JPH11169575A - 洗浄装置およびこれを用いた洗浄方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 洗浄効果に優れるとともに部分洗いに適し、
しかも被洗浄物を傷めることのない、取り扱い簡便な洗
浄装置と、この洗浄装置を用いた洗浄方法を提供する。 【解決手段】 往復加振用アクチュエータの加振手段と
して超磁歪素子２を用いるとともに、アクチュエータの
先端にブラシ８を取着し、超磁歪素子を５０Ｈｚ〜１Ｋ
Ｈｚのパルス信号によって駆動するようにした洗浄装置
であって、ブラシ８に毛腰強度３〜１００kg・f/cm² の
ブラシ毛１４を用いた。また、洗浄液として、少なくと
も、界面活性剤１〜６０％および／またはキレート剤
０．０１〜２０％、酵素、溶剤、アルカリ剤または漂白
剤を含有する洗浄液を用い、前記洗浄装置の往復動する
ブラシ８のブラシ毛１４先端面で被被洗浄物の表面を超
高速で殴打することにより洗浄を行なうようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば衣服などの
繊維製品についた頑固な汚れやシミ、油汚れなどの洗浄
に用いて好適な洗浄装置とこの洗浄装置を用いた洗浄方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、衣類などの繊維製品の頑
固な泥汚れやシミ、油汚れ、袖や襟の油汚れなどの汚れ
落としには、液体洗剤や粉末洗剤などの洗浄液を被洗浄
物の汚れ部分に直接塗布した後、汚れ部分を手もみやブ
ラシ、スポンジなどで刷掃する方法、被洗浄物を洗浄液
に漬け置きした後、洗濯機やブラシ，スポンジなどで洗
浄する方法などが用いられていた。

【０００３】しかしながら、上記のような方法の場合、
手が荒れる、被洗浄物が傷む、汚れによっては十分な洗
浄効果が得られないなどの問題があった。そこで、この
ような問題をなくすために、超音波を利用した洗濯機な
どが提案されている（例えば、特開昭５７−５５１９４
号公報、実開昭６１−１８４５８６号公報、実開平６−
５２７８６号公報参照）。この超音波を利用した洗濯機
は、洗濯槽の底面に超音波振動子を取り付けて高周波で
加振し、加振時に生ずるキャビテーションを利用して洗
濯槽内に気泡を発生および消滅させることにより洗浄す
るものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記超
音波を利用した洗濯機の場合、繊維などの柔らかい物は
洗浄効率が著しく悪く、頑固な汚れやシミ、油汚れなど
を完全に洗い落とすことは難しかった。また、部分洗い
することができず、使用に際しては選択槽に水を張る必
要があり、取り扱いが面倒であるなどの問題もあった。

【０００５】本発明は、上記のような問題を解決するた
めになされたもので、洗浄効果に優れるとともに部分洗
いに適し、しかも被洗浄物を傷めることのない、取り扱
い簡便な洗浄装置と、この洗浄装置を用いた洗浄方法を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の洗浄装置は、往復加振用アクチュエータの
加振手段として超磁歪素子を用いるとともに、該アクチ
ュエータの先端にブラシを取着し、前記超磁歪素子を５
０Ｈｚ〜１ＫＨｚのパルス信号によって駆動するように
した洗浄装置であって、前記ブラシに毛腰強度３〜１０
０kg・f/cm² のブラシ毛を用いたものである。なお、前
記超磁歪素子を駆動するパルス信号としては、より大き
な振動加速度を得るという観点から矩形パルスを用いる
ことが望ましい。

【０００７】また、本発明の洗浄方法は、洗浄液とし
て、洗浄液として、少なくとも、界面活性剤１〜６０％
および／またはキレート剤０．０１〜２０％、酵素、溶
剤、アルカリ剤または漂白剤を含有する洗浄液を用い、
該洗浄液を被洗浄物の洗浄対象部位に所望の方法で含ま
せた後、前記請求項１記載の洗浄装置のブラシ先端面を
被洗浄物の洗浄対象部分に押し当てることによって洗浄
を行なうようにしたものである。

【０００８】なお、本発明にいう「超磁歪素子」とは、
希土類元素および／または特定の遷移金属などを主成分
（例えば、テルビウム、ジスプロシウム、鉄など）とす
る粉末焼結合金あるいは単結晶合金から作られた磁歪素
子を指すものであり、従来の圧電素子の２倍以上、フェ
ライトなどの従来の磁歪素子の５０倍以上の磁歪変位量
を得ることができる磁歪素子である。

【０００９】

【作用】界面活性剤１〜６０％および／またはキレート
剤０．０１〜２０％を含有する洗浄液を用い、該洗浄液
を被洗浄物の少なくとも洗浄対象部分に所望の方法で含
ませた後、本発明の洗浄装置のブラシ先端面を洗浄対象
部分に当てる。この状態で洗浄装置を作動させると、ア
クチュエータ先端に取着したブラシは、１秒間に５０〜
１０００回という超高速で往復動し、ブラシ先端面で洗
浄対象部分の汚れやシミを超高速で叩き、汚れやシミを
構成する微粒子に極めて強大な振動加速度が作用する。
この結果、塗布された洗浄液の洗浄作用とあいまって、
繊維などに付着している汚れやシミ、油などの微粒子が
剥離されて繊維表面に浮き上がり、この浮き上がったと
ころをブラシで掻き落とす。このため、極めて強力かつ
効果的な洗浄が実現され、従来の手洗いや洗濯機などで
はなかなか落ちなかった頑固な汚れやシミ、油汚れなど
も簡単に落とすことができるようになる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１および図２に本発明に
係る洗浄装置の一実施形態を示す。図１は洗浄装置の縦
断面図、図２はその外観斜視図である。図１および図２
において、１はプラスチックあるいは金属製になる本体
ケースであって、この本体ケース１内に円柱状の超磁歪
素子２が上下方向（図において）に配置されているとと
もに、この超磁歪素子２の外周を囲んで円筒状の駆動コ
イル３が配置され、さらに、この駆動コイル３の外周を
囲んでバイアス磁界用の円筒状の永久磁石４が設けられ
ている。駆動コイル３と永久磁石４は、固定プレート
５，６によってケース内の所定位置に固定されており、
超磁歪素子２はこの固定された駆動コイル３内において
磁歪効果によって上下方向に伸縮自在となるように配置
されている。なお、永久磁石４は超磁歪振動子２に安定
な磁歪効果を発現させるために超磁歪振動子２の軸方向
に一定のバイアス磁界を付与しておくためのものであ
る。

【００１１】前記超磁歪素子２の上端面（図において）
には、本体ケース１の外部まで延びるプランジャ７が一
体に固設されており、このプランジャ７の先端面に洗浄
用のブラシ８が取り替え自在に取着されている。また、
このブランジャ７の鍔部７ａと本体ケース１との間には
プレストレスバネ９が縮設されており、超磁歪素子２に
プレストレスを与えることによりその磁歪量を最適化す
るように構成されている。なお、上記構成中、符号２〜
７の各部材で構成される部分が往復加振用アクチュエー
タを構成している。

【００１２】一方、前記駆動コイル３には、結合コンデ
ンサ１０を介して、超磁歪素子２の駆動電力供給源とな
る矩形パルス発振器１１が接続されている。この矩形パ
ルス発振器１１は、図３に示すような矩形パルス信号を
出力するもので、この例の場合、パルス周波数を５０Ｈ
ｚ〜１ＫＨｚの範囲で自在に変えることができるととも
に、その出力パワーも自在に変えることができるように
構成されている。超磁歪素子２は、この矩形パルス発振
器１１から矩形パルス信号を供給されるこによって、磁
歪効果によって上下方向（図示において）にパルス周波
数と同じ振動数で伸縮を繰り返すものである。なお、矩
形パルス発振器１１は、図示するように本体ケース２と
は別体に構成してもよいし、本体ケース１内に内蔵して
もよいものである。携帯性や取り扱い性を考えた場合、
本体ケース１内に内蔵することがより好ましい。

【００１３】超磁歪素子２は、前述したように、希土類
元素および／または特定の遷移金属などを主成分とする
粉末焼結合金あるいは単結晶合金から作られた磁歪素子
を指すものであり、例えば、これらの素材を混合して粉
砕した後、所定の磁場中で成形し、これを焼結した後、
所定の加工および必要なコーティングを施すことにより
作られるものである。このようにして作られた超磁歪素
子の特性の一例を表１に示す。

【００１４】

【表１】

【００１５】ブラシ８は、プランジャ７先端のブラシ取
付台１２に着脱自在に取着された植毛台１３と、この植
毛台１３上に植毛された洗浄用のブラシ毛１４とから構
成されている。ブラシ毛１４としては、図示したような
ストレート状のものの他、ループ状のもの、不織布起毛
など、種々の形状のものを用いることができる。また、
ブラシ毛の材質としては、直鎖状低密度ポリエチレン、
低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ポリブチレンテ
レフタレート、ポリエチレンテレフタレート、金属など
を用いることができ、ブラシ毛１４としての毛腰強度は
３〜１００kg・f/cm² の範囲が適している。

【００１６】洗浄効果を高めるための好ましい毛腰強度
は、被洗浄物によって異なるが、繊維用では５〜４０kg
・f/cm² 、プラスチックの油汚れ用は１０〜６０kg・f/
cm²、カビ・水垢用は２０〜８０kg・f/cm² である。ま
た、ブラシ毛１４としてストレート状のブラシ毛を用い
た場合には、汚れを効果的に掻き落とすために、その先
端をテーパ状として、細く鋭く尖らした方が望ましい。
なお、ブラシ毛１４は、毛径が十分に太い場合には植毛
台１３上に１本づつ植毛してもよいが、好ましくは複数
本を束ねて毛束とし、この毛束を図２に示すように植毛
台１３上に所要個植毛することが望ましい。

【００１７】上記洗浄装置を用いて洗浄する場合、効果
的に汚れを落とすために洗浄液が必要となるが、本発明
者等の実験によれば、少なくとも、界面活性剤１〜６０
％および／またはキレート剤０．０１〜２０％、酵素、
溶剤、アルカリ剤または漂白剤を含んだ洗浄液を用いる
ことが好ましい。

【００１８】上記界面活性剤としては、α−スルホン脂
肪酸エステル塩、α−オレフィンスルホン酸塩、ポリオ
キシエチレン（ＰＣＥ）アルキルエーテルスルホン酸
塩、飽和または不飽和のＣ₁₁〜Ｃ₁₈脂肪酸石鹸などから
なるアニオン界面活性剤、ポリエキシエチレンアルキル
（Ｃ₃ 〜Ｃ₂₂）エーテル、ポリオキシエチレンノニルフ
ェニルエーテルなどのノニオン界面活性剤から選択され
た少なくとも１種を用いればよく、その配合量は１〜６
０パーセント、好ましくは２〜４０％である。

【００１９】キレート剤としては、１−ヒドロキシエタ
ン−１，１−ジスルホン酸などのリン酸誘導体、エチレ
ンジアミンテトラ酢酸塩またはリンゴ酸、クエン酸など
の有機塩を用いればよい。酵素としては、セルラーゼ、
ナビナーゼ、リポラーゼ、プロテアーゼなどを用いれば
よい。溶剤としては、カルビトール類（ブチルカルビト
ールなど）、低級アルコール、ポリオールポリアルキレ
ングリコールなどを用いればよい。

【００２０】アルカリ剤としては、アミン類（モノエタ
ノールアミン）、ジエタノールアミン、トリイソプロパ
ノールアミン、トリエタノールアミン、２−アミノ−１
−プロパノールアミンなど）、水酸化ナトリウム、水酸
化カリウム、塩基性アミノ酸などを用いればよい。ま
た、漂白剤としては、過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウ
ム、ジイソシアヌル酸、トリクロロイソシアヌル酸、過
炭酸ナトリウムなど選ばれた群の少なくとも１種を用い
ればよい。

【００２１】本発明の洗浄装置を用いて、例えば繊維製
品の洗浄を行なうには、まず、上記組成になる洗浄液を
被洗浄物の洗浄対象部位に直接塗布するか、あるいは洗
浄液中に被洗浄物を浸漬して引き上げた後、図４に示す
ように、ブラシ毛１４の先端面を被洗浄物Ｓの洗浄対象
部位に押し当て、図示を略した洗浄装置のスイッチをオ
ンする。

【００２２】スイッチを入れることによって、矩形パル
ス発振器１１から超磁歪素子２に対して矩形パルス信号
が出力され、超磁歪素子２は磁歪効果によって超高速で
往復振動を開始する。超磁歪素子２が往復振動を開始す
ると、プランジャ７の先端に取着されたブラシ８が超磁
歪素子２の振動に従って５０〜１０００回／秒という超
高速で往復動し、その先端面で被洗浄物Ｓの表面を超高
速で叩き、塗布されている洗浄液の洗浄作用と相まっ
て、付着している汚れやシミ、油などを剥離し、繊維表
面に浮き上がらせる。そして、この浮き上がってきた汚
れやシミ、油などをブラシ毛１４で掻き落とす。このた
め、従来は洗浄困難であった頑固な汚れやシミ、油汚れ
も確実に洗い落とすことができる。

【００２３】また、矩形パルス発振器１１は、そのパル
ス周波数を５０Ｈｚ〜１ＫＨｚの範囲で可変自在とされ
ているとともに、その出力パワーも可変自在とされてい
るので、汚れの種類や状態に応じて最適なパルス周波数
および出力パワーに調節する。これによって、汚れの種
類や状態に応じた最良の洗浄効果を発揮させることがで
きる。さらに、ブラシ８も取り替え自在としているの
で、汚れの種類や状態に応じて最適なブラシに取り替え
る。これによって、汚れの種類や状態に応じた最良の洗
浄効果を発揮させることができる。

【００２４】なお、上記の説明では、衣服などの繊維製
品の洗浄を行なう場合を例に採ったが、本発明の洗浄装
置は、衣類などの繊維製品の汚れ落としだけでなく、台
所の換気扇の油汚れ、浴室やトイレのカビ・水垢、プラ
スチックや金属製品の表面汚れなど、ブラシを当てるこ
とのできるものであれば適用可能である。

【００２５】

【実施例】本発明の洗浄装置を用い、下記の条件下で、
（１）頑固な泥汚れの洗浄、（２）頑固な油汚れの洗
浄、（３）頑固なカビの洗浄を行ない、その洗浄評価を
行なった。その結果を表２〜表４に示す。なお、ブラシ
毛の毛腰強度は、ブラシ毛の長さを植毛面から７ｍｍの
長さに平行にカットし、リングクラッシュテスター（テ
スター産業製）の下降板とブラシ毛のカット面とが平行
になるように固定治具を用いて植毛部を固定し、この状
態で下降板を１３ｍｍ／分にて下降した時の荷重板の最
大変位量を読み取り、その値を毛腰強度（kg・f/cm² ）
として測定した。

【００２６】（１）頑固な泥汚れの洗浄評価（表２） １５ｇの赤土と水５００ｍｌとを均一に撹拌して泥水を
作り、この中に１０ｃｍ×１０ｃｍの大きさの白色の綿
繊維を浸漬した後乾燥させ、表面の余分な土を払って泥
汚れの汚垢布を調整し、これを被洗浄物とした。この被
洗浄物に洗浄液１ｃｃを直接塗布した後、ブラシ毛長さ
１１ｍｍのブラシを用い、超磁歪振動（周波数１５０Ｈ
ｚ、１２ボルト、１．５Ａ）、洗浄時間１分の条件下で
洗浄を行ない、その時の洗浄状態を評価した。なお、評
価指標としては、洗浄力と繊維の傷みを採り、それぞれ
次の評価方法によって評価した。

【００２７】（洗浄力の評価）含浸させる前の白色の綿
繊維、含浸後の汚垢布、および洗浄後の汚垢布の白色度
を色差計で測定し、次式に洗浄力を算出した。 洗浄力（％）＝（Ｙ₁ −Ｙ₀ ）／（Ｘ₀ −Ｙ₀ ）×１０
０ ただし、 Ｘ₀ ：含浸させる前の白色の綿繊維の白度 Ｙ₀ ：含浸後の汚垢布の白度 Ｙ₁ ：洗浄後の汚垢布の白度

【００２８】（繊維の傷みの評価）繊維の傷みは、洗浄
後において目視で毛羽立ちを確認し、毛羽立ちの状態で
以下のように評価した。 ◎：まったくなし ○：なし △：ややある ×：かなりある

【００２９】

【表２】

【００３０】（２）頑固な油汚れの洗浄評価（表３） 天ぷら油を試験板（ＳＵＳ）に均一に塗布し、１３０℃
の温度で６０分間焼き、室温に戻してから油が十分に乾
燥されていることを確認した後、これを油汚れ洗浄用の
モデル汚垢板として採用した。このモデル汚垢板を水平
に置き、洗浄液を一定面積（５×５ｃｍ² ）に１ｃｃ滴
下した１分後に、ブラシ毛長さ１１ｍｍのブラシを用
い、超磁歪振動（周波数１５０Ｈｚ、１２ボルト、１．
５Ａ）、洗浄時間１分の条件下で洗浄を行ない、汚れの
落ち具合を視覚にて評価した。なお、評価基準は次の通
りである。 ５点：汚れ落ちが非常に良好 ４点：汚れ落ちが良好 ３点：汚れ落ちにむらがある ２点：若干汚れが落ちる程度 １点：ほとんど汚れが落ちない

【００３１】

【表３】

【００３２】（３）頑固なカビの洗浄評価（表４） カビを繁殖させた素焼きタイル（２．５×２．５ｃ
ｍ² ）に洗浄液を１ｃｃ滴下し、ブラシ毛長さ１１ｍｍ
のブラシを用い、超磁歪振動（周波数１５０Ｈｚ、１２
ボルト、１．５Ａ）、洗浄時間１分の条件下で洗浄を行
ない、カビの落ち具合を視覚にて評価した。なお、評価
基準は次の通りである。 ５点：カビ落ちが非常に良好 ４点：カビ落ちが良好 ３点：カビ落ちにむらがある ２点：若干カビが落ちる程度 １点：ほとんどカビが落ちない

【００３３】

【表４】

【００３４】上記表２〜表４の実験結果から明らかなよ
うに、本発明の洗浄装置を用いて洗浄した場合には、頑
固な泥汚れ、頑固な油汚れ、頑固なカビのいずれに対し
ても極めて良好な洗浄力を発揮できることが分かる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の洗浄装置
および洗浄方法によるときは、往復加振用アクチュエー
タの加振手段として超磁歪素子を用いるとともに、該ア
クチュエータの先端にブラシを取着し、前記超磁歪素子
を５０Ｈｚ〜１ＫＨｚのパルス信号によって駆動するよ
うにした洗浄装置であって、ブラシに毛腰強度３〜１０
０kg・f/cm² のブラシ毛を用いたので、頑固な汚れやシ
ミ、油汚れなど、極めて落ちにくい汚れであっても、被
洗浄物を傷めることなしに、しかも手が疲れることもな
く、確実かつ簡単に洗浄することができる。また、洗浄
に際しては、ブラシの先端を被洗浄物に当てるだけでよ
いので、部分洗いに適し、しかも洗濯機のように水を張
る必要もないので取り扱いが簡単であり、手が荒れたり
することもない。また、極めて小型に作ることができる
ので、携帯性に優れ、その取り扱いも簡単であるという
種々の優れた効果を奏する。また、超磁歪素子を駆動す
るパルス信号に矩形パルスを用いた場合には、振動加速
度をより大きくすることができるので、より効果的な洗
浄を実現することができる。

【００３６】また、本発明の洗浄方法によるときは、洗
浄液として、少なくとも、界面活性剤１〜６０％および
／またはキレート剤０．０１〜２０％、酵素、溶剤、ア
ルカリ剤または漂白剤を含有する洗浄液を用い、該洗浄
液を被洗浄物の洗浄対象部位に所望の方法で含ませた
後、本発明の洗浄装置のブラシ先端面を被洗浄物の洗浄
対象部分に押し当てることによって洗浄を行なうように
したので、超高速で往復動するブラシ先端面による殴打
作用と塗布した洗浄液の洗浄作用とがあいまって、極め
て強力で効果的な洗浄を実現することができる。このた
め、従来の洗浄方法では簡単に落とすことのできなかっ
た頑固な泥汚れ、頑固な油汚れ、頑固なカビなども効果
的に落とすことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す縦断面である。

【図２】上記実施形態の外観斜視図である。

【図３】本発明で用いられる矩形パルス信号の波形図で
ある。

【図４】本発明の洗浄装置を用いた洗浄方法の説明図で
ある。

【符号の説明】

１ 本体ケース ２ 超磁歪素子 ３ 駆動コイル ４ 永久磁石 ５，６ 固定プレート ７ プランジャ ７ａ 鍔部 ８ ブラシ ９ プレストレスバネ １０ 結合コンデンサ １１ 矩形パルス発振器 １２ ブラシ取付台 １３ 植毛台 １４ ブラシ毛 Ｓ 被洗浄物

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 往復加振用アクチュエータの加振手段と
   して超磁歪素子を用いるとともに、該アクチュエータの
   先端にブラシを取着し、前記超磁歪素子を５０Ｈｚ〜１
   ＫＨｚのパルス信号によって駆動するようにした洗浄装
   置であって、前記ブラシに毛腰強度３〜１００kg・f/cm
   ² のブラシ毛を用いたことを特徴とする洗浄装置。
2. 【請求項２】 前記超磁歪素子を駆動するパルス信号と
   して矩形パルスを用いたことを特徴とする請求項１記載
   の洗浄装置。
3. 【請求項３】 洗浄液として、少なくとも、界面活性剤
   １〜６０％および／またはキレート剤０．０１〜２０
   ％、酵素、溶剤、アルカリ剤または漂白剤を含有する洗
   浄液を用い、該洗浄液を被洗浄物の洗浄対象部位に所望
   の方法で含ませた後、前記請求項１記載の洗浄装置のブ
   ラシ先端面を被洗浄物の洗浄対象部分に押し当てること
   によって洗浄を行なうことを特徴とするの洗浄方法。