(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗濯槽と、
前記洗濯槽に水道水を供給する水道水供給手段と、
洗い用に使用する前記水道水から金属イオンを捕捉する金属イオン捕捉手段と前記金属イオン捕捉手段により捕捉された前記金属イオンをすすぎ用に使用する水に放出する金属イオン放出手段とを備えた金属イオン脱着機構と
を具備することを特徴とする洗濯装置。
【請求項２】
前記金属イオン脱着機構は、前記電気分解手段から成ることを特徴とする請求項１記載の洗濯装置。
【請求項３】
前記電気分解手段は、電気分解槽と電極対とを具備することを特徴とする請求項２記載の洗濯装置。
【請求項４】
前記金属イオン捕捉手段は、前記電極対に電圧を印加することによって前記水道水中に含有される金属イオンを捕捉し、前記金属イオン放出手段は、前記金属イオン捕捉手段において印加された電圧とは逆向きに前記電極対に電圧を印加することによって捕捉された前記金属イオンを放出することを特徴とする請求項３記載の洗濯装置。
【請求項５】
前記電極対の一方の電極表面に水和性ゲルをつけたことを特徴とする請求項３記載の洗濯装置。
【請求項６】
前記金属イオン脱着機構は、前記洗濯槽と前記水道水供給手段との間に設けられた貯水槽内に配設したことを特徴とする請求項１記載の洗濯装置。
【請求項７】
前記洗濯槽と前記貯水槽との間には水を循環させる経路を設けたことを特徴とする請求項６記載の洗濯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被洗浄物を洗濯するための洗濯装置に係わり、特に、水道水中に含有される金属イオンを洗い時には捕捉し、すすぎ時には放出する手段を備えた洗濯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、洗濯機の洗浄能力を上げるには、攪拌性を高め、洗濯時間を長くし、使用する水の量を増やす必要がある。しかしながら、攪拌性を高めたり、洗濯時間を長くすると洗濯物への負荷がかかる。また、洗濯時間を長くするということは洗濯機の動力である電気の使用量が増えることであり、使用する水の量を増やすのと同様に、昨今の省資源化の要望とは逆行してしまう。
【０００３】
攪拌性を高めること、洗濯時間を長くすること、そして水の量を増やすこと以外に、洗濯機の洗浄能力を上げる手段として考えられることは、水道水中のカルシウムイオンやマグネシウムイオンのような金属イオンを除去することである。水道水中の金属イオンは、通常の洗剤に含有される界面活性剤と結合してしまい、洗剤の洗浄能力を低下させてしまう。日本の水道水は軟水であるため、外国に比べると金属イオン含量は少ない傾向にはあるものの、地域によっては、数ｐｐｍから数十ｐｐｍの金属イオンが含有されていることがある。すなわち、洗浄時にこの水道水中に含有される金属イオンを完全に除去することによって洗浄能力を高めることができる。
【０００４】
代表的な洗剤の構成は、界面活性剤４５％、ビルダー４５％、その他成分１０％である。
【０００５】
界面活性剤には、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム（ＬＡＳ）、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル（ＡＥ）、アルキル硫酸エステルナトリウム（ＡＳ）、高級アルコール系等の一般に泥汚れに強いアニオン系界面活性剤；多価アルコール脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル等の一般に油汚れに強いノニオン系界面活性剤；アルキルアミン塩、アルキル第４級アンモニウム塩等の柔軟性を与えるカチオン系界面活性剤等がある。中でも、アニオン系界面活性剤は特に金属イオンと結合しやすい。
【０００６】
また、ビルダーとしては、リン酸塩、ゼオライト、有機酸等が挙げられる。ビルダーは、油汚れ成分と反応して、脂肪酸ナトリウムを形成して自己乳化を起こして汚れを落とすものである。この脂肪酸ナトリウムが金属イオンと結合して洗浄性能を低下させることもある。
【０００７】
リン酸塩は、水の富養化を起こしたりするため使用が制限されている。一方、ゼオライトについては、金属イオンの多い水道水が供給されている地域にも対応できるよう、かなり過分に使用されている。ゼオライトは多量に用いると、水の濁度が上がったり、すすぎ水が透明になるのが妨げられたりする。
【０００８】
ビルダーには金属イオンを吸着して除去したり、イオン交換したり、溶解する効果があるが、洗剤にビルダーが含まれていると、洗浄時にビルダーが効果を発現することになる。洗浄時にビルダーの働きによって金属イオンが除去されるのは望ましい。しかしながら、すすぎ時には金属イオンが存在している方が望ましい。というのは、金属イオンがすすぎ時に存在していると、必要以上の泡立ちを抑えて、すすぎの効率を上げ、短時間ですすぐことができるためである。
【０００９】
このように、ビルダーを洗剤に入れない方がすすぎの効果が上がる。洗剤にビルダー入れない方法として、特開平５−１１５６８１号公報（ライオン株式会社）に、吸水時に水道水中に含有される金属イオンを電気分解によって除去した後に洗濯槽内に供給するという方法が提案されている。この方法によれば、洗浄時に除去された金属イオンは、電極の再生時にそのまま排水されてしまっている。また、この方法では、電気分解に時間がかかるため、数分間で数十リットルの水を供給する通常の洗濯機では、十分にその機能を発揮することはできなかった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述の通り、従来の洗濯装置においては、ビルダーを用いることなく洗浄時に金属イオンを除去する方法は採用しているものの、すすぎ時の効率には着目されておらず、泡立ちを抑えて短時間ですすぐという技術課題が示されていなかった。
【００１１】
本発明の目的は、ビルダーの代わりに電気分解手段等を用いて、洗い時には金属イオンを捕捉し、すすぎ時には金属イオンを放出することのできる洗濯装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の洗濯装置は、洗濯槽と、洗濯槽に水道水を供給する水道水供給手段と、洗い用に使用する水道水中から金属イオンを捕捉する金属イオン捕捉手段と金属イオン捕捉手段により捕捉された金属イオンをすすぎ用に使用する水に放出する金属イオン放出手段とを備えた金属イオン脱着機構を具備することを特徴としている。
【００１３】
本発明の洗濯装置によれば、洗い時には金属イオン捕捉手段が水道水中のカルシウムイオンやマグネシウムイオン等の金属イオンを捕捉し、洗い時に洗剤に含有される界面活性剤が金属イオンと結合するのを防いで洗浄能力を低下させることなく洗浄を行うことができ、金属イオン放出手段が金属イオンをすすぎ水に戻すことによって、すすぎ時に泡立ちを抑えすすぎ時間を短くすることができる。
【００１４】
本発明の洗濯装置において、前記金属イオン脱着機構の部位は水道水の水が入りやすい場所であれば特に制限はない。また、形状や大きさについても、洗濯槽の大きさやその他使用条件に合わせて適宜調整することができるため、特に制限されない。
【００１５】
本発明の洗濯装置において、金属イオン脱着機構は、電気分解手段から成る。水道水供給手段により供給された水道水が電気分解手段に持ち込まれる。
【００１６】
本発明の洗濯装置において、電気分解手段は、電気分解槽と電極対とを具備している。電気分解槽に持ち込まれた水道水に含有されるカルシウムイオンやマグネシウム等の金属イオンは、陽極と陰極からなる電極対に電圧を印加することによって捕捉される。
【００１７】
具体的には、電気分解槽に二価の金属塩を含む水道水を入れ、両電極間に電圧を印加すると、陽極においては、Ｈ2 Ｏ→１／２Ｏ2 ↑＋２Ｈ＋＋２ｅ−という反応が起こり、陰極では２Ｈ2 Ｏ＋２ｅ−→Ｈ2 ↑＋２ＯＨ−という反応が起こる。
【００１８】
本発明において、電気分解は１組の電極対で行ってもよいし、２組以上の電極対を直列または並列に接続して用いてもよい。
【００１９】
本発明の電気分解槽に流す電流値は、水道水中に１０ｐｐｍのカルシウムイオンがあるとし、洗濯槽の容量を３０リットルとして計算すると、１０分間でこれを処理するには約２４０ｍＡとなる。
【００２０】
本発明の洗濯装置の電気分解手段において、金属イオン捕捉手段は、電極対に電圧を印加することによって水道水中に含有される金属イオンを捕捉し、金属イオン放出手段は、金属イオン捕捉手段において印加された電圧とは逆向きに電極対に電圧を印加することによって捕捉された金属イオンを放出する。
【００２１】
このように、洗いとすすぎとで印加する電圧の向きを変えるという簡便な手段で、水道水中の金属イオンを捕捉して洗いの効率を上げ、すすぎ水に対し捕捉した金属イオンを放出させて泡立ちを抑えてすすぎ時間を短縮することができる。
【００２２】
電気分解手段の電極対の一方の電極表面に水により膨潤し、水を分子内に取り込むことのできる水和性ゲルをつけると、さらにイオン捕捉効果が増大する。このゲルとしては、水分吸収性樹脂やイオン交換樹脂が挙げられる。
【００２３】
本発明の洗濯装置において、金属イオン脱着機構は、洗濯槽と水道水供給手段との間に設けられた貯水槽内に配設してもよい。また、洗濯槽と貯水槽との間には水を循環させる経路を設けてもよい。
【００２４】
このように、貯水槽を設けて、洗濯装置不使用時に予め水道水中の金属イオンを捕捉しておくと、さらに全体の洗濯時間を短縮させることができる。
【００２５】
また、本発明の洗濯装置の電気分解槽において、電極対間に隔膜を介在させてもさせなくてもよい。電極対間に隔膜を介在させない場合の電極材料は、イオン官能性の多孔質導電性物質にイオン交換物質を担持させたものである。多孔質導電性物質としては、多孔質炭素材料、多孔質金属材料、多孔質導電性セラミックス、グラファイト繊維シート等が例示される。また、イオン交換物質としては、ゼオライト、リン酸チタニウム、リン酸ジルコニウム、ポリアンチモン酸、二酸化マンガン等が挙げられる。
【００２６】
電極対間に隔膜を介在させる場合の電極材料としては、グラファイト、白金、チタン、ステンレス鋼、カーボン、導電性セラミックス等が例示される。また、電解用隔壁としては、石綿、素焼きセラミックス、イオン交換膜等が例示される。  また、本発明の洗濯装置において、洗濯槽は単槽でも多槽でもよく特に制限を受けない。
【００２７】
【発明の実施の形態】
［実施例１］
図１に本発明の洗濯装置の一例を示す。
【００２８】
本発明の洗濯装置は、洗濯機本体１内部に洗濯槽２と電気分解手段である金属イオン脱着機構４とが収容されている。洗濯機本体１の底部にはモーター７に連結された回転翼８があり、また、洗濯機本体１の上方には水道水供給口３が設けられている。水道水供給口３と連結された金属イオン脱着機構４には電極５、６と水道水が収容されており、洗い時には、電極５、６に直流電源（図示せず）から電圧を印加して水道水供給口３から供給された水道水を電気分解して、マグネシウムイオンやカルシウムイオン等の金属イオンを捕捉して、金属イオンの除去された水道水を、洗濯槽に供給する。また、すすぎ時には、洗い時に印加した電圧と逆向きの電圧を電極５、６に印加することによって、金属イオンをすすぎ水中に放出させて泡立ちを抑え、すすぎ水の使用量を減少させ、すすぎ時間の短縮を図る。
【００２９】
金属イオン脱着機構４における金属イオンの捕捉および放出について、図２（ａ）および（ｂ）を用いて説明する。洗い時に金属イオンを捕捉する場合は、電極６が陰極、電極５が陽極となるように電圧を印加して陰極６に金属イオンを捕捉させる。すすぎ時には、電極５が陰極、電極６が陽極となるように電圧を印加して陽極６から捕捉した金属イオンを放出させる。このように、洗い時とすすぎ時で印加する電圧の向きを変えるという簡便な手段で、洗い時には洗浄能力を上げ、すすぎ時には、すすぎ水に残留している界面活性剤と捕捉された金属イオンを結合させて、不必要な界面活性剤を除去することによって、泡立ちが抑えられすすぎの効率が上がる。
【００３０】
［実施例２］
図３に示すように、金属イオン脱着機構４において、洗浄時にイオンを捕捉する電極６の表面に水和性ゲル９を塗布した以外は実施例１の洗濯機と同一である。水和性ゲル９を塗布すると、洗濯時に水道水から捕捉できる金属イオンの量が増加する。
【００３１】
［実施例３］
図４に示すように、金属イオン脱着機構４を、洗濯槽２と水道水供給口３の間に設けた貯水槽内に配設して、ポンプにより洗濯槽２への水の供給を行うようにした以外は、実施例１の洗濯機と同一である。
【００３２】
このような構造とすると、洗濯時ばかりでなく、洗濯機不使用時にも水道水を金属イオン脱着機構４に貯めて、予め金属イオンを捕捉しておくことができる。また、すすぎ時にもより多くの金属イオンを放出させることができる。このように、全体の洗濯時間をさらに短縮して効率を上げることができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の洗濯装置によれば、金属イオンを洗い水から捕捉する機能と、金属イオン捕捉機能により捕捉された金属イオンをすすぎ水に放出する機能を兼ね備えた金属イオン脱着機構を設けたことによって、洗い水から金属イオンを取り除くことによって洗浄能力が高まり、すすぎ水には捕捉した金属イオンを放出することですすぎ時間を短くすることができる。従って、省エネ、省資源化を図ることができる。また、電気分解手段は消耗しないため、簡便にかつ永続的にその効果を享受することができる。
【００３４】
また、電気分解手段において、電極表面にゲルからなるイオン捕捉体を設けるとさらに優れた金属イオン捕捉効果を得ることができる。
【００３５】
さらに、電気分解手段を貯水槽として設け、金属イオンを除去した水を貯留しておけば、洗い時、すすぎ時共にさらに時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の洗濯装置の断面図。
【図２】本発明の洗濯装置における電気分解手段の拡大断面図。
【図３】本発明の洗濯装置における他の電気分解手段の拡大断面図。
【図４】本発明の他の洗濯装置の断面図。
【符号の説明】
１…洗濯機本体
２…洗濯槽
３…水道水供給口
４…金属イオン脱着機構
５、６…電極
７…モーター
８…回転翼
９…水和性ゲル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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