EP2935679A1 - Wasserführendes haushaltsgerät mit einer zu reinigenden inneren oberfläche sowie verfahren zu seinem betrieb - Google Patents

Wasserführendes haushaltsgerät mit einer zu reinigenden inneren oberfläche sowie verfahren zu seinem betrieb

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EP2935679A1
EP2935679A1 EP13805916.7A EP13805916A EP2935679A1 EP 2935679 A1 EP2935679 A1 EP 2935679A1 EP 13805916 A EP13805916 A EP 13805916A EP 2935679 A1 EP2935679 A1 EP 2935679A1
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EP
European Patent Office
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water
household appliance
polymer
switchable
biofilm
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP13805916.7A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Bischof
Andreas Hanau
Hartmut Schaub
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Hausgeraete GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by BSH Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Hausgeraete GmbH
Publication of EP2935679A1 publication Critical patent/EP2935679A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to a water-conducting household appliance with an inner surface and a method for its operation.
  • the invention relates to a water-conducting household appliance with a treatment container for receiving objects to be treated and at least one inner surface.
  • biofilms are frequently formed in the area of components with permanently moist surfaces.
  • "Permanently moist surfaces” are in this case those which come into contact with water or aqueous liquids during proper operation of the household appliance.
  • biofilms form on an interface, for example to a solid phase, and consist of a thin layer of mucus in which The microorganisms surround themselves with extracellular polymeric substances (EPS) to protect against external attacks and to improve their living conditions.
  • EPS extracellular polymeric substances
  • biofilms that form, for example, in the Ein Auchschale and in areas of the tub of household appliances, create a hygienic, aesthetic and / or odor problem.
  • the sanitation of storage water that is stored in some home appliances for re-use in later process steps can be of concern if the total bacterial count in the water, which directly correlates with the strength of the biofilm, becomes too great.
  • biofilms on surfaces of water-bearing household appliances should therefore be avoided as far as possible.
  • already existing biofilms should be combated and if possible eliminated.
  • biocide equip, for example, a Ein Hughesschale a washing machine.
  • Biocidally-treated surfaces do not permanently prevent the formation of a biofilm because only the germs that are in direct contact with the surface that absorb the biocide die. Other germs that settle on the dead germ can often survive and multiply.
  • biocidal chemical substances acting on the outside of a biofilm generally kill only the upper germinal layers. The deeper layers are often not reached because they are protected by the EPS.
  • chemical cleaners require use with a high concentration and with a long exposure time.
  • biocides or chemicals or their reaction products are often harmful to the environment and / or harmful to health and can cause allergies, for example.
  • Another problem is that a repeated use of biocides can lead to the formation of resistance of the microorganisms, whereby the control of microorganisms is further complicated.
  • DE 3841596 A1 describes a method for reducing the formation of slime and deposits in installations in which water circulates. In the process, non-sessile microorganisms which compete with biofilm-forming microorganisms for nutrient competition and thus reduce the formation of a biofilm are supplied to the circulating water.
  • EP 1 350 575 B1 describes a surface with switchable ultrahydrophobia and a process for the realization.
  • the surface is a rough surface with a switchable intrinsic wettability, wherein in the context of the switching a reversible transition to a composite surface in the sense of the Cassie-Baxter theory takes place, comprising a substrate which is provided with a thin layer with switchable wettability.
  • the intrinsic wettability is switched by temperature variation, pH Variation, electric fields or contact with selective solvents.
  • the thin layer preferably consists of at least one hydrophilic and one hydrophobic component, which are enriched alternately on the surface by phase separation.
  • the thin film can be designed as a multi-component polymer brush and the phase separation can be realized by contact with selective solvents for the components thereof.
  • Switchable polymer surfactants are described in the Fraunhofer IAP Annual Report 2003 on pages 66 and 67.
  • the object of the present invention was to provide a water-conducting domestic appliance in which the avoidance of training and the control of biofilms is improved. In particular, the removal of biofilms should be facilitated.
  • the object of the invention was also to provide a method for operating such a household appliance.
  • biofilm is used herein to refer to a biofilm as such, as well as a non-biofilm-forming, more or less accumulated microorganism on an interior surface of the domestic water-conducting appliance.
  • the invention thus relates to a water-conducting household appliance with a treatment container for receiving objects to be treated and at least one inner surface, wherein the inner surface comprises a coating with a switchable polymer.
  • coating is here to be interpreted broadly, which covers more or less thin coatings of other materials, for example of metals or of other polymers.
  • a component of a household appliance which has such an inner surface, have a switchable polymer or
  • coating with a switchable polymer broadly means that at least one inner surface of the component has a coating with a switchable polymer.
  • the coating can also consist in that on the inner surface, for example, can be located polymer chains which are more or less close to the inner surface, as long as at least one end of these polymer chains is anchored to the surface. Anchored can be a chemical or physical connection.
  • switchable polymer means that the polymer has at least two distinct states, which states are generally characterized by different internal or superficial structures that can be interposed between those in the water-bearing domestic appliance, that is, switching may occur Switching operation can be carried out, in which the polymer is transferred from a first state to a second state, in which a biofilm adheres poorly to the polymer compared to the first state Preferably, this switching process can be carried out reversibly, so that according to the invention preferably reversibly switchable polymers used In a preferred embodiment of the water-conducting domestic appliance, a structure of the switchable polymer can be switched by changing the external chemical and / or physical conditions e temperature, pH, ionic strength and / or pressure.
  • the chemical conditions include the performance of a chemical reaction selected from the group consisting of a protonation-deprotonation reaction, a dissociation reaction, a rearrangement and an oxidation or reduction process.
  • a chemical reaction selected from the group consisting of a protonation-deprotonation reaction, a dissociation reaction, a rearrangement and an oxidation or reduction process.
  • a change in temperature such as a heating of the switchable polymer
  • a switchable polymer having inner surface such as a dispenser
  • be rinsed with sufficiently warm water as an example of a rinsing liquid or by switching sufficiently heated by embedded in the switchable polymer heating wires can be combined by a temperature change.
  • Heating with a warm rinsing liquid such as water or another aqueous rinsing liquid mixed with a cleaning agent, has the advantage that a biofilm which adheres poorly after a switching operation can be detached due to the mechanical action of the flowing rinsing liquid and, finally, even be washed away.
  • a superficial structure of the switchable polymers and thus a property of the surface are switchable.
  • the property may be, for example, the hydrophilicity of the inner surface, which generally differs by a more or less large wettability with an aqueous liquid and / or a more or less large adherence of microorganisms and thus biofilms, or size and / or roughness of the inner surface.
  • the interior of the coating with switchable polymers can be designed such that the structure of the interior also changes during a switching operation.
  • it is also possible in particular to store biocidal substances in the coating which can reach the surface more quickly and thus a biofilm after a switching operation. This would be an example of a controlled-release process by the inventive use of switchable polymers.
  • the coating can be relatively thin according to the invention.
  • the coating has a thickness of at most 5 ⁇ , more preferably of at most 2 ⁇ and most preferably of at most 1 ⁇ .
  • the water-conducting household appliance according to the invention is not particularly limited. All water-conducting household appliances, in which due to the presence of Water biofilms can form and in which therefore an avoidance, reduction and / or elimination of biofilms is desired, are suitable according to the invention, wherein the household appliance may in particular contain a water supply. Particularly preferred according to the invention is a dishwashing machine, a washing machine, a washer-dryer or a dryer, in particular a condensation dryer.
  • a condensation dryer is a dryer in which a moist, warm process air from a drying chamber as a treatment chamber, which contains wet laundry, is removed by condensation in the moist warm process air water containing. The condensate is temporarily stored and / or discharged from the dryer, which is why a dryer is understood as a water-conducting household appliance.
  • the household appliance according to the invention comprises a treatment container for receiving objects to be treated, such as e.g. Clothes or dishes on. Often the treatment tank is therefore a drum.
  • the term "treating" includes in particular a washing or drying of the objects to be treated.
  • the household appliance according to the invention is a washing machine with a tub, a drum, a water inlet system and a lye drain system with a drain pump and a control device.
  • a water-conducting household appliance which has a water reservoir for water used in the household appliance.
  • a used aqueous liquid is stored for reuse as storage water and thus recycled.
  • water from the last rinse which is relatively clean, is suitable for this purpose.
  • a water reservoir can be fed with water from various sources and depending on the exclusive or preferred source of water, for example, a condensate collection tank, a soft or hard water tank and / or a flushing water storage.
  • the water reservoir is preferably a rinse water storage.
  • the rinse water storage usually used rinse water is cached, for example, in the to be reused following wash cycle.
  • the water reservoir is preferably a condensate collecting container for the condensate produced during the drying of moist air, for example a condensate tray arranged below a heat exchanger.
  • the water storage can also be a soft water tank or a hard water tank, for example, if a washing machine has a desalination device.
  • the water reservoirs mentioned are susceptible to the formation of biofilms, and thus the design of an inner surface with a coating of a switchable polymer is very advantageous.
  • the design of an inner surface with a coating of a switchable polymer is very advantageous.
  • the sanitary requirements can be guaranteed.
  • the water-conducting domestic appliance comprises a control device which is set up such that a switching process, for example, automatically or by a command of a user.
  • an inner surface in a water-conducting household appliance is not particularly limited and may be any inner surface located within such a household appliance, for example, surfaces of plastic, metal, rubber, etc.
  • the surface is a permanently moist inner surface.
  • a "permanently moist inner surface” is, in particular, a surface located in the interior of the household appliance, which comes into contact with water or an aqueous liquid during normal operation of the household appliance.
  • the permanently moist inner surface comprises a Ein Hughesschale, an inner tub wall, a water reservoir, a water supply line, a heat exchanger surface and / or a condensate tray.
  • inner tub container wall preferably means the rear area of the drum mount, which tends to form biofilms in particular.
  • a switching operation in the sense of the invention may take different lengths, wherein in the duration of the switching operation, as understood herein, in addition to the duration of the actual switching operation is switched by the between two states of the switchable polymer, in general, the time for maintenance of the second state is included.
  • the switchable polymers used are not restricted according to the invention, as long as a switching operation can be carried out in a water-conducting household appliance, which leads to the fact that the adhesion of a biofilm is deteriorated.
  • the chemical nature of the switchable polymer will depend in particular on the type of triggering of the switching operation, ie in particular on the nature of the change in the external physical or chemical conditions.
  • intrinsically conductive polymers such as unsubstituted or substituted polythiophenes, polypyrroles and / or polyvinylaromatics can be used as switchable polymers.
  • polymer surfactants metal colloids, partially acylated polytrisacrylamides, poly (styrenesulfonate) -block-poly (acrylamide),
  • a switchable polymer may be a polymer brush of at least two very different polymers in which one end is firmly bound to the material of a component of the household appliance. Depending on the external conditions, these different polymers can then accumulate alternately on the surface, so that the surface properties are each determined by one or the other polymer. You can switch between these states. Methods for preparing such polymers are described, for example, in Minko, S. (ed.): Responsive Polymer Materials. Arnes: Blackwell Publ., 2006.
  • the coating consists of polymer chains grafted onto the surface of at least two different polymers or comprising these.
  • these are incompatible, so that there is a segregation or a spatial separation of these polymer chains.
  • different polymers can be located in one surface, wherein the polymer chains do not substantially protrude from the surface.
  • the invention further relates to a method for operating a water-conducting domestic appliance with a water supply and a treatment container for receiving objects to be treated and at least one inner surface, wherein the inner surface comprises a coating with a switchable polymer, comprising the step
  • the switching between the first and second structures and back is performed sufficiently frequently and / or sufficiently long so that the surface properties of the switchable polymer are sufficiently changed by the change in physical and / or chemical external conditions to provide adhesion of biofilms.
  • the change in physical and / or chemical conditions is a change in temperature or pH.
  • the method according to the invention can be carried out at different times, for example as a method separate from a treatment method in a water-conducting domestic appliance.
  • a switching operation is carried out while a treatment program is carried out in the water-bearing household appliance with the objects to be treated in the storage container.
  • the inner tub wall is heated in the rear region of the storage, which tends to form biofilms, due to the movement of the drum.
  • the heating during spin is very pronounced.
  • a circuit of the switchable polymer are triggered.
  • a less well-adherent biofilm can then be detached and removed together with rinsing liquid.
  • a drum of a washing machine is operated at a preferably increased water level with high drum speeds.
  • a biofilm present in particular in the rear tub area can be effectively eliminated.
  • the heat exchanger is populated with a biofilm.
  • the temperature of the heat exchanger can be appropriately raised, so that a switching operation is triggered and, as a result, the adhesion of a biofilm is degraded. Even if then by passing a refrigerant through the heat exchanger, the temperature drops again and thus restored by switching the original state, the adhesion of the biofilm may have deteriorated so that it can be washed away by means of the resulting condensate in the heat exchanger.
  • Another possibility for triggering a switching process is a change in the pH, for example from neutral to basic. This can be achieved, for example, by the action of an alkaline solution, for example a wash liquor, on the switchable polymer.
  • This switching process can also be triggered during a wash program when, for example, an alkaline detergent is used in a wash program.
  • the contact time of the alkaline solution is so timed or sensor-controlled, that the alkalis penetrate a biofilm once formed and reach the switchable coating.
  • a biofilm formed therein during the downtime of the washing machine as an example of a water-conducting household appliance according to the invention would then be removed when the washing program is carried out again.
  • the switching of the switchable polymer can also be effected by a change in the ionic strength in a solution or aqueous liquid in contact with the switchable polymer.
  • the ionic strength of a solution can be increased, for example, by the addition of salts.
  • a change in the ionic strength can therefore be made particularly advantageous in such water-conducting domestic appliances, in which a solution with a high ionic strength can be easily provided.
  • These are in particular dishwashers in which a regeneration solution of a water softener is used, and washing machines and washer-dryers with a device for desalting the water used therein.
  • a solution with a high salt concentration usually also occurs.
  • it is generally useful to specify a minimum contact duration of the solution used for switching so that a sufficient reduction of the adhesion of the biofilm can be ensured.
  • a relationship between the minimum contact duration and size and type of biofilm so that the minimum contact duration can be adjusted depending on a detected biofilm.
  • aqueous liquid generally a solution
  • static contact it is also possible to realize a dynamic contact in that a solution at the the inner surface to be switched past continuously or discontinuously.
  • a switching operation can also be effected by performing a chemical reaction on the inner surface.
  • a chemical reaction on the inner surface.
  • the change in the structure of the switchable polymer brought about by the switching process then consists in the fact that the oxidized / reduced and neutral form, in particular also those properties which result in a reduction of the adhesion of a biofilm
  • Such a redox reaction can for example be brought into contact with the surface to be cleaned with an oxidizing agent such as ozone, gaseous or dissolved in water, or In this way, a biofilm can be detached by, on the one hand, a chemical attack on the biofilm as such happens and on the other hand, the oxidizing agent causes the switching of the switchable polymer.
  • a redox reaction can also be used advantageously in particular if electrically conductive polymers are present in the surface.
  • Suitable electrically conductive polymers are derived, for example, from substituted or unsubstituted polythiophenes, polypyrenes, polyphenylenes and polyvinylaromatics.
  • a change in the oxidation state of the polymer can be effected by electrical or chemical means, wherein the different oxidation states generally differ in their structure and electrical conductivity.
  • electrically conductive polymers in the oxidized state a chemical coupling system which is asconjugated as possible is present.
  • electrically conductive polymers for example, one of the aforementioned chemical oxidants such as ozone or hypochlorite can be used.
  • the electrically conductive polymers can also be connected to a power supply, so that their structural and electrical properties can be selectively changed by changing an applied electrical voltage. In this way, a the electrically conductive polymer directly or indirectly, possibly via other polymers, adjacent biofilm be dissolved.
  • an electrical conductivity at the surface is produced by a material whose structure does not change by applying an electrical voltage, for example by a metal or graphite being present on the surface, a biofilm can be oxidatively attacked by applying a sufficiently high oxidation potential. Moreover, by applying a sufficiently high oxidation potential, it is also possible to generate chemical species which may then be present as a layer and bring about a switching of a polymer which can be switched by redox reactions.
  • the method according to the invention can be initiated in various ways, in particular automatically or at the instigation of a user of the water-conducting household appliance.
  • An automatic implementation of a method according to the invention can be carried out sensor-controlled or time-controlled.
  • the switching provided according to the invention takes place, preferably followed by a further rinsing with a rinsing agent, when a sensor indicates the presence of a biofilm on the inner surface.
  • Such a sensor may be, for example, an odor sensor or an optical sensor.
  • a method according to the invention can be initiated when a sensor signal reaches or exceeds a certain predetermined value for a smell or an optical property, such as scattering or absorption.
  • the sensor may also be a turbidity sensor or a sensor for the detection of a refractive index, a surface tension or an electrical capacitance.
  • Corresponding sensors can be located, for example, in the regions of the water-bearing household appliance that are particularly susceptible to biofilms.
  • the control device of the water-conducting domestic appliance is preferably set up in such a way that it can ascertain the presence or danger of the formation of a biofilm by means of the data obtained by the sensor.
  • the control device in general signals from the sensor are received, which are then compared with stored in the control device corresponding data so that the presence of a biofilm or the risk of formation of a biofilm can be detected.
  • the inventively provided switching operation is then initiated at the switchable polymers.
  • a method according to the invention or the treatment provided therein can advantageously be carried out after a predetermined operating period of the household appliance has been reached or exceeded.
  • the inventive method is therefore initiated time-controlled.
  • the switching operation of the polymer takes place at a time specified in the program. This will depend in particular on how the circuit of the polymer can be made.
  • the method may be triggered in a circuit due to an increase in temperature upon reaching a certain minimum temperature value ("switching temperature") in each wash or rinse performed with a sufficiently high temperature aqueous liquid If the ph value is changed, a switching process can be triggered by a sufficiently high change in the pH value, and a biofilm treatment step can be carried out automatically after a longer period of inactivity or frequent use of washing or rinsing cycles after certain time intervals.
  • the inventive method is initiated manually by a user of the water-conducting household appliance.
  • a method according to the invention can be carried out in order to eliminate a biofilm.
  • a switching process initiated by the user preferably takes place in combination with a corresponding rinsing process, in a washing machine advantageously for example by flushing from the dispensing dish, for example by flushing a rinsing liquid from a special chamber, or by release from a rinsing liquid container.
  • the initiation of the treatment provided by the invention by the user can also be combined with corresponding sensors, for example by informing a user via optical or acoustic display means of the presence or danger of formation of a biofilm.
  • This can, as described in connection with the sensor-controlled introduction, be determined via corresponding sensors and a correspondingly set program control.
  • the method according to the invention is not initiated automatically, but a suggestion is optionally displayed to the user, so that the user can manually initiate the step as desired.
  • the program controller determines the presence or the danger of formation of a biofilm on the basis of the signals of a sensor, this can preferably be displayed to the user. This is done for example by means of a display device by optical and / or acoustic signals.
  • the method according to the invention can be carried out in the case of water-conducting domestic appliances, for example dishwashers, washing machines, washer-dryers or dryers, during an ordinary program sequence, in particular during a rinsing, washing and / or drying process. Then a separate "cleaning process" is unnecessary, however, the process according to the invention can also be carried out as a separate part program in a customary rinsing, washing and / or drying program or as a completely separate treatment program.
  • water-conducting domestic appliances for example dishwashers, washing machines, washer-dryers or dryers
  • the treatment or, in the case of biofilm already present, the biofilm treatment step is carried out before and / or after longer periods of inactivity of the household appliance.
  • biofilms may form in particular, which according to the invention can be avoided and / or removed again.
  • the implementation of the method according to the invention before longer downtime of the household appliance since so already the formation of the biofilm can be avoided and unpleasant odors, corrosion, etc. do not arise.
  • the loosened biofilm is preferably detached with the aid of a rinsing liquid and transported away from the surface, preferably disposed of.
  • a rinsing liquid water as such or an aqueous liquid containing additives may be used.
  • additives may be, for example, detergents or oxidizing agents.
  • the rinsing liquid can be introduced in the water-conducting domestic appliance in different ways, generally depending on the type of domestic appliance and the biofilm-afflicted inner surface.
  • the rinse liquid in a washing machine can travel the same way, i. in particular via the same lines, are introduced as a liquid used for the treatment of objects.
  • the surface is sprayed with the rinsing liquid using a suitable spray device.
  • the water-conducting domestic appliance therefore also comprises a spray device for the rinsing liquid.
  • the household appliance according to the invention preferably comprises a rinsing liquid container for a rinsing liquid already discussed. Controlled by the control device of the household appliance, the rinsing liquid is then generally added in embodiments of the invention for carrying out the method according to the invention.
  • microorganisms and in particular biofilms whose adhesion has been degraded due to the switching of the switchable polymer, mechanically detached and removed.
  • Such surfaces are found, for example, in the area of the dispenser tray and the tub of a washing machine or a washer-dryer. Since these regions are very susceptible to biofilm formation, it is particularly preferred if the reduction in adhesion is supplemented by such a subsequent mechanically acting rinse treatment.
  • a mechanical cleaning step may also mean brushing.
  • an oxidizing agent such as ozone or hypochlorite, for example sodium hypochlorite
  • a rinsing step with a rinsing liquid is carried out in order to remove a more or less dissolved biofilm or microorganisms from the inner surface and preferably from the water-conducting domestic appliance.
  • Household appliance according to the invention and method according to the invention have several advantages. In particular, they enable prevention, reduction and / or elimination of a biofilm on a surface in a water-conducting domestic appliance.
  • the adhesion of a biofilm is generally reduced in the practice of the invention so that it can be easily removed by, for example, rinsing with water or other rinse fluid and not merely killed, as in conventional methods. Moreover, it is possible to control a biofilm without producing harmful degradation products.
  • the method according to the invention can also reach areas in the household appliance which do not come into direct contact with a rinsing solution but have remained moist due to previous processes. Thus, a very thorough "cleaning" can be done.
  • the removal of formed biofilms can be improved and facilitated.
  • the structure of the surface can be switched such that a transition from a hydrophobic to a hydrophilic surface and vice versa takes place.
  • the adhesion of a biofilm can be deteriorated, as a result, in any case, the biofilm after switching lose its adhesive force.
  • the no longer adherent biofilm can then be rinsed off, for example with a rinsing liquid such as water.
  • the polymer can be switched back. This switching can advantageously also be carried out several times (toggling).
  • the invention will be explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown in FIGS. 1 and 2.
  • Fig. 1 is a schematic representation of the presently relevant parts of a first embodiment of the inventive water-conducting household appliance, which is designed here as a washing machine.
  • Fig. 2 shows a vertical section through a water-conducting household appliance, which is designed according to a second embodiment of the invention as a tumble dryer, in which by means of an air-to-air heat exchanger, a heat recovery takes place.
  • the washing machine 1 shown in FIG. 1 has a tub 4 in which a drum 3 as a treatment container for items 7 as objects to be treated about a substantially horizontally disposed axis of rotation 35 of the drum 3 is rotatably mounted and can be operated by a drive motor 14 ,
  • the long arrow indicates a direction of rotation of the drum 3.
  • Wäschemit repertoire repertoire repertoire 36 and scooping devices 37 on the inner surface of the drum shell cause an intensification of the flooding with wash liquor. 6
  • the washing machine 1 has a water supply line (also denoted as Laugenzulaufsystem), which is a water connection fitting for the domestic water network 8, an electrically controllable valve 9 and a supply line 10 to the tub 4, which is guided via a dispenser 1, from the incoming water detergent portions can transport into the tub 4 includes.
  • a water supply line also denoted as Laugenzulaufsystem
  • Laugenzulaufsystem a water connection fitting for the domestic water network 8
  • a supply line 10 to the tub 4 which is guided via a dispenser 1, from the incoming water detergent portions can transport into the tub 4 includes.
  • the supply line 10 is a siphon 21st
  • the dispenser 1 1 and a water storage 33 for recycled water as the inner surface according to the invention each comprise a coating 17 with a switchable polymer, which is switchable in the present case by a change in temperature as a change in the external physical conditions.
  • the first embodiment of the inventive water-conducting household appliance shown in FIG. 1 thus makes it possible to carry out the process according to the invention by virtue of the presence of switchable polymers. As a result of more or less long-lasting switching action, the adhesion of a biofilm on the inner surface is reduced.
  • This process can be mechanically and / or chemically supported by applying a rinsing liquid, the use of a rinsing liquid also allows the removal of a detached biofilm.
  • a rinsing liquid container 25 is connected via a water supply line 16 with an electrically controllable valve 9, which is a connection to the domestic water network 8.
  • the rinsing liquid in the rinsing liquid container 25 can be diluted or replenished with water.
  • the rinsing liquid container 25 is connected to the dispensing dish 1 1 via a first rinsing liquid feed line 20.
  • a second rinsing liquid supply line 26 branches off from the rinsing liquid container 25 to the suds container 4 or to the drum 3, which enables the rinsing liquid to be introduced via a sleeve 24, which is only indicated in the view of FIG. 1, at a feed opening 23 of the drum 3.
  • a supply line 18 branches off from the rinsing liquid container 25, which leads to a spray device 31 and to a water reservoir 33.
  • a controllable closure device 28 is arranged, with which the supply of rinsing liquid can be controlled. Further closure devices may be present in a household appliance according to the invention.
  • the spray device 31 which is arranged at a rear exit of the tub 4, the flushing liquid can be sprayed, for example, into the rear part of the tub 4, which is opposite a feed opening 23 not shown here.
  • the inner tub wall and in particular its rear, the feed opening 23 facing away from the part is a permanently moist surface, which are particularly vulnerable to the formation of a biofilm.
  • a water storage 33 can be subsequently added to a switching operation with a rinsing liquid to the water reservoir 33 of harmful To clean microorganisms and possibly a biofilm and thus to realize a longer storage time of the storage water under hygienic conditions.
  • a display device 29 is located on the washing machine of the embodiment shown here.
  • a sensor 5 is located in the dispenser 1 1.
  • Sensor 5 is, for example, an odor sensor or an optical sensor, which can indicate the occurrence of accumulations of microorganisms or even a biofilm.
  • the sensor 5 is connected to the control device 12 of the washing machine 1 and can cause the automatic execution of a method according to the invention when a predetermined sensor signal is reached or exceeded.
  • the control device 12 which can control the washing machine 1 in accordance with a schedule which is in accordance with a time program and / or the achievement of certain Measured values of parameters such as liquor level, liquor temperature, rotational speed of the drum, determination of the presence of microorganisms or a biofilm, concentration of detergent and / or washing aids, etc. may be bound within the washing machine 1.
  • FIG. 2 shows a vertical section through a water-conducting household appliance, which according to a second embodiment of the invention is configured as a tumble dryer 2, in which heat is recovered by means of an air-air heat exchanger 40 a horizontal axis rotatable drum 3 for receiving not shown here, in particular to be dried, laundry items within which Wäschemit Meeting 36 for movement the garments are attached during a drum rotation.
  • Process air is guided by means of a blower 19 via a heater 13 through the drum 3 in a supply air duct 38. In the supply air duct 38, room air is sucked in by the blower 19 from a supply air inlet 39.
  • the heated air from the heater 13 is from the back, ie, passed from the dryer door 42 opposite side of the drum 3, through the perforated bottom of the drum 3, comes there with the laundry to be dried in contact and flows through the filling opening of the drum. 3 to a fluff grid 43 within the drying door 42 closing the filling opening.
  • the process air flow in the drying door 42 is deflected downwards.
  • the moist, warm process air enters an exhaust duct 33, in which an air-air heat exchanger 40 is located, which cools the warm, laden with moisture process air (here: exhaust air) and leads to condensation of the moisture contained in it to the exhaust outlet 27.
  • the separated moisture is collected in a condensate pan 41, from where it can be removed, for example by pumping.
  • the dryer 2 via the supply air duct 38 supplied room air is used in the air-to-air heat exchanger 40.
  • This supply air is heated by the warm, laden with moisture process air and then before entering the drum 3 by means of heating 13.
  • the condensate pan 41 and the air-air heat exchanger 40 as inner surface according to the invention comprise a coating 17 with a switchable by a temperature change polymer.
  • a rinsing liquid container 25 is provided with which a loosened biofilm can be detached and transported away.
  • the rinsing liquid container 25 is connected via a third rinsing liquid supply line 30 with the air-air heat exchanger 40 and finally the condensate pan 41.
  • a sensor 5 for a biofilm is present, whereby an inventive method can be initiated by the evaluation of a sensor signal.
  • the drum 3 is mounted in the embodiment shown in Fig. 2 at the rear bottom by means of a pivot bearing and front by means of a bearing plate 44, the drum 3 rests with a brim on a sliding strip 45 on the bearing plate 44 and so held at the front end.
  • the control of the condensation dryer via a control device 12 which can be controlled by the user via an operating unit 34.
  • a display device 29 is located on the dryer.
  • Spray device for a rinsing liquid 32 rear outlet of the tub

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein wasserführendes Haushaltsgerät 1, 2 mit einem Behandlungsbehälter 3 zur Aufnahme von zu behandelnden Gegenständen 7, mindestens einer inneren Oberfläche 10, 11, 33, 40, 41 und insbesondere einer Wasserzuleitung 8, 9, wobei die innere Oberfläche 10, 11, 33, 40, 41, eine Beschichtung 17 mit einem schaltbaren Polymeren umfasst. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Betrieb dieses Haushaltsgerätes.

Description

Wasserführendes Haushaltsgerät mit einer zu reinigenden inneren Oberfläche sowie Verfahren zu seinem Betrieb
Die Erfindung betrifft ein wasserführendes Haushaltsgerät mit einer inneren Oberfläche sowie ein Verfahren zu seinem Betrieb. Die Erfindung betrifft insbesondere ein wasserführendes Haushaltsgerät mit einem Behandlungsbehälter zur Aufnahme von zu behandelnden Gegenständen und mindestens einer inneren Oberfläche.
In wasserführenden Haushaltsgeräten wie Waschmaschinen, Waschtrocknern, Trocknern, insbesondere Kondensationstrocknern, oder Geschirrspülmaschinen kommt es im Bereich der Bauteile mit dauerfeuchten Oberflächen häufig zu einer Ausbildung von Biofilmen. „Dauerfeuchte Oberflächen" sind hierbei solche, die bei einem ordnungsgemäßen Betrieb des Haushaltsgerätes mit Wasser oder wässrigen Flüssigkeiten in Kontakt gelangen. Biofilme bilden sich überwiegend in wässrigen Systemen auf einer Grenzfläche, beispielsweise zu einer festen Phase, und bestehen aus einer dünnen Schleimschicht, in der Mikroorganismen eingebettet sind. Die Mikroorganismen umgeben sich zum Schutz gegen äußere Angriffe und zur Verbesserung ihrer Lebensbedingungen mit extrazellulären polymeren Substanzen (EPS). Die EPS bilden in Verbindung mit Wasser Hydrogele, so dass eine schleimartige Matrix entsteht, in der Nährstoffe und andere Substanzen gelöst sind.
Dadurch kommt es neben dunklen Belägen auf den Oberflächen häufig auch zu einer unangenehmen Geruchsbildung. So können Biofilme, die sich beispielsweise in der Einspülschale und in Bereichen des Laugenbehälters von Haushaltsgeräten bilden, ein hygienisches, ästhetisches und/oder Geruchsproblem erzeugen. Schließlich kann auch die Hygiene bei Speicherwasser, das in manchen Haushaltsgeräten zur Wiederverwendung in späteren Prozessschritten gespeichert wird, bedenklich sein, wenn die Gesamtkeimzahl im Wasser, die unmittelbar mit der Stärke des Biofilms korreliert, zu groß wird. Schließlich kann es auch bedingt durch den Stoffwechsel der Mikroorganismen im Biofilm neben Geruchsproblemen zu Verfärbungen sowie Korrosion kommen.
Die Ausbildung von Biofilmen auf Oberflächen wasserführender Haushaltsgeräte sollte daher möglichst vermieden werden. Insbesondere sollten bereits vorhandene Biofilme bekämpft und möglichst beseitigt werden. Hierzu ist es bekannt, Oberflächen in Haushaltsgeräten biozid auszurüsten, beispielsweise eine Einspülschale einer Waschmaschine. Biozid ausgerüstete Oberflächen verhindern jedoch nicht dauerhaft die Bildung eines Biofilms, weil immer nur die im direkten Kontakt mit der Oberfläche stehenden Keime, die das Biozid aufnehmen, absterben. Andere Keime, die sich auf den abgestorbenen Keimen ansiedeln, können häufig überleben und sich vermehren.
Andererseits töten biozid wirkende chemische Substanzen, die von außen auf einen Biofilm einwirken, im Allgemeinen nur die oberen Keimschichten ab. Die tieferen Schichten werden häufig nicht erreicht, da diese durch die EPS geschützt sind. Zudem erfordern chemische Reiniger einen Einsatz mit einer hohen Konzentration sowie mit einer langen Einwirkzeit. Biozide bzw. Chemikalien oder deren Reaktionsprodukte sind schließlich häufig umweltschädlich und/oder gesundheitsgefährdend und können beispielsweise Allergien hervorrufen. Ein weiteres Problem ist, dass ein wiederholter Einsatz von Bioziden zur Resistenzbildung der Mikroorganismen führen kann, wodurch die Bekämpfung der Mikroorganismen zusätzlich erschwert wird.
Bekannte thermische Abtötungsverfahren beseitigen den Biofilm selbst nicht, so dass sich auf den abgetöteten Keimen bzw. dem verbleibenden Biofilm neue Keime ansiedeln können. Diese finden dabei häufig eine ideale Nährstoffsituation vor, so dass die erneute Ansiedlung von Mikroorganismen oft begünstigt wird.
Außerdem sind zur Vermeidung und/oder Beseitigung von Biofilmen biologische Verfahren bekannt. Die DE 3841596 A1 beschreibt ein Verfahren zur Verringerung der Schleim- und Belagbildung in Anlagen, in denen Wasser zirkuliert. Dabei werden dem zirkulierenden Wasser nicht-sessile Mikroorganismen zugeführt, die mit Biofilm-bildenden Mikroorganismen in Nährstoffkonkurrenz treten und so die Ausbildung eines Biofilms verringern.
Die EP 1 350 575 B1 beschreibt eine Oberfläche mit schaltbarer Ultrahydrophobie sowie ein Verfahren zur Realisierung. Die Oberfläche ist insbesondere eine rauhe Oberfläche mit einer schaltbaren intrinsischen Benetzbarkeit, wobei im Rahmen des Schaltens ein reversibler Übergang zu einer Kompositoberfläche im Sinne der Cassie-Baxter-Theorie erfolgt, umfassend ein Substrat, das mit einer Dünnschicht mit schaltbarer Benetzbarkeit versehen ist. Die intrinsische Benetzbarkeit ist geschaltet durch Temperaturvariation, pH- Variation, elektrische Felder oder Kontakt mit selektiven Lösungsmitteln. Die Dünnschicht besteht dabei vorzugsweise aus mindestens einer hydrophilen und einer hydrophoben Komponente, die durch Phasenseparation wechselseitig an der Oberfläche angereichert werden. Beispielsweise kann die Dünnschicht als mehrkomponentige Polymerbürste ausgeführt sein und die Phasenseparation durch Kontakt mit selektiven Lösungsmitteln für deren Komponenten realisiert werden.
Bürstenartige Polymere an Oberflächen mit schaltbaren Eigenschaften werden von Petra Uhlmann et al. in „Wissenschaftliche Zeitschrift der Technischen Universität Dresden", Band 56 (2007), Heft 1-2, Seiten 47 bis 51 , beschrieben.
Schaltbare Polymertenside sind im Fraunhofer IAP Jahresbericht 2003 auf den Seiten 66 und 67 beschrieben.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es vor diesem Hintergrund, ein wasserführendes Haushaltsgerät bereitzustellen, bei dem die Vermeidung der Ausbildung sowie die Bekämpfung von Biofilmen verbessert ist. Insbesondere soll die Entfernung von Biofilmen erleichtert durchgeführt werden können. Aufgabe der Erfindung war es außerdem, ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Haushaltsgerätes bereitzustellen. Für die Zwecke der Beschreibung der vorliegenden Erfindung wird hierin die Bezeichnung „Biofilm" für einen Biofilm als solchen wie auch für eine noch keinen Biofilm bildende, mehr oder weniger große Ansammlung von Mikroorganismen auf einer inneren Oberfläche des wasserführenden Haushaltsgeräts verwendet.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein wasserführendes Haushaltsgerät sowie ein Verfahren zu seinem Betrieb gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Patentansprüchen aufgeführt. Bevorzugten Ausgestaltungen des Verfahrens entsprechen bevorzugte Ausgestaltungen des Haushaltsgeräts und umgekehrt, selbst wenn hierin nicht jeweils gesondert darauf hingewiesen wird.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein wasserführendes Haushaltsgerät mit einem Behandlungsbehälter zur Aufnahme von zu behandelnden Gegenständen und mindestens einer inneren Oberfläche, wobei die innere Oberfläche eine Beschichtung mit einem schaltbaren Polymeren umfasst.
Der Begriff„Beschichtung" ist hierbei breit auszulegen. Hierunter fallen mehr oder wenige dünne Beschichtungen von anderen Materialien, beispielsweise von Metallen oder aber von anderen Polymeren. Außerdem kann beispielsweise eine Komponente eines Haushaltsgerätes, welches eine solche innere Oberfläche aufweist, ein schaltbares Polymer aufweisen oder aus diesem bestehen. „Beschichtung mit einem schaltbaren Polymeren" bedeutet somit breit, dass zumindest eine innere Oberfläche der Komponente eine Beschichtung mit einem schaltbaren Polymeren aufweist. Dabei kann die Beschichtung auch darin bestehen, dass sich auf der inneren Oberfläche beispielsweise Polymerketten befinden können, die mehr oder weniger nahe an der inneren Oberfläche angeordnet sind, solange zumindest ein Ende dieser Polymerketten mit der Oberfläche verankert ist. Verankert kann hierbei eine chemische oder physikalische Anbindung sein. Der Begriff „schaltbares Polymer" bedeutet hierin, dass das Polymer mindestens zwei unterschiedliche Zustände aufweist, wobei diese Zustände im Allgemeinen durch unterschiedliche innere oder oberflächliche Strukturen gekennzeichnet sind, zwischen denen im wasserführenden Haushaltsgerät geschaltet werden kann. D.h., es kann ein Schalten bzw. ein Schaltvorgang durchgeführt werden, bei dem das Polymer von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand, bei welchem ein Biofilm gegenüber dem ersten Zustand schlechter an dem Polymeren haftet, überführt wird. Vorzugsweise kann dieser Schaltvorgang reversibel durchgeführt werden, so dass erfindungsgemäß vorzugsweise reversibel schaltbare Polymere eingesetzt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform des wasserführenden Haushaltsgerätes ist eine Struktur des schaltbaren Polymeren durch Änderung der äußeren chemischen und/oder physikalischen Bedingungen schaltbar. Hierbei umfassen die physikalischen Bedingungen insbesondere die Temperatur, den pH-Wert, die lonenstärke und/oder den Druck. Die chemischen Bedingungen umfassen insbesondere die Durchführung einer chemischen Reaktion, ausgewählt aus der Gruppe, die aus einer Protonierungs- Deprotonierungsreaktion, einer Dissoziationsreaktion, einer Umlagerung und einem Oxidations- oder Reduktionsprozess besteht. Für den Fall, dass der Schaltvorgang durch eine Temperaturänderung ausgelöst wird, beispielsweise eine Erwärmung des schaltbaren Polymeren, kann beispielsweise eine ein schaltbares Polymer aufweisende innere Oberfläche, z.B. einer Einspülschale, mit ausreichend warmem Wasser als einem Beispiel für eine Spülflüssigkeit gespült werden oder aber durch Einschalten von in das schaltbare Polymer eingelagerten Heizdrähten ausreichend erwärmt werden. Zudem können beide Methoden der Schaltung des schaltbaren Polymeren durch eine Temperaturänderung kombiniert werden. Eine Erwärmung mit einer warmen Spülflüssigkeit wie Wasser oder einer anderen mit einem reinigenden Agens versetzten wässrigen Spülflüssigkeit hat den Vorteil, dass ein nach einem Schaltvorgang schlechter haftender Biofilm aufgrund der mechanischen Einwirkung der strömenden Spülflüssigkeit abgelöst und schließlich auch noch weggespült werden kann.
Vorzugsweise sind eine oberflächliche Struktur der schaltbaren Polymere und damit eine Eigenschaft der Oberfläche schaltbar. Die Eigenschaft kann beispielsweise die Hydrophilie der inneren Oberfläche sein, die sich im Allgemeinen durch eine mehr oder weniger große Benetzbarkeit mit einer wässrigen Flüssigkeit und/oder einer mehr oder weniger großen Anhaftbarkeit von Mikroorganismen und damit von Biofilmen unterscheidet, oder Größe und/oder Rauigkeit der inneren Oberfläche. Daneben kann in Ausführungsformen der Erfindung insbesondere auch das Innere der Beschichtung mit schaltbaren Polymeren so ausgestaltet sein, dass sich bei einem Schaltvorgang auch die Struktur des Inneren ändert. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist es insbesondere auch möglich, biozid wirkende Substanzen in der Beschichtung einzulagern, die nach einem Schaltvorgang rascher an die Oberfläche und damit einen Biofilm gelangen können. Dies wäre ein Beispiel für einen Controlled- Release-Vorgang durch die erfindungsgemäße Anwendung von schaltbaren Polymeren.
Die Beschichtung kann erfindungsgemäß relativ dünn sein. Vorzugsweise hat die Beschichtung eine Dicke von höchstens 5 μηη, besonders bevorzugt von höchstens 2 μηη und ganz besonders bevorzugt von höchstens 1 μηη.
Das wasserführende Haushaltsgerät ist erfindungsgemäß nicht besonders eingeschränkt. Alle wasserführenden Haushaltsgeräte, in denen sich aufgrund der Anwesenheit von Wasser Biofilme ausbilden können und bei denen daher eine Vermeidung, Verringerung und/oder Beseitigung von Biofilmen erwünscht ist, sind erfindungsgemäß geeignet, wobei das Haushaltsgerät insbesondere eine Wasserzuleitung enthalten kann. Erfindungsgemäß besonders bevorzugt ist eine Geschirrspülmaschine, eine Waschmaschine, ein Waschtrockner oder ein Trockner, insbesondere ein Kondensationstrockner. Ein Kondensationstrockner ist dabei ein Trockner, in dem einer feuchtwarmen Prozessluft aus einer Trocknungskammer als Behandlungskammer, welche feuchte Wäschestücke enthält, durch Kondensation das in der feuchtwarmen Prozessluft enthaltende Wasser entzogen wird. Das Kondensat wird zwischengespeichert und/oder aus dem Trockner abgeführt, weshalb auch ein Trockner als wasserführendes Haushaltsgerät verstanden wird.
Das erfindungsgemäße Haushaltsgerät weist einen Behandlungsbehälter zur Aufnahme von zu behandelnden Gegenständen wie z.B. Wäschestücke oder Geschirr auf. Häufig ist der Behandlungsbehälter daher eine Trommel. Der Begriff „Behandeln" umfasst insbesondere ein Waschen oder Trocknen der zu behandelnden Gegenstände.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Haushaltsgerät eine Waschmaschine mit einem Laugenbehälter, einer Trommel, einem Wasserzulaufsystem und einem Laugenablaufsystem mit einer Laugenpumpe und einer Steuereinrichtung.
Vorzugsweise wird ein wasserführendes Haushaltsgerät eingesetzt, das einen Wasserspeicher für im Haushaltsgerät verwendetes Wasser aufweist. Bei einem solchen Haushaltsgerät wird eine verwendete wässrige Flüssigkeit für eine erneute Verwendung als Speicherwasser gespeichert und damit rezykliert. Bei einer Waschmaschine oder einem Waschtrockner eignet sich hierfür beispielsweise Wasser aus dem letzten Spülgang, das relativ sauber ist. Ein solcher Wasserspeicher kann mit Wasser aus verschiedenen Quellen gespeist werden und kann je nach ausschließlicher oder bevorzugter Wasserquelle beispielsweise ein Kondensatauffangbehälter, ein Weich- oder Hartwasserbehälter und/oder ein Spülwasserspeicher sein. Bei einer Geschirrspülmaschine, einer Waschmaschine oder einem Waschtrockner ist der Wasserspeicher vorzugsweise ein Spülwasserspeicher. In dem Spülwasserspeicher wird in der Regel gebrauchtes Spülwasser zwischengespeichert, um beispielsweise im nachfolgenden Waschgang wiederverwendet zu werden. Im Fall eines Trockners oder Waschtrockners ist der Wasserspeicher vorzugsweise ein Kondensatauffangbehälter für das bei der Trocknung feuchter Luft anfallende Kondensat, beispielsweise eine unter einem Wärmetauscher angeordnete Kondensatwanne. Zudem kann der Wasserspeicher auch ein Weichwasserbehälter bzw. ein Hartwasserbehälter sein, beispielsweise wenn eine Waschmaschine eine Entsalzungsvorrichtung aufweist.
Die genannten Wasserspeicher sind anfällig für die Ausbildung von Biofilmen, und somit ist die Ausgestaltung einer inneren Oberfläche mit einer Beschichtung aus einem schaltbaren Polymeren sehr vorteilhaft. Insbesondere bei der Speicherung von Spülwasser, das in späteren Prozessschritten wiederverwendet werden soll, können so die hygienischen Anforderungen gewährleistet werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das wasserführende Haushaltsgerät eine Steuereinrichtung, die derart eingerichtet ist, dass ein Schaltvorgang beispielsweise automatisch oder durch einen Befehl eines Benutzers wird.
Erfindungsgemäß ist eine innere Oberfläche in einem wasserführenden Haushaltsgerät nicht besonders eingeschränkt und kann jede innere Oberfläche sein, die sich innerhalb eines solchen Haushaltsgerätes befindet, beispielsweise Oberflächen aus Kunststoff, Metall, Gummi etc..
Vorzugsweise ist die Oberfläche eine dauerfeuchte innere Oberfläche. Eine„dauerfeuchte innere Oberfläche" ist hierbei insbesondere eine im Inneren des Haushaltsgerätes befindliche Oberfläche, die bei einem üblichen Betrieb des Haushaltsgerätes mit Wasser oder einer wässrigen Flüssigkeit in Kontakt gelangt.
Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass die dauerfeuchte innere Oberfläche eine Einspülschale, eine innere Laugenbehälterwand, einen Wasserspeicher, eine Wasserführungsleitung, eine Wärmetauscheroberfläche und/oder eine Kondensatwanne umfasst. Hierbei bedeutet innere Laugenbehälterwand vorzugsweise den zur Ausbildung von Biofilmen vor allem neigenden hinteren Bereich der Trommellagerung. Ein Schaltvorgang im Sinne der Erfindung kann unterschiedlich lange dauern, wobei in die Dauer des Schaltvorgangs, wie er hierin verstanden wird, neben der Dauer des eigentlichen Schaltvorgangs, durch den zwischen zwei Zuständen des schaltbaren Polymeren geschaltet wird, im Allgemeinen auch die Zeit für die Aufrechterhaltung des zweiten Zustandes einbezogen wird.
Die eingesetzten schaltbaren Polymere sind erfindungsgemäß nicht eingeschränkt, solange in einem wasserführenden Haushaltsgerät ein Schaltvorgang durchgeführt werden kann, der dazu führt, dass die Haftung eines Biofilms verschlechtert wird. Die chemische Natur des schaltbaren Polymeren wird dabei insbesondere von der Art der Auslösung des Schaltvorgangs abhängen, also insbesondere von der Art der Änderung der äußeren physikalischen oder chemischen Bedingungen.
So können als schaltbare Polymere beispielsweise intrinsisch leitfähige Polymere wie unsubstituierte oder substituierte Polythiophene, Polypyrrole und/oder Polyvinylaromaten eingesetzt werden. Besonders geeignet sind zudem Polymertenside, Metallkolloide, partiell acylierte Polytrisacrylamide, Poly(styrolsulfonat)-block-poly(acrylamid),
oder sogenannte Polymerbürsten.
So kann ein schaltbares Polymer beispielsweise eine Polymerbürste aus mindestens zwei sehr verschiedenen Polymeren sein, bei denen ein Ende fest an das Material einer Komponente des Haushaltsgeräts gebunden ist. In Abhängigkeit von den äußeren Bedingungen können sich diese unterschiedlichen Polymere dann wechselseitig an der Oberfläche anreichern, so dass die Oberflächeneigenschaften jeweils durch das eine oder andere Polymer bestimmt werden. Zwischen diesen Zuständen kann geschaltet werden. Verfahren zur Herstellung derartiger Polymere sind beispielsweise beschrieben in Minko, S. (Hrsg.): Responsive Polymer Materials. Arnes: Blackwell Publ., 2006.
In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Beschichtung daher aus auf die Oberfläche aufgepfropften Polymerketten von mindestens zwei unterschiedlichen Polymeren oder umfasst diese. Im Allgemeinen sind diese unverträglich, so dass es zu einer Entmischung bzw. einer räumlichen Trennung dieser Polymerketten kommt. Alternativ oder in Ergänzung hierzu können sich unterschiedliche Polymere in einer Oberfläche befinden, wobei die Polymerketten im Wesentlichen nicht aus der Oberfläche ragen.
Gegenstand der Erfindung ist darüber hinaus ein Verfahren zum Betrieb eines wasserführenden Haushaltsgerätes mit einer Wasserzuleitung sowie einem Behandlungsbehälter zur Aufnahme von zu behandelnden Gegenständen und mindestens einer inneren Oberfläche, wobei die innere Oberfläche eine Beschichtung mit einem schaltbaren Polymeren umfasst, umfassend den Schritt
(a) Änderung der physikalischen und/oder chemischen äußeren Bedingungen, so dass ein Zustand bzw. eine Struktur des Polymeren von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand bzw. einer ersten in eine zweite Struktur geschaltet wird, welche eine gegenüber der ersten Struktur verschlechterte Haftung eines Biofilms an dem Polymeren aufweist.
Vorzugsweise wird beim erfindungsgemäßen Verfahren die Schaltung zwischen der ersten und der zweiten Struktur und zurück ausreichend häufig und/oder ausreichend lang durchgeführt, so dass die Oberflächeneigenschaften des schaltbaren Polymeren durch die Änderung der physikalischen und/oder chemischen äußeren Bedingungen ausreichend geändert werden, um eine Haftung von Biofilmen herabzusetzen. Überdies ist es bevorzugt, dass die Änderung der physikalischen und/oder chemischen Bedingungen in einer Änderung der Temperatur oder des pH-Wertes besteht.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann zu unterschiedlichen Zeitpunkten durchgeführt werden, beispielsweise als von einem Behandlungsverfahren im wasserführenden Haushaltsgerät getrenntes Verfahren. In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird ein Schaltvorgang allerdings durchgeführt, während im wasserführenden Haushaltsgerät mit den zu behandelnden Gegenständen im Aufbewahrungsbehälter ein Behandlungsprogramm durchgeführt wird. So wird beispielsweise die innere Laugenbehälterwand in dem vor allem zur Ausbildung von Biofilmen neigenden hinteren Bereich der Lagerung aufgrund der Bewegung der Trommel erwärmt. Insbesondere ist die Erwärmung während des Schleuderns sehr ausgeprägt. Somit kann insbesondere während eines Schleuderschrittes eine Schaltung des schaltbaren Polymeren ausgelöst werden. Bei einem anschließenden Spülschritt kann dann ein weniger gut haftender Biofilm abgelöst und zusammen mit Spülflüssigkeit abtransportiert werden.
Dies eröffnet z.B. bei einer Waschmaschine als erfindungsgemäßem wasserführenden Haushaltsgerät die Möglichkeit, dass das erfindungsgemäße Verfahren als ein Reinigungsprogramm sowohl im Rahmen eines Waschprogramms, insbesondere in darin vorgesehenen Schleuderphasen, als auch im Rahmen eines gesonderten Reinigungsprogramms durchgeführt werden kann. Ein gesondertes Reinigungsprogramm wird dabei insbesondere nach Beendigung eines Waschprogramms durchgeführt, wenn also in einem Behandlungsbehälter vorhandene Wäschestücke entnommen sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird daher eine Trommel einer Waschmaschine bei einem vorzugsweise erhöhten Wasserstand mit hohen Trommeldrehzahlen betrieben. Dadurch kann ein insbesondere im hinteren Laugenbehälterbereich vorhandener Biofilm wirksam beseitigt werden.
In Ausführungsformen der Erfindung, in welcher das Haushaltsgerät ein Trockner oder ein Waschtrockner mit einem Wärmetauscher für feuchtwarme Prozessluft ist, wird insbesondere der Wärmetauscher mit einem Biofilm besiedelt. Andererseits kann während eines Trocknungsprozesses die Temperatur des Wärmetauschers geeignet angehoben werden, so dass ein Schaltvorgang ausgelöst wird und infolgedessen die Haftung eines Biofilms verschlechtert wird. Selbst wenn dann durch Durchleiten eines Kältemittels durch den Wärmetauscher die Temperatur wieder fällt und damit durch einen Schaltvorgang wieder der ursprüngliche Zustand hergestellt wird, kann sich die Haftung des Biofilms derart verschlechtert haben, dass er mittels des anschließend im Wärmetauscher anfallenden Kondensats weggespült werden kann.
Eine weitere Möglichkeit zur Auslösung eines Schaltvorganges ist eine Änderung des pH- Wertes, z.B. von neutral nach basisch. Dies kann beispielsweise durch Einwirkung einer alkalischen Lösung, z.B. einer Waschlauge, auf das schaltbare Polymere erreicht werden. Auch dieser Schaltvorgang kann während eines Waschprogrammes ausgelöst werden, wenn beispielsweise in einem Waschprogramm ein alkalisches Waschmittel eingesetzt wird. Hierbei wird im Allgemeinen die Einwirkzeit der alkalischen Lösung derart zeitgesteuert oder sensorgesteuert, dass die Alkalien einen einmal gebildeten Biofilm durchdringen und die schaltbare Beschichtung erreichen. Ein während der Stillstandzeit der Waschmaschine als einem Beispiel für ein erfindungsgemäßes wasserführendes Haushaltsgerät darin gebildeter Biofilm würde dann bei einer erneuten Durchführung eines Waschprogrammes entfernt werden.
Schließlich kann die Schaltung des schaltbaren Polymeren auch durch eine Änderung der lonenstärke in einer im Kontakt mit dem schaltbaren Polymeren stehenden Lösung bzw. wässrigen Flüssigkeit bewirkt werden. Die lonenstärke einer Lösung lässt sich beispielsweise durch die Zugabe von Salzen erhöhen.
Eine Veränderung der lonenstärke kann daher besonders vorteilhaft in solchen wasserführenden Haushaltsgeräten vorgenommen werden, bei denen leicht eine Lösung mit einer hohen lonenstärke bereitgestellt werden kann. Dies sind insbesondere Geschirrspülmaschinen, bei denen eine Regenerierungslösung eines Wasserenthärters eingesetzt wird, sowie Waschmaschinen und Waschtrockner mit einer Vorrichtung zur Entsalzung des darin eingesetzten Wassers. In solchen Waschmaschinen und Waschtrocknern fällt neben entsalztem Wasser in der Regel auch eine Lösung mit einer hohen Salzkonzentration an. Auch hier ist es im Allgemeinen sinnvoll, eine Mindestkontaktdauer der zum Umschalten eingesetzten Lösung vorzugeben, damit eine ausreichende Verringerung der Haftung des Biofilms sichergestellt werden kann. Bei einer solchen Ausführungsform kann in der Steuereinrichtung des Haushaltsgerätes ein Zusammenhang zwischen der Mindestkontaktdauer und Größe und Art eines Biofilms hinterlegt sein, so dass die Mindestkontaktdauer in Abhängigkeit von einem festgestellten Biofilm eingestellt werden kann.
Je nach Art der inneren Oberfläche oder der Methode, mit welcher der Schaltvorgang durchgeführt wird, kann es sinnvoll sein, die Änderung der äußeren chemischen und/oder physikalischen Bedingungen dadurch zu bewirken, dass eine wässrige Flüssigkeit, im Allgemeinen eine Lösung, nach einem in Kontakt bringen mit der inneren Oberfläche im Wesentlichen nicht mehr bewegt wird („statischer Kontakt"). Alternativ ist es auch möglich, einen dynamischen Kontakt dadurch zu realisieren, dass eine Lösung an der umzuschaltenden inneren Oberfläche kontinuierlich oder diskontinuierlich vorbeigeführt wird.
Ein Schaltvorgang kann auch dadurch bewirkt werden, dass an der inneren Oberfläche eine chemische Reaktion durchgeführt wird. In Abhängigkeit vom Oxidations- bzw. Reduktionspotential des schaltbaren Polymeren kann beispielsweise ein Oxidations- oder Reduktionsprozess (im Folgenden auch zusammenfassend als „Redoxreaktion" bezeichnet) durchgeführt werden. Die durch den Schaltvorgang bewirkte Veränderung der Struktur des schaltbaren Polymeren besteht dann darin, dass sich die oxidierte/reduzierte und neutrale Form unterscheiden, insbesondere auch in solchen Eigenschaften, die in einer Reduzierung der Haftung eines Biofilms resultieren. Eine solche Redoxreaktion kann beispielsweise durch in Kontakt bringen der zu reinigenden Oberfläche mit einem Oxidationsmittel wie Ozon, gasförmig oder in Wasser gelöst, oder Hypochlorit erfolgen. Auf diese Weise kann ein Biofilm abgelöst werden, indem einerseits ein chemischer Angriff auf den Biofilm als solchen geschieht und andererseits das Oxidationsmittel die Schaltung des schaltbaren Polymers bewirkt.
Eine Redoxreaktion kann insbesondere auch dann vorteilhaft eingesetzt werden, wenn in der Oberfläche elektrisch leitfähige Polymere vorliegen. Geeignete elektrisch leitfähige Polymere leiten sich beispielsweise von substituierten oder unsubstituierten Polythiophenen, Polypyrolen, Polyphenylenen und Polyvinylaromaten ab. Bei diesen kann auf elektrischem oder chemischem Weg eine Änderung des Oxidationszustandes des Polymeren bewirkt werden, wobei sich die unterschiedlichen Oxidationszustände im Allgemeinen in ihrer Struktur und elektrischen Leitfähigkeit unterscheiden. In der Regel ist bei elektrisch leitfähigen Polymeren im oxidierten Zustand ein möglichst durchkonjugiertes chemisches Bindungssystem vorhanden.
Zur Bewirkung einer solchen Redoxreaktion mit elektrisch leitfähigen Polymeren kann beispielsweise eines der vorgenannten chemischen Oxidationsmittel wie Ozon oder Hypochlorit eingesetzt werden. Alternativ oder in Ergänzung hierzu können die elektrisch leitfähigen Polymere auch mit einer Stromversorgung verbunden sein, so dass deren strukturelle und elektrische Eigenschaften durch Veränderung einer angelegten elektrischen Spannung gezielt verändert werden können. Auf diese Weise kann ein dem elektrisch leitfähigen Polymer direkt oder indirekt, ggf. über andere Polymere, benachbarter Biofilm angelöst werden.
Sofern eine elektrische Leitfähigkeit an der Oberfläche durch ein Material hergestellt wird, dessen Struktur sich durch Anlegen einer elektrischen Spannung nicht ändert, indem beispielsweise ein Metall oder Graphit an der Oberfläche vorhanden sind, kann durch Anlegen eines ausreichend hohen Oxidationspotentials ein Biofilm oxidativ angegriffen werden. Überdies können durch Anlegen eines ausreichend hohen Oxidationspotentials auch chemische Spezies erzeugt werden, die dann ggf. als Schicht vorliegen, und eine Schaltung eines durch Redoxreaktionen schaltbaren Polymeren bewirken.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf verschiedene Weise eingeleitet werden, insbesondere automatisch oder auf Veranlassung durch einen Benutzer des wasserführenden Haushaltsgerätes. Eine automatische Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann dabei sensorgesteuert oder zeitgesteuert erfolgen.
In einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt daher die erfindungsgemäß vorgesehene Umschaltung, vorzugsweise gefolgt von einer weiteren Spülung mit einem Spülmittel, wenn ein Sensor das Vorhandensein eines Biofilms auf der inneren Oberfläche anzeigt.
Ein solcher Sensor kann beispielsweise ein Geruchssensor oder ein optischer Sensor sein. Beispielsweise kann ein erfindungsgemäßes Verfahren dann eingeleitet werden, wenn ein Sensorsignal einen bestimmten vorgegebenen Wert für einen Geruch oder eine optische Eigenschaft wie Streuung oder Absorption erreicht oder überschreitet. Beim Sensor kann es sich auch um einen Trübungssensor handeln oder um einen Sensor zur Detektion eines Brechungsindex, einer Oberflächenspannung oder einer elektrischen Kapazität. Entsprechende Sensoren können sich beispielsweise in den besonders für Biofilme anfälligen Bereichen des wasserführenden Haushaltsgeräts befinden. Die Steuereinrichtung des wasserführenden Haushaltsgeräts ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorzugsweise so eingerichtet, dass sie durch die vom Sensor erhaltenen Daten Vorhandensein oder Gefahr der Ausbildung eines Biofilms ermitteln kann. Dazu kann die Steuereinrichtung im Allgemeinen Signale vom Sensor empfangen, die dann mit in der Steuereinrichtung entsprechend hinterlegten Daten verglichen werden, so dass das Vorhandensein eines Biofilm oder die Gefahr der Ausbildung eines Biofilms erkannt werden kann. Daraufhin wird dann der erfindungsgemäß vorgesehene Schaltvorgang bei den schaltbaren Polymeren eingeleitet. Alternativ oder in Ergänzung hierzu kann ein erfindungsgemäßes Verfahren bzw. die darin vorgesehene Behandlung vorteilhaft durchgeführt werden, nachdem eine vorgegebene Betriebsdauer des Haushaltsgerätes erreicht oder überschritten ist.
In einer weiteren Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Verfahren daher zeitgesteuert eingeleitet. In diesem Fall erfolgt der Schaltvorgang des Polymeren zu einem im Programm festgelegten Zeitpunkt. Dies wird insbesondere davon abhängen, auf welche Weise die Schaltung des Polymeren erfolgen kann. Beispielsweise kann das Verfahren bei einer Schaltung aufgrund einer Steigerung der Temperatur bei Erreichen eines bestimmten minimalen Temperaturwerts („Schalttemperatur") in jedem Wasch- oder Spülgang, welcher mit einer wässrigen Flüssigkeit mit ausreichend hoher Temperatur durchgeführt wird, ausgelöst werden. Sofern die Schaltung aufgrund einer Änderung des ph-Wertes erfolgt, kann ein Schaltvorgang durch eine ausreichend hohe Änderung des pH-Wertes ausgelöst werden. Zudem kann nach längerer Stillstandzeit oder bei häufiger Verwendung von Wasch- oder Spülgängen nach bestimmten Zeitintervallen automatisch ein Biofilmbehandlungsschritt durchgeführt werden.
Alternativ ist es erfindungsgemäß ebenfalls bevorzugt, dass das erfindungsgemäße Verfahren manuell durch einen Benutzer des wasserführenden Haushaltsgerätes eingeleitet wird. So kann beispielsweise vor einem geplanten längeren Stillstand des Haushaltsgerätes ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt werden, um einen Biofilm zu beseitigen. Hier erfolgt ein vom Benutzer veranlasster Schaltvorgang vorzugsweise in Kombination mit einem entsprechenden Spülvorgang, bei einer Waschmaschine vorteilhaft beispielsweise durch Einspülen aus der Einspülschale, beispielsweise durch Einspülen einer Spülflüssigkeit aus einer speziellen Kammer, oder durch Freisetzung aus einem Spülflüssigkeitsbehälter. Darüber hinaus ist die Einleitung der erfindungsgemäß vorgesehenen Behandlung durch den Benutzer auch mit entsprechenden Sensoren kombinierbar, beispielsweise, indem ein Benutzer über optische oder akustische Anzeigemittel über das Vorhandensein oder die Gefahr der Ausbildung eines Biofilms informiert wird. Dies kann, wie im Zusammenhang mit der sensorgesteuerten Einleitung beschrieben, über entsprechende Sensoren und eine entsprechend eingerichtete Programmsteuerung ermittelt werden. Jedoch wird bei dieser Ausführungsform das erfindungsgemäße Verfahren nicht automatisch eingeleitet, sondern dem Benutzer gegebenenfalls ein Vorschlag angezeigt, so dass der Benutzer den Schritt nach Wunsch manuell einleiten kann. Wenn die Programmsteuerung aufgrund der Signale eines Sensors das Vorhandensein oder die Gefahr einer Bildung eines Biofilms ermittelt, kann dies bevorzugt dem Benutzer angezeigt werden. Dies geschieht beispielsweise mittels einer Anzeigevorrichtung durch optische und/oder akustische Signale. Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei wasserführenden Haushaltsgeräten wie beispielsweise Geschirrspülgeräten, Waschmaschinen, Waschtrocknern oder Trocknern während eines gewöhnlichen Programmablaufs, insbesondere während eines Spül-, Wasch- und/oder Trockenvorgangs, durchgeführt werden. Dann ist ein separates „Reinigungsverfahren" unnötig. Jedoch kann das erfindungsgemäße Verfahren auch als separates Teilprogramm in einem üblichen Spül-, Wasch- und/oder Trockenprogramm oder als vollständig separates Behandlungsprogramm durchgeführt werden.
Insbesondere ist es bevorzugt, dass die Behandlung, oder bei bereits vorhandenem Biofilm der Biofilmbehandlungsschritt, vor und/oder nach längeren Stillstandzeiten des Haushaltsgeräts durchgeführt wird. Während längerer Stillstandzeiten kann es insbesondere zur Ausbildung von Biofilmen kommen, die erfindungsgemäß vermieden und/oder wieder beseitigt werden können. Besonders bevorzugt ist die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor längeren Stillstandzeiten des Haushaltsgerätes, da so bereits die Ausbildung des Biofilms vermieden werden kann und unangenehme Gerüche, Korrosion etc. gar nicht entstehen.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird der angelöste Biofilm vorzugsweise mit Hilfe einer Spülflüssigkeit abgelöst und von der Oberfläche abtransportiert, vorzugsweise entsorgt. Als Spülflüssigkeit kann hierbei Wasser als solches oder eine wässrige Flüssigkeit, die Zusätze enthält, eingesetzt werden. Diese Zusätze können beispielsweise Detergentien oder Oxidationsmittel sein.
Die Spülflüssigkeit kann im wasserführenden Haushaltsgerät auf unterschiedliche Weise eingebracht werden, im Allgemeinen abhängig von der Art des Haushaltsgerätes und der mit einem Biofilm behafteten inneren Oberfläche. So kann die Spülflüssigkeit in einer Waschmaschine auf demselben Weg, d.h. insbesondere über die gleichen Leitungen, eingebracht werden wie eine zur Behandlung der Gegenstände eingesetzte Flüssigkeit. In einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Oberfläche unter Verwendung einer geeigneten Sprayvorrichtung mit der Spülflüssigkeit besprüht. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das wasserführende Haushaltsgerät daher auch eine Sprayvorrichtung für die Spülflüssigkeit. Schließlich umfasst das erfindungsgemäße Haushaltsgerät vorzugsweise einen Spülflüssigkeitsbehälter für eine bereits diskutierte Spülflüssigkeit. Über die Steuereinrichtung des Haushaltsgeräts gesteuert wird in Ausführungsformen der Erfindung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dann im Allgemeinen die Spülflüssigkeit zugegeben.
Auf diese Weise werden die Mikroorganismen und insbesondere Biofilme, deren Haftung aufgrund der Schaltung des schaltbaren Polymeren verschlechtert worden ist, mechanisch unterstützt abgelöst und entfernt. Solche Oberflächen finden sich beispielsweise im Bereich der Einspülschale und des Laugenbehälters einer Waschmaschine oder eines Waschtrockners. Da diese Bereiche sehr anfällig für eine Biofilmbildung sind, ist es besonders bevorzugt, wenn die Herabsetzung der Haftung durch eine solche anschließende mechanisch wirkende Spülbehandlung ergänzt wird.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass der erfindungsgemäß vorgesehene Schaltvorgang mit anderen chemischen oder mechanischen Reinigungsschritten gekoppelt wird. Hierbei kann unter einem mechanischen Reinigungsschritt auch ein Abbürsten gemeint sein. Beispielsweise kann der Einsatz eines Oxidationsmittels wie Ozon oder Hypochlorit, z.B. Natriumhypochlorit, selbst wenn dieses nicht für einen Schaltvorgang eingesetzt wird, zu einer beschleunigten Entfernung eines Biofilms führen. Ein solcher Behandlungsschritt kann vor, gleichzeitig oder nach der Schaltung erfolgen. Vorzugsweise wird anschließend an die Umschaltung und einen chemischen oder mechanischen Reinigungsschritt noch ein Spülschritt mit einer Spülflüssigkeit durchgeführt, um einen mehr oder weniger angelösten Biofilm oder Mikroorganismen von der inneren Oberfläche und vorzugsweise aus dem wasserführenden Haushaltsgerät zu entfernen.
Erfindungsgemäßes Haushaltsgerät und erfindungsgemäßes Verfahren haben mehrere Vorteile. Sie ermöglichen insbesondere eine Vermeidung, Verringerung und/oder Beseitigung von einem Biofilm auf einer Oberfläche in einem wasserführenden Haushaltsgerät.
Die Haftung eines Biofilms wird bei der Anwendung der Erfindung im Allgemeinen herabgesetzt, so dass er leicht, beispielsweise durch Spülen mit Wasser oder einer anderen Spülflüssigkeit, entfernt werden kann und nicht, wie bei herkömmlichen Verfahren, lediglich abgetötet wird. Überdies ist die Bekämpfung eines Biofilms möglich, ohne dass schädliche Abbauprodukte erzeugt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann im Haushaltsgerät in Ausführungsformen der Erfindung auch Bereiche erreichen, die nicht direkt mit einer Spüllösung in Kontakt kommen, aber durch vorangegangene Prozesse feucht geblieben sind. Somit kann eine sehr gründliche„Reinigung" erfolgen.
Durch eine Beschichtung von Oberflächen, bei denen sich leicht Biofilme ausbilden können, mit schaltbaren Polymeren kann die Entfernung gebildeter Biofilme verbessert und erleichtert werden. Beispielsweise kann bei einer Beschichtung mit amphiphilen, schaltbaren Polymeren die Struktur der Oberfläche derart umgeschaltet werden, dass ein Übergang von einer hydrophoben zu einer hydrophilen Oberfläche und umgekehrt erfolgt. Dadurch kann die Haftung eines Biofilmes verschlechtert werden, Im Ergebnis kann jedenfalls der Biofilm nach dem Umschalten seine Haftkraft verlieren. Der nicht mehr haftende Biofilm kann dann beispielsweise mit einer Spülflüssigkeit wie Wasser abgespült werden. Anschließend kann das Polymer zurückgeschaltet werden. Dieses Schalten kann vorteilhaft auch mehrfach durchgeführt werden (Hin- und Herschalten). Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die in den Figuren 1 und 2 gezeigten beispielhaften Ausführungsformen näher erläutert.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung der vorliegend relevanten Teile einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen wasserführenden Haushaltsgerätes, das hier als Waschmaschine ausgestaltet ist.
Fig. 2 zeigt einen vertikalen Schnitt durch ein wasserführendes Haushaltsgerät, welches gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung als Wäschetrockner ausgestaltet ist, bei dem mittels eines Luft-Luft-Wärmetauschers eine Wärmerückgewinnung geschieht.
Die in Fig. 1 gezeigte Waschmaschine 1 weist einen Laugenbehälter 4 auf, in dem eine Trommel 3 als Behandlungsbehälter für Wäschestücke 7 als zu behandelnde Gegenstände um eine im Wesentlichen horizontal angeordnete Drehachse 35 der Trommel 3 drehbar gelagert ist und durch einen Antriebsmotor 14 betrieben werden kann. Der lange Pfeil zeigt eine Drehrichtung der Trommel 3 an. Wäschemitnehmer 36 und Schöpfeinrichtungen 37 an der Innenfläche des Trommelmantels bewirken eine Intensivierung der Durchflutung mit Waschlauge 6.
Die Waschmaschine 1 weist eine Wasserzuleitung auf (auch als Laugenzulaufsystem bezeichenbar), das eine Wasseranschlussarmatur für das Hauswassernetz 8, ein elektrisch steuerbares Ventil 9 und eine Zuleitung 10 zum Laugenbehälter 4, die über eine Einspülschale 1 1 geführt ist, aus der das zulaufende Wasser Waschmittelportionen in den Laugenbehälter 4 transportieren kann, umfasst. In der Zuleitung 10 befindet sich ein Siphon 21 .
Die Einspülschale 1 1 und ein Wasserspeicher 33 für rezykliertes Wasser als innere Oberfläche im Sinne der Erfindung umfassen jeweils eine Beschichtung 17 mit einem schaltbaren Polymer, das vorliegend durch eine Temperaturänderung als Änderung der äußeren physikalischen Bedingungen schaltbar ist.
Die in Fig. 1 gezeigte erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen wasserführenden Haushaltsgerätes ermöglicht durch die Anwesenheit von schaltbaren Polymeren somit die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Im Ergebnis des mehr oder weniger lang dauernden Schaltvorgangs wird die Haftung eines Biofilms auf der inneren Oberfläche verringert. Dieser Prozess kann durch Anwendung einer Spülflüssigkeit mechanisch und/oder chemisch unterstützt werden, wobei die Anwendung einer Spülflüssigkeit auch den Abtransport eines abgelösten Biofilms ermöglicht. Hierzu ist in Fig. 1 ein Spülflüssigkeitsbehälter 25 über eine Wasserzuleitung 16 mit einem elektrisch steuerbaren Ventil 9 verbunden, welches eine Verbindung zum Hauswassernetz 8 darstellt. Somit kann durch Einleitung von Wasser die Spülflüssigkeit im Spülflüssigkeitsbehälter 25 mit Wasser verdünnt oder nachgefüllt werden. Bei der Waschmaschine 1 der Fig. 1 ist der Spülflüssigkeitsbehälter 25 über eine erste Spülflüssigkeitszufuhrleitung 20 mit der Einspülschale 1 1 verbunden. Außerdem zweigt von dem Spülflüssigkeitsbehälter 25 eine zweite Spülflüssigkeitszufuhrleitung 26 zum Laugenbehälter 4 bzw. zur Trommel 3 ab, welche über eine in der Ansicht von Figur 1 nur angedeutete Manschette 24 an einer Beschickungsöffnung 23 der Trommel 3 eine Einleitung der Spülflüssigkeit ermöglicht.
Schließlich weist die Waschmaschine 1 der Fig. 1 noch weitere Möglichkeiten für den Einsatz einer Spülflüssigkeit auf. Hierzu zweigt von dem Spülflüssigkeitsbehälter 25 eine Zuleitung 18 ab, die zu einer Sprayvorrichtung 31 sowie zu einem Wasserspeicher 33 führt. In der Zuleitung 18 ist eine regelbare Verschlussvorrichtung 28 angeordnet, mit welcher die Zufuhr an Spülflüssigkeit gesteuert werden kann. Weitere Verschlussvorrichtungen können in einem erfindungsgemäßen Haushaltsgerät vorhanden sein. Über die Sprayvorrichtung 31 , welche an einem hinteren Ausgang des Laugenbehälters 4 angeordnet ist, kann die Spülflüssigkeit beispielsweise in den hinteren, einer hier nicht näher gezeigten Beschickungsöffnung 23 gegenüberliegenden, Teil des Laugenbehälters 4 gesprayt werden. Die innere Laugenbehälterwand und insbesondere deren hinterer, der Beschickungsöffnung 23 abgewandte Teil ist eine dauerfeuchte Oberfläche, die besonders anfällig für die Ausbildung eines Biofilms sind.
Schließlich kann auch ein Wasserspeicher 33 anschließend an einen Schaltvorgang mit einer Spülflüssigkeit versetzt werden, um den Wasserspeicher 33 von schädlichen Mikroorganismen und möglicherweise einem Biofilm zu reinigen und somit eine längere Aufbewahrungszeit des Speicherwassers unter hygienischen Bedingungen zu realisieren. In Fig. 1 ist die Verbindung des Wasserspeichers 33 mit dem Laugenbehälter 4 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht näher dargestellt. Zur akustischen und/oder optischen Anzeige der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens befindet sich an der Waschmaschine der hier gezeigten Ausführungsform eine Anzeigevorrichtung 29.
Bei der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform befindet sich ein Sensor 5 in der Einspülschale 1 1. Sensor 5 ist beispielsweise ein Geruchssensor oder ein optischer Sensor, welcher das Auftreten von Ansammlungen von Mikroorganismen oder gar eines Biofilms anzeigen kann. Der Sensor 5 ist mit der Steuereinrichtung 12 der Waschmaschine 1 verbunden und kann bei Erreichen oder Überschreiten eines vorgegebenen Sensorsignals die automatische Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens veranlassen.
Außerdem befinden sich im Laugenbehälter 4 dieser Ausführungsform eine Heizung 13, eine Pumpe 22 zum Abpumpen von wässriger Flüssigkeit aus dem Laugenbehälter 4 sowie ein Sensor 15 für die Messung der Konzentration an Waschmittel und/oder Waschhilfsmittel. Diese Komponenten sowie das Ventil 9, der Antriebsmotor 14, die regelbare Verschlussvorrichtung 28 und der Sensor 5 sind mit der Steuereinrichtung 12 verbunden, welche die Waschmaschine 1 in Abhängigkeit von einem Ablaufplan steuern kann, der an ein Zeitprogramm und/oder an das Erreichen von gewissen Messwerten von Parametern wie Laugenniveau, Laugentemperatur, Drehzahl der Trommel, Ermittlung der Anwesenheit von Mikroorganismen bzw. einem Biofilm, Konzentration an Waschmittel und/oder Waschhilfsmittel usw. innerhalb der Waschmaschine 1 gebunden sein kann.
Fig. 2 zeigt einen vertikalen Schnitt durch ein wasserführendes Haushaltsgerät, welches gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung als Wäschetrockner („Trockner") 2 ausgestaltet ist, bei dem mittels eines Luft-Luft-Wärmetauschers 40 eine Wärmerückgewinnung geschieht. Der Trockner 2 weist eine um eine horizontale Achse drehbare Trommel 3 zur Aufnahme von hier nicht gezeigten, insbesondere zu trocknenden, Wäschestücken auf, innerhalb welcher Wäschemitnehmer 36 zur Bewegung der Wäschestücke während einer Trommeldrehung befestigt sind. Prozessluft wird mittels eines Gebläses 19 über eine Heizung 13 durch die Trommel 3 in einem Zuluftkanal 38 geführt. Im Zuluftkanal 38 wird Raumluft durch das Gebläse 19 von einem Zulufteingang 39 angesaugt. Die von der Heizung 13 erwärmte Luft wird von hinten, d.h. von der einer Trocknertür 42 gegenüberliegenden Seite der Trommel 3, durch deren gelochten Boden in die Trommel 3 geleitet, kommt dort mit der zu trocknenden Wäsche in Berührung und strömt durch die Befüllöffnung der Trommel 3 zu einem Flusengitter 43 innerhalb der die Befüllöffnung verschließenden Trocknertür 42. Nach Durchgang durch die Trommel 3 wird der Prozessluftstrom in der Trocknertür 42 nach unten umgelenkt. Die feuchte, warme Prozessluft gelangt in einen Abluftkanal 33, in dem sich ein Luft-Luft-Wärmetauscher 40 befindet, welcher die warme, mit Feuchtigkeit beladene Prozessluft (hier: Abluft) abkühlt und nach Kondensation der in ihr enthaltenen Feuchtigkeit zum Abluftausgang 27 führt. Die abgeschiedene Feuchtigkeit wird in einer Kondensatwanne 41 aufgefangen, von wo aus sie beispielsweise durch Abpumpen entfernt werden kann. Zur Abkühlung wird im Luft-Luft-Wärmetauscher 40 dem Trockner 2 über den Zuluftkanal 38 zugeführte Raumluft verwendet. Diese Zuluft wird durch die warme, mit Feuchtigkeit beladene Prozessluft und anschließend vor dem Eintritt in Trommel 3 noch mittels Heizung 13 erwärmt. Bei der in Fig. 2 gezeigten zweiten Ausführungsform umfassen die Kondensatwanne 41 und der Luft-Luft-Wärmetauscher 40 als innere Oberfläche im Sinne der Erfindung eine Beschichtung 17 mit einem durch eine Temperaturänderung schaltbaren Polymer. Außerdem ist ein Spülflüssigkeitsbehälter 25 vorhanden, mit dem ein angelöster Biofilm abgelöst und abtransportiert werden kann. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist hier nicht näher angegeben, wie die Wasserzufuhr zum Spülflüssigkeitsbehälter 25 erfolgt. Der Spülflüssigkeitsbehälter 25 ist über eine dritte Spülflüssigkeitszufuhrleitung 30 mit dem Luft-Luft-Wärmetauscher 40 und schließlich der Kondensatwanne 41 verbunden. Ein Sensor 5 für einen Biofilm ist vorhanden, wodurch über die Auswertung eines Sensorsignals ein erfindungsgemäßes Verfahren eingeleitet werden kann.
Die Trommel 3 wird bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform am hinteren Boden mittels eines Drehlagers und vorne mittels eines Lagerschildes 44 gelagert, wobei die Trommel 3 mit einer Krempe auf einem Gleitstreifen 45 am Lagerschild 44 aufliegt und so am vorderen Ende gehalten wird. Die Steuerung des Kondensationstrockners erfolgt über eine Steuereinrichtung 12, die vom Benutzer über eine Bedieneinheit 34 geregelt werden kann.
Zur akustischen und/oder optischen Anzeige der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens befindet sich am Trockner eine Anzeigevorrichtung 29.
Bezugszeichenliste
1 Waschmaschine
2 Trockner
3 Behandlungsbehälter, Trommel
4 Laugenbehälter
5 Sensor (a) für einen Biofilm, z.B. Geruchssensor, optischer Sensor
6 Waschlauge
7 Wäschestücke
8 Hauswassernetz
9 elektrisch steuerbares Ventil
10 Zuleitung zum Laugenbehälter
1 1 Einspülschale
12 Steuereinrichtung
13 Heizung
14 Antriebsmotor
15 Sensor zur Bestimmung von Eigenschaften einer wässrigen Flüssigkeit
16 Wasserzuleitung für Spülflüssigkeitsbehälter
17 Beschichtung mit schaltbarem Polymer
18 Zuleitung für Spülflüssigkeit, z.B. Wasser, zur Sprayvorrichtung sowie zum Wasserspeicher
19 Gebläse
20 Erste Spülflüssigkeitszufuhrleitung zur Einspülschale
21 Siphon
22 Pumpe
23 Beschickungsöffnung
24 Manschette
25 Spülflüssigkeitsbehälter
26 Zweite Spülflüssigkeitszufuhrleitung für Laugenbehälter/Wäschetrommel
27 Prozessluftausgang; Abluftausgang
28 Regelbare Verschlussvorrichtung
29 Anzeigevorrichtung
30 Dritte Spülflüssigkeitszufuhrleitung für Wärmetauscher und Kondensatwanne
31 Sprayvorrichtung für eine Spülflüssigkeit 32 hinterer Ausgang des Laugenbehälters
33 Wasserspeicher (für rezykliertes Wasser)
34 Bedieneinheit
35 Drehachse
36 Wäschemitnehmer
37 Schöpfeinrichtung
38 Zuluftkanal
39 Zulufteingang
40 Luft-Luft-Wärmetauscher
41 Kondensatwanne
42 Trocknertür
43 Flusengitter
44 Lagerschild
45 Gleitstreifen

Claims

Patentansprüche
1. Wasserführendes Haushaltsgerät (1 ,2) mit einem Behandlungsbehälter (3) zur Aufnahme von zu behandelnden Gegenständen (7), mindestens einer inneren Oberfläche (10, 1 1 ,33,40,41 ) und insbesondere einer Wasserzuleitung (8,9) , dadurch gekennzeichnet, dass die innere Oberfläche eine Beschichtung (17) mit einem schaltbaren Polymeren umfasst.
2. Haushaltsgerät (1 ,2) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Struktur des schaltbaren Polymeren durch Änderung der äußeren chemischen und/oder physikalischen Bedingungen schaltbar ist.
3. Haushaltsgerät (1 ,2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die physikalischen Bedingungen die Temperatur, den pH-Wert, die lonenstärke und/oder den Druck umfassen.
4. Haushaltsgerät (1 ,2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die chemischen Bedingungen die Durchführung einer chemischen Reaktion, ausgewählt aus der Gruppe, die aus einer Protonierungs-Deprotonierungsreaktion, einer Dissoziationsreaktion, einer Umlagerung und einem Oxidations- oder Reduktionsprozess besteht, umfasst.
5. Haushaltsgerät (1 ,2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine oberflächliche Struktur und damit eine Eigenschaft der inneren Oberfläche (10, 1 1 ,33,40,41 ) schaltbar ist.
6. Haushaltsgerät (1 ,2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Eigenschaft die Hydrophilie der inneren Oberfläche (10,1 1 ,33,40,41 ) ist.
7. Haushaltsgerät (1 ,2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (17) eine Dicke von höchstens 5 μηη hat.
8. Haushaltsgerät (1 ,2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (17) ein Polymer aus der Gruppe der Metallkolloide und oder der partiell acylierten Polytrisacrylamide umfasst.
9. Haushaltsgerät (1 ,2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (17) aus auf die Oberfläche aufgepfropften Polymerketten von mindestens zwei unterschiedlichen, unverträglichen Polymeren besteht oder diese umfasst.
10. Haushaltsgerät (1 ,2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Oberfläche (10, 1 1 ,33,40,41 ) eine dauerfeuchte innere Oberfläche ist.
1 1. Haushaltsgerät (1 ,2) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die dauerfeuchte innere Oberfläche eine Einspülschale (1 1 ), eine innere Laugenbehälterwand, einen Wasserspeicher (33), eine Wasserführungsleitung (10), eine Oberfläche eines Wärmetauschers (40) und/oder eine Kondensatwanne (41 ) umfasst.
12. Verfahren zum Betrieb eines wasserführenden Haushaltsgerätes (1 ,2) mit einem Behandlungsbehälter (3) zur Aufnahme von zu behandelnden Gegenständen (7) und mindestens einer inneren Oberfläche (10, 1 1 ,33,40,41 ) und insbesondere einer Wasserzuleitung (8,9), wobei die innere Oberfläche (10, 1 1 ,33,40,41 ) eine Beschichtung (17) mit einem schaltbaren Polymeren umfasst, umfassend einen Schritt, bei dem eine der auf den schaltbaren Polymeren einwirkenden, physikalischen und/oder chemischen äußeren Bedingung verändert wird, wobei die
Änderung der äußeren Bedingung ein Schalten des Polymeren von einem ersten in einen zweiten Zustand, bei dem ein Biofilm gegenüber dem ersten Zustand schlechter an dem Polymeren haftet, bewirkt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand und zurück ausreichend häufig und/oder ausreichend lang durchgeführt wird, so dass die Oberflächeneigenschaften des schaltbaren Polymeren durch die Änderung der physikalischen und/oder chemischen äußeren Bedingungen ausreichend geändert werden, um eine Haftung von Biofilmen herabzusetzen.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung der physikalischen und/oder chemischen Bedingungen in einer Änderung der Temperatur oder des pH-Wertes besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltvorgang während eines im wasserführenden Haushaltsgerät (1 ,2) mit den zu behandelnden Gegenständen (7) im Behandlungsbehälter (3) durchgeführten Behandlungsprogramms durchgeführt wird.
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