洗涤烘干机及其使用方法

文档序号:1754829阅读:734来源:国知局
专利名称:洗涤烘干机及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种用于处理、清洗或清新织物制品的设备和方法。具体地讲,该设备为既能进行洗涤操作又能进行烘干操作的双重模式设备,其中在该设备内在织物处理工艺的至少一个步骤中使用亲脂性流体。也包括包含可更换/可消耗部件的套件。
背景技术
对于织物制品的清洗,消费者可选择常规浸没式水洗或干洗。
常规衣物清洗使用相对较大量的水,典型地在消费者家中用洗衣机或在专门场所如投币洗衣店中进行。尽管洗衣机和衣物洗涤剂已经变得相当高级,但常规洗涤方法依然存在使织物制品发生染料转移和收缩的风险。消费者所用的相当大一部分织物制品不适于用这样的常规洗涤方法进行清洗。甚至被认为是“可机洗的”织物制品也经常在洗涤之后产生严重褶皱,因此需要熨烫。
大多数干洗方法靠非水溶剂来清洗。通过避免接触水,这些方法最大程度地减少了缩水和起皱的风险。由于需要处理和恢复大量的溶剂,使得这些干洗方法不适于在消费者家中使用。由于需要专门的干洗操作,使得这种洗涤形式对消费者来说既不方便费用又高。
最近,人们已开发出利用例如超临界二氧化碳这类压缩气体作为干洗介质的干洗方法。遗憾的是,这些方法有很多缺点,例如它们需要压力很高的设备。
利用例如全氟丁氨之类的非溶剂的其它干洗方法近来也有描述。这些方法也有诸多缺点,例如非溶剂流体不能充分溶解体垢,而且极其昂贵。
因此,对清洗或处理织物制品的新设备、方法和组合物的需要尚未得到满足,需要这些设备、方法和组合物对宽范围的织物制品是安全的,最大程度地减少缩水和起皱,并且适于在消费者家中和/或在服务业和商业机构中以高性价比使用。
发明概述本发明涉及双重模式织物处理设备,该设备包括用于容纳织物制品的腔室;用于存储亲脂性流体的第一贮存器;用于存储织物整理组合物的第二贮存器;构型用于以小滴形式分配织物整理组合物的分配装置;任选的用于加热腔室的加热装置;和任选的用于监控腔室中亲脂性流体蒸汽浓度的气体传感器;其中所述设备被构型用于包括洗涤周期和烘干周期的织物处理操作;在洗涤周期期间将亲脂性流体分配到腔室内;在烘干周期期间通过分配装置将织物整理组合物分配到腔室内,因此被分配的组合物的至少一部分与腔室内的织物制品接触。
本发明也涉及一种在本发明的双重模式织物处理设备内处理织物制品的方法。该方法包括以下步骤将织物制品置于腔室内;将亲脂性流体分配到腔室内,使得织物制品与亲脂性流体接触;将亲脂性流体的至少一部分从腔室内取出;和以小滴形式将织物整理组合物分配到腔室内,使得织物制品与织物整理组合物接触;其中所述织物整理组合物在腔室处于约20℃至约80℃的温度期间被分配到腔室内。
也提供包含可更换/可消耗部件的套件。
附图概述尽管本说明书通过特别指出并清楚地要求保护本发明的权利要求书作出结论,但据信由以下说明可更好地理解本发明,其中

图1是根据本发明一个实施方案的设备示意图;图2是根据本发明一个实施方案的设备剖开的侧视图;图3是根据本发明一个实施方案的设备前视图;应当理解,附图不一定按比例绘制,而且实施方案有时以图形符号、假想线、草图和片段视图来表示。在某些情况下,对理解本发明不必要或使其它细节难于理解的细节可能已被略去。当然,应当理解,本发明不限于本文图示说明的具体实施方案。
发明详述定义本文所用术语“织物制品”是指任何通常用常规洗涤方法或干洗方法清洗的制品。因此,该术语包括衣物、亚麻、纬幔、服饰以及地板覆盖物。该术语也包括其它整个或部分地由织物制造的物品,如手提袋、家具罩、防水油布等等。
本文所用术语“亲脂性流体”是指任何能除去皮脂的非水溶剂,下文将作更详细的描述。本文所定义的“亲脂性流体”通常不包括例如二氧化碳等可压缩气体之类的材料。在环境温度和压力下,本亲脂性流体至少部分为液体。
本文所用短语“织物制品的干重”是指没有特意添加的流体重量的织物制品重量。
本文所用短语“织物制品的吸收容量”是指能被织物制品收集并保持在其孔和空隙中的流体的最大量。织物制品的吸收容量按照以下织物制品吸收容量测试协议(Test Protocol for Measuring AbsorptionCapacity of a Fabric Article)进行测量。
对于本领域的普通技术人员来说,通过阅读下列详细描述和所附的权利要求书,本发明的这些和其它方面、特征和优点将变得显而易见。除非另外指明,本文中所述的所有百分数、比率和比例均按重量计。除非另外指明,所有温度的单位均为摄氏度(℃)。除非另外指明,所有的量度均为国际单位。
织物制品吸收容量测试协议第1步漂洗并烘干将加入亲脂性流体到其中的贮存器或其它容器;清洗贮存器,使其没有任何外来物质,特别是肥皂、洗涤剂和润湿剂。
第2步称量要测试的“干”织物制品,以获得织物制品的“干”重。
第3步将2L在~20C的亲脂性流体注入贮存器。
第4步将经过第2步的织物制品放入盛有亲脂性流体的贮存器内。
第5步搅拌贮存器内的织物制品,以保证织物制品内没有空气囊残留而且织物制品被亲脂性流体湿透。
第6步将织物制品从盛有亲脂性流体的贮存器内取出。
第7步根据需要将织物制品展开,使织物制品的同一表面或相对表面间没有任何接触。
第8步让经过第7步的织物制品滴干,直到液滴的频率不超过1滴/秒。
第9步称量经过第8步的“湿”织物制品,以获得织物制品的“湿”重。
第10步用下面的公式计算织物制品所吸收的亲脂性流体的量。
FA=(W-D)/D*100式中FA=吸收的流体,%(即,按织物制品干重表示的织物制品吸收容量%)W=湿样本重量,gD=初始样本重量,g术语“非浸没式”是指基本上所有的流体与织物制品紧密接触。没有任何超过最小量的“游离”洗涤介质。这不同于“浸没式”方法,在“浸没式”方法中,洗涤流体是淋浴液,织物制品或者如在常规立式洗衣机中那样浸没在其中,或者如在常规卧式洗衣机中那样投入其中。术语“非浸没式”根据下面的非浸没式方法测试协议(Test Protocolfor Non-Immersive Processes)作更详细的定义。当满足下面的测试协议时,其中织物制品与流体接触的方法是非浸没式方法。
非浸没式方法测试协议第1步用上述织物制品吸收容量测试协议确定织物样本的吸收容量。
第2步使织物制品经受流体接触过程,使大量的流体接触织物制品。
第3步将经过第1步的干织物样本靠近经过第2步的织物制品放置,并移动/搅拌/翻转织物制品和织物样本,使流体从织物制品转移到织物样本上(织物制品和织物样本应达到相同的饱和含量)。
第4步称量经过第3步的织物样本。
第5步用下面的公式计算织物样本所吸收的流体FA=(W-D)/D*100式中FA=所吸收的流体,%W=湿样本重量,gD=初始样本重量,g第6步比较织物样本所吸收的流体与织物样本的吸收容量。如果织物样本所吸收的流体少于织物样本吸收容量的约0.8,那么该方法为非浸没式。
亲脂性流体可单独使用,或者与任选的液体(例如水和/或极性溶剂)和/或本文后面所述的任何组合物一起使用,以形成用于织物处理过程的织物处理介质和/或洗涤液。应当理解,织物处理包括清洗、调整、上浆和清新。按所述织物处理介质的重量计,亲脂性流体典型地包括至少约50%的织物处理介质。按水的重量计,在一个实施方案中织物处理介质包含少于约30%或少于约10%的水。
在本发明的设备和方法中,不推荐清洗或处理浸湿的织物制品。然而,多数织物制品含有从空气或接触的穿着者吸收的不同含量的水分。这类制品以及偶尔的水湿制品例如泳衣可用本发明的设备和方法处理。
设备图1是依照本发明进行织物处理工艺的设备的一个实施方案的示意图。依照本发明进行织物处理工艺的设备的该实施方案和其它实施方案在WO 01/94675(P&G案号8119M)中详述。
设备70包括腔室1,该腔室能够容纳待处理的织物制品和包含亲脂性流体的清洗流体,其中当将待处理的织物制品放置在腔室内而且将包含亲脂性流体的清洗流体引入织物处理腔室1中时,腔室1保持亲脂性流体的量最多为其中所容纳织物的吸收容量。此外,腔室1可为亲脂性流体可透过的腔室。
设备70还包括外部腔室2,该外部腔室能够容纳来自织物处理腔室1而没有被保持在所述织物处理腔室内的亲脂性流体。将外部腔室2构型成覆盖腔室1。外部腔室2典型地包括出口或排水口7,外部腔室2所容纳的亲脂性流体通过该出口排出外部腔室2。期望亲脂性流体从外部腔室2的排出速率使得织物处理腔室1内亲脂性流体的量不超过包含在织物制品处理腔室1内的织物的吸收容量。
在一个实施方案中,如图2所示,腔室1和外部腔室2为圆柱体构造并具有水平入口58。典型地相对腔室1静止的外部腔室的水平中心线与活动腔室1的旋转轴100一致,该活动腔室可移动地安装在外部腔室2内。通常腔室1可具有任何合适的穿孔或开口图案,并依照设计原理设计,以使流体通过其穿孔表面的流动最大化而不会削弱至不可接受的程度。将腔室1设计成当在包含亲脂性流体的织物制品负荷存在下高速旋转时能保持足够的刚性。腔室1可包含加固元件,例如支柱(未示出),并具有图1中看不见的背面,该背面典型为平坦的,并且可穿孔或不穿孔。设备配置成优选将亲脂性流体导向腔室1的亲脂性流体可透过表面,而不是腔室1的背面。
如图2的剖面图更清楚地图示说明,外部腔室2包括周边壁62、固定到周边壁一个边缘上的后壁63、固定到周边壁相对边缘上的前壁64;所述前壁具有管状伸出部55,该伸出部具有用于向设备70装填和取出洗涤物的入口58。这个连接静止转筒2的柔韧管状伸出部55将机器运转期间产生的振动传播最小化。入口58与前门59形成气封,该前门在其周边最外面附近固定到洗衣机柜的前壁56上。前门59可任选地包括附加部件以确保良好密封,例如形成任何适宜形状以确保密封的橡胶、合成橡胶或弹性密封材料。当织物处理设备70运转时,通道门59处于图2所示的关闭位置并对柔韧的管状伸出部55的最外部分形成“气密”密封。密封质量应足以容许装置内的超压或减压,但也不必为极端压力所需的质量,例如超临界二氧化碳操作。这些后面的元件仅图示说明在图2的横截面中,以确保剩余的图轮廓最清楚。
如从图2所看到的,外部腔室2通过四个悬簧47(只示出两个)来支撑,弹簧的一端连接到外部腔室2的最上部分,另一端固定到织物处理设备柜上。顶部弹簧47a连接到与控制器接口的载荷传感器48上。在未示出的装置变型中,任何可取的高速悬浮、负荷平衡或稳定系统,例如现代欧洲前负荷式洗衣机所已知或公开的类型,均可适用于本发明设备。
在一个实施方案中,腔室1包括亲脂性流体可透过的(例如,穿孔的)的周边壁65、固定到所述周边壁上的基本无孔的后壁66和固定到所述周边壁对边上的基本无孔的前壁67。所述前壁67具有含入口58的管状伸出部55,该入口用于向织物处理设备70装填和取出洗涤物,并与外部腔室2内的入口58同心对齐。在周边壁65的内圆周上相同间隔的是三个提升叶片60,其具有基本三角形或其它形状的横截面。在一个具体的实施方案中,每个叶片围绕腔室1的旋转轴100处产生的放射状延伸线呈对称形状并通过其高度。这使得腔室1的反方向旋转对要洗涤的制品具有相等的提升效果。应当理解并认可的是大多数常规的洗衣机没有提升叶片,而滚筒式干衣机具有提升叶片,其被设计成用于低速和/或单向“滚动”运转。此外,腔室1沿其内表面可包括导流板或其它结构以有助于重新配置包含在其内的织物。
通过传动轴49将腔室1可旋转地固定到外部腔室2上。旋转腔室1的动力通过同心安装的从动轮50来传递。传动系统包括固定到外部腔室2的周边壁62上的变速驱动马达54。外部腔室2的任何运动不影响腔室1的旋转速度。驱动马达54的输出轴53具有固定的传动轮52。传动轮52通过常规传动皮带51连接到从动轮50上。图中未示出的一个可能的可供选择的传动系统具有两个传动轮而不是单个传动轮52,一个偏心安装而另一个同心安装。在这个可供选择的传动系统中,旋转腔室1的动力可通过偏心安装的传动轮或通过同心安装的传动轮传送到传动轴49的外面部分,两种传动轮均以固定关系固定到传动轴上。将使用偏心安装的传动轮以在腔室1的每转内改变该腔室的旋转速度,而使用同心安装的传动轮以在每转内以固定的旋转速度驱动腔室1。
在本发明的一个实施方案中,传动马达54不仅可以变速,而且还可以反转,使得腔室1在洗涤周期的特定部分首先沿一个方向旋转,然后再反转。在流体施用/去除阶段改变腔室的旋转方向几次,可给被处理的织物制品提供更均匀的搅拌和更均匀的热传递,因此可以更有效地去除污垢和/或亲脂性流体。
大存储罐19和20中的至少一个将容纳亲脂性流体;另一个大存储罐可容纳亲脂性流体与洗涤剂组合物或织物整理组合物的混合物,在织物处理过程中该混合物可被施用到设备70内的织物制品上。在另一个实施方案中,织物处理过程中施用到设备70内的织物制品上之前,该组合物可与亲脂性流体组合。这些组合物可为任何易于分配或流动的形式,例如触变凝胶、剪切稀释液体、液体、凝胶、粉末、颗粒、糊剂、薄片、微颗粒、纳米颗粒和悬浮液等。在另一个实施方案中,两个大存储罐19和20都将容纳亲脂性流体,其中一个罐容纳新的亲脂性流体,而另一个罐容纳用过或回收的亲脂性流体。在另一个实施方案中,组合物与亲脂性流体一起存放在大存储罐19和20中的一个或两个内。这可消除在将罐内的内容物经涂敷器26递送到腔室1中之前进行任何混合的必要。可供选择地,来自大存储罐19和20的亲脂性流体可与存储在小存储罐27和28中的洗涤剂或织物整理组合物混合,例如在织物处理过程中施用到设备70中的离散织物负载上之前。可供选择地,设备70内可包括附加存储罐或源,以给洗涤或漂洗周期提供流体(包括亲脂性流体、水或其它极性溶剂,例如低级醇或二醇)。采用亲脂性流体、水、极性溶剂或其混合物的双重模式织物处理方法在WO 01/94678(P&G案号8121)中公开。
在一个实施方案中,大存储罐19和20与小存储罐27和28可任选地可与设备70脱开。然后,存储罐连同其内容物可被回收或再填充并重新连接到设备上。各种已知的“快速连接”装置(图中未示出)是本领域所知的,并可用于保证存储罐快速或方便的脱开或连接。在一个具体的实施方案中,每个存储罐包含的物理构型使其可与设备70以“锁键”的方式连接和脱开。换句话讲,每个存储罐选择性地与设备70的目标“接收口”或插座配合。当存储罐包含例如洗涤组合物或织物整理组合物这类消耗物时,这种“锁键”系统是有用的。在一个可供选择的实施方案中,一个或多个存储罐可为可更换的或一次性的筒。在另一个实施方案中,大存储罐可永久性地连接到设备上,或者只能由训练过的维护人员更换,而小存储罐可为单个销售或作为套件的一部分销售、可由消费者更换的筒;套件可任选地包括使用说明书,例如用尽存储罐的拆卸说明书和填充期望的液体和/或组合物的新存储罐的安装说明书。在永久性连接模式下,大存储罐的内容物可周期性地补充或放出,并用相同或不同类型的新液体或组合物更换。在可脱开或可更换模式下,一旦存储罐的内容物被部分或完全消耗,存储罐连同其用过/脏的内容物或其空的内容物就被取下,并用配置有类似“锁键”连接并包含与先前内容物相同或不同的期望内容物的新存储罐进行更换。换下的存储罐或者由消费者处理,或者由第三方回收用于再填充,例如零售商、批发商或制造商。大小存储罐的数量均可根据期望的有益效果而变化。任何永久性固定到设备上的大或小存储罐将具有用于用期望的流体和/或组合物再填充的部件(例如,可穿通的密封或可重复密封的封盖)。
在一个实施方案中,通过用泵24进行泵送将期望的流体和/或组合物递送到涂敷器26内。存储在大存储罐19和20中的流体和/或组合物分别从导管22和21泵送,先经过阀23,然后通过泵24,最后经导管25至涂敷器26。存储在小存储罐27和28中的流体和/或组合物分别从导管29和30泵送,先经过阀23,然后通过泵24,最后经导管25至涂敷器26。本发明可采用各种类型的泵,包括齿轮泵、离心泵、隔膜泵、柱塞泵或蠕动泵。由于齿轮泵通常产生比任何其它类型泵较高的压力,而且它产生良好的喷射模式所需要的无脉动流量,所以采用齿轮泵。其它传送流体的部件也可采用,例如空气压缩机,它通过在存储罐上部施加压力而将流体推出存储罐。在一个实施方案中,采用能提供约0.5GPM(约1.87升/分)的最大流量和约758kPa(110psi)的最大压力的齿轮泵24经6mm(1/4″)直径的柔性传送导管25将流体和/或组合物递送到涂敷器26。
存储在大存储罐19和20与小存储罐27和28中的流体和/或组合物都通过打开在4进1出的阀总管23内的阀而混合,阀总管对应于连接到包含流体和/或组合物的对应存储罐的导管。例如,可通过阀总管23将存储在大存储罐19内的亲脂性流体与存储在大存储罐20内的组合物混合。可供选择地,可通过阀总管23将存储在大存储罐19内的亲脂性流体与存储在小存储罐27和28内的组合物混合。在另一个实施方案中,流体和/或组合物分开传送,即不预先混合。
为将流体引入腔室1的内部,泵24经导管25连接到涂敷器26。涂敷器26可为任何适合的构型。在一个实施方案中,将涂敷器26构型成递送平面扇形喷雾和/或圆锥扇形喷雾。平面扇形喷雾产生平行于孔口主轴的流体薄片。喷雾为约75□角的扇形形状,横截面为椭圆。特殊的平面扇形喷雾是有用的,因为它产生的液滴足够大,不会被在洗涤和/或烘干周期期间由于腔室1的旋转或翻转运动而产生的循环空气流或者由于在烘干周期的通风操作而产生的空气流带走。
喷雾嘴典型提供小于约1200微米,典型约100微米至约1000微米,或者约120微米至约500微米,或者约150微米至约300微米的平均小滴尺寸。这种平均小滴尺寸可通过Malvern颗粒分析仪或高速摄影来测定。当喷雾嘴用细网格或隔膜覆盖以产生平均粒度小于100微米的更细的小滴薄雾时,喷雾模式典型地被腔室1内的空气运动扰动。腔室1的旋转速度越高,典型超过735m/s2,则喷雾模式内需要的小滴就越大。
传送导管25内的压力应足够高,以通过涂敷器26产生基本为平面扇形的流体喷雾来覆盖腔室1的整个深度。传送导管25内适合的压力将根据经传送导管25至涂敷器26的流体而变化。例如,糊剂典型需要与触变凝胶或液体不同的压力。类似地,与组合物混合的亲脂性流体可能要求与没有任何组合物的亲脂性流体不同的压力。通过调节喷射压力,并任选地通过用加热器改变温度,本发明的设备能够施用所有类型的流体、凝胶和其它物质,包括牛顿流体和非牛顿流体、剪切稀释流体和非剪切稀释流体、多相混合物、乳液、微乳和动态变化的乳液体系。
在一个实施方案中,通过多个喷雾嘴递送亲脂性流体;每个喷雾嘴的位置应使从多个喷雾嘴喷出的亲脂性流体处于将该流体均匀分配在被处理的织物制品上的方式。在另一个实施方案中,设备的一个喷嘴递送亲脂性流体,而其它喷嘴递送漂洗流体、洗涤组合物和/或织物整理组合物。这些其它喷雾嘴可在织物处理过程中任何合适的周期(例如洗涤、漂洗、脱水或烘干)内操作,并可与亲脂性流体的施用和/或去除相继发生或同时发生。
在一个可供选择的实施方案中,将亲脂性流体以约1至约20升/分,或约1至约10升/分,或约2至5升/分的速率泵入腔室1内,而不是喷雾。
在本发明的典型实施方案中,泵24和阀23可位于存储罐19、20、28和27之下,以提供重力启动。
图2表示涂敷器26的内部构型,该涂敷器作为以下实施方案中的喷雾嘴。示于图2中的涂敷器26平行于腔室1的旋转轴100。在另一个实施方案中,涂敷器26位于腔室1的旋转轴100上。涂敷器26由固定到前门59上的喷雾悬臂57支撑。通过将流体传送导管25连接到喷嘴26的输送管61将流体递送到喷嘴26。涂敷器26平行于旋转轴100定位,从而其可引导平面扇形喷雾冲击腔室1的周边壁65、前壁67和后壁66。喷雾悬臂57容许喷雾至腔室1前壁上,而没有任何离散织物制品中的衣服在滚动周期内被包裹在喷雾悬臂57周围,从而抑制或者甚至可能阻止对离散织物制品的有效清洗。
在一个未图示说明在图2中的可供选择的实施方案中,涂敷器26可直接固定到柔韧的管状伸出部55上,不再需要喷雾悬臂57和输送管61。因此,涂敷器26可直接连接到流体传送导管25。涂敷器26可位于柔韧的管状伸出部55的适当位置上,这样可容许该涂敷器引导平面扇形喷雾冲击腔室1的周边壁65、前壁67和后壁66。涂敷器26和/或喷雾悬臂57的不同位置和/或构型也是合适的,只要在操作周期(例如,滚动周期)内涂敷器喷嘴或多个喷嘴不位于这样的地方,即在该处腔室内织物制品与喷雾悬臂57、涂敷器26或与涂敷器26结合的其它任何结构缠结或包裹在它们周围。在本发明的一个实施方案中,选择涂敷器26(以喷雾嘴或多个此类喷嘴的形式)的位置和/或构型,使得涂敷器26引导平面扇形喷雾优选冲击流体可透过的周边壁65,并任选地最好还冲击前壁67和/或后壁66。
适用于本发明的喷雾嘴在约275kPa(40psi)流体压力、约690kPa(100psi)最大压力下额定递送约1.87升每分钟(0.5仑每分钟),并形成80°的喷雾角度。
在本发明的非浸没式实施方案中,流体在外部腔室2内侧表面底部上的积累程度不足以形成浸没织物制品的淋浴液,因为它们被泵3通过阀5和导管7移除。泵3能泵送棉绒或颗粒物质而不堵塞,而且可长时间干运转而不损坏。离心泵和齿轮泵是适用于本发明的泵。离心泵是有用的,因为这种泵具有不易被不溶固体堵塞的大运动部件(螺旋桨或叶轮),而且不包含任何会由于磨损而毁坏的摩擦部件。泵3位于外部腔室2之下,以提供重力启动。为保证泵送良好,需要基本排除导管7内的空气。因此,可使导管7的长度最小化,以减少置换导管7内空气所需要的流体量。在具体的非浸没式实施方案中,在外部腔室2底部的液面低于腔室1的底部的高度,使得腔室1内的液面不升至浸没腔室1内织物制品的高度。在具体的浸没式实施方案中,可让泵3空闲,使流体积累,结果腔室1内过多的流体可升高至浸没其中织物制品的高度。
由于重力,从腔室1排除的流体可通过腔室1的穿孔46,而且重力将液体沿腔室1的外表面下拉,直到它们到达腔室1外表面的底部(即最低点),穿过腔室壁上的穿孔,然后到达外部腔室2内表面的底部。导管7位于该底部(即最低点)。将外部腔室内表面设计成引导所有流体/小滴进入导管7。然后,导管7中的流体以及来自导管37的那些(在下文更详细地描述),通过泵3流入过滤器6和恢复罐8,泵3具有3加仑每分钟和345kPa(50psi)的最大压力的最大额定功率。传送导管7典型具有127mm(1/2”)的直径。
在将流体递送到恢复罐8之前,在通过三通阀5之后,将流体在过滤器6中过滤。在其第一位置,阀5连接导管4和7,让泵3将流体经过滤器6泵入回液罐8中。在其第二位置,阀5让流体从导管37泵入导管4内。在其第三位置,阀5关闭。过滤器6除去棉绒、织物纤维和大颗粒污垢,所以它们不会沉积在恢复罐8底部并阻塞下游导管。而且,过滤器6确保了泵10的可靠运行,因为泵10典型地为高压泵,其通常为更易被固体和颗粒物质损坏的类型。此外,过滤器6将延长恢复系统15的寿命。过滤器6可为任何常用过滤器,并包括但不限于Fulfo篮型过滤器或皱褶型过滤器,例如US网20至100(840微米至149微米滤网)筒型过滤器这类由ParkerFiltration制造的过滤器。在一个实施方案中,可定期将过滤器6从设备上取下清洗,例如去除棉绒、织物纤维和大颗粒污垢,并将清洗后的过滤器重新安装在设备上。在另一个实施方案中,可用相同但没有使用过的新过滤器来更换过滤器6,而用过的过滤器可丢弃或由第三方回收后用于再销售和再使用。在另一个实施方案中,过滤器6可为自清洗的。然后可将去除的棉绒和大颗粒污垢用家用垃圾袋处理,或者带到收集站处理。
恢复罐8用于将流体分开。来自腔室1的流体被收集在恢复罐8内。典型地,在对其中收集的流体作进一步处理之前,在回液罐8中收集有足够量的流体。回液罐8配备有液位传感器44,例如沿恢复罐8内壁分布在适当位置的电导式、电容式或光学传感器,以确定开始清空回液罐8的时间。该传感器连接到后面说明的控制器。
恢复罐8进行重力分离或任何其它类型的分离,以将不同流体以及存在的任何悬浮固体分开。这些固体将典型为通过清洗过程从织物上去除的污垢。在这种情况下,当采用不同密度的流体时,它们将由于重力而在恢复罐8内分开,并能随后被去除。在这样的情况下,底部的流体将首先由泵10、导管11经三通阀12和导管14泵入恢复系统15和导管16中。然后根据该具体流体原来存放的地方,例如在存储罐19中,二阀组将底部流体导入导管18内。在所有底部流体已被从恢复罐8中去除且相分离液流达到阀17后,阀17打开并关闭导管18以将顶部流体输送到存储罐20内,阀17上配备有区别流体的传感器,例如电导式、电容式或光学传感器。如果需要或期望,本发明还可采用特殊设计的助剂以辅助乳液分解,因此给分离操作提供附加的辅助。
阀12具有两个位置。在其第一位置,阀12连接导管11和13,允许排放恢复罐8中的内容物。导管13可为连接到家用下水道或独立式流体分离容器(未示出)的导向管。在其第二位置,阀12连接导管11和14,以将流体导入恢复系统15中。
泵10产生较高的压力,典型为69kPa至689kPa(10psi至100psi),以推动脏的流体通过恢复系统15。恢复系统15通过例如分子筛等细过滤/分离部件去除细小的污垢颗粒,并具有分离出例如污垢、表面活性剂和水等溶解的非清洗流体成分的部件。从溶剂中去除污染物的一个可能方法是采用例如在1999年9月28日公布的授予Ingalls等人的美国专利5,958,205中描述的静电流体过滤系统。去除污染物的其它可能方法是采用例如瓣膜蒸发技术或由Smith andLoveless Inc.制造的PACE超滤系统。在一个实施方案中,可将恢复系统15定期拆下,以便去除所收集溶解的非清洗流体成分。在另一个实施方案中,可用未使用过的、相同的、新的恢复系统15更换恢复系统15,而将换下的恢复系统15丢弃,或由第三方回收后用于再销售和再使用。在另一个实施方案中,恢复系统15可为自清洗的。然后,所收集溶解的非清洗流体成分或者可通过排出到家用下水道来处理,或者可通过收集在分开的地方来处理,该地方便于消费者处理所收集溶解的非清洗流体成分。
在一个实施方案中,将流体由在最大压力1724kPa(250psi)下具有最大额定容量2.8升/分的泵10经直径为6mm(1/4″)的不锈钢传送导管11和14送入恢复系统15中。
也可在恢复系统15中采用除细过滤/分离外的部件来从流体中分离溶解的非清洗流体成分。一个示例性可供选择的系统是其中恢复系统15包含蒸馏系统的系统。适合的蒸馏系统包括在1999年3月2日公布的授予Yamamoto等人的美国专利5,876,567中所述的蒸馏溶剂回收系统。当恢复系统15为蒸馏系统时,泵10不必为高压泵,因为典型地不需要较高的压力。然而,蒸馏或真空装置的较高成本阻碍了这类恢复系统的应用。
当然,应当理解,这取决于设备的预期用途。例如,服务或商业操作将能够承受具有较高价格蒸馏或真空装置的设备,而其它更简单、更方便或价格更低的恢复系统对于家用设备来说是最受欢迎和最可承受的。
流体阀12、5、7和23由电磁铁来驱动,或由类似于本领域所熟知的驱动装置的球阀马达来驱动。
图1至3所示的设备70典型地包括空气循环系统。空气循环系统包括抽风机31和将抽风机连接到加热器33的送风管32。加热器33可为电加热器,包括空气在进入连接管34前应从其上通过的加热元件,连接管将热空气从加热器33传送到位于设备门59内的入口。可供选择地,空气可通过在外转筒63后壁和内转筒66后壁上的开口进入内转筒。对在常规滚筒式烘干机中的排列而言,这后一种排列是典型的,而且连接管的位置会明显易见。典型地,抽风机31为由变速驱动马达驱动的离心式抽风机。适合的加热元件是电阻线圈,其温度通过调节线圈电压来调节。也可采用可供选择的加热元件,例如红外辐射源或微波辐射源。在可供选择的实施方案中,空气可由蒸汽来补充,由于蒸汽提供部分或全部热气体,因此热空气的应用变为可选择的。
在一个可供选择的实施方案(图中未示出)中,在与织物制品接触之前可将空气电离,例如通过电晕放电。
在一个可供选择的实施方案(图中未示出)中,在与织物制品接触之前可将臭氧加到空气中。可供选择地,可通过与空气循环系统独立的导管系统将臭氧加到腔室1中。
在图2公开的实施方案中,将热空气引入腔室1的内部,以从被清洗的制品上去除残存的流体。在烘干周期,腔室1以变化的速度和方向旋转。由于在烘干周期期间正在被烘干的制品通常位于或靠近腔室1周边表面的最内部表面,使引入活动转筒内部的热空气在其返回通往位于静止转筒周边表面上的导管35的开口的途中透过正在被烘干的织物。
图1至3所示的设备中,用于在烘干和蒸发处理周期期间使空气循环的空气循环抽风机31具有272m3/hr(160cfm)和27.9m/s(5500lfm)的出口速度的额定功率。典型地,家用设备,即设计用于家庭等用途的设备,会具有约15L/s(35cfm)至约272L/s(160cfm)的空气流量。商业和工业规模的设备上升至约1200L/s(2542cfm)。用于构成循环回路的连接导管的尺寸让空气以额定流量循环。加热器33包括加热元件33,加热元件33包括115伏交流、2300瓦的螺旋缠绕镍铬线圈。温度传感元件45包括插入导管34中的热敏电阻。调节电压的0至120伏交流变阻器用于调节抽风机31的变速马达的速度和加热元件33的温度。
在一个可供选择的实施方案中,将例如空气、氮气、臭氧、氩气、氦气、氖气、氙气以及它们的混合物这类气体引入内腔室1的内部,以在用亲脂性流体处理之前从织物上去除颗粒污垢。任选地,可将这些气体加热。在该任选的预处理周期期间,内腔室1以变化的速度和方向旋转。关于该任选预处理步骤的设备、部件、元件和示例的更详细的公开内容见美国专利6,564,591。
导管35连接到冷凝器36。冷凝器36去除所有蒸汽和由热空气从被烘干织物上拾取的不溶固体,使导管38不包含除空气外的其它蒸汽。冷凝器36使运动空气经过过滤和冷却,以使蒸汽冷凝入导管37内。然后,在导管37内冷凝的蒸汽通过三通阀5,在这里与从外部腔室2中去除并经导管7的流体混合。如在1974年4月30日公布的授予Moore的美国专利3,807,948、1978年5月2日公布的授予Wehr的美国专利4,086,705和1988年9月13日公布的授予Kabakov等人的美国专利4,769,921中所述的水冷冷凝器或制冷冷凝器都可适用。冷凝器也可与例如一层或多层分子筛或活性碳这类吸收剂的筒体相连接,以收集不冷凝的有机溶剂。这类吸收装置的实施例在以下美国专利中描述1976年5月11日公布的授予Fuhring等人的3,955,946;1975年5月13日公布的授予Fuhring等人的3,883,325;1984年4月3日公布的授予Girard等人的4,440,549;1986年4月22日公布的授予Preisegger的4,583,985;1988年12月6日公布的授予Fuhring等人的4,788,776;1986年11月11日公布的授予Merenda的4,622,039;和1994年1月11日公布的授予Boppart等人的5,277,716。通过让其经过通过床的蒸汽“毯”可将吸收剂吸收。其它溶剂恢复系统在以下美国专利中描述1995年11月21日公布的授予Hahn的5,467,539和1993年3月23日公布的授予Yamada等人的5,195,252。
在另一个实施方案中,为防止亲脂性流体蒸汽从设备中排除,使它们与包含催化剂的附加过滤元件或过滤筒接触;过滤元件可由多孔材料补充或支持,或者可供选择地,过滤元件或过滤筒包含至少一种高效化学吸收剂或物理吸收剂。这样的系统基本将蒸汽压力减小到零,而且例如甚至能聚合和/或固化亲脂性流体中的一种或多种成分。例如,更具体地讲,适合的催化转化筒可包括多孔材料或支持物以及它们所支持的催化剂。这类催化剂可包括任何已知的环状硅氧烷的开环聚合催化剂;包括但不限于磷腈或磷腈基催化剂;受阻胺基催化剂;缺电子硅烷催化剂;锍或碘鎓的衍生物;碱金属硅烷醇盐;铂、铑和钴硅氢化催化剂;含SiH的助催化剂;硅烷醇锂和硅烷醇钾。可用任何方式对催化剂进行改性,例如通过笼合作用、在支持物上的吸收等,使它们没有内在挥发性或内在挥发性很低,而且在使用寿命内具有良好的稳定性。示例性支持物包括具有高空隙体积和低流动阻力的支持物。支持物可为同种类或不同种类的,例如包括固定到如合成塑料这类机械支持结构上的主要支持材料,如中孔二氧化硅等。
应当理解并认可的是,本发明的这一方面可独立使用,且可安全地用于控制在任何应用中的排放,包括清洗任何材料的浸没式和非浸没式方法,不论是织物制品或是硬表面,特别是在直链或环状硅氧烷是溶剂体系的一部分的场合。
开环聚合催化剂的组合以及如中孔二氧化硅这类高空隙体积多孔材料的存储容量可去除亲脂性流体并防止对外部空气的任何排放。可定期取下滤筒处理或用新滤筒更换,或者可供选择地,去除聚合的亲脂性流体,以及任选地,催化剂的再生以供再使用。
设备70也可以与常规衣服烘干设备相同的方式去除残存流体。这可通过驱动换向阀40进入其将导管43连接到导管41以及将导管38连接到导管42的第一位置来实现。在其第二位置,换向阀40允许新鲜空气经连接导管41被抽入连接导管43中,并进入抽风机31的入口,由加热器33加热到预定的温度,经容纳在活动腔室1内被烘干的织物进行循环,清除与织物接触期间拾取的蒸汽,并经导管42排放到空气中。当蒸汽经导管42被排放到大气中时,优选以某种方式处理蒸汽,使得只有空气、水蒸气和类似的物质经导管42排入大气中。这可包括让蒸汽通过洗刷物或包括如本文上述所公开的被支持的催化剂的滤筒。催化剂可包括使亲脂性流体聚合以生成会沉积在支持物上的固体聚合物的聚合催化剂。滤筒可让空气、水蒸气和类似物质易于通过,同时保留例如亲脂性流体这类蒸汽。可定期取下滤筒处理或用新滤筒更换,或者可供选择地,去除聚合的亲脂性流体,以及催化剂的再生以供再使用。
在其第二位置,连接导管43和42被堵塞,而从静止腔室1返回的蒸汽与空气的所有混合物经连接导管41被返回到抽风机31的吸入侧。在该位置,通过使热空气经容纳已与亲脂性流体接触的织物的内腔室1进行再循环,设备70也可用于织物的蒸汽处理。
连接导管34内空气的温度由传感元件45感受,该传感元件可为热敏电阻型传感器,它给加热器发送信号。这保证在任何周期期间对热空气、空气/臭氧、空气/蒸汽或空气/臭氧/蒸汽混合物温度的连续监控,而且可保持在预定的水平或进行变化,这取决于设备70目前处于清洗周期的哪一阶段。例如,一个温度可用于预处理,而另一个温度用于辅助去除亲脂性流体。
换向阀40可被自动驱动。这可利用电磁铁或本领域所熟知的类似驱动设备来实现。
连接导管35配备有气体传感器,以监控在静止腔室2出口空气流中的蒸汽浓度。气体传感器给机械控制器发送与蒸汽浓度成比例的信号。根据信号的幅值,控制器可继续、停止或选择新的周期。气体传感器可为金属氧化物型,但基于红外、电容式或电导式传感的其它可供选择的传感器也可被采用。在一个具体实施方案中,当在烘干周期的某一点,气体传感器信号达到指示出口出现低含量蒸汽的某一最小值,控制器通过切断加热器33来停止加热周期,而用一个冷却周期来继续。
在设备中可包括另外的气体传感器以监控腔室1内的溶剂蒸汽浓度,特别是在烘干周期期间。气体传感器可与控制器可操作地连接。当气体传感器检测到溶剂蒸汽浓度超过阈值时,控制器可通过关闭加热、增加空气流量或两者同时进行来暂时中断烘干周期。当气体传感器检测到溶剂蒸汽浓度降低到低于最低水平时,控制器给使用者发出信号,打开设备取出织物制品是安全的。
在另一个实施方案中,织物制品和它们上的亲脂性流体以及任何组合物的重量由电动马达54的负载特性来测量,例如马达端子间的电压。在另一个实施方案中,用于确定腔室1内织物制品和它们上的亲脂性流体以及任何组合物的负载的装置系统包括能够从将腔室1的传动扭矩、腔室1的摩擦扭矩、该腔室的惯性矩和腔室的加速度相关联的数据确定腔室1内织物制品和它们上的亲脂性流体以及任何组合物负载质量惯性矩的系统。
所述设备的失衡控制通过监控与马达54的电流降成比例的电流信号而并入。当腔室1被加速时,该电流信号的变化反映旋转腔室1所需要的扭矩。变化的幅值正比于引起机器过度振动的不平衡负载。当不平衡信号的幅值超过最大容许值时,机器控制器通过降低转速、以滚翻重新组织织物负载和再加速到设定的转速来执行再平衡周期。感受不平衡状态的可供选择的部件可采用转速计或静态开关。
在可供选择的实施方案中,可任选地在降低或升高的压力下操作本发明的设备,典型地通过真空泵或向设备供给例如氮气这类气体因此增加洗涤腔内的压力来实现。这类实施方案甚至可包括对设计用于超临界或稠密气体清洗的设备的修改。
图3表示设备70的前视图。设备70具有前片71、两个侧片72(仅示出其中一个)和顶片73。门59包括覆盖给喷头26输送流体的导管25的喷雾嘴盖76、覆盖经连接导管34给腔室1输送气体的33的气体盖77和把手75。门59可由任何适合的材料制成,并且门59的至少一部分可为不透光的,以使操作者能观察运转中的设备。
设备控制器81也在前片71上。设备控制器81负责给在使用设备时所涉及的各种工艺步骤定时和编排顺序。例如,设备控制器81控制递送到织物制品上的亲脂性流体的量、转筒旋转的速度和织物制品翻滚的时间等。设备控制器81也让消费者/操作者直接输入关于被清洗的织物制品和/或期望的清洗类型的相关信息。
检修门80也位于前片71上。检修门81使操作者/消费者接近设备的内部工作部件,以取出或更换任何损耗件,例如过滤器、流体和助剂等。更具体地讲,检修门81可让接近小存储罐27与28和大存储罐19与20以进行再填充,如果它们是可更换的,那么可取下并更换。检修门81也使得易于接近任何需要维护或修理的部件。
面板78和79是供操作者/消费者容易取出、清洗或更换过滤器的接近口。从面板79可接近恢复系统15,而从面板79可接近过滤器6。
如图3所示,流体出口85和气体出口84位于侧片72上。流体出口85连接到导管13,然后再连接到家用下水道、另一个流体存储容器或同时与二者相连接。气体出口84连接到导管42。参见前述,任选的洗刷物、导流板或滤筒可位于气体出口84与导管42之间或可将它连接到气体出口84。即,任何气体或蒸汽首先通过导管42,然后通过气体出口84,再到任选的洗刷物、导流板或滤筒。
空气进口83和接近口82位于面板73上,空气进口83经导管43给设备通过附加的气源,接近口82让操作者/消费者容易取出、清洗或更换与空气系统35、36、38和40至43有关的任何过滤器。
设备也包括用于亲脂性流体恢复和再使用的部件。具体地讲,从被处理织物制品上去除的亲脂性流体典型为在织物处理过程中收集的亲脂性流体与污染物的混合物。污染物包括但不限于水、洗涤污垢、表面活性剂、漂白剂、酶和在洗涤剂组合物中使用的其它织物清洗助剂。可采用各种恢复方法将污染物从混合物中分离出来,而恢复的亲脂性流体可存储在设备中并再用于织物处理过程。适合的恢复方法在以下专利中描述美国专利公布US 2002/0004952A1(P&G案号8483M)和US 2003/0069159A1(P&G案号8689M);提交于2003年6月27日的美国临时专利申请60/483,290(P&G案号9289P),和共同提交名称为“Process for Purifying A Lipophilic Fluid EmployingA Functionalized Fabric Treating Agent”和“Process for Recovering ALipophilic Fluid From A Mixture By Modifying The Mixture”的临时专利申请;两者都于2004年2月24日提交(P&G案号9542P和9543P)。
在本发明的一个实施方案中,设备为改造的家用设备。常规水基洗涤设备,例如顶部加载洗衣机、卧式洗衣机、低洗涤体积洗衣机、烘干机、洗涤机/烘干机组合的机器,都可被改造用于本发明的方法或设备。在一个实施例中,被改造的洗衣机保留其在改造前所具有的洗涤和/或烘干衣服的能力。这将包括所有相关的连接和/或管道连接,例如连接到水源和废洗涤水的排水系统等。例如,本发明的非水方法可作为常规洗涤设备上的一套附加循环。消费者或嵌入设备内的控制器可根据待洗涤的织物制品和出现的污垢选择适合的洗涤周期。在另一个实施例中,改造的干衣机或洗涤机/烘干机组合除连接到水源、溶剂源和排放系统外还将保留所有相关的连接和/或管道连接,例如空气进口和出口、加热器等。
在本发明的另一个实施方案中,设备不是现有设备的改造,而是专门制造以进行本发明的方法。
本发明的设备可任选地具有与家用洗涤机或烘干机类似的尺寸。即,外部尺寸和/或内部尺寸类似于家用洗涤剂或烘干机。可供选择地,本发明的设备可具有与商业干洗机或工业规模洗涤设备类似的尺寸,例如用于商业洗涤服务或自助洗衣店的设备。
本发明的设备还可包括至少一个包含过滤元件的捕获装置;过滤元件可被容纳在可拆卸地安装在所述洗涤设备上的滤筒内。捕获装置可位于设备的任何部分。可有多个捕获装置,每个设计用于过滤流体或空气/气体。
过滤元件可为棉绒过滤器,它去除在处理过程中被从织物制品上清除的任何疏松颗粒、棉绒和织物纤维等。
也可采用水的软化装置或过滤器,以从用于本发明设备或方法的任何水中去除产生离子(例如钙、镁)的硬度。该水的硬度过滤器仅出现在以某些形式用水的场合,例如在亲脂性流体中的助剂或作为独立水洗或预处理周期的一部分。这类装置可连接到主水源或其它方便的水源。洗涤或预处理用的水在用于本发明的设备或方法之前应通过水的硬度过滤器。水的硬度过滤器可为滤筒的形式,滤筒可拆卸,易于清洗、处理和用未使用过的新的水硬度过滤器更换。
在本发明的设备中可采用污垢过滤器,以去除从织物制品上去除的任何污垢。也可采用溶剂过滤器,以去除在处理过程中处理组合物被用过的成分,例如水、表面活性剂和酶等。这可使亲脂性流体和/或处理组合物被再生和再使用。
用于本发明设备和方法的设备将典型包括程序选择控制系统,使用者可通过数字盘、按钮和触摸板等与该系统通讯。控制系统可为“智能控制系统”,即设备根据对来自传感器信号的响应而自动工作;或者控制系统可为手动系统或传统机电系统。控制系统可让使用者选择待清洗织物负载的大小、污垢类型、污染的程度、清洗周期的时间和周期的类型(例如清洗或织物处理、干洗或水洗等)。可供选择地,使用者可选择预置的清洗和/或清新周期。在另一个可供选择的实施方案中,设备可根据任意数量的可确定参数来控制周期的长度。例如,当亲脂性流体的收集速率达到稳定速率时,设备可构型为在一段固定时间后关闭,或者开始亲脂流体的另一施用。
在本发明的一个实施方案中,本发明的设备可包括程序选择器。该选择器可为任何适合的形式,例如数字盘、按钮、触摸垫、面板(典型包括按钮或分类选择部件)或它们的组合。此外,本发明的设备可包括多个选择器。例如,使用者可以使用一个选择器输入负载大小,而使用另一个选择器输入待处理织物的主要类型(例如,“干洗”指示在洗涤负载中有只可干洗的衣服)。可供选择地,所有这些功能可在一个多位置选择器上实现。这类选择器具有至少两个选择器位置。选择器位置的可能组合包括1.至少一个选自“干洗”、“小心护理标记”和“轻度污垢”,且至少一个选自“水洗”、“正常”和“重度污垢”;2.至少一个选自“干洗”、“小心护理标记”和“轻度污垢”,且至少一个选自“清新”、“除臭”、“织物处理”和“漂洗/软化”;在一个实施方案中,任意可编程选择器都具有至少三个选择器位置,它们包括至少一个选自“干洗”、“小心护理标记”和“轻度污垢”,至少一个选自“水洗”、“正常”和“重度污垢”,以及至少一个选自“清新”、“除臭”、“织物处理”和“漂洗/软化”。
本文所用术语“可机洗织物制品”是指那些易于被织物行业和消费者鉴定为可安全地用常规含水家用自动洗涤方法洗涤的织物制品。本文所用术语“只可干洗织物制品”是指易于被织物行业和消费者鉴别为使用常规含水浸没式洗涤家用自动洗涤方法洗涤是不安全的,而反之需要用常规非水溶剂如Perc(全氯乙烯)进行特殊处理的那些织物制品。制造商在织物制品上所作的标明制品为“可机洗”“只可干洗”或类似说明的标签有助于识别织物类型和选择相应适合的洗涤方法。
另外,本发明的设备可包括所谓“智能装置”的控制系统。该智能装置可包括以下功能/装置,例如自诊断系统、负载类型和周期选择、连接到国际互联网、设备的遥控启动、当设备已完成织物制品处理过程时给使用者发出的信号或者当设备出故障时由供应商或制造商进行的设备故障遥控诊断。此外,本发明的设备还可以是清洗系统的一部分,即所谓的“智能系统”,其中本发明的设备能够与其它进行补充操作的洗涤设备(如洗衣机或烘干机)通迅,以完成剩余的清洗过程。
在本发明的一个实施方案中,流体可透过的活动腔室具有圆柱曲面和后壁,而且基本水平安装。流体可透过的活动腔室是可为允许织物制品自由翻滚和高速旋转的任何形状的转筒。这包括但不限于六边形截面的“滚筒”、八边形截面的“滚筒”和真正的圆柱滚筒。转筒可由任何适合的材料制成。例如,适合的材料包括铝、不锈钢、聚合材料和它们的组合。转筒可具有均匀一致的内部表面,但在转筒的内表面也可具有各种突起或凹陷区域。突起区域可包括规则地设置在转筒内表面上的脊或隆起。规则的设置是很期望的,因为它有助于转筒的旋转。这些脊或隆起可任选地沿转筒的整个长度。这类转筒的一个图示性实例可参见图1和2。
在本发明一个实施方案的另一方面,在任意时间点在流体可透过活动腔室内亲脂性流体的量不超过织物制品干重的约5倍,可供选择地,不超过所述织物制品干重的约1.5倍。
在本发明的另一个实施方案中,任何可拆卸安装的部件,例如捕获装置、过滤器和存储部件(筒型和非筒型两者)都可从所述设备的顶部和前部面板上所选择的位置接近。这类布置的一个图示如图3所示。
本发明的设备可任选地包括以下部件中的一个或多个(a)至少一个包括过滤元件的捕获装置,例如前述那些捕获装置;(b)一个或多个用于存储组合物的助剂存储部件,任选地,该部件能可拆卸地安装在设备上;(c)到排放设备、空气出口或它们的组合的连接;(d)至少一个能提供适当温度和湿度的空气的气体进口,任选地带有臭氧和/或静电联合处理的空气;(e)臭氧源;(f)亲脂性流体恢复系统;(g)出口排气处理/VOC控制系统;(h)物理静电控制部件(例如,电晕放电);(i)电动马达,例如变速的、恒速的(可采用离合器和齿轮传动来实现所需要的不同速度)、无刷马达;(j)用于加热气体或加热亲脂性流体的加热器;(k)压缩机;(l)真空泵;(m)惰性气体供给部件,例如氩气、氦气和氙气等;(n)安全联锁,例如在任何通道门上防止在使用期间打开设备的锁;(o)蒸汽进口;和(p)传感器部件,包括但不限于VOC、振动、臭氧、湿度、温度和压力传感器部件。
在本发明的另一方面,设备包括至少一个用于衣服标签检测的传感器,例如,衣服标签检测器可为射频检测器。在该实施方案中,织物制品具有可机械拆卸的标签,该标签可由设备检测到,使设备根据织物制品的织物类型选择适合的处理周期/方法,例如出现在待清洗织物制品中的真丝、粗斜纹棉布、羊毛、人造丝、棉、“只可干洗”等。
本发明可在能以“双重模式”工作的设备上进行。“双重模式”设备是在同一转筒内既能洗涤又能烘干织物的设备,即干到干的操作。用于常规含水洗涤过程的双重模式设备是市场上可买到的,尤其在欧洲。
方法本发明方法的一个方面涉及设备70中的多个旋转、喷雾和翻滚周期。腔室1能够翻滚、搅拌、旋转或换句话讲给其包括织物制品、亲脂性流体、洗涤剂和织物整理组合物的内容物施加机械能,而且能够将亲脂性流体和组合物均匀地分配到腔室1内的所有织物制品上。
分配到腔室1内的亲脂性流体的量典型少于待清洗织物制品干重的约5倍,或少于织物制品干重的约2倍,或少于织物制品干重的约1.5倍(即3/2倍)至约0.2倍,或按织物负载的干重计,约20%至约150%,或约20%至约90%。在一个实施方案中,亲脂性流体的量使得没有或只有极少量的亲脂性流体超过衣服的吸收容量,按织物的干重计,该量典型为约150%。例如,在一次施用亲脂性流体以清洗一个典型为5公斤重分类为污垢织物制品的负载,本发明的设备可使用与约5kg至约10kg同样少的亲脂性流体。应当理解,设备中的流体贮存器通常可备有比用于单个处理周期多得多的流体,而且设备可完全或部分回收每个周期的流体,而且/或者具有多个周期。典型地,在家用情况下,流体的量基于衣服的重量、类型和污垢的量,而且可通过使用者可选择的界面选择最适合的周期来控制,与消费者在常规洗衣机上操作的方式很类似。
应当理解,本发明也包括“浸没式”洗涤方法,其中大量的亲脂性流体被泵入腔室1内,使得织物制品被浸没在洗涤液中。按腔室内的干织物的重量计,亲脂性流体的总量可为约550%至约1500%的织物干重。
施用亲脂性流体的时间将取决于施用亲脂性流体所用的精确方法和亲脂性清洗流体通过织物制品的周期数,而且可具有很大的变化范围。例如,该时间可约30秒至约30分。更一般地,从开始到结束(这时织物已准备好可穿用,除非任选地进行烫熨)的整个清洗或织物处理操作可为约5分钟至约3小时,或甚至更长,例如,如果考虑低能耗整夜操作模式或者清洗操作后面有附加的织物处理。总处理时间也将随精确的设备设计而变化,例如具有降低压力(真空)部件的设备变型可有助于减少周期时间。典型的操作,包括洗涤周期、漂洗周期和烘干周期,总共需要约20分钟至约2小时。消费者可能不十分期望涉及更长时间的织物处理操作,但会提出节能的要求,这会随国家的不同而变化。
然后将至少部分亲脂性流体通过非蒸馏去除法从织物上去除。非蒸馏去除法的一个实施例采用可吹胀的气囊,图中未示出,该气囊从内转筒66的后壁沿内转筒100的旋转轴线膨胀,并将织物负载压向腔室1的内壁。由膨胀气囊施加的压力将亲脂性流体通过内转筒46的孔从织物上挤入外部腔室2内,并通过导管7收集在罐8内。在该非蒸馏去除法期间,腔室1可为静止的、以足以翻转织物的速度旋转或以足以将织物固定在腔室1内壁上的速度旋转。气囊的膨胀和收缩可与由腔室1的旋转引起的织物负载再分配组合进行。
非蒸馏去除法的另一个实施例涉及毛细作用的运用,例如由海绵等提供的那样。在该实施方案中,经亲脂性流体处理过的织物制品被压向海绵等以去除亲脂性流体。例如,海绵可位于内腔室1的后壁66,或提升翼片60之一上。可通过活动的覆盖部件防止海绵接触织物,直到适合的时候。
非蒸馏去除法的再一个实施例涉及腔室1的高速旋转,这在常规设备中称为旋转周期。经亲脂性流体处理过的织物制品经受高的离心加速度,典型在约4,450m/s2(约450G)数量级。典型地,织物负载经受高的离心加速度约30秒至约5分钟。被高的离心加速度去除的亲脂性流体收集在罐8中,图1所示的分类泵和传送导管3至7图示说明回收从织物制品上去除的流体的一个可能方法。
在通过非蒸馏方法部分去除亲脂性流体后,将空气引入腔室1以将织物制品完全烘干而不需要附加或分离的烘干设备。可供选择地,可将织物制品转移到同一设备内的另一隔室或腔室中进行烘干周期。适合的转移部件在“通道型”洗衣机中示例说明,其中织物制品在内部经传送装置从一个隔室转移到另一个隔室。通道型洗衣机的实施例在EP 0,914,511B1和WO 98/48094(授予Electrolux)中公开。
典型地,非蒸馏步骤去除亲脂性流体重量的至少约70%或至少约80%。剩余亲脂性流体的去除在烘干步骤实现,其间腔室内的织物制品在流动空气下翻滚。空气任选地被加热到低于约100℃,或介于约30℃和约80℃之间,或介于约40℃和约65℃之间,而流量介于约15L/s和约272L/s之间,或介于约20L/s和约200L/s之间。可供选择地,可用气体(例如氮气)代替空气。在另一个可供选择的实施方案中,可将气体(例如蒸汽、臭氧)加入到空气中。任选地,空气被电离。
在另一个任选的实施方案中,可将表面活性物质或惰性织物护理物质加入到空气或气流中,以获得附加的织物护理有益效果,例如去除静电、愉悦的气味、消毒和软化等。
可通过其它部件过滤或净化排除的空气,以保证最小量的溶剂蒸汽从系统排除,例如通过排放系统。气体传感器可位于靠近排放口的位置,以监控从设备排出的空气流中溶剂蒸汽的浓度。设备内可包括另一气体传感器,以监控腔室1内的溶剂蒸汽含量。在本发明方法的另一方面,织物整理步骤被包括在烘干周期内。在亲脂性流体被至少部分从处理过的织物制品上去除之后,将织物整理组合物传送到腔室1内,使得它接触织物制品并递送织物整理有益效果,例如织物软化、抖松、气味、抗静电、抗皱等。
在一个实施方案中,通过喷雾将整理组合物施加到织物制品上,同时织物制品处于例如翻滚或低速旋转(例如以约9.8m/s2的离心加速度旋转,这可以产生刚好足以保持衣服靠紧腔室1的力)这类运动中。可供选择地,通过在多个阶段的喷雾将整理剂施加到织物制品上,在这些阶段中或阶段之间织物制品进行翻滚,以实现组合物在织物表面更均匀的分布。
在另一个实施方案中,在烘干周期当腔室1的温度低于约100℃或约20℃至约80℃或约35℃至约60℃时施加织物整理组合物。在再一个实施方案中,为了赋予处理过的织物制品持久的香味,在烘干周期的冷却操作期间施加以香料为主要成分(即在组合物中没有其它成分具有更高的百分比)的织物整理组合物。本文所用术语“冷却操作”是指烘干周期中不再给腔室1供热的部分,虽然也可继续给整理组合物加热以有助于组合物的分配。
适合的整理组合物包含织物护理剂,包括但不限于整理聚合物、织物软化剂、香料、皱纹控制剂、抗静电剂、水和它们的混合物。在一个具体的实施方案中,水蒸气和水雾可用作整理组合物。在室温下,组合物可为液体或凝胶,而且可被加热活化。即,组合物在100℃或更低温度下的粘度需要降低至低于约50mPa·s(50厘泊)。在一个典型的实施方案中,组合物在约37℃下的粘度在约0.5至约20mPa·s(约0.5至约20厘泊)之间。可用Brookfield LVF粘度仪测量粘度。
也可使用其它涂敷器或分配装置,例如喷雾器、雾化器和类似装置。一种典型的此类涂敷器能够提供平均粒度小于约100微米,典型约0.1微米至约60微米,或者约0.5微米至约40微米,或者约1微米至约20微米的小滴。由于颗粒尺寸小,小滴在腔室1中更易于随空气运动。可用例如风扇这类空气循环装置将小滴导向壁65、66和67。可供选择地,在将整理组合物分配入腔室内期间,可将空气循环系统或气体/空气排放口关闭,因此整理组合物的小滴不会通过排放口流失。任选地,为保证被分配的整理组合物与织物制品间的接触,在整理组合物被完全分配后可保持关闭空气循环系统或排放口约5分钟至约30分钟。
喷雾器、雾化器和类似设备对本领域的技术人员是熟知的。适用于本文的装置是具有至少一个超声触头或超声震荡单元的喷雾器。典型的这种喷雾器以商品名Acu Mist,可购自Sono Tek Corporation,Milton,New York。此类装置的其它实施例可购自Omron Health Care,GmbH,Germany和Flaem Nuove,S.P.A,Italy。同样地,本领域熟知的气溶胶递送系统也可用于递送洗涤剂和/或整理组合物。静电分配装置也可用于将组合物分配到腔室1。此类静电分配装置的示例描述于美国专利申请10/418,595(P&G案号8903)和PCT公布WO03/02291。
能够可拆卸地连接到前门59的其它分配装置描述于美国专利申请10/697,735、10/697,685和10/697,736(P&G案号9397、9398和9400);美国专利申请2003/0200674A1;PCT公布WO 03/087285和WO 03/087461。应当理解,这些分配装置可用于递送洗涤组合物、整理组合物,甚至亲脂性流体。
在本发明方法的另一方面,在接触织物制品之前将洗涤剂组合物与亲脂性流体相混合,以形成稀释的洗涤液。混合可在设备外进行,而稀释的洗涤液存储在设备的一个罐中。可供选择地,洗涤剂组合物和亲脂性流体存储在分开的罐中,并在设备内混合以形成洗涤液。在洗涤液被分配入腔室1内后,翻滚织物制品约1至约20分钟,以重新分布织物制品并保证亲脂性流体在织物制品上的均匀分布。将亲脂性流体进一步的部分施加到织物制品上,任选地翻滚织物制品约1至约20分钟。在织物制品翻滚或低速旋转(约9.8m/s2)期间将亲脂性流体的最后部分施加到织物制品上。用于本文不同步骤的亲脂性流体可包括相同或不同的组合物、相同或不同的亲脂性流体,按相同或不同的量,或者它们的组合。
用于本文不同步骤的亲脂性流体也可包括水或其它极性溶剂(例如二醇和乙二醇);在洗涤液中使用混合流体的方法(称为“双重模式”清洗方法)在美国专利申请10/612,106(P&G案号8121C)中说明。在双重模式清洗方法的一个实施方案中,其中至少一个步骤将亲脂性流体用作主要流体。主要流体是在洗涤液中含量高于其它任何流体的流体。虽然不要求,但是主要流体典型占洗涤液重量的至少约50%。例如,在三种液体以重量比A∶B∶C为45∶30∶25混合的洗涤液中,成分A是主要流体。在另一个实施方案中,不是采用混合液,而是同时或顺序地单独施加亲脂性流体、水和/或极性溶剂。
在本发明方法的另一个方面,可在洗涤周期将洗涤剂组合物直接(即,不需要将其稀释成洗涤液)施加到织物制品上。可用喷雾嘴、喷雾器、雾化器等递送洗涤剂组合物。在施用洗涤剂组合物期间,可翻滚织物制品;该翻滚使织物制品重新分布并保证洗涤剂组合物在织物制品上的均匀分布。由于清洗剂不因稀释成洗涤液而损失,这种非稀释组合物直接沉积的方法更有效地将清洗剂递送到织物制品上,而且递送同样的有益效果时使用更少量的清洗剂。可将亲脂性流体的附加部分施加到织物制品上,而且翻滚或以低速旋转织物制品;如果需要,可重复这些步骤。
任选地,可在洗涤周期的任何步骤将整理组合物施加到织物制品上。可将整理组合物直接施加到织物制品上,或者与亲脂性流体和/或洗涤剂组合物预先混合。在一个具体的实施方案中,可将整理组合物与洗涤剂组合物预先混合并以“二合一”的组合物施用到织物制品上。
在本发明的另一方面,可消耗和/或回收的亲脂性流体、洗涤剂组合物和/或整理组合物可在罐、筒等容器中提供,容器经“锁键”系统可拆卸地连接到设备上,使得使用者可轻易方便地更换它们。
本发明的方法可任选地包括就在将亲脂性流体均匀地分布到本发明设备内所容纳的织物制品负载上之前就地形成乳液或微乳的步骤,乳液或微乳包含例如亲脂性流体和水(任选地,织物处理剂、极性溶剂)这类两种或多种流体流。
可通过任何适合数量的工艺过程形成水包油乳液。例如,可通过就在适合的混合装置之前的计量注射使包含有效数量表面活性剂包装的水相与溶剂相接触。可维持计量,使得期望的溶剂/水比率保持相对恒定。可用以下混合部件提供充分的搅拌以产生乳化,例如泵组件或在线静态混合器这类混合装置、离心泵和其它类型的泵、胶体磨或其它类型的磨、旋转混合器、超声波混合器和将一种液体分散到另一种不易混合液体中的其它部件。
这些静态混合器是乳液高速通过的装置,在这些静态混合器中所述乳液的方向经历突然的改变,而且/或者构成混合器内部的通道直径经历突然的改变。这产生压力损失,压力损失是根据小滴大小和稳定性获得正确乳化的一个因素。
在本发明方法的一个实施方案中,混合步骤是顺序的。工艺过程包括在第一阶段将溶剂与乳化剂混合,在第二阶段将预混合物与水混合和乳化。在本发明的另一实施方案中,制定了以连续模式执行上述混合步骤的规定。混合典型在室温下进行,流体、水和清洗剂也在室温下供给。
例如顶部混合器这类批量方法或者例如双流体共挤喷嘴、在线喷射器、在线混合器或在线网筛这类连续方法可用于产生乳液。在最终组合物中乳液成分的大小可通过改变混合速度、混合时间、混合装置和水溶液的粘度来控制。一般通过减小混合速度、减少混合时间、降低水溶液粘度或采用在混合期间产生较小剪切力的混合装置可产生较大液滴尺寸的乳液。
在本发明进一步的方面,亲脂性流体或洗涤液至少是与流体/洗涤液的分配同时进行的提取过程的一部分。在该实施方案中,通过经至少一个喷雾嘴喷射所述亲脂性流体或洗涤液来实现均匀分布,同时,在喷射时织物制品在所述流体可透过的活动腔室内运动。一些亲脂性流体可由离心力或重力来提取。在一个进一步的实施方案中,速度变化和/或逆转运动方向的模式用于使织物在流体可透过的活动腔室内重新分布,因此实现均匀润湿。
用于在本发明的设备中处理织物制品的本发明方法的另一个实施方案。在本发明该方面的一个实施方案中,该方法包括(I)按任何常规方法前去污、浸泡或预处理织物制品或织物制品负载的一个或多个步骤;和(II)在根据前述设备权利要求任一项的设备中处理所述织物制品或织物制品负载的至少一个步骤。
“按任何常规方法前去污、浸泡或预处理织物制品或织物制品负载的一个或多个步骤”意思是严格地对织物制品或负载进行预处理、前去污或浸泡,就像在常规家用或商用水洗设备或商用干洗设备上清洗或处理之前将对它们所作的处理。例如,让织物制品或负载在含有漂白剂溶液的水池内浸泡一夜,然后在本发明的设备内进行处理;或者将预处理溶液施加到织物制品的污斑上,然后在本发明的设备中对织物制品进行处理,等等。
在本发明该方面的另一个实施方案中,该方法包括(I)在根据前述设备权利要求任一项的设备中处理织物制品或织物制品负载的至少一个步骤;和(II)按任何常规方法对所述织物制品或织物制品负载进行后处理的一个或多个步骤。
“按任何常规方法对织物制品或织物制品负载进行后处理的一个或多个步骤”意思是严格地对织物制品或负载进行后处理,就像在常规家用或商用水洗设备或商用干洗设备上清洗或处理之后将对它们所作的后处理。例如,在本发明的设备中处理后,使织物制品与织物软化剂接触,等等。
本发明的设备可用于清新和/或清洗织物制品。此外,可供选择地,本发明的设备可用于以任何所述衣服清洗或衣服处理模式清洗织物制品负载。
本发明的设备可用于服务,例如烘干清洗服务、尿布服务、制服清洗服务,或可用于商业,如自助洗衣店、干洗机、亚麻布服务,它是旅馆、饭店、会议中心、机场、游船、港口设施、娱乐场的一部分。
在本发明的另一个实施方案中,本发明的设备可用于处理不分类的织物制品负载,而基本不损伤所述制品或基本不在所述制品间发生染料转移。“不分类的织物制品”意思是待处理的织物制品包括两种或多种具有“只可干洗”护理标签的制品。换句话讲,用在同一时间、同一设备内清洗只可干洗的织物的同一设备清洗可水洗的织物的设备和方法是本发明的一个实施方案。
本发明的另一个实施方案涉及已在本发明的设备中处理过的织物制品。典型地,任何这类被处理的织物制品包含至少一种具有表面能量改性效果但没有防静电效果的组合物(例如有机硅)的可分析检测的含量;或者至少一种具有表面能量改性和/或感觉改性和/或舒适改性/或美学效果的组合物和除所述至少一种组合物外的至少一种防静电剂的可分析检测的含量。
如果有的话,在用于本发明的设备和方法之前可对用于本发明设备和方法中的水进行软化、过滤、消毒、加热、冷却等处理。
亲脂性流体本文所用的“亲脂性流体”是指与水不混溶的任何液体或液体混合物(所述液体按水的重量计最多为20%)。通常,合适的亲脂性流体在环境温度和压力下可完全是液体,可以是易熔化的固体(如,在约0℃至约60℃温度范围内变为液体的固体),或者可包括环境温度和压力下(如在25℃和101kPa(1atm)压力下)的液相和蒸汽相混合物。
典型地,合适的亲脂性流体不易燃,或具有相对较高的闪点和/或较低的VOC特性以等于或超过已知常规干洗流体的特性,这些术语具有干洗业中所用的常规含意。
合适的亲脂性流体物质的非限制性实施例包括硅氧烷、其它硅氧烷、烃、二元醇醚、甘油衍生物如甘油醚、全氟胺、全氟化和氢氟醚溶剂、低挥发性无氟有机溶剂、二醇溶剂、其它对环境友好的溶剂以及它们的混合物。
本文中所用的“硅氧烷”是指非极性且不溶于水或低级醇的聚硅氧烷流体。直链硅氧烷(参见例如美国专利5,443,747和5,977,040)和环状硅氧烷可用于本发明,包括环状硅氧烷,其选自八甲基环四硅氧烷(四聚物)、十二甲基环六硅氧烷(六聚物)、十甲基环五硅氧烷(五聚物,通常称为“D5”)以及它们的混合物。在一个实施方案中,所述硅氧烷包含大于约50%的环状硅氧烷五聚物,或大于约75%的环状硅氧烷五聚物,或至少约90%的环状硅氧烷五聚物。在另一个实施方案中,合适的硅氧烷是含至少约90%(或至少约95%)五聚物和小于约10%(或小于约5%)四聚物和/或六聚物的环状硅氧烷混合物。
亲脂性流体可包括干洗溶剂的任何组分,尤其是包括氟化溶剂或全氟胺在内的较新类型。尽管一些全氟胺如全氟三丁基胺不适于用作亲脂性流体,但它们可作为包含亲脂性流体的组合物中所含的许多可能助剂之一存在。
其它合适的亲脂性流体包括但不限于二醇溶剂体系(例如,较高级的二醇如C6或C8二醇或更高级的二醇),包括环状和无环类型在内的有机硅氧烷溶剂等,以及它们的混合物。
低挥发性非氟化有机溶剂的非限制性实施例包括,例如,OLEAN和其它多元醇酯,或某些相对非挥发性的可生物降解的中链支化石油馏分。
二元醇醚的非限制性实施例包括丙二醇甲基醚、丙二醇正丙基醚、丙二醇叔丁基醚、丙二醇正丁基醚、双丙甘醇甲基醚、双丙甘醇正丙基醚、双丙甘醇叔丁基醚、双丙甘醇正丁基醚、三丙二醇甲基醚、三丙二醇正丙基醚、三丙二醇叔丁基醚、三丙二醇正丁基醚。
在文献中,除了硅氧烷之外,其它硅氧烷溶剂的非限制性实施例也是熟知的,参见,例如Kirk Othmer所著的“Encyclopedia ofChemical Technology”,并且它们可购自许多商业来源,包括GESilicones、Toshiba Silicone、Bayer和Dow Corning。例如,一种适用的硅氧烷溶剂为购自GE Silicones的SF-1528。
用于本发明方法和/或设备中的合适甘油衍生物溶剂的非限制性实施例具有以下结构
其中R1、R2和R3分别独立地选自H;支链或直链的、取代或未取代的C1-C30烷基、C2-C30链烯基、C1-C30烷氧羰基、C3-C30烯氧烷基、C1-C30酰氧基、C7-C30亚烷基芳基;C4-C30环烷基;C6-C30芳基;以及它们的混合物。两个或多个R1、R2和R3可共同形成一个C3-C8芳环或非芳环、杂环或非杂环。
合适的甘油衍生物溶剂的非限制性实施例包括2,3-双(1,1-二甲基乙氧基)-1-丙醇、2,3-二甲氧基-1-丙醇、3-甲氧基-2-环戊氧基-1-丙醇、3-甲氧基-1-环戊氧基-2-丙醇、碳酸(2-羟基-1-甲氧基甲基)乙酯甲酯、碳酸甘油酯以及它们的混合物。
其它对环境友好的溶剂的非限制性实施例包括臭氧生成势为约0至约0.31的亲脂性流体、蒸气压为约0至约0.1mmHg的亲脂性流体、和/或蒸气压大于0.1mmHg而臭氧生成势为0至约0.31的亲脂性流体。上述的以前未描述过的这种亲脂性流体的非限制性实施例包括碳酸酯溶剂(即,碳酸甲酯、碳酸乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甘油酯)和/或琥珀酸酯溶剂(即,琥珀酸二甲酯)。
本文所用的“臭氧反应性”是VOC在大气中形成臭氧能力的量度。它以每克挥发性有机物所生成的臭氧克数进行测量。测定臭氧反应性的方法进一步论述于W.P.L.Carter在1994年“Journal of theAir & Waste Management Association”第44卷第881页至第899页所著的“Development of Ozone Reactivity Scales of Volatile OrganicCompounds”中。使用California Air Resources Board方法310中所详细说明的技术,测定所用的“蒸气压”。
在一个实施方案中,亲脂性流体包含按所述亲脂性流体的重量计大于50%的环戊硅氧烷(“D5”)和/或具有几乎相同挥发性的线性类似物,并任选地以其它硅氧烷溶剂补足。
组合物清洁剂和织物护理剂可广泛变化,并可以非常大范围的含量使用。对于指定的织物处理剂而言,当组合物中含有它时,其含量按所述组合物的重量计典型为约0.1%至约80%,或约1%至约60%,或约5%至约50%。在一些实施方案中,水包含在所述组合物中作为载体;水可存在的含量按所述组合物的重量计为约0.1%至约99%,或约1%至约90%,或约10%至约80%。
当用亲脂性流体、水和/或极性溶剂稀释组合物形成洗涤液体时,指定的织物处理剂(当含有时)的含量按所述洗涤液体的重量计典型为约0.01%至约50%,或约0.1%至约30%,或约1%至约20%。
然而,某些试剂以非常低的含量使用于所述组合物中。例如,去污酶如蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、脂肪酶等以及漂白催化剂(包括可用于洗涤和清洁产品中的含锰或类似过渡金属的大环型)典型以非常低的含量用于组合物中,典型按所述组合物的重量计为约0.01%至小于约5%。
一些合适的清洁剂包括,但不限于,去污聚合物、表面活性剂、漂白剂、酶、香料,以及它们的混合物。
合适的织物护理剂包括,但不限于,整理聚合物、软化剂、香料、整理剂、皱纹控制剂、减少缩水剂、抗静电剂,以及它们的混合物。
这些清洁或织物护理剂中的一些在下文详细描述。
一类合适的去污聚合物包括含氟去污聚合物(氟代-SRPs),具体地讲,衍生自全氟代单体和烷基甲基丙烯酸酯单体的共聚物,以商品名ZONYL市售自E.I.du Pont de Nemours和Company ofWilmington,Del.也市售的是购自Mitsubishi的REPEARL F35,其包含含水悬浮液形式的氟代-SRP。其它合适的氟代-SRP公开于WO01/98384、WO 01/81285、JP 10-182814、JP 2000-273067、WO 98/4160213和WO 99/69126中。
另一类合适的去污聚合物包括含硅氧烷的去污聚合物(Si-SRPs)。示例性的Si-SRP可以DF104、DF1040、SM2125、SM2245、SM2101、SM2059购自GE和以Dow Corning 75SF乳液市售。
还适用作本发明去污聚合物的是水溶性改性纤维素,其包括但不限于羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、甲基纤维素以及类似的化合物。这些化合物和其它合适的化合物被描述于Kirk Othmer Encyclopediaof Chemical Technology第4版第5卷第541至563页标题为“Cellulose Ethers”的文章以及其中所引用的参考文献中。
另一类合适的去污聚合物可包括聚对苯二酸亚烷基酯与聚对苯二酸氧乙烯酯的嵌段共聚物,以及聚对苯二酸亚烷基酯与聚乙二醇的嵌段共聚物。这些化合物详细地公开和论述于US 6,358,914和US4,976,879中。
另一类去污聚合物是可结晶的聚酯,其包含对苯二酸乙烯酯单体、对苯二酸氧乙烯酯单体,或它们的混合物。此聚合物的实施例是市售的Zelcon 4780(购自DuPont)和Milease T(购自ICI)。这些去污剂的更完整公开内容包含于EP 0 185 427 A1中。
适用于本发明的表面活性剂具有下列通式(I)Yu-(Tt-Xv)x-Y’w(II)Ty-(Xv-Yu)x-T’z以及它们的混合物;其中T和T’是溶剂相容的(或亲脂的)部分,其独立地选自(a)直链或支链的、环状或无环的、饱和或不饱和的、取代或未取代的C1-C22烷基或C4-C12烷氧基;(b)具有以下化学式的硅氧烷(III) MaDbD′cD″d其中a是0至2;b是0至1000;c是0至50;d是0至50,前提条件是a+c+d为至少1;化学式(III)中的M是R13-eXeSiO1/2,其中化学式(III)中的R1独立地为H或烷基,化学式(III)中的X是羟基,并且e为0或1;化学式(III)中的D是R42SiO2/2,其中化学式(III)中的R4独立地为H或烷基;化学式(III)的D′是R52SiO2/2,其化学式(III)中的R5独立地为H、烷基、或(CH2)f(C6Q4)gO-(C2H4O)h-(C3H6O)i(CkH2k)j-R3,前提条件是化学式(III)的至少一个R5是(CH2)f(C6Q4)gO-(C2H4O)h-(C3H6O)i(CkH2k)j-R3,其中化学式(III)的R3独立地为H、烷基或烷氧基,化学式(III)的f为1至10,化学式(III)的g为0或1,化学式(III)的h为1至50,化学式(III)的i为0至50,化学式(III)的j为0至50,化学式(III)的k为4至8;化学式(III)的C6Q4是未取代或取代的,同时化学式(III)的Q独立地为H、C1-10烷基、C1-10链烯基,以及它们的混合物。
化学式(III)的D″是R62SiO2/2,其中化学式(III)的R6独立地是H、烷基或(CH2)l(C6Q4)m(A)n-[(L)o-(A′)p-]q-(L ′)rZ(G)s,其中化学式(III)的l是1至10;化学式(III)的m为0或1;化学式(III)的n为0至5;化学式(III)的o为0至3;化学式(III)的p为0或1;化学式(III)的q为0至10;化学式(III)的r为0至3;化学式(III)的s为0至3;化学式(III)的C6Q4是未取代的或取代的,同时化学式(III)的Q独立地为H、C1-10烷基、C1-10链烯基,以及它们的混合物;化学式(III)的A和A′分别独立地为连接部分,其表示酯、酮基、醚、硫代、酰氨基、氨基、C1-4氟代烷基、C1-4氟代烯基、支链或直链聚环氧烷、磷酸盐、磺酰基、硫酸盐、铵,以及它们的混合物;化学式(III)的L和L’分别独立为C1-30直链或支链烷基或链烯基或未取代或取代的芳基;化学式(III)的Z为氢、羧酸、羟基、磷酸盐、磷酸酯、磺酰基、磺酸盐、硫酸盐、支链或直链聚环氧烷、硝基、甘油基、未取代的或被C1-30烷基或链烯基取代的芳基、未取代的或被C1-10烷基或链烯基或铵取代的碳水化合物;化学式(III)的G是阴离子或阳离子如H+、Na+、Li+、K+、NH4+、Ca+2、Mg+2、Cl-、Br-、I-、甲磺酸盐或甲苯磺酸盐;Y和Y’是亲水部分,其独立地选自羟基、多羟基、C1-C3烷氧基、单链烷醇胺或二链烷醇胺、C1-C4烷基取代的链烷醇胺、含O、S、N的取代杂环、硫酸根、羧酸根、碳酸根;并且当Y和/或Y’为乙氧基(EO)或丙氧基(PO)时,其必须以R封端,R选自(i)4至8元的、取代或未取代的、包含1至3个杂原子的杂环;和(ii)含约1至约30个碳原子的直链或支链、饱和或不饱和、取代或未取代、环状或无环、脂族或芳族烃基;X是桥联基团,选自O、S、N、P、直链或支链、饱和或不饱和、取代或未取代、环状或无环、脂族或芳族的C1至C22烷基,所述烷基中插有O、S、N、P;质子化或未质子化的缩水甘油基、酯基、酰氨基、氨基、PO42-、HPO4-、PO32-、HPO3-;
u和w为独立地选自0至20的整数,前提条件是u+w≥1;t为1至10的整数;v为0至10的整数;x为1至20的整数;和y和z为独立选自1至10的整数。
具有上述化学式的表面活性剂的非限制性实施例包括链烷醇胺;磷酸盐/膦酸酯;双子表面活性剂包括,但不限于,双子二醇、双子酰胺烷氧基化物、双子氨基烷氧基化物;封端的非离子表面活性剂;封端的硅氧烷表面活性剂如非离子有机硅氧聚合物乙氧基化物、硅氧烷胺衍生物;烷基烷氧基化物;多元醇表面活性剂;以及它们的混合物。
然而另一类合适的表面活性剂是有机磺基琥珀酸酯,其碳链含有约6至约20个碳原子。在一个实施方案中,有机磺基琥珀酸酯包含二烃基链,每个烃链含有约6至约20个碳原子。在另一个实施方案中,有机磺基琥珀酸酯具有包含取代或未取代的、支链或直链的、饱和或不饱和的芳基或烷基芳基的链。合适的有机磺基琥珀酸酯表面活性剂的非限制性市售实施例是以商品名Aerosol OT和Aerosol TR-70(例如,Cytec)获得。
合适的漂白剂的非限制性实施例选自催化金属复合物、活性过氧源、漂白活化剂、漂白增强剂、光漂白剂、自由基引发剂和次卤酸漂白剂。
合适的催化金属复合物的实施例包括但不限于锰基催化剂,如公开于美国专利5,576,282中的MnIV2(u-O)3(1,4,7-三甲基-1,4,7-三氮杂环壬烷)2(PF6)2;公开于美国专利5,597,936中的钴基催化剂,如化学式为[Co(NH3)5OAc]Ty的乙酸五氨合钴盐,其中“OAc”表示乙酸根部分,而“Ty”是阴离子;大多环刚性配体-简称“MRL”的过渡金属复合物。MRL中合适的金属包括处于各种氧化态的Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Cr、V、Mo、W、Pd和Ru。合适的MRL的实例包括二氯-5,12-二乙基-1,5,8,12-四氮杂双环[6.6.2]十六烷锰(II)、二氯-5,12-二乙基-1,5,8,12-四氮杂双环[6.6.2]十六烷锰(III)六氟磷酸盐和二氯-5-正丁基-12-甲基-1,5,8,12-四氮杂双环[6.6.2]十六烷锰(II)。合适的过渡金属MRL容易通过已知方法来制备,如在例如WO00/332601和US 6,225,464中所提出的方法。
合适的活性过氧源包括但不限于预先形成的过酸、与漂白活化剂组合的过氧化氢源,或它们的混合物。合适的预先形成的过酸包括但不限于选自下列物质的化合物过羧酸及其盐、过碳酸及其盐、过亚氨酸及其盐、过一硫酸及其盐、以及它们的混合物。合适的过氧化氢源包括但不限于选自下列物质的化合物过硼酸盐化合物、过碳酸盐化合物、过磷酸盐化合物以及它们的混合物。合适的类型和含量的活性过氧源存在于美国专利5,576,282、6,306,812 B1和6,326,348 B1中,这些文献被引入以供参考。
合适的漂白活化剂包括但不限于可全水解的酯和可全水解的酰亚胺,如四乙酰基乙二胺、辛酰基己内酰胺、苯甲酰氧基苯磺酸酯、壬酰氧基苯磺酸酯、苯甲酰基戊内酰胺、十二烷酰氧基苯磺酸酯。
合适的漂白增强剂包括但不限于描述于美国专利5,817,614中的那些。
合适的酶的非限制性实施例包括蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、脂肪酶以及其它酶。合适的蛋白酶包括以商品名Esperase、Alcalase、Everlase和Savinase(购自Novozymes)购自Bacillus的枯草杆菌蛋白酶[如枯草芽孢杆菌、迟缓芽胞杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌(BPN,BPN′)、嗜碱芽孢杆菌]、BLAP以及变体(得自Henkel)。其它合适的蛋白酶描述于EP130756、WO 91/06637、WO 95/10591和WO 99/20726中。合适的淀粉酶(α和/或β)描述于WO 94/02597和WO 96/23873中。市售淀粉酶的非限制性实施例包括Purafect OxAm(得自Genencor)和Termamyl、Natalase、Ban、Fungamyl和Duramyl(得自Novozymes)。合适的纤维素酶包括细菌或真菌纤维素酶,如由孤独腐质霉产生的那些,尤其是DSM 1800[以Carezyme市售]。其它合适的纤维素酶是由长梗木霉产生的EGIII纤维素酶。合适的脂肪酶包括由假单胞菌和色杆菌群产生的那些。市售脂肪酶的非限制性实施例包括得自Novozymes的Lipolase、Lipolase Ultra、Lipoprime和Lipex。还适用于本文的是角质酶[EC 3.1.1.50];酯酶;糖酶,如甘露聚糖酶(US 6,060,299);果胶酸裂合酶(WO 99/27083);环状麦芽糖糊精葡聚糖转移酶(WO96/33267);和木葡聚糖酶(WO 99/02663)。此外,漂白酶的非限制性实施例包括过氧化物酶、乙酰辅酶A羧化酶、加氧酶(如儿茶酚-1,2-双加氧酶)、脂氧合酶(WO 95/26393)、(非血红素)卤素过氧化物酶。
本文所用术语“香料”是指任何有气味的物质。合适的香料包括但不限于一种或多种芳族化学品、天然来源的油以及它们的混合物。上述芳族化学品和精油的化学种类包括但不限于醇、醛、酯、酮。通常,香料用香料递送体系提供。
合适的香料递送体系包括但不限于载有香料的环糊精、胺辅助的递送组合物、聚合物辅助的香料体系、反应性/原香料体系和无机载体体系。载有香料的环糊精递送组合物包含香料物质或与环糊精型物质复合的共混物-大部分环糊精可为α-、β-和/或γ-环糊精,或仅为β-环糊精。制备环糊精和环糊精递送组合物的方法进一步描述于美国专利3,812,011、4,317,881、4,418,144和5,552,378中。
胺辅助的递送体系包含一种或多种香料和聚合和/或非聚合胺物质,其单独从香料加入到成品中。上述体系描述于WO 03/33635和WO 03/33636中。
聚合物辅助的递送体系使用聚合材料和香料的物理粘合作用来递送香料物质。合适的聚合物辅助体系包括但不限于,贮存体系(凝聚层、微囊、淀粉胶囊)和基质体系(聚合物乳液、胶乳)。上述体系被进一步描述于WO 01/79303、WO 00/68352、WO 98/28339和美国专利5,188,753和4,746,455中。
反应性/原香料体系包括但不限于聚合原香料,其包括在加入到产品中之前与聚合物载体(典型为基于氮的载体)反应的香料物质(典型为醛或酮香料);非聚合原香料体系,其包括与非聚合物质反应的香料物质,例如Michael加合物(β-氨基酮)、Schiff碱(亚胺)、噁唑烷、 -酮酯、原酸酯和光致原香料。上述体系被进一步描述于WO00/24721、WO 02/83620和美国专利6,013,618和6,451,751中。
包含无机材料(多孔沸石、二氧化硅等)的无机载体体系装填一种或多种香料物质。上述体系进一步描述于美国专利5,955,419、6,048,830和6,245,732中。
合适的气味控制剂包括以下物质,这些物质包括环糊精、气味中和剂、气味阻断剂,以及它们的混合物。合适的气味中和剂包括醛、黄烷类、金属盐、水溶性聚合物、沸石、活性炭以及它们的混合物。
适用于本文的其它清洁剂包括,但不限于,助洗剂包括不溶解型如沸石包括沸石A、P和所谓的最大铝P以及可溶解型如磷酸盐和聚磷酸盐、任何水合的、水溶性的或水不溶性的硅酸盐、2,2’-氧代二琥珀酸盐、酒石酸酯琥珀酸盐、乙醇酸盐、NTA和许多其它酯羧酸盐或柠檬酸盐;螯合剂包括EDTA、S,S’-EDDS、DTPA和膦酸酯;水溶性聚合物,二元共聚物和三元共聚物;去污聚合物;荧光增白剂;加工助剂如挺括剂和/填充剂;抗再沉淀剂;水溶助长剂,如异丙基苯磺酸钠或异丙基苯磺酸钙、萘磺酸钾等,湿润剂;其它香料或前体香料;染料;光漂白剂;增稠剂;简单盐;碱如基于钠或钾的那些包括氢氧化物、碳酸盐、二碳酸盐和硫酸盐等;以及一种或多种这些组合物的组合。
合适的整理助剂包括,但不限于,整理聚合物、织物软化剂、抗静电剂、气味控制剂、气味中和剂、香料、昆虫和/或蛀虫驱除剂以及它们的混合物。
整理聚合物可以是天然的或合成的,并且可通过形成膜和/或通过提供粘合特性起作用。例如,本发明可任选地使用成膜和/或粘合剂聚合物以赋予织物尤其是衣物以外形保持力。“粘合剂”是指当作为溶液或分散体应用到纤维表面并干燥,该聚合物可粘附到所述表面上。聚合物可在表面上形成膜,或当停留在两层纤维之间并与两层纤维接触时,其可以将两层纤维粘合到一起。
市售的整理聚合物的非限制性实施例是聚乙烯吡咯烷酮/二甲基氨乙基异丁烯酸酯共聚物,如分子量约100,000的共聚物958和分子量约1,000,000的共聚物937,得自GAF Chemicals Corporation;己二酸/二甲基氨基羟丙基二亚乙基三胺共聚物,如Cartaretin F-4和F-23,得自Sandoz Chemicals Corporation;甲基丙烯酰基乙基甜菜碱/异丁烯酸酯共聚物,如Diaformer Z-SM,得自MitsubishiChemicals Corporation;聚乙烯醇共聚物树脂,如Vinex 2019,得自Air Products and Chemicals,或Moweol,得自Clariant;己二酸/环氧丙基二亚乙基三胺共聚物,如Delsette 101,得自HerculesIncorporated;聚胺树脂,如Cypro 515,得自Cytec Industries;聚季胺树脂,Kymene 557H,得自Hercules Incorporated;和聚乙烯吡咯烷酮/丙烯酸,如Sokalan EG 310,得自BASF。
合适的整理聚合物的附加实施例包括但不限于淀粉羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素以及它们的混合物。
合适的织物软化剂或活性物质典型包含阳离子部分如季铵盐,其可选自N,N-二甲基-N,N-二(牛油基氧乙基)甲酯硫酸铵、N-甲基-N-羟乙基-N,N-二(烷酰氧乙基)甲酯硫酸铵以及它们的混合物。织物软化剂的其它实施例包括但不限于硅氧烷或硅氧烷乳剂(如,氨基硅氧烷、阳离子硅氧烷)、多元醇多酯(如,蔗糖酯衍生物,以及它们的混合物。
示例性的抗静电剂包括含脂肪酰基的织物软化剂,其碘值为20以上,如N,N-二(牛油酰氧乙基)-N,N-二甲基铵甲酯硫酸盐。然而应当理解,术语抗静电剂不仅仅局限于所述织物软化剂,并包括所有的抗静电剂。
可用于本发明的示例性昆虫和蛀虫驱除剂可包括香料成分,如香茅醇、香茅醛、柠檬醛、里哪醇、雪松提取物、老鹳草油、檀木油、2-(二乙基苯氧基)乙醇、1-十二碳烯等。可用于本发明组合物的昆虫和/或蛀虫驱除剂的其它实施例公开于美国专利4,449,987;4,693,890;4,696,676;4,933,371;5,030,660;5,196,200;和B.D.Mookherjee等人的“Semio Activity of Flavor and Fragrance Molecules on VariousInsect Species”中,该文公布于Bioactive Volatile Compounds fromPlants,ACS Symposium Series 525,R.Teranishi,R.G.Buttery,和H.Sugisawa,1993,35至48页,所有所述的专利和出版物均引入本文以供参考。
套件包含多个部件的套件是本发明的另一个方面。该套件的部件包括,但不限于(a)如本文所述的织物整理组合物和/或洗涤剂组合物;(b)用于存储所述组合物的贮存器;(c)用于分配所述组合物的分配装置;(d)用于可拆卸地将所述贮存器和/或所述分配装置连接至织物处理设备上的连接部件;(e)用于容纳部件(a-d)的包装或容器。
该套件还包含一套与所述贮存器或所述包装相关联的用于说明如何使用套件的使用说明书。在一个实施方案中,该说明可包括两子集说明。一个子集指导使用者装配该套件的部件使得分配装置与贮存器中的组合物流体连通。另一个子集指导使用者如何连接和拆卸贮存器和/或分配装置至织物处理设备。在另一个实施方案中,其中分配装置与贮存器形成一个整体单元,说明书仅需要指导使用者如何连接和拆卸该整体单元至织物处理设备。
尽管已用具体实施方案说明和描述了本发明,但对于本领域的技术人员显而易见的是,在不背离本发明的精神和保护范围的情况下可作出许多其它的变化和修改。因此,有意识地在附加的权利要求书中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。
除非另外指明,本文中所述的所有百分比均按重量计。应当理解,在本说明书中给出的每一最大数值限定值将包括每一个较小的数值限定值,即如同该较小的数值限定值在本说明中也有表示。在本说明书中给出的每一下限值将包括每一个上限值,即如同该上限值在本说明中也有明确的表示。在本说明书中给出的每一数值范围将包括包含于该较大数值范围内的所有较小的数值范围,即如同该较小的数值范围在本说明中也有明确的表示。
所有引用文献的相关部分均引入本文以供参考;任何文献的引用不可解释为是对其作为本发明的现有技术的认可。
权利要求
1.一种双重模式织物处理设备,所述设备包括用于容纳织物制品的腔室;用于存储亲脂性流体的第一贮存器;用于存储织物整理组合物的第二贮存器;构型为以小滴形式分配所述织物整理组合物的分配装置;任选的用于加热所述腔室的加热装置;和任选的用于监控所述腔室中亲脂性流体蒸汽浓度的气体传感器;其中所述设备构型用于提供包括洗涤周期和烘干周期的织物处理操作;在所述洗涤周期期间将所述亲脂性流体分配到所述腔室内;和在烘干周期期间通过所述分配装置将所述织物整理组合物分配到所述腔室内,因此所述被分配的织物整理组合物的至少一部分接触所述腔室内的织物制品。
2.如权利要求1所述的设备,其中所述分配装置和所述第二贮存器可拆卸地连接到所述设备。
3.如前述任一项权利要求所述的设备,其中所述分配装置和所述第二贮存器为整体单元。
4.如前述任一项权利要求所述的设备,其中所述织物整理组合物以小滴的形式被分配,所述小滴具有0.1微米至1200微米范围内的平均粒度。
5.如前述任一项权利要求所述的设备,其中所述分配装置包括选自下列的部件喷雾嘴、超声波降定位器、喷雾器、静电充电器,以及它们的组合。
6.如前述任一项权利要求所述的设备,其中所述织物整理组合物在所述腔室处于最高100℃的温度时被分配到所述腔室内。
7.如前述任一项权利要求所述的设备,其中所述织物整理组合物在所述腔室处于20℃至80℃的温度时被分配到所述腔室内。
8.如前述任一项权利要求所述的设备,其中所述织物整理组合物在烘干周期的冷却操作期间被分配到所述腔室内。
9.如前述任一项权利要求所述的设备,其中所述织物整理组合物包含选自下列的织物护理剂整理聚合物、织物软化剂、抗静电剂、气味控制剂、气味中和剂、香料、昆虫和/或蛀虫驱逐剂,以及它们的混合物。
10.如前述任一项权利要求所述的设备,所述设备还包括用于存储洗涤剂组合物的第三贮存器。
11.如前述任一项权利要求所述的设备,其中所述第三贮存器可拆卸地连接到所述设备。
12.如前述任一项权利要求所述的设备,其中所述洗涤剂组合物包含选自下列的清洗剂去污聚合物、表面活性剂、漂白剂、酶、香料、水,以及它们的混合物。
13.如前述任一项权利要求所述的设备,其中所述洗涤剂组合物在洗涤周期期间被直接分配到所述腔室内,因此所述被分配的组合物以其未稀释的形式接触所述织物制品。
14.如前述任一项权利要求所述的设备,其中所述洗涤剂组合物以小滴的形式被分配,所述小滴具有0.1微米至1200微米范围内的平均粒度。
15.一种在如前述任一项权利要求所述的双重模式织物处理设备中处理织物制品的方法,所述方法包括以下步骤将织物制品置于所述腔室内;将亲脂性流体分配到所述腔室内,使得所述织物制品与所述亲脂性流体接触;将亲脂性流体的至少一部分从腔室内取出;和以小滴形式将所述织物整理组合物分配到所述腔室内,使得所述织物制品与所述织物整理组合物接触。
16.一种套件,所述套件包括(a)洗涤剂组合物、织物整理组合物或两者;和至少以下部件之一(b)用于存储所述组合物的贮存器;(c)用于分配所述组合物的分配装置;(d)用于可拆卸地将所述贮存器和/或所述分配装置连接到织物处理设备上的连接部件;(e)任选的用于包含部件(a至d)的包装;和(f)任选的有关所述贮存器或所述包装的一套说明书,所述说明书指导所述使用者将所述贮存器和/或所述分配装置连接到所述织物处理设备上或从所述织物处理设备上取下,并且任选地组装所述套件中的部件使得所述分配装置与在所述贮存器中的组合物流体连通。
全文摘要
一种用于处理、清洗或清新织物制品的设备和方法。具体地讲,该设备为既能进行洗涤操作又能进行烘干操作的双重模式设备,其中在该设备内所述织物处理工艺的至少一个步骤中使用亲脂性流体。也提供包含可更换/可耗费部件的套件。
文档编号D06F43/00GK1922352SQ200580005552
公开日2007年2月28日 申请日期2005年2月17日 优先权日2004年2月20日
发明者W·M·谢珀, J·C·霍特, A·V·拉多米塞尔斯基, K·N·普赖斯, C·A·J·K·托恩 申请人:宝洁公司
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