專利名稱：改善洗衣機(jī)清潔能力的裝置和系統(tǒng)的制作方法
相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考本申請(qǐng)要求于2004年10月18日提交的專利申請(qǐng)10/967,757和于2005年5月17日提交的專利申請(qǐng)11/130,713的優(yōu)先權(quán)。
背景技術(shù)：
近幾年，人們已日益關(guān)注多種用于洗滌衣物和其它受污基底的基于非洗滌劑的技術(shù)。例如，許多利用電解、超聲波或空化技術(shù)促進(jìn)衣物清潔或消毒的洗衣機(jī)已投放到日本和亞洲市場(chǎng)。典型地，上述設(shè)備包括至少一個(gè)以“不含洗滌劑”為特征的洗滌循環(huán)，這種循環(huán)設(shè)計(jì)用于洗滌較輕度臟污的衣物。然而，如洗衣機(jī)制造商自己所承認(rèn)，目前市場(chǎng)上的這種洗衣機(jī)和洗滌系統(tǒng)對(duì)受污或玷污較重的衣物的洗滌價(jià)值很小，這樣仍有必要繼續(xù)用基于表面活性劑的洗滌劑產(chǎn)品來獲得可接受的清潔效果。因此，人們?cè)O(shè)計(jì)并銷售這種根據(jù)洗滌任務(wù)的輕重選擇非洗滌劑和洗滌劑洗滌循環(huán)進(jìn)行所謂的“混合”使用的洗衣機(jī)。
按照總資源的利用，基于非洗滌劑的清潔技術(shù)在輕度污垢情況下可具有節(jié)省使用洗滌劑產(chǎn)品的潛力，但是這種節(jié)省或多或少被水和能量的更高消耗所抵消。因此，應(yīng)很好地對(duì)資源平衡進(jìn)行權(quán)衡。
對(duì)清潔技術(shù)采取變化的一個(gè)難題涉及在全世界范圍內(nèi)對(duì)目前現(xiàn)有洗衣機(jī)設(shè)備類型做出的巨大的資本投入。要求設(shè)備的所有者用新機(jī)器完全取代他們的舊機(jī)器將需要所有者大量投入，同時(shí)還要淘汰下來大量用途有限的廢棄的舊洗衣機(jī)。
因此，明顯需要提高現(xiàn)有洗衣機(jī)和洗滌系統(tǒng)(包括新近的“混合”洗衣機(jī))的功效，以便在整個(gè)洗滌劑用量范圍內(nèi)提供改善的洗滌性能。也需要在總資源(化學(xué)物質(zhì)、水和能量)有效利用和供應(yīng)充足的情況下使性能得到改善。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供適用于家庭或商用電器領(lǐng)域(如洗衣機(jī)、自動(dòng)洗碗機(jī)等)的方法和系統(tǒng)，并且該方法和系統(tǒng)能夠在洗滌劑用量范圍內(nèi)使清潔受污的一件或多件基底得到改善。本發(fā)明的另一個(gè)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)。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供能夠與現(xiàn)有家庭或商用電器一起更新或換句話講使用的方法和系統(tǒng)。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及一種用于在洗滌區(qū)內(nèi)清潔的洗滌系統(tǒng)，所述洗滌系統(tǒng)包括至少一個(gè)入口，所述入口能夠與供給水流體連通；至少一個(gè)處理區(qū)，所述處理區(qū)與所述至少一個(gè)入口流體連通，并且包括水軟化區(qū)、電解區(qū)、定量加料區(qū)及其組合區(qū)；和至少一個(gè)出口，所述出口與所述至少一個(gè)處理區(qū)流體連通并且能夠與洗滌區(qū)流體連通。在一個(gè)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基底。在一個(gè)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、反滲透裝置、電容去離子裝置、流過式電容器和離子交換水軟化裝置以及它們的組合。在一個(gè)實(shí)施方案中，水軟化區(qū)包括電容去離子。在一個(gè)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(gè)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的軟水流量。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述裝置和洗滌區(qū)基本容納在一個(gè)外殼內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述裝置和洗滌區(qū)獨(dú)立地容納在外殼內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述定量加料區(qū)流體地連接在至少一個(gè)入口和至少一個(gè)出口之間并且能夠分配織物護(hù)理組合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明還包括在定量加料區(qū)和出口之間功能性地連接的混合區(qū)，該混合區(qū)能夠至少部分混合織物護(hù)理組合物和第二流體。在一個(gè)實(shí)施方案中，混合區(qū)包括在線混合器，所述在線混合器包括文丘里流量管、直注泵、蠕動(dòng)泵、重力給料器和噴霧器；聲波混合器；超聲波混合器；以及它們的組合。在一個(gè)實(shí)施方案中，由定量加料區(qū)分配約0.01至約50克的織物護(hù)理組合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，有至少一個(gè)水軟化區(qū)和至少一個(gè)電解區(qū)。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述洗滌系統(tǒng)包括第一水軟化區(qū)和第二水軟化區(qū)以及第一電極區(qū)和第二電解區(qū)，其中第一水軟化區(qū)流體連接到第一電解區(qū)，而第二水軟化區(qū)流體連接到第二電解區(qū)。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明還在至少一個(gè)入口和至少一個(gè)出口之間包括至少一個(gè)止回閥。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明還包括至少一個(gè)傳感至少一種水位、密度、電導(dǎo)率、pH、振動(dòng)、溫度、濁度、粘度以及它們的組合的傳感器。
附圖詳述

圖1包括本發(fā)明的第一非限制性實(shí)施方案。
圖2包括本發(fā)明的第二非限制性實(shí)施方案。
圖3包括本發(fā)明的第三非限制性實(shí)施方案。
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、基本上由或由本發(fā)明的組分以及本文所述的其它成分組成。本文所使用的“基本上由...組成”是指組合物或組分可包含附加成分，只要所述附加成分不會(huì)在本質(zhì)上改變本發(fā)明要求的組合物或方法的基本特征和新特征。
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(jì)，并且所有的測(cè)量均在25℃進(jìn)行。角度為角測(cè)量的平面單位，在大小上等于一整圈的1/360。
除非另外指明，本文所用的所有測(cè)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基底的基于活性物質(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(jì)用于提供輔助的基底有益效果或結(jié)果的輔助組合物，例如整理劑、漂洗劑、設(shè)計(jì)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(jì)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(chǔ)存部件”等應(yīng)相應(yīng)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用水和地下水總管道的水，直接來自總管道或用過的水的貯存器(如用于儲(chǔ)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“洗滌區(qū)”包括其中存在衣物和/或產(chǎn)品和/或軟化水以進(jìn)行清潔和/或洗滌的容積部分。洗滌區(qū)的一個(gè)實(shí)例包括由自動(dòng)洗衣機(jī)的轉(zhuǎn)筒產(chǎn)生的容積部分。
現(xiàn)已驚人地發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的洗滌系統(tǒng)能夠改善清潔和洗滌功效。此外，可利用該洗滌系統(tǒng)來完成多種清潔或洗滌任務(wù)。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供一種用于在洗滌區(qū)內(nèi)清潔的洗滌系統(tǒng)，所述洗滌系統(tǒng)包括至少一個(gè)入口，所述入口能夠與供給水流體連通；至少一個(gè)處理區(qū)，所述處理區(qū)與所述至少一個(gè)入口流體連通，所述至少一個(gè)處理區(qū)包括水軟化區(qū)、電解區(qū)、定量加料區(qū)和/或它們的組合區(qū)；和至少一個(gè)出口，所述出口與所述至少一個(gè)能夠與洗滌區(qū)流體連通的處理區(qū)流體連通。
在一個(gè)實(shí)施方案中，設(shè)想本發(fā)明的洗滌區(qū)和洗滌系統(tǒng)獨(dú)立地容納在外殼內(nèi)。這種實(shí)施方案設(shè)想用于現(xiàn)場(chǎng)使用的洗滌系統(tǒng)。在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，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)流體地連接在供給水和洗滌區(qū)的入口之間。在這樣的一個(gè)實(shí)施方案中，設(shè)想可翻新和/或改裝利用供給水的、包括洗滌區(qū)的現(xiàn)有裝置，使這種水軟化區(qū)存在以處理來自供水系統(tǒng)的供給水，所述現(xiàn)有裝置包括洗衣機(jī)和自動(dòng)洗碗機(jī)、熱水器，以及“一體外殼”入口流。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，也設(shè)想使本發(fā)明的洗滌系統(tǒng)和洗滌區(qū)基本容納在一個(gè)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)和洗滌區(qū)基本容納在一個(gè)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，基本在一個(gè)外殼內(nèi)容納本發(fā)明的洗滌系統(tǒng)和洗滌區(qū)可使所需的體積和/或空間最小化。
本發(fā)明的洗滌系統(tǒng)可采用整合的水軟化和洗滌裝置形式，其中所述水軟化區(qū)和洗滌區(qū)構(gòu)建于單獨(dú)裝置中，并成為所述單獨(dú)裝置的一部分，并且這兩個(gè)區(qū)通過所述裝置的導(dǎo)管彼此流體連通。在另一個(gè)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的水軟化區(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(shí)性地裝配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。
本發(fā)明的系統(tǒng)和裝置的優(yōu)勢(shì)還在于進(jìn)行水軟化不使用離子交換樹脂。而且，相對(duì)于未由本發(fā)明處理的水，本發(fā)明所產(chǎn)生的增加的清潔有益效果使得使用較少的水/能量即可獲得相當(dāng)?shù)那鍧嵱幸嫘Ч?br> 水軟化區(qū)根據(jù)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(gè)或多個(gè)裝置，所述裝置包括納米過濾裝置、電去離子裝置、電透析裝置、反滲透裝置、離子交換裝置和電容去離子水軟化裝置以及它們的組合。在一個(gè)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(qǐng)(申請(qǐng)人的參考編號(hào)為CM2849F)中所公開的那些，所述申請(qǐng)引入本文以供參考。
在一個(gè)實(shí)施方案中，水軟化區(qū)可有效地使形成至少部分軟化水的水軟化至殘留的Ca2+硬度小于約4mmol/L，在另一個(gè)實(shí)施方案中小于約2mmol/L，在另一個(gè)實(shí)施方案中小于約1mmol/L，且在另一個(gè)實(shí)施方案中為約4mmol/L至約0.01mmol/L，且在另一個(gè)實(shí)施方案中為約2mmol/L至約0.05mmol/L，甚至且在另一個(gè)實(shí)施方案中為約1mmol/L至約0.1mmol/L。
電導(dǎo)率取決于溶解的離子物質(zhì)的總濃度，即水樣品的離子強(qiáng)度。如本文所用，它是水傳導(dǎo)電流能力的表示。例如，新蒸餾的水具有0.5-2μS/cm的電導(dǎo)率，而飲用水的電導(dǎo)率一般為50-1500μS/cm。本發(fā)明中測(cè)定電導(dǎo)率的方法利用以下測(cè)試ASTM D5391-99(2005)用于流動(dòng)高純水樣品電導(dǎo)率的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法。
在一個(gè)實(shí)施方案中，水軟化區(qū)可有效地使形成至少部分軟化水的水軟化至電導(dǎo)率小于約200μS/cm，在一個(gè)實(shí)施方案中小于約150μS/cm，在另一個(gè)實(shí)施方案中小于約100μS/cm，在另一個(gè)實(shí)施方案中小于約75μS/cm，在另一個(gè)實(shí)施方案中小于約50μS/cm，在另一個(gè)實(shí)施方案中為約0.01μS/cm至約200μS/cm，在另一個(gè)實(shí)施方案中為約0.1μS/cm至約100μS/cm，甚至在另一個(gè)實(shí)施方案中為約1μS/cm至約50μS/cm。
不受理論地限制，據(jù)信水軟化區(qū)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、硫酸根、以及它們的混合物。
在水軟化區(qū)的下游并且與其流體連通，洗滌系統(tǒng)還可包括軟化水貯存器，以用于貯存至少部分軟化的水并且將至少部分軟化的水遞送至洗滌區(qū)。
不受理論的約束，據(jù)信水軟化區(qū)生成至少部分軟化的水。當(dāng)轉(zhuǎn)移到洗滌區(qū)時(shí)，至少部分軟化的水增強(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(zhǎng)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，從而使洗滌系統(tǒng)部件更加清潔。
在另一個(gè)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將水軟化。帶電極的電容性去離子能夠在不增加其它離子的情況下，從水中除去離子類和其它雜質(zhì)，而增加其它離子對(duì)離子交換水軟化劑是典型的。其它形式的電容性去離子包括利用相似基本物理過程的流過式電容器。按照本發(fā)明的意圖，電容性去離子單元包括流過式電容器。不受理論的約束，水在保持低電位差和/或電壓的電極之間流動(dòng)。水中存在的離子類移動(dòng)到帶相反電荷的電極。當(dāng)電極變得被離子類飽和時(shí)，電極被靜電再生，而離子類作為廢棄的電解質(zhì)流排出。電極再生包括通過換向電極極性并且用水沖洗以形成廢電解質(zhì)流，或通過使極板接地并且用水沖洗它們以形成廢電解質(zhì)流，周期性地清洗離子類的電極。此外，通過使電極與酸性流或堿性流接觸，可使電極脫離被吸附材料得到再生。如本文所述，在一個(gè)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(gè)實(shí)施方案中，電容去離子單元的電極由炭氣凝膠制成。炭氣凝膠電極可發(fā)現(xiàn)于授予Tran等人的美國專利6,309,532中。碳?xì)饽z電極具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，并且每單位體積具有非常高的表面積。
在一個(gè)實(shí)施方案中，利用多種碳系統(tǒng)制備炭氣凝膠。這些系統(tǒng)經(jīng)常(盡管不是必須)通過熱解制備。這些碳系統(tǒng)包括但不限于間苯二酚/甲醛、間苯二酚/苯酚/甲醛、對(duì)苯二酚/間苯二酚/甲醛、間苯三酚/間苯二酚/甲醛、兒荼酚/間苯二酚/甲醛、聚氯乙烯、苯酚/甲醛、環(huán)氧化苯酚/甲醛、聚氯乙烯、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、纖維素乙酸酯、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、以及它們的組合和混合物可用其它來源形成用于電容性去離子單元的電極。在一個(gè)實(shí)施方案中，利用授予Bell等人的美國專利6,737,445和授予Dietz等人的美國專利申請(qǐng)20030153636所示例的電極，其中這些文獻(xiàn)引入本文以供參考。此外，電極可以流過方式布置，如授予Shiue等人的美國專利6,462,935和授予Faris等人的美國專利申請(qǐng)20040095706中所描述，其中這些文獻(xiàn)引入本文以供參考。
可用于電容性去離子單元的另外的電極來源示例于以下美國專利和專利申請(qǐng)，所有文獻(xiàn)引入本文以供參考美國專利5,425,858、5,636,437、5,954,937、5,980,718、6,309,532、6,346,187和6,761,809以及美國專利公布2002-0084188和2004-0188246。
可用于電容器性去離子單元的由參考物質(zhì)在流過式電容器中利用的更多電極來源示例于以下文獻(xiàn)，所有文獻(xiàn)均引入本文以供參考美國專利5,192,432、5,415,768、5,547,581、5,620,597、5,748,437、5,779,891、6,127,474、6,325,907、6,413,409、6,628,505、6,709,560、6,778,378和6,781,817以及美國專利公布2004-0012913和2004-0174657與WO 01/66217和WO 03/009920。
在一個(gè)實(shí)施方案中，用電容去離子處理以制備至少部分軟化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(gè)實(shí)施方案中為約0.75升/分鐘至約8升/分鐘，在另一個(gè)實(shí)施方案中為約1升/分鐘至約5升/分鐘，在另一個(gè)實(shí)施方案中大于約1升/分鐘。
在一個(gè)實(shí)施方案中，電容去離子單元中所利用電極的總表面積為約200至約1500m2/g；在另一個(gè)實(shí)施方案中為約400至1200m2/g；在另一個(gè)實(shí)施方案中為約500至1000m2/g。
在一個(gè)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(gè)實(shí)施方案中為約0.75至約8伏；在另一個(gè)實(shí)施方案中為約1至約5伏。
在一個(gè)實(shí)施方案中，電容去離子單元能夠自凈化。在一個(gè)自凈化實(shí)施方案中，在電極顯示從溶液吸附的離子類減少時(shí)，如在注意到出口水-由本發(fā)明的洗滌系統(tǒng)處理的水的電阻減少和/或硬度減少量下降時(shí)，清洗開始。在一個(gè)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)域的普通技術(shù)人員將能夠容易地確定檢測(cè)本發(fā)明電極性能降低的方法。在一個(gè)實(shí)施方案中，通過用“凈”電極-使用洗滌系統(tǒng)之前的電極(其中在一個(gè)實(shí)施方案中干凈電極基本上不含離子類)的電導(dǎo)率，除“臟”電極-包含由洗滌系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)所聚集的離子類的電極的電導(dǎo)率，來確定電導(dǎo)率分?jǐn)?shù)，進(jìn)而檢測(cè)下降的性能。當(dāng)電導(dǎo)率分?jǐn)?shù)達(dá)到預(yù)定值時(shí)，自凈化周期開始。在一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)電導(dǎo)率分?jǐn)?shù)小于約0.9，在另一個(gè)實(shí)施方案中，電導(dǎo)率分?jǐn)?shù)小于約0.7，在另一個(gè)實(shí)施方案中，電導(dǎo)率分?jǐn)?shù)小于約0.5，在另一個(gè)實(shí)施方案中，電導(dǎo)率分?jǐn)?shù)小于約0.4，在另一個(gè)實(shí)施方案中，電導(dǎo)率分?jǐn)?shù)小于約0.3，在另一個(gè)實(shí)施方案中，電導(dǎo)率分?jǐn)?shù)小于約0.2，在另一個(gè)實(shí)施方案中，電導(dǎo)率分?jǐn)?shù)在約0.1和約0.6之間，在另一個(gè)實(shí)施方案中，電導(dǎo)率分?jǐn)?shù)在約0.2和0.4之間時(shí)，開始自凈化循環(huán)。
任選地，電容去離子單元還包括預(yù)濾器。不受理論的約束，據(jù)信預(yù)濾器能夠延長(zhǎng)電極壽命并且減少電極自凈化循環(huán)的次數(shù)。據(jù)信預(yù)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，因此能夠污染電極上的吸附位點(diǎn)。本發(fā)明的預(yù)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、膜、凝膠、以及它們的組合。
納米過濾在另一個(gè)實(shí)施方案中，水軟化區(qū)包括供給水過濾裝置。一種過濾裝置為納米過濾裝置，所述裝置具有在約1.7E-22至約1.7E-21g(100至約1000道爾頓)，在一個(gè)實(shí)施方案中在約3.3E-22至約1.7E-21g(200至約1000道爾頓)范圍內(nèi)的分離點(diǎn)。另一方面，所述裝置的凈水流量在一個(gè)實(shí)施方案中為至少3L/m2h，在一個(gè)實(shí)施方案中為至少6L/m2h(在25℃，100kPa)(25℃)。所述裝置在一個(gè)實(shí)施方案中具有至少50％，在一個(gè)實(shí)施方案中具有至少80％的鎂離子濾出率(0.35％重量MgSO4，600kPa，Re＝2500，25℃)。
在另一個(gè)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的錯(cuò)流過濾裝置形式。滲透物出口端與洗滌區(qū)流體連通，而滯留物出口端與一個(gè)或多個(gè)流出物儲(chǔ)存區(qū)、排放區(qū)以及洗滌液體凈化和再循環(huán)區(qū)流體連通。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，錯(cuò)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(gè)實(shí)施方案中，軟水滲透物與硬水流出物的流量比為至少約1∶1，在另一個(gè)實(shí)施方案中為至少約3∶1，在另一個(gè)實(shí)施方案中為至少約5∶1，在另一個(gè)實(shí)施方案中為至少約8∶1。
在一個(gè)實(shí)施方案中，這種過濾裝置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(gè)或多個(gè)入口端及一個(gè)或多個(gè)滯留物出口端連通。過濾器外殼在該過濾器外殼的壁上也提供有一個(gè)或多個(gè)開口，此開口與一個(gè)或多個(gè)滲透物出口端連通。來自供水源的熱水或冷水由通向入口端的連接進(jìn)入過濾器外殼，然后通過毛細(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的連接排放。這種排列在本文被稱作“由內(nèi)向外”排列。
可供選擇地，所述組合部件可以相反的方式(由外向內(nèi))操作，其中通過與相應(yīng)入口和滯留物出口連接器相連通的過濾器外殼壁上的開口，供應(yīng)供給水并排放滯留物。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)的滲透物出口端連接進(jìn)行排放。
組件也可提供有一個(gè)或多個(gè)橫向于過濾膜方向放置的分配管，其具有一個(gè)或多個(gè)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)濾器、抗氧化劑或黃銅聯(lián)合使用，以延長(zhǎng)裝置的工作壽命。
在過濾裝置實(shí)施方案中，過濾裝置在一個(gè)實(shí)施方案也包括在高壓下使滯留物流再循環(huán)通過過濾組件的泵，泵或者位于具有以滯留物再循環(huán)作為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(gè)實(shí)施方案中，水軟化區(qū)包括電透析單元或電去離子單元。在電透析中，陽離子交換膜與陰離子交換膜交替地堆積，并且這種所得間隔排列置于兩個(gè)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(shí)，陽離子和陰離子以相反的方向分別向陰極和陽極移動(dòng)并在交替的隔室中濃縮。然后將產(chǎn)生于電透析單元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(gè)或多個(gè)流出物儲(chǔ)存區(qū)、排放區(qū)以及洗滌液體凈化和再循環(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)所有的離子類截留在樹脂中。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(gè)或多個(gè)流出物儲(chǔ)存區(qū)、排放區(qū)以及洗滌液體凈化和再循環(huán)區(qū)。
洗滌液體凈化任選地，為了凈化并且再循環(huán)來自洗滌區(qū)的洗滌液體，洗滌系統(tǒng)包括與洗滌區(qū)流體連通的洗滌液體凈化和再循環(huán)區(qū)。洗滌液體的凈化可作為單獨(dú)的分批操作在離線區(qū)域的批量液體中進(jìn)行，但在一個(gè)實(shí)施方案中在洗滌系統(tǒng)的再循環(huán)回路區(qū)域內(nèi)，在洗滌液體流上進(jìn)行凈化?？晒┻x擇地，凈化可發(fā)生在洗滌區(qū)本身的一部分或亞區(qū)內(nèi)。術(shù)語“凈化”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(cè)定。在一個(gè)實(shí)施方案中，再循環(huán)洗滌液體的濁度小于約15NTU，在一個(gè)實(shí)施方案中小于約5NTU。
凈化后，使液體再循環(huán)回到洗滌區(qū)中，其中所述液體可被用于相同或后續(xù)洗滌步驟中或用于洗滌后的漂洗步驟中。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洗滌步驟之前，在一個(gè)實(shí)施方案中是漂白劑輔助的洗滌步驟之前。在漂白劑輔助的基底洗滌步驟情況下，從改善漂白和清潔性能角度考慮，本發(fā)明的預(yù)洗滌實(shí)施方案在本發(fā)明中特別有價(jià)值。優(yōu)選地，洗滌系統(tǒng)被安排在相同的基底洗滌步驟期間提供洗滌液體的連續(xù)或半連續(xù)凈化和再循環(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(gè)或多個(gè)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基底上的再沉積。所謂“基本上不含”洗滌劑是指按所述洗滌液體的重量計(jì)，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，洗滌液體凈化和再循環(huán)區(qū)包括洗滌液體過濾裝置，所述裝置可有效地降低循環(huán)洗滌液體的濁度至小于約15NTU，在一個(gè)實(shí)施方案中小于約5NTU。另一方面，當(dāng)在約100至約1000kP(1至10巴)，在一個(gè)實(shí)施方案中約100至約400kP(1至4巴)范圍內(nèi)的壓力下操作時(shí)，由該裝置遞送的滲透物流量在一個(gè)實(shí)施方案中為至少約100L/h，在一個(gè)實(shí)施方案中為至少約500L/h。在一個(gè)實(shí)施方案中，膜的表面積為約0.01至約2m2，在一個(gè)實(shí)施方案為約0.05至約1m2，在一個(gè)實(shí)施方案中為約0.25至約0.75m2。
在本文的其它實(shí)施方案中，洗滌液體凈化和再循環(huán)區(qū)包括超濾或微濾裝置。過濾裝置在一個(gè)實(shí)施方案中具有在約1.7E-21g(1000道爾頓)至約1μm，在一個(gè)實(shí)施方案中具有約0.05μm至約0.5μm范圍內(nèi)的分離點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施方案中，該過濾裝置包括一個(gè)或多個(gè)管式膜，每個(gè)膜的管腔尺寸在一個(gè)實(shí)施方案中為約1至約10mm，在一個(gè)實(shí)施方案中為約2至約6mm，在一個(gè)實(shí)施方案中為約3至約5mm。所述過濾裝置在一個(gè)實(shí)施方案中具有至少約1000L/m2.h.100kPa(25℃的RO水)，在一個(gè)實(shí)施方案中具有至少約10,000L/m2(在100kPa)的凈水流量。本文的分離點(diǎn)是指所述裝置的膜的標(biāo)稱孔徑型號(hào)，不同的是總體最小值(1.7E-21g(1000道爾頓))是以分子量分離點(diǎn)的形式給出的。管腔尺寸是指膜的最小內(nèi)徑。
在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的系統(tǒng)包括含有錯(cuò)流過濾裝置的洗滌液體凈化和再循環(huán)區(qū)。在一個(gè)實(shí)施方案中，錯(cuò)流過濾裝置包括一個(gè)或多個(gè)獨(dú)自站立的、不對(duì)稱的管式過濾膜，每個(gè)管式膜具有以上所述尺寸的管腔尺寸。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(gè)亞單元為一束包括一個(gè)或多個(gè)，在一個(gè)實(shí)施方案中約2至約20個(gè)，在一個(gè)實(shí)施方案中約5至約15個(gè)管式過濾膜的形式。在裝置包括多個(gè)系列亞單元時(shí)，單個(gè)亞單元可通過具有較大管腔尺寸的管式膜的一個(gè)或多個(gè)部分互相連接。所述裝置中管式膜的總通道長(zhǎng)度在一個(gè)實(shí)施方案中為約10至約250m，在一個(gè)實(shí)施方案中為約35至約150m，跨錯(cuò)流過濾裝置從其入口至其出口的壓降小于約0.2MPa(2巴)，在另一個(gè)實(shí)施方案中小于約0.1MPa(1巴)，而在另一個(gè)實(shí)施方案中為約0.02至約0.05MPa(0.2至約0.5巴)。此外，在約100至約1000kP(1至10巴)，在另一個(gè)實(shí)施方案中約100至約400kP(1至4巴)范圍內(nèi)的操作壓力下，每個(gè)管式膜在一個(gè)實(shí)施方案中具有至少約2300，在另一個(gè)實(shí)施方案中至少約4000的雷諾數(shù)。
錯(cuò)流過濾裝置提供有洗滌液體入口端以及滲透物和滯留物出口端，滲透物出口端與洗滌區(qū)流體連通，而滯留物出口端與洗滌液體緩沖區(qū)或與流出物排放區(qū)流體連通。
在系統(tǒng)使用洗滌液體緩沖區(qū)的情況下，洗滌液體沿著第一導(dǎo)管由洗滌區(qū)供至或引至緩沖區(qū)中，然后在泵的輔助下，在壓力下沿著第二導(dǎo)管由所述緩沖區(qū)域供至錯(cuò)流式過濾裝置的入口。也可在錯(cuò)流過濾裝置的上游提供適用于去除大于約20微米顆粒(例如活性炭)的常規(guī)粗濾器以去除較大尺寸的雜質(zhì)。然后使所得滯留物再循環(huán)到緩沖區(qū)，而將滲透物送回到洗滌區(qū)。也可在錯(cuò)流過濾裝置的入口端提供減壓閥，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(gè)實(shí)施方案中，緩沖區(qū)對(duì)大氣關(guān)閉。在此情況下，洗滌液體被自動(dòng)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)。也可在滯留物出口端上以及緩沖區(qū)的入口和出口端上安置減壓閥。閥門(例如夾管閥)也可提供在過濾裝置的滲透物出口端上，以能夠間歇徹底凈化或反沖洗過濾膜。然而，本發(fā)明系統(tǒng)的一個(gè)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。
在一個(gè)實(shí)施方案中，過濾裝置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(gè)或多個(gè)管式過濾膜，其末端裝入膜固定器內(nèi)并且與入口端及滯留物出口端連通。在裝置包括一系列相通的膜亞單元時(shí)，單個(gè)亞單元通常包括一束管式膜、一對(duì)用于容納管式膜末端的膜固定器以及一個(gè)外皮，該外皮提供有一個(gè)或多個(gè)開口以容許滲透物排放到過濾器外殼的膜隔室中。單個(gè)膜亞單元可通過互相連接的管式膜的一個(gè)或多個(gè)部分相通，該管式膜具有通常大于單個(gè)亞單元尺寸的管腔尺寸。另一方面，該系列中的末端亞單元可通過管式膜的一個(gè)或多個(gè)部分以及設(shè)置在膜外殼內(nèi)的相應(yīng)膜固定器與入口端和滯留物出口端連通。過濾器外殼也在該過濾器外殼的壁上提供有一個(gè)或多個(gè)開口，此開口與一個(gè)或多個(gè)滲透物出口端連通。洗滌液體由通向入口端的連接進(jìn)入過濾器外殼，然后經(jīng)過一個(gè)或多個(gè)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的連接排放。
可在本發(fā)明中使用多種膜材料以用于超濾或微量過濾裝置中，所述材料包括聚丙烯、聚偏二氟乙烯、纖維素乙酸酯、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(duì)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)品定量加料在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的洗滌系統(tǒng)包括位于水軟化區(qū)和洗滌區(qū)之間的定量加料區(qū)。在一個(gè)實(shí)施方案中，定量加料區(qū)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)定量加到通向洗滌區(qū)的供給水入口之內(nèi)或之上的預(yù)軟化供給水的部件，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(chǔ)存部件。此外，產(chǎn)品分配區(qū)通常包括能夠填充、再填充或取代產(chǎn)品儲(chǔ)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(duì)于水軟化區(qū)的軟水流量的定量加料速度。在一個(gè)實(shí)施方案中，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)的輸出端上包括將產(chǎn)品定量加到供給水中的部件。
在一個(gè)實(shí)施方案中，所述基底與洗滌液體接觸，同時(shí)進(jìn)行洗滌液體的凈化和再循環(huán)。在此實(shí)施方案中，在基底洗滌步驟期間，在操作的一個(gè)或多個(gè)階段中進(jìn)行凈化和再循環(huán)是有利的。例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，凈化和再循環(huán)在洗滌步驟的后半段開始，例如，在完成洗滌步驟所用時(shí)間的約50％，在一個(gè)實(shí)施方案中至少約70％或者甚至約90％之后。可供選擇地，凈化和再循環(huán)僅僅在系統(tǒng)已達(dá)到其最佳洗滌溫度之后或者在洗滌液體已達(dá)到閾值濁度或電導(dǎo)率值或污垢閾值之后開始。對(duì)此而言，洗滌系統(tǒng)可提供有一個(gè)或多個(gè)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)凈化和再循環(huán)的觸發(fā)器。
在適用于織物洗滌的另一個(gè)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(chǔ)存凈化的洗滌液體。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述方法包括至少一個(gè)以下步驟或它們的任何組合i)水軟化步驟，其中供給水在所述水軟化區(qū)中軟化，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入洗滌液體或供給水，iii)洗滌步驟，其中受污的基底與軟化的洗滌液體接觸，iv)洗滌液體凈化和循環(huán)步驟，v)織物增強(qiáng)劑分配步驟，其中將提供洗滌后織物護(hù)理或提供美觀效果的織物增強(qiáng)劑定量加入到循環(huán)的洗滌液體中，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、助熨劑、抗菌劑、防起球助劑等。
在本發(fā)明的優(yōu)選方法中，洗滌步驟在按重量計(jì)約0至約2％，在一個(gè)實(shí)施方案中約0.01％至約1％，在一個(gè)實(shí)施方案中約0.01％至約0.5％，在一個(gè)實(shí)施方案中約0.01％至約0.25％范圍內(nèi)的洗滌劑產(chǎn)品洗滌液體濃度下進(jìn)行。然而，洗滌劑產(chǎn)品應(yīng)典型地以清潔有效量存在，即，有效改善清潔最終結(jié)果并且能夠在不含洗滌劑時(shí)達(dá)到高于最終結(jié)果之上的量。因此，洗滌劑產(chǎn)品按所述洗滌液體的重量計(jì)通常以至少0.1％的量存在。在洗滌步驟期間，洗滌液體的pH值適合在約5至約13，在一個(gè)實(shí)施方案中在6至約12，在一個(gè)實(shí)施方案中在約7至約11的范圍內(nèi)。在包括使用諸如蛋白酶、纖維素酶和淀粉酶之類的洗滌酶之類的方法中，在洗滌步驟期間的酶濃度在一個(gè)實(shí)施方案中為約0.0001至約100ppm的活性酶。適用于本發(fā)明的酶的非限制性列表公開于例如US2002/0155971中。
聲波在本發(fā)明的另一種應(yīng)用中，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)的受污基底的部件。具體地講，本發(fā)明已發(fā)現(xiàn)，聲波或超聲波處理與洗滌液體凈化和再循環(huán)以及水軟化的組合對(duì)于在洗滌劑用量范圍內(nèi)改善基底清潔特別有價(jià)值。在一個(gè)實(shí)施方案中，用于聲波或超聲波處理受污基底的部件包括一個(gè)聲波或超聲波能量發(fā)生器或多個(gè)這種發(fā)生器，其中所產(chǎn)生能量的頻率在約1kHz至約150kHz的范圍內(nèi)，在一個(gè)實(shí)施方案中在約20kHz至約80kHz的范圍內(nèi)，發(fā)生器的功率輸入在約0.1W至約500W，在一個(gè)實(shí)施方案中在約10W至約250W的范圍內(nèi)。
在一個(gè)實(shí)施方案中，能量發(fā)生器適于向洗滌區(qū)內(nèi)的受污基底產(chǎn)生并供給超聲波能量。在此實(shí)施方案中，在洗滌區(qū)內(nèi)所產(chǎn)生能量的頻率在一個(gè)實(shí)施方案中在約20kHz至約150kHz，在一個(gè)實(shí)施方案中在約20kHz至約80kHz的范圍內(nèi)，發(fā)生器的功率輸入在一個(gè)實(shí)施方案中在每3.8L(加侖)洗滌液體約20W至約500W(每升5.28W至132.1W)的范圍內(nèi)，在一個(gè)實(shí)施方案中在每3.8L(加侖)洗滌液體約25W至約250W(每升6.6W至66.1W)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)例包括購自Sonics&Materials Inc的Vibra-Cell VCX系列和購自TelsonicAG的Tube Resonator?？稍谙礈煜到y(tǒng)中使用單個(gè)換能器或多個(gè)換能器的排列。換能器可安放在洗滌區(qū)的底部或圍繞洗滌區(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(gè)或多個(gè)，在一個(gè)實(shí)施方案中兩個(gè)至四個(gè)，在一個(gè)實(shí)施方案中三個(gè)導(dǎo)流板用于翻滾衣物。洗衣機(jī)也包括一個(gè)或多個(gè)安放在至少一個(gè)且在一個(gè)實(shí)施方案中安放在每個(gè)轉(zhuǎn)筒導(dǎo)流板上的聲波或超聲波發(fā)生器，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(shí)，聲波或超聲波能量施加到衣物上。在這種類型的另一個(gè)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(gè)或多個(gè)安放在其上的聲波或超聲波發(fā)生器。
在一個(gè)可供選擇的實(shí)施方案中，能量發(fā)生器適于對(duì)洗滌預(yù)處理區(qū)內(nèi)的受污基底產(chǎn)生并供給聲波或超聲波能量。在這種實(shí)施方案中，所產(chǎn)生能量的頻率在一個(gè)實(shí)施方案中在約1kHz至約80kHz的范圍內(nèi)，在一個(gè)實(shí)施方案中在約20kHz至約60kHz的范圍內(nèi)，發(fā)生器的功率輸入在一個(gè)實(shí)施方案中在約0.1W至約80W的范圍內(nèi)，在一個(gè)實(shí)施方案中在約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(gè)或多個(gè)適于物理接觸受污基底的一個(gè)或多個(gè)表面的振動(dòng)式清潔換能器。使用中，受污基底在清潔換能器之下或之間通過，所述基底與此同時(shí)或在此之前用洗滌液體潤(rùn)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)明的另一種應(yīng)用中，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)電解與洗滌液體凈化和再循環(huán)以及水軟化的組合對(duì)于在洗滌劑用量范圍內(nèi)改善基底清潔特別有價(jià)值。本文電解區(qū)在一個(gè)實(shí)施方案中包括提供有至少一對(duì)電極的用于電解供給水或洗滌液體的電解部件，所述電解部件分別被稱為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(chǔ)存所得電解水的貯存器(電解貯存器)，以及用于儲(chǔ)存和分配電解質(zhì)或其它氧化劑前體類到供給水或洗滌液體中的部件。
就功能而言，適用于本發(fā)明的電解區(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，并且電解區(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(gè)或多個(gè)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(gè)或多個(gè)酸性和/或堿性類流的部件，所述一個(gè)或多個(gè)流供給到洗滌區(qū)用于基底洗滌步驟中或后續(xù)的基底漂洗步驟中。
所謂“電解活化的洗滌液體”是指已經(jīng)過電解例如以產(chǎn)生氧化劑、混合氧化劑、酸性或堿性類的洗滌液體，或衍生自已經(jīng)過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”是指衍生自已經(jīng)過電解的供給水或洗滌液體的漂洗液體。
在一個(gè)實(shí)施方案中，電解單元與電容去離子單元組合使用以產(chǎn)生能夠用作污漬去除劑和用于衛(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)定路線被送到電解單元。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(shí)，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，但不限于次氯酸鹽、二氧化氯以及它們的組合。據(jù)信大多數(shù)漂白類位于堿流中。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(shí)，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(shí)，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(gè)實(shí)施方案中，來自電解單元的酸性流和/或堿性流用于凈化和/或再生電極和/或其它單元。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金屬類當(dāng)與酸性流接觸時(shí)發(fā)生反應(yīng)，而任何中性有機(jī)類當(dāng)與堿性流接觸時(shí)發(fā)生反應(yīng)。在與酸性流和/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(gè)實(shí)施方案中，酸性流和/或堿性流可用于凈化與本發(fā)明有關(guān)的各種單元。在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，酸性流和/或堿性流用于凈化錯(cuò)流過濾單元。不受理論的約束，使酸性流和/或堿性流與錯(cuò)流過濾單元的膜表面接觸。在接觸時(shí)，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，從而提供凈化。
在一個(gè)實(shí)施方案中，在電解前將電解鹽水加入水中。不受理論的約束，據(jù)信在電解之前將電解鹽水加入水中有利于產(chǎn)生包含HClO-的漂白類。在一個(gè)實(shí)施方案中，電解鹽水包含氯化鈉和水。對(duì)于電解鹽水，氯化鈉在水中的重量百分比為約0.1％至約35.9％，在另一個(gè)實(shí)施方案中為約1％至約30％，在另一個(gè)實(shí)施方案中為約4％至約20％，在另一個(gè)實(shí)施方案中為約5％至約10％。將電解鹽水加入軟化水中，使得在洗滌區(qū)電解鹽水與軟化水的體積百分比為約0.1至約20％，在另一個(gè)實(shí)施方案中為約1％至約10％，在另一個(gè)實(shí)施方案中為約2％至約7％，在另一個(gè)實(shí)施方案中為約3％至約6％，在另一個(gè)實(shí)施方案中為約1％至約4％。
消毒區(qū)在本發(fā)明的另一個(gè)應(yīng)用中，本文洗滌系統(tǒng)另外包括洗滌液體消毒區(qū)。具體地講，本發(fā)明已發(fā)現(xiàn)洗滌液體消毒與洗滌液體凈化和再循環(huán)以及水軟化的組合對(duì)于在洗滌劑用量范圍內(nèi)改善基底清潔特別有價(jià)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(shí)包括殺菌劑和抑菌劑)和將抗菌劑遞送到洗滌液體的部件。在一個(gè)實(shí)施方案中，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)載體物質(zhì)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(gè)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(shí)對(duì)過濾裝置和洗滌液體進(jìn)行凈化和消毒，光催化劑和/或紫外源可與超濾或微濾裝置結(jié)合使用。
實(shí)施例圖1-3提供了本發(fā)明的方法和裝置的非限制性實(shí)施例。
圖1包括裝置101、供給水102和洗滌區(qū)103。當(dāng)洗滌區(qū)103需要冷水112或熱水110時(shí)，通過熱水壓力傳感器113和/或冷水壓力傳感器111檢測(cè)壓降。熱水壓力傳感器113和/或冷水壓力傳感器111與供給水閥114和/或出水閥116連通，以將其打開或關(guān)閉。對(duì)于熱水處理，供給水閥114和出水閥116打開，使得熱水110流過裝置101。對(duì)于冷水處理，供給水閥114和出水閥116打開，使得冷水112流過裝置101。熱水110和冷水110的組合可通過部分打開供給水閥114和出水閥116，使得熱水110和冷水112在裝置101內(nèi)混合，或者通過使供給水閥114和出水閥116交替，使得熱水110和冷水112以交替方式進(jìn)入洗滌區(qū)103，從而在洗滌區(qū)103內(nèi)混合熱水110和冷水112來形成。熱水110和/或冷水112流過電容性去離子單元120以生成軟化水。由電容性去離子單元120產(chǎn)生廢棄的電解質(zhì)流122。在出自電容性去離子單元120的軟化水中任選地注入電解鹽水132。包含任選注入電解鹽水132的軟化水流過電解單元130，以生成電解水。一旦流過電解單元130，在電解水中任選地注入洗滌劑140和/或任選地注入織物增強(qiáng)劑142，通過出水閥116流入熱流115和/或冷流117，并且通過熱洗滌區(qū)入口104和/或冷洗滌區(qū)入口105流入洗滌區(qū)103。
圖2包括裝置201、供給水202和洗滌區(qū)203。當(dāng)洗滌區(qū)203需要冷水212或熱水210時(shí)，通過熱水壓力傳感器213和/或冷水壓力傳感器211檢測(cè)壓降。熱水壓力傳感器213和/或冷水壓力傳感器211與供給水閥214和/或出水閥216連通，以將其打開或關(guān)閉。對(duì)于熱水處理，供給水閥214和出水閥216打開，使得熱水210流過裝置201。對(duì)于冷水處理，供給水閥214和出水閥216打開，使得冷水212流過裝置201。熱水210和冷水212的組合可通過部分打開供給水閥214和出水閥216，使得熱水210和冷水212在裝置201內(nèi)混合，或者通過使供給水閥214和出水閥216交替，使得熱水210和冷水212以交替方式進(jìn)入洗滌區(qū)203，從而在洗滌區(qū)203內(nèi)混合熱水210和冷水212來形成。熱水210和/或冷水212流過電容性去離子單元220以生成軟化水。由電容性去離子單元220產(chǎn)生廢棄的電解質(zhì)流222。在出自電容性去離子單元220的軟化水中任選地注入電解鹽水232。包含任選注入電解鹽水232的軟化水流過電解單元230，以任選地生成含漂白劑的水。漂白劑貯存閥233能夠?qū)⒑讋┑乃畯碾娊鈫卧?30引入漂白劑貯存箱234。利用漂白劑再循環(huán)泵236和漂白劑再循環(huán)閥231，可將含漂白劑的水從漂白劑貯存箱234抽回到電解單元230。一旦流過電解再循環(huán)回路238，在軟化水和/或含漂白劑的水中任選地注入洗滌劑240和/或織物增強(qiáng)劑242，通過出水閥216流入熱流215和/或冷流217，并且通過熱洗滌區(qū)入口204和/或冷洗滌區(qū)入口205流入洗滌區(qū)203。
圖3包括裝置301、供給水302和洗滌區(qū)303。當(dāng)洗滌區(qū)303需要冷水312或熱水310時(shí)，通過熱水壓力傳感器313和/或冷水壓力傳感器311檢測(cè)壓降。熱水壓力傳感器313和/或冷水壓力傳感器311與供給水閥314和/或出水閥316連通，以將其打開或關(guān)閉。對(duì)于熱水處理，供給水閥314和出水閥316打開，使得熱水310流過裝置301。對(duì)于冷水處理，供給水閥314和出水閥316打開，使得冷水312流過裝置301。熱水310和冷水312的組合可通過部分打開供給水閥314和出水閥316，使得熱水310和冷水312在裝置301內(nèi)混合，或者通過使供給水閥314和出水閥316交替，使得熱水310和冷水312以交替方式進(jìn)入洗滌區(qū)303，從而在洗滌區(qū)303內(nèi)混合熱水310和冷水312來形成。熱水310和/或冷水312流過電容性去離子單元320以生成軟化水。由電容性去離子單元320產(chǎn)生廢棄的電解質(zhì)流322。在出自電容性去離子單元320的軟化水中任選地注入電解鹽水332。包含任選注入電解鹽水332的軟化水流過電解單元330，以形成包含酸性水的酸性流364和包含堿性水的堿性流362。出自酸性流364的酸性水由酸性流閥365引入酸貯存箱366或堿性流362。出自酸貯存箱366的酸性水由酸貯存泵368向電解再循環(huán)回路336的外側(cè)抽到酸入口閥363或電容性去離子凈化閥367。一旦流過電解再循環(huán)回路336，在包含任選注入的電解鹽水、酸性水和/或堿性水的軟化水中，任選地注入洗滌劑340和/或織物增強(qiáng)劑342，在混合器350混合，并通過出水閥316流入熱水315和/或冷流317，并通過熱洗滌區(qū)入口304和/或冷洗滌區(qū)入口305流入洗滌區(qū)303。
在發(fā)明詳述中引用的所有文獻(xiàn)的相關(guān)部分均引入本文以供參考；任何文獻(xiàn)的引用并不可理解為是對(duì)其作為本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)的認(rèn)可。
盡管已用具體實(shí)施方案來說明和描述了本發(fā)明，但對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是，在不背離本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍的情況下可作出許多其它的變化和修改。因此，有意識(shí)地在附加的權(quán)利要求書中包括屬于本發(fā)明范圍內(nèi)的所有這些變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于在洗滌區(qū)內(nèi)清潔的洗滌系統(tǒng)，所述洗滌系統(tǒng)包括a.至少一個(gè)入口，所述入口能夠與供給水流體連通；b.至少一個(gè)處理區(qū)，所述處理區(qū)與至少一個(gè)入口流體連通，所述至少一個(gè)處理區(qū)包括水軟化區(qū)、電解區(qū)、定量加料區(qū)以及它們的組合和c.至少一個(gè)出口，所述出口與至少一個(gè)能夠與洗滌區(qū)流體連通的處理區(qū)流體連通。
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基底。
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、反滲透裝置、電容去離子裝置、流過式電容器和離子交換水軟化裝置以及它們的組合。
4.如權(quán)利要求3所述的洗滌系統(tǒng)，其中所述水軟化區(qū)包括電容去離子。
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100μS/cm或更小的電導(dǎo)率。
6.如權(quán)利要求1所述的洗滌系統(tǒng)，其中至少部分軟化的水在約100至約1000kPa的供給水壓力下具有至少約2L/h的軟水流量。
7.如權(quán)利要求1所述的洗滌系統(tǒng)，其中所述裝置和洗滌區(qū)被基本容納在一個(gè)外殼內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1所述的洗滌系統(tǒng)，其中所述裝置和洗滌區(qū)被獨(dú)立地容納在外殼內(nèi)。
9.如權(quán)利要求1所述的洗滌系統(tǒng)，其中所述定量加料區(qū)流體連接在至少一個(gè)入口和至少一個(gè)出口之間并能夠分配織物護(hù)理組合物。
10.如權(quán)利要求9所述的洗滌系統(tǒng)，所述洗滌系統(tǒng)還包括混合區(qū)，所述混合區(qū)功能性地連接在定量加料區(qū)和出口之間并能夠至少部分地混合織物護(hù)理組合物和第二流體。
11.如權(quán)利要求10所述的洗滌系統(tǒng)，其中所述混合區(qū)包括在線混合器，所述在線混合器包括文丘里流量管、直注泵、蠕動(dòng)泵、重力給料器和噴霧器；聲波混合器；超聲波混合器；以及它們的組合。
12.如權(quán)利要求9所述的洗滌系統(tǒng)，其中約0.01至約50克的織物護(hù)理組合物由定量加料區(qū)分配。
13.如權(quán)利要求1所述的洗滌系統(tǒng)，所述洗滌系統(tǒng)包括至少一個(gè)水軟化區(qū)和至少一個(gè)電解區(qū)。
14.如權(quán)利要求13所述的洗滌系統(tǒng)，所述洗滌系統(tǒng)包括a.第一水軟化區(qū)和第二水軟化區(qū)；和b.第一電解區(qū)和第二電解區(qū)其中所述第一水軟化區(qū)流體連接到第一電解區(qū)，并且所述第二水軟化區(qū)流體連接到第二電解區(qū)。
15.如權(quán)利要求1所述的洗滌系統(tǒng)，所述洗滌系統(tǒng)還包括至少一個(gè)介于所述至少一個(gè)入口和所述至少一個(gè)出口之間的止回閥。
16.如權(quán)利要求1所述的洗滌系統(tǒng)，所述洗滌系統(tǒng)還包括至少一個(gè)能夠傳感至少一種水位、密度、電導(dǎo)率、pH、振動(dòng)、溫度、濁度、粘度、以及它們的組合的傳感器。
全文摘要
一種用于在洗滌區(qū)(103，203，303)內(nèi)清潔的洗滌系統(tǒng)，所述洗滌系統(tǒng)包括至少一個(gè)入口，所述入口能夠與供給水(102，202，302)流體連通；至少一個(gè)處理區(qū)(101，201，301)，所述處理區(qū)與至少一個(gè)入口流體連通，并且包括水軟化區(qū)(120，220，320)、電解區(qū)(130，230，330)、定量加料區(qū)(140，142，240，242，340，342)以及它們的組合。所述洗滌系統(tǒng)還包括至少一個(gè)出口，所述出口與至少一個(gè)能夠與洗滌區(qū)流體連通的處理區(qū)流體連通。
文檔編號(hào)D06F39/00GK101044278SQ200580035691
公開日2007年9月26日 申請(qǐng)日期2005年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月18日
發(fā)明者P·J·E·費(fèi)農(nóng), M·W·格洛戈夫斯基, J·C·霍特, R·R·加納, A·科斯特洛, A·C·貝克, A·C·康文茨, J·斯梅茨, P·C·A·范斯蒂恩溫克爾, P·G·格雷, G·D·克瑞克尚克, M·鄧肯 申請(qǐng)人:寶潔公司