JP2017035290A - 衣類の洗浄方法及び洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 衣類の汚れを効果的で洗浄することができ、その際、洗浄時間をかけないで洗浄効率を高めるようにし、しかも装置の簡素化が可能で家庭等においても手軽に利用可能な洗浄技術を提供する。【解決手段】 洗浄槽２内に洗浄物を投入し、洗浄槽２内を真空引きすることで大気圧を規準にして−９０Ｋｐａ以下に減圧するとともに、洗浄槽２に接続される洗浄液導入ライン１０ａから洗浄槽２内に洗浄液導入を開始し、洗浄槽２内に洗浄液が所定量導入された時点で超音波振動子を作動させて超音波洗浄を開始し、洗浄槽２内の洗浄液が所定のレベルに達した時点で洗浄液導入を停止して、洗浄液の導入停止から所定時間、超音波洗浄を継続し、その後、洗浄槽２内の真空度を大気圧を規準にして−１０Ｋｐａ〜−３０Ｋｐａまで減圧度を減らし、所定時間超音波洗浄を行う。【選択図】 図１

Description

本発明は、家庭等において衣類を超音波洗浄する際、洗浄時間をかけないで洗浄効率が高く、しかも装置の簡素化が可能な衣類の洗浄技術に関する。

従来、プラスチックや金属などを加工した後の加工部品の洗浄技術として、洗浄槽の洗浄液中に加工部品を浸漬させ、洗浄槽を真空引きして洗浄液中に超音波を放射する真空洗浄工程と、洗浄槽内を大気圧に戻して超音波を放射する常圧洗浄工程をこの順で行うとともに、真空洗浄工程での洗浄を、洗浄槽内の真空度を複数段階に変えて洗浄するような技術（例えば、特許文献１参照。）が知られている。
一方、本出願人は、衣類等を洗浄する技術として、洗浄物を洗浄槽内に収容して真空引きすることで洗浄槽内を所定の負圧にし、真空引きを継続しながら洗浄槽内に多数の細径の洗浄液供給口から糸状に洗浄液を供給し、洗浄物が洗浄液に浸漬せしめると同時に、洗浄液の溶存酸素を所定値以下に押さえ、洗浄槽内を大気圧に戻しながら超音波を放射して洗浄するような技術（例えば、特許文献２参照。）を提案している。

特開２００３−９３９８３号公報。 特開２０１４−２００６２３号公報。

ところが、前記特許文献１のように、洗浄槽内を大気圧に戻して超音波洗浄する工程を行う場合、洗浄槽内を大気圧に戻すことによって、一時的に洗浄液中でキャビテーションが破裂する際の衝撃力を高めることができる反面、洗浄液面が大気に接しているため、洗浄液中に酸素（空気）が溶解する機会が増え、短時間のうちに洗浄液中の溶存酸素量が増加して、キャビテーションの衝撃力が弱まり、別途、洗浄液脱気装置などを使用して洗浄液中の溶存酸素を除去しなければ、高い洗浄効果を維持することが出来なかった。また、洗浄液脱気装置などを使用すれば、装置が複雑化するとともに、大型化を招くという問題があった。
また、前記特許文献２のように、洗浄槽内に多数の細径の洗浄液供給口から糸状に洗浄液を供給して、超音波を放射して衣類を洗浄するような技術では、金属やプラスチックなど加工部品のバリ等の除去を伴う洗浄ではないため、洗浄槽内を大気圧まで完全に戻して強い衝撃力を得る必要はないものの、糸状に洗浄液を供給するため洗浄槽内に洗浄液を充填するまでに時間がかかり、洗浄効率の面から改良の余地があった。

そこで本発明は、バリ等の除去を伴うような強いキャビテーションの衝撃力は得られなくても、衣類の汚れ程度であれば効果的に汚れを除去することができ、その際、洗浄時間をかけないで洗浄効率を高めるようにし、しかも装置の簡素化が可能で家庭等においても手軽に利用可能な洗浄技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明は、衣類を洗浄する洗浄方法において、洗浄槽内に洗浄物を投入する工程と、洗浄槽を真空引きすることで洗浄槽内を大気圧を規準にして−９０Ｋｐａ以下に減圧する工程と、真空引きを継続しつつ洗浄槽に接続される洗浄液導入ラインから洗浄槽内に洗浄液導入を開始する工程と、洗浄槽内に洗浄液が所定量導入された時点で超音波振動子を作動させ、洗浄液内に超音波を放射する工程と、洗浄槽内の洗浄液が所定のレベルに達した時点で洗浄液導入を停止する工程と、洗浄液の導入停止から所定時間、洗浄槽内が−９０Ｋｐａ以下の状態で超音波洗浄を継続する工程と、洗浄槽内の真空度を大気圧を規準にして−１０Ｋｐａ〜−３０Ｋｐａまで減圧度を減らし、所定時間超音波洗浄を継続する工程と、超音波洗浄を終了して洗浄槽内の洗浄液を排水する工程を設けるようにした。

このように、洗浄槽内に洗浄物を投入して真空引きして洗浄槽内を−９０Ｋｐａ以下に減圧することにより、洗浄物の内部に含まれる空気を除去できすることができ、その後、洗浄槽内に洗浄液を導入しても、洗浄液に含まれる溶存酸素量が急速に増加することがなく、しかも、真空引きを継続しながら洗浄液を導入すれば、洗浄液中に溶解する溶存酸素量を所定値以下に保持することができる。そして、洗浄槽内に洗浄液が所定量導入された時点で超音波振動子を作動させる理由は、洗浄液がない状態で超音波振動子を発振させると、空発振となって超音波振動子等が損傷する恐れがあるからであり、空発振とならない状態まで洗浄液が導入された時点で超音波振動子を発振させる。

また、本来、キャビテーションの衝撃度を高めて洗浄効果（特に、バリ取り効果など）を高めるためには、超音波振動子を作動させる際、洗浄槽内を大気圧に戻して行うのが理想的であるにも関わらず、本案では、洗浄液の導入停止から所定時間−９０Ｋｐａ以下の状態で超音波洗浄を行い、その後、−１０Ｋｐａ〜−３０Ｋｐａの状態で所定時間、超音波洗浄を行う（減圧状態で超音波振動子を作動させる）理由は、洗浄槽内を大気圧に戻すと、例えば、洗浄液を循環させて脱気する脱気循環装置などが設けられていないため、洗浄液中に溶解する溶存酸素量が急速に増大して、洗浄効果が急速に悪化するが、衣類の洗浄の場合であれば、所定圧まで減圧した状態でのキャビテーションの衝撃力の程度で十分洗浄効果が得られるからであり、バリ取りなどに必要とされるような強い衝撃力までは必要ないからである。

また本発明では、前記洗浄方法によって洗浄物を洗浄した後、リンス液によってすすぎ洗いするリンス工程を設け、このリンス工程は、前記超音波洗浄を終了して洗浄槽内の洗浄液を排水する工程に引き続き、洗浄槽を真空引きすることで洗浄槽内を大気圧を規準にして−９０Ｋｐａ以下に減圧する工程と、真空引きを継続しつつ洗浄槽に接続されるリンス液導入ラインから洗浄槽内にリンス液導入を開始する工程と、洗浄槽内にリンス液が所定量導入された時点で超音波振動子を作動させ、洗浄液内に超音波を放射する工程と、洗浄槽内のリンス液が所定のレベルに達した時点でリンス液導入を停止する工程と、リンス液の導入停止から所定時間、リンス液に超音波を放射してすすぎ洗いを継続し、その後、リンス液を排水する工程から構成した。

このようなリンス工程を設けることにより、衣類の洗浄からリンスまでの一連の流れを効率的に行うことができる。

衣類を洗浄する際、洗浄槽内に洗浄物を投入して真空引きすることで、衣類に含まれる空気を除去した後、洗浄液導入ラインから洗浄液を導入し、洗浄液の導入が所定の量に達した時点から超音波振動子を作動させて所定時間超音波洗浄し、その後、洗浄槽内の真空度を所定圧まで減らして所定時間超音波洗浄を行うことにより、十分な洗浄効果を得ることができ、しかも、洗浄槽に洗浄液を循環させて脱気する循環脱気装置などを接続する必要がないため、装置の簡素化を図ることができるとともに、装置を安価に構成することができる。
また、洗浄物を洗浄した後、リンス工程において、ほぼ同様な工程によってリンス作業を行うことにより、衣類の洗浄からリンスまでの一連の作業をより効率的に行うことができる。

本発明に係る衣類の洗浄装置の構成概要を示す説明図である。

本発明に係る衣類の洗浄方法および洗浄装置は、洗浄時間をかけないで効率的に衣類の汚れを洗浄することができ、その際、洗浄装置の簡素化によって、家庭等においても手軽に使用することができるようにされ、洗浄液から脱気する装置等を使用しなくても洗浄液の溶存酸素量を低いレベルに保って超音波洗浄することを特徴としている。

すなわち、本発明に係る洗浄装置１の一例は、図１に示すように、開閉自在で且つ閉鎖状態では密封可能な洗浄槽２と、この洗浄槽２に接続される真空引きライン３と、真空引きライン３を通して洗浄槽２内のエアを吸引することのできる真空ポンプ４を備えており、前記真空引きライン３には、真空計５と調整バルブ６からなる真空度調整機構７が設けられ、洗浄槽２内の真空度を自動的に所定圧に調整できるようにされている。

また、この洗浄槽２の下面側には、複数の超音波振動子からなる超音波発振体９が取り付けられる振動板８が設けられ、この振動板８を通して、洗浄槽２内の洗浄液に対して下方から上方に向けて超音波を放射できるようにされている。因みに、超音波振動子の振動周波数は、２０〜５０ＫＨｚ程度が好適である。

また、この洗浄槽２には、洗浄槽２内に洗浄液を導入・排出するための洗浄液給排ライン１０と、リンス液を導入・排出するためのリンス液給排ライン１１が接続され、洗浄液給排ライン１０は、洗浄液を貯留する洗浄液タンク１２に接続され、リンス液給排ライン１１は、リンス液を貯留するリンス液タンク１３にそれぞれ接続されている。

そして、洗浄液給排ライン１０は、洗浄液タンク１２内の洗浄液を洗浄槽２に導入するための洗浄液導入ライン１０ａと、洗浄槽２内の洗浄液を洗浄液タンク１２に戻すための洗浄液排出ライン１０ｂに分岐しており、リンス液給排ライン１１は、リンス液タンク１３内のリンス液を洗浄槽２に導入するためのリンス液導入ライン１１ａと、洗浄槽２内のリンス液をリンス液タンク１３に戻すためのリンス液排出ライン１１ｂに分岐しており、これら洗浄液導入ライン１０ａ、洗浄液排出ライン１０ｂ、リンス液導入ライン１１ａ、リンス液排出ライン１１ｂには、それぞれ制御バルブｖを設けている。

以上のような洗浄装置１における洗浄方法について説明する。
まず、洗浄槽２内が空の状態で、洗浄槽２内に衣類の洗浄物を投入し、洗浄槽２内を密封する。そして、真空ポンプ４を作動させて洗浄槽２内を真空引きする。

洗浄槽２内が、大気圧を規準にして−９０Ｋｐａ以下に減圧されると、洗浄液導入ライン１０ａの制御バルブｖを開いて洗浄液タンク１２内の洗浄液を洗浄槽２内に導入する。これは、洗浄槽２内が−９０Ｋｐａ以下に減圧されているため、洗浄液導入ライン１０ａの制御バルブｖを開くだけで、自動的に洗浄液が洗浄槽２内に吸い込まれる。このため、例えば真空ポンプ４の作動を開始して−９０Ｋｐａ以下に減圧されるまでの時間を計測しておき、真空ポンプ４作動から所定時間経過した時点で洗浄液導入ライン１０ａの制御バルブｖが開くようセットしておくようにしてもよく、洗浄槽２内の気圧を測定する真空計によって同バルブｖを制御するようにしてもよい。

そして、洗浄液が洗浄槽２内の所定量に達した時点、例えば、洗浄液の液面の高さが１／２波長以上（本実施例では３０〜４５ｍｍ程度）に達すると、超音波振動子を作動させて、振動板８を通して洗浄槽２内の洗浄液中に超音波を放射し、超音波洗浄を開始する。
そして、洗浄液の液面が所定のレベルに達すると、洗浄液導入ライン１０ａの制御バルブｖを閉じて洗浄液の導入を停止し、真空ポンプ４の作動を継続させて洗浄槽２内を−９０Ｋｐａ以下に減圧したまま、所定時間、超音波洗浄を継続する。

所定の時間が経過すると、真空引きライン３の真空度調整機構７によって、洗浄槽２内の真空度を−１０Ｋｐａ〜−３０Ｋｐａに調整し、この圧力下で所定時間超音波洗浄する。そして所定時間の超音波洗浄が完了すると、超音波振動子の作動を停止し、洗浄槽２内を大気圧に戻すとともに、洗浄液排出ライン１０ｂの制御バルブｖを開き、洗浄槽２内の洗浄液を洗浄液タンク１２に戻す。そして、以上のような工程を踏むことにより、洗浄工程が終了する。

次に、リンス工程においては、前記洗浄工程において、洗浄槽２内を−９０Ｋｐａ以下に減圧した後、洗浄槽２内に洗浄液を導入する代わりに、リンス液導入ライン１１ａの制御バルブｖを開いてリンス液を導入することが異なるだけで、その他の工程は、洗浄工程と同様な手順である。すなわち、リンス液の液面の高さが１／２波長以上（本実施例では３０〜４５ｍｍ程度）に達すると、超音波振動子を作動させて、振動板８を通して洗浄槽２内の洗浄液中に超音波を放射し、超音波リンスを開始する。

そして、洗浄液の液面が所定のレベルに達すると、リンス液導入ライン１１ａの制御バルブｖを閉じてリンス液の導入を停止し、真空ポンプ４の作動を継続させて洗浄槽２内を−９０Ｋｐａ以下に減圧したまま、所定時間、超音波リンスを継続し、所定の時間が経過すると、真空引きライン３の真空度調整機構７によって、洗浄槽２内の真空度を−１０Ｋｐａ〜−３０Ｋｐａに調整し、この圧力下で所定時間超音波リンスを行う。そして所定時間の超音波リンスが完了すると、超音波振動子の作動を停止し、洗浄槽２内を大気圧に戻すとともに、リンス液排出ライン１１ｂの制御バルブｖを開き、洗浄槽２内のリンス液をリンス液タンク１３に戻す。以上のような工程を踏むことにより、リンス工程が終了する。

以上のような方法によって、短時間に且つ効率的に衣類を洗浄することができ、しかも装置が簡素で安価であるため、家庭等において手軽に使用することができる。

衣類として汚染布を使用して洗浄度を試験した。ここで汚染布としては、（財）洗濯科学協会の湿式標準汚染布（ロット番号Ｗｏ１５０１２１）（汚染布原布の反射率は２５％）を使用し、以下に述べる一連の試験では、汚染布の周りをワイシャツの生地で三重巻にして輪ゴムで固定して洗浄試験を行った。そして、洗浄前後の汚染布の表面反射率を測定して洗浄度を求めた。
また、例えばドラム式の洗濯機の場合（例えば、三菱電機製ＭＡＷ−Ｖ７ＳＰ）、８分間洗濯した後の表面反射率が４０％であったことから、本実施例では、洗浄槽２内の負圧を−９０Ｋｐａ以下にして超音波洗浄した時間と、−１０Ｋｐａ〜−３０Ｋｐａの範囲内である−２０Ｋｐａで超音波洗浄した時間の合計の最大を８分間として洗浄試験し、８分間洗濯した後の表面反射率が６０％以上のものを合格とした。

同じ汚染布を使用して、洗浄槽２内の負圧を−９０Ｋｐａ以下にして超音波洗浄を行い、その後、洗浄槽２内を大気圧に戻して超音波洗浄した。この結果は、表２の通りであった。

同じ汚染布を使用して、洗浄槽２の負圧を−９０Ｋｐａ以下にして超音波洗浄を行い、その後、洗浄槽２内の負圧を−１０Ｋｐａ〜−３０Ｋｐａの範囲を外れた−５０Ｋｐａで洗浄した。この結果は、表３の通りであった。

以上の実験においては、主として洗浄効果の実証であるが、このことから本発明の有効性が確認された。
なお、本発明は、以上のような実施形態に限定されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載した事項と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を奏するものは本発明の技術的範囲に属する。

衣類を洗浄する際、洗浄時間をかけないで洗浄効率が高く、しかも装置の簡素化が可能で比較的安価に構成できるため、例えば、家庭用の洗浄装置などとして広い普及が期待される。

１…洗浄装置、２…洗浄槽、３…真空引きライン、７…真空度調整機構、１０ａ…洗浄液導入ライン、１１ａ…リンス液導入ライン。

Claims (4)

1. 衣類を洗浄する洗浄方法であって、洗浄槽内に洗浄物を投入する工程と、洗浄槽を真空引きすることで洗浄槽内を大気圧を規準にして−９０Ｋｐａ以下に減圧する工程と、真空引きを継続しつつ洗浄槽に接続される洗浄液導入ラインから洗浄槽内に洗浄液導入を開始する工程と、洗浄槽内に洗浄液が所定量導入された時点で超音波振動子を作動させ、洗浄液内に超音波を放射する工程と、洗浄槽内の洗浄液が所定のレベルに達した時点で洗浄液導入を停止する工程と、洗浄液の導入停止から所定時間、洗浄槽内が−９０Ｋｐａ以下の状態で超音波洗浄を継続する工程と、洗浄槽内の真空度を大気圧を規準にして−１０Ｋｐａ〜−３０Ｋｐａまで減圧度を減らし、所定時間超音波洗浄を継続する工程と、超音波洗浄を終了して洗浄槽内の洗浄液を排水する工程を備えたことを特徴とする衣類の洗浄方法。
2. 前記洗浄方法によって洗浄物を洗浄した後、リンス液によってすすぎ洗いするリンス工程を備え、このリンス工程は、前記超音波洗浄を終了して洗浄槽内の洗浄液を排水する工程に引き続き、洗浄槽を真空引きすることで洗浄槽内を大気圧を規準にして−９０Ｋｐａ以下に減圧する工程と、真空引きを継続しつつ洗浄槽に接続されるリンス液導入ラインから洗浄槽内にリンス液導入を開始する工程と、洗浄槽内にリンス液が所定量導入された時点で超音波振動子を作動させ、洗浄液内に超音波を放射する工程と、洗浄槽内のリンス液が所定のレベルに達した時点でリンス液導入を停止する工程と、リンス液の導入停止から所定時間、リンス液に超音波を放射してすすぎ洗いを継続し、その後、リンス液を排水する工程からなることを特徴とする請求項１に記載の衣類の洗浄方法。
3. 衣類を洗浄する洗浄装置であって、真空引きラインと洗浄液導入ラインが接続される洗浄槽と、この洗浄槽内に超音波を放射することのできる超音波放射手段を備え、前記真空引きラインには、洗浄槽内の真空度を自動調することのできる真空度調整機構が設けられるとともに、請求項１に記載の洗浄方法が行われることを特徴とする衣類の洗浄装置。
4. 前記洗浄槽には、リンス液導入ラインが接続され、請求項２に記載の洗浄方法が行われることを特徴とする請求項３に記載の衣類の洗浄装置。

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