專利名稱：清潔基質(zhì)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及清潔基質(zhì)的方法和裝置。具體地，本發(fā)明涉及與洗滌劑定量供給系統(tǒng) (detergent dosing system)連接的空氣-/K 噴身寸器裝置(air-water jet device)。
背景技術(shù)：
織物制品的洗滌是整個世界都常用的方法。所有機(jī)器洗滌過程都具有的一個具體問題是機(jī)器洗滌過程并不總是去除織物制品上的污點。在手洗過程中，可以對污點 (stains)給予特別的關(guān)注，但是在洗衣機(jī)中一般缺少這種關(guān)注。保證去除污點的一種方式是在開始洗滌過程之前將預(yù)處理組合物施加在污點上。 另一種方式是在洗滌之前手工去除污點。這兩種方法都是現(xiàn)有技術(shù)中常用的。預(yù)處理的另一種方式是使用水噴射來利用流體應(yīng)力(hydrodynamic stress)來去除污點。噴射，一般定義為高速液體例如水，或者水與空氣的組合，已經(jīng)用于清潔硬和無孔的表面，例如汽車、壁和金屬容器。US4787404 (IBM，1988)公開了一種低流量壓力噴霧器裝置，其尺寸和操作使得加速氣體到基本上聲速并使其擊碎清潔液體。其還公開了在高壓輸入到小液滴中并且將這些液滴加速到至少所述氣體速度的一半，在鄰近所述裝置的出口端的表面產(chǎn)生剪切應(yīng)力，從而從所述表面去除污染物。FR-B-1108989公開了一種通過使基質(zhì)經(jīng)受由包含水通道和空氣通道的噴射設(shè)備產(chǎn)生的空氣-水噴射來清潔基質(zhì)的方法。US 2002/189641公開了一種清潔污染的表面的裝置，所述裝置包含供給水容器和空氣壓縮機(jī)，與包含水通道和空氣通道的噴射噴嘴連通。上述裝置二者都提供在裝置內(nèi)混合的空氣水噴射。這樣的系統(tǒng)的缺點是因為與水流方向相對的空氣壓力而不能可靠地調(diào)節(jié)水流。當(dāng)要求低水對空氣比(例如水空氣比小于1:9)或者使用低水流量時，這是特別成問題的?，F(xiàn)有技術(shù)的噴嘴不適合于該目的。EP1250959公開了一種具有單一噴嘴的清潔裝置，其使用在內(nèi)部混合的空氣、水和皂混合物在高壓下進(jìn)行清潔。該現(xiàn)有技術(shù)僅有一個噴嘴并且它是內(nèi)部混合的，不適合于該目的。預(yù)處理的一種具體方式，描述在我們的共同未決申請PCT/EP2009/050869(公開為W02009/103595)中，是使用水-空氣噴射器從織物制品去除污點。所描述的空氣-水噴射器裝置包含用于空氣和水的外部混合的噴嘴設(shè)計和用于提供所需空氣的壓縮機(jī)。但是，流體應(yīng)力單獨地不是總能提供要求的結(jié)果。因此，本發(fā)明的一個目的是提供具有增強的性能的清潔織物制品的空氣-水噴射
器裝置。本發(fā)明的另一個目的是提供可以連接到空氣-水噴射器裝置的洗滌劑組合物用定量供給裝置(dosing device)。出人意料地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在水源和水噴嘴出口之間的洗滌劑組合物的分配室提供了
3空氣-水噴射器的改善的清潔。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提供系統(tǒng)，其包括(a)空氣-水噴射器裝置，其包含第一噴嘴，其與供給水源流體連通，和連接到空氣源的第二噴嘴，和(b)洗滌劑定量供給裝置，其包含含有洗滌劑組合物的室，位于水源和第一噴嘴之間；其中所述洗滌劑定量供給裝置包含自動切斷裝置(auto-shut-off device)，特征在于在洗滌劑組合物用完時，所述切斷裝置關(guān)閉定量供給裝置的水進(jìn)口和/或出口。通過閱讀以下詳細(xì)說明和所附權(quán)利要求，這些和其他方面、特征和優(yōu)點對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將變得顯而易見。為了避免疑問，本發(fā)明的一個方面的任何特征都可以用于本發(fā)明的任何其他方面。詞語“包含”意在表示“包括(含有)”，但不一定是“由…組成”或 “由…構(gòu)成”。換言之，所列的步驟或選項不必是窮盡性的。應(yīng)當(dāng)注意的是，以下描述中給出的實施例意在說明本發(fā)明，并不意在將本發(fā)明限于那些實施例本身。類似地，所有的百分比都是重量/重量百分比，除非另外說明。除了在操作和對比實施例中，或者另外明確說明之處，在本說明書中表示物質(zhì)的數(shù)量或反應(yīng)條件、材料的物理性質(zhì)和/或用途的所有數(shù)字應(yīng)當(dāng)理解為用詞語“約”修飾。以“X到y(tǒng)”形式表示的數(shù)值范圍理解為包括X和y。在對于特定特征以“χ到y(tǒng)”形式描述多個優(yōu)選范圍時，應(yīng)當(dāng)理解也考慮組合不同端點的所有范圍。
具體實施例方式因此，本發(fā)明提供具有改善的性能的清潔裝置?？諝?水噴射器裝置
所述空氣-水噴射器裝置包含兩個噴嘴，其中第一噴嘴與供給液體源流體連通；和第二噴嘴連接到壓縮空氣源。水源可以是任何水源，從總水管直接、通過泵、通過容納水的加壓容器，或者通過任何其他方式，或者甚至通過重力(即通過將水存儲器置于高于空氣-水噴射器使用高度)， 提供到空氣-水噴射器裝置。類似地，所述空氣源可以是任何空氣源，通過壓縮機(jī)提供，所述壓縮機(jī)與所述裝置分開或構(gòu)建在所述裝置中，或者通過壓縮空氣管線提供，例如在醫(yī)院和牙科診所中常常是可用的。第一噴嘴(水噴嘴)和第二噴嘴(空氣噴嘴)二者相對于假想的中心軸(NOR)設(shè)置。第一噴嘴相對于中心軸成1 - 60 °，優(yōu)選10 - 30 °的角度 (α)設(shè)置；和第二噴嘴相對于中心軸成1 - 45°，優(yōu)選15° - 30°的角度( V)。第二噴嘴的口在沿著中心軸方向的流動方向上比第一噴嘴的口更靠前設(shè)置，其中，第一噴嘴的口與第二噴嘴的口之間的偏移(OS)距離在所述方向上為0.5 - 5 mm，優(yōu)選 1-3 mm。當(dāng)?shù)谝粐娮炀哂?.05 - 10 mm2，優(yōu)選甚至至少0.2 mm2且不大于7 mm2，更優(yōu)選不大于5 mm2或甚至小于3 mm2的開口時，獲得了最好的結(jié)果。類似地，第二噴嘴的開口優(yōu)選為 0. 2 - 3 mm2。
本發(fā)明的范圍還包括包含對準(zhǔn)單一空氣噴嘴的兩個或更多個水噴嘴的構(gòu)造。雖然這增加了裝置的復(fù)雜性，這一般不是優(yōu)選的，但是其提供了使不同的或不相容的成分混合或反應(yīng)的作用點的額外益處。還包括在本發(fā)明的范圍中的是液體噴嘴之一用于無空氣流定量供給成分，以及另一液體噴嘴采用空氣流但不是同向(not co-currently)使用。對于具有圓形開口的噴嘴，第一噴嘴的直徑優(yōu)選為0.25 - 3.5 mm，優(yōu)選至少0.5 mm,但是優(yōu)選不大于3 mm,更優(yōu)選不大于2. 5mm,或者甚至小于3mm ；而第二噴嘴的直徑優(yōu)選為 0. 5 - 2 mm。不希望受理論束縛，認(rèn)為本發(fā)明從噴嘴相對于假想軸的設(shè)置和水噴嘴(第一噴嘴) 相對于空氣噴嘴(第二噴嘴)的偏移得到其性能。由于這種設(shè)置，來自水噴嘴的水在空氣噴嘴周圍形成膜，并且由于這一點，在較低的水對空氣比(即使用更少的水)獲得更細(xì)的噴射。 來自空氣噴嘴的空氣流被認(rèn)為產(chǎn)生局部負(fù)壓，其保證水沿著空氣噴嘴端部在空氣噴嘴方向上被驅(qū)動，而不管噴嘴的指向。此外，由于空氣和水噴嘴開口的分離，水流不受空氣壓力的影響，而這是一個內(nèi)部混合噴嘴設(shè)計的普遍問題。因此，優(yōu)選的是水空氣比為10:90 - 1:9999，更優(yōu)選小于5:95，仍然更優(yōu)選小于4:96，甚至更優(yōu)選小于3:97，小于2:98，或者甚至小于1:99，同時該比例優(yōu)選高于 3:9997，更優(yōu)選高于5:9995。還優(yōu)選的是在水噴嘴的開口與空氣噴嘴的側(cè)面之間的只存在短距離，該距離優(yōu)選小于2 mm，更優(yōu)選小于1 mm，或甚至小于0.5 mm。最優(yōu)選的是水噴嘴的開口接觸空氣噴嘴。優(yōu)選的是空氣噴嘴非同軸地包圍水通道。也優(yōu)選的是水噴嘴非同軸地包圍空氣噴嘴?？諝庠吹目諝鈮毫?yōu)選為1 - 4 bar。空氣優(yōu)選在噴嘴的出口(噴嘴開口)具有大于80 m/s，優(yōu)選大于120 m/s，更優(yōu)選大于180 m/s，最優(yōu)選大于250 m/s的速度。盡管本發(fā)明直到非常高的空氣速度都能工作，但是由于結(jié)構(gòu)原因和使用者方便性，優(yōu)選空氣速度小于聲速(即小于334 m/s)。取決于噴嘴直徑，空氣流量優(yōu)選為3 - 50 Ι/min，優(yōu)選大于5 Ι/min或甚至大于10 Ι/min?？諝饬髁績?yōu)選小于40 Ι/min，更優(yōu)選小于30 Ι/min或者甚至小于25 1/min。水流量通常為2 - 50 ml/min，優(yōu)選大于5 ml/min或者甚至大于10 ml/min，同時水流量優(yōu)選小于40 ml/min，優(yōu)選小于30 ml/min，或者甚至小于25 ml/min。構(gòu)造
空氣源和/或水源可以并入到所述裝置中，或者安裝在單獨的單元中。在后一種情況下，提供單獨的單元，所述單獨的單元包含壓縮機(jī)、壓縮空氣盒或筒或者另一空氣源和/或任選連接到總水管的水存儲器，所述單獨的單元通過作為空氣管線和/或水管線的管道系統(tǒng)連接到手持裝置。壓縮機(jī)
所述空氣噴射器裝置還可以包含空氣壓縮機(jī)作為空氣源。所述壓縮機(jī)可以構(gòu)建到所述裝置的手柄中，或者作為單獨的裝置提供，通過管道連接到空氣-水噴射器。壓縮機(jī)優(yōu)選提供至少1 bar且不大于5 bar，優(yōu)選小于4 bar的壓力。因此，非常低功率的壓縮機(jī)，通常為 0.05 - 1 HP，可以用來實現(xiàn)上述技術(shù)要求。由于在管道和裝置中的壓降，空氣噴嘴處的壓力將優(yōu)選為1 - 4 bar，優(yōu)選為2 - 3 bar。也考慮了具有設(shè)定壓力的機(jī)構(gòu)的裝置；在這種情況下，使用者例如能夠在柔和、中等和猛烈清潔之間選擇。所述水源可以是總水管，即直接連接到水龍頭，或者是單獨的存儲器的形式。用于所述裝置的水壓力可以相對低，優(yōu)選至少0.05 bar，更優(yōu)選至少0.1 bar，但是優(yōu)選不大于 3 bar，更優(yōu)選小于2. 5 bar，仍然更優(yōu)選小于2 bar。當(dāng)使用單獨的存儲器作為水源時，所述存儲器可以僅用水填充或者用洗滌劑組合物填充。應(yīng)理解，在本發(fā)明的上下文中，術(shù)語如“水源”、“水存儲器”和“水噴嘴”不限于水， 而是還包括洗滌劑組合物，優(yōu)選含水的洗滌劑組合物。水存儲器可以設(shè)置為高于所述清潔裝置的使用水平面，從而提供壓力，或者可以單獨加壓。在單獨加壓時，特別優(yōu)選的是使用來自壓縮空氣源的壓縮空氣加壓所述存儲器。洗滌劑定量供給裝置
洗滌劑定量供給裝置位于水源和空氣-水噴射器的水噴嘴之間。所述定量供給裝置包含容納洗滌劑組合物的室、水進(jìn)口和水出口。在使用固體洗滌劑時，供給水，例如來自容器或總水管，優(yōu)選通過所述室并直接接觸洗滌劑。當(dāng)使用液體組合物時，所述液體優(yōu)選從容器定量供給到連接到水噴嘴的水管線中。該定量供給可通過計量泵或者滴注機(jī)構(gòu)(drip mechanism)進(jìn)行，但是最優(yōu)選的是通過所述水管線與所述室之間的毛細(xì)連接進(jìn)行。所述定量供給裝置優(yōu)選包含自動切斷裝置，其在洗滌劑用完時關(guān)閉水進(jìn)口和/或水出口。所述自動切斷裝置可以包含關(guān)閉洗滌劑定量供給裝置的水進(jìn)口和/或水出口的任何機(jī)構(gòu)。這可以是彈簧閥、浮球閥和/或電磁閥。彈簧加載的(spring loaded)切斷優(yōu)選與固體洗滌劑組合使用。浮球閥裝置優(yōu)選與液體洗滌劑組合。所述洗滌劑組合物可以是液體或固體。當(dāng)所述組合物是固體形式時，其可以是粉末，或成型的固體如條或片。一般地，表面活性劑體系的表面活性劑可以選自公知的教科書如“ Surface Active Agents，，Vol. 1, Schwartz & Perry, Interscience 1949, Vol. 2, Schwartz, Perry & Berch, Interscience 1958， 禾口 / 或現(xiàn)行版的“McCutcheon’ s Emulsifiers and Detergents", Manufacturing Confectioners Company 出片反，或者 "Tenside-Taschenbuch", H. Stache,第二版，Carl Hauser Verlag, 1981 中所描述的表面活性劑。盡管可以使用任何表面活性劑濃度，但是合適的濃度為0. 5 - 3克/升，以使用時從空氣-水噴射器中出來的液體的量為基準(zhǔn)。在本發(fā)明的上下文中，制劑可以是液體、糊或粉末。本發(fā)明上下文中的組合物包括包含表面活性劑和一種或多種有益試劑的任何組合物。這樣的有益試劑可以取決于預(yù)期的用途。一般地，洗滌劑組合物可以寬泛地含有表面活性劑、助洗劑、鹽、防污和/或稠化聚合物漂白劑和/或香料。液體洗滌劑組合物還包含溶劑，選自水、乙醇和/或2-丙醇。優(yōu)選的表面活性劑是LAS (直鏈烷基苯磺酸鹽)、AES (烷基醚硫酸鹽)、乙氧基化的醇非離子表面活性劑、烷基胺氧化物、季銨陽離子表面活性劑，例如CTAB(十六烷基三甲基溴化銨)、CTAC (十六烷基三甲基氯化銨)和/或BAC (苯扎氯銨)。表面活性劑優(yōu)選以10-40重量％的濃度存在，以整個組合物為基準(zhǔn)，優(yōu)選至少15%，優(yōu)選小于30%。優(yōu)選的助洗劑是碳酸鈉、碳酸氫鈉、STPP、檸檬酸鈉等。也可以使用助洗劑助劑，如方解石。助洗劑優(yōu)選以0 - 40%的濃度存在，優(yōu)選至少10%且不大于25%。優(yōu)選的聚合物是SCMC、PVP CP5等。其他商業(yè)防污和抗再沉積聚合物也可以使用。當(dāng)要清潔的基質(zhì)是織物上的化學(xué)污點時，例如當(dāng)織物被來自食物和飲料如茶、咖啡、湯、番茄醬等的可漂白污點污染時產(chǎn)生的那些，優(yōu)選在用本發(fā)明的方法處理之前用漂白劑預(yù)處理所述污點。合適的漂白劑是次鹵酸鹽(hypohalites)和過氧化物。過碳酸鹽和漂白粉(次氯酸鈣)是特別優(yōu)選的。當(dāng)漂白成分與洗滌劑組合物的其它成分的任一種不相容時，可以使用第二水噴嘴和定量供給裝置。更優(yōu)選的是不使用空氣流定量供給漂白劑，以避免消費者暴露于漂白劑噴射。漂白劑可以以O(shè) - 10%，優(yōu)選5 - 8%的濃度存在。所述組合物還可以含有次要成分，包括香料、熒光增白劑、抗菌劑。香料一般為消費者所喜歡，特別是在直接施用中。次要組分可以以0 - 2%w，優(yōu)選0.5 - 1.5%的濃度存在?，F(xiàn)在將通過以下非限制性附圖和實施例說明本發(fā)明。附圖的說明


圖1示出包含固體洗滌劑組合物的所述裝置的一個實施方案的圖。圖2示出同一裝置的內(nèi)部構(gòu)造。圖3示出空氣-水噴射器噴嘴的示意圖。圖4和5示出不同實施方案中的空氣-水噴射器噴嘴的3-D圖。附圖詳述
圖1示出所述裝置的8個視圖(A-H)。A是該裝置的后視圖，B是側(cè)視圖，C是通過視圖A的平面“B”的截面圖，E是所述裝置的俯視圖，F(xiàn)是頂/后/側(cè)透視圖(top/rear/side perspective view)，以及D、G和H是固體盒(cartridge)實施方案的透視圖、前/后視圖和側(cè)視圖。圖2示出圖1的彈簧加載的自動切斷實施方案的內(nèi)部構(gòu)造。S表示通過塞子(P)和隔板(M)向下推固體洗滌劑組合物(DET)的彈簧。側(cè)視圖示出水進(jìn)口(WI)和水出口(W0)。 將理解的是，當(dāng)洗滌劑用完時，塞子(P)將阻塞出口端口(WI)。圖3示出構(gòu)造，其中噴嘴(N)具有液體出口端口(0PW)，其相對于空氣出口端口 (OPA)遠(yuǎn)離基質(zhì)設(shè)置，偏移一定距離(OS)。液體出口端口相對于基質(zhì)(FS)的入射角由角α 限定?？諝獬隹诙丝谙鄬τ诨|(zhì)(FS)的入射角由角Φ限定。虛線NOR表示與基質(zhì)表面垂直的假想線。如顯而易見的那樣，在噴嘴的該實施方案中，角α大于角φ?？諝馔ㄟ^空氣出口端口( OPA)從噴嘴離開，液體通過液體出口端口(OPW)離開。圖4示出圖3的構(gòu)造的3-D視圖。圖5示出具有1個空氣噴嘴和2個水噴嘴的構(gòu)造的3-D視圖。 實施例實施例1 恒定的清潔性能
將用顆粒和脂肪污物的混合物污染的一組25個滌棉(poly/cotton)試驗布樣(WFK-20D，來自WFK Germany)依次使用空氣-水噴射器裝置洗滌，其中水管線連接到根據(jù)本發(fā)明的定量供給裝置。所述定量供給裝置含有洗滌劑組合物。在實施例1中，洗滌劑組合物是市售的洗滌劑(SURF XL粉末，來自Unilever)。在實施例2中，洗滌劑組合物含有30%的乙氧基化醇非離子表面活性劑 (C12-E07)、30% Na2CO3 和 40% 的水。在實施例3中，洗滌劑組合物含有30%的直鏈烷基苯磺酸鈉、30% Na2CO3和40%的氯化鈉。在實施例4中，洗滌劑組合物含有30%直鏈烷基苯磺酸鎂、30% Na2CO3和40%的氯化鈉。在Gretag Macbeth反射計中在460 nm的波長從Delta-R反射率方面測量了清潔， 其中，Delta-R按清潔后的反射率減去清潔前的反射率來計算。該方法廣泛用于工業(yè)中。表1 :
權(quán)利要求
1.系統(tǒng)，其包括a.空氣-水噴射器裝置，包含i.第一噴嘴，其與供給水源流體連通；和 .連接到空氣源的第二噴嘴；和b.洗滌劑定量供給裝置，其包含含有洗滌劑組合物的室，位于所述水源和所述第一噴嘴之間；特征在于所述洗滌劑定量供給裝置包含自動切斷裝置，特征還在于所述切斷裝置在所述洗滌劑組合物用完時關(guān)閉所述定量供給裝置的水進(jìn)口和/或出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述空氣水噴射器的噴嘴相對于中心軸設(shè)置，其中a.所述第一噴嘴相對于所述中心軸成1- 60°的角；和b.所述第二噴嘴相對于所述中心軸成1- 45°的角；c.其中，所述第二噴嘴的口相對于所述第一噴嘴的口在沿著中心軸方向的流動方向上設(shè)置為更靠前，其中，在所述方向上在所述第一噴嘴與所述第二噴嘴的口之間的偏移距離為 0. 5 - 5 mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其包含固體洗滌劑組合物，所述固體洗滌劑組合物含有a.20 - 40%w的表面活性劑，b.0 - 40%w的助洗劑，c.0-10%w的漂白成分，d.0 -洲的次要成分，e.余量的鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其包含液體洗滌劑組合物，所述液體洗滌劑組合物包含a.20 - 40%w的表面活性劑；b.0 - 40%w的助洗劑；c.0 - 10%w的漂白成分；d.0 - 2%w的次要成分；e.余量的溶劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于清潔基質(zhì)的方法和裝置。具體地，本發(fā)明涉及連接到洗滌劑定量供給系統(tǒng)的空氣－水噴射器裝置。因此，本發(fā)明的一個目的是提供具有增強的性能的清潔織物制品的空氣-水噴射器裝置；以及提供可以連接到空氣-水噴射器裝置的用于洗滌劑組合物的定量供給裝置。出乎意料地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在水源和水噴嘴出口之間的洗滌劑組合物DET的分配室提供空氣-水噴射器的改善的清潔。
文檔編號C11D11/00GK102481603SQ201080036519
公開日2012年5月30日 申請日期2010年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月19日
發(fā)明者布哈塔查爾亞 A., S. 坎卡爾 K., S. 施雷斯特 R. 申請人:荷蘭聯(lián)合利華有限公司