專利名稱：洗滌方法與洗滌系統(tǒng)的制作方法
背景技術(shù)：
近幾年來，人們對用于洗滌衣物和其它受污底物的各種各樣的非洗滌劑基技術(shù)存在著越來越大的興趣。例如，在日本和亞洲市場已經(jīng)上市的很多洗衣機(jī)利用電解、超聲或氣蝕技術(shù)來促進(jìn)待洗物的清洗或消毒。典型地，此類機(jī)器包括以“無洗滌劑”為特征的至少一個洗滌周期，并且其設(shè)計用于洗滌受污較輕的待洗物。然而，洗衣機(jī)廠商自己承認(rèn)，流行于市場上的機(jī)器和系統(tǒng)對受污或污染更重的物品能力有限，需要繼續(xù)使用表面活性劑基洗滌劑產(chǎn)品來獲得滿意的清洗性能。因此，設(shè)計和上市了可供根據(jù)洗滌任務(wù)的嚴(yán)重程度選擇非洗滌劑和洗滌劑周期之用所謂的“混合型”機(jī)器。
從總的資源利用的觀點(diǎn)來看，雖然非洗滌劑基清洗技術(shù)可具有在輕度受污情況下節(jié)省洗滌劑產(chǎn)品用量的潛能，但操作時需要使用更多的水和能量，因此這樣的節(jié)省被或多或少地抵消。因此，資源方程仍是大致平衡。
很顯然，期望提高包括新式“混合型”機(jī)器在內(nèi)的現(xiàn)有洗衣機(jī)和系統(tǒng)的功效以在洗滌劑用量的整個范圍內(nèi)改進(jìn)洗滌性能。同樣期望在總體有效的和供應(yīng)充足的資源(化學(xué)品、水和能量)利用情況下提高性能。
本發(fā)明的一個目的是提供適用于家庭或公共團(tuán)體裝置領(lǐng)域(如洗衣機(jī)、自動洗碗機(jī)等)的方法和系統(tǒng)，并且該方法或系統(tǒng)能夠在洗滌劑用量范圍內(nèi)改善對于受污的一件或多件底物的清潔。本發(fā)明的另一個目的是提供能夠更有效地利用水、能量和洗滌劑產(chǎn)品資源的洗滌方法和系統(tǒng)。
發(fā)明概述在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明包括用于清潔或洗滌底物的洗滌系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括能夠包含底物的洗滌區(qū)；流動連接到洗滌區(qū)的水軟化區(qū)；其中水軟化區(qū)能夠接納供給水并形成至少部分軟化的水，并且其中水軟化區(qū)能夠?qū)⒅辽俨糠周浕乃闹辽僖徊糠至鲃觽鬟f到洗滌區(qū)。在另一個實(shí)施方案中，洗滌區(qū)能夠清潔或洗滌包括衣物和盤碟的底物。在另一個實(shí)施方案中，水軟化區(qū)包括納米過濾裝置、電去離子裝置、電透析裝置、逆滲透裝置、電容去離子裝置和離子交換水軟化裝置以及它們的組合。在另一個實(shí)施方案中，水軟化區(qū)為電容去離子裝置。
在一個實(shí)施方案中，至少部分軟化的水具有小于約4mmol/L的殘留Ca2+硬度。在另一個實(shí)施方案中，在約100至約1000kP的供給水壓力下，至少部分軟化的水具有至少約2L/h的軟水通量。
在一個實(shí)施方案中，洗滌系統(tǒng)還包括至少一個流動連接到洗滌區(qū)的洗滌預(yù)處理區(qū)；聲波處理區(qū)或超聲波處理區(qū)，每個區(qū)域均能夠處理洗滌區(qū)內(nèi)或洗滌預(yù)處理區(qū)內(nèi)的底物；和電解區(qū)，其能夠電解供給水或流動連接到洗滌區(qū)的至少部分軟化的水。
在一個實(shí)施方案中，洗滌區(qū)能夠利用洗滌劑。在另一個實(shí)施方案中，洗滌區(qū)和水軟化區(qū)基本容納在一個外殼內(nèi)。在另一個實(shí)施方案中，洗滌區(qū)和水軟化區(qū)獨(dú)立容納。在另一個實(shí)施方案中，洗滌系統(tǒng)還包括預(yù)過濾器。
在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明包括清潔或洗滌底物的方法，所述方法包括以下步驟提供一種洗滌系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括能夠包含底物的洗滌區(qū)；和流動連接到洗滌區(qū)的水軟化區(qū)；其中水軟化區(qū)能夠接納供給水并形成至少部分軟化的水，并且其中水軟化區(qū)能夠?qū)⒅辽俨糠周浕乃闹辽僖徊糠至鲃觽鬟f到洗滌區(qū)，用所述洗滌系統(tǒng)放置底物；使供給水流至水軟化區(qū)內(nèi)； 使水軟化區(qū)形成至少部分軟化的水；將至少部分軟化的水的至少一部分傳遞到洗滌區(qū)內(nèi)并任選地，將洗滌劑加入到洗滌區(qū)。
在一個實(shí)施方案中，洗滌區(qū)能夠清潔或洗滌選自衣物或盤碟的底物。在另一個實(shí)施方案中，水軟化區(qū)包括納米過濾裝置、電去離子裝置、電透析裝置、逆滲透裝置、電容去離子裝置、離子交換水軟化裝置以及它們的組合。在另一個實(shí)施方案中，水軟化區(qū)為電容去離子裝置。在一個實(shí)施方案中，至少部分軟化的水具有小于約4mmol/L的殘留Ca2+硬度。
在一個實(shí)施方案中，洗滌系統(tǒng)還包括至少一個流動連接到洗滌區(qū)的洗滌預(yù)處理區(qū)；聲波處理區(qū)或超聲波處理區(qū)，每個區(qū)均能夠處理洗滌區(qū)內(nèi)或洗滌預(yù)處理區(qū)內(nèi)的底物；和電解區(qū)，其能夠電解供給水或流動連接到洗滌區(qū)的至少部分軟化的水。
在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明包括用于清潔或洗滌底物的洗滌系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括能夠包含底物的洗滌區(qū)；水軟化區(qū)和電解區(qū)，其中水軟化區(qū)能夠?qū)⒅辽俨糠周浕乃蛳礈靺^(qū)、電解區(qū)或它們的組合，并且其中水軟化區(qū)能夠?qū)U棄的電解質(zhì)流引向電解區(qū)，并且其中電解區(qū)能夠?qū)⑺嵝粤骱?或堿性流引向洗滌區(qū)、水軟化區(qū)或它們的組合。
在一個實(shí)施方案中，水軟化區(qū)為電容去離子單元。在另一個實(shí)施方案中，酸性流流動連接到水軟化區(qū)。在另一個實(shí)施方案中，廢棄的電解質(zhì)流流動傳送到水軟化區(qū)。
發(fā)明詳述盡管本說明書以特別指出并清楚地要求保護(hù)本發(fā)明的權(quán)利要求書作出結(jié)論，但據(jù)信通過以下說明可更好地理解本發(fā)明。
本發(fā)明的組合物可包括、由或基本上由本發(fā)明的組分以及本文所述的其它成分組成。本文所用術(shù)語“基本上由...組成”是指組合物或組分可包括附加成分，只要所述附加成分不會在本質(zhì)上改變本發(fā)明要求保護(hù)的組合物或方法的基本和新的特性。
除非另外指明，本文中使用的所有百分比和比率均按總組合物的重量計，并且所有的測量均在25℃進(jìn)行。角度為平面單位的角度度量值，在大小上等于一整圈的1/360。
除非另外指明，本文中使用的所有測量值均為公制單位。
本文所用術(shù)語“產(chǎn)品”包括適于洗滌和清潔受污底物的基于活性物質(zhì)的洗滌劑組合物，以及適于洗滌后使用或與基于活性物質(zhì)的洗滌劑聯(lián)合使用并設(shè)計用于提供輔助的底物有益效果或結(jié)果的輔助組合物，例如整理劑、漂洗劑、設(shè)計用于提供洗滌后織物護(hù)理有益效果的織物增強(qiáng)劑、和設(shè)計用于提供洗滌后表面護(hù)理有益效果的洗滌劑輔助物質(zhì)。術(shù)語“產(chǎn)品分配區(qū)”、“產(chǎn)品儲存區(qū)”等應(yīng)照此進(jìn)行解釋。
本文所用術(shù)語“供給水”包括直接來自包括市政可用水和地下水總管道的水，直接來自總管道或用水貯存器(如用于儲存循環(huán)水的循環(huán)貯存器、貯存罐)的水，或直接來自它們的組合的水。
本文所用術(shù)語“衣物”包括織造和非織造織物。所述織物的非限制性用途包括衣服、被褥、毛巾等。
本文所用術(shù)語“盤碟”包括用于吃飯、烹飪、招待等的器具，包括，但不限于盤子、罐子、平底鍋、扁平餐具、杯子、玻璃器具等。
現(xiàn)已驚人地發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的洗滌系統(tǒng)提供增強(qiáng)的清潔和洗滌功效。此外，可利用該洗滌系統(tǒng)進(jìn)行多種清潔或洗滌任務(wù)。依照本發(fā)明的第一個方面，提供了用于清潔或洗滌受污的一件或多件底物的洗滌系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括能夠包含底物的洗滌區(qū)；流動連接到洗滌區(qū)的水軟化區(qū)。水軟化區(qū)能夠接納供給水并形成至少部分軟化的水。水軟化區(qū)也能夠?qū)⒅辽俨糠周浕乃闹辽僖徊糠至鲃觽鬟f到洗滌區(qū)。任選地，洗滌系統(tǒng)也可包括以下一種或多種產(chǎn)品分配區(qū)(本文有時稱作“分配區(qū)”)；用于聲波或超聲波處理洗滌區(qū)內(nèi)或洗滌預(yù)處理區(qū)內(nèi)的受污底物的部件；用于電解供給水或洗滌液體的電解區(qū)；和洗滌液體消毒區(qū)。洗滌區(qū)可有雙重用途，并且也可作為洗滌后漂洗區(qū)起作用；可供選擇地，洗滌系統(tǒng)可任選地包括單獨(dú)的洗滌后漂洗區(qū)。
在一個實(shí)施方案中，據(jù)設(shè)想本發(fā)明的洗滌系統(tǒng)基本包含在一個外殼內(nèi)。不受理論的約束，據(jù)信通過將本發(fā)明的洗滌系統(tǒng)基本容納在一個外殼內(nèi)可使洗滌系統(tǒng)元件之間任何必要的配管或流體連接最小化。此外，將本發(fā)明的洗滌系統(tǒng)基本容納在一個外殼內(nèi)可使本發(fā)明洗滌系統(tǒng)所需的體積和/或空間最小化。
在另一個實(shí)施方案中，據(jù)設(shè)想洗滌區(qū)和水軟化區(qū)獨(dú)立容納。這種實(shí)施方案設(shè)想用于現(xiàn)場使用的洗滌系統(tǒng)。在一個非限制性實(shí)施例中，據(jù)設(shè)想本發(fā)明的水軟化區(qū)位于不同于洗滌區(qū)的外殼內(nèi)。水軟化區(qū)流動連接在入口水流與洗滌區(qū)入口之間。在這種實(shí)施方案中，據(jù)設(shè)想包括洗滌區(qū)的利用供給水的現(xiàn)有裝置(包括洗衣機(jī)、自動洗碗機(jī)、熱水器)以及“一體外殼”入口流可被翻新和/或改造以具有用于處理供給水的水軟化區(qū)。
水軟化區(qū)依照本發(fā)明，本文洗滌系統(tǒng)包括水軟化區(qū)。在本發(fā)明的系統(tǒng)和方法中，水軟化區(qū)包括一個或多個裝置，所述裝置選自納米過濾、電去離子、電透析、逆滲透、離子交換和電容去離子水軟化裝置以及它們的組合。在一個實(shí)施方案中，水軟化區(qū)可包括以Baeck、Convents和Smets的名義普通轉(zhuǎn)讓并共同提交的專利申請(申請者的參考編號為CM2849F)中所公開的那些，所述申請引入本文以供參考并詳細(xì)描述如下。
在一個實(shí)施方案中，水軟化區(qū)可有效地軟化水至小于約4mmol/L，在另一個實(shí)施方案中小于約2mmol/L，在另一個實(shí)施方案中小于約1mmol/L，在另一個實(shí)施方案中為約4mmol/L至約0.01mmol/L，在另一個實(shí)施方案中為約2mmol/L至約0.05mmol/L，甚至在另一個實(shí)施方案中為約1mmol/L至約0.1mmol/L的殘留Ca2+硬度。
然而，熟知用于增加水軟度的技術(shù)將去除離子類，所述離子類包括，但不限于陽離子類、陰離子類、兩性離子類、兩性類以及它們的組合。這種陽離子類包括，但不限于鈣、鐵、鎂、錳、鈉以及它們的混合物。這種陰離子類包括，但不限于氯、氟、碳酸根以及它們的混合物。
位于水軟化區(qū)的下游并與之流體連通，洗滌系統(tǒng)可另外包括軟化水貯存器，用于儲存并遞送至少部分軟化的水至洗滌區(qū)。
不受理論的約束，據(jù)信水軟化區(qū)形成至少部分軟化的水。當(dāng)傳遞到洗滌區(qū)時，部分軟化的水增強(qiáng)加到洗滌區(qū)的任何產(chǎn)品的功效。此外，據(jù)信至少部分軟化的水延長洗滌系統(tǒng)部件的使用壽命，這是由于使用至少部分軟化的水減少和/或防止硬水沉積物、水垢等的積聚，導(dǎo)致更清潔的洗滌系統(tǒng)部件。
電容去離子在另一個實(shí)施方案中，水軟化區(qū)利用電容去離子。電容去離子單元利用充電電極軟化水。用電極電容去離子能夠去除水中的離子類及其它雜質(zhì)。不受理論的約束，水在保持在低電位差和/或電壓的電極之間流動。當(dāng)電極變得被離子類飽和時，電極被靜電再生，而離子類作為廢棄的電解質(zhì)流排出。通過顛倒電極極性并用水沖洗，可使電極定期清除離子類。此外，通過使電極與酸性流或堿性流接觸，可使電極再生于被吸附材料。如本文所述，在一個實(shí)施方案中，酸性流和堿性流通過電解區(qū)產(chǎn)生。
在一個實(shí)施方案中，電容去離子單元的電極由炭氣凝膠制成。示例性的炭氣凝膠電極存在于授予Tran等人的美國專利6,309,532中。炭氣凝膠電極具有卓越的化學(xué)穩(wěn)定性和非常高的表面積。
在一個實(shí)施方案中，利用多種碳體系制備炭氣凝膠。這些體系經(jīng)常(盡管不是必須)通過裂解制備。這些碳體系包括，但不限于，間苯二酚/甲醛、間苯二酚/苯酚/甲醛、對苯二酚/間苯二酚/甲醛、間苯三酚/間苯二酚/甲醛、兒茶酚/間苯二酚/甲醛、聚氯乙稀、苯酚/甲醛、環(huán)氧酚/甲醛、聚氯乙烯、苯酚/苯甲醛、氧化聚苯乙烯、聚糠醇、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚偏二氯乙烯、纖維素、聚丁烯、乙酸纖維素、三聚氰胺/甲醛、聚乙酸乙烯酯、乙基纖維素、環(huán)氧樹脂、丙烯腈/苯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚異丁烯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯/二乙烯基苯、二乙烯基苯/苯乙烯，以及它們的組合與混合物。
可利用其它來源以形成用于電容去離子單元的電極。在一個實(shí)施方案中，利用了示例于授予Bell等人的美國專利6,737,445和授予Dietz等人的美國申請20030153636中的電極。此外，電極可以流通方式排列，如授予Shiue等人的美國專利6,462,935和授予Faris等人的美國申請20040095706中所描述的。
在一個實(shí)施方案中，用電容去離子處理以制備至少部分軟化的水的供給水流速為約0.5升/分鐘至約20.0升/分鐘，在另一個實(shí)施方案中為約0.75升/分鐘至約8升/分鐘，在另一個實(shí)施方案中為約1升/分鐘至約5升/分鐘，且在另一個實(shí)施方案中大于約1升/分鐘。
在一個實(shí)施方案中，電容去離子單元中利用的電極總表面積為約200至約1500m2/g；在另一個實(shí)施方案中為約400至1200m2/g；在另一個實(shí)施方案中為約500至1000m2/g。
在一個實(shí)施方案中，電位差或電壓為約0.5伏至約10伏；在另一個實(shí)施方案中為約0.75至約8伏；在另一個實(shí)施方案中為約1至約5伏。
在一個實(shí)施方案中，電容去離子單元能夠自清潔。在一個自清潔實(shí)施方案中，當(dāng)電極顯示具有從溶液中吸附的離子類減少(如穿過電極的電阻增加及硬度減少的程度降低所指出的)，清潔開始進(jìn)行。在一個實(shí)施方案中，降低的電極性能通過電導(dǎo)率儀觀察。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將能夠容易地確定測量本發(fā)明電極性能降低的方法。在一個實(shí)施方案中，通過用“臟”電極的電導(dǎo)率除以“干凈”電極的電導(dǎo)率確定電導(dǎo)率分?jǐn)?shù)來測量降低的性能。當(dāng)電導(dǎo)率分?jǐn)?shù)達(dá)到預(yù)定值時，自清潔周期開始。在一個實(shí)施方案中，當(dāng)電導(dǎo)率分?jǐn)?shù)小于約0.9時自清潔周期開始，在另一個實(shí)施方案中，電導(dǎo)率分?jǐn)?shù)小于約0.7，在另一個實(shí)施方案中，電導(dǎo)率分?jǐn)?shù)小于約0.5。
任選地，電容去離子單元還包括預(yù)過濾器。不受理論的約束，據(jù)信預(yù)過濾器能夠延長電極壽命，以及延遲電極自清潔周期的頻率。據(jù)信預(yù)過濾器吸收、限制或換句話講去除包含在供給水中的電中性類。這種電中性類受電容去離子單元上電極的影響最小，因此能夠玷污電極上的吸附位點(diǎn)。本發(fā)明的預(yù)過濾器由充分吸收、限制和/或換句話講去除供給水中的電中性類的任何材料制成。這種材料包括，但不限于活性炭、二氧化硅、紙張、金屬網(wǎng)過濾器、隔膜、凝膠，以及它們的組合。
納米過濾在另一個實(shí)施方案中，水軟化區(qū)包括供給水過濾裝置。一類過濾裝置是納米過濾裝置，其具有的截止值在約0.00016ag(100)至約0.0016ag(1000道爾頓)，優(yōu)選約0.00033ag(200)至約0.0016ag(1000道爾頓)的范圍內(nèi)。另一方面，在100kP、25℃時的裝置凈水通量優(yōu)選為至少3，更優(yōu)選至少6L/m2h。裝置優(yōu)選具有的鎂離子截止率為至少50％，更優(yōu)選至少80％(0.35％重量的MgSO4、600kP、Re＝2500、25℃)。
在另一個實(shí)施方案中，水軟化區(qū)采取具有滲透物和滯留物出口端口的錯流過濾裝置形式，滲透物出口端口與洗滌區(qū)流體連通，而滯留物出口端口與一個或多個流出物儲存區(qū)、排放區(qū)以及洗滌液體清潔和再循環(huán)區(qū)流體連通。
且在另一個實(shí)施方案中，錯流裝置提供有供給水輸入、滯留物再循環(huán)、硬水流出物排放和任選的再循環(huán)泵。在一個實(shí)施方案中，軟水滲透物與硬水流出物的通量比為至少約1∶1，在另一個實(shí)施方案中為至少約3∶1，在另一個實(shí)施方案中為至少約5∶1，在另一個實(shí)施方案中為至少約8∶1。
這種過濾裝置優(yōu)選采取包括提供有膜隔室的過濾器外殼的組件形式，隔室內(nèi)安放有一束毛細(xì)管或管式過濾膜，其末端裝入膜固定器內(nèi)并且與一個或多個入口端口及一個或多個滯留物出口端口連通。過濾器外殼在該過濾器外殼的壁上也提供有一個或多個開口，此開口與一個或多個滲透物出口端口連通。來自供水源的熱水或冷水由通向入口端口的連接進(jìn)入過濾器外殼，然后經(jīng)過毛細(xì)管或管式過濾膜，所得滯留物和滲透物由通向相應(yīng)的滯留物和滲透物出口端口的連接排放。這種排列在本文稱作“由內(nèi)向外”排列。
可供選擇地，組件可以相反的方式(“由外向內(nèi)”)操作，其中通過過濾器外殼壁上的開口進(jìn)行供給水供給和滯留物排放，此開口與相應(yīng)的入口和滯留物出口端口連接相連通。在這種情況下，滲透物被收集在過濾膜內(nèi)，并通過它們的開口端和相應(yīng)的滲透物出口端口連接進(jìn)行排放。
組件也可提供有一個或多個橫向于過濾膜方向放置的分配管，其具有一個或多個通向膜隔室的開口以降低過濾膜上的橫向力，這種排列詳細(xì)描述于WO-A-98/20962中。
示例性的過濾裝置或組件包括開發(fā)用于由內(nèi)向外過濾的聚酰胺/聚醚砜納米過濾膜，由X-Flow B.V.以名稱NF50M10出售。
納米過濾膜易于被供給水中的氯降解或侵蝕。因此，過濾裝置可與除氯系統(tǒng)例如碳預(yù)過濾器、抗氧化劑或黃銅聯(lián)合使用以延長裝置的工作壽命。
在過濾裝置實(shí)施方案中，過濾裝置優(yōu)選也包括在高壓下使滯留物流再循環(huán)通過過濾組件的泵，泵或者位于具有使滯留物再循環(huán)的唯一或主要用途的再循環(huán)回路內(nèi)，或者可操作地連接到洗滌裝置或洗滌區(qū)的主排放泵。
電透析/電去離子在另一個實(shí)施方案中，水軟化區(qū)包括電透析或電去離子裝置。在電透析中，陽離子交換膜可供選擇地與陰離子交換膜堆積，并將所得間隔開的排列放置在兩個帶相反電荷的電極之間。供給水在低壓下加到裝置中并在膜之間循環(huán)。當(dāng)向電極施加直流電時，陽離子和陰離子以相反的方向分別向陰極和陽極移動，并在交替的隔室中濃縮。然后將來自該裝置的至少部分軟化的水加到洗滌區(qū)，并將硬水流出物加到一個或多個流出物儲存區(qū)、排放區(qū)以及洗滌液體清潔和再循環(huán)區(qū)。
電去離子實(shí)際上為電透析與離子交換的組合。在這種情況下，將陽離子與陰離子交換樹脂的混合物放在陽離子與陰離子交換膜之間，并將供給水內(nèi)所有的離子類截止在樹脂中。然后將至少部分軟化的輸出水加到洗滌區(qū)，在洗滌區(qū)該裝置進(jìn)行電化學(xué)再生循環(huán)，其中陽離子與陰離子交換樹脂被再生用于后續(xù)使用。然后將所得硬水流出物加到一個或多個流出物儲存區(qū)、排放區(qū)以及洗滌液體清潔和再循環(huán)區(qū)。
本發(fā)明的洗滌系統(tǒng)可采取一體化水軟化和洗滌裝置的形式，其中水軟化區(qū)和洗滌區(qū)內(nèi)置在單個裝置中并形成該裝置的一部分，兩個區(qū)域通過該裝置的導(dǎo)管相互流體連通。在另一個實(shí)施方案中，洗滌系統(tǒng)包括連接形式的水軟化裝置和洗滌裝置，從而水軟化裝置及其相連水軟化區(qū)形成獨(dú)立式單元，根據(jù)使用者的要求，該單元可永久性或臨時性安裝到洗滌裝置的供給水入口導(dǎo)管上，水軟化裝置所需的任何電源可利用洗滌裝置的電源或單獨(dú)利用主電源。
洗滌液體清潔任選地，為了清潔并再循環(huán)洗滌液體，洗滌系統(tǒng)包括與洗滌區(qū)流體連通的洗滌液體清潔和再循環(huán)區(qū)。洗滌液體的清潔可作為在離線位置對批量液體的單獨(dú)分批操作來進(jìn)行，但優(yōu)選清潔在洗滌系統(tǒng)循環(huán)回路部分內(nèi)的洗滌液體流上進(jìn)行?？晒┻x擇地，清潔可發(fā)生在洗滌區(qū)本身的一部分或亞區(qū)內(nèi)。術(shù)語“清潔”是指減少洗滌液體(批量液體或合適的洗滌液體流)的污垢含量，污垢含量可根據(jù)例如濁度進(jìn)行測量。循環(huán)洗滌液體的濁度優(yōu)選小于約15NTU，更優(yōu)選小于約5NTU。
清潔后，液體再循環(huán)回到洗滌區(qū)，在此處其用于相同的或后續(xù)的洗滌步驟或用于洗滌后漂洗步驟。在這種類型的優(yōu)選實(shí)施方案中，洗滌液體在基本不含洗滌劑的預(yù)洗滌步驟期間或最后再循環(huán)到洗滌區(qū)，該步驟是在洗滌劑輔助的，優(yōu)選漂白劑輔助的洗滌步驟之前。在漂白劑輔助的底物洗滌步驟情況下，從提供改善的漂白和清潔性能角度考慮，本發(fā)明的預(yù)洗滌實(shí)施方案在本文尤其有價值。優(yōu)選地，洗滌系統(tǒng)被安排以在相同的底物洗滌步驟期間提供洗滌液體的連續(xù)或半連續(xù)清潔和再循環(huán)，換句話講，在洗滌或預(yù)洗滌步驟期間，洗滌液體連續(xù)地或在操作的一個或多個階段再循環(huán)，以便去除來自洗滌區(qū)的污垢并降低或最小化污垢在底物上的沉積。所謂“基本上不含”洗滌劑是指按所述洗滌液體的重量計，洗滌液體包含少于約0.1％的洗滌劑產(chǎn)品。
在本發(fā)明的某些系統(tǒng)和方法中，洗滌液體清潔和再循環(huán)區(qū)包括洗滌液體過濾裝置，其可有效地降低循環(huán)洗滌液體的濁度至小于約15NTU，優(yōu)選小于約5NTU。另一方面，當(dāng)在約100至約1000kP(1至10巴)，優(yōu)選約100至約400kP(1至4巴)范圍內(nèi)的壓力下操作時，該裝置所遞送的滲透物通量優(yōu)選為至少約100L/h，更優(yōu)選至少約500L/h。膜的表面積優(yōu)選為約0.01至約2m2，更優(yōu)選約0.05至約1m2，尤其為約0.25至約0.75m2。
在本文其它實(shí)施方案中，洗滌液體清潔和再循環(huán)區(qū)包括超濾或微濾裝置。過濾裝置具有優(yōu)選約0.0016ag(1000道爾頓)至約1μm，更優(yōu)選約0.05μm至約0.5μm的截止范圍。過濾裝置優(yōu)選包括一個或多個管式膜，每個膜的管腔尺寸優(yōu)選為約1至約10mm，更優(yōu)選為約2至約6mm，尤其為約3至約5mm。過濾裝置在100kp下優(yōu)選具有至少約1000L/m2.h(25℃時的逆滲透水)，更優(yōu)選在100kP下為至少約10,000L/m2的凈水通量。本文截止值是指裝置膜的標(biāo)稱孔徑等級，不同的是總的最小值(0.0016ag(1000道爾頓))是依據(jù)截止分子量給定。管腔尺寸是指膜的最小內(nèi)徑。
在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明的系統(tǒng)包括含有錯流過濾裝置的洗滌液體清潔和再循環(huán)區(qū)。在一個實(shí)施方案中，錯流過濾裝置包括一個或多個獨(dú)自站立的、不對稱的管式過濾膜，每個管式膜的管腔尺寸具有上述的尺寸。在其它實(shí)施方案中，該裝置包括一系列相通的膜亞單元，每個亞單元為一束包括一個或多個，優(yōu)選約2至約20個，更優(yōu)選約5至約15個管式過濾膜的形式。在裝置包括多個系列亞單元處，單個亞單元可通過具有較大管腔尺寸的管式膜的一個或多個部分互相連接。裝置內(nèi)管式膜的總通道長度優(yōu)選為約10至約250m，更優(yōu)選為約35至約150m，從裝置的入口到出口的壓降優(yōu)選小于約200kPa(2巴)，更優(yōu)選小于約100kPa(1巴)，尤其是約20至50kPa(約0.2至約0.5巴)。此外，在約100至約1000kP(1至10巴)，優(yōu)選約100至約400kP(1至4巴)范圍內(nèi)的操作壓力下，每個管式膜優(yōu)選具有至少約2300，優(yōu)選至少約4000的雷諾數(shù)。
錯流過濾裝置提供有洗滌液體入口端口以及滲透物和滯留物出口端口，滲透物出口端口與洗滌區(qū)流體連通，而滯留物出口端口與洗滌液體緩沖區(qū)或流出物排放區(qū)流體連通。
在采用洗滌緩沖區(qū)的系統(tǒng)中，洗滌液體沿著第一導(dǎo)管從洗滌區(qū)加到或吸到緩沖區(qū)，然后依靠泵的作用沿著第二導(dǎo)管從緩沖區(qū)加到錯流過濾裝置的入口端口。設(shè)計用于去除大于約20微米顆粒(例如活性炭)的常規(guī)粗濾器也可提供在錯流過濾裝置的上游以去除較大尺寸的雜質(zhì)。然后將所得滯留物再循環(huán)到緩沖區(qū)，而滲透物送回到洗滌區(qū)。減壓閥也可提供在錯流過濾裝置的入口端口，余壓通過釋放到緩沖區(qū)或流出物排放區(qū)而解除。在一個實(shí)施方案中，緩沖區(qū)對大氣關(guān)閉，在該情況下，洗滌液體自動吸入緩沖區(qū)，緊接著去除通向洗滌區(qū)的滲透物?？晒┻x擇地，緩沖區(qū)可與大氣相通，洗滌液體在壓力下由洗滌區(qū)加到緩沖區(qū)。減壓閥也可安置在滯留物出口端口上以及緩沖區(qū)的入口和出口端口上。閥門(例如夾管閥)也可提供在過濾裝置的滲透物出口端口以能夠間歇大規(guī)模清潔或反沖洗過濾膜。然而，本發(fā)明系統(tǒng)的特征是它們需要最小限度地保持在反沖洗或去污步驟形式。
過濾裝置優(yōu)選采取包括提供有膜隔室的過濾器外殼的組件形式，隔室內(nèi)安放有一個或多個管式過濾膜，其末端裝入膜固定器內(nèi)并且與入口端口及滯留物出口端口連通。在裝置包括一系列相通的膜亞單元處，單個亞單元通常包括一束管式膜、一對用于容納管式膜末端的膜固定器以及一個外皮，該外皮提供有一個或多個開口以容許滲透物排放到過濾器外殼的膜隔室中。單個膜亞單元可通過互相連接的管式膜的一個或多個部分相通，該管式膜具有的管腔尺寸通常大于單個亞單元尺寸。另一方面，系列中的末端亞單元可通過管式膜的一個或多個部分以及設(shè)置在膜外殼內(nèi)的相應(yīng)膜固定器與入口端口和滯留物出口端口連通。過濾器外殼在該過濾器外殼的壁上也提供有一個或多個開口，此開口與一個或多個滲透物出口端口連通。洗滌液體由通向入口端口的連接進(jìn)入過濾器外殼，然后經(jīng)過一個或多個過濾膜，所得滯留物和滲透物由通向相應(yīng)的滯留物和滲透物出口端口的連接排放。
本文可采用大范圍的膜材料用于超濾或微濾裝置，包括聚丙烯、聚偏二氟乙烯、乙酸纖維素、纖維素、聚丙烯、聚丙烯腈、聚砜、聚芳砜、聚醚砜、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚碳酸酯、脂族和芳族聚酰胺、聚酰亞胺以及它們的混合物。然而，本文優(yōu)選的是不對稱聚醚砜膜，其具有的標(biāo)稱孔徑比率(內(nèi)表面比外表面)為約1∶10，表面能(內(nèi)表面)為約8達(dá)因/cm。
產(chǎn)品分配本發(fā)明的洗滌系統(tǒng)優(yōu)選也包括產(chǎn)品分配區(qū)，在優(yōu)選的實(shí)施方案中，該分配區(qū)位于水軟化區(qū)和洗滌區(qū)中間。產(chǎn)品分配區(qū)優(yōu)選在通向洗滌區(qū)的供給水入口內(nèi)或入口處包括用于將產(chǎn)品(活性洗滌劑或洗滌劑輔助物質(zhì)例如整理劑或織物增強(qiáng)劑)定量加到預(yù)軟化水內(nèi)的部件，并且也可包括用于批量洗滌劑和/或洗滌劑輔助產(chǎn)品的產(chǎn)品儲存部件。此外，產(chǎn)品分配區(qū)將通常包括能夠填充、再填充或取代產(chǎn)品儲存部件的部件，并且可另外包括閥門、分配孔口或其它部件，用于控制洗滌劑和/或洗滌劑輔助產(chǎn)品相對水軟化區(qū)的軟水通量的進(jìn)料速度。優(yōu)選地，分配區(qū)和水軟化區(qū)串連或者包括一體化的水軟化和產(chǎn)品分配單元，即，具有單獨(dú)的但互相連接的水軟化區(qū)和產(chǎn)品分配區(qū)的單元，產(chǎn)品分配區(qū)位于水軟化區(qū)的下游并在水軟化區(qū)的輸出端包括將產(chǎn)品定量加到供給水中的部件。
依照本發(fā)明，洗滌液體可在洗滌步驟期間或最后再循環(huán)到洗滌區(qū)，用于后續(xù)的洗滌步驟或洗滌后漂洗步驟。在這種類型的優(yōu)選實(shí)施方案中，洗滌液體在基本不含洗滌劑的預(yù)洗滌步驟期間或最后再循環(huán)到洗滌區(qū)，該步驟是在洗滌劑輔助的，優(yōu)選漂白劑輔助的洗滌步驟之前。在這種實(shí)施方案中，也可包括循環(huán)貯存器，以在循環(huán)之前儲存清潔的洗滌液體。
優(yōu)選地，底物與洗滌液體接觸，同時進(jìn)行洗滌液體的清潔和再循環(huán)。在這種實(shí)施方案中，在底物洗滌步驟期間，在操作的一個或多個階段中進(jìn)行清潔和再循環(huán)是有利的。例如，在一個實(shí)施方案中，清潔和再循環(huán)在洗滌步驟的后半段開始，例如，在完成洗滌步驟的約50％，優(yōu)選至少約70％或者甚至約90％之后?？晒┻x擇地，清潔和再循環(huán)僅僅在系統(tǒng)已達(dá)到其最佳洗滌溫度之后或者洗滌液體已達(dá)到閾值濁度或電導(dǎo)率值或污垢閾值之后開始。對此而言，洗滌系統(tǒng)可提供有一個或多個響應(yīng)洗滌液體濁度、電導(dǎo)率或污垢含量的傳感器，并且其作為引發(fā)清潔和再循環(huán)的觸發(fā)器。
在尤其適用于織物洗滌的另一個優(yōu)選的實(shí)施方案中，洗滌液體再循環(huán)到洗滌區(qū)或用于洗滌后漂洗步驟的漂洗區(qū)。此外，也可包括循環(huán)貯存器，以在循環(huán)之前儲存清潔的洗滌液體。優(yōu)選地，所述方法包括i)水軟化步驟，其中供給水在水軟化區(qū)內(nèi)軟化，ii)任選的洗滌劑分配步驟，其中活性洗滌劑產(chǎn)品以清潔有效量定量加到洗滌液體或供給水中，iii)洗滌步驟，其中受污底物與軟化的洗滌液體接觸，iv)洗滌液體清潔和再循環(huán)步驟，v)織物增強(qiáng)劑分配步驟，其中提供洗滌后織物護(hù)理或美觀有益效果的織物增強(qiáng)劑定量加到循環(huán)洗滌液體中，和vi)漂洗步驟，其中織物與所得漂洗液體接觸。合適的織物增強(qiáng)劑包括香料和其它嗅劑、紡織品軟化劑、助燙劑、抗菌劑、防起球助劑等本質(zhì)上熟知的。
在本發(fā)明的優(yōu)選方法中，洗滌步驟進(jìn)行時的洗滌劑產(chǎn)品的洗滌液體濃度范圍為按重量計約0至約2％，優(yōu)選按重量計約0至約1％，更優(yōu)選按重量計約0至約0.5％，尤其是按重量計約0％至約0.25％。然而，典型地，洗滌劑產(chǎn)品將以清潔有效量存在，即，有效改善清潔最終結(jié)果在不含洗滌劑時達(dá)到的最終結(jié)果之上的量。因此，洗滌劑產(chǎn)品將通常存在的含量為按所述洗滌液體的重量計至少0.1％。在洗滌步驟期間合適的洗滌液體pH范圍為約5至約13，優(yōu)選約6至約12，更優(yōu)選約7至約11。在包括使用洗滌酶(例如蛋白酶、纖維素酶和淀粉酶)的方法中，洗滌步驟期間的酶濃度優(yōu)選為約0.0001至約100ppm的活性酶。適用于本文的酶的非限制性列表公開于例如US2002/0155971中。
在本發(fā)明的優(yōu)選申請中，本文洗滌區(qū)采取所謂的“高效”洗滌區(qū)形式，即設(shè)計用于在高效洗滌條件下用洗滌液體接觸并洗滌受污底物的洗滌區(qū)。具體地講，本文已發(fā)現(xiàn)水軟化與高效洗滌條件以及洗滌液體清潔和再循環(huán)的組合對于在洗滌劑用量范圍內(nèi)提供所包括底物的改善的清潔、污漬去除及白度保持尤其有價值。
本文所用術(shù)語“高效洗滌步驟”、“高效洗滌條件”和“高效洗滌區(qū)”是指由于洗滌區(qū)內(nèi)的機(jī)械攪拌過程，洗滌系統(tǒng)所遞送的清潔性能程度。換句話講，這排除由以下操作方法而產(chǎn)生的對清潔性能的貢獻(xiàn)化學(xué)、電化學(xué)或光化學(xué)方法，高能量機(jī)械方法例如超聲波或空化技術(shù)，或者包含過濾等方法的水清潔和再循環(huán)方法。由于機(jī)械方法產(chǎn)生的清潔程度在本文有時稱作洗滌區(qū)的“機(jī)械作用”。洗滌區(qū)的機(jī)械作用取決于許多不同的參數(shù)，包括1)洗衣機(jī)參數(shù)，例如洗衣機(jī)類型，洗衣機(jī)是水平軸洗衣機(jī)還是豎軸洗衣機(jī)、轉(zhuǎn)筒數(shù)目、轉(zhuǎn)筒的尺寸、形狀和導(dǎo)流板排列、二次低壓噴灑系統(tǒng)的采用等；和2)取決于所選周期的操作參數(shù)，例如轉(zhuǎn)筒的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)方式、洗滌過程的能量消耗、水含量、運(yùn)轉(zhuǎn)通過洗滌液體的速度和方式、轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)/循環(huán)的次數(shù)等。本文所用洗滌區(qū)的機(jī)械作用根據(jù)在不合洗滌劑情況下在某些使用條件下采用一組標(biāo)準(zhǔn)受污的棉布樣本所遞送的污漬去除性能來量化。具體地講，“高效”洗滌區(qū)在本文定義為在洗滌系統(tǒng)的一個或多個冷卻溫度(20℃至40℃)主洗滌周期內(nèi)遞送或能夠遞送最小程度機(jī)械作用的洗滌區(qū)。在洗滌區(qū)內(nèi)洗滌的織物據(jù)說要經(jīng)受高效洗滌條件。本文對于高效所需的最小程度機(jī)械作用相當(dāng)于在如下所述的測試條件下至少約47％的污漬去除。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，將機(jī)械作用設(shè)置在約50％至約65％，更優(yōu)選約53％至約60％污漬去除范圍內(nèi)的稍微較高的程度上，出于織物護(hù)理考慮設(shè)置上限。
污漬去除測試條件如下EMPA 101-104污漬設(shè)置一依照IEC 60456 Edition 4，Annex E使純織造棉布樣本受污顆粒(碳黑/礦物油)、酶垢(血液)、油脂垢(巧克力/奶)以及可漂白的污垢(紅葡萄酒)；每個裝置8個復(fù)制品；載荷-3kg的干凈衣物；水硬度-6度(英文Clark)；通過對MacBeth24 Chip Color Chart校準(zhǔn)的圖象分析進(jìn)行數(shù)據(jù)分析；污漬去除增量(SRI)在整個污漬設(shè)置上平均。
聲波在本發(fā)明的另一個申請中，本文洗滌系統(tǒng)另外包括用于聲波處理或超聲波處理洗滌區(qū)內(nèi)或洗滌預(yù)處理區(qū)內(nèi)的受污底物的部件。具體地講，本文已發(fā)現(xiàn)聲波或超聲波處理與洗滌液體清潔和再循環(huán)以及水軟化的組合對于在洗滌劑用量范圍內(nèi)提供改善的底物清潔尤其有價值。聲波或超聲波處理受污底物的部件優(yōu)選包括一個聲波或超聲波能量發(fā)生器或多個這種發(fā)生器，其中產(chǎn)生能量的頻率優(yōu)選在約1kHz至約150kHz，優(yōu)選約20kHz至約80kHz的范圍內(nèi)，且發(fā)生器的功率輸入在約0.1W至約500W，優(yōu)選約10W至約250W的范圍內(nèi)。
在一個實(shí)施方案中，能量發(fā)生器適于向洗滌區(qū)內(nèi)的受污底物產(chǎn)生并供給超聲波能量。在這種實(shí)施方案中，產(chǎn)生能量的頻率優(yōu)選在約20kHz至約150kHz，更優(yōu)選約20kHz至約80kHz的范圍內(nèi)，在洗滌區(qū)內(nèi)發(fā)生器的功率輸入優(yōu)選在每升洗滌液體約5.28W至132.1W(每加侖20W至約500W)，更優(yōu)選約每升洗滌液體約6.6W至66.1W(每加侖25W至約250W)的范圍內(nèi)。適用于這種實(shí)施方案的能量發(fā)生器包括超聲波換能器和電源。超聲波換能器可為PZT(鋯鈦酸鉛)換能器或磁致伸縮換能器。商業(yè)超聲波換能器的實(shí)施例包括獲自Sonics & Materials Inc的Vibra-Cell VCX系列和獲自TelsonicAG的Tube Resonator。單個換能器或多個換能器的排列可用于洗滌系統(tǒng)中。換能器可安放在底部或圍繞洗滌區(qū)的側(cè)壁上。也可將其直接浸沒在洗滌區(qū)內(nèi)。換能器也可安放在洗衣機(jī)轉(zhuǎn)筒或滾筒內(nèi)，如下文詳細(xì)描述。
在這種類型的優(yōu)選實(shí)施方案中，洗滌系統(tǒng)采取前開式洗衣機(jī)形式，其包括容納衣物的轉(zhuǎn)筒，所述轉(zhuǎn)筒在其內(nèi)圓周壁上具有一個或多個，優(yōu)選兩個或四個，更優(yōu)選三個導(dǎo)流板用于翻滾衣物。洗衣機(jī)也包括一個或多個安放在至少一個且優(yōu)選每個轉(zhuǎn)筒導(dǎo)流板上的聲波或超聲波換能器，從而當(dāng)衣物類升高離開批量洗滌液體與相應(yīng)的導(dǎo)流板接觸時，聲波或超聲波能量施加到衣物上。在這種類型的另一個實(shí)施方案中，洗滌系統(tǒng)采取頂開式洗衣機(jī)形式，其具有的中央攪拌葉片具有一個或多個安放在其上的聲波或超聲波發(fā)生器。
在一個可供選擇的實(shí)施方案中，能量發(fā)生器適于對洗滌預(yù)處理區(qū)內(nèi)的受污底物產(chǎn)生并供給聲波或超聲波能量。在這種實(shí)施方案中，產(chǎn)生能量的頻率優(yōu)選在約1kHz至約80kHz，更優(yōu)選約20kHz至約60KHz的范圍內(nèi)，發(fā)生器的功率輸入優(yōu)選在約0.1W至約80W，更優(yōu)選約1W至約40W的范圍內(nèi)。適用于這種實(shí)施方案的能量發(fā)生器包括一個或多個適于物理接觸受污底物的一個或多個表面的振動式清潔換能器。使用中，受污底物在清潔換能器之下或之間通過，所述底物與此同時或在此之前被洗滌液體潤濕。清潔換能器可安放在洗滌區(qū)外部的方便位置處，并提供有能夠使洗滌液體排放到洗滌區(qū)內(nèi)的部件。
本發(fā)明的系統(tǒng)和方法也可包括用于洗滌區(qū)的能量發(fā)生器和用于洗滌預(yù)處理區(qū)的能量發(fā)生器組合的實(shí)施方案，其中頻率和功率輸入如上所述。
電解區(qū)在本發(fā)明的另一個申請中，為了產(chǎn)生電解活化的洗滌液體和/或漂洗液體，本文洗滌系統(tǒng)另外包括用于電解供給水或洗滌液體的電解區(qū)。具體地講，本文已發(fā)現(xiàn)電解與洗滌液體清潔和再循環(huán)以及水軟化的組合對于在洗滌劑用量范圍內(nèi)提供改善的底物清潔尤其有價值。本文電解區(qū)優(yōu)選包括提供有至少一對電極的用于電解供給水或洗滌液體的電解部件，所述電解部件分別稱作供給水電解部件和洗滌水電解部件。通常，供給水電解部件設(shè)置在供水源和洗滌區(qū)中間，而洗滌液體電解部件設(shè)置在洗滌區(qū)內(nèi)或洗滌液體循環(huán)區(qū)內(nèi)。本文也可設(shè)想供給水和洗滌液體電解部件的組合。任選地，電解區(qū)也可包括用于儲存所得電解水的貯存器(電解貯存器)，以及用于儲存并分配電解質(zhì)或其它氧化劑前體類到供給水或洗滌液體中的部件。
根據(jù)功能而言，適用于本文的電解區(qū)既包括氧化劑發(fā)生電解區(qū)，也包括pH發(fā)生電解區(qū)。在本發(fā)明的氧化劑發(fā)生實(shí)施方案中，供給水或洗滌液體包括應(yīng)用的一種或多種氧化劑前體類，且電解區(qū)包括通過電解氧化劑前體類在供給水或洗滌液體中產(chǎn)生一個或多個氧化劑或混合氧化劑類流的部件。
在本發(fā)明的pH發(fā)生實(shí)施方案中，電解區(qū)包括在供給水或洗滌液體中產(chǎn)生一個或多個酸性和/或堿性類流的部件，所述一個或多個流供給到洗滌區(qū)用于底物洗滌步驟中或后續(xù)的底物漂洗步驟中。
所謂“電解活化的洗滌液體”是指已進(jìn)行電解，例如產(chǎn)生氧化劑、混合氧化劑、酸性或堿性類的洗滌液體，或衍生自已進(jìn)行電解的供給水的洗滌液體。另一方面，術(shù)語“電解活化的漂洗液體”是指衍生自已進(jìn)行電解的供給水或洗滌液體的漂洗液體。
在一個實(shí)施方案中，電解單元可與電容去離子單元組合利用，以產(chǎn)生能夠用作污漬去除劑和衛(wèi)生處理的漂白類。在這種實(shí)施方案中，來自電容去離子單元的廢棄流按規(guī)定路線送到電解單元。不受理論的約束，據(jù)信來自電容去離子單元的廢棄流包含高含量的陽離子和/或陰離子類。在電解時，廢棄流內(nèi)的陽離子和/或陰離子類轉(zhuǎn)化成多種漂白類，包括，但不限于次氨酸鹽、二氧化氯以及它們的組合。據(jù)信大多數(shù)漂白類位于酸性流中。產(chǎn)生的漂白類按規(guī)定路線送到洗滌區(qū)。不受理論的約束，據(jù)信當(dāng)送到洗滌區(qū)時，洗滌區(qū)內(nèi)的酸性流將在洗滌區(qū)內(nèi)作為抗微生物劑起作用。此外，據(jù)信當(dāng)送到洗滌區(qū)時，堿性流用于升高pH以改善清潔。此外，酸性流和/或堿性流可重新組合并仍在洗滌區(qū)內(nèi)遞送漂白效果，或者可將流之一或兩者送到廢棄處。
在另一個實(shí)施方案中，來自電解單元的酸性流和/或堿性流用于清潔和/或再生來自電極和/或其它單元的中性類。在這種實(shí)施方案中，電解單元用于產(chǎn)生酸性流和/或堿性流。不受理論的約束，據(jù)信位于電極上的任何中性金屬類當(dāng)與酸性流接觸時將發(fā)生反應(yīng)，而任何中性有機(jī)類當(dāng)與堿性流接觸時將發(fā)生反應(yīng)。與酸性流和/或堿性流接觸后，中性金屬類和/或中性有機(jī)類開始溶解。一旦溶解，反應(yīng)的中性金屬類和中性有機(jī)類可任選地作為廢棄的電極流排出電容去離子單元。
在另一個實(shí)施方案中，酸性流和/或堿性流可用于清潔和本發(fā)明有關(guān)的各種單元。在一個非限制性實(shí)施例中，酸性流和/或堿性流用于清潔錯流過濾單元。不受理論的約束，使酸性流和/或堿性流與錯流過濾單元的膜表面接觸。在接觸時，酸性流和/或堿性流與位于膜上的種類反應(yīng)和/或使其溶解，從而提供清潔。
消毒區(qū)在本發(fā)明的另一個申請中，本文洗滌系統(tǒng)另外包括洗滌液體消毒區(qū)。具體地講，本文已發(fā)現(xiàn)洗滌液體消毒與洗滌液體清潔和再循環(huán)以及水軟化的組合對于在洗滌劑用量范圍內(nèi)提供改善的底物清潔尤其有價值。
消毒區(qū)可采取多種不同形式。在第一實(shí)施方案中，消毒區(qū)包括抗菌劑(該術(shù)語在本文中同時包括殺菌劑和細(xì)菌抑制劑)和將抗菌劑遞送到洗滌液體的部件。優(yōu)選地，抗菌劑包含一種或多種氧化劑或漂白類(如臭氧、次氯酸)或一種或多種抗菌金屬離子源(包括銀、銅、鋅、錫以及它們的化合物)，以及所述抗菌離子源與無機(jī)載體材料的組合。在這種類型的優(yōu)選實(shí)施方案中，消毒區(qū)包括抗菌劑(如銀、銅、鋅或錫離子)或活性氧化劑或漂白類(如次氯酸)的電解源。在另一個實(shí)施方案中，消毒區(qū)包括光催化劑和/或紫外源。在此類實(shí)施方案中，為了同時對過濾裝置和洗滌液體進(jìn)行清潔和消毒，光催化劑和/或紫外源可與超濾或微濾裝置相連。
本發(fā)明的洗滌系統(tǒng)示例說明如下。
實(shí)施例實(shí)施例1適用于本發(fā)明洗滌系統(tǒng)的過濾裝置采用上文概述的組件形式。該組件包括提供有膜隔室的過濾器外殼，其中安放有一系列的六個相通的膜亞單元，每個亞單元包括一束12個的管式膜，每個長度約1.04m，管腔尺寸為約3mm，提供約75米的總通道長度和約0.5m2的總表面積。管式膜由不對稱聚醚砜材料制成，其具有的標(biāo)稱孔徑為約0.1μm，孔徑比率(內(nèi)表面比外表面)為約1∶10，表面能(內(nèi)表面)為約8達(dá)因/cm，在100kPa(1巴)操作壓力下的雷諾數(shù)為約4000。該裝置在100kp下具有的凈水通量為約3000L/m2h(25℃時的逆滲透水)，且壓降為約50kPa(0.5巴)。
所述過濾裝置與包括軟化進(jìn)料液體區(qū)的裝置聯(lián)合使用。所述裝置采取包括轉(zhuǎn)筒的前開式洗衣機(jī)形式，所述轉(zhuǎn)筒盛放衣物(洗滌區(qū))并在其圓周壁上具有多個洞。安放轉(zhuǎn)筒使其關(guān)于外部滾筒內(nèi)的水平軸旋轉(zhuǎn)，并提供傳動單元用于以向前/相反方向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)筒。將三個導(dǎo)流板等距離地排列在平行于旋轉(zhuǎn)軸的內(nèi)圓周壁上，以向衣物提供翻滾作用。傳動單元包括馬達(dá)，馬達(dá)輪安放在馬達(dá)的輸出軸上，轉(zhuǎn)筒的水平傳動軸延伸穿過外部滾筒的后壁并由軸承旋轉(zhuǎn)支撐，傳動輪安放在水平軸上，并且傳動皮帶連接兩個輪。所述裝置也包括常見的產(chǎn)品分配部件、泵、懸浮部件、動力部件、編程部件、加熱和溫度控制部件等。
過濾裝置提供有洗滌液體輸入端以及滲透物和滯留物出口端口，滲透物出口與洗衣機(jī)轉(zhuǎn)筒流體連通，而滯留物出口端口與通向大氣的10升容量的容器流體連通，并且該容器用作洗滌液體緩沖區(qū)。
水軟化區(qū)設(shè)置在供水源和洗滌區(qū)之間并包括由Sabrex以商品名Mini EWP出售的電去離子裝置。
所述系統(tǒng)用于在不含洗滌劑時或者與液體或包含漂白劑的顆粒狀洗滌劑(Ariel Futur)聯(lián)合洗滌典型的受污衣物負(fù)荷，所述洗滌劑的濃度在0.1％至0.5％重量的范圍內(nèi)。在遞送洗滌劑之前并再次在主洗滌周期進(jìn)行大約60％時，洗滌液體清潔和再循環(huán)與消毒處理一起開始。實(shí)施例1中的系統(tǒng)和方法在洗滌劑用量范圍內(nèi)提供改善的受污衣物清潔。
實(shí)施例2電容去離子單元流動連接到洗衣機(jī)的入口水流或位于洗衣機(jī)的再循環(huán)回路內(nèi)。電解單元流動連接到電容去離子單元，其中供給水進(jìn)入電解單元，并且電解單元產(chǎn)生來自供給水的酸性及堿性流。附加的反饋回路由電容去離子廢棄流連接到電解單元入口，其中兩種電解供給水選項(xiàng)均能夠使酸性水流轉(zhuǎn)向電容去離子電極或洗滌盆或轉(zhuǎn)向小的漂白劑貯存罐。堿性流將能夠使其水轉(zhuǎn)向洗滌盆內(nèi)或轉(zhuǎn)向小的貯存罐。
酸貯存罐將能夠在任何時刻(包括漂洗周期)遞送高度濃縮的漂白劑至洗滌盆-其中表面活性劑和酶已經(jīng)被去除。通過使酶和表面活性劑流過錯流過濾器而將它們?nèi)コ?，該過濾器具有針對要保留種類的截止分子量。例如截止分子量為100,000的過濾器可將酶保留，而截止分子量為1,000的另二個過濾器可將表面活性劑保留。(通過由電解步驟加入漂白劑之前去除酶可防止它們在洗滌步驟期間降解)。此外，堿容納罐將能夠在洗滌/漂洗周期中，優(yōu)選在最初洗滌步驟中的任何時刻使其水轉(zhuǎn)向洗滌盆。
權(quán)利要求
1.一種用于清潔或洗滌底物的洗滌系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括a.能夠包含底物的洗滌區(qū)；和b.流動連接到所述洗滌區(qū)的水軟化區(qū)；其中所述水軟化區(qū)能夠接納供給水并形成至少部分軟化的水，和其中所述水軟化區(qū)能夠?qū)⑺鲋辽俨糠周浕乃闹辽僖徊糠至鲃觽鬟f到所述洗滌區(qū)。
2.如權(quán)利要求1所述的洗滌系統(tǒng)，其中所述洗滌區(qū)能夠清潔或洗滌包括衣物和盤碟的底物。
3.如權(quán)利要求1所述的洗滌系統(tǒng)，其中所述水軟化區(qū)包括納米過濾裝置、電去離子裝置、電透析裝置、逆滲透裝置、電容去離子裝置和離子交換水軟化裝置以及它們的組合。
4.如權(quán)利要求5所述的洗滌系統(tǒng)，其中所述水軟化區(qū)是電容去離子裝置。
5.如權(quán)利要求1所述的洗滌系統(tǒng)，其中所述至少部分軟化的水具有小于約4mmol/L的殘留Ca2+硬度。
6.如權(quán)利要求1所述的洗滌系統(tǒng)，其中在約100至約1000kPa的供給水壓力下，至少部分軟化的水包括至少約2L/h的軟水通量。
7.如權(quán)利要求1所述的洗滌系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括下列中的至少一個a.流動連接到所述洗滌區(qū)的洗滌預(yù)處理區(qū)；b.聲波處理區(qū)或超聲波處理區(qū)，每個所述區(qū)均能夠處理所述洗滌區(qū)內(nèi)或所述洗滌預(yù)處理區(qū)內(nèi)的底物；和c.電解區(qū)，所述電解區(qū)能夠電解所述供給水或流動連接到所述洗滌區(qū)的至少部分軟化的水。
8.如權(quán)利要求1所述的洗滌系統(tǒng)，其中所述洗滌區(qū)能夠利用洗滌劑。
9.如權(quán)利要求1所述的洗滌系統(tǒng)，其中所述洗滌區(qū)和所述水軟化區(qū)基本容納在一個外殼內(nèi)。
10.如權(quán)利要求1所述的洗滌系統(tǒng)，其中所述洗滌區(qū)和所述水軟化區(qū)被獨(dú)立地容納。
11.如權(quán)利要求1所述的洗滌系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括預(yù)過濾器。
12.一種用于清潔或洗滌底物的方法，所述方法包括以下步驟a.提供洗滌系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括能夠包含底物的洗滌區(qū)；和流動連接到所述洗滌區(qū)的水軟化區(qū)；其中所述水軟化區(qū)能夠接納供給水并形成至少部分軟化的水，并且其中所述水軟化區(qū)能夠?qū)⑺鲋辽俨糠周浕乃闹辽僖徊糠至鲃觽鬟f到所述洗滌區(qū)b.用所述洗滌系統(tǒng)放置底物c.使所述供給水流入所述水軟化區(qū)d.使所述水軟化區(qū)形成所述至少部分軟化的水e.將所述至少部分軟化的水的至少一部分傳遞到所述洗滌區(qū)內(nèi)，和f.任選地，將洗滌劑加入到所述洗滌區(qū)。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述洗滌區(qū)能夠清潔或洗滌選自衣物或盤碟的底物。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述水軟化區(qū)包括納米過濾裝置、電去離子裝置、電透析裝置、逆滲透裝置、電容去離子裝置和離子交換水軟化裝置以及它們的組合。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述水軟化區(qū)是電容去離子裝置。
16.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述至少部分軟化的水具有小于約4mmol/L的殘留Ca2+硬度。
17.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述洗滌系統(tǒng)還包括下列中的至少一個a.流動連接到所述洗滌區(qū)的洗滌預(yù)處理區(qū)；b.聲波處理區(qū)或超聲波處理區(qū)，每個所述區(qū)均能夠處理所述洗滌區(qū)內(nèi)或所述洗滌預(yù)處理區(qū)內(nèi)的底物；和c.電解區(qū)，所述電解區(qū)能夠電解所述供給水或流動連接到所述洗滌區(qū)的至少部分軟化的水。
18.一種用于清潔或洗滌底物的洗滌系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括a.能夠包含底物的洗滌區(qū)；和b.水軟化區(qū)，和c.電解區(qū)，其中所述水軟化區(qū)能夠?qū)⒅辽俨糠周浕乃蛩鱿礈靺^(qū)、所述電解區(qū)、或它們的組合，和其中所述水軟化區(qū)能夠?qū)U棄的電解質(zhì)流引向所述電解區(qū)，和其中所述電解區(qū)能夠?qū)⑺嵝粤骱?或堿性流引向所述洗滌區(qū)、所述水軟化區(qū)或它們的組合。
19.如權(quán)利要求18所述的洗滌系統(tǒng)，其中所述水軟化區(qū)是電容去離子單元。
20.如權(quán)利要求18所述的洗滌系統(tǒng)，其中所述酸性流流動連接到所述水軟化區(qū)。
21.如權(quán)利要求18所述的洗滌系統(tǒng)，其中所述廢棄的電解質(zhì)流流動傳送到所述水軟化區(qū)。
全文摘要
一種用于清潔或洗滌底物的洗滌系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括能夠包含底物的洗滌區(qū)和水軟化區(qū)。
文檔編號D06F39/00GK1953694SQ200580015619
公開日2007年4月25日 申請日期2005年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月17日
發(fā)明者P·G·格雷, G·D·克瑞克尚克, A·科斯特洛, M·鄧坎, J·C·豪夫特 申請人:寶潔公司