手洗い装置

本発明は手洗い装置の分野、具体的には公衆トイレにおいて手を洗って乾かすことの分野に含まれる。

手洗いは一般的に衛生的であると考えられており、いくつかの病気の蔓延を防止するのに有効な方法であることが証明されている。

調査は、人々が公衆トイレ(化粧室としても知られる)において必ずしも手を洗わないことを示している。理論に縛られることは望まないが、一般的には公衆トイレ自体が不衛生であると考えられており、ユーザは公衆トイレ内の何にも触れないことの方を好み、できるだけ早い機会にそこを立ち去りたいと望む。

長年にわたり、公衆トイレでの手洗いをより魅力的にするために多くのことが試されてきた。

何十年もの間、汚れたタオルやすぐに在庫切れするペーパータオルディスペンサを回避するために、洗った後の手を乾かすための電気乾燥機が使用されてきた。

ソープディスペンサが固形石けんに取って代わり、自動水栓は、洗った後に水を止めるために汚れた蛇口のハンドルに触れるという問題を解決した。

米国特許第3918987A号明細書(Kooper,Rudolph J.)は、洗浄手順を実行するために所定の流速および圧力で内向きに流体のストリームを噴出する複数のノズルを含む、手および前腕洗浄装置を開示している。装置は手洗いのための統合的解決法を開示しているものの、節水および作用のための最少量の使用という問題は解決していない。

これらの解決法のすべてはまだ非常に面倒であり、時間や場所も取る。さらに、これらの開発は通常の手洗い習慣を改善したとはいえ、より少ない水の消費で手を洗い、消毒し、乾燥させるための統合的解決法は未だに求められている。

米国特許第3918987号明細書

本発明の目的は装置を提供することである。

さらなる目的は、連続的に手を濡らし、洗浄および/または消毒成分を付着させ、すすぐための装置を提供することである。

さらに別の目的は、洗浄後に手の乾燥もさせる装置を提供することである。

さらに別の目的は、洗浄中に少量の水を使用することである。

驚くことに、少量の水を使用して短時間で手を洗浄するために、第一ノズルは供給液源と流体連通していて第二ノズルは圧縮空気源に接続されている、2つのノズルを含むエアウォータジェットノズルアセンブリが使用され得ることが、見いだされた。

本発明は、少なくとも1つの手を挿入するための開口部と、第一ノズルは供給液源と流体連通しており第二ノズルは圧縮空気源に接続されている、2つのノズルを含む少なくとも1つのエアウォータジェットノズルアセンブリとを含む、チャンバを含む手洗い装置を提供する。

別の態様において、本発明は、第一ノズルは供給液源と流体連通しており第二ノズルは圧縮空気源に接続されている、2つのノズルを含む少なくとも1つのエアウォータジェットノズルアセンブリを用いて手を洗うプロセスを提供し、プロセスは、洗剤成分の霧状ミストを手に噴霧するステップと、霧状ミストの水を手に噴霧することによって手をすすぐステップと、手に空気を吹き付けて手を乾燥させるステップと、を含む。

以下の詳細な説明および添付請求項を読めば、これらおよびその他の態様、特徴、および利点は当業者にとって明らかとなるだろう。疑念を回避するため、本発明の一態様のいずれの特徴も、本発明の別の態様に利用されてよい。「含む(comprising)」という語は「含む(including)」ことを意味するが、必ずしも「〜からなる(consisting of)」または「〜でできている(composed of)」を意味するものではない。言い換えると、列挙されたステップまたは選択肢は網羅的であるとは限らない。以下の説明に記載される例は、本発明を明確化するように意図されているが、これらの例そのものに本発明を限定するように意図されるものではない。同様に、すべてのパーセンテージは別途指示されない限り重量/重量パーセンテージである。動作および比較例、あるいは別途明確に指示される場合を除き、本明細書において、物質の量または反応条件、材料および/または使用の物理特性を示すすべての数値は、「約」という語によって修飾されると理解されるべきである。「xからyまで」という形式で表される数値範囲は、xおよびyを含むように理解される。特定の特徴について複数の好適な範囲が「xからyまで」という形式で記載されているとき、異なる終点を組み合わせるすべての範囲が考えられると理解される。

エアウォータジェットノズルの模式図である。

エアウォータジェットノズルを示す図である。

本発明は、手洗い用装置を提供する。本発明による装置はさらに、手を乾かすのにも適していてもよい。装置は、空港のトイレ、ガソリンスタンドのトイレ、会社のトイレ、病院のトイレなどの公衆トイレでの使用に、特に適している。装置を家庭で採用することも想定される。

本発明による装置は、少なくとも1つの手を挿入するための開口部と、第一ノズルは供給液源と流体連通しており第二ノズルは圧縮空気源に接続されている、2つのノズルを含むエアウォータジェットノズルアセンブリとを含む、チャンバを含む。

チャンバ チャンバは、装置で洗うために手を入れるための開口部を含む。チャンバは場合により、2つ以上の手を同時に挿入するために2つ以上の開口部を、または同じ目的のためにより大きい開口部を含んでもよい。

開口部はチャンバのいずれの末端にあってもよい。開口部に最も適した側は、垂直に手を入れるために上部にあるか、または水平に手を入れるためにいずれかの側面にあるか、またはその間のどこかにある。底部にある手を入れるための開口部は、本願の範囲から除外されるものではないが、一般的には対象ユーザに好まれない。

チャンバは、1つは空気用、もう1つは液体用の、2つのノズルを含むエアウォータジェットノズルアセンブリをさらに含む。好ましくは、チャンバは2つ以上のエアウォータジェットアセンブリを含んでもよく、より好ましくは装置は、手の全面を、このとき少なくとも片側、しかし好ましくは両側を同時に覆う、エアウォータジェットノズルの配列を包含する。

エアウォータジェットアセンブリ エアウォータジェットアセンブリは、第一ノズルは供給液源と流体連通しており第二ノズルは圧縮空気源に接続されている、2つのノズルを含む。エアウォータジェット装置は手洗い装置に組み込まれる。

液体源は、給水本管から直接、ポンプを通じて、水を保持する加圧容器を通じて、またはその他いずれかの手段によって、あるいは重力によって(すなわちエアウォータジェットを使用する高さより上に貯水槽を配置することによって、エアウォータジェット装置に供給される、いずれの給水源であってもよい。

供給液はいずれの液体であってもよい。通常の皮膚洗浄には、通常は水性成分が好ましい。液体用ノズルは以下において水ノズルと称されるが、しかし水ノズルは水性液体またはその他の場合により有益剤を含む肌トリートメント成分を含む、水またはその他いずれかの液体を通してもよいことは、理解される。

同様に、空気源は、手洗い装置から独立またはこれ組み込まれた圧縮機を通じて、あるいはしばしば病院で利用できるような圧縮空気管を通じて供給される、いずれの空気源であってもよい。

空気は加熱され得ることが好ましい。空気温度は少なくとも30℃、より好ましくは少なくとも35℃、さらにより好ましくは少なくとも40℃、しかし通常は70℃未満、より好ましくは65℃未満、またはさらには60℃未満であることが、好ましい。

第一ノズル(水ノズル)および第二ノズル(空気ノズル)はいずれも、仮想中心軸(NOR)に対して位置決めされる。第一ノズルは中心軸に対して1から60°、好ましくは10°から30°の角度(α)で位置決めされ、第二ノズルは中心軸に対して1から45°、好ましくは15°から30°の角度(φ)である。

第二ノズルの口は、第一ノズルの口よりも中心軸の方向に沿った流れの方向で前方に位置し、ここで第一ノズルと第二ノズルの口の間のオフセット(OS)距離は、前記方向において0.5から5mmの間、好ましくは1〜3mmである。

最善の結果は、第一ノズルが0.05から10mm²、好ましくは少なくとも0.2mm²、ただし7mm²以下、より好ましくは5mm²以下、またはさらには3mm²以下の開口部を有するときに、得られる。同様に、第二ノズルの開口部は好ましくは0.2から3mm²である。

円形開口部を有するノズルの場合、第一ノズルの直径は好ましくは0.25から3.5mm、好ましくは少なくとも0.5mm、しかし好ましくは3mm以下、より好ましくは2.5mm以下、またはさらには3mm未満であり、その一方で第二ノズルの直径は好ましくは0.5から2mmの間である。

本発明の範囲は、単一の空気ノズルに向けられた2つ以上の水ノズルを含む構成を、さらに含む。これは装置を複雑にし、通常は好ましくないことであるが、異なるまたは適合しない原料を混合または反応させる作用のさらなる利点を提供する。

加えて、一方または両方のノズルについて、円形、正方形、長方形、および楕円形開口部を含むがこれらに限定されない、異なるノズル形状が考えられる。より大きい表面では、スリットタイプ(楕円形または長方形)空気ノズルおよび類似寸法の水ノズル、または多数の水ノズルが好ましく、より好ましは楕円形または長方形スリットの端から端までの最長距離と端から端までの最短距離との比率が2:1から20:1、さらにより好ましくは2:1から10:1である。この文脈において、延長部品の間に(すなわちくぼみに)位置している1つ以上の水ノズルを備える十字または星形の空気ノズルもまた、考えられる。

理論に縛られることは望まないが、本発明の性能は、仮想軸に対するノズルの位置決め、および空気ノズル(第二ノズル)に対する水ノズル(第一ノズル)のオフセットに由来すると考えられる。この位置決めのため、水ノズルからの供給液は空気ノズルの周りに膜を形成し、これにより、低い液体−空気比で(すなわち少ない液体を使用して)より細かいスプレーを提供する。空気ノズルからの空気流は、ノズルがどの方向を指しているかにかかわらず、空気ノズル端に沿って空気ノズルの方向に液体が押しやられることを保証する、局所的加圧状態を形成すると考えられる。さらに空気および水ノズル開口部の分離のため、液体流は空気圧による影響を受けないが、これは内部混合ノズル設計と共通の問題である。

ノズルから手までの距離は、少なくとも1cm、最大で15cmであることが好ましい。距離は好ましくは少なくとも2cm、より好ましくは少なくとも3cm、またはさらには少なくとも4cmである。距離は好ましくは12cm以下、より好ましくは10cm以下、またはさらには8cm以下である。

液体:空気比は、10:90から1:9999の間、より好ましくは5:95未満、さらにより好ましくは4:96未満、さらにより好ましくは3:97未満、2:98未満、またはさらには1:99未満であり、その一方で比率は好ましくは3:9997超、より好ましくは5:9995超であることが、好ましい。

水ノズルの開口部と空気ノズル側との間には短い距離しかないことがさらに好ましく、この距離は好ましくは2mm未満、より好ましくは1mm未満、またはさらには0.5mm未満である。水ノズルの開口部は空気ノズルに接触していることが、最も好ましい。

空気ノズルは水路を同軸に包囲しないことが、好ましい。水ノズルは空気ノズルを同軸に包囲しないこともまた、望ましい。

空気源の空気圧は、好ましくは1から5バールの範囲である。空気は好ましくはノズルの出口(ノズル開口部)において80m/sより速い速度、好ましくは120m/sより速い速度、より好ましくは180m/sより速い速度、最も好ましくは250m/sより速い速度を有する。本発明は非常に早い気流速度まで機能するであろうが、構造的な理由およびユーザの利便性のため、気流速度は音速未満(すなわち334m/s未満)であることが好ましい。ノズル径に応じて、空気流量は好ましくは3から50l/minの間であり、好ましくは5l/minを超え、またはさらには10l/minを超える。空気流量は好ましくは40l/未満、より好ましくは30l/min未満、またはさらには25l/min未満である。

液体流量は一般的に2から100ml/minの間であり、好ましくは5ml/minを超え、またはさらには10ml/minを超えるが、その一方で液体流量は好ましくは80ml/min未満、より好ましくは50ml/min未満、またはさらには40ml/min未満である。

構成 空気および/または液体源は、装置に組み込まれてもよく、あるいは別個のユニットに取り付けられてもよい。後者の場合、圧縮機、圧縮空気カートリッジもしくはシリンダ、またはその他の空気源および/または場合により給水本管に接続された液体リザーバを含む、別個のユニットが提供される。ユニットは、送気管および/または送水管としての管材によって、携帯装置に接続される。

送気、送水、および排水配管を完全に組み込んだ装置が公衆トイレに好ましく、その一方で家庭では、手作業で水が補充され、排水が空にされてもよい。

ノズル配列 装置は、空気ノズルおよび水ノズルを含む、少なくとも1つのノズルアセンブリを含む。

装置は、片手につきいくつかのノズル、好ましくは片手につき1から25個のノズルを含むことが好ましい。しかしながら、容易な位置決めおよび動作を目的として、片手につき1から12個のノズルが最善の結果をもたらすことが見いだされた。ノズルは、手の片側のみ、または同時に両側に噴霧するように、構成されてもよい。ノズルアセンブリは、直線プロファイルに沿って、またはたとえば平均的な手の形状に沿った曲線など、湾曲するように、一列として構成されてもよい。通常、1つのノズル列は1から6個のノズルアセンブリ、好ましくは2から4個のアセンブリを含む。本発明の文脈において、手の片側につき1列を超えるノズルアセンブリの列を有することも考えられる。

本発明の装置は、ブラシ、スクラバ、および/またはマッサージ要素など、その他の洗浄機能をさらに組み込んでもよいが、しかし衛生面からこれは好ましくない。

より多くのノズルを使用する代わりにミストスプレーがより広い面積にわたって移動するように、エアウォータジェットノズルを備える配列が可動リグに実装されてもよい。

装置は、空気源として空気圧縮機をさらに含んでもよい。圧縮機は、装置のチャンバ内に取り付けられてもよく、あるいは管によってエアウォータジェットに接続された別個の装置として提供されてもよい。圧縮機は好ましくは少なくとも1バールであって5バールを超えない、好ましくは4バール未満の、圧力を提供する。このため上記の仕様を達成するために、一般的には0.05から1馬力の範囲の、非常に低出力の圧縮機が使用されることが可能である。管材および装置内での圧力低下のため、空気ノズルにおける圧力は、好ましくは1から4バール、より好ましくは2から3バールの範囲となる。圧力を設定する手段を備える装置もまた考えられる。この場合、ユーザはたとえば、皮膚表面洗浄または毛穴洗浄を選択することができる。

液体源は給水本管であってもよく、すなわち蛇口に直接接続されてもよく、あるいは別個のリザーバの形態であってもよい。洗浄装置とともに使用するための液体源の圧力は比較的低く、好ましくは少なくとも0.05バール、より好ましくは少なくとも0.1バールであるが、好ましくは3バールを超えず、より好ましくは2.5バール未満であり、さらにより好ましくは2バール未満である。

別個のリザーバが液体源として使用されるとき、前記リザーバは、水のみ、洗浄成分、有益剤を含む成分で満たされてもよい。

液体リザーバは、圧力を提供するように洗浄装置の使用レベルより上に配置されてもよく、あるいは別途加圧されてもよい。別途加圧されるときは、リザーバは圧縮空気源からの圧縮空気を用いて加圧されることが、特に好ましい。

乾燥 本発明による装置は、洗浄/処理の後に手を乾燥させる可能性を、さらに提供してもよい。

これは、空気ノズルを通じて空気のみ、好ましくは温風を吹き付けることによってなされてもよく、水ノズルへの水流は停止される。あるいは、同じ洗浄および乾燥チャンバ内への乾燥用ノズルの別の配列もまた考えられる。

気流速度は少なくとも10m/s、より好ましくは少なくとも20m/s、さらにより好ましくは少なくとも30m/sであることが好ましく、その一方で気流速度は一般的に200m/s未満、より好ましくは150m/s未満、またはさらには100m/s未満である。

空気流は少なくとも10L/s、好ましくは少なくとも20L/s、さらにより好ましくは少なくとも30L/s、またはさらには少なくとも50L/sであることが好ましく、その一方で流れは一般的に1000L/s未満、またはより好ましくは800L/s未満、さらにより好ましくは500L/s未満、さらにより好ましくは300L/s未満、またはさらには100L/s未満である。

乾燥のための空気の温度は少なくとも30℃、より好ましくは少なくとも40℃、またはさらには50℃を超えるが、通常は100℃未満、より好ましくは90℃未満、さらにより好ましくは80℃未満、またはさらには70℃未満であることが、好ましい。

空気はいずれの方向から吹き付けられてもよいが、好ましくは上から下に向かって吹き付けられる。

トリートメント成分 本発明の範囲内で、様々な種類のトリートメント成分が想定される。

本発明による装置は、ハンドソープ、手の衛生および芳香成分を含むがこれらに限定されない、様々なスキンケアおよび洗浄製品を皮膚に適用してもよい。

すすぎ前の製品と皮膚との接触時間は少なくとも5秒、より好ましくは少なくとも10秒、さらにより好ましくは少なくとも15秒、またはさらには少なくとも20秒であることが、好ましい。

本発明による手洗い方法は、1分未満、より好ましくは45秒未満、またはさらには30秒未満で手を洗浄できることが、好ましい。

成分のpHは好ましくは中性または弱酸性、より好ましくはpH2から9、さらにより好ましくは少なくともpH3であり、その一方でより好ましくはpH8未満、さらにより好ましくはpH7未満、またはさらにはpH6未満である。

手洗い 手の洗浄成分および/または消毒製品は一般的に界面活性剤を含み、好ましくはSLSおよびSLESなどのアニオン性界面活性剤、可溶性石けん、および/またはアルコールエトキシレートなどの非イオン性界面活性剤を含む。界面活性剤の濃度は一般的に0.2〜5g/L、好ましくは1〜3g/Lである。

手の消毒 装置は、手消毒剤を手に噴霧するのにも適している。消毒剤は、洗浄成分に組み込まれてもよく、あるいは洗浄の代わりにまたは洗浄後に適用されてもよい。一般的な消毒剤は、当業者によって一般的に理解されるように、低級アルコールおよび四級アンモニウム殺生物剤を含む。

動作 装置の使用中、エアウォータジェットは連続的または不連続的に使用されてもよい。考えられる動作方法の1つは、動作の一部の間にエアウォータジェットを使用することである。別の実施形態では、エアウォータジェットは洗浄のための洗浄プロセスの初期に使用され、ハンドクリームまたはローションなどの有益剤を手に付着させるために、液体流のみまたは液体流と低空気流とで動作させる。

別の実施形態では、エアウォータジェットはパルスモードで動作され、すなわち空気流は経時的にオン−オフ方式で制御される。さらに別の実施形態では、皮膚(上記で定義されたように、髪、頭皮、およびその他のケラチン表面も含む)を洗浄およびトリートメントしながらエアウォータジェットのスイッチをオンオフするための押しボタンが、携帯装置に取り付けられている。

いずれの不連続的動作においても、適切な電磁弁を用いて送気および/または送液管を開閉させることが好ましい。

装置の動作中に送液および/または送気管を開放し、その一方で装置が使用されていないときに送液および/または送気管を閉鎖するために、弁システムが使用されてもよい。

ここで本発明は、以下の非限定的な図面および例を参照して説明される。実施形態および例は実例に過ぎず、本発明の範囲をいかようにも限定するものではない。

したがって、本発明は、第一ノズルは供給液源と流体連通しており第二ノズルは圧縮空気源に接続されている、2つのノズルを含むエアウォータジェットノズルアセンブリを用いて手を洗うプロセスを提供し、プロセスは、洗剤成分の霧状ミストを手に噴霧するステップと、霧状ミストの水を手に噴霧することによって手をすすぐステップと、手に空気を吹き付けて手を乾燥させるステップと、を含む。

好ましくは、プロセスは、手を濡らすために霧状ミストの水を噴霧するステップが先行する。

皮膚の快適さのために最も好適な空気の温度は、30〜70℃である。

ノズルアセンブリからの空気と水との比率は、一般的に90:10から99.9:0.1の間である。

図面の詳細な説明 図1は、ノズル(N)が、距離(OS)だけオフセットした、空気出口ポート(OPA)に対して基板から離れた位置にある液体出口ポート(OPW)を有する構成を示す。基板(FS)に対する液体出口ポートの入射角は、角度αで定義される。基板(FS)に対する空気出口ポートの入射角は、角度φで定義される。点線NORは、基板の表面に対して垂直な仮想線を表す。見てわかるように、ノズルのこの実施形態において、角度αは角度φよりも大きい。空気は空気出口ポート(OPA)を通じてノズルを出て、液体は液体出口ポート(OPW)を通じて出る。

図2は1つの空気ノズルおよび1つの水ノズルを備える構成を示す。

ここで本発明は、以下の非限定例によって実証される。

例1:手洗い 本例において、本発明による装置を用いる手の洗浄が、同じ洗浄製剤を用いる通常の手洗いと比較される。

前処理 テストに先立って、例および比較例の手は、正常細菌叢を手から除去するために70%のアルコールで消毒され、乾燥させられ、アルコールの痕跡を除去するために滅菌蒸留水で洗浄された。

次に(100マイクロリットル中)10⁷個の大腸菌の非病原性株を含有する100マイクロリットルが各手に付着され、ボランティアは手のひらおよび指全体に培養菌を拡散するよう依頼された。

1つの手(例1)は、3g/Lのアルコールエトキシレート非イオン性界面活性剤(C_<12>EO_<7>非イオン性界面活性剤)10mlで15秒間洗浄され、別の手(比較例A)は、本発明によるエアウォータジェット装置を用いて同じ量の同じ界面活性剤で15秒間洗浄された。

例におけるエアウォータジェットは2つのノズルアセンブリを含み、エアウォータジェット装置の空気圧は各ノズルアセンブリにつき20ml/sの液体流量で4バールであった。

本発明による手洗いは、安全目的のため、気密チャンバ内で実行された。

手の残留細菌が従来の方法で測定された。

結果 残留コロニーに関する洗浄結果(CFU/手で表される)は、以下の表に示される。

結果

上記の表より、エアウォータジェット装置を用いる洗浄プロセスは従来の洗浄方法よりも大腸菌を約0.6log多く除去することが明らかになった。