JP5276123B2 - 基材を洗浄する方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、様々な基材を洗浄する方法及び装置に関する。本発明は、主として織物の洗浄用に開発されたものであり、以下ではこの用途を参照して説明する。しかし、本発明がこの特定の使用分野に限定されないことが理解されよう。

本明細書全体にわたる従来技術についてのいかなる考察も、そのような従来技術が広く知られているということやこの技術分野の常識の一部を形成するということを認めるものであるとみなすべきではない。

物品の表面を洗浄する多数の方法が報告されている。特定の表面を洗浄するために選択される方法は、汚れの性質、基材及びその表面の性質、ならびに必要な清浄度によって決まる。基材は、有孔表面を有することも、無孔表面を有することもある。無孔表面を有する基材の例には、木材、セラミック、石、陶土、ガラス、金属、合金、コンピュータ産業における半導体などが含まれる。有孔表面を有する材料には、天然繊維、たとえば綿、絹で作られた材料、及び合成繊維、たとえばポリエステル、ナイロン、アクリル、ポリオレフィンで作られた材料、ならびに天然繊維と合成繊維の組合せが含まれる。天然繊維及び合成繊維は主として、衣類、カーペット、及び室内装飾品を製造するのに使用される。上記の材料はすべて、使用すると汚れ、見栄えを良くしかつユーザの健康に影響がないようにするために洗浄する必要がある。有孔表面を有する基材を洗浄するために使用される方法は一般に、無孔表面を洗浄するために使用される方法とは異なる。

無孔表面を有する基材は、スクラブ研磨、バフ研磨、アブレージョン、超音波処理などの機械的／物理的方法を使用するかあるいは界面活性剤、溶剤、酸、アルカリ、漂白剤、及び酵素の使用のような化学的方法を使用して洗浄されている。有孔表面、たとえば織物の有孔表面は一般に、化学的方法と機械的方法の組合せによって洗浄されており、たとえば、織物は界面活性剤の存在下で撹拌される。

一般に、高速液体、たとえば水、又は水と空気の組合せであるスプレーを使用して、堅い無孔表面が洗浄され、たとえば、自動車、建物の壁、金属性船舶が洗浄されている。コンピュータ産業で半導体を洗浄するスプレーも報告されている。

特許文献１は、気体をほぼ音速まで加速し、その気体に、やはり高圧で取り込まれた洗浄液を小さな液滴に分裂させ、このような液滴を前記気体の速度の少なくとも２分の１まで加速し、前記装置の出口端に隣接する表面の所にせん断力を生じさせ、それによって前記表面から汚染物質等を除去するように寸法付けられかつ動作する低流量圧力噴霧装置を開示している。

このような装置及び同様の装置は、半導体の洗浄を目的とするものであり、構成が複雑すぎて一般的な消費者による日用品の洗浄に使用することはできない。さらに、本発明者は、この洗浄がそれほど効果的ではなく、さらに改善できることを見出した。

織物を洗浄する様々なスプレーシステムが報告されている。特許文献２には、洗浄液用の容器と、廃水用の可動タンクと、真空ホースによってタンクに取り外し可能に取り付けられ、織物を洗浄する洗浄ヘッドとを有する織物洗浄装置を記載している。この装置は、電力及び加圧水源を必要とする。容器からの水は、ホースを通して、織物からのごみ及び洗浄液を選択的に洗い流す洗浄ヘッドに取り付けられた吐出ノズルに送られる。真空ポンプは、結果として得られる洗浄液、水、及びごみの混合物を織物から引き出し、洗浄ヘッドを通してタンクまで運ぶ。このシステムは、洗浄液による処理後の織物に、真空によって汚水を除去する追加の機器が必要になる工業用の洗浄に関するシステムである。

同様の制限を有する機器が特許文献３で開示されている。この織物洗浄装置は、それぞれが特定の織物洗浄機能向けに適合され、異なるサイズ及び／又は形状を有する一連の洗浄ヘッド取付け具のうちのいずれかを受け入れる汎用ヘッド支持体上に設けられた真空ホース及び液体スプレーノズルを含む。

特許文献４は、洗浄、湿潤、コーティング、研磨、織物処理、植物への水やりなどのために家庭用品又は植物に液体生成物をかける方法及び機器を開示しており、この方法は、液体を平均液滴直径が少なくとも約４０ミクロンである液滴の上向き又は下向きのスプレーの形で、家庭用品又は植物から約０．１ｍから約１ｍの近接距離からスプレーノズルを通して吐出することを含み、液体が約３ｍ／ｓから約８０ｍ／ｓの範囲の出口速度及び約０．２ｋＶから約５０ｋＶの範囲の印加電位でスプレーノズルを通して吐出され、それによって、かけ過ぎが約４０％未満になる。この機器は、マルチジェットスプレーヘッドを有するノズルと、ノズルの向きを調整する手段と、電荷を散逸させるための接地手段とを備えることが好ましい。この発明は、家庭用の発明であり、基材に液体を効率的にかけることを目的としており、効果的な洗浄自体を可能にするものではない。

特許文献５は、液体を低圧で噴霧する携帯装置であって、スプレーアームを備える装置において、スプレーアームが、平坦な少なくとも１つのファンスプレーノズルを備えることを特徴とする携帯装置に関する。液体は、好ましくはカーペット及びその他の大きな織物カバーを処理する洗浄組成、より好ましくは界面活性剤を含む組成である。さらに好ましくは、この携帯装置は、電動であり、かつ／あるいはスプレーアームは、装置のメインユニットから伸長可能でありかつ／あるいは取り外し可能である。この装置は、基材、たとえばカーペットに洗浄液が均等にかかるようにすることを目的としており、真空引きのような他の下流側工程によってのみ完全な洗浄を行うことができる。この装置は、単一の工程での洗浄を可能にする装置ではない。

特許文献６は、空気、水、および洗剤を衣類に向かって噴霧する噴出部材を備える洗浄機を開示している。

特許文献７は、ノズルから洗浄液を供給して半導体ウェハやガラス基板などの基材を洗浄する基板洗浄の装置および方法を開示している。この出願公開はさらに、２流体ノズルを使用して、洗浄液と加圧ガスを混合することによって霧を形成する洗浄方法を開示している。

したがって、この技術分野では、織物に対する損傷を最小限に抑えつつ汚れた織物を比較的短時間で洗浄することのできる、便利な、好ましくは手持ち式でかつ／あるいは携帯可能な装置を提供する必要がある。

米国特許第４７８７４０４号明細書 米国特許第４１２７９１３号明細書 米国特許第５００１８０６号明細書 米国特許出願公開第２００３／２０５６３１号明細書 米国特許第７０２１５７１号明細書 フランス特許第１１０８９８９号明細書 米国特許出願公開第２００２／０１８９６４１号明細書

Schwarts及びPerry、「Surface Active Agents」Volume I Schwartz、Perry、及びBerch、「Surface Active Agents and Detergents」Volume II

したがって、本発明の目的は、従来報告されている方法のうちのいくつかよりも高速に汚れた織物を手持ち式の装置によって洗浄する方法を提供することである。

本発明の他の目的は、水中での撹拌、真空引き、又はブラシがけのような追加の洗浄段階を必ずしも必要としない、汚れた織物を洗浄する方法を提供することである。

本発明の第１の態様によれば、基材を洗浄する方法であって、空気通路及び水通路を備える噴霧手段を使用して生成される空気及び水から成る霧を基材にかける段階を含み、空気が体積百分率でスプレーの９０％よりも多く、ノズル内の空気用出口ポートと水用出口ポートが、基材に対して互いにずれる方法において、
ａ．水用出口ポートは、空気用出口ポートに対して表面から離れた位置に配置され、
ｂ．ずれの距離は０．５ｍｍ〜５ｍｍの範囲であり、
ｃ．噴霧手段の出口の所の空気圧は１５ｐｓｉａ〜４５ｐｓｉａの範囲であることを特徴とする方法が提供される。

空気と水が前記噴霧手段の内側で接触しないことが特に好ましい。

好ましい基材は織物である。

本発明の他の態様によれば、汚れた織物を洗浄する装置であって、空気通路及び水通路を備えるスプレーノズルと流通する給水容器及び空気圧縮器を備える装置において、前記ノズルの出口の所で１５ｐｓｉａ〜４５ｐｓｉａの範囲の空気圧及び８０ｍ／ｓよりも速い気流速度を発生させることができ、空気が体積百分率で前記スプレーの９０％よりも多く、最大で９９．９５％であり、前記ノズル内の空気用出口ポートと水用出口ポートが、表面に対して互いにずれる装置において、
ａ．水用出口ポートは、空気用出口ポートに対して表面から離れた位置に配置され、
ｂ．前記ずれの距離は０．５ｍｍ〜５ｍｍの範囲である装置が提供される。

装置のスプレーノズルは手持ち式であることが好ましい。

水が装置へ重力で送られることが特に好ましい。

本発明の装置では外部混合式スプレーノズルが特に好ましい。

本発明による方法は、基材、好ましくは織物のような有孔基材を洗浄することを対象とする。織物とは、合成繊維又は天然繊維あるいはそれらの混合物で作られた織物材料、編物材料、又は不織材料を意味する。例として、人間の上着及び下着用の衣類、カーペット、室内装飾品、ベッドシートが含まれる。この方法は、噴霧手段、たとえばスプレーノズルを使用して発生させた空気及び水から成る霧を基材の表面にかける段階を含み、空気が体積百分率でスプレーの９０％よりも多く、最大で９９．９５％であり、気流速度が８０ｍ／ｓよりも速く、空気通路が水通路を同軸に囲んでいない。これを実現することのできる多数の方法がある。理論に囚われるわけではないが、スプレーの条件、すなわち、気流速度が８０ｍ／ｓよりも速く、空気が体積百分率でスプレーの９０％よりも多いという条件では、空気及び水のそれぞれの通路からの出口点の所で流れる空気が流れる水を覆わないことが重要であると考えられる。流れる空気と流れる水がスプレーノズル内のそれぞれの通路から出るときに、流れる水が流れる空気を覆うかあるいは流れる空気と流れる水が互いにぶつかると良好な洗浄結果が得られる。これを実現する１つの方法は、水通路が空気通路を同軸に囲むスプレーノズルを使用することである。水通路が空気通路を囲み、空気通路が水通路の軸に対して偏心して位置することも可能である。あるいは、本発明を可能にするのに極めて適したスプレーノズルでは、水と空気がノズルの内側で接触しないようにする必要がある。「前記空気と前記水がノズルの内側で接触しないようにする」という語句は、空気と水がノズルの外側でのみ接触することを意味する。したがって、空気及び水用の別個の出口ポートがある。これは通常、いわゆる外部混合式ノズルを使用して実現される。この特定の実施形態では、空気と水用の別個の出口ポートが設けられるが、空気と水の混合が行われてスプレーが形成されるゾーンに外側シースを設けることが可能である。

本発明は、いかなる基材を洗浄するのにも適しているが、有孔基材、たとえば織物を洗浄するのに特に好ましい。空気通路が水通路を同軸に囲まないという機械的特性と、空気が体積百分率でスプレーの９０％よりも多く、最大で９９．９５％であり、気流速度が８０ｍ／ｓよりも速いという方法条件との独特な組合せが、織物のような有孔基材を洗浄するのに特に適しているということに本発明者らは気付いたが、この利点は、半導体のような無孔基材を洗浄するときにはそれほど明らかではない。

本明細書全体にわたって、空気の体積流量は、圧力及び温度条件が１バール及び２５℃のときの値である。

本発明は、界面活性剤がないときに作用するが、水が界面活性剤と混合され、すなわち界面活性剤溶液が洗浄液として使用されることが好ましい。界面活性剤は、公知の種類のもの、たとえばアニオン性、非イオン性、カチオン性、両性イオン性、両性の界面活性剤であってよい。一般に知られており使用されている界面活性剤の例は、非特許文献１及び非特許文献２に記載されている。任意の界面活性剤濃度を使用してよいが、適切な濃度は水１リットル当たり０．５ｇ〜３ｇの範囲である。

洗浄すべき基材が織物上の化学的な汚れ、たとえば織物がお茶、コーヒー、スープ、ケチャップのような食べ物／飲み物で汚れたときに生じる汚れであるとき、汚れを本発明の方法で処理する前に漂白剤によって前処理することが好ましい。

本発明の方法の重要な基準は、空気が体積百分率でスプレーの９０体積％より多く、より好ましくは９８％より多く、最適には９９％〜９９．９５％の範囲であることである。空気の体積百分率がスプレーの９９．９５％よりも多いと洗浄効率が大幅に低下することが分かっている。洗浄効率は、空気の体積百分率が９０％未満であるときは低下しないが、使用される水の量が非常に多く、したがって、使用する水の量が少ないという方法の特定の利点が得られず、そのため方法が非経済的になることが分かっている。スプレーの出口の所の気流速度が８０ｍ／ｓよりも速いと洗浄が良好になる。良好な洗浄は、気流速度が１３０ｍ／ｓよりも速いときに得られ、さらに良好な洗浄は、気流速度が２５０ｍ／ｓよりも速いときに得られ、最適な洗浄は、気流速度が、音速に近い２５０ｍ／ｓ〜３３０ｍ／ｓの範囲であるときに得られる。本発明において超音速が使用され、かつそのような速度を実現するのに適したノズルを使用することができる場合も洗浄が非常に効果的であることが分かっている。空気の体積百分率がスプレーの９０％よりも多いかぎり空気及び水の任意の流量を使用してよいが、空気の流量は毎分１リットル〜２５リットルの範囲、より好ましくは毎分５リットル〜１０リットルの範囲であるときに方法がうまく作用する。本発明の方法を可能にするのに適した好ましい空気圧は、ノズルの空気出口ポートの所で１５ｐｓｉａ〜４５ｐｓｉａの範囲である。

本発明は、水がどんな圧力の下で供給されるときでもうまく作用するが、本発明の利点は、水が重力によって供給されるときに方法がうまく作用することである。この態様では、一般に高い電力を必要とするポンプが必要でなくなるため、この方法に基づいて作製される装置は非常に使い勝手が良くなる。ポンプは非常に重く、本発明では必要とされないため、本発明の方法は簡素で軽量の手持ち式装置を実現することができる。水の流量は毎分１ｍｌ〜１０００ｍｌの範囲であり、より好ましくは毎分５ｍｌ〜３５０ｍｌの範囲である。このような少量の水で織物から汚れを完全に除去できることが本発明の他の重要な利点である。

本発明は、汚れた織物を洗浄する装置も提供する。この装置は（ａ）給水容器及び（ｂ）空気圧縮器を備えている。給水は重力によって送られ、空気は、空気圧縮器によって加圧され、手持ち式のスプレーノズルに送られる。所望のスプレーノズルは、空気通路が水通路を同軸に囲んでないノズルである。空気は、圧力を１５ｐｓｉａ〜４５ｐｓｉａの範囲とし、ノズルの出口の所の気流速度を８０ｍ／ｓよりも速くする必要があり、かつ空気はスプレーの９０体積％である。スプレーノズルは手持ち式であることが好ましい。他の考えられる構成は、洗浄機に取り付けることのできる１つ又は複数のスプレーノズルを有する携帯可能なユニットに含められる水容器及び空気圧縮器を含む。気流速度は２５０ｍ／ｓよりも速いことが好ましい。容器は、界面活性剤を含むことが好ましい。非常に低圧の圧縮器を使用して、０．０５ＨＰ〜１ＨＰの範囲で上記の仕様を実現することができる。

本発明の好ましい態様によれば、空気及び水から成る霧を準備するために供給される空気は、脈動によって供給され、すなわち空気流は時間の経過と共にオンオフ制御される。空気配管内で適切な電磁弁を使用して空気配管内でこの流れ形状を発生させることができる。

この装置は、界面活性剤の注入を調整する手段を備えることが好ましい。適切な制御可能な注入システムはサイフォンであり、これは本発明の装置に含めるように構成することができる。本発明の方法の有利な特徴によって、携帯可能で手持ち式であり、誰でも携帯できる軽量で使いやすい装置が実現される。本発明者によって製造された本発明の適切な装置の重量は１ｋｇ〜３ｋｇである。

洗浄すべき基材を本発明の装置によって処理する前に漂白剤で前処理する際、このような漂白剤を装置自体に設けられたカートリッジから注入することができる。漂白剤カートリッジ用の注入ユニットは、基材に空気及び水から成る霧がかけられる前に、手動で作動させるか、あるいは所定の時間に作動するようにプログラムされた自動タイマによって制御することができる。

ノズル内の空気用出口ポートと水用出口ポートが基材に対して互いにずれていることが好ましい。適切なずれの距離は０．５ｍｍ〜５ｍｍの範囲である。より好ましいオプションでは、水用出口ポートが空気用出口ポートに対して基材から離れた位置に配置される。この装置の非常に好ましい動作を可能にするには、空気用出口ポートを基材の表面に接触するほど近く位置させ、一方、水用出口ポートを表面から０．５ｍｍ〜５ｍｍ離れた位置に配置する。空気用出口ポートの断面は円形であることが好ましい。水用出口ポートの断面も円形であることが好ましい。水用出口ポートの断面が円形であるとき、直径は０．２５ｍｍ〜３ｍｍの範囲である。空気用出口ポートの断面が円形であるとき、直径は０．５ｍｍ〜２ｍｍの範囲である。本発明の装置の他のより好ましい形態では、空気及び水の出口ポートが基材の表面に対して垂直ではなく、基材の表面に対する入射角が鋭角になるように位置する。いっそう好ましい形態では、２つの入射角が互いに異なる。水の出口ポートの入射角は、基材に対して空気の出口ポートの入射角より大きいことが好ましい。水の出口ポートの入射角は１°〜６０°の範囲であり、一方、空気の出口ポートの入射角は１°〜４５°の範囲である。

次に、本発明を以下の非制限的な実施形態及び実施例を参照して例示する。これらの実施形態及び実施例は、例示的なものであり、いかなる点でも本発明の範囲を制限するものではない。

本発明の装置の手持ち式実施形態の概略図である。 図１の実施形態によるノズルの概略分解図である。 本発明によるノズルの正面図である。 本発明によるノズルの底面図である。 本発明による他のノズルの正面図である。 本発明による他のノズルの底面図である。 本発明で使用できる他のノズル形状の底面断面図である。 本発明で使用できる他のノズル形状の底面断面図である。

図１を参照すると、本発明の装置が、織物を洗浄する手持ち式装置として実現されている。この装置は、重量が約２ｋｇであり、定格が７５Ｗのモータで動作する空気圧縮器（ＡＣ）を備えている。したがって、圧縮器は、衣類にアイロンをかける家庭用アイロン箱のように軽量であり、携帯しやすい。空気圧縮器（ＡＣ）は、壁のコンセント又は１組の電池からの電力で動作する。水又は界面活性剤を重力下で装置に供給する水用容器（ＣＷ）が設けられている。水は、チューブ（ＰＷ）を通してノズル（Ｎ）に供給される。他のチューブ（ＰＡ）は、圧縮空気を空気圧縮器（ＡＣ）からノズル（Ｎ）に供給する。本発明のこの実施形態を使用して１５〜４５ｐｓｉａ程度の空気圧を発生させることができる。ノズル（Ｎ）は、図１から明らかなように、外部混合式ノズルである。空気は、空気用出口ポート（ＯＰＡ）を通ってノズルから出て、水は水用出口ポート（ＯＰＷ）を通って出る。

図２を参照すると、ノズル（Ｎ）は、空気用出口ポート（ＯＰＡ）に対して基材から離れ、ある距離だけずれた（ＯＳ）位置に配置された水用出口ポート（ＯＰＷ）を有している。基材（ＦＳ）に対する水用出口ポートの入射角は、角度αによって定義される。基材（ＦＳ）に対する空気用出口ポートの入射角は、角度φによって定義される。点線のＮＯＲは、基材の表面に垂直な仮想線を表す。図から明らかなように、ノズルのこの実施形態では、角度αは角度φより大きい。

使用時には、水又は界面活性剤溶液が水用容器（ＣＷ）に供給される。空気圧縮器への電力が切り替えられ、それによって空気圧縮器で空気圧が発生する。圧縮空気はチューブ（ＰＡ）を通して供給され、一方、水又は界面活性剤はチューブ（ＰＷ）を通して重力によって供給される。空気と水はノズルの外側で混合してスプレー（ＳＰＲ）を形成し、このスプレー（ＳＰＲ）が汚れた織物を洗浄するのに使用される。

図（３）に示されているノズルを使用して実施例２１〜２４を実施した。

図（４）に示されているノズルを使用して実施例２５及び２６を実施した。

図５（ｉ）及び図５（ｉｉ）は、本発明で使用される２つの考えられるノズルの出口ポートの底面断面図である。図５（ｉ）を参照すると、円形断面を有するポートによって水用出口ポート（ＯＰＷ）が示されており、空気用出口ポート（ＯＰＡ）は矩形断面を有している。図５（ｉｉ）では、空気と水の両方の出口ポートが矩形断面を有している。

（実施例）
次に、本発明を実施例によって実証する。

（実施例１ａ〜８ａ：スプレーの体積百分率としての空気の効果）
水の流量を５ｍｌ／分に維持し、かつ空気流量を５リットル／分に維持する様々な実験を、図１及び図２の装置を使用して実施した。すべてのスプレー洗浄実験における気流速度は３３０ｍ／ｓであった。図１に示されているように手持ちユニットに配置された０．１ＨＰ圧縮器（１５００ｒｐｍ、０．６Ａ）を使用して空気を発生させた。圧縮器によって発生させた空気圧は２バールであった。ノズルは、水出口ポートが空気出口ポートから２ｍｍずれた外部混合式ノズルであった。水出口ポートは、空気出口ポートとは異なり基材から離れた位置に位置させた。水出口ポートの入射角は１０°であり、空気出口ポートの入射角は５°であった。スプレーの体積に対する空気の体積百分率を表１に示されているように変化させた。

使用した界面活性剤はＣ１２ＥＯ７（炭素鎖長が１２であり、かつ７つの酸化エチレン基を有するエトキシ化脂肪アルコール）であった。装置を使用して、初期反射率が４３であるＷＦＫ２０Ｄモニタを洗浄した。スプレーノズルを利用した実施例１〜７については洗浄の時間を３０秒に維持した。実施例８では、従来のターゴトメータで（６０ｒｐｍで）試験モニタを洗浄し、洗浄時間は３０分であった。すべての試験モニタを水で２分間すすぎ、一晩かけて空気乾燥させた。

ＧＲＥＴＡＧ ＭＡＣＢＥＴＨ分光光度計を使用して試験モニタの反射率を測定した。洗浄前の織物と洗浄後の織物との反射率の差を算出した。△Ｒ値を表１に示す。

空気体積百分率が８９％での実験を残りの方法条件を同じにして行った。所望の空気対水比を得るのに必要な水の量を供給するのは非常に困難であることが分かった。このため、この条件での工程は非実用的である。さらに、空気体積百分率が８９％での工程では、著しく多い量の水／界面活性剤が使用され、実用的な利点はない。

表１のデータは、スプレーノズル内の空気の体積百分率が９０％よりも多いときには洗浄が良好になり、空気の体積百分率が９９％〜９９．９５％の間のときは洗浄がさらに向上することを示している。この洗浄は、約３０分かかる従来の模擬機械洗浄方法（実施例８）とは異なり３０秒という短い時間で実施される。さらに、必要な水の量は、約１００ｍｌ必要とする従来の方法（実施例８）とは異なり５ｍｌ〜１０ｍｌであった。

（実施例９〜１３：気流速度の効果）
実施例１〜７に使用したスプレーノズルを使用して様々な実験を実施した。水の流量を約１０ｍｌ／分に維持し、空気流量を５リットル／分に維持した。空気圧は約１．５バールであった。気流速度を表２に示されているように変化させた。このスプレーを使用して、初期反射率が４３であるＷＦＫ２０Ｄモニタを洗浄した。洗浄の時間を３０秒に維持した。試験モニタを水で０．５分間すすぎ、一晩かけて空気乾燥させた。

実施例１〜８に関して記載されているように△Ｒを測定した。結果はやはり表２に概略的に示されている。△Ｒの結果は３つの読み取り値の平均である。この結果を、６０ｒｐｍのターゴトメータによって同じ界面活性剤濃度で３０分間洗浄を行った場合と比較する。

表２のデータは、気流速度が１２５ｍ／ｓのときに洗浄が良好になり、気流速度が２５０ｍ／ｓよりも速いと洗浄がさらに向上することを示している。

（実施例１４〜２１：空気出口ポートと水出口ポートの位置合わせの効果）
空気出口ポートと水出口ポートの互いに対する様々な構成を用いて実験を行った。これらの構成については表３で説明する。本発明によって必要とされる外部混合式ノズルを使用して実施例１４〜２０を実施した。本発明の範囲外の構成であり、ノズルの内側の空気によって水が霧化されるノズルを使用して実施例２１を実施した。本発明の装置を使用して洗浄されたＷＦＫ２０Ｄ織物に対して実現された洗浄を△Ｒで表した結果も表３に示されている。方法条件は以下の通りである。

使用した界面活性剤：Ｃ１２ＥＯ７；界面活性剤濃度：３ｇｐｌ
気流速度：３３０ｍ／ｓ、スプレーに対する空気の体積百分率：９９％
水流量：７ｍｌ／分；空気圧：１．５バール

表３のデータは、空気出口ポートと水出口ポートが、一緒に位置するときと比べて、互いにずれているとき（実施例１４〜２０）に優れた洗浄が実現されることを示している。空気出口ポートが水出口ポートと比べて基材のより近くに位置するときにさらに優れた洗浄が実現される。

（実施例２１〜２４：それぞれの異なる動作条件の下での同軸ノズルを使用した洗浄効率）
図３（ｉ）及び図３（ｉｉ）に示されているノズル構成を使用した様々なＷＦＫ２０Ｄ織物の洗浄に関して実験を行った。方法条件は概略的に表４に示されている。洗浄を３つの織物に対する平均として△Ｒで表した結果も表４に示されている。方法条件は以下の通りである。

使用した界面活性剤：Ｃ１２ＥＯ７
界面活性剤濃度：３ｇｐｌ
気流速度：３３０ｍ／ｓ
スプレーに対する空気の体積百分率：９９％
水流量：７ｍｌ／分
空気圧：１．５バール
洗浄時間：３０秒

ａ：空気通路を同軸に囲む水通路
ｂ：水通路を同軸に囲む空気通路

表４のデータは、空気通路が水通路を同軸に囲む構成を有するノズルは、他の構成と比べて洗浄効率が低いことを示している。

（実施例２５、２６：他の同軸ノズル構成を使用した場合の洗浄効率）
図４に示されているノズル構成を使用した様々なＷＦＫ２０Ｄ織物の洗浄に関して実験を行った。図４において、図４（ｉ）は正面図を表し、図４（ｉｉ）は底面図を表している。方法条件は概略的に表５に示されている。洗浄を３つの織物に対する平均として△Ｒで表した結果も表５に示されている。方法条件は以下の通りである。

使用した界面活性剤：Ｃ１２ＥＯ７
界面活性剤濃度：３ｇｐｌ
気流速度：３３０ｍ／ｓ
スプレーに対する空気の体積百分率：９９％
水流量：７ｍｌ／分
空気圧：２バール
洗浄時間：３０秒

ａ：空気通路を同軸に囲む水通路
ｂ：水通路を同軸に囲む空気通路

表５のデータは、ノズル形状が異なる場合でも、空気通路が水通路を同軸に囲む構成は、他の構成と比べて洗浄効率が低いことを示している。

（実施例２７及び２８：連続的に空気及び水から成る霧を使用した洗浄と脈動を利用した洗浄との比較）
（実施例２７）
本発明によるノズル（実施例１４）を使用して空気及び水から成る霧を連続的に合計５分間にわたってかけることによって、酸化鉄で汚れた綿織物（Ｒ ＝ ３７）に対して洗浄を行った。以下にノズルの仕様を示す。

空気ノズル直径＝０．５ｍｍ
水ノズル直径＝０．５ｍｍ
水１リットル当たり３ｇの非イオン性界面活性剤Ｃ１２Ｅ０７を使用した。

（実施例２８）
空気を３００ミリ秒の開時間とそれに続く３００ミリ秒の閉時間とを有する脈動によって実施したことを除いて実施例２７によって実験を行った。織物には同様の汚れを付けた（Ｒ ＝ ３７）。

実施例２７及び２８の方法を使用して洗浄された４つのこのような織物に関するデータが表６に示されている。

表６のデータは、空気流が連続的である本発明の基本形態と比べて、パルス空気流を備えた本発明の好ましい形態による洗浄の方が優れていることを示している。

（実施例２９）
インド及び中国における４つの都市で実験を行った。約８０人の消費者が、家庭から汚れた衣類を持ち寄り、本発明による装置を利用して洗浄した。消費者には、消費者が通常織物を洗浄している方法と装置を比較して評価するよう求めた。消費者の評価は、要約すると以下の通りである。良好な洗浄を短時間で行うことができ、労力が少なくて済み、使用する水の量が少なく、手荒れの心配がない。

したがって、本発明は、従来報告されている方法のうちのいくつかよりも高速に汚れた織物を洗浄する方法及び装置を提供する。これは、水中での撹拌、真空引き、又はブラシがけのような追加の洗浄段階を必要としない装置を使用して実現することができる。本発明は、洗浄工程に使用する水の量が比較的少なく、上記のすべての工程を、簡素で便利であり、かつ／あるいは扱いやすい家庭用装置で行う。

ＡＣ 空気圧縮器
ＣＷ 水用容器
Ｎ ノズル
ＰＷ チューブ
ＰＡ 他のチューブ
ＯＰＡ 空気用出口ポート
ＯＰＷ 水用出口ポート
ＯＳ 距離
ＦＳ 基材
ＳＰＲ スプレー

Claims (12)

1. 基材を洗浄する方法であって、空気通路及び水通路を備えているノズル（Ｎ）を使用して生成される空気及び水から成るスプレーを前記基材にかける段階を含んでいる方法であって、
   前記スプレーに含まれる空気の体積百分率が、９０％よりも大きく、最大で９９．９５％であり、
   前記ノズル（Ｎ）の出口での気流速度が、８０ｍ／ｓよりも速く、
   前記ノズル（Ｎ）内の空気用出口ポート（ＯＰＡ）と水用出口ポート（ＯＰＷ）が、基材に対して互いにオフセットされている方法において、
   ａ．水用出口ポート（ＯＰＷ）が、前記空気用出口ポート（ＯＰＡ）に比べて前記基材（ＦＳ）の表面から離れた位置に配置され、
   ｂ．前記空気用出口ポートと前記水用出口ポートとの間におけるオフセット距離が、０．５ｍｍ〜５ｍｍの範囲であり、
   ｃ．前記ノズルの出口における空気圧が、１５ｐｓｉａ〜４５ｐｓｉａの範囲であることを特徴とする方法。
2. 前記空気と前記水とが、前記空気通路（ＰＡ）の内側及び前記水通路（ＰＷ）の内側において接触しないことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記水が、界面活性剤と混合されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記スプレーに含まれる前記空気の体積百分率が、９８％よりも大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記気流速度が、１３０ｍ／ｓよりも速いことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記基材が、織物であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記空気が、脈動によって供給されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 汚れた基材を洗浄する装置であって、空気及び水から成るスプレーを発生させ、空気通路（ＰＡ）及び水通路（ＰＷ）を備えているスプレーノズル（Ｎ）と流通している給水容器及び空気圧縮器（ＡＣ）を備えている前記装置であって、
   前記装置が、前記スプレーノズルの出口において１５ｐｓｉａ〜４５ｐｓｉａの空気圧と、前記スプレーノズル（Ｎ）の出口において８０ｍ／ｓより速い気流速度とを発生可能であり、
   スプレーに含まれている前記空気の体積百分率が、９０％より大きく、最大で９９．９５％であり、
   前記スプレーノズル内の空気用出口ポート（ＯＰＡ）と水用出口ポート（ＯＰＷ）が、前記基材の表面に対して互いにオフセットされている装置において、
   ａ．前記水用出口ポートが、前記空気用出口ポートに比べて前記基材の前記表面から離れた位置に配置され、
   ｂ．前記空気用出口ポートと前記水用出口ポートとの間におけるオフセット距離が、０．５〜５ｍｍの範囲であることを特徴とする装置。
9. 前記スプレーノズルが、手持ち式であることを特徴とする請求項８に記載の装置。
10. 前記スプレーノズルが、外部混合式スプレーノズルであることを特徴とする請求項８又は９に記載の装置。
11. 前記水出口ポート（ＯＰＷ）の入射角が、前記基材に対する前記空気出口ポート（ＯＰＡ）の入射角よりも大きいことを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 前記空気出口ポート及び前記水出口ポートの断面が、円形であり、
    前記水出口ポートの開口部の直径が、０．２５ｍｍ〜３ｍｍの範囲であり、
    前記空気出口ポートの開口部の直径が、０．５ｍｍ〜５ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか一項に記載の装置。

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