JP2013240764A - Discharge pin member and electrostatic atomizer using the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a discharge pin member capable of discharging a large amount of mist to the outside in an electrostatic atomizer discharging the mist containing the functional component to the outside, and an electrostatic atomizer using the same.SOLUTION: A discharge pin member 11 for discharging mist 17 to the outside in an electrostatic atomizer includes a plurality of carbon fibers, and a fastening member 12 for binding the plurality of the carbon fibers to obtain a carbon fiber molding 11b. An electrostatic atomizer 10 includes the discharge pin member 11, a water reserving part 14, a water retaining part 13 having the discharge pin member protrusively provided thereon so as to retain a solution 16 absorbed from the water reserving part, and an application electrode 15 for applying voltage to the discharge pin member.

Description

本発明は、ミストを外部に放出する静電霧化装置において、高電圧を印加することなく、多量のミストを外部に放出することが可能な放出ピン部材及びそれを用いた静電霧化装置に関する。 The present invention relates to an electrostatic atomizer that discharges mist to the outside, and a discharge pin member that can discharge a large amount of mist to the outside without applying a high voltage, and an electrostatic atomizer using the same. About.

従来、高電圧を印加することで不揮発性機能性成分を含む水溶液を霧化させ、ミストとして放出する静電霧化装置が知られている。水溶液としては、例えば、ビタミンC・アミノ酸等の機能性成分が入った水、アロマオイル、消臭材等が使用されている。
一般的に静電霧化装置は、貯水部から水溶液を放出ピン部材の先端部まで毛細管現象で搬送し、放出ピン部材に電圧を印加することにより、先端部からミストを放出する。
しかしながら、従来の静電霧化装置においては、水タンクに補給する水溶液が、水道水のようなCa、Mg等のミネラル成分を含む水であった場合には、このミネラル成分が空気中のCOと反応して放出ピン部材にCaCOやMgO等を析出付着させ、ミストの放出を妨げることがあった。
このような問題点に対し、特許文献1では、水搬送経路中にミネラル成分を除去するためのイオン交換部を設けることで、尖った霧化部において空気中のCOとの反応によりCaCOやMgO等の析出付着が防止され、定期的なメンテナンスを行わずとも継続的に使用することが可能な静電霧化装置を開示している。
2. Description of the Related Art Conventionally, an electrostatic atomizer that atomizes an aqueous solution containing a nonvolatile functional component by applying a high voltage and releases it as a mist is known. As the aqueous solution, for example, water containing functional components such as vitamin C and amino acids, aroma oil, deodorant and the like are used.
Generally, an electrostatic atomizer transports an aqueous solution from a water storage part to a tip part of a discharge pin member by capillary action, and discharges mist from the tip part by applying a voltage to the discharge pin member.
However, in the conventional electrostatic atomizer, when the aqueous solution to be replenished to the water tank is water containing mineral components such as Ca and Mg such as tap water, this mineral component is CO in the air. In some cases, CaCO 3 , MgO or the like is deposited on the release pin member by reacting with No. 2 and hinders the release of mist.
With respect to such a problem, in Patent Document 1, by providing an ion exchange part for removing a mineral component in a water conveyance path, CaCO 3 is caused by reaction with CO 2 in the air in a sharp atomization part. And an electrostatic atomizer that can be used continuously without regular maintenance is disclosed.

特開2009−255091号公報JP 2009-255091 A

しかしながら、従来の高電圧を印加しミストを放出させる霧化部を有する静電霧化装置においては、放出ピン部材を構成する多孔質体が空気に触れ、酸化反応を起こすことで酸化物が付着し、多孔質体を目詰まりさせるという問題があった。
このように多孔質体が目詰まりすると、毛細管現象による水の搬送を阻害し、ミスト放出が抑制されるという現象が起こるため、放出ピン部材に析出付着して目詰まりしている酸化物等を除去するメンテナンスを行ったり、ミスト放出のために必要以上に高電圧を印加する必要があった。
However, in conventional electrostatic atomizers that have an atomizing section that applies a high voltage and discharges mist, the porous body constituting the discharge pin member touches the air and causes an oxidation reaction so that the oxide adheres. However, there is a problem of clogging the porous body.
When the porous body is clogged in this way, a phenomenon occurs in which the transport of water due to the capillary phenomenon is hindered and the mist release is suppressed, so that oxides and the like that are deposited and adhered to the release pin member are clogged. It was necessary to perform maintenance to remove or to apply a higher voltage than necessary for mist emission.

本発明者は上記課題を解決するために、ミスト放出のための放出ピン部材に着目し鋭意検討を行った結果、放出ピン部材を炭素繊維で構成することにより、必要以上の高電圧を印加することなく多量のミストを放出することが可能となることを見出し、本発明を完成するに至った。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor has intensively studied paying attention to a discharge pin member for discharging mist. It has been found that a large amount of mist can be released without any problems, and the present invention has been completed.

請求項1の放出ピン部材は、静電霧化装置においてミストを外部に放出する部材であって、複数本の炭素繊維と、前記複数本の炭素繊維を束ねて炭素繊維成型体とする留め部材と、
を有することを特徴とする。
The discharge pin member according to claim 1 is a member that discharges mist to the outside in an electrostatic atomizer, and a plurality of carbon fibers and a fastening member that bundles the plurality of carbon fibers into a carbon fiber molded body When,
It is characterized by having.

請求項2に記載の放出ピン部材は、前記炭素繊維を束ねる留め部材が中空部を有し、前記炭素繊維の先端は前記中空部から露出していることを特徴とする。 The discharge pin member according to claim 2 is characterized in that the fastening member for bundling the carbon fibers has a hollow portion, and the tip of the carbon fiber is exposed from the hollow portion.

請求項3に記載の放出ピン部材は、前記留め部材が、ポリオレフィン、PET、フッ素系樹脂などの熱可塑性樹脂からなる熱収縮チューブを加熱処理によって収縮させたものであることを特徴とする。 The release pin member according to claim 3 is characterized in that the fastening member is a heat shrinkable tube made of a thermoplastic resin such as polyolefin, PET, fluorine resin, etc., contracted by heat treatment.

本発明に係る静電霧化装置は、請求項1〜3のいずれかの放出ピン部材と、貯水部と、前記放出ピン部材を突設し貯水部から吸水した水溶液を保持する保水部と、前記放出ピン部材に電圧を印加する印加電極と、を備えることを特徴とする。 An electrostatic atomizer according to the present invention includes a discharge pin member according to any one of claims 1 to 3, a water storage unit, a water retention unit that holds the aqueous solution that protrudes from the water storage unit by protruding the discharge pin member, And an application electrode for applying a voltage to the discharge pin member.

本発明によれば、放出ピン部材に炭素繊維を有することで、放出ピン部材の抵抗値を抑え必要以上の高電圧を印加することなくミストを外部に放出できる。
同時に、放出ピン部材が目詰まりすることがないため、長期間にわたってメンテナンスをすることなく安定的にミストを放出することができる。
According to the present invention, by having carbon fibers in the discharge pin member, it is possible to suppress the resistance value of the discharge pin member and discharge the mist to the outside without applying a higher voltage than necessary.
At the same time, since the discharge pin member is not clogged, the mist can be stably discharged without maintenance over a long period of time.

本発明の実施例に係る静電霧化装置の実施の一形態を示す概略図である。It is the schematic which shows one form of embodiment of the electrostatic atomizer which concerns on the Example of this invention. 実施例の炭素繊維成型体からなる放出ピン部材の断面図である。It is sectional drawing of the discharge | release pin member which consists of a carbon fiber molding of an Example. 放出ピン部材の他の実施例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other Example of a discharge | release pin member. 実施例2の放出ピン部材の断面図である。It is sectional drawing of the discharge | release pin member of Example 2. FIG. 従来のグラファイト塗布ピン部材と実施例の放出ピン部材に、それぞれ6kVを負荷したときのミスト放出量を示すグラフである。It is a graph which shows the mist discharge | release amount when 6 kV is loaded to the discharge pin member of the conventional graphite application | coating pin member and an Example, respectively. 実施例の放出ピン部材に、それぞれ4kV、3kVを負荷したときのミスト放出量を示すグラフである。It is a graph which shows the mist discharge | release amount when 4 kV and 3 kV are loaded to the discharge | release pin member of an Example, respectively.

以下、発明を実施するための形態により、本発明を説明する。
<放出ピン部材>
放出ピン部材は、静電霧化装置においてミストを外部に放出する部材である。
また、放出ピン部材は、複数本の炭素繊維と、前記複数本の炭素繊維を束ねて炭素繊維成型体とする留め部材と、を有する。
放出ピン部材は、保水部に保持された水や水溶液(本明細書において両者を合わせて水溶液という)を吸い上げ、その先端部からミストを外部に放出する役割を果たす。
従って、放出ピン部材は高い吸水力及び保水力を備えることが必要となる。
これは、水溶液を保水部に留まらせることなく効率的に放出ピン部材に吸い上げ、ミストを外部に放出させるためである。
The present invention will be described below with reference to embodiments for carrying out the invention.
<Release pin member>
The discharge pin member is a member that discharges mist to the outside in the electrostatic atomizer.
The discharge pin member includes a plurality of carbon fibers and a fastening member that bundles the plurality of carbon fibers into a carbon fiber molded body.
The discharge pin member plays a role of sucking up water or an aqueous solution (in the present specification, both are referred to as an aqueous solution) held in the water retaining portion and discharging mist from the tip portion to the outside.
Therefore, it is necessary for the discharge pin member to have high water absorption and water retention.
This is because the aqueous solution is efficiently sucked up by the discharge pin member without staying in the water retaining portion, and the mist is discharged to the outside.

放出ピン部材は、複数本の炭素繊維を、外側から束ねて(固定して)棒状体に形成された炭素繊維成型体とされる。もしくは結合剤等により部分的もしくは全体的に接着して一体化してもよい。そして炭素繊維の隙間に形成される空隙が、水溶液の流路として構成される。炭素繊維は、PAN系、ピッチ系などから形成される。 The discharge pin member is a carbon fiber molded body in which a plurality of carbon fibers are bundled (fixed) from the outside and formed into a rod-shaped body. Alternatively, they may be integrated by bonding partially or entirely with a binder or the like. And the space | gap formed in the clearance gap between carbon fibers is comprised as a flow path of aqueous solution. The carbon fiber is formed of a PAN system, a pitch system, or the like.

なお、複数の炭素繊維は、樹脂(結合剤)により互いに接着させてもよい。これにより、円筒やリング状の留め部材を省略することができる。
炭素繊維を接着するための樹脂としては、特に制限はないが、ウレタン樹脂やアクリル樹脂、SBR(スチレン-ブタジエンゴム)、エポキシ樹脂などの公知の合成系接着剤を好適に用いることができる。
なお、これらの接着性樹脂は単独でも導電性をある程度確保することができるが、カーボン粉末や金属微粒子を混在させてもよい。
The plurality of carbon fibers may be bonded to each other with a resin (binder). Thereby, a cylindrical or ring-shaped fastening member can be omitted.
Although there is no restriction | limiting in particular as resin for adhere | attaching carbon fiber, Well-known synthetic adhesives, such as a urethane resin, an acrylic resin, SBR (styrene-butadiene rubber), an epoxy resin, can be used suitably.
In addition, although these adhesive resins can ensure electrical conductivity to some extent even when used alone, carbon powder or metal fine particles may be mixed.

<炭素繊維と他の繊維との混合体>
炭素繊維成型体は、炭素繊維と金属繊維とを束ねたものでもよい。炭素繊維と金属繊維とを混合することにより、炭素繊維の柔軟性と、金属繊維の耐久性とをバランスよく織り交ぜることができる。
また、芯部に位置する金属繊維と、この芯部より外側に位置する周縁部における炭素繊維とで、二層構造としてもよい。
また、芯部と周縁部とで径を異ならせてもよい。例えば芯部における金属繊維の径を周縁部における炭素繊維の径より太くする等である。
なお、芯部と周縁部との境を厳密なものとする必要は必ずしもなく、意図する性能を実現するために適宜その境は調整可能である。
<A mixture of carbon fiber and other fibers>
The carbon fiber molded body may be a bundle of carbon fibers and metal fibers. By mixing the carbon fiber and the metal fiber, the flexibility of the carbon fiber and the durability of the metal fiber can be woven in a balanced manner.
Moreover, it is good also as a two-layer structure with the metal fiber located in a core part, and the carbon fiber in the peripheral part located outside this core part.
Moreover, you may vary a diameter by the core part and a peripheral part. For example, the diameter of the metal fiber in the core part is made larger than the diameter of the carbon fiber in the peripheral part.
In addition, it is not always necessary to make the boundary between the core portion and the peripheral portion strict, and the boundary can be adjusted as appropriate in order to realize the intended performance.

さらに、炭素繊維成型体は、炭素繊維と有機繊維とを束ねたものでもよい。
有機繊維としては、例えば、ナイロン6(登録商標)、ナイロン66(登録商標)、芳香族ポリアミド等のポリアミド系の各種繊維、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカーボネート等のポリエステル系の各種繊維、ポリアクリロニトリル等のアクリル系の各種繊維、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系の各種繊維、ポリメタクリル酸メチル等のポリメタクリレート系の各種繊維、ポリビニルアルコール系の各種繊維、ポリ塩化ビニリデン系の各種繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、ポリウレタン系の各種繊維、フェノール系繊維、ポリフッ化ビニリデンやポリテトラフルオロエチレン等からなるフッ素系繊維、などが素材として挙げられる。
また、その形状としては、無垢繊維(例えば、中空ではない長繊維や短繊維フィラメントなど)やその内部に空洞を有するストロー状の中空繊維が挙げられる。
中空繊維の外径は、0.2mm以下、好ましくは0.1mm以下であり、内径は10μm以上50μm以下が好ましい。
なお、中空繊維に使用する材料としては、中空繊維に加工可能なものであれば、無機材料でも良く、例えば、カーボンナノチューブ等の炭素系繊維等の材料などが挙げられる。
Furthermore, the carbon fiber molded body may be a bundle of carbon fibers and organic fibers.
Examples of organic fibers include nylon-based fibers such as nylon 6 (registered trademark), nylon 66 (registered trademark), and aromatic polyamide, and polyesters such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polylactic acid, polyglycolic acid, and polycarbonate. Various fibers, acrylic fibers such as polyacrylonitrile, polyolefin fibers such as polyethylene and polypropylene, polymethacrylate fibers such as polymethyl methacrylate, polyvinyl alcohol fibers, polyvinylidene chloride Examples of the raw materials include various fibers, polyvinyl chloride fibers, various polyurethane fibers, phenol fibers, fluorine fibers made of polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, and the like.
In addition, examples of the shape include solid fibers (for example, non-hollow long fibers and short fiber filaments) and straw-shaped hollow fibers having cavities therein.
The outer diameter of the hollow fiber is 0.2 mm or less, preferably 0.1 mm or less, and the inner diameter is preferably 10 μm or more and 50 μm or less.
In addition, as a material used for a hollow fiber, if it can be processed into a hollow fiber, an inorganic material may be sufficient, for example, materials, such as carbon-type fibers, such as a carbon nanotube, etc. are mentioned.

<留め部材>
留め部材は、炭素繊維成型体を外方から束ねるための部材であり、例えば円筒状やリング状の樹脂、金属、セラミックス材料が用いられる。
炭素繊維成型体と、円筒状やリング状の留め部材との隙間には、ホットメルトした樹脂などを充填して、炭素繊維成型体と留め部材とを固定する。
また、留め部材としては、炭素繊維成型体中に結合剤を混ぜて固化させることもできる。この場合は、炭素繊維成型体を外方から束ねるための円筒やリングなどは不要となる。
結合剤としては、導電性樹脂(導電性を確保できる樹脂)や、カーボンパウダーや金属粉末を混ぜた樹脂を用いることが望ましい。導電性を確保できる樹脂としては、ウレタン樹脂やアクリル樹脂、SBR(スチレン-ブタジエンゴム)、エポキシ樹脂などが挙げられる。
<Fastening member>
The fastening member is a member for bundling the carbon fiber molded body from the outside. For example, a cylindrical or ring-shaped resin, metal, or ceramic material is used.
A gap between the carbon fiber molded body and the cylindrical or ring-shaped fastening member is filled with a hot-melted resin or the like to fix the carbon fiber molded body and the fastening member.
Moreover, as a fastening member, a binder can be mixed and solidified in a carbon fiber molding. In this case, a cylinder or ring for bundling the carbon fiber molded body from the outside becomes unnecessary.
As the binder, it is desirable to use a conductive resin (a resin that can ensure conductivity), or a resin mixed with carbon powder or metal powder. Examples of the resin that can ensure conductivity include urethane resin, acrylic resin, SBR (styrene-butadiene rubber), and epoxy resin.

<留め部材としての熱収縮チューブ>
なお、前記留め部材を熱収縮チューブを用いて形成することもできる。ドライヤーなどの加熱手段によって熱収縮チューブ(留め部材)を収縮させて、複数の導電性繊維を留め部材の中に簡単に束ねることができる。熱収縮チューブとしては、ポリオレフィン、PET、フッ素系の熱可塑性樹脂が挙げられる。
なお、熱収縮チューブの素材にカーボン粉末等の導電粉末を混合して導電性を付与することもできる。
<Heat Shrink Tube as Fastening Member>
In addition, the said fastening member can also be formed using a heat shrinkable tube. The heat-shrinkable tube (fastening member) can be shrunk by heating means such as a dryer, and a plurality of conductive fibers can be easily bundled in the fastening member. Examples of the heat shrinkable tube include polyolefin, PET, and a fluorine-based thermoplastic resin.
In addition, electroconductivity powder, such as carbon powder, can be mixed with the raw material of a heat contraction tube, and electroconductivity can also be provided.

<放出ピン部材の形状>
放出ピン部材の形状としては、炭素繊維を棒状体として形成したものが挙げられるが、形状はこれに限定されるものではなく、楕円柱形状、円錐形状、角柱形状等でもよい。
また、放出ピン部材先端部は、平面状よりも丸みを帯びた曲面形状であることが好ましい。鋭利に尖った形状であると、放出ピン部材先端部まで電流が行き渡らず、水溶液を十分に保持できず好ましくないためであり、放出ピン部材先端部が適度な丸みを有する形状であればよい。
<Shape of discharge pin member>
Examples of the shape of the discharge pin member include a carbon fiber formed as a rod-like body, but the shape is not limited to this, and may be an elliptical column shape, a conical shape, a prismatic shape, or the like.
Moreover, it is preferable that the front-end | tip part of a discharge | release pin member is a curved surface shape rounded rather than planar shape. This is because when the shape is sharp, the current does not reach the tip of the discharge pin member and the aqueous solution cannot be retained sufficiently, which is not preferable.

前記炭素繊維成型体の材質及び構造により水溶液の吸水特性が異なるため、時間当たりの水の吸い上げ量を測定することで、炭素繊維成型体の放出性能が決定される。
放出性能は、炭素繊維成型体の有する時間当たりの吸水率で性能が決定され、いずれの素材においてもその吸水率は30〜100%程度が適している。
なお、吸水率とは、飽水状態の炭素繊維成型体に含まれている全水量の、絶対乾燥状態の炭素繊維成型体の質量に対する百分率のことを指す。
Since the water absorption characteristics of the aqueous solution differ depending on the material and structure of the carbon fiber molded body, the discharge performance of the carbon fiber molded body is determined by measuring the amount of water taken up per hour.
The release performance is determined by the water absorption rate per hour of the carbon fiber molded body, and the water absorption rate of about 30 to 100% is suitable for any material.
The water absorption refers to the percentage of the total amount of water contained in the saturated carbon fiber molded body with respect to the mass of the absolutely dry carbon fiber molded body.

<静電霧化装置>
本発明に係る静電霧化装置は、直流電圧を印加することで水溶液を静電霧化させ、ミストとして外部に放出するものである。
静電霧化装置は、前記の放出ピン部材と、貯水部と、前記放出ピン部材を突設し貯水部から吸水した水溶液を保持する保水部と、前記放出ピン部材に電圧を印加する印加電極と、を備える。
<Electrostatic atomizer>
The electrostatic atomizer which concerns on this invention makes a water solution electrostatic atomize by applying a DC voltage, and discharge | releases it as the mist outside.
The electrostatic atomizer includes a discharge pin member, a water storage portion, a water retention portion that protrudes from the discharge pin member and holds an aqueous solution absorbed from the water storage portion, and an application electrode that applies a voltage to the discharge pin member. And comprising.

<保水部>
完成した放出ピン部材を突設する保水部は、優れた吸水力及び保水力を有する構造体であり、炭素繊維や炭素材料を複合化して形成される多孔質体又は炭素繊維成型体からなり、形状は特に限定されるものではない。
また、多孔質体もしくは炭素繊維成型体以外でも、優れた吸水力及び保水力を有する構造であれば、ハニカム構造やコルゲート構造、またパイプ状、シート状、プリーツ状等も挙げられる。なお、保水部は放出ピン部材と比較し低い吸水力及び保水力を有するため、保水部に吸水した水を保水部に留まらせることなく、放出ピン部材へと吸い上げさせ、外部にミストを放出させることができる。
<Water retention department>
The water retaining part for projecting the completed release pin member is a structure having excellent water absorption and water retaining power, and is composed of a porous body or a carbon fiber molded body formed by combining carbon fiber and carbon material, The shape is not particularly limited.
In addition to a porous body or a carbon fiber molded body, a honeycomb structure, a corrugated structure, a pipe shape, a sheet shape, a pleated shape, or the like may be used as long as the structure has excellent water absorption and water retention. In addition, since the water retention part has lower water absorption and retention capacity than the discharge pin member, the water absorbed in the water retention part is sucked into the discharge pin member without being retained in the water retention part, and the mist is discharged to the outside. be able to.

<印加電極>
放出ピン部材に直流電圧を印加する印加電極は、例えば、4〜10kV程度のDCマイナス電圧を発生させる電源であり、その負極が導線を介して保水部に接続され、水溶液を保持する保水部を負に帯電させている。
印加電極の負極を保水部に接続することにより、電流は最も放電し易い場所を求めて流れ、通常、先端が尖っている場所や炭素繊維など通電性に優れた場所に集まる性質を利用して、放出ピン部材へと集まることになる。
このように放出ピン部材に電圧を印加することで、自然放電現象により放出ピン部材から外部へミストを放出させることができる。
なお、印加電極の正極を保水部に接続し、正電荷を付与してもよい。
<Applied electrode>
The application electrode that applies a DC voltage to the discharge pin member is a power source that generates a DC negative voltage of about 4 to 10 kV, for example, and its negative electrode is connected to the water holding part via a conductor, and the water holding part that holds the aqueous solution Negatively charged.
By connecting the negative electrode of the application electrode to the water retention part, the current flows in search of the place where it is most likely to be discharged, and normally uses the property of gathering in a place where the tip is pointed or where carbon fiber has excellent electrical conductivity. , It will gather into the release pin member.
Thus, by applying a voltage to the discharge pin member, it is possible to discharge mist from the discharge pin member to the outside due to a natural discharge phenomenon.
In addition, you may connect the positive electrode of an application electrode to a water retention part, and may provide a positive charge.

<貯水部>
貯水部は、水溶液を収容するとともに、毛細管現象等を利用して、常時、保水部に水溶液を供給する。貯水部の容量や形状等は特に限定されるものではないが、必要ミスト放出量に従って適宜選択することが好ましい。
<Water reservoir>
The water storage unit stores the aqueous solution and constantly supplies the aqueous solution to the water holding unit using a capillary phenomenon or the like. Although the capacity | capacitance, a shape, etc. of a water storage part are not specifically limited, It is preferable to select suitably according to required mist discharge | release amount.

<水溶液>
貯水部に収容される水溶液としては、ビタミンC(L−アスコルビン酸)、ビタミンCエステル((L−アスコルビン酸リン酸マグネシウム、L−アスコルビン酸リン酸ナトリウム、リン酸アスコルビンマグネシウム等)、ビタミンA、ビタミンB、ビタミンD、ビタミンDα−リボ酸、アミノ酸、茶菓抽出物(カテキン、タンニン、サポニン、テアニン、カフェイン等)、ヒアルロン酸、コラーゲン、アロマ精油(ラベンダー、ローズマリー、レモングラス、ティートリー、セージ、クローブ、オレンジ、グレープフルーツ、シナモン、ジャスミン等)、コーヒー豆、茶菓、ワサビ、ヒノキチオール、キチン、キトサン、プロポリス等のような有機系可溶性成分が挙げられ、その他、無機物(無機系可溶性成分)では、銀または食塩が挙げられる。また、白金ナノ粒子、パラジウムナノ粒子等も使用することができる。
<Aqueous solution>
As an aqueous solution accommodated in the water storage part, vitamin C (L-ascorbic acid), vitamin C ester (such as magnesium L-ascorbate phosphate, sodium L-ascorbate phosphate, magnesium ascorbate phosphate), vitamin A, Vitamin B, Vitamin D, Vitamin Dα-riboic acid, amino acids, tea extract (catechin, tannin, saponin, theanine, caffeine, etc.), hyaluronic acid, collagen, aroma essential oil (lavender, rosemary, lemongrass, tea tree, sage , Clove, orange, grapefruit, cinnamon, jasmine, etc.), coffee beans, tea confectionery, wasabi, hinokitiol, chitin, chitosan, propolis, etc., and other inorganic substances (inorganic soluble ingredients), Silver or salt listed It is. Also, it is possible to platinum nanoparticles, also palladium nanoparticles such use.

以下、本発明の放出ピン部材に係る実施例について、図面を参照して詳述する。
<実施例1>
図1は本発明に係る静電霧化装置10の実施例を示す概略図である。図において、静電霧化装置10は、貯水部12と、貯水部12から吸水シート12aや吸水ピンなどを介して吸水し水溶液を保持する保水部13と、保水部13に突設されたミストを外部に放出する放出ピン部材11と、放出ピン部材11にDC電源から負電圧を印加する印加電極14とを備えることを特徴とする。
このような構成によって、保水部13に突設された放出ピン部材11は、保水部13に保持された水溶液16を吸い上げ、その先端部11aからミスト17を、マイナス電荷を保持して外部に放出する。
Hereinafter, embodiments of the discharge pin member of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<Example 1>
FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of an electrostatic atomizer 10 according to the present invention. In the figure, the electrostatic atomizer 10 includes a water storage unit 12, a water retention unit 13 that absorbs water from the water storage unit 12 through a water absorption sheet 12a, a water absorption pin, and the like, and holds an aqueous solution, and a mist that protrudes from the water retention unit 13. The discharge pin member 11 which discharges the outside and the application electrode 14 which applies a negative voltage to the discharge pin member 11 from a DC power source are provided.
With such a configuration, the discharge pin member 11 protruding from the water retention part 13 sucks up the aqueous solution 16 held in the water retention part 13 and discharges the mist 17 from the tip part 11a to the outside while holding a negative charge. To do.

図2は、実施例1の静電霧化装置に用いられる放出ピン部材11の断面図である。
図2に示すように、放出ピン部材11は、複数の炭素繊維からなる炭素繊維成型体11b、この炭素繊維成型体11bを束ねるリング状の留め部材12を含んで構成されている。
ミストを多量に放出するためには、その先端の形状は鋭利な形は好ましくなく、緩やかな丸みを帯びているものや平面などであることが好ましい。
なお、図示しないが、放出ピン部材11の横断面(炭素繊維がそろった方向と直角方向)の形状は、円形、楕円形、三角形、四角形など、特に限定するものではない。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the discharge pin member 11 used in the electrostatic atomizer according to the first embodiment.
As shown in FIG. 2, the discharge pin member 11 includes a carbon fiber molded body 11b made of a plurality of carbon fibers and a ring-shaped fastening member 12 that bundles the carbon fiber molded bodies 11b.
In order to release a large amount of mist, the shape of its tip is not preferably a sharp shape, but is preferably a gently rounded one or a flat surface.
Although not shown, the shape of the cross section of the discharge pin member 11 (perpendicular to the direction in which the carbon fibers are aligned) is not particularly limited, such as a circle, an ellipse, a triangle, or a quadrangle.

<実施例2>
図3は、実施例2の放出ピン部材を示す断面図である。図3に示すように、放出ピン部材21は炭素繊維からなる炭素繊維成型体21bの外側を留め部材22により束ねられている。
留め部材22は、エポキシ樹脂などの素材を、中空部22aを備えるようにチューブ状にしたものである。この中空部22aに炭素繊維成型体21bが挿入されている。
また、実施例2の炭素繊維成型体21bは、芯部23bは金属繊維を用い、周縁部23aには炭素繊維を用いている。これにより、放出ピンの強度を高めつつ放出ピン中の水溶液の酸化を抑え、放出ピンの目詰まりを抑制でき、長期間にわたり細かなミストを放出させることができる。
<Example 2>
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the discharge pin member of the second embodiment. As shown in FIG. 3, the discharge pin member 21 is bundled by a fastening member 22 on the outside of a carbon fiber molded body 21 b made of carbon fiber.
The fastening member 22 is a tube made of a material such as an epoxy resin so as to have a hollow portion 22a. A carbon fiber molded body 21b is inserted into the hollow portion 22a.
Further, in the carbon fiber molded body 21b of Example 2, the core portion 23b uses metal fibers, and the peripheral portion 23a uses carbon fibers. Thereby, the oxidation of the aqueous solution in the release pin can be suppressed while increasing the strength of the release pin, the clogging of the release pin can be suppressed, and fine mist can be released over a long period of time.

<実施例3>
図4は、実施例3の放出ピン部材の断面図である。実施例3の放出ピン部材31は、炭素繊維成型体31bが留め部材32により束ねられている点では、実施例1と同様であるが、留め部材32が熱収縮チューブにより形成され、炭素繊維成型体31bの後端31cは、その内部に保水部13を備えたステンレス製の導電体(パイプ)35に固着している点で異なる。これにより、保水部13を備えたステンレス製パイプ35を図示しない固定台に立設することができる。
<Example 3>
FIG. 4 is a cross-sectional view of the discharge pin member according to the third embodiment. The release pin member 31 of the third embodiment is the same as the first embodiment in that the carbon fiber molded body 31b is bundled by the fastening member 32, but the fastening member 32 is formed of a heat shrinkable tube, and the carbon fiber molding is performed. The rear end 31c of the body 31b is different in that it is fixed to a stainless steel conductor (pipe) 35 provided with a water retaining portion 13 therein. Thereby, the stainless steel pipe 35 provided with the water retention part 13 can be erected on a fixed base (not shown).

実施例3の放出ピン部材31は、以下のようにして製造する。すなわち、図4(a)の例では、留め部材としての熱収縮性チューブ32の内部に炭素繊維成型体31bを挿入するとともに、その後端31cに導電体としてのステンレスパイプ35を挿入して、炭素繊維成型体31b及びステンレスパイプ35の上から樹脂製の熱収縮チューブ32で被覆する。
次に、ドライヤーなどを用いて外部から熱風を当てて熱収縮性チューブ32を収縮させて、炭素繊維成型体31b、ステンレスパイプ35、留め部材32を一体化する。
熱収縮チューブ32の収縮により、炭素繊維成型体31bの繊維ほつれを拘束できるとともに、ステンレスパイプ35を炭素繊維成型体31bの後端に固着することができる。
The discharge pin member 31 of Example 3 is manufactured as follows. That is, in the example of FIG. 4A, the carbon fiber molded body 31b is inserted into the heat-shrinkable tube 32 as the fastening member, and the stainless pipe 35 as the conductor is inserted into the rear end 31c. The fiber molded body 31 b and the stainless pipe 35 are covered with a resin heat shrinkable tube 32.
Next, hot air is applied from outside using a dryer or the like to shrink the heat-shrinkable tube 32, and the carbon fiber molded body 31 b, the stainless steel pipe 35, and the fastening member 32 are integrated.
By shrinking the heat shrinkable tube 32, the fraying of the carbon fiber molded body 31b can be restrained, and the stainless steel pipe 35 can be fixed to the rear end of the carbon fiber molded body 31b.

図4(b)の例では、まず、留め部材としての熱収縮性チューブ32の内部に炭素繊維成型体31bを挿入したものを、ドライヤーなどを用いて外部から熱風を当てて熱収縮性チューブ32を収縮させて炭素繊維成型体31bを固定する。
その後、導電体としてのステンレスパイプ35に炭素繊維成型体31bの後端31cを挿入して、炭素繊維成型体31bを固定した留め部材32と一体化する。
なお、この場合、ステンレスパイプ35の端部にカシメ35aを形成することにより、
接続強度及び炭素繊維成型体31bとの電気的接続が確実になる。
In the example of FIG. 4B, first, a heat-shrinkable tube 32 in which a carbon fiber molded body 31b is inserted into a heat-shrinkable tube 32 as a fastening member is applied with hot air from the outside using a dryer or the like. Is contracted to fix the carbon fiber molded body 31b.
Thereafter, the rear end 31c of the carbon fiber molded body 31b is inserted into the stainless pipe 35 as a conductor, and is integrated with the fastening member 32 to which the carbon fiber molded body 31b is fixed.
In this case, by forming the caulking 35a at the end of the stainless steel pipe 35,
The connection strength and the electrical connection with the carbon fiber molded body 31b are ensured.

<実施例の評価>
実施例1の放出ピン部材と従来のグラファイト塗布のピン部材(樹脂製のフェルトの周囲にグラファイトを塗布したミスト放出ピン部材)で、ミスト放出量を測定した。ミスト放出量測定には、ワイコフ科学社製の粒子分布測定器(DMAシステム)を用いた。
測定は、放出ピン部材に対して負荷電圧を変化させ、ミスト放出量を比較した。
図5は、従来のグラファイト塗布ピン部材と本実施例2の放出ピン部材に、それぞれ6kVを負荷した場合のミスト放出量を示すグラフである。
図5の横軸は放出したミスト粒子の直径を示し、縦軸は放出したミスト粒子の数量(個数)を示す。
(a)に示すように従来のグラファイト塗布ピン部材では、ミスト粒子径が2nmのときにピーク値約4300個/cmであったが、(b)に示すように実施例2の放出ピン部材ではミスト粒子径が4nmのときにピーク値約530000個/cmであった。
このことから、実施例2の放出ピン部材は、従来のグラファイト塗布ピン部材に比較して約100倍以上の個数のミスト粒子を放出したことが分かる。
図6(c)(d)は、実施例2の放出ピン部材に、それぞれ4kV、3kVを負荷した場合のミスト放出量を示すグラフである。
図6(c)(d)から、実施例2の放出ピンでは、4kVの負荷で粒子径が2nmのときにピーク値約460000個/cmのミストを放出し、3kVのの負荷で粒子径が2nmのときにピーク値約400000個/cmのミストを放出したことが分かる。
このことから、電極に負荷する電圧を低くしても、従来のグラファイト塗布ピン部材に比較して大量のミスト粒子を放出することができた。
<Evaluation of Examples>
The amount of mist released was measured using the release pin member of Example 1 and a conventional graphite-coated pin member (a mist release pin member in which graphite was applied around a resin felt). A particle distribution measuring device (DMA system) manufactured by Wyckoff Scientific Co., Ltd. was used for measuring the amount of mist released.
In the measurement, the load voltage was changed with respect to the discharge pin member, and the mist discharge amount was compared.
FIG. 5 is a graph showing the amount of mist discharged when 6 kV is applied to the conventional graphite-coated pin member and the discharge pin member of the second embodiment.
The horizontal axis of FIG. 5 indicates the diameter of the released mist particles, and the vertical axis indicates the number (number) of the released mist particles.
In the conventional graphite-coated pin member as shown in (a), the peak value was about 4300 / cm 3 when the mist particle diameter was 2 nm, but as shown in (b), the release pin member of Example 2 Then, when the mist particle diameter was 4 nm, the peak value was about 530000 particles / cm 3 .
From this, it can be seen that the release pin member of Example 2 released about 100 times more mist particles than the conventional graphite-coated pin member.
6C and 6D are graphs showing the amount of mist discharged when 4 kV and 3 kV are loaded on the discharge pin member of Example 2, respectively.
6C and 6D, in the release pin of Example 2, when the particle diameter is 2 nm with a load of 4 kV, a mist with a peak value of about 460000 pieces / cm 3 is emitted, and the particle diameter is with a load of 3 kV. It can be seen that a mist having a peak value of about 400,000 / cm 3 was emitted when the thickness was 2 nm.
From this, even if the voltage applied to the electrode was lowered, a large amount of mist particles could be released as compared with the conventional graphite-coated pin member.

本発明は、機能性成分を含むミストを外部に放出する静電霧化装置において、必要以上の高電圧を印加することなく、多量のミストを外部に放出することが可能な放出ピン部材及びそれを用いた静電霧化装置を提供する。本発明によれば、放出ピン部材本体に導電性材料を担持させることで、必要以上の高電圧を印加することなく多量のミストを放出することが可能となり、併せて機能性成分を含むミストによる除菌効果が向上するため、エアコン、冷蔵庫、ランドリー、ヘアドライヤー、扇風機、空気清浄機、加湿器、美顔器などの装置に適用でき、産業上の利用可能性は非常に高い。 The present invention relates to a discharge pin member capable of discharging a large amount of mist to the outside without applying an unnecessarily high voltage in an electrostatic atomizer that discharges mist containing a functional component to the outside, and the same An electrostatic atomizer using the above is provided. According to the present invention, it is possible to discharge a large amount of mist without applying an unnecessarily high voltage by supporting the conductive material on the discharge pin member body, and at the same time, using a mist containing a functional component. Since the sterilization effect is improved, it can be applied to devices such as air conditioners, refrigerators, laundry, hair dryers, electric fans, air purifiers, humidifiers, facial instruments, etc., and the industrial applicability is very high.

10 静電霧化装置
11、21、31 放出ピン部材
11b、21b、31b 炭素繊維成型体
11a 先端部
12、22、32 留め部材
12a 吸水シート
13 保水部
14 貯水部
15 印加電極
16 水、水溶液
17 ミスト
22a 中空部
23a 周縁部
23b 芯部
31c 後端
35 導電体
35a カシメ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electrostatic atomizer 11, 21, 31 Release | release pin member 11b, 21b, 31b Carbon fiber molded object 11a Tip part 12, 22, 32 Fastening member 12a Water absorption sheet 13 Water retention part 14 Water storage part 15 Applied electrode 16 Water, aqueous solution 17 Mist 22a Hollow part 23a Peripheral part 23b Core part 31c Rear end 35 Conductor 35a Caulking

Claims (4)

静電霧化装置においてミストを外部に放出する部材であって、
複数本の炭素繊維と、
前記複数本の炭素繊維を束ねて炭素繊維成型体とする留め部材と、
を有することを特徴とする放出ピン部材。
A member that discharges mist to the outside in the electrostatic atomizer,
Multiple carbon fibers,
A fastening member for bundling the plurality of carbon fibers to form a carbon fiber molded body,
A discharge pin member characterized by comprising:
前記炭素繊維を束ねる留め部材が中空部を有し、前記炭素繊維の先端は前記中空部から露出していることを特徴とする請求項1に記載の放出ピン部材。 The discharge pin member according to claim 1, wherein a fastening member that bundles the carbon fibers has a hollow portion, and a tip of the carbon fiber is exposed from the hollow portion. 前記留め部材が、ポリオレフィン、PET、フッ素系樹脂などの熱可塑性樹脂からなる熱収縮チューブを加熱処理によって収縮させたものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の放出ピン部材。 The discharge pin member according to claim 1 or 2, wherein the fastening member is a heat-shrinkable tube made of a thermoplastic resin such as polyolefin, PET, or fluorine resin, and is contracted by heat treatment. 請求項1〜3のいずれかの放出ピン部材と、
貯水部と、
前記放出ピン部材を突設し貯水部から吸水した水溶液を保持する保水部と、
前記放出ピン部材に電圧を印加する印加電極と、を備えることを特徴とする静電霧化装置。
The discharge pin member according to any one of claims 1 to 3,
A water reservoir,
A water retaining part for projecting the discharge pin member and holding the aqueous solution absorbed by the water storage part;
An electrostatic atomizer comprising: an application electrode that applies a voltage to the discharge pin member.
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JP2014199172A (en) * 2012-08-23 2014-10-23 株式会社東芝 Home electric appliance

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