CN101107200A - 水软化装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种适于家用电器的水软化装置，该装置包括用于从自来水产生洗涤强化水(WAW)的液流式电容器，洗涤强化水具有小于5°FH的硬度，并且适合在装置工作时用于所述电器；装置的结构使得电容器能够再生，从而不使用添加物质。所述洗涤机适于与低环境影响的洗涤剂产品使用。
Description
发明领域
本发明涉及织物洗涤方法的领域。本发明涉及一种用于自动洗涤机的水软化装置，更详细地讲，涉及一种基于在液流式电容器中电容去离子的用于获得水的水软化装置，得到的水适合与具有低环境影响的洗涤剂产品使用。
发明背景
近年来，人们已逐渐意识到人类活动对环境的影响和这一影响可能有的负面后果。减少、再利用和回收资源的方式变得更为重要。织物洗涤为有显著环境影响的很多家庭活动之一。这部分是由于使用常规洗涤剂产品，这些产品倾向为具有多种成分的相对复杂组合物。多年来，有些成分在某些国家因为其不利的环境影响为法律所禁止。实例包括某些非离子表面活性剂和助洗剂(如磷酸盐)。在洗涤剂中使用磷酸盐关系到地表水中磷酸盐含量的增加。据认为，所引起的富营养化作用导致藻类生长增加。不流动地表水中藻类生长的增加导致较下水层贫氧，这又导致总体水质的一般性下降。
虽然常规衣物洗涤剂产品中的一些成分对环境的影响可能有限，但其制备涉及的能量在它们的生命周期中对环境却有负面影响。生命周期分析一般评估产品在不同阶段的环境影响，例如，在原料制备、产品自身制备、销售到终端用户、(例如)顾客对产品的使用以及使用后的处理阶段。环境影响可包括富营养化作用、温室效应、酸化和光化学氧化剂生成等因素。与衣物洗涤剂产品相关，额外成分必然要增加产品的成本、体积和重量，这又需要更多包装材料和运输费用。额外成分通常需要更复杂的制备过程。然而，在不降低洗涤效率下减少成分的种数和/或用量很难。
常用衣物洗涤剂的最大量成分之一为所谓的助洗剂，例如沸石、磷酸盐、皂和碳酸盐。将助洗剂加入衣物洗涤剂制剂是因为其螯合硬度离子(如Ca2+和Mg2+)的能力。为了防止钙皂在污物中沉积，防止阴离子表面活性剂沉淀，使胶体稳定性最大化，减少钙-污物-基质相互作用和污物-污物相互作用并因此促进污物去除，需要减少硬度离子。
普通助洗剂除了正面作用外，还可能对衣物洗涤过程具有负面影响。助洗剂经常由本身或者由于生成沉淀在洗涤中产生不溶性物质。例如，沸石为不溶性，并且可能导致织物结垢，而钙-助洗剂-络合物的沉淀导致更高的再沉积。
简单地讲，需要用助洗剂螯合硬度离子以提高洗涤效率，但助洗剂有负面环境影响，并且产生不溶性沉淀，这些沉淀可能导致在织物制品上再沉积，并因此降低洗涤效率。然而，当在洗涤过程中使用软水时，需要的助洗剂物质可能减少。
在本领域已知可用不同方法通过螯合硬度离子(如Ca2+和Mg2+)从自来水产生软水，例如，通过离子交换。在WO01/30229中描述了一种系统，该系统利用一种内置式离子交换系统，以自供水除去钙离子和镁离子。然而，离子交换材料需要定期再生。为了应用于一般类型的自动洗涤机，例如需要用大量盐溶液再生离子交换剂，从而补偿洗涤剂中助洗化学物质减少的影响。离子交换的其它缺点是离子交换树脂的寿命有限和/或将所需体积的树脂用于产生在洗涤机中需要的一定量软水。
另一种水软化方法为结合离子交换和电渗析的电子去离子法(EDI)，如在同时待审的申请04076353.4所述。虽然此方法不需要再生化学物质，但仍存在如上指出的离子交换树脂的其它缺点。此外，EDI为一种难以如家用电器中所需用稳健方式长期操作的复杂技术。
一种用于水处理的已知方法为利用液流式电容器(flow throughcapacitor，FTC)的电容去离子方法，尤其如美国专利6,309,532和WO02/086195中所述。所述方法包括利用一种可电再生的电化学电池进行电容去离子和电化学纯化及电极再生，所述电极包括两个端极板，电池的每端各有一个。通过电池极化，使离子自电解液移除，并保持在电极的双电层中。可使电池(部分)电性再生，以解吸以前除去的此类离子。可不用添加化学物质进行再生。在最近的公布(US2004/0174657，US-A-6778378，US-A-6709560，US-A-6628505，US2002/0167782)中提出了一种改良类型的FTC技术，即所述的电荷阻挡层液流式电容器技术，该技术显示，位于液流式电容器的电极附近的电荷阻挡层可补偿由孔体积离子吸附和排除导致的孔体积损失。术语电荷阻挡层是指可渗透或半渗透并且能够保持电荷的材料层。孔体积离子被保留或俘获在类带电离子迁移朝向的电荷阻挡层侧上。通常，电荷阻挡层通过形成浓离子层而起作用。形成浓离子层的效应抵消或补偿一般与孔体积离子关联的损失。这一效应使离子效率大为增加，这又允许能量有效地净化浓流体。现已观察到，在水净化中使用电荷阻挡层液流式电容器，在小于1焦耳/库仑净化离子(例如0.5焦耳/库仑净化离子)的能量水平，其离子效率超过90％。
本发明的一个目的是发现一种用于从自来水除去硬度离子的具有低环境影响的成本有效方法。本发明的另一个目的是发现一种用于从自来水除去硬度离子并且调节pH的具有低环境影响的成本有效方法。本发明的另一个目的是发现一种以稳健、长时间持续、便利且对消费者用户友好的方式用于从自来水除去硬度离子并且调节所述水pH的方法。本发明的另一个目的是发现一种从自来水除去硬度离子而无需加入化学物质或大量水的方法。本发明的另一个目的是发现一种自软化装置除去硬度离子而无需加入化学物质或大量水的方法。本发明的另一个目的是发现一种适合方法，该方法用于处理自来水，以便得到适合在织物洗涤方法中与低环境影响的洗涤剂产品(LEIP，如本文所定义)使用的水。本发明的另一个目的是发现一种洗涤方法，其中用此水处理方法得到的水可适合与LEIP在家用洗涤电器(如织物洗涤机)中使用。
我们已惊讶地发现，可用本发明的水软化装置达到这些中的一个或多个目的。
发明定义
因此，本发明提供一种应用于家用电器的水软化装置，该装置包括用于从自来水产生洗涤强化水(wash amplified water，WAW)的液流式电容器，所述洗涤强化水具有小于5H的硬度，适合在装置工作时用于所述电器；装置的结构使得电容器能够再生，从而不使用添加物质；和pH调节器，所述调节器可用自来水或软化水供水，并且能够使这种水分成碱性水流和酸性水流；并且其中来自液流式电容器的WAW与废水之比为5∶1至100∶1。
本发明还提供一种用于洗涤织物制品的洗涤方法，其中使用本发明的水软化装置。
本发明进一步提供一种水软化方法，其中使用本发明的装置，并且其中在所述装置工作时，将给水中存在的阴离子吸引到阳极板，而将水中的阳离子吸引到阴极板。
按照本发明的目的，将给水定义为具有大于50微西门子厘米-1，优选大于100微西门子厘米-1，更优选大于200微西门子厘米-1的电导率的水。由于实际原因，给水合乎需要地为来自总水管的具有至少7H水硬度的自来水。
本发明的洗涤方法优选地在织物洗涤机或洗碟机中进行，更优选在织物洗涤机中进行。鉴于此，合乎需要的是洗涤强化水具有高于8.5，更优选高于9.5的pH。
本发明的洗涤方法特别适合家用，而用所述方法得到的洗涤强化水适用于家用洗涤电器。
对本领域的技术人员来讲，通过阅读以下详细说明和附加权利要求，本发明的这些和其它方面、特征和优点将变得显而易见。为避免疑虑，本发明一个方面的任何特征可用于本发明的任何其它方面。应注意到，以下说明中所给的实例旨在阐明本发明，而不是要将本发明限于这些实例本身。同样，除非另外指明，所有百分数均为低环境影响洗涤剂产品组合物的重量/重量百分数。应当了解，在格式“自x至y”中表达的数字范围包括x和y。在针对具体特征以格式“自x至y”描述多个优选范围时，应当了解，组合不同端点的所有范围均同样包含在内。
发明详述
用本发明的装置获得的洗涤强化水(WAW)尤其适用于家用洗涤电器。
所述家用电器可为任何与洗涤相关的装置，例如，洗涤机，尤其是织物洗涤机或洗碟机。现在已知，某些家用电器，尤其是洗碟机，具有一种用于降低水硬度的系统，也可将该系统称为水脱钙器或软化器。具体地讲，提供用于降低洗涤用途所用水的钙和镁含量的这样一种系统，所述钙和镁可抑制洗涤剂的作用，并产生钙质沉积物；实际上，钙质沉积物是由于总水管供应的水中含有过量的钙离子(Ca2+)和镁离子(Mg2+)引起。在一些目前洗碟机中应用的用于从水除去硬度离子(Ca2+和Mg2+)的离子交换剂一般利用Na+作为所谓的置换离子。水流过树脂，并且水中的硬度离子与树脂上的置换离子交换。在大部分置换离子被硬度离子置换时，树脂被耗尽。为了补充树脂(也可称为使树脂再生)，一般将强补充离子溶液施用于树脂。鉴于以上讨论，这样的再生方法不合乎需要。
液流式电容器
因此，本发明特别有目标地提供一种洗涤水处理方法，其中为了产生具有小于5H的水硬度的洗涤强化水(WAW)，将给水送过液流式电容器(FTC)，并且其中使液流式电容器通过电容器的电极短路或者电容器的极性反转来再生。
为了有效用于洗涤过程，洗涤强化水(WAW)具有小于5H，优选地小于2H，更优选地小于1H的硬度。为了防止钙皂在污物中沉积，防止阴离子表面活性剂沉淀，使胶体稳定性最大化，降低钙-污物-基质相互作用和污物-污物相互作用并因此促进污物去除，需要降低水硬度。
为了适用于家用洗涤机，WAW的制备能力优选地为至少0.5升/分钟，更优选为至少1升/分钟，更优选为至少2升/分钟，甚至更优选地大于5升/分钟。虽然没有关于装置效用的较佳上限，但对于如目前以适合尺寸置入家用洗涤机所利用的FTC-装置而言，制备能力典型地小于10升/分钟。
本发明的液流式电容器(FTC)包括具有导电表面的极板。可响应所施加DC电势对极板充电。极板彼此由非导电隔板分隔。极板和极板上的导电表面可由导电材料构成，如金属、碳或导电聚合物或其组合，同样如Andelman的WO01/66217或WO02/86195中所述。
在本发明上下文中，如WO02/86195所公开的电荷阻挡层FTC为最优选的FTC。
当FTC包括n个极板时，需要n-1个隔板，其中n为正整数，n至少为2。一部分极板可通过DC电势被充以负电荷并且可作为阴极，而其它部分极板可被充以正电荷并且作为阳极。在装置工作时，阳极板从给水吸引阴离子，阴极板从给水吸引阳离子。
由于FTC极板的容量有限，FTC需要再生，以自FTC极板除去硬度离子。FTC可通过用新鲜水冲洗，使阳极板与阴极板短路，或通过使极性反转或者通过其组合来再生。再生的间隔同样依赖给水中离子的浓度，给水越硬，越需要更频繁地再生。再生期间产生的水包含高水平的硬度(离子)，因此将其引到废水出口。产生的洗涤强化水(WAW)与废水的体积比为5∶1至100∶1，优选10∶1至100∶1。因此FTC提供水软化，并且再生不需要加入化学物质。通过用酸性水而不用自来水再生，可减少所需的再生水量，并改善操作的稳健性。
pH调节器
为了长期持续稳健操作FTC装置，合乎需要的是能够使FTC再生，从而自FTC极板除去硬度离子。通过改变电极的极性或使电极短路，FTC可释放高达给水10倍浓度的硬度离子。这可能产生Ca-沉积物生成的风险，生成Ca-沉积物可能对此技术的长期稳定性不利。此外，可能存在于自来水中的电化学活性离子(如铜)不被静电吸收到碳，而是倾向于镀在碳上。尽管自来水中此类离子的浓度一般很低，但随时间积累对技术性能而言就可能产生问题。鉴于上述，可通过用低pH的水再生来改善再生效率。虽然给水的pH可通过加入酸降低，但可优选地通过pH-调节器原位产生。pH-调节器为一种例如在电解池中将给水流分成酸性流和碱性流的装置。可用自来水或软化水例如本发明的WAW对pH-调节器供水。可将至少部分酸性流用于FTC的再生，而将碱性流加到产物流，以增加家用电器中水的pH。此外，可将部分酸性流用于洗涤过程，例如在预洗涤期间，此时较低pH可能是有利的。酸性水的pH优选地为1至6，更优选1至3。碱性流的pH典型地为9至12，优选10至12。应用于本发明装置的所产生的碱性水与酸性水的体积比优选地为1∶20至20∶1，更优选1∶1至20∶1。
为了适用于家用洗涤机，pH调节器的给水能力优选地为至少0.5升/分钟，更优选地至少1升/分钟，更优选地至少2升/分钟，甚至更优选地大于5升/分钟。虽然没有关于装置效用的较佳上限，但对于如目前以适合尺寸置入家用洗涤机所利用的pH-单元而言，pH调节器的给水能力典型地小于10升/分钟。
为了改善洗涤，家用电器(例如织物洗涤机和洗碟机)中的洗涤过程通常在高pH进行。常规洗涤液的pH通常保持高于10，以促进去除脂肪和颗粒污物。
简单地讲，可用pH调节器产生用于FTC再生和洗涤过程(尤其是预洗涤)的酸性水，也可用其产生在洗涤过程中使用的碱性水，从而在不加入化学物质下改善水软化过程的稳健性，并且减少用于FTC再生所需的水量。
洗涤方法
在本发明的洗涤方法中，可使洗涤强化水与低环境影响的洗涤剂产品(LEIP)混合，并将其用于处理待洗涤的底物。所述洗涤方法优选地在织物洗涤机或洗碟机中进行。
助洗剂
据估计，在世界大部分国家销售的大多数衣物洗涤剂产品为常规的颗粒状洗涤剂产品。这些产品一般包括大于15％重量的助洗剂。加入助洗剂用于改善洗涤能力，但已知助洗剂(如磷酸盐)有富营养化作用。为克服在很多国家存在的这种问题，尤其是禁止磷酸盐的国家，沸石已成为公认的工业标准。根据本发明使用的LEIP基本上不含助洗剂。按照本发明的意图，基本不含助洗剂是指LEIP包含以全部LEIP组合物重量计0至5％的助洗剂。LEIP优选地包含以全部LEIP组合物计0至3％，更优选地0至1％，最优选地0％重量的助洗剂。
助洗剂物质为例如1)钙螯合物质，2)钙沉淀物质，3)钙离子交换物质，及4)其混合物。
钙螯合助洗剂物质的实例包括碱金属聚磷酸盐，如三聚磷酸钠；次氮基三乙酸及其水溶性盐；羧甲基氧基琥珀酸、乙二胺四乙酸、氧联二琥珀酸、苯六甲酸、苯多甲酸、柠檬酸的碱金属盐；如美国专利4,144,226和4,146,495所公开的聚缩醛羧酸盐；和吡啶二甲酸及其盐。沉淀助洗剂物质的实例包括正磷酸钠和碳酸钠。
钙离子交换助洗剂物质的实例包括各种类型的水不溶性结晶或无定形硅铝酸盐，其中沸石为最熟悉的代表，例如沸石A、沸石B(也被称为沸石P)、沸石Q、沸石X、沸石Y以及如EP-A-0384070所述的沸石P类型。此外还包括聚合物助洗剂，如聚丙烯酸盐和聚马来酸盐。虽然按照本发明意图皂类可能具有助洗剂作用，但不将皂类认作为助洗剂，而将其认作为表面活性剂。
表面活性剂
本发明洗涤方法所用的LEIP包括至少10％重量，优选地至少25％重量，更优选地至少40％重量的表面活性剂。大多数情况可使用任何本领域已知表面活性剂。表面活性剂可包括一种或多种阴离子、阳离子、非离子、两性离子表面活性剂及其混合物。其它实例在“Surface Active Agents and Detergents”(表面活性剂和洗涤剂)(Vol.I和II，Schwartz，Perry和Berch)中给出。多种此类表面活性剂还一般性公开于美国专利3,929,678中。
pH调节化学物质
在常规颗粒状洗涤剂产品中的另一种主要成分为pH调节化学物质。按照本发明意图，术语pH调节化学物质用于描述通过使pH升高、降低或保持在特定水平来影响pH的成分。典型实例包括但不限于盐，如乙酸盐、硼酸盐、碳酸盐、(二)硅酸盐；酸、如硼酸、磷酸、硫酸；有机酸，如柠檬酸；碱，如NaOH、KOH；有机碱，如胺(单-和三-乙醇胺)。在常规洗涤剂产品中，助洗剂和pH调节化学物质可高达组合物的70％重量。应注意到，按照本发明意图，不将表面活性剂认作为pH调节化学物质(尽管一些表面活性剂可能有某种pH作用)。
本发明一个优选实施方案的LEIP基本上不含pH调节化学物质。基本不含pH调节化学物质是指产品包含0至5％重量的pH调节化学物质。LEIP优选地包含以全部LEIP组合物计0至3％重量，更优选地0至1％重量，最优选地0％重量的pH调节化学物质。
酶
酶组成了LEIP的优选组分。酶的选择由配制人员决定。然而，本文以下实例举例说明酶在本发明的LEIP组合物中的用途。本文所用“洗涤酶”是指在LEIP中具有清洁、去污或其它有益效果的任何酶。用于本发明的优选酶包括但不限于蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶、淀粉酶及过氧化物酶。
酶稳定系统
在本文中，LEIP可包括以LEIP的重量计约0.001％至约10％重量的酶稳定系统。一个实施方案包括以LEIP的重量计约0.005％至约4％重量的所述稳定系统，而另一方面包括以LEIP的重量计约0.01％至约3％重量的酶稳定系统。酶稳定系统可为任何与洗涤酶相容的稳定系统。例如，稳定系统可包括钙离子、硼酸、丙二醇、短链羧酸、硼酸(boronic acid)及其混合物，并且经过设计，以根据洗涤剂组合物的类型和物理形式解决不同的稳定问题。
漂白系统
本发明方法所用的LEIP组合物可任选地包括漂白系统。漂白系统的非限制实例包括次卤酸盐漂白剂、利用或不利用有机和/或过渡金属催化剂的过氧(peroxygen)漂白系统或过渡金属零(nil)过氧系统。过氧系统一般包括“漂白剂”(过氧化氢源)和“活化剂”和/或“催化剂”，但也可包括预生成的漂白剂。用于过氧系统的催化剂可包括过渡金属系统。此外，某些过渡金属络合物也能够在没有过氧化氢源存在下提供漂白系统。
任选清洁剂
LEIP可包含一种或多种任选的清洁剂，这些清洁剂包括任何适用于增强洗涤、外观、调理和/或衣物护理的剂类。通常，任选的清洁剂按全部LEIP组合物的重量计可以约0至20％重量，优选地0.001％重量至10％重量，更优选地0.01％重量至5％重量的量存在于本发明的组合物中。
一些适合的任选清洁剂包括但不限于抗菌剂、着色剂、香料、前香料、整理助剂、钙皂分散剂、组合物臭味控制剂、气味中和剂、聚合物染料转移抑制剂、晶体生长抑制剂、防晦暗剂、抗微生物剂、抗氧化剂、抗再沉积剂、污物释放聚合物、增稠剂、磨料、腐蚀抑制剂、泡沫稳定聚合物、加工助剂、织物软化剂、荧光增白剂、水溶助剂、泡沫抑制剂、泡沫促进剂、抗静电剂、染料固定剂、染料磨蚀抑制剂、减皱剂、抗皱剂、抗污剂、防晒剂、抗褪色剂及其混合物。
产品形式
LEIP可以任何适用形式配给，如液体、凝胶、糊剂、片剂或香囊。在某些情况下，可使用颗粒制剂，虽然这不是优选的。在一个优选的实施方案中，LEIP为一种非水性产品。按照本发明的意图，非水性是指产品包含小于10％，优选地小于5％，更优选地小于3％重量的游离水。非水性产品可为液体、凝胶或糊剂或包封于香囊中。
洗涤机合乎需要地配有一个或多个洗涤剂产品容器，以便能够自动配给洗涤剂产品。LEIP可从单一容器配给。或者，组成LEIP的成分可从单独的容器配给，如EP-A-0419036中所述。因此，在一个优选的实施方案中，自动配给LEIP的至少一种成分。LEIP的一个优点可为减少成分种数和/或用量能够使洗涤剂产品的体积更小。实际上，这意味着在使用本发明的装置时，消费者不必经常重新填充容器，或者容器可以更小，因此使自动配料系统更为易用。
附图描述
图1显示本发明装置的一个优选实施方案的流程图，图2显示电解池作为pH调节器的工作方式。
在图1中，从总水管的自来水(1)被送到颗粒过滤器(2)。泵(3)和分配阀(6)将自来水经过电导传感器(4)和流量计(5)分配到FTC(19)和pH调节器(7，电解池)。自pH调节器的碱性流(10)通过pH监测器(8)和电导池(19)达到阀(11)，该阀将碱性水通过阀(13)引到洗涤过程(14)或引到排放口(12)。自pH调节器(7)的酸性流(15)通过pH传感器(16)，并且储存在具有液位传感器(17)的储器(18)中。可将酸性水自储器(18)通到FTC(19)用于再生或通到排放口(12)。由泵(3)和阀(6)通到FTC(19)的水在FTC中软化，并且经过阀(22)并通过电导率计(20)和流量计(21)传输到洗涤过程(14)。也可以用阀(13)将FTC产物通到洗涤过程。自FTC的过量水可通过阀(22)排出。在图2中示意描绘了适合作为pH调节器的电解池。将水(23)送到电池。图2的电池内是由非导电性隔板(26)分隔的两个阴极(25)和一个阳极(24)。在工作时，碱性水(10)在阴极产生，而酸性水(15)在阳极产生。
实施例
现在通过以下非限制实施例说明本发明，其中除非另外指明，所有的份数和百分数均以重量计。
实施例1：液流式电容器
利用购得的Flow Through Capacitor technology(液流式电容器技术)(Electronic Water Purifier(EWP)，Sabrex，Inc.，San Antonio，TX，USA)，进行不同条件下的多个顺序水软化步骤。设备以水净化阶段(250毫升)和再生阶段(150毫升)的正常操作顺序使用。不同样品中水的硬度通过电感耦合等离子(ICP)谱测定。
首先，用常规Vlaardingen自来水(16.5H)操作FTC装置8小时。在此期间，产物流中的平均硬度为0.2H，而再生废流中的平均硬度为43H(表1)。
8小时后，用软化水(demi-water)(具有0H硬度的软化水)作为给水操作FTC装置进行三个连续的净化和再生循环。产物流中的平均硬度为0H，而再生流(废流)中的平均硬度为1.1H(表1)。
在软化水操作后，用pH以盐酸(HCl)调节到3.5的软化水给水操作FTC装置。操作FTC进行三个连续净化和再生循环。产物流中的平均硬度现在为0H，而再生流(废流)中的平均硬度为2.8H(表1)。
最后，用pH为2.0的软化水(用盐酸调节)作为给水，操作FTC装置进行三个连续净化和再生循环。产物流中的平均硬度现在为0.7H，而再生流(废流)中的平均硬度为66H(表1)。
根据本实施例显示的结果可以得出结论，在已经操作8小时后，有显著量Ca沉积在FTC装置的电极上，其中只有很少部分能够在软化水中除去。然而，当再生步骤在pH3.5进行时，观察到再生流的硬度明显增加，而用pH为2的水再生导致(表1)自FTC大量额外除去硬度。
表1：给水、自FTC装置的产物流和再生流的硬度
| 给水硬度[H] | 产物硬度[H] | 再生硬度[H] | |
| 自来水操作 | 16.5 | 0.2 | 43 |
| 软化水操作 | 0.0 | 0.0 | 1.1 |
| 软化水操作(pH＝3.5) | 0.0 | 0.0 | 2.8 |
| 软化水操作(pH＝2.0) | 0.0 | 0.7 | 66 |
结果显示，合乎需要地应用于洗涤机的FTC的长期耐久性和稳健性通过在降低的pH再生、改善硬度离子移除而强力提高。
实施例2：pH调节器
利用电解池，将自来水分成酸性产物流和碱性产物流。本实施例中所用的电解池的布置类似于图2所描绘的电解池。然而，在此例中，电解池由三个阴极和两个阳极组成(因此为4个电极对)，以增加总电极表面积，从而增加制备能力。每个电极的电极尺寸近似为12×6cm，并且由具有钌-铱涂层的不锈钢制成。对电极施加的电压为42V。
进入池的流速为约100Lh-1，总体积为约2L。碱性产物流与酸性产物流的体积比为约9∶1。碱性产物流的pH为约11，而酸性产物流的pH为约2。
实施例3和比较实施例A和B：洗涤过程
用约15L的WAW(～0.2H，pH8)和约1L来自pH调节器的碱性水(～16.5H，pH11)得到一种水(～1.0H，pH10)。将LEIP预先溶于1L所述WAW，并将其与其余的WAW和来自pH调节器的碱性水一起加入Miele W765自动洗涤机中。预溶解的LEIP由1.0gL-1浓度的NaLAS(＞95％纯度，购自Degussa Huls)、0.05gL-1浓度的Savinase12TXT(购自Novozymes)和12mgL-1浓度的抑泡剂DC8010(购自Dow)的溶液组成。
负载由3Kg净棉和4块各以下污物监测物样品(购自CFT bv.，Vlaardingen，The Netherlands)组成。
M002(草-棉)
WFK 10D(皮脂-棉)
CS-216(稀释唇膏-棉)
EMPA 106(炭黑/矿物油-棉)
AS-9(颜料/油/乳-棉)
负载用正常“白碎布洗涤程序”在洗涤机上于40℃温度洗涤。用16L的Vlaardingen自来水代替WAM，利用同一LEIP和类似洗涤负载及洗涤程序进行比较实施例A。
用16L的Vlaardingen自来水和～4gL-1的市售洗涤剂产品(组成：～15％表面活性剂、～25％沸石助洗剂、～55％缓冲剂、～0.5％酶和～4.5％其它次要物质(如聚合物))进行比较实施例B。使用类似洗涤负载和洗涤程序。
在三个洗涤试验中对不同污物监测物得到的对应洗涤结果显示于表2中。污物去除效能(洗净程度)用反射计(X-Rite XR968)测量。在反射计中，光线以规定角度引到样品的表面，反射光经光电检测。反射光被表示为在460nm波长的百分比(％R)。洗涤效果被表示为“ΔR”，该值为洗涤循环之后和之前污物监测物的反射率差，用反射计在460nm检测。
表2
| 受污材料 | 实施例1(ΔR) | 比较实施例A(ΔR) | 比较实施例B(ΔR) |
| 炭黑/矿物油-棉(EMPA 106) | 19 | 12 | 19 |
| 皮脂-棉(WFK 10D) | 22 | 15 | 24 |
| 草-棉(M002) | 42 | 25 | 45 |
| 颜料/油-棉(AS-9) | 27 | 17 | 26 |
| 稀释唇膏-棉(CS-216) | 22 | 23 | 30 |
可从上表推断，LEIP与WAW结合的洗涤效果明显优于LEIP在常规自来水中的洗涤效果。LEIP与WAW结合的洗涤效果甚至可与市售洗涤剂在自来水中(比较实施例B)的洗涤效果相比，尽管比较实施例B中所用的市售洗涤剂的量(即4.0g/L)为实施例3中所用LEIP的量(即1.06g/L)的约4倍。
Claims (15)
1.一种用于家用电器的水软化装置，所述装置包括：
(a)一种用于从自来水产生洗涤强化水(WAW)的液流式电容器，所述WAW具有小于5H的硬度，并且适合在装置工作时用于所述电器；所述装置的结构使得电容器能够再生，从而不使用添加物质；和
(b)一种pH调节器，所述调节器可用自来水或软化水给水，并且能够将这种水分成碱性水流和酸性水流；其中来自液流式电容器的WAW与废水之比为5∶1至100∶1。
2.权利要求1的水软化装置，其中所述液流式电容器包括
(a)‘n’个极板，所述极板包括导电表面，并且可响应所施加的DC电势充电，和
(b)‘n-1’个使所述极板彼此隔开的非导电隔板，
其中n为正整数，n至少为2。
3.前述权利要求中任一项的水软化装置，其中部分所述极板通过DC电势被充以负电荷并且作为阴极，部分所述极板被充以正电荷并且作为阳极。
4.权利要求1至3中任一项的水软化装置，其中所述pH调节器包括电解池。
5.一种水软化方法，其中使用权利要求2至4中任一项的装置，其中在所述装置工作时，将给水中存在的阴离子吸引到阳极板，而将水中的阳离子吸引到阴极板。
6.一种水软化方法，其中使用权利要求2至4的装置，其中所述极板通过以下步骤的适合组合来再生：
(a)加入新鲜水；和
(b)使电容器的阳极板与阴极板短路或者使DC电势的极性反转。
7.一种使用权利要求1至4的装置的水软化方法，其中：
(a)在再生期间在液流式电容器中使用至少一部分酸性水流；并且
(b)在所述家用电器中使用碱性水流，由此增加其中所用洗涤液的pH。
8.权利要求5至7中任一项的水软化方法，其中所述酸性水具有1至6，优选1至3的pH。
9.权利要求5至8中任一项的水软化方法，其中将部分酸性水流用于洗涤过程。
10.权利要求1至4中任一项的水软化装置，其中所述家用电器包括用于洗涤剂组合物的自动配料系统。
11.权利要求1至4或10中任一项的水软化装置，其中所述家用电器为自动织物洗涤机。
12.权利要求1至4或10中任一项的水软化装置，其中所述家用电器为自动洗碟机。
13.一种用于洗涤织物制品的洗涤方法，其中使用权利要求1至4、10或11中任一项的水软化装置。
14.权利要求13的洗涤方法，其中使用低环境影响的洗涤剂产品(LEIP)。
15.权利要求13或14的洗涤方法，其中所述LEIP包含0至5％重量的助洗剂物质。
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| Date | Code | Title | Description |
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: VOLTEA CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: UNILEVER N.V. Effective date: 20101130 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: ROTTERDAM, NETHERLANDS TO: LONDON, BRITAIN |
|
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20101130 Address after: London, England Applicant after: Voltea Ltd. Address before: Rotterdam Applicant before: Unilever N. V. |
|
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20080116 |