專利名稱：洗滌方法和洗滌裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適于洗滌衣料、餐具、醫(yī)療器具或洗手盆等使用的新穎的洗滌方法和洗滌裝置。
背景技術(shù)：
衣料、餐具、醫(yī)療器具或洗手盆等的洗滌，過去使用藥品和洗滌皂等表面活性劑進(jìn)行，但是洗滌時(shí)造成的手感粗糙和殘留在被洗滌物上對人體安全性、廢水處理后殘留有害物質(zhì)等都成為問題。
因此，本申請人首先提出使用電解水作為殺菌洗滌液的所謂無洗滌劑洗滌方法。這是因?yàn)槔昧撕娊赓|(zhì)的水電解得到的堿性電解水所具有的蛋白質(zhì)除去作用和酸性電解水的殺菌作用，作為傳統(tǒng)用藥品和表面活性劑的代用品而引人注目。
然而，使用這種洗滌劑洗滌以及用于洗滌餐具的情況下，前提條件是至少與傳統(tǒng)的表面活性劑相匹敵，或者具有在其之上的洗滌能力，所以有必要從洗滌機(jī)理的角度確定以何種物質(zhì)性質(zhì)作為控制因素，進(jìn)而設(shè)計(jì)出所需的洗滌劑。
此外，其他必要條件是即使用戶誤服對人體也無害，而且用手接觸沒有粗糙感，即具有安全性和易操作性。
不僅如此，即使就洗滌后和餐具洗滌后的含有洗滌劑的廢水而言，無需什么特別處理就能直接排入生活環(huán)境之中的處理性能，即廢水處理性優(yōu)良也是必須的。
發(fā)明的公開本發(fā)明目的在于提供一種洗滌能力高于使用傳統(tǒng)洗滌劑的洗滌方法，價(jià)格低廉，安全性、易操作性和廢水處理性均優(yōu)良的洗滌方法和洗滌裝置。
本發(fā)明人等對洗滌機(jī)理做了深入研究，發(fā)現(xiàn)洗滌液一旦軟化，軟化時(shí)生成的組合物就具有洗凈劑效果和吸附效果，這種效果能夠發(fā)揮與傳統(tǒng)的表面活性劑之類洗滌劑相匹敵或在其之上的洗滌能力，因此若將含有堿金屬離子和碳酸離子和/或重碳酸離子的溶液軟化，則能夠發(fā)揮出顯著的洗滌能力。
(1)也就是說，本發(fā)明洗滌方法的特征在于一邊將含有碳酸離子和重碳酸離子中的至少一種離子和堿金屬離子的洗滌液軟化，一邊洗滌被洗滌物。
另外，本發(fā)明洗滌方法的特征在于將含有碳酸離子和重碳酸離子中的至少一種離子和堿金屬離子的洗滌液軟化后，使用這種被軟化的洗滌液洗滌被洗滌物。
也就是說，軟化含有上述特定離子洗滌液的定時(shí)機(jī)，無論是在洗滌之前，還是在洗滌之中均可，優(yōu)選一邊軟化一邊洗滌的操作。
對洗滌效果產(chǎn)生不利影響的主要是鈣離子Ca2+和鎂離子Mg2+。本發(fā)明中，由于洗滌液中含有碳酸離子CO32-和重碳酸離子HCO3-中的至少一種離子，所以鈣離子Ca2+和鎂離子Mg2+與之結(jié)合，使洗滌液中存在的鈣離子Ca2+和鎂離子Mg2+比例減少，因而能夠防止洗滌性能的降低。
除此以外，鈣離子Ca2+和鎂離子Mg2+，與碳酸離子CO32-和重碳酸離子HCO3-結(jié)合析出的碳酸鈣CaCO3或碳酸鎂MgCO3，由于其本身具有的洗凈劑效果和吸附效果，物理吸附污染成份，所以有助于提高洗滌能力。
也就是說，本發(fā)明既不是簡單地使用軟化液體的洗滌方法，也不是簡單地軟化洗滌液的方法，而是在軟化的同時(shí)還使之生成一種能夠物理除去污物的組合物的方法。
因此，將被洗滌物與含有碳酸離子和重碳酸離子中的至少一種離子和堿金屬離子的洗滌液一起放入洗滌槽中，使洗滌液中所含鈣離子和鎂離子與碳酸離子和重碳酸離子結(jié)合，生成碳酸鈣和重碳酸鈣析出。利用這種方法使洗滌槽內(nèi)的洗滌液軟化，同時(shí)生成能夠發(fā)揮洗凈劑效果和吸附效果的碳酸鈣等。
(2)屬于本發(fā)明的堿金屬離子可以以堿金屬鹽水溶液形式得到，作為這種堿金屬鹽，從提高洗滌能力的觀點(diǎn)來看，可以舉出鉀鹽、鈉鹽和鋰鹽。從價(jià)廉和容易得到，以及安全性和廢水處理性能均優(yōu)良的角度來看，優(yōu)選鉀鹽和鈉鹽，特別優(yōu)選鈉鹽。
屬于本發(fā)明的碳酸離子和重碳酸離子，分別以堿金屬碳酸鹽水溶液和堿金屬重碳酸鹽水溶液的形式得到，作為堿金屬碳酸鹽可以舉出例如碳酸鈉(Na2CO3)、碳酸鉀(K2CO3)和碳酸鋰(Li2CO3)等，作為堿金屬重碳酸鹽可以舉出例如碳酸氫鉀(KHCO3)和碳酸氫鈉(NaHCO3)等。
對于溶解上述碳酸離子和重碳酸離子中至少一種離子和堿金屬離子用的溶劑并沒有特別限制，可以使用各種水，例如自來水、井水、軟水、精制水、純水或其混合水等。
(3)在本發(fā)明中，軟化前的洗滌液pH為8.5～12.0，優(yōu)選9.5～11.0，更優(yōu)選10.0～11.0。當(dāng)將pH設(shè)定在8.5以上(優(yōu)選9.5以上，更優(yōu)選10.0以上)時(shí)，從促進(jìn)鈣離子和鎂離子與碳酸離子和重碳酸離子結(jié)合的觀點(diǎn)來看優(yōu)選；將pH定為12.0以下(優(yōu)選11.0以下)，因有利于手感粗糙之類的安全性和易操作性而優(yōu)選。
此外，本發(fā)明中希望軟化前洗滌液中的堿金屬離子濃度和碳酸離子濃度和/或重碳酸離子濃度處于預(yù)定范圍內(nèi)，這樣的離子濃度可以用電導(dǎo)率(EC)間接確定。也就是說，軟化前洗滌液的電導(dǎo)率EC，優(yōu)選處于50mS/m以上，更優(yōu)選100mS/m以上，最好150mS/m以上。當(dāng)電導(dǎo)率處于這樣高數(shù)值范圍下，能夠確保水溶液中合有使Ca2+和Mg2+與CO32-和HCO3-結(jié)合而失效的足夠的離子濃度。
這種軟化前的洗滌液，例如可以利用電解碳酸氫鈉溶液的方法獲得。此時(shí)對于使用生成能力高的通水型電解裝置而言，將陰極室生成的陰極電解液濃度，設(shè)定在能夠直接作為洗滌液使用的濃度下是有利的。與此對照，使用生成能力低的間歇式電解裝置的情況下，最好使之生成高濃度的電解液，經(jīng)過適當(dāng)稀釋后使用的方法能夠降低成本。這種情況下對于稀釋液并沒有特別限制，從容易得到的角度來看可以使用自來水。
(4)本發(fā)明的洗滌方法中，軟化含有碳酸離子和重碳酸離子中的至少一種離子和堿金屬離子的洗滌液的工序，更優(yōu)選包含促進(jìn)洗滌液軟化的工序。
這種促進(jìn)軟化的工序，可以舉出對待軟化的洗滌液供給熱能的工序、對待軟化的洗滌液進(jìn)行物理攪拌或曝氣的工序、靜置(放置)待軟化的洗滌液在時(shí)間上確保軟化反應(yīng)的工序等。
對洗滌液供給熱能的工序，例如加熱洗滌液或在高溫狀態(tài)下生成洗滌液，使生成的洗滌液中離子活度提高，促進(jìn)鈣離子和鎂離子與碳酸離子和重碳酸離子之間的反應(yīng)，能夠在短時(shí)間內(nèi)得到軟化。
而且當(dāng)進(jìn)行攪拌和曝氣時(shí)，因離子之間的機(jī)械接觸機(jī)會增加，使鈣離子和鎂離子與碳酸離子和重碳酸離子之間的反應(yīng)得到促進(jìn)，因而能夠在短時(shí)間內(nèi)得到軟化。
除了這種強(qiáng)制性工序之外，在靜置洗滌液的工序中，能夠充分保證反應(yīng)時(shí)間，因而可以促進(jìn)軟化過程。
(5)經(jīng)過這種軟化處理的洗滌液總硬度為35ppm以下，優(yōu)選15ppm以下，更優(yōu)選10ppm以下?？傆捕忍幱诖朔秶鷥?nèi)可以期待洗滌力進(jìn)一步提高。
(6)在本發(fā)明中，為了在短時(shí)間內(nèi)使總硬度降低以進(jìn)一步提高洗滌力，優(yōu)選向上述經(jīng)軟化總硬度降低的洗滌液中，添加絮凝劑或螯合劑。
通過這一時(shí)機(jī)加入絮凝劑或螯合劑，能夠在短時(shí)間內(nèi)降低總硬度。作為所說的絮凝劑，例如可以舉出硫酸鈉鋁(明釩)，所說的螯合劑例如可以舉出EDTA和沸石等。
為了在短時(shí)間內(nèi)使總硬度降低以便進(jìn)一步提高洗滌力，優(yōu)選向上述經(jīng)軟化總硬度降低的洗滌液中添加脂肪酸。通過在這一時(shí)機(jī)添加脂肪酸，使鈣離子和鎂離子與脂肪酸結(jié)合，能夠在短時(shí)間內(nèi)降低總硬度。所說的脂肪酸可以舉出油酸等。而且加入洗滌皂也具有同樣效果。
對添加這些絮凝劑、螯合劑或脂肪酸的時(shí)機(jī)，雖然沒有特別限制，但是更優(yōu)選在洗滌液的總硬度為35ppm以下(優(yōu)選15ppm以下，更優(yōu)選10ppm以下)時(shí)加入。
(7)本發(fā)明的另一目的在于提供一種洗滌裝置，其特征在于所說的裝置具有一邊使含有碳酸離子和重碳酸離子中的至少一種離子和堿金屬離子的洗滌液軟化，一邊洗滌被洗滌物的手段。
而且本發(fā)明還提供一種洗滌裝置，其特征在于將含有碳酸離子和重碳酸離子中的至少一種離子和堿金屬離子的洗滌液軟化后，用這種軟化后的洗滌液洗滌被洗滌物的手段。
這種情況下，優(yōu)選還具有促進(jìn)上述洗滌液軟化的手段。
而且，更優(yōu)選包括將碳酸氫鈉水溶液電解后作為上述軟化前洗滌液的手段。
此外，更優(yōu)選包括經(jīng)上述軟化的洗滌液總硬度達(dá)到35ppm以下后，添加絮凝劑或螯合劑的手段。
而且，更優(yōu)選包括經(jīng)上述軟化的洗滌液總硬度達(dá)到35ppm以下后，添加脂肪酸的手段。
上述洗滌裝置，能夠適于家用或?qū)I(yè)用洗滌機(jī)、餐具洗滌機(jī)、醫(yī)療器具洗滌機(jī)、加工機(jī)械的脫脂洗滌機(jī)等。
附圖的簡要說明附

圖1是表示本發(fā)明一種洗滌裝置實(shí)例的結(jié)構(gòu)示意圖。
發(fā)明的最佳實(shí)施方式附圖中的“4”和“5”分別表示洗滌槽和蛇形水口，從蛇形水口5至洗滌槽4，通過配管41供給自來水，自來水的供給和停止利用設(shè)置在配管41上的電磁閥42的動作實(shí)現(xiàn)。這種電磁閥的動作，由來自附圖外主控制系統(tǒng)(主微機(jī))的信號控制。
在這種洗滌機(jī)中內(nèi)藏有間歇式電解槽1，在隔膜(例如陰離子交換膜)兩邊設(shè)有一對電極板31和32。通過附圖之外的開關(guān)，由微機(jī)(副控制系統(tǒng)，以下間記作微機(jī))6分別向陽極板31和陰極板32施加陽極和陰極。
在設(shè)置有陰極板32的陰極室13a中生成的電解液，通過設(shè)置有電磁閥8a的配管7a供入洗滌槽4中。同樣，在設(shè)置有陽極板31的陽極室13b中生成的電解液，通過設(shè)置有電磁閥8b的配管7b供入洗滌槽4中。這些電磁閥8a、8b的開關(guān)控制，可以利用微機(jī)6的指令信號實(shí)現(xiàn)。
在從上述蛇形水口7的配管41分叉的配管43上，設(shè)有電磁閥44，其下游側(cè)再分叉，分別向電解槽1的陰極室13a和陽極室13b供給自來水。通向陰極室13a和陽極室13b的各自配管上，分別設(shè)有添加電解質(zhì)用電解質(zhì)添加裝置9，通過驅(qū)動泵91分別向供入陰極室13a和陽極室13b內(nèi)供入的自來水中定量供給碳酸氫鈉等電解質(zhì)。
其中，設(shè)置在配管43中電磁閥44的開關(guān)和電解質(zhì)添加裝置中泵91的驅(qū)動/停止，由微機(jī)6的指令信號控制。
此外，在陰極室13a中設(shè)置有測定pH和EC用的敏感元件10，由這種敏感元件10輸出的信號(pH值和EC值)被送入微機(jī)6中。
在這種洗滌機(jī)中，先打開電磁閥44向陰極室13a和陽極室13b供給自來水，同時(shí)驅(qū)動泵91向供入陰極室和陽極室的自來水中添加電解質(zhì)。進(jìn)而在兩個(gè)電極板31和32上施加電壓繼續(xù)電解，直至由敏感元件10測定的陰極室13a中電解液的pH和EC值分別達(dá)到預(yù)定值以上時(shí)為止。
一旦上述敏感元件10測定的pH和EC值達(dá)到預(yù)定值以上后，停止施加電壓，等待洗滌機(jī)的主微機(jī)發(fā)來指令后，打開電磁閥8a和8b，向洗滌槽4中供給陰極室13a中生成的陰極側(cè)電解液。
由于洗滌液是以這種方式自動向洗滌槽4中添加，所以放入洗滌物進(jìn)行通常的洗滌。要舍棄選擇后的廢液時(shí)，打開洗滌槽4的排水閥45，開啟處于其前方的電磁閥8b，可以向洗滌槽4內(nèi)供給陽極側(cè)電解液，對洗滌物進(jìn)行殺菌，同時(shí)使廢液中性化。其中，陽極室13b中生成的陽極側(cè)電解液，既可以不供入洗滌槽4直接儲存，也可以將其直接廢棄。
此外，也可以在洗滌槽4內(nèi)設(shè)置總硬度測定手段(或者設(shè)置代替該手段的測定一定時(shí)間經(jīng)過的定時(shí)器)，當(dāng)總硬度達(dá)到預(yù)定值后自添加裝置20添加絮凝劑、螯合劑或脂肪酸。
以下根據(jù)具體化的實(shí)施例說明本發(fā)明的洗滌方法。
實(shí)施例1使用附圖1所示的間歇式電解裝置，分別向兩個(gè)電解室13a和13b各供入1升自來水(藤澤市自來水，pH7.6，EC17.5mS/m，鈣硬度55ppm，總硬度75ppm，水溫23.4℃)后，分別向陰極室13a和陽極室13b中添加36克碳酸氫鈉(NaHCO3)，向兩個(gè)電極板施加電壓，使15A一定電流流過，進(jìn)行30分鐘電解。其中，隔膜使用陽離子交換膜，電極板31和32的距離為5毫米。pH、EC和硬度是分別使用pH計(jì)(掘場制作所，D-13)、EC計(jì)(TOA，CM-14P)和硬度計(jì)(共立理化學(xué)研究所，WAD-Ca，比色測定精度5ppm)測定的。
結(jié)果得到pH＝10.55、EC＝6000mS/m以上的陰極電解液。將此電解液用自來水稀釋30倍后，得到pH＝10.7、EC＝196.1mS/m鈣硬度40ppm、總硬度為60ppm、水溫20℃的軟化前洗滌液。
使用這種洗滌液，將附著有“墨汁+橄欖油混合污跡”、“血液”、“可可脂(植物油)”、“紅葡萄酒”和“血液+牛奶+墨汁的混合污跡”的污染布(EMPA101、111、112、114、115、116)，置于家庭用洗衣機(jī)(ES-25E，2.5千克型，夏普株式會社制)的洗滌槽中，洗滌20分鐘后脫水，用干燥機(jī)干燥。
洗滌前后本色布的白度和洗凈率分別示于表1之中。其中，“白度”是使用白度計(jì)(ミノル夕，CR-14，白度指數(shù)顏色讀取儀)測定人工污染布里面10點(diǎn)數(shù)值的平均值。而且“洗凈率”是用下式計(jì)算出來的。
洗凈率＝(洗滌后污染布的白度-洗滌前污染布的白度)÷(未污染布的白度-洗滌前污染布的白度)×100使用本實(shí)施例的洗滌液，用與上述同樣的洗衣機(jī)對濕式人工污染布((財(cái))洗滌科學(xué)協(xié)會制)洗滌了20分鐘。洗滌后本色布洗凈率的結(jié)果示于表2之中。其中，“洗凈率”是與上述同樣方法算出的。
實(shí)施例2在實(shí)施例1中，除了使用40℃的自來水將電解生成的陰極電解液稀釋30倍之外，其余條件與實(shí)施例1相同。得到的軟化前洗滌液，pH＝10.5、EC＝207.0mS/m，鈣硬度40ppm、總硬度為60ppm。結(jié)果示于表2之中。
實(shí)施例3在實(shí)施例1中，除了將得到的軟化前洗滌液靜置6小時(shí)之外，其余條件與實(shí)施例1相同。得到的軟化前洗滌液，pH＝10.7、EC＝205.0mS/m，鈣硬度40ppm、總硬度為60ppm、水溫20℃。結(jié)果示于表2之中。
實(shí)施例4在實(shí)施例1中，除了開始洗滌后15分鐘添加12克EDTA之外，其余條件與實(shí)施例1相同。其中，開始洗滌后經(jīng)過15分鐘，槽內(nèi)溶液的總硬度為30ppm。結(jié)果示于表2之中。
實(shí)施例5在實(shí)施例1中，除了開始洗滌后15分鐘添加15毫升油酸之外，其余條件與實(shí)施例1相同。其中，開始洗滌后經(jīng)過15分鐘，槽內(nèi)溶液的總硬度為30ppm。結(jié)果示于表2之中。
對照例1使用市售的洗滌用合成洗滌劑(ァ夕ック，花王株式會社制)，洗滌與實(shí)施例1相同的污染布，算出了白度和洗凈率。結(jié)果示于表1之中。
此外，使用對照例1的合成洗滌劑，與實(shí)施例1同樣洗滌濕式人工污染布((財(cái))洗滌科學(xué)協(xié)會制)，算出了洗凈率。結(jié)果示于表2之中。
對照例2～3實(shí)施例1中除了調(diào)節(jié)電解條件，將軟化前的洗滌液pH和EC甲乙改變之外，其他條件與實(shí)施例1相同。結(jié)果示于表2之中。
表1

表2

由這些結(jié)果可以確認(rèn)，本發(fā)明的洗滌方法能夠發(fā)揮與市售的合成洗滌劑同等或在其之上的洗滌效果。其中，實(shí)施例1至實(shí)施例5的洗滌液，就安全性和洗滌后廢水的處理性能而言沒有任何問題。
權(quán)利要求
1.一種洗滌方法，其特征在于一邊將含有碳酸離子和重碳酸離子中的至少一種離子和堿金屬離子的洗滌液軟化，一邊洗滌被洗滌物。
2.一種洗滌方法，其特征在于將含有碳酸離子和重碳酸離子中的至少一種離子和堿金屬離子的洗滌液軟化后，使用這種被軟化的洗滌液洗滌被洗滌物。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的洗滌方法，其特征在于所說的軟化工序包括促進(jìn)所說的洗滌液軟化的工序。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的洗滌方法，其特征在于所說的軟化前的洗滌液pH處于8.5以上，電導(dǎo)率處于50mS/m以上。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的洗滌方法，其特征在于所說的軟化前的洗滌液是碳酸氫鈉水溶液的電解水。
6.按照權(quán)利要求1或2所述的洗滌方法，其特征在于所說的經(jīng)軟化的洗滌液，總硬度處于35ppm以下。
7.按照權(quán)利要求1或2所述的洗滌方法，其特征在于所說的軟化工序，包括在被軟化的洗滌液總硬度降低到40ppm以下后，添加絮凝劑或螯合劑的工序。
8.按照權(quán)利要求1或2所述的洗滌方法，其特征在于所說的軟化工序，包括在被軟化的洗滌液總硬度降低到40ppm以下后，添加脂肪酸的工序。
9.一種洗滌裝置，其特征在于具有一邊將含有碳酸離子和重碳酸離子中的至少一種離子和堿金屬離子的洗滌液軟化，一邊洗滌被洗滌物的手段。
10.一種洗滌裝置，其特征在于具有將含有碳酸離子和重碳酸離子中的至少一種離子和堿金屬離子的洗滌液軟化后，使用這種被軟化的洗滌液洗滌被洗滌物的手段。
11.按照權(quán)利要求9或10所述的洗滌裝置，其特征在于還具有促進(jìn)所說的洗滌液軟化的手段。
12.按照權(quán)利要求9或10所述的洗滌裝置，其特征在于所說的軟化前的洗滌液，pH處于8.5以上，電導(dǎo)率處于50mS/m以上。
13.按照權(quán)利要求9或10所述的洗滌裝置，其特征在于包括將碳酸氫鈉水溶液電解后作為所說的電解前洗滌液的手段。
14.按照權(quán)利要求9或10所述的洗滌裝置，其特征在于所說的經(jīng)軟化的洗滌液，總硬度處于35ppm以下。
15.按照權(quán)利要求9或10所述的洗滌裝置，其特征在于包括當(dāng)被軟化的洗滌液總硬度降低到40ppm以下后，添加絮凝劑或螯合劑的手段。
16.按照權(quán)利要求9或10所述的洗滌裝置，其特征在于包括當(dāng)被軟化的洗滌液總硬度降低到40ppm以下后，添加脂肪酸的手段。
17.一種洗衣機(jī)，其特征在于含有權(quán)利要求9～16記載的洗滌裝置。
全文摘要
一邊將含有碳酸離子和重碳酸離子中至少一種離子以及堿金屬離子的洗滌液軟化,一邊洗滌被洗滌物。軟化前的洗滌液可以用電解碳酸氫鈉水溶液的方法得到,pH9.5以上,電導(dǎo)率150mS/m以上。軟化后的洗滌液總硬度處于40ppm以下。
文檔編號D06F35/00GK1255880SQ99800057
公開日2000年6月7日 申請日期1999年1月22日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月22日
發(fā)明者佐藤文武, 荒井一好, 宮前和博, 柳原紀(jì)之, 內(nèi)藤達(dá)也, 瀬尾知樹 申請人:水株式會社