假設(shè)所期望的清洗程度得以實(shí)現(xiàn)的條 件下，這種清洗方法的效率通常以其能量、水量及清潔劑的消耗度來表征。在一般情況下， 對(duì)這三個(gè)部分的要求越低，洗滌法被認(rèn)為更高效。水及清潔劑消耗減少的下游效應(yīng)也很顯 著，因?yàn)檫@使極其昂貴且對(duì)環(huán)境有害的水性流出物處置的需要減至最小。
[0003] 這種洗滌法不管是否涉及到家庭洗衣機(jī)或是工業(yè)上的同等設(shè)備（通常被稱為洗 滌脫水機(jī)），均包括織物水浸沒以及隨后的污垢去除、水性污垢懸浮、水沖洗。在一般情況 下，使用的能量（或溫度）、水和清潔劑的等級(jí)越高，清潔越好。然而，一個(gè)重要的問題與水 消耗有關(guān)，因?yàn)檫@將設(shè)定能量需求（為了加熱洗滌水）及清潔劑用量（達(dá)到所期望的清潔 劑濃度）。此外，用水程度界定該方法在織物上的機(jī)械作用，這為另一重要性能參數(shù)；而在 洗滌期間對(duì)衣服表面的攪拌在釋出嵌入的污垢中扮演關(guān)鍵角色。在水處理中，用水程度與 用于任何特定洗衣機(jī)的鼓輪設(shè)計(jì)結(jié)合來提供這種機(jī)械作用。一般來說，可以發(fā)現(xiàn)，鼓輪中的 水位越高，機(jī)械作用越好。因此，改進(jìn)整體處理效率（即能量、水及清潔劑消耗的減少）的愿 望與對(duì)洗滌中有效率的機(jī)械作用的需要產(chǎn)生分岐。就家庭洗滌而言，除了與這種使用相關(guān) 的明顯成本懲罰外，特別定有洗滌性能標(biāo)準(zhǔn)，其專門設(shè)計(jì)來阻止在實(shí)踐中耗費(fèi)較大量的水。
[0004] 當(dāng)前有效率的家庭洗衣機(jī)已在將其能量、水及清潔劑的消耗減至最小方面，取得 顯著的進(jìn)步。歐盟指令92/75/CEE設(shè)定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，其以kWh/循環(huán)（棉設(shè)定為60°C)界定洗 衣機(jī)能耗，使得有效率的家庭洗衣機(jī)典型地消耗〈0. 19kWh/kg (千瓦時(shí)/公斤）沖洗載荷， 以獲得"A"評(píng)級(jí)。如果水消耗也被考慮，那么"A"級(jí)機(jī)器即使用小于9. 71itreS/kg(公升 /公斤）沖洗載荷。
[0005]然而，最近歐盟的系統(tǒng)（起因于委員會(huì)授權(quán)法規(guī)1061/2010,其從2011年12月20 日起引進(jìn)）已遭遇家庭洗衣機(jī)轉(zhuǎn)換至新評(píng)級(jí)系統(tǒng)，其按年計(jì)算能量及水消耗，并根據(jù)所界 定的每周洗滌循環(huán)組（60°C下全載3切斷，60°C下半載2切斷，40°C下半載2切斷）（3 off 6CTCat full load, 2 off 6CTCat half load, 2 off 4CTC at half load)，導(dǎo)出能量效率 指數(shù)（EEI)。然后，這些洗滌的總能量消耗（加上"切斷模式"和"保持通電"模式功耗的加 權(quán)值）被平均至每天的數(shù)字（通過除以7)。由此得出的數(shù)字再乘以220-假設(shè)的每年平均 洗滌數(shù)，來計(jì)算以KWh (千瓦時(shí)）為單位的每年能量消耗（AEc)。EEI再用該AEc除以標(biāo)準(zhǔn) 年度能量消耗來計(jì)算（SAEc = [47Xc]+51. 7)，其中c為機(jī)器的沖洗載能力。〈46的EEI值 的結(jié)果是A+++能量效率等級(jí)。水消耗采取類似的方法來達(dá)至AWc (水消耗用于相同每周洗 滌循環(huán)組，平均成每天消耗及年度消耗）。然而，該值簡(jiǎn)單地以litres/annum(公升/年） 為單位表示每年消耗。
[0006] 然后，清潔劑用量由廠商的推薦來推動(dòng)，但同樣，在家庭市場(chǎng)中，典型的是，就濃縮 液配方來說，在軟、中等硬度的水中，對(duì)于4-6kg沖洗載荷的清潔劑用量為35ml (或37g)， 對(duì)于6-8kg沖洗載荷（或在硬水中，或?qū)τ诜浅ＥK的物品）的清潔劑用量則增至52ml (或 55g)(參見，例如，對(duì)Persil? Small&Mighty的聯(lián)合利華（Unilever)包裝劑量指示）。因 此，對(duì)于在軟/中等硬度的水中的4-6kg的沖洗載荷，這相當(dāng)于7. 4-9. 2g/kg清潔劑量，同 時(shí)，就6-8kg沖洗載荷（或在硬水中，或非常臟的物品中）而言，范圍為6. 9-9. 2g/kg。
[0007] 然而，工業(yè)洗滌法（洗衣脫水機(jī)）中的能量、水及清潔劑消耗迥然不同，且對(duì)所有 三個(gè)資源的使用的限制較少，因?yàn)檫@些對(duì)于減少循環(huán)時(shí)間是主要因素-當(dāng)然，這比家庭處 理的情況更被考慮到。就典型工業(yè)洗衣脫水機(jī)（25kg沖洗載荷級(jí)別及以上）而言，能量消 耗>0. 30kWh/kg，用水在-201itres/kg (公升/公斤），清潔劑量比家庭洗滌配得更重。所 用清潔劑的精確程度依臟污量而定，但以18_70g/kg為代表。
[0008] 因此，可從以上討論得出，在家庭區(qū)塊中的性能水平設(shè)定了有效率的織物洗滌法 的最高標(biāo)準(zhǔn)，且其為：〈〇. 19kWh/kg的能耗或〈46的EEI，〈9. 71itres/kg的用水，以及約 8. Og/kg的清潔劑量（8. 5ml/kg)。然而，如先前所觀察，其因徹底潤(rùn)濕織物的最低要求，提 供足夠的過量水來使除去的污垢懸浮在水液體中的需要，以及最后沖洗織物的需要，而變 得越來越難以減少純水處理中的水位（并因此，能量及清潔劑）。
[0009] 然后，洗滌水的加熱是能量的主要使用，且通常需要最小量的清潔劑，以改進(jìn)清洗 成效。因此，改進(jìn)機(jī)械作用而不增加所用水位的方法會(huì)使任何水洗法顯著地提升效率（即 在能源、水及清潔劑消耗方面進(jìn)一步減少）。應(yīng)當(dāng)指出的是，機(jī)械作用本身對(duì)清潔劑量有直 接的影響，因?yàn)橥ㄟ^物理力實(shí)現(xiàn)污垢去除的程度越大，所需清潔劑的化學(xué)作用越少。然而， 在純粹水洗滌法中增加機(jī)械作用有某些相關(guān)缺點(diǎn)?？椢镎酆廴菀装l(fā)生在這種方法中，且這 會(huì)將來自機(jī)械作用的應(yīng)力集中于各折痕，造成局部織物損傷。防止此種織物損傷（即織物 保護(hù)）是家庭消費(fèi)者及工業(yè)用戶的主要關(guān)注事項(xiàng)。
[0010] 鑒于與水洗滌法相關(guān)的這些挑戰(zhàn)，本發(fā)明人在先前已發(fā)明一種新的問題解決方 案，其可克服現(xiàn)有的已知方法的缺陷。所提供的該方法消除了使用大量水的要求，但仍能夠 提供清洗及去污的有效手段，同時(shí)也產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)及環(huán)境效益。
[0011] 因此，在W0-A-2007/128962中公開了一種用于清洗臟污基材的方法和配方，該方 法包括用含有復(fù)數(shù)聚合物粒子的配方對(duì)濕潤(rùn)基材的處理，其中該配方不含有機(jī)溶劑。優(yōu)選 地，潤(rùn)濕該基材，以達(dá)至基材與水的比例介于1:0. 1至l:5w/w之間，且可選地，該配方還包 括至少一種清洗材料，其典型地包括表面活性劑，最佳地具有清潔劑特性。在優(yōu)選的實(shí)施例 中，該基材包括紡織纖維，及聚合物粒子例如可包括聚酰胺、聚酯、聚烯烴、聚氨酯或其共聚 物的粒子，但最優(yōu)選地成尼龍珠的形式。
[0012] 然而，這種基于粒子的清洗方法的使用對(duì)清洗粒子在清洗操作結(jié)束時(shí)有效地與已 清洗的基材分離提出了要求，且這個(gè)問題已在W0-A-2010/094959中指出，其提供要求使用 能獨(dú)立旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)內(nèi)部鼓輪的清洗設(shè)備的新穎設(shè)計(jì)，并同時(shí)適用于工業(yè)及家庭清洗法。
[0013] 在W0-A-2011/064581中提供又一設(shè)備，其便于在清洗操作結(jié)束時(shí)將清洗粒子與 已清洗的基材有效地分離，且其包括穿孔的鼓輪，以及可卸卸的外鼓輪皮，該外鼓輪皮適于 防止流體及固體粒子材料從鼓輪內(nèi)部進(jìn)出，該清洗方法要求在洗滌循環(huán)期間，外皮附著于 鼓輪，此后，在操作分離循環(huán)之前，移除該皮，以去除該清洗粒子，隨后，從該鼓輪中拆卸該 已清洗之基材。
[0014] 在W0-A-2011/064581的設(shè)備的進(jìn)一步發(fā)展中，在W0-A-2011/098815中公開了一 種方法及設(shè)備，其提供在清洗法期間該清洗粒子的連續(xù)循環(huán)，并由此免除設(shè)置外皮的要求。
[0015] 在W0-A-2012/056252中，以聚合物粒子為基礎(chǔ)的清洗方法以及該清洗粒子與該 已清洗基材的分離均由小心控制聚合物粒子大小、形狀和密度，以及程序參數(shù)得以進(jìn)一步 改進(jìn)。實(shí)現(xiàn)了一種清洗法，該清洗法有助于在相當(dāng)?shù)偷那逑礈囟龋吹湍芰浚┫聝?yōu)異的清 洗性能，并減少添加清潔劑量，同時(shí)也保持原有的低水消耗。
[0016] 在W0-A-2012/056252的清洗方法的進(jìn)一步發(fā)展中，已開發(fā)一種方法，其符合先前 所討論的節(jié)省能量消耗、用水及清潔劑用量的目標(biāo)，同時(shí)通過粒子與織物表面的機(jī)械作用 的均勻性增加，也有助于減少已洗基材中的局部織物損壞。因此，在W0-A-2012/095677中 公開了一種用于清洗臟污基材的方法，其允許使用非聚合物清洗粒子，且該方法包括在一 設(shè)備中用非聚合物粒子及洗滌水處理基材，該設(shè)備包括包含穿孔側(cè)壁的鼓輪，其中，該固體 粒子清洗材料可包括復(fù)數(shù)聚合物與非聚合物粒子。因此，已經(jīng)證實(shí)的是，使用某些非聚合物 粒子可增強(qiáng)洗滌法中的機(jī)械作用，從而使得最特別是與聚合物粒子結(jié)合，在總體清洗性能 中實(shí)現(xiàn)驚人的效益。
[0017] 在上述現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)中所公開的設(shè)備和方法在提供清洗和去污的有效手段上已 經(jīng)非常成功，其也產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。
[0018] 即使有鑒于上述進(jìn)展，仍然有進(jìn)一步改善的需求。本發(fā)明企圖至少部分解決下列 問題中的一個(gè)或多個(gè)，該問題包含：（i)在清洗過程中維持所需的在籠體中的固體粒子材 料量；（ii)在清洗步驟后有效分離固體粒子材料；（iii)維持或改善清洗性能；（iv)維持 或改善織物護(hù)理；(v)維持或改善每公斤干基材的清洗效率；(vi)固體粒子材料的儲(chǔ)存； (vii)改善非聚合固體粒子材料的使用；(viii)允許使用兩種不同種類的固體粒子材料； 及（ix)提供更簡(jiǎn)單、更經(jīng)濟(jì)的清洗設(shè)備及方法。在實(shí)施例中，本發(fā)明使用適用于工業(yè)和尤 其是家庭清洗的需求的設(shè)備至少部分解決這些問題。這種設(shè)備（例如洗衣機(jī)）可包括穿孔 鼓輪，該穿孔鼓輪適于允許流體從鼓輪的內(nèi)部進(jìn)出，但其中穿孔的大小做成防止固體粒子 材料穿過而進(jìn)出。因此，本發(fā)明提供一種設(shè)備和清洗方法，該設(shè)備包括可旋轉(zhuǎn)安裝圓筒形籠 體及在其中收集和存儲(chǔ)固體粒子清洗材料的裝置，在該清洗方法中，在洗滌循環(huán)期間內(nèi)，固 體粒子清洗材料被釋放到?jīng)_洗載荷，然后，被收集并存儲(chǔ)于可旋轉(zhuǎn)安裝圓筒形籠體內(nèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019] 因此，根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供一種使用固體粒子材料處理基材的設(shè)備，該 設(shè)備包括：
[0020] (a)殼體裝置，具有安裝于其內(nèi)的可旋轉(zhuǎn)安裝圓筒形籠體；
[0021] (b)出入裝置；以及
[0022] (c)多個(gè)輸送裝置，其中該可旋轉(zhuǎn)安裝圓筒形籠體另包括存儲(chǔ)裝置，該存儲(chǔ)裝置適 用于幫助固體粒子材料的存儲(chǔ)。
[0023] 在本發(fā)明的典型實(shí)施例中，該固體粒子材料包括固體粒子清洗材料。
[0024] 在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，該可旋轉(zhuǎn)安裝圓筒形籠體包括含有穿孔側(cè)壁的鼓輪， 其中穿孔包括具有小于該固體粒子材料的粒徑的直徑的孔。典型地，該孔具有不大于5. 0_ 的直徑。因此，在該實(shí)施例中，該穿孔允許流體及直徑小于該孔的細(xì)粒子材料進(jìn)出，但該穿 孔適于防止具有大于5. 0_的粒徑的固體粒子材料退出。
[0025] 在本發(fā)明的特別典型的實(shí)施例中，該穿孔包括具有小于5. 0mm，最典型的為小于 3. 0_的直徑的孔。在這種實(shí)施例中，典型地防止所有固體粒子材料進(jìn)出。
[0026] 在本發(fā)明的替代實(shí)施例中，該可旋轉(zhuǎn)安裝圓筒形籠體包括鼓輪，該鼓輪包括不含 穿孔的堅(jiān)實(shí)側(cè)壁，使得在操作中來自鼓輪內(nèi)部的任何材料僅能通過該存儲(chǔ)裝置進(jìn)出。
[0027] 通常情況下，該存儲(chǔ)裝置包括至少一個(gè)隔間，隔間包括有助于流體及固體粒子材 料進(jìn)出的流道。
[0028] 在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，該存儲(chǔ)裝置包括多個(gè)該隔間。