(57)【要約】  基材を入れることのできる洗浄領域と軟水化領域とを含む、基材を清浄又は洗浄する際に使用するための洗浄系。【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材を清浄又は洗浄する際に使用するための洗浄系であって、
ａ．基材を入れることのできる洗浄領域と、
ｂ．該洗浄領域に流体連結された軟水化領域とを含んでなり、
該軟水化領域は、給水を受け取って、少なくともいくらか軟化された水を形成することができ、及び、
該軟水化領域は、少なくともいくらか軟化された水の少なくとも一部を洗浄領域へと流体移動させることができる、洗浄系。
【請求項２】
前記洗浄領域が、洗濯物及び食器類を含む基材を清浄又は洗浄することができる、請求項１に記載の洗浄系。
【請求項３】
前記軟水化領域が、ナノ濾過装置装置、電気脱イオン装置、電気透析装置、逆浸透装置、容量性脱イオン装置、及びイオン交換軟水化装置、及びそれらの組み合わせを含む、請求項１に記載の洗浄系。
【請求項４】
前記軟水化領域が、容量性脱イオン装置である、請求項５に記載の洗浄系。
【請求項５】
少なくともいくらか軟化された水が、約４ｍｍｏｌ／Ｌ未満の残留Ｃａ２＋硬度を含む、請求項１に記載の洗浄系。
【請求項６】
少なくともいくらか軟化された水が、給水圧約１００〜約１０００ｋＰａにおいて少なくとも約２Ｌ／ｈの軟水流量を含む、請求項１に記載の洗浄系。
【請求項７】
ａ．前記洗浄領域に流体連結された洗浄前処理領域、
ｂ．前記洗浄領域若しくは前記洗浄前処理領域内の基材をそれぞれ処理することができる、音波処理領域又は超音波処理領域、及び
ｃ．洗浄領域に流体連結された、給水又は少なくともいくらか軟化された水を電気分解することができる電解領域、のうちの少なくとも１つをさらに含んでなる、請求項１に記載の洗浄系。
【請求項８】
前記洗浄領域が、洗剤を利用することができる、請求項１に記載の洗浄系。
【請求項９】
前記洗浄領域及び前記軟水化領域が、実質的に１つのハウジング内に格納される、請求項１に記載の洗浄系。
【請求項１０】
前記洗浄領域及び前記軟水化領域が、独立して格納される、請求項１に記載の洗浄系。
【請求項１１】
プレフィルタをさらに含む、請求項１に記載の洗浄系。
【請求項１２】
基材を清浄又は洗浄する方法であって、
ａ．基材を入れることのできる洗浄領域と、該洗浄領域に流体連結された軟水化領域とを含む洗浄系を提供する工程を含んでおり、
該軟水化領域は、給水を受け取って、少なくともいくらか軟化された水を形成することができ、及び、
該軟水化領域は、少なくともいくらか軟化された水の少なくとも一部を洗浄領域へと流体移動させることができ、
前記方法は、さらに、
ｂ．基材を洗浄系とともに設置する工程と、
ｃ．給水を軟水化領域に流入させる工程と、
ｄ．軟水化領域を用いて、少なくともいくらか軟化された水を形成する工程と、
ｅ．少なくともいくらか軟化された水の少なくとも一部を洗浄領域に移動させる工程と、
ｆ．任意で、洗浄領域に洗剤を加える工程とを含んでなる、方法。
【請求項１３】
前記洗浄領域が、洗濯物若しくは食器類から選択される基材を清浄又は洗浄することができる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記軟水化領域が、ナノ濾過装置、電気脱イオン装置、電気透析装置、逆浸透装置、容量性脱イオン装置、及びイオン交換軟水化装置、及びそれらの組み合わせを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記軟水化領域が、容量性脱イオン装置である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
少なくともいくらか軟化された水が、約４ｍｍｏｌ／Ｌ未満の残留Ｃａ２＋硬度を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記洗浄系が、
ａ．前記洗浄領域に流体連結された洗浄前処理領域、
ｂ．前記洗浄領域若しくは前記洗浄前処理領域内の基材をそれぞれ処理することができる、音波処理領域又は超音波処理領域、及び
ｃ．前記洗浄領域に流体連結された、給水又は少なくともいくらか軟化された水を電気分解することができる電解領域、のうちの少なくとも１つをさらに含んでなる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
基材を清浄又は洗浄する際に使用するための洗浄系であって、
ａ．基材を容れることのできる洗浄領域と、
ｂ．軟水化領域と、
ｃ．電解領域とを含んでおり、
該軟水化領域は、少なくともいくらか軟化された水を、洗浄領域、電解領域、若しくはそれらの組み合わせへと導くことができ、及び、
該軟水化領域は、廃棄電解質の流れを電解領域へと導くことができ、及び、
該電解領域は、酸の流れ及び／又は塩基の流れを、洗浄領域、軟水化領域、若しくはそれらの組み合わせへと導くことができる、洗浄系。
【請求項１９】
前記軟水化領域が、容量性脱イオンユニットである、請求項１８に記載の洗浄系。
【請求項２０】
酸の流れが、軟水化領域に流体連結される、請求項１８に記載の洗浄系。
【請求項２１】
廃棄電解質の流れが、軟水化領域へと流体輸送される、請求項１８に記載の洗浄系。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
近年、洗濯物及び他の汚れた基材を洗浄する、様々な非洗剤ベース技術に関心が高まっている。例えば、洗濯物の清浄若しくは殺菌を促進するために電気分解、超音波、又はキャビテーション技術を利用する多数の洗濯機が、日本及びアジアの市場で発売されている。通常、そのような機械には、「洗剤不使用」として特徴付けられる比較的汚れが軽度の洗濯物を洗浄するように設計された少なくとも１つの洗浄サイクルが含まれる。しかし、洗濯機製造業者ら自身が明らかにしているように、許容可能な清浄性能を達成するには、界面活性剤系洗剤製品の使用が依然として必要なよりひどい汚れ若しくは染みの付いた品目の洗浄には、現在市場に出ている機械及び洗浄系の効果は、限られている。したがって、そのような機械は、洗濯の必要性の強度に従って非洗剤洗浄サイクルと洗剤洗浄サイクルとを選択可能な、いわゆる「ハイブリッド」使用向けに設計且つ市販されている。
【０００２】
全体的な資源利用の観点では、非洗剤ベースの清浄技術は、汚れが軽度の状況では洗剤製品使用量を節約する可能性をもち得るが、そのような節約は、程度の差こそあれ、より多くの水及びエネルギー利用が運転上必要となることによって相殺される。したがって、資源方程式は、絶妙にバランスが保たれている。
【０００３】
洗剤使用レベルの全範囲にわたって改善された洗浄性能をもたらすように、最新の「ハイブリッド」機械を含め、現在の洗濯機及び系の有効性を高めることが明らかに望ましい。また、資源、すなわち、化学物質、水、及びエネルギーの効率的且つ持続可能な全体的利用の状況で、性能改善をもたらすことも望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、洗濯洗浄機や自動食器洗い機など、家庭用若しくは施設用器具の分野で利用可能な、汚れた（１つ若しくは複数の）基材の清浄改善を洗剤使用レベル範囲にわたって可能にする方法及び系を提供することである。本発明のさらなる目的は、水、エネルギー、及び洗剤製品資源のより効率的な使用を可能にする洗浄方法及び洗浄系を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態では、本発明は、基材を清浄又は洗浄する際に使用するための洗浄系であって、基材を入れることのできる洗浄領域と、該洗浄領域に流体連結された軟水化領域とを含んでなり、該軟水化領域は、給水を受け取って、少なくともいくらか軟化された水を形成することができ、及び、該軟水化領域は、少なくともいくらか軟化された水の少なくとも一部を洗浄領域へと流体移動させることができる、洗浄系が含まれる。他の実施形態では、洗浄領域は、洗濯物及び食器類を含む基材を清浄又は洗浄することができる。さらに他の実施形態では、軟水化領域は、ナノ濾過装置、電気脱イオン装置、電気透析装置、逆浸透装置、容量性脱イオン装置、及びイオン交換軟水化装置、並びにそれらの組み合わせを含む。さらに他の実施形態では、軟水化領域は、容量性脱イオン装置である。
【０００６】
一実施形態では、少なくともいくらか軟化された水は、約４ｍｍｏｌ／Ｌ未満の残留Ｃａ２＋硬度を含む。他の実施形態では、少なくともいくらか軟化された水は、給水圧約１００〜約１０００ｋＰにおいて少なくとも約２Ｌ／ｈの軟水流量を含む。
【０００７】
一実施形態では、洗浄系は、洗浄領域に流体連結された洗浄前処理領域、洗浄領域若しくは洗浄前処理領域内の基材をそれぞれ処理することができる、音波処理領域又は超音波処理領域、及び、洗浄領域に流体連結された、給水又は少なくともいくらか軟化された水を電気分解することができる電解領域、のうちの少なくとも１つをさらに含む。
【０００８】
一実施形態では、洗浄領域は、洗剤を利用することができる。他の実施形態では、洗浄領域及び軟水化領域は、実質的に１つのハウジング内に格納される。さらに他の実施形態では、洗浄領域及び軟水化領域は、独立して格納される。さらに他の実施形態では、洗浄系は、プレフィルタをさらに含む。
【０００９】
一実施形態では、本発明には、基材を清浄又は洗浄する方法であって、基材を入れることのできる洗浄領域と、該洗浄領域に流体連結された軟水化領域とを含む洗浄系を提供する工程を含んでおり、該軟水化領域は、給水を受け取って、少なくともいくらか軟化された水を形成することができ、且つ、該軟水化領域は、少なくともいくらか軟化された水の少なくとも一部を洗浄領域へと流体移動させることができ、前記方法は、さらに、基材を洗浄系とともに設置する工程と、給水を軟水化領域に流入させる工程と、軟水化領域を用いて、少なくともいくらか軟化された水を形成する工程と、少なくともいくらか軟化された水の少なくとも一部を洗浄領域に移動させる工程と、任意で、洗浄領域に洗剤を加える工程とを含んでなる方法が含まれる。
【００１０】
一実施形態では、洗浄領域は、洗濯物若しくは食器類から選択される基材を清浄又は洗浄することができる。他の実施形態では、軟水化領域は、ナノ濾過装置、電気脱イオン装置、電気透析装置、逆浸透装置、容量性脱イオン装置、及びイオン交換軟水化装置、並びにそれらの組み合わせを含む。他の実施形態では、軟水化領域は、容量性脱イオン装置である。
【００１１】
一実施形態では、少なくともいくらか軟化された水は、約４ｍｍｏｌ／Ｌ未満の残留Ｃａ２＋硬度を含む。
【００１２】
一実施形態では、洗浄系は、洗浄領域に流体連結された洗浄前処理領域、洗浄領域若しくは洗浄前処理領域内の基材をそれぞれ処理することができる、音波処理領域又は超音波処理領域、及び、洗浄領域に流体連結された、給水又は少なくともいくらか軟化された水を電気分解することができる電解領域、のうちの少なくとも１つをさらに含む。
【００１３】
一実施形態では、本発明には、基材を清浄又は洗浄する際に使用するための洗浄系であって、基材を入れることのできる洗浄領域と、軟水化領域と、電解領域とを含んでおり、該軟水化領域は、少なくともいくらか軟化された水を、洗浄領域、電解領域、若しくはそれらの組み合わせへと導くことができ、且つ、該軟水化領域は、廃棄電解質の流れを電解領域へと導くことができ、且つ、該電解領域は、酸の流れ及び／又は塩基の流れを、洗浄領域、軟水化領域、若しくはそれらの組み合わせへと導くことができる、洗浄系が含まれる。
【００１４】
一実施形態では、軟水化領域は、容量性脱イオンユニットである。他の実施形態では、酸の流れは、軟水化領域に流体連結される。さらに他の実施形態では、廃棄電解質の流れは、軟水化領域へと流体輸送される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本明細書は、本発明を特に指摘し明確に主張する特許請求の範囲をもって結論とするが、本発明は、以下の説明からより良く理解されると考えられる。
【００１６】
本発明の組成物は、本発明の構成成分並びに本明細書で記載されるその他の成分を含むことができ、それらから本質的に成ることができ、又はそれらから成ることができる。本明細書で使用するとき、「から本質的に成る」とは、組成物又は構成成分が追加成分を含んでよいが、それら追加成分が特許請求される組成物又は方法の基本的及び新規な特徴を大きく変化させない場合に限ることを意味する。
【００１７】
特に指示のない限り、本明細書で使用される百分率及び比率は、すべて総組成物の重量を基準とし、測定は、すべて２５℃で行われる。１角度は、完全回転の１／３６０に等しい大きさの角度指標の平面単位である。
【００１８】
本明細書で使用されるすべての測定値は、特に指定のない限り、メートル単位である。
【００１９】
本明細書で使用するとき、用語「製品」は、汚れた基材の洗浄及び清浄に適した活性物質ベースの洗剤組成物、並びに、洗浄後に使用するのに適した、又は活性物質ベースの洗剤と併せて使用するのに適した、付随的な基材利益若しくは効果をもたらすように設計された補助組成物、例えば、仕上げ剤、すすぎ剤、洗浄後の布地ケア利益をもたらすように設計された布地強化剤（fabric enhancers）、及び洗浄後の表面ケア利益をもたらすように設計された洗剤補助剤を包含する。用語「製品分配領域」「製品貯蔵手段」などは、それに応じて解釈されるべきである。
【００２０】
本明細書で使用するとき、用語「給水」は、市町村で供給される水及び地下水を含め、本管から直接得られる水、再生水の貯蔵に使用される再生利用リザーバや貯蔵タンクなど、本管若しくは使用済み水リザーバからの水、又はそれらの組み合わせからの水を包含する。
【００２１】
本明細書で使用するとき、用語「洗濯物」は、織布及び不織布を包含する。この布地についての非限定的用途としては、衣服、寝具、タオルなどが挙げられる。
【００２２】
本明細書で使用するとき、用語「食器類」は、これらに限定するものではないが、食器類皿、ポット、鍋類、皿類、カップ、ガラス製品などを含め、食事、調理、及び給仕などのための道具を包含する。
【００２３】
今や、驚くべきことに、本発明の洗浄系が清浄及び洗浄効果の増大をもたらすことが見出された。さらに、該洗浄系は、様々な清浄又は洗浄の負荷量について使用することができる。本発明の第１の態様によれば、基材を入れることのできる洗浄領域と、該洗浄領域に流体連結された軟水化領域とを含む、汚れた（１つ若しくは複数の）基材を清浄又は洗浄する際に使用するための洗浄系が提供される。軟水化領域は、給水を受け取って、少なくともいくらか軟化された水を形成することができる。軟水化領域は、また、少なくともいくらか軟化された水の少なくとも一部を洗浄領域へと流体移動させることもできる。任意で、洗浄系には、また、製品分配領域（本明細書では「分配領域」とも呼ぶ）、洗浄領域又は洗浄前処理領域内の汚れた基材を音波処理又は超音波処理する手段、給水又は洗浄溶液を電気分解する電解領域、及び洗浄溶液殺菌領域、のうちの１つ以上を含めることもできる。洗浄領域には、２つの目的があって、洗浄後すすぎ領域の役割も果たすことができ、或いは、洗浄系は、任意で、別個の洗浄後すすぎ領域を含むこともできる。
【００２４】
一実施形態では、本発明の洗浄系が実質的に１つのハウジング内に収められることが企図される。理論に束縛されるものではないが、本発明の洗浄系を実質的に１つのハウジング内に格納することによって、洗浄系の要素間に必要な配管系統又は流体連結が最小限に抑えられると考えられている。また、本発明の洗浄系を実質的に１つのハウジング内に格納すると、本発明の洗浄系によって必要とされる容積及び／又は空間が最小限に抑えられる。
【００２５】
他の実施形態では、洗浄領域及び軟水化領域が独立して格納されることが企図される。このような実施形態は、洗浄系が使用する地点にある場合に企図される。非限定的な一実施例では、本発明の軟水化領域が洗浄領域とは異なるハウジング内に配置されることが企図される。軟水化領域は、取入口の水の流れと洗浄領域の入口との間に流体連結される。このような実施形態では、洗濯機及び自動食器洗い機を構成する洗浄領域、水加熱装置、並びに「家全体（whole-house）」の取入口の流れを含めて、給水を利用する既存の装置が、給水の処理のためにかかる軟水化領域が存在するように改造且つ／又は適合されてもよいことが企図される。
【００２６】
軟水化領域
本発明によれば、本明細書の洗浄系は、軟水化領域を含む。本発明の系及び方法では、軟水化領域は、ナノ濾過、電気脱イオン、電気透析、逆浸透、イオン交換、及び容量性脱イオン軟水化装置、並びにそれらの組み合わせから選択される１つ以上の装置を含む。一実施形態では、軟水化領域には、本発明の譲受人に共に譲渡され、ベック（Baeck）、コンベンツ（Convents）、及びスメッツ（Smets）の名で共に出願された特許出願、出願人参照番号ＣＭ２８４９Ｆに開示されている領域を含めることができ、前記特許出願を、本明細書に参考として組み込み、以下で詳細に説明する。
【００２７】
一実施形態では、軟水化領域は、水を、残留Ｃａ２＋硬度約４ｍｍｏｌ／Ｌ未満に軟化させるのに有効であり、他の実施形態では約２ｍｍｏｌ／Ｌ未満、さらに他の実施形態では約１ｍｍｏｌ／Ｌ未満、さらに他の実施形態では約４ｍｍｏｌ／Ｌ〜約０．０１ｍｍｏｌ／Ｌ、さらに他の実施形態では約２ｍｍｏｌ／Ｌ〜約０．０５ｍｍｏｌ／Ｌ、さらに他の実施形態では約１ｍｍｏｌ／Ｌ〜約０．１ｍｍｏｌ／Ｌに軟化させるのに有効である。
【００２８】
ただし、水の軟度を高める技術が、これらに限定するものではないが、陽イオン種、陰イオン種、双極性イオン種、両性種、及びそれらの組み合わせを含めたイオン種を除去することは、周知である。そのような陽イオン種としては、カルシウム、鉄、マグネシウム、マンガン、ナトリウム、及びそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。そのような陰イオン種としては、塩素、フッ素、炭酸塩、及びそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。
【００２９】
洗浄系は、さらに、軟水化領域の下流で、且つ該軟水化領域と流体連通する、少なくともいくらか軟化された水を貯蔵して洗浄領域に放出する、軟水リザーバを含むことができる。
【００３０】
理論に束縛されるものではないが、軟水化領域は、少なくともいくらか軟化された水を形成すると考えられている。いくらか軟化された水は、洗浄領域に移動されると、該洗浄領域に加えられるあらゆる製品の有効性を増大させる。さらに、少なくともいくらか軟化された水の使用は、硬水沈着物やスケールなどの蓄積を低減且つ／又は防止して、よりクリーンな洗浄系構成要素をもたらすので、この少なくともいくらか軟化された水が、洗浄系構成要素の使用可能期間を延長させると考えられている。
【００３１】
容量性脱イオン
他の実施形態では、軟水化領域は、容量性脱イオンを利用する。容量性脱イオンユニットは、水を軟化させるのに帯電電極を利用する。電極による容量性脱イオンは、水からイオン種及び他の不純物を除去することができる。理論に束縛されるものではないが、水は、低い電位差及び／又は電圧に保たれた電極間を通過する。電極がイオン種で飽和したときには、電極は、静電的に再生され、イオン種が廃棄電解質の流れとして排出される。電極は、電極の極性を逆転させ、水で洗い流すことによって、定期的にイオン種が除去される。さらに、電極を酸の流れ又は塩基の流れと接触させることによって、電極を吸着物質から再生させることができる。一実施形態では、酸の流れ及び塩基の流れは、本明細書で論じるように、電解領域によって再生される。
【００３２】
一実施形態では、容量性脱イオンユニットの電極は、炭素エアロゲルから作製される。代表的な炭素エアロゲル電極は、米国特許第６，３０９，５３２号（トラン（Tran）ら）に見られる。炭素エアロゲル電極は、優れた化学的安定性と、非常に大きい表面積とを有する。
【００３３】
一実施形態では、炭素エアロゲルは、様々な炭素系を用いて製造される。これらの系は、必ずしもそうとは限らないものの、熱分解によって製造されることが多い。これらの炭素系としては、レゾルシノール／ホルムアルデヒドレゾルシノール／フェノール／ホルムアルデヒド、ヒドロキノン／レゾルシノール／ホルムアルデヒド、フロログルシノール／レゾルシノール／ホルムアルデヒド、カテコール／レゾルシノール／ホルムアルデヒド、ポリ塩化ビニル、フェノール／ホルムアルデヒド、エポキシ化フェノール／ホルムアルデヒド、ポリ塩化ビニル、フェノーリベンズアルデヒド（phenolibenzaldehyde）、酸化ポリスチレン、ポリフルフリルアルコール、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニリデン、セルロース、ポリブチレン、酢酸セルロース、メラミン／ホルムアルデヒド、ポリビニルアセテート、エチルセルロース、エポキシ樹脂、アクリロニトリル／スチレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイソブチレン、ポリエチレン、ポリメチル−メタクリレート、ポリ塩化ビニル／ジビニルベンゼン、ジビニルベンゼン／スチレン、並びにそれらの組み合わせ及び混合物が挙げられるが、これらに限定されない。
【００３４】
容量性脱イオンユニットで使用するための電極を形成するのに、他の原材料を使用することができる。一実施形態では、米国特許第６，７３７，４４５号（ベル（Bell）ら）及び米国特許出願第２００３０１５３６３６号（ディーツ（Dietz）ら）に例示されている電極が使用される。さらに、米国特許第６，４６２，９３５号（シュウ（Shiue）ら）及び米国特許出願第２００４００９５７０６号（ファリス（Faris）ら）に記載のように、電極を貫流式（flow through fashion）に配置してもよい。
【００３５】
一実施形態では、少なくともいくらか軟化された水を製造するために容量性脱イオンによって処理される給水の流量は、約０．５リットル／分〜約２０．０リットル／分であり、他の実施形態では約０．７５リットル／分〜約８リットル／分、さらに他の実施形態では約１リットル／分〜約５リットル／分であり、さらに他の実施形態では約１リットル／分よりも多い。
【００３６】
一実施形態では、容量性脱イオンユニットで用いられる電極の全表面積は、約２００〜約１５００ｍ２／ｇであり、他の実施形態では約４００〜１２００ｍ２／ｇ、他の実施形態では約５００〜１０００ｍ２／ｇである。
【００３７】
一実施形態では、電位差又は電圧は、約０．５ボルト〜約１０ボルトであり、他の実施形態では約０．７５〜約８ボルト、さらに他の実施形態では約１〜約５ボルトである。
【００３８】
一実施形態では、容量性脱イオンユニットは、自己清浄可能である。自己清浄式の一実施形態では、電極が該電極をまたぐ抵抗の増大及び硬度低減レベルの低下によって示される溶液からのイオン種の吸着の低下を示すときに、清浄が始まる。一実施形態では、電極性能の低下は、伝導度計によって観察される。当業者は、本発明の電極性能の低下を測定する手段を容易に決定可能である。性能の低下は、一実施形態では、「汚れた」電極の伝導度を「清浄な」電極の伝導度によって除して、伝導度比を決定することによって測定される。伝導度比が予め定められた値に達したときに、自己清浄サイクルが開始される。一実施形態では、自己清浄サイクルは、伝導度比が約０．９未満のときに開始され、他の実施形態では伝導度比が約０．７未満、さらに他の実施形態では伝導度比が約０．５未満のときに開始される。
【００３９】
任意で、容量性脱イオンユニットは、プレフィルタをさらに含む。理論に束縛されるものではないが、プレフィルタは、電極の耐用期間を延長すると同時に、電極の自己清浄サイクルの頻度を減らすことができると考えられている。プレフィルタは、給水に含有される中性荷電種を吸収する、ブロックする、ないしは別の方法で除去すると考えられている。そのような中性荷電種は、容量性脱イオンユニット上の電極によって最小限の影響しか受けないので、電極上の吸着部位を汚染するおそれがある。本発明のプレフィルタは、給水からかなりの中性荷電種を吸収する、ブロックする、且つ／又は別の方法で除去するいずれかの材料から作製される。そのような材料としては、活性炭、シリカ、紙、金属メッシュフィルタ、膜、ゲル、及びそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【００４０】
ナノ濾過
他の実施形態では、軟水化領域は、給水濾過装置を含む。濾過装置の１つの種類は、約０．０００１６ａｇ（１００ダルトン）〜約０．００１６ａｇ（１０００ダルトン）、好ましくは約０．０００３３ａｇ（２００ダルトン）〜約０．００１６ａｇ（１０００ダルトン）の範囲のカットオフを有するナノ濾過装置である。他方、装置のクリーンな水の流量は、２５℃、１００ｋＰにおいて、好ましくは少なくとも３、より好ましくは少なくとも６Ｌ／ｍ２ｈである。装置は、マグネシウムイオン阻止が好ましくは少なくとも５０％、より好ましくは少なくとも８０％である（０．３５重量％ＭｇＳＯ４、６００ｋＰ、Ｒｅ＝２５００、２５℃）。
【００４１】
さらに他の実施形態では、軟水化領域は、透過液出口及び保持液出口を有する直交流濾過装置の形態をしており、透過液出口が、洗浄領域と流体連通しており、保持液出口が、廃液貯蔵領域、排出領域、及び洗浄溶液浄化・再生利用領域のうちの１つ以上と流体連通している。
【００４２】
さらに他の実施形態では、直交流装置には、給水取入れ、保持液再循環、硬水廃液流出、及び任意の再循環ポンプが設けられている。一実施形態では、軟水透過液と硬水廃液との流量比は、少なくとも約１：１であり、他の実施形態では少なくとも約３：１、さらに他の実施形態では少なくとも約５：１、さらに他の実施形態では少なくとも約８：１である。
【００４３】
そのような濾過装置は、好ましくは、毛管若しくは管状濾過膜の束が中に据え付けられた膜区画を備えるフィルタハウジングを含むモジュールの形態をしており、該濾過膜の端部は、膜ホルダに入れられ、１つ以上の入口及び１つ以上の保持液出口と連通する。フィルタハウジングには、また、該フィルタハウジングの壁に１つ以上の透過液出口と連通する１つ以上の開口部も設けられている。給水供給部からの熱水又は冷水が、入口への連結部を通じてフィルタハウジングに流入し、次いで毛管若しくは管状濾過膜を通過し、得られる保持液及び透過液が、連結部を通じて対応する保持液出口及び透過液出口へと排出される。そのような配置を、本明細書では「インサイドアウト（inside-out）」配置と呼ぶ。
【００４４】
或いは、モジュールを逆の方式（「アウトサイドイン（outside-in）」）で動作させることもでき、その際、給水が供給され、保持液が、対応する入口及び保持液出口連結部と連通するフィルタハウジングの壁の開口部を通じて排出される。この場合、透過液は、濾過膜内で収集され、それらの開口端及び対応する透過液出口連結部を通じて排出される。
【００４５】
モジュールには、また、濾過膜に加わる横方向力を低減するために、膜区画への１つ以上の開口部を備えた濾過膜の方向を横断するように設置された１つ以上の分配パイプを設けることもでき、そのような配置がＰＣＴ国際公開特許ＷＯ−Ａ−９８／２０９６２に詳細に記載されている。
【００４６】
代表的な濾過装置又はモジュールとしては、Ｘ−フローＢ．Ｖ．（X-FlowB.V.）によりＮＦ５０Ｍ１０の表記で市販される、インサイドアウト濾過用に開発されたポリアミド／ポリエーテルスルホン・ナノ濾過膜が挙げられる。
【００４７】
ナノ濾過膜は、給水中の塩素による分解又は攻撃を受けやすい場合がある。したがって、濾過装置は、該装置の作業耐用期間を延長するために、炭素プレフィルタ、酸化防止剤、又は真鍮など、塩素除去系と併せて使用されてよい。
【００４８】
濾過装置の実施形態では、濾過装置は、好ましくは、また、高圧下で濾過モジュールを通じて保持液の流れを再循環させるポンプも含んでおり、該ポンプは、保持液を再循環させるという唯一又は主要な目的で再循環ループ内に配置され、或いは洗浄器具又は洗浄領域の主排出ポンプに動作可能に連結される。
【００４９】
電気透析／電気脱イオン
さらに他の実施形態では、軟水化領域は、電気透析又は電気脱イオン装置を含む。電気透析では、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜とが交互に積み重ねられ、得られる区画された配列が、反対に帯電した２つの電極間に設置される。給水が、低い圧力下で装置に送り込まれ、膜の間を循環される。電極に直流を印加すると、陽イオン及び陰イオンが、それぞれ陰極及び陽極に向かって反対方向に移動し、交互の区画に集まる。次いで、装置からの少なくともいくらか軟化された水が洗浄領域に送り込まれ、硬水廃液が、廃液貯蔵領域、排出領域、及び洗浄溶液浄化・再生利用領域のうちの１つ以上に送り込まれる。
【００５０】
電気脱イオンは、事実上、電気透析とイオン交換との組み合わせである。この場合、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂との混合物が、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜との間に導入され、給水中のすべてのイオン種が樹脂内に捕捉される。次いで、少なくともいくらか軟化された水の流出が洗浄領域に送り込まれると、装置は、陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂がその後の使用のために再生される電気化学的再生サイクルを受ける。次いで、得られる硬水廃液は廃液貯蔵領域、排出領域、及び洗浄溶液浄化・再生利用領域のうちの１つ以上に送り込まれる。
【００５１】
本発明の洗浄系は一体型の軟水化・洗浄器具の形態をとることができ、その際、軟水化領域及び洗浄領域は２つの領域が器具の導管を介して互いに流体連通する単一の器具に組み込まれ、その一部を成す。他の実施形態では、洗浄系は軟水化器具及び洗浄器具を連結形態（hyphenated form）で含んでおり、軟水化器具及びその関連軟水化領域が、ユーザーの必要に応じて洗浄器具の給水入口導管に永久的又は一時的に嵌合できる独立型ユニットを形成しており、軟水化器具に必要な電源は、洗浄器具用の電源からとられ、又は主電源から別個にとられる。
【００５２】
洗浄溶液の浄化
任意で、洗浄系は洗浄溶液を清浄且つ再生利用する目的で、洗浄領域と流体連通する洗浄溶液浄化・再生利用領域を含む。洗浄溶液の清浄は、オフライン位置で別個のバッチ操作としてバルク溶液に対して実施できるが、好ましくは、清浄は、洗浄系の再生利用ループ部分内で洗浄溶液の流れに対して実施される。或いは、清浄を、洗浄領域自体の一部又はサブ領域内で起こすこともできる。用語「清浄」は、洗浄溶液（必要に応じて、バルク溶液又は洗浄溶液の流れのいずれか）の汚れ含有量の低減を指しており、汚れ含有量は、例えば、濁度を用いて測定される。好ましくは、再生洗浄溶液の濁度は、約１５ＮＴＵ未満、より好ましくは約５ＮＴＵ未満である。
【００５３】
清浄後、溶液は、再循環されて洗浄領域へと戻され、洗浄領域で、該溶液を同一若しくは後続の洗浄工程で、又は洗浄後すすぎ工程で使用することができる。この種の好ましい諸実施形態では、洗浄溶液は、洗剤を利用した、好ましくは漂白剤を利用した洗浄工程の前の、本質的に洗剤不使用の予洗浄工程中又は該予洗浄工程の終わりに、洗浄領域へと再循環される。本発明の予洗浄の実施形態は、本明細書では、改善された漂白及び清浄性能をもたらす観点から、漂白剤を利用した基材洗浄工程の場合に特に有益である。好ましくは、洗浄系は同一の基材洗浄工程中に洗浄溶液の連続的又は半連続的な浄化及び再生利用をもたらすように配置されており、換言すれば、洗浄溶液は、洗浄領域から汚れを除去し、且つ基材上への汚れの再付着を低減若しくは最小限に抑えるように、洗浄工程若しくは予洗浄工程中に連続的に又は１つ以上の操作段階で再生利用される。洗剤を「本質的に不使用」とは、洗浄溶液の約０．１重量％未満の洗剤製品を含有する洗浄溶液を意味する。
【００５４】
本発明の特定の系及び方法では、洗浄溶液浄化・再生利用領域は、再生洗浄溶液の濁度を約１５ＮＴＵ未満、好ましくは約５ＮＴＵ未満に低下させるのに有効な洗浄溶液濾過装置を含む。他方、装置によって放出される透過液流量は、約１００〜約１０００ｋＰ（１〜１０ｂａｒ）、好ましくは約１００〜約４００ｋＰ（１〜４ｂａｒ）の範囲の圧力で動作するときに、好ましくは少なくとも約１００Ｌ／ｈ、より好ましくは少なくとも約５００Ｌ／ｈである。膜の表面積は、好ましくは約０．０１〜約２ｍ２、より好ましくは約０．０５〜約１ｍ２、特に約０．２５〜約０．７５ｍ２である。
【００５５】
本明細書の他の実施形態では、洗浄溶液浄化・再生利用領域は、限外濾過又は精密濾過装置を含む。濾過装置は、好ましくは約０．００１６ａｇ（１０００ダルトン）〜約１μｍ、より好ましくは約０．０５μｍ〜約０．５μｍの範囲のカットオフを有する。濾過装置は、好ましくは１つ以上の管状膜を含んでおり、各膜の管腔サイズは、好ましくは約１〜約１０ｍｍ、より好ましくは約２〜約６ｍｍ、特に約３〜約５ｍｍである。濾過装置は、好ましくは少なくとも約１０００Ｌ／ｍ２．ｈ．１００ｋｐ（ＲＯ水、２５℃）、より好ましくは１００ｋＰにおいて少なくとも約１０，０００Ｌ／ｍ２の、クリーンな水の流量を有する。本明細書でカットオフとは、全体的な最小値（０．００１６ａｇ（１０００ダルトン））が分子量カットオフの観点から与えられることを例外として、装置の膜の標準孔径レーティングを指す。管腔サイズは、膜の最小内径を指す。
【００５６】
一実施形態では、本発明の系には、直交流濾過装置を含む洗浄溶液浄化・再生利用領域が含まれる。一実施形態では、直交流濾過装置は、１つ以上の自立型で非対称の管状濾過膜を含んでおり、各管状膜が前述した寸法の管腔サイズを有する。他の実施形態では、装置は、相互連通する一連の膜サブユニットを含んでおり、各サブユニットが、１つ以上、好ましくは約２〜約２０、より好ましくは約５〜約１５個の管状濾過膜を含む束の形態である。装置が直列のサブユニットを複数含む場合、個々のサブユニットを、より大きい管腔サイズを有する管状膜の１つ以上のセクションによって相互連結することができる。装置内の管状膜の全経路長は、好ましくは約１０〜約２５０ｍ、より好ましくは約３５〜約１５０ｍであり、装置の入口から出口までの圧力損失は、好ましくは約２００ｋＰａ（２ｂａｒ）未満、より好ましくは約１００ｋＰａ（１ｂａｒ）未満、特に約２０〜５０ｋＰａ（約０．２〜約０．５ｂａｒ）である。さらに、各管状膜は、好ましくは、約１００〜約１０００ｋＰａ（１〜１０ｂａｒ）、好ましくは約１００〜約４００ｋＰａ（１〜４ｂａｒ）の範囲の動作圧力において、少なくとも約２３００、好ましくは少なくとも約４０００のレイノルズ数を有する。
【００５７】
直交流濾過装置には、洗浄溶液の取入口、並びに透過液及び保持液出口が設けられており、透過液出口は、洗浄領域と流体連通しており、保持液出口は、洗浄溶液緩衝領域又は廃液排出領域と流体連通している。
【００５８】
洗浄溶液緩衝領域を採用する系では、洗浄溶液は、洗浄領域から第１の導管に沿って緩衝領域へと送り込まれ、又は引き出され、次いで、加圧下でポンプを利用して緩衝領域から第２の導管に沿って直交流濾過装置の入口へと送り込まれる。また、よりサイズの大きい不純物の除去のために、約２０μｍよりも大きい粒子を除去するように設計された従来の粗フィルタ、例えば活性炭を、直交流濾過装置の上流に設けることもできる。次いで、得られる保持液が緩衝領域に再循環され、透過液が洗浄領域に戻される。また、直交流濾過装置の入口に圧力安全弁を設けることもでき、緩衝領域又は廃液排出領域への排液によって過剰な圧力が解放される。一実施形態では、緩衝領域は、まわりの環境に対して密閉されており、その場合、洗浄領域への透過液の除去と並行して、洗浄溶液が自動的に緩衝領域に引き込まれる。或いは、緩衝領域をまわりの環境と通気させ、洗浄溶液を加圧下で洗浄領域から緩衝領域へと送り込むこともできる。安全弁は、また、保持液出口、並びに緩衝領域の入口側及び出口側にも位置決めすることができる。また、濾過膜の断続的なクリーンスイーピング（clean-sweeping）又はバックフラッシング（back-flushing）を可能にするために、弁、例えばピンチ弁を、濾過装置の透過液出口ポートに設けることもできる。ただし、本発明の系の特徴は、バックフラッシング（back-flushing）又は付着物除去の方法でのメンテナンスを最小限しか必要としないことである。
【００５９】
濾過装置は、好ましくは、（１つ若しくは複数の）管状濾過膜が中に据え付けられた膜区画を備えるフィルタハウジングを含むモジュールの形態をしており、該濾過膜の端部は、膜ホルダに入れられ、入口及び保持液出口と連通する。装置が相互連通する一連の膜サブユニットを含む場合、各サブユニットは、一般に、管状膜の束と、管状膜の端部を入れる１対の膜ホルダと、フィルタハウジングの膜区画への透過液の排出を可能にするために１つ以上の開口部が設けられた外側シースとを含む。個々の膜サブユニットは、それら個々のサブユニットよりも管腔サイズが概ね大きい相互連結する管状膜の１つ以上の接合部を介して相互連通することができる。他方、一連のサブユニットのうちの末端サブユニットは、管状膜の１つ以上の接合部及び膜ハウジング内に収められた対応する膜ホルダを介して、入口及び保持液出口と連通することができる。フィルタハウジングには、また、該フィルタハウジングの壁に、（１つ若しくは複数の）透過液出口と連通する１つ以上の開口部も設けられている。洗浄溶液は、入口への連結部を通じてフィルタハウジングに流入し、次いで（１つ若しくは複数の）濾過膜を通過し、得られる保持液及び透過液が、対応する保持液及び透過液出口への連結部を通って排出される。
【００６０】
本明細書では、限外濾過又は精密濾過装置に、ポリプロピレン、ポリビニリデンジフルオリド、酢酸セルロース、セルロース、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、ポリスルホン、ポリアリールスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、脂肪族及び芳香族ポリアミド、ポリイミド、並びにそれらの混合物を含め、広範な膜材料を使用することができる。ただし、本明細書で好ましいのは、標準孔径比（内表面対外表面）が約１：１０、表面エネルギー（内表面）が約８ダイン／ｃｍの、非対称ポリエーテルスルホン膜である。
【００６１】
製品の分配
本発明の洗浄系は、また、好ましくは、製品分配領域も含んでおり、好ましい実施形態では、該製品分配領域は、軟水化領域と洗浄領域との中間に位置する。製品分配領域は、好ましくは、製品（活性洗剤、又は仕上げ剤若しくは布地強化剤のような洗剤補助剤のいずれか）を、洗浄領域内又は洗浄領域への給水の入口で、予め軟化された給水へと投入する手段を含んでおり、またさらに、バルク洗剤及び／又は洗剤補助製品のための製品貯蔵手段も含んでよい。加えて、製品分配領域は、一般に、製品貯蔵手段の充填、補充、又は交換を可能にする手段を含んでおり、またさらに、弁、分配オリフィス、又は軟水化領域の軟水流量に対して洗剤及び／若しくは洗剤補助製品の投入速度を制御する他の手段も含んでよい。好ましくは、分配領域及び軟水化領域は、直列に連結されており、又は一体型の軟水化・製品分配ユニット、すなわち、別個であるが相互連結された軟水化領域及び製品分配領域を有するユニットを含んでおり、製品分配領域は、軟水化領域の下流にあり、軟水化領域の流出側で製品を給水へと投入する手段を含む。
【００６２】
本発明によれば、洗浄工程中又は洗浄工程の終わりに、洗浄溶液を、後続の洗浄工程又は洗浄後すすぎ工程で使用するために洗浄領域へと再循環させることができる。この種の好ましい一実施形態では、洗浄溶液は、洗剤を利用した、好ましくは漂白剤を利用した洗浄工程の前の、本質的に洗剤不使用の予洗浄工程中又は該予洗浄工程の終わりに、洗浄領域へと再循環される。このような実施形態では、また、再生利用する前の清浄済み洗浄溶液を貯蔵する再生利用リザーバも含めることができる。
【００６３】
好ましくは、洗浄溶液の浄化及び再生利用を同時に実施しながら、基材を洗浄溶液と接触させる。このような実施形態では、基材洗浄工程中の１つ以上の操作段階で浄化及び再生利用を実施するという利点につながる可能性がある。例えば、一実施形態では、浄化及び再生利用は、洗浄工程の最後の半分で、例えば、洗浄工程の約５０％完了後、好ましくは少なくとも約７０％完了後、又はさらに約９０％完了後に開始される。或いは、系がその最適洗浄温度に達した後、或いは洗浄溶液が濁度若しくは伝導度閾値又は汚れの閾値に達した後で初めて、浄化及び再生利用が開始される。この目的で、洗浄系に、洗浄溶液の濁度、伝導度、又は汚れレベルに反応し、浄化及び再生利用を開始する引き金の役割を果たす、１つ以上のセンサーを設けることができる。
【００６４】
布地を洗濯するのに特に有用な他の好ましい実施形態では、洗浄溶液は、洗浄後すすぎ工程で使用するために、洗浄領域又はすすぎ領域に再循環される。この場合もやはり、再生利用する前の清浄済み洗浄溶液を貯蔵する再生利用リザーバを含めることができる。好ましくは、該方法は、ｉ）軟水化領域で給水が軟化される軟水化工程と、ｉｉ）活性洗剤製品が清浄有効量で洗浄溶液又は給水へと投入される任意の洗剤分配工程と、ｉｉｉ）汚れた基材が軟化された洗浄溶液と接触される洗浄工程と、ｉｖ）洗浄溶液浄化・再生利用工程と、ｖ）洗浄後の布地ケア又は審美的利益をもたらす布地強化剤が再生洗浄溶液へと投入される布地強化剤分配工程と、ｖｉ）布地と得られるすすぎ液とが接触されるすすぎ工程とを含む。適した布地強化剤としては、それ自体が周知の、香料及び他の嗅覚作用剤（olfactory agents）、織物柔軟化剤、アイロン補助剤（ironing aids）、抗菌剤、毛羽立ち防止助剤などが挙げられる。
【００６５】
本発明の好ましい方法では、洗浄工程は、約０〜約２重量％、好ましくは約０〜約１重量％、より好ましくは約０〜約０．５重量％、特に約０重量％〜約０．２５重量％の範囲の洗剤製品洗浄溶液濃度において行われる。ただし、通常、洗剤製品は、清浄有効量、すなわち、洗剤なしで達成できる最終結果を上回るように清浄最終結果を改善するのに有効な量で存在する。それ故に、洗剤製品は、通常、洗浄溶液の少なくとも０．１重量％のレベルで存在する。適しては、洗浄工程中の洗浄溶液のｐＨは、約５〜約１３、好ましくは約６〜約１２、より好ましくは約７〜約１１の範囲である。プロテアーゼ、セルラーゼ、及びアミラーゼなど、洗浄性酵素の使用を含む方法では、洗浄工程中の酵素濃度は、好ましくは活性酵素約０．０００１〜約１００ｐｐｍである。本明細書に用いるのに適した酵素の非限定的なリストは、例えば、ＵＳ２００２／０１５５９７１に開示されている。
【００６６】
本発明の好ましい応用例では、本明細書の洗浄領域は、いわゆる「高効率」洗浄領域、すなわち、高効率洗浄条件下で汚れた基材と洗浄溶液を接触させて該基材を該洗浄溶液で洗浄するように設計された洗浄領域の形態をとる。具体的には、本明細書では、軟水化と、高効率洗浄条件及び洗浄溶液浄化・再生利用との組み合わせが、洗剤使用レベル範囲にわたって、改善された基材の清浄、染み除去、及び白さの維持をもたらすのに特に有益であることがわかった。
【００６７】
本明細書で使用するとき、用語「高効率洗浄工程」「高効率洗浄条件」及び「高効率洗浄領域」は、洗浄系によって洗浄領域内での通常の機械的攪拌工程の結果としてもたらされる清浄性能のレベルを指す。換言すれば、これには、化学的、電気化学的、光化学的工程による、超音波若しくはキャビテーション法などの高エネルギー機械的工程による、又は濾過などを伴う水浄化・再生利用工程による、清浄性能への寄与は含まれない。機械的工程による清浄のレベルを、本明細書では、洗浄領域の「機械的作用」とも呼ぶことがある。洗浄領域の機械的作用は、１）機械パラメータ、例えば、洗濯機の種類、機械が水平軸機械であるか垂直軸機械であるか、ドラムの数、ドラムのサイズ、形状、及びバッフル配置、二次低圧スプレー系の使用など、並びに、２）サイクル選択に応じた運転パラメータ、例えば、ドラムの回転スピード及び回転パターン、洗浄工程の電力消費、水位、洗浄溶液内の動きの速度及びパターン、ドラム回転／サイクルの数などを含め、多くの異なるパラメータに依存する。本明細書で使用するとき、洗浄領域の機械的作用は、洗剤なしの状況で、１組の標準染み付き綿スワッチを使用して特定の使用条件下でもたらされる、染み除去性能の観点から定量化される。具体的には、「高効率」洗浄領域は、本明細書では、洗浄系の１つ以上の低温（２０℃〜４０℃）主洗浄サイクルにおいて最低限のレベルの機械的作用をもたらす、又はもたらすことのできる洗浄領域として定義される。洗浄領域で洗濯される布地は、高効率洗浄条件にさらされると言われる。高効率のために本明細書で必要とされる機械的作用の最低限のレベルは、後述する試験条件下で少なくとも約４７％の染み除去に相当する。好ましい実施形態では、機械的作用は、約５０％〜約６５％、より好ましくは約５３％〜約６０％の染み除去範囲の、いくらか高いレベルに設定され、上限は、布地ケアを考慮することによって設定される。
【００６８】
染み除去試験条件は、以下の通りである。
【００６９】
ＥＭＰＡ１０１−１０４ステインセット−純織布綿スワッチに、ＩＥＣ６０４５６、第４版、付録Ｅに従って、微粒子汚れ（カーボンブラック／鉱油）、酵素汚れ（血液）、脂汚れ（チョコレート／牛乳）、及び漂白可能汚れ（赤ワイン）で染みを付ける、器具ごとに８回反復する、バラスト荷重−きれいな洗濯物３ｋｇ、水硬度−６イギリスクラーク硬度、画像解析によるデータ分析はマクベス２４チップカラーチャート（Mac Beth 24 Chip Color Chart）に対して較正する、染み除去の増大（ＳＲＩ：stain removal increase）をステインセットにわたって平均する。
【００７０】
ソニックス
本発明の他の応用例では、本明細書の洗浄系は、洗浄領域又は洗浄前処理領域内の汚れた基材を音波若しくは超音波処理する手段をさらに含む。具体的には、本明細書では、音波若しくは超音波処理と、洗浄溶液浄化・再生利用及び軟水化との組み合わせが、洗剤使用レベル範囲にわたって、改善された基材の清浄をもたらすのに特に有益であることがわかった。好ましくは、汚れた基材を音波又は超音波処理する手段は、１つ若しくは複数の音波又は超音波エネルギー発生装置を含んでおり、発生されるエネルギーの周波数は、約１ｋＨｚ〜約１５０ｋＨｚ、好ましくは約２０ｋＨｚ〜約８０ｋＨｚの範囲であり、発生装置への入力電力は、約０．１Ｗ〜約５００Ｗ、好ましくは約１０Ｗ〜約２５０Ｗの範囲である。
【００７１】
一実施形態では、エネルギー発生装置は、超音波エネルギーを発生し、且つ該超音波エネルギーを洗浄領域内の汚れた基材に供給するように適合される。このような実施形態では、発生されるエネルギーの周波数は、好ましくは約２０ｋＨｚ〜約１５０ｋＨｚ、より好ましくは約２０ｋＨｚ〜約８０ｋＨｚの範囲であり、発生装置への入力電力は、洗浄領域内の洗浄溶液１リットル当たり約５．２８Ｗ〜１３２．１Ｗ（１ガロン当たり２０Ｗ〜約５００Ｗ）、より好ましくは洗浄溶液１リットル当たり約６．６Ｗ〜６６．１Ｗ（１ガロン当たり２５Ｗ〜約２５０Ｗ）の範囲である。このような実施形態で使用するのに適したエネルギー発生装置は、超音波振動子と電子電源（electronic power supply）とを含む。超音波振動子は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）振動子又は磁歪振動子のいずれかであることができる。市販の超音波振動子の例としては、ソニックス＆マテリアルズ社（Sonics & Materials Inc）から市販のビブラセルＶＣＸ（Vibra-Cell VCX）シリーズ、及びテルソニックＡＧ（Telsonic AG）から市販のチューブ共振器（Tube Resonator）が挙げられる。単一の振動子、又はいくつかの振動子の配列を、洗浄系で使用することができる。（１つ若しくは複数の）振動子は、底部に、又は洗浄領域を取り囲む側壁に据え付けることができる。また、洗浄領域に直接沈めることもできる。また、詳細に後述するように、振動子を洗濯機ドラム又は槽内に据え付けることもできる。
【００７２】
この種の好ましい実施形態では、洗浄系は、洗濯物を収容するためのドラムを含む前面投入型の洗濯機の形態をとり、ドラムは、その内周壁上に、洗濯物をタンブリングするための、１つ以上、好ましくは２〜４つ、より好ましくは３つのバッフルを有する。洗濯品目が対応するバッフルと接触しているバルク洗浄溶液から持ち上げられるときに音波若しくは超音波エネルギーが洗濯物に印加されるように、洗濯機は、また、ドラムの少なくとも１つのバッフル上、好ましくは各バッフル上に据え付けられた１つ以上の音波若しくは超音波発生装置を含む。この種の他の実施形態では、洗浄系は、その上に据え付けられた１つ以上の音波若しくは超音波発生装置を有する中央攪拌パドルを有する上面投入型洗濯機の形態をとる。
【００７３】
代替的な一実施形態では、エネルギー発生装置は、音波若しくは超音波エネルギーを発生し、且つ該音波若しくは超音波エネルギーを洗浄前処理領域内の汚れた基材に供給するように適合される。このような実施形態では、発生されるエネルギーの周波数は、好ましくは約１ｋＨｚ〜約８０ｋＨｚ、より好ましくは約２０ｋＨｚ〜約６０ｋＨｚの範囲であり、発生装置への入力電力は、好ましくは約０．１Ｗ〜約８０Ｗ、より好ましくは約１Ｗ〜約４０Ｗの範囲である。このような実施形態で使用するのに適したエネルギー発生装置は、汚れた基材の１つ以上の表面に物理的に接触するように適合された１つ以上の振動清浄振動子を含む。使用時には、汚れた基材は、清浄振動子の下方又は清浄振動子間を通り、該基材は、同時に又は予め洗浄溶液で濡らされる。清浄振動子は、洗浄領域の外側の好都合な位置に据え付けることができ、また、清浄振動子には、洗浄領域への洗浄溶液の排液を可能にするための手段を設けることができる。
【００７４】
本発明の系及び方法には、また、洗浄領域用のエネルギー発生装置及び洗浄前処理領域用のエネルギー発生装置と、前述の周波数及び入力電力とを組み合わせる実施形態も含めることができる。
【００７５】
電解領域
本発明の他の応用例では、本明細書の洗浄系は、電気分解によって活性化された洗浄溶液及び／又はすすぎ溶液を生成する目的で、給水若しくは洗浄溶液を電気分解する電解領域をさらに含む。具体的には、本明細書では、電気分解と、洗浄溶液浄化・再生利用及び軟水化との組み合わせが、洗剤使用レベル範囲にわたって、改善された基材の清浄をもたらすのに特に有益であることがわかった。本明細書の電解領域は、好ましくは、給水若しくは洗浄溶液を電気分解する少なくとも１対の電極を備えた電解手段を含んでおり、該電解手段は、それぞれ、給水電解手段及び洗浄水電解手段と呼ばれる。一般に、給水電解手段は、給水供給部と洗浄領域との中間に配置され、洗浄溶液電解手段は、洗浄領域内又は洗浄溶液再生利用領域内に配置される。本明細書では、また、給水電解手段と洗浄溶液電解手段との組み合わせも想定される。任意で、電解領域は、また、得られる電解水の貯蔵のためのリザーバ（電解リザーバ）、及び電解質若しくは他の酸化剤前駆体種を貯蔵して給水若しくは洗浄溶液へと分配する手段もを含むこともできる。
【００７６】
機能の点では、本明細書に用いるのに適した電解領域としては、酸化剤生成電解領域とｐＨ生成電解領域との両方が挙げられる。本発明の酸化剤生成実施形態では、給水若しくは洗浄溶液は、使用時に１つ以上の酸化剤前駆体種を含んでおり、電解領域は、酸化剤前駆体種の電気分解によって給水若しくは洗浄溶液中で酸化剤又は混合酸化剤種の１つ以上の流れを生み出す手段を含む。
【００７７】
本発明のｐＨ生成実施形態では、電解領域は、給水若しくは洗浄溶液中で酸性種及び／又はアルカリ性種の１つ以上の流れを生み出す手段を含んでおり、前記１つ以上の流れは、基材洗浄工程又は後続の基材すすぎ工程で使用するために洗浄領域に供給される。
【００７８】
「電気分解によって活性化された洗浄溶液」とは、例えば、酸化剤、混合酸化剤、酸性種、若しくはアルカリ性種を生成するために、電気分解にさらされた洗浄溶液、又は電気分解にさらされた給水に由来する洗浄溶液を意味する。他方、用語「電気分解によって活性化されたすすぎ溶液」は、電気分解にさらされた給水又は洗浄溶液に由来するすすぎ溶液を指す。
【００７９】
一実施形態では、電解ユニットは、染み除去剤として使用でき、且つ殺菌能力のある漂白種を生成するために、容量性脱イオンユニットと組み合わせて用いられる。このような実施形態では、容量性脱イオンユニットからの廃棄流れは、電解ユニットへと送られる。理論に束縛されるものではないが、容量性脱イオンユニットからの廃棄流れは、高レベルの陽イオン種及び／又は陰イオン種を含有すると考えられている。廃棄流れの中の陽イオン種及び／又は陰イオン種は、電気分解されると、これらに限定するものではないが、次亜塩素酸塩、二酸化塩素、及びそれらの組み合わせを含めた様々な漂白種に転換される。漂白種の大半が酸の流れの中にあると考えられている。生成された漂白種は、洗浄領域へと送られる。理論に束縛されるものではないが、酸の流れは、洗浄領域に送られると、該洗浄領域内で抗菌剤の役割を果たすと考えられている。さらに、塩基の流れは、洗浄領域に送られると、ｐＨを上昇させて清浄を改善する働きをすると考えられている。さらに、酸の流れ及び／若しくは塩基の流れを再び組み合わせて、それでも洗浄領域に漂白効果をもたらすことができ、又は、一方若しくは両方の流れを廃棄へと送ることができる。
【００８０】
他の実施形態では、電解ユニットからの酸の流れ及び／若しくは塩基の流れは、電極及び／若しくは他のユニットを清浄し、且つ／又は電極及び／若しくは他のユニットからの中性種を再生させるために使用される。このような実施形態では、電解ユニットは、酸の流れ及び／又は塩基の流れを生み出すために使用される。理論に束縛されるものではないが、電極上に位置する中性金属種は、酸の流れに接触されると反応し、中性有機種は、塩基の流れに接触されると反応すると考えられている。酸及び／又は塩基の流れと接触した後、中性金属種及び／又は中性有機種は、可溶性になる。可溶化すると、反応した中性金属種及び中性有機種を、任意で、容量性脱イオンユニットから廃棄電極流れとして排出することができる。
【００８１】
さらに他の実施形態では、酸の流れ及び／又は塩基の流れを本発明と併せて使用して、様々なユニットを清浄することができる。非限定的な一実施例では、酸の流れ及び／又は塩基の流れは、直交濾過ユニットを清浄するために使用される。理論に束縛されるものではないが、酸の流れ及び／又は塩基の流れは、直交流濾過ユニットの膜の表面と接触させられる。接触すると、酸の流れ及び／又は塩基の流れは、膜上に位置する種を反応及び／又は溶解させて、清浄を提供する。
【００８２】
殺菌領域
本発明の他の応用例では、本明細書の洗浄系は、洗浄溶液殺菌領域をさらに含む。具体的には、本明細書では、洗浄溶液の殺菌と、洗浄溶液浄化・再生利用及び軟水化との組み合わせが、洗剤使用レベル範囲にわたって、改善された基材の清浄をもたらすのに特に有益であることがわかった。
【００８３】
殺菌領域は、いくつかの異なる形態をとることができる。第１の実施形態では、殺菌領域は、抗菌剤（本明細書では、この用語は、殺菌剤及び静菌剤の両方を包含する）と、抗菌剤を洗浄溶液に放出する手段とを含む。好ましくは、抗菌剤は、オゾン、次亜塩素酸、又は、銀、銅、亜鉛、スズ、及びそれらの化合物を含めた１つ以上の抗菌金属イオン源、並びに前記抗菌イオン源と無機キャリア物質との組み合わせなど、１つ以上の酸化剤若しくは漂白種を含む。この種の好ましい実施形態では、殺菌領域は、銀イオン、銅イオン、亜鉛イオン、若しくはスズイオンなどの抗菌剤の電解源、又は次亜塩素酸などの活性酸化剤若しくは漂白種の電解源を含む。他の実施形態では、殺菌領域は、光触媒及び／又はＵＶ源を含む。このような実施形態では、濾過装置及び洗浄溶液の両方を清浄且つ殺菌する目的で、光触媒及び／又はＵＶ源を、限外濾過又は精密濾過装置に関連付けることができる。
【００８４】
本発明の洗浄系は、以下のように例示される。
【実施例】
【００８５】
（実施例１）
本発明の洗浄系で使用するのに適した濾過装置は、以上で大まかに記載したモジュールの形態をとる。モジュールは、相互連通する一連の６個の膜サブユニットが中に据え付けられた膜区画を備えるフィルタハウジングを含んでおり、各サブユニットが、それぞれ長さ約１．０４ｍ、管腔サイズ約３ｍｍの１２個の管状膜の束を含み、全経路長約７５メートル、全表面積約０．５ｍ２をもたらす。管状膜は、非対称ポリエーテルスルホン膜材料で作製され、標準孔径約０．１μｍ、孔径比（内表面対外表面）約１：１０、表面エネルギー（内表面）約８ダイン／ｃｍ、動作圧力１００ｋＰａ（１ｂａｒ）におけるレイノルズ数約４０００である。装置は、１００ｋｐにおけるクリーンな水の流量が約３０００Ｌ／ｍ２ｈ（ＲＯ水、２５℃）、圧力損失が約５０ｋＰａ（０．５ｂａｒ）である。
【００８６】
濾過装置は、供給溶液を軟化させる領域を含む器具と併せて使用される。器具は、その周囲壁に複数の穴を有する洗濯物を収容するためのドラム（洗浄領域）を含む、前面投入型洗濯機の形態をとる。ドラムは、外側の槽内で水平軸周りを回転するように据え付けられており、ドラムを順方向／逆方向に回転させる駆動ユニットが設けられている。洗濯物にタンブリング動作を与えるために、３つのバッフルが、回転軸に対して平行に、内周壁上に等間隔で並べられている。駆動ユニットは、モータと、モータの出力軸上に据え付けられたモータプーリと、外側の槽の後壁を貫通して延びる、ベアリングによって回転可能に支承された、ドラムのための水平駆動軸と、水平軸上に据え付けられた駆動プーリと、２つのプーリを連結する駆動ベルトとを含む。器具は、また、通常の製品分配手段、ポンプ手段、サスペンション手段、電源手段、プログラム手段、加熱手段、及び温度制御手段なども含む。
【００８７】
濾過装置には、洗浄溶液の取入口並びに透過液及び保持液出口が設けられており、透過液出口は、洗濯機のドラムと流体連通しており、保持液出口は、洗浄溶液緩衝領域の役割を果たす、雰囲気に通気された容量１０リットルの保持容器と流体連通している。
【００８８】
軟水化領域は、給水供給部と洗浄領域との間に配置され、サブレックス（Sabrex）によって商標名ミニＥＷＰ（Mini EWP）として市販されている電気脱イオン装置を含む。
【００８９】
系を、洗剤なしで、又は０．１〜０．５重量％の範囲の濃度の液体若しくは漂白剤含有粒状洗剤（アリエール・フューチャー（Ariel Futur））と併せて、通常量の汚れた洗濯物の洗浄に使用する。洗浄溶液の浄化及び再生利用を、洗剤供給前に殺菌処理とともに開始し、また主洗浄サイクルを約６０％終わった時点で再び開始する。実施例１の系及び方法は、洗剤使用レベル範囲にわたって汚れた洗濯物の清浄改善をもたらす。
【００９０】
（実施例２）
容量性脱イオンユニットは、洗濯機のための取入口の水の流れに、又は洗濯機の再生利用ループ内に流体連結される。電解ユニットは、容量性脱イオンユニットに流体連結されており、給水が電解ユニットに流入し、電解ユニットが給水から酸及び塩基の流れを生み出す。さらなるフィードバックループが、容量性脱イオン廃棄流れから電解ユニットの入口へと連結されており、両方の電解供給水の選択肢が、酸性水の流れを、容量性脱イオン電極に、又は洗浄槽若しくは小さい漂白剤貯蔵タンクに切り替えることができる。塩基の流れは、その水を洗浄槽内若しくは小さい貯蔵タンクに切り替えることができる。
【００９１】
酸貯蔵タンクは、高濃度漂白剤を、すすぎサイクル−界面活性剤及び酵素が除去されている−を含めたいずれの時点で洗浄槽に放出することもできる。酵素及び界面活性剤は、それらを、保持されるべき種に特有の分子量カットオフをもつ直交流フィルタに通すことによって除去される。例えば、酵素を保持するには１００，０００ＭＷカットオフ、界面活性剤を保持するにはカットオフが１，０００ＭＷの第２のフィルタとなる（電解工程から漂白剤を加える前に酵素を除去することによって、洗浄工程中の酵素の劣化を防ぐ）。さらに、塩基保持タンクは、洗浄／すすぎサイクル中のいずれの時点でも、好ましくは初めの洗浄工程中に、その水を洗浄槽へと切り替えることができる。
【国際調査報告】
2007536067.tif 000002
2007536067.tif 000003