(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
布製品の洗浄は、世界中で共通に用いられている方法である。全ての機械洗浄方法の特定の問題は、機械洗浄方法では布製品上の染みが必ずしも除去されないことである。手洗い方法では、染みに特別の注意を払うことができるが、洗浄用機械では、この注意は一般に欠けている。
【0003】
染みを確実に除去する1つの方法は、洗浄方法を開始する前に、染みの上に前処理組成物を塗布することである。別の方法は、洗浄の前に、染みを手作業で除去することである。どちらの方法も、当該技術分野において一般的に用いられている。
【0004】
前処理の別の方法は、染みの除去に流体力学的応力を活用するために、水噴霧を用いることである。一般に高速液体、例えば水、または水と空気との組合せとして定義される噴霧が、例えば自動車、壁および金属容器などの硬質の無孔表面を洗浄するのに使用されてきた。
【0005】
米国特許第4787404号(IBM、1988年)が、気体を実質的に音速まで加速し、気体に洗浄液を分解させるような大きさに作製されておりかつ動作する低流量圧力噴霧装置(a low flow−rate pressure atomizer device)を開示している。この明細書はまた、小液滴内へ高圧で入力し、これら液滴を前記気体速度の少なくとも半分まで加速して、前記装置の出口端に隣接する表面においてせん断応力を生成し、それにより、前記表面から汚染を除去することを開示している。
【0006】
FR−B−1108989が、空気通路および水通路を含む噴霧手段により生成される気水噴霧に基材を晒すことにより基材を洗浄する方法を開示している。
【0007】
米国特許出願公開第2002/189641号が、固体表面を洗浄する装置を開示しており、この装置は、水通路および空気通路を含む噴霧ノズルと連通している給水容器と空気圧縮機とを含む。
【0008】
前述の装置はどちらも、装置の内部で混合される気水噴霧をもたらす。そのようなシステムの欠点は、空気圧が水流方向に逆らうため、水流が確実に調節できないことである。このことは、低い水対空気比(例えば水:空気比が1:9より小さい)が必要とされるかまたは低水流量が用いられるとき特に問題である。先行技術のノズルは本目的に適さない。
EP0140505は、二つの同軸管を含むノズルを有する工業製品の流体ジェットを開示している。外管は階段状の穴を有している。環状のスワールプレートが、中間直径の穴部内に栓をされ、及びその中に栓をされた内管の端部を有している。前記スワールプレートを通過した洗浄液は、軸方向の成分及び円環スプレーを形成するための回転動作を有してチャンバから出てくる。前記内管から出てくる液体は、細い先のジェットを形成するだけであるが、立体の錐体を形成するためにスワールプレートから同時に出る回転流体と協調する。前記ジェットは、ロボットにより操作され、及び配向されうる。US4,569,483は、化学物質が選択的に導入されることのできるタップソースからの低圧水流、及び化学物質が選択的に導入されることのできるポンプによって作られた高圧水流、及び化学物質が選択的に導入されることのできる空気流、を用いる装置を開示している。加熱水の供給は、高圧流のための水を提供する。全ての水流は、単一のスプレーピストルをもたらし、前記スプレーピストルは方向と化学物質を制御するための制御スイッチを有している。
【0009】
欧州特許第1250959号が、高圧で洗浄するために、内部で混合される空気、水および石鹸混合物を使用する、単一のノズルを備えた洗浄装置を開示している。本先行技術はノズルを1つだけ有し、内部で混合され、本目的に適さない。
【0010】
我々の(国際公開第2009/103595号として公開されている)同時係属出願PCT国際出願EP2009/050869号に記載されている前処理の特定の方法が、布製品から染みを除去する気水ジェットの使用である。記載されている気水ジェット装置は、空気と水との外部混合のためのノズル設計と、必要な空気を供給する圧縮機とを含む。
【0011】
しかし、必ずしも、流体力学的応力だけが求められる結果をもたらすとは限らない。
【発明を実施するための形態】
【0020】
したがって、本発明は、性能が向上した洗浄装置を提供する。
【0021】
気水ジェット装置
気水ジェット装置は2つのノズルを含み、第1のノズルは液体供給源と流体連通しており、第2のノズルは圧縮空気源に連結されている。
【0022】
水源は、任意の水源とすることができる、給水主管から直接、またはポンプを介して、または水を保持している加圧容器を介して、または任意の他の手段によって、さらには重力(すなわち、気水ジェットを使用する高さの上方に水タンク(water reservoir)を配置すること)によって気水ジェット装置に供給される。
【0023】
同様に、空気源は、任意の空気源とすることができ、装置から分離されたもしくはそれに内蔵されている圧縮機によって、または例えば病院および歯科医院でしばしば利用可能である圧縮空気導管によって供給される。
【0024】
第1のノズル(水ノズル)および第2のノズル(空気ノズル)はどちらも、仮想中心軸(NOR)に対して配置されている。第1のノズルは、中心軸に対して1°と60°の間、好ましくは10°と30°の間の角度(α)で配置されており、第2のノズルは、中心軸に対して1°と45°の間、好ましくは15°と30°の間の角度(φ)である。
【0025】
第2のノズルの口部は、第1のノズルの口部に比べて、中心軸の方向に沿った流動の方向に、より前方に配置されており、第1のノズルの口部と第2のノズルの口部との間のオフセット(OS)距離は、前記方向で0.5mmと5mmの間、好ましくは1〜3mmである。
【0026】
最良の結果は、第1のノズルが0.05mm
2と10mm
2の間、好ましくはさらには少なくとも0.2mm
2、および最高7mm
2まで、より好ましくは最高5mm
2まで、またはさらには3mm
2未満の開口部を有する場合に得られる。同様に、第2のノズルの開口部は、0.2mm
2と3mm
2の間であることが好ましい。
【0027】
本発明の範囲は、単一の空気ノズルに向けられている2つ以上の水ノズルを含む構造をさらに含む。これは装置の複雑さを増し、一般に好適でないが、それは、異なる成分もしくは不適合成分の混合または反応の作用点に関する付加的な利点をもたらす。本発明の範囲には、液体ノズルの1つが空気流なしで成分を注入するために使用され、別の液体ノズルが空気流と共に使用されるが、同時に使用されないことがさらに含まれる。
【0028】
円形開口部を備えたノズルでは、第1のノズルの直径が、好ましくは0.25mmと3.5mmの間、好ましくは少なくとも0.5mm、しかし好ましくは最高3mmまで、より好ましくは最高2.5mmまで、またはさらには3mm未満であり、一方、第2のノズルの直径が、0.5mmと2mmの間であることが好ましい。
【0029】
理論に束縛されることは望まないが、本発明は、仮想軸に対してノズルを配置することおよび空気ノズル(第2のノズル)に対する水ノズル(第1のノズル)のオフセットからその性能を引き出すと考えられる。この配置のため、水ノズルから来る水は、空気ノズルの周囲に薄膜を形成し、このことにより、低い水対空気比で(すなわち少ない水を使用して)、より微細な噴霧をもたらす。空気ノズルからの空気流は、どの方向にノズルが向けられているかを問わず、空気ノズル先端に沿って空気ノズルの方向に水が確実に押し出されるようにする局所的な圧力不足を生み出すと考えられる。さらに、水流は、空気ノズルの開口部と水ノズルの開口部との分離により、空気圧の影響を受けない。このことは、内部混合ノズル設計の共通の問題である。
【0030】
したがって、水:空気比が10:90と1:9999の間、より好ましくは5:95未満、さらにより好ましくは4:96未満、さらにより好ましくは3:97未満、2:98未満、またはさらには1:99未満である一方、この比は、好ましくは3:9997より高く、より好ましくは5:9995より高いことが好適である。
【0031】
水ノズルの開口部と空気ノズルの側面との間に短い距離しかないことがさらに好適であり、この距離は、好ましくは2mm未満、より好ましくは1mm未満、またはさらには0.5mm未満である。水ノズルの開口部は、空気ノズルに接触していることが最も好適である。
【0032】
空気ノズルが水通路を同軸で取り巻いていないことが好適である。また、水ノズルが空気ノズルを同軸で取り巻いていないことが好適である。
【0033】
空気源の空気圧は、1バールから4バールの範囲内であることが好ましい。空気は、ノズルの出口(ノズル開口部)で、80m/秒より大きい速度、好ましくは120m/秒より大きい速度、より好ましくは180m/秒より大きい速度、最も好ましくは250m/秒より大きい速度を有することが好ましい。本発明は非常に高い気流速度まで作動すると考えられるが、構造的理由およびユーザの便宜上、気流速度は音速より小さい(すなわち334m/秒未満である)ことが好適である。ノズルの直径に応じて、空気流量は、好ましくは3l/分と50l/分の間であり、好ましくは5l/分より多く、またはさらには10l/分より多い。空気流量は、好ましくは40l/分未満、より好ましくは30l/分未満、または25l/分未満である。
【0034】
水流量は、通常、2ml/分と50ml/分の間、好ましくは5ml/分より多く、またはさらには10ml/分より多く、一方、水流量は、好ましくは40ml/分未満、より好ましくは30ml/分未満、またはさらには25ml/分未満である。
【0035】
構造
空気源および/または水源は、装置に組み込まれても、別個のユニットに嵌め込まれてもよい。後者の場合、圧縮機を含む別個のユニット、圧縮空気カートリッジもしくはシリンダまたは別の空気源および/あるいは給水主管に適宜連結される水タンクが設けられており、それは、空気導管および/または水導管としての管類により手持ち式装置に連結される。
【0036】
圧縮機
気水ジェット装置は、空気源としての空気圧縮機をさらに含むことができる。圧縮機は、装置のハンドルに内蔵されていてもよいか、または管により気水ジェットに連結されている別個の装置として設けられていてもよい。圧縮機は、少なくとも1バールかつ最高5バールまで、好ましくは4バール未満の圧力を供給することが好ましい。したがって、通常は0.05HPから1HP
(=36.8W−735W)までの範囲内の非常に低い出力の圧縮機を使用して、上記明細事項を達成することができる。管類および装置における圧力低下により、空気ノズルの圧力は、1バールから4バールまで、好ましくは2バールから3バールまでの範囲内となることが好ましい。圧力を設定する手段を備えた装置もまた企図されており、この場合、ユーザが、例えば弱洗浄、中洗浄、および強洗浄の中から選択することができる。
【0037】
水源は、給水主管とすることができ、すなわち蛇口に直接連結されても、別個のタンクの形であってもよい。装置と共に使用するための水圧は比較的低く、好ましくは少なくとも0.05バール、より好ましくは少なくとも0.1バール、しかし好ましくは最高3バールまで、より好ましくは2.5バール未満、さらにより好ましくは2バール未満である可能性がある。
【0038】
別個のタンクが水源として使用される場合、前記タンクは、水だけまたは洗浄組成物で満たされていてもよい。本発明の場合、「水源」、「水タンク」および「水ノズル」のような用語が水に限定されず、洗剤組成物、好ましくは水性洗剤組成物もまた含むことを理解されたい。水タンクは、圧力を供給するためなどに、洗浄装置を使用する高さの上方に配置されてもよいか、または別個に加圧されてもよい。別個に加圧される場合、圧縮空気源からの圧縮空気でタンクが加圧されることが特に好適である。
【0039】
洗剤注入装置
洗剤注入装置は、気水ジェットの水源と水ノズルとの間に配置されている。
【0040】
注入装置は、洗剤組成物を保持するチャンバと、水入口と、水出口とを含む。
【0041】
固体洗剤が使用される場合、例えば容器また給水主管からの給水は、チャンバを通過し、洗剤に直接接触することが好ましい。
【0042】
液体組成物が使用される場合、この液体は、容器から、水ノズルに連結されている水導管内に注入されることが好ましい。注入は、定量ポンプまたは滴下機構により行われてもよいが、水導管とチャンバとの間の毛細管連結により行われることが最も好ましい。
【0043】
注入装置は、洗剤が使い尽くされると、水入口および/または水出口を閉鎖する自動停止装置を含
む。自動停止装置は、洗剤注入装置の水入口および/または水出口を閉鎖する任意の機構を含むことができる。これは、ばね付き弁、浮遊弁、および/または電磁弁であってもよい。ばね荷重停止は、固体洗剤と組み合わせて用いられることが好ましい。浮遊弁装置は、液体洗剤と組み合わせられていることが好適である。
【0044】
洗剤組成物は、液体または固体とすることができる。組成物が固体形態である場合、それは、粉末、または棒もしくは錠剤のような成形固体とすることができる。
【0045】
一般に、界面活性剤系の界面活性剤は、“Surface Active Agents” Vol. 1、by Schwartz & Perry、Interscience 1949、Vol. 2 by Schwartz、Perry & Berch、Interscience 1958および/もしくは“McCutcheon’s Emulsifiers and Detergents” published by Manufacturing Confectioners Companyの現行版のような周知の教科書、または“Tenside−Taschenbuch”、H. Stache、2nd Edn.、Carl Hauser Verlag、1981に記載されている界面活性剤から選択されてもよい。
【0046】
任意の界面活性剤濃度が用いられてよいが、適切な濃度は、使用時に気水ジェットから生じる液体量に基づいて1リットル当たり0.5グラムから3グラムの範囲内である。
【0047】
配合物が液体、ペースト、または粉末である可能性があるこの場合には、本発明の場合の組成物には、界面活性剤および1つまたは複数の有益な作用物質を含む任意の組成物が含まれる。そのような有益な作用物質は、目的とする用途によって決まる可能性がある。一般に、洗剤組成物は、界面活性剤、ビルダ、塩、防汚ポリマー漂白剤および/もしくは高粘度化ポリマー漂白剤、ならびに/または香料を広く含有していてもよい。
【0048】
液体洗剤組成物が、水、エタノール、および/または2−プロパノールから選択された溶媒をさらに含む。
【0049】
好適な界面活性剤は、LAS(直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩)、AES(アルキルエーテル硫酸塩)、エトキシ化アルコール非イオン界面活性剤、アルキルアミノ酸化物、例えばCTAB(セチルトリメチルアンモニウムブロミド)、CTAC(セチルトリメチルアンモニウムクロリド)および/またはBAC(塩化ベンザルコニウム)などの第4級アンモニウム陽イオン界面活性剤である。界面活性剤は、総組成物に基づいて10〜40重量%、好ましくは少なくとも15%、好ましくは30%未満の濃度で存在していることが好ましい。
【0050】
好適なビルダは、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、STPP、クエン酸ナトリウム等である。また、方解石などのビルダ補助剤(builder aid)が使用されてもよい。ビルダは、0%と40%の間、好ましくは少なくとも10%かつ最高25%以下の濃度で存在していることが好ましい。
【0051】
好適なポリマーは、SCMC、PVP、CP5等である。また、他の市販の防汚ポリマーおよび再付着防止ポリマーが使用されてもよい。
【0052】
洗浄される生地が、例えば紅茶、コーヒー、スープ、ケチャップ等の飲食物による漂白可能な染みが布に付いた場合に生じるものなど、布上の化学的な染みを有する場合、染みは、本発明の方法で処理する前に、漂白剤で前処理することが好適である。
【0053】
適切な漂白剤は、次亜ハロゲン酸塩および過酸化物である。過炭酸塩およびさらし粉(次亜塩素酸ナトリウム)が特に好適である。漂白剤成分が洗剤組成物のその他の成分の任意の1つと適合しない場合、第2の水ノズルおよび注入装置が使用されてもよい。漂白剤が空気流なしで注入されて、消費者の漂白剤噴霧への暴露を回避することがより好適である。漂白剤は、0〜10%、好ましくは5%と8%の間の濃度で存在してもよい。
【0054】
組成物は、香料、蛍光物質、抗菌剤などの副次物をさらに含むことができる。香料は、一般に、消費者には特に直接塗布することで理解されている。副次物は、0重量%と2重量%の間、好ましくは0.5%と1.5%の間の濃度で存在してもよい。
【0055】
本発明は、ここで、以下の非限定的な図面および実施例により説明される。
【0056】
図面の詳細な説明
図1は、装置の8つの図(AからHまで)を示す。Aは装置の後面図、Bは側面図、Cは
図Aの平面「B」を通過する横断面、Eは装置の上面図、Fは上面/後面/側面斜視図、D、GおよびHはそれぞれ、固体カートリッジ実施形態の斜視上面/後面および側面図である。
【0057】
図2は、
図1のばね式自動停止実施形態の内部構造を示す。(S)は、制止器(P)および分離プレート(M)を介して固体洗剤組成物(DET)を押し下げるばねを示す。側面図は、水入口(WI)および水出口(WO)を示す。洗剤が使い尽くされると、制止器(P)が入口ポート(WI)を遮断することを理解されたい。
【0058】
図3は、ある距離(OS)だけオフセットされて、空気用出口ポート(OPA)に対して生地から離してノズル(N)が配置されている液体用出口ポート(OPW)を有する構造を示す。生地(FS)に対する液体用出口ポートの入射角は、角度αにより規定される。生地(FS)に対する空気用出口ポートの入射角は、角度φにより規定される。点線(NOR)は、生地の表面に対して直角の仮想線を表す。明らかな通り、ノズルのこの実施形態では、角度αは角度φより大きい。空気は、空気用出口ポート(OPA)を通ってノズルから出、液体は、液体用出口ポート(OPW)を通って出る。
【0059】
図4は、
図3の構造の三次元図を示す。
【0060】
図5は、1つの空気ノズルと2つの水ノズルとを備えた構造の三次元図を示す。
【0061】
(実施例)
(実施例1)
一定の洗浄性能
粒子および脂肪質の混合物で汚れている25枚のポリ/綿試験見本セット(WFK−20D、例えばWFK Germany)を、気水ジェット装置を使用して順番に洗浄し、水導管を本発明による注入装置に連結した。注入装置は洗剤組成物を含んでいた。
【0062】
実施例1では、洗剤組成物は、市販の洗剤(SURF(登録商標) XL粉末、例えばUnilever)であった。
【0063】
実施例2では、洗剤組成物は、30%のエトキシ化アルコール非イオン界面活性剤(C12〜EO7)、30%のNa
2CO
3、および40%の水を含有していた。
【0064】
実施例3では、洗剤組成物は、30%の直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、30%のNa
2CO
3、および40%の塩化ナトリウムを含有していた。
【0065】
実施例4では、洗剤組成物は、30%の直鎖アルキルベンゼンスルホン酸マグネシウム、30%のNa
2CO
3、および40%の塩化ナトリウムを含有していた。
【0066】
Gretag Macbeth反射率計の460nmの波長におけるDelta−R反射率に関して洗浄を測定し、Delta−Rを洗浄後の反射率引く洗浄前の反射率として計算した。本方法は、当該産業において広く用いられている。
【0068】
上記表は、本システムが、25の洗浄試験セットに亘って、低い標準偏差で、Delta−R(460nm)に関して約15〜17点の一定の洗浄性能をもたらすことを示す。
【0069】
(実施例2)
水への一定の洗剤注入
本発明による注入装置を水源に嵌合した。注入装置内のチャンバは、
− 20%のアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム(NaLAS)
− 40%のビルダ
− 39%の電解質
− 1%の副次物(香料、蛍光物質および酵素)
を含む固体の市販の洗浄洗剤粉末を含んでいた。
【0070】
15ml/分の流量で200分間、2リットルの水をチャンバ経由で流すことにより、装置を作動させた。200mlの液体がシステムを通過する毎に、チャンバの出口でサンプルを取った。NaLASの濃度をハイアミン滴定により測定した。
【0072】
結果は、本発明による注入装置が、水の体積増加の間じゅうずっと水への一定の洗剤注入を実現することを示している。