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【発明の名称】 摩擦帯電用樹脂管及び電気掃除機
【発明者】 【氏名】加藤 康昭

【氏名】大塚 雅生

【要約】 【課題】安価で簡単に形成できる摩擦帯電用樹脂管を提供する。

【解決手段】管状の樹脂から成り、内部を通る被摩擦材と接触して被摩擦材を摩擦により帯電させる摩擦帯電用樹脂管8において、被摩擦材を正電荷に帯電させる第1帯電部11と、被摩擦材を負電荷に帯電させる第2帯電部12とを備え、第1、第2帯電部11、12の少なくとも一方は前記樹脂の表面に帯電を促進する電荷制御剤を有する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
管状の樹脂から成り、内部を通る被摩擦材を接触摩擦により帯電させる摩擦帯電用樹脂管において、被摩擦材を正電荷に帯電させる第1帯電部と、被摩擦材を負電荷に帯電させる第2帯電部とを備え、第1、第2帯電部の少なくとも一方は前記樹脂の表面に帯電を促進する電荷制御剤を有することを特徴とする摩擦帯電用樹脂管。
【請求項2】
前記電荷制御剤の粒子を第1帯電部または第2帯電部に混練したことを特徴とする請求項1に記載の摩擦帯電用樹脂管。
【請求項3】
外面側よりも内面側の前記電荷制御剤の密度を高くしたことを特徴とする請求項2に記載の摩擦帯電用樹脂管。
【請求項4】
第1、第2帯電部を形成する前記樹脂が同じ材質から成ることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の摩擦帯電用樹脂管。
【請求項5】
前記電荷制御剤の粒子を第1帯電部または第2帯電部の内面に固着したことを特徴とする請求項1に記載の摩擦帯電用樹脂管。
【請求項6】
第1帯電部または第2帯電部は内面を溶解して前記電荷制御剤が固着され、前記電荷制御剤よりも軟化温度が低いことを特徴とする請求項5に記載の摩擦帯電用樹脂管。
【請求項7】
前記電荷制御剤が固着される第1帯電部または第2帯電部の内面に突起を設け、加熱手段を前記突起に当接して該内面を溶解したことを特徴とする請求項6に記載の摩擦帯電用樹脂管。
【請求項8】
断面アーチ状の第1、第2帯電部を接合して管状に形成されることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載の摩擦帯電用樹脂管。
【請求項9】
管状の樹脂から成り、内部を通る被摩擦材を接触摩擦により帯電させる摩擦帯電用樹脂管において、前記樹脂の表面に帯電を促進する電荷制御剤を有することを特徴とする摩擦帯電用樹脂管。
【請求項10】
外面側よりも内面側の前記電荷制御剤の密度が大きいことを特徴とする請求項9に記載の摩擦帯電用樹脂管。
【請求項11】
請求項1〜請求項8のいずれかに記載の摩擦帯電用樹脂管を塵埃の流通する気流路に配置し、第1帯電部により塵埃を正電荷に帯電させるとともに第2帯電部により塵埃を負電荷に帯電させることを特徴とする電気掃除機。
【請求項12】
請求項9または請求項10に記載の摩擦帯電用樹脂管を塵埃の流通する気流路に複数配置し、一の摩擦帯電用樹脂管により塵埃を正電荷に帯電させるとともに、他の摩擦帯電用樹脂管により塵埃を負電荷に帯電させることを特徴とする電気掃除機。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、被摩擦材と接触して被摩擦材を帯電させる管状の摩擦帯電用樹脂管及びそれを用いた電気掃除機に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の電気掃除機はフィルターによって塵埃を捕集する。また、サイクロン式の集塵部を備えた電気掃除機は旋回気流により塵埃を分離して捕集する。
【0003】
【特許文献1】特許第3370511号公報(第3頁−第5頁、第1図)
【特許文献2】特許第3313871号公報(第2頁−第7頁)
【特許文献3】特開平4−124676号公報(第1頁−第5頁)
【特許文献4】特許第3757081号公報(第6頁−第21頁)
【特許文献5】特許第2552133号公報(第2頁−第12頁)
【特許文献6】特許第2807795号公報(第2頁−第7頁)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記の従来の集塵方法によると細かい塵埃が捕集されずに漏出する場合がある。このため、フィルターを有する場合はフィルターの目を細かくすると吸引力が低下する問題がある。また、サイクロン式の集塵部を有する場合は旋回速度を上昇させると、電力消費が大きくなる問題がある。
【0005】
これらの問題を解決するために、塵埃を接触により帯電させる摩擦帯電用樹脂管を塵埃が流通する気流路に配した電気掃除機が研究開発されている。この摩擦帯電用樹脂管は摩擦により塵埃を正電荷に帯電させるポリプロピレンやポリテトラフルオロエチレン等から成る第1帯電部と、負電荷に帯電させるポリプロピレン等から成る第2帯電部とを有している。
【0006】
摩擦帯電用樹脂管内を流通して第1帯電部と接触した塵埃は正電荷に帯電し、第2帯電部と接触した塵埃は負電荷に帯電する。そして、正電荷に帯電した塵埃と負電荷に帯電した塵埃とが主にクーロン力によって相互に引付け合う事で凝集して塵埃塊(クラスタ)を形成する。これにより、細かい塵埃をクラスタ化して大きな粒子を形成し、容易に捕集できるようになっている。
【0007】
しかしながら、上記従来の摩擦帯電用樹脂管によると、ポリアミドやポリテトラフルオロエチレン等の摩擦帯電特性の良い樹脂は高価であり、原料コストが増大する問題があった。また、ポリプロピレンは工業材料として非常に優れているが、成形性や低温時の脆化性などへの対応を考慮すると、本発明が主用途とする電気掃除機等のパイプへの適用にはABS樹脂の方が有利であった。
【0008】
本発明は、安価で簡単に形成できる摩擦帯電用樹脂管及びそれを用いた電気掃除機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成するために本発明は、管状の樹脂から成り、内部を通る被摩擦材を接触摩擦により帯電させる摩擦帯電用樹脂管において、被摩擦材を正電荷に帯電させる第1帯電部と、被摩擦材を負電荷に帯電させる第2帯電部とを備え、第1、第2帯電部の少なくとも一方は前記樹脂の表面に帯電を促進する電荷制御剤を有することを特徴としている。
【0010】
この構成によると、摩擦帯電用樹脂管内を流通して第1帯電部と接触した被摩擦材は正電荷に帯電し、第2帯電部と接触した被摩擦材は負電荷に帯電する。そして、正電荷に帯電した被摩擦材と負電荷に帯電した被摩擦材とが主にクーロン力によって相互に引付け合う事で凝集してクラスタが形成される。電荷制御剤は第1、第2帯電部の少なくとも一方の表面に設けられ、被摩擦材の帯電が促進される。第1、第2帯電部の一方が電荷制御剤を含まない場合は、電荷制御剤を含まない方がポリプロピレンやポリアミド等の摩擦帯電効果を有する樹脂により形成される。また、第1、第2帯電部は軸方向に並設してもよく、それぞれ断面アーチ状に形成して周方向に並設してもよい。
【0011】
また本発明は、上記構成の摩擦帯電用樹脂管において、前記電荷制御剤の粒子を第1帯電部または第2帯電部に混練したことを特徴としている。この構成によると、溶融した樹脂内に粉体や液状の電荷制御剤が混入され、電荷制御剤の粒子が樹脂内に混練される。
【0012】
また本発明は、上記構成の摩擦帯電用樹脂管において、外面側よりも内面側の前記電荷制御剤の密度を高くしたことを特徴としている。
【0013】
また本発明は、上記構成の摩擦帯電用樹脂管において、第1、第2帯電部を形成する前記樹脂が同じ材質から成ることを特徴としている。この構成によると、二色成形等によって第1、第2帯電部が同時成形される。
【0014】
また本発明は、上記構成の摩擦帯電用樹脂管において、前記電荷制御剤の粒子を第1帯電部または第2帯電部の内面に固着したことを特徴としている。この構成によると、管状の樹脂表面に粉体や液状の電荷制御剤が散布され、電荷制御剤の粒子層が樹脂表面に形成される。
【0015】
また本発明は、上記構成の摩擦帯電用樹脂管において、第1帯電部または第2帯電部は内面を溶解して前記電荷制御剤が固着され、前記電荷制御剤の分解温度よりも軟化温度が低いことを特徴としている。この構成によると、第1帯電部または第2帯電部を形成する樹脂の内面が昇温して溶融される。この時、電荷制御剤は分解温度が高いため分解されず、樹脂内面に固着される。
【0016】
また本発明は、上記構成の摩擦帯電用樹脂管において、前記電荷制御剤が固着される第1帯電部または第2帯電部の内面に突起を設け、加熱手段を前記突起に当接して該内面を溶解したことを特徴としている。この構成によると、第1帯電部または第2帯電部を形成する樹脂の内面に形成された突起に加熱手段が当接し、突起が溶融して第1帯電部または第2帯電部の内面全体に加熱手段が密着する。
【0017】
また本発明は、上記構成の摩擦帯電用樹脂管において、断面アーチ状の第1、第2帯電部を接合して管状に形成されることを特徴としている。
【0018】
また本発明は、管状の樹脂から成り、内部を通る被摩擦材を接触摩擦により帯電させる摩擦帯電用樹脂管において、前記樹脂の表面に帯電を促進する電荷制御剤を有することを特徴としている。この構成によると、電荷制御剤を有する摩擦帯電用樹脂管内を流通して接触した被摩擦材は正電荷または負電荷に帯電する。電荷制御剤を管状の樹脂の内面側に固着してもよく、内面側に混練してもよい。
【0019】
また本発明は、上記構成の摩擦帯電用樹脂管において、外面側よりも内面側の前記電荷制御剤の密度が大きいことを特徴としている。
【0020】
また本発明の電気掃除機は、上記各構成の摩擦帯電用樹脂管を塵埃の流通する気流路に配置し、第1帯電部により塵埃を正電荷に帯電させるとともに第2帯電部により塵埃を負電荷に帯電させることを特徴としている。
【0021】
この構成によると、摩擦帯電用樹脂管内を流通して第1帯電部と接触した塵埃は正電荷に帯電し、第2帯電部と接触した塵埃は負電荷に帯電する。そして、正電荷に帯電した塵埃と負電荷に帯電した塵埃とが主にクーロン力によって相互に引付け合う事で凝集してクラスタを形成する。クラスタ化して大きな粒子となった塵埃はフィルターやサイクロン式の集塵部により捕集される。
【0022】
また本発明の電気掃除機は、上記構成の摩擦帯電用樹脂管を塵埃の流通する気流路に複数配置し、一の摩擦帯電用樹脂管により塵埃を正電荷に帯電させるとともに、他の摩擦帯電用樹脂管により塵埃を負電荷に帯電させることを特徴としている。
【0023】
この構成によると、一の摩擦帯電用樹脂管内を流通して接触した塵埃は正電荷に帯電し、他の摩擦帯電用樹脂管内を流通して接触した塵埃は負電荷に帯電する。そして、正電荷に帯電した塵埃と負電荷に帯電した塵埃とが主にクーロン力によって相互に引付け合う事で凝集してクラスタを形成する。
【発明の効果】
【0024】
本発明によると、摩擦帯電用樹脂管が塵埃等の被摩擦材を正電荷に帯電させる第1帯電部と負電荷に帯電させる第2帯電部とを有するので、被摩擦材をクラスタ化することができる。従って、フィルターやサイクロン式の集塵装置によって塵埃を容易に捕集することができる。また、第1、第2帯電部の少なくとも一方は樹脂の表面に帯電を促進する電荷制御剤を有するので、強度の高い摩擦帯電用樹脂管を簡単な構造で形成することができる。従って、摩擦帯電用樹脂管を容易且つ安価に形成することができる。
【0025】
また本発明によると、電荷制御剤の粒子を第1帯電部または第2帯電部に混練したので、電荷制御剤が表面に露出した摩擦帯電用樹脂管を成形加工によって容易に形成することができる。
【0026】
また本発明によると、外面側よりも内面側の前記電荷制御剤の密度を高くしたので、被摩擦材を帯電させる効果を維持して電荷制御剤を削減することができる。従って、より安価な摩擦帯電用樹脂管を得ることができる。
【0027】
また本発明によると、第1、第2帯電部を形成する前記樹脂が同じ材質から成るので、第1、第2帯電部を簡単に同時成形してより安価に摩擦帯電用樹脂管を形成することができる。
【0028】
また本発明によると、電荷制御剤の粒子を第1帯電部または第2帯電部の内面に固着したので、被摩擦材を帯電させる効果を維持して電荷制御剤を削減することができる。従って、より安価な摩擦帯電用樹脂管を得ることができる。
【0029】
また本発明によると、電荷制御剤の分解温度よりも軟化温度が低い第1帯電部または第2帯電部は内面を溶解して電荷制御剤を固着したので、電荷制御剤の性能劣化を防止して電荷制御剤を摩擦帯電用樹脂管の内面に容易に配することができる。
【0030】
また本発明によると、電荷制御剤が固着される第1帯電部または第2帯電部の内面に設けられる突起に加熱手段を当接して該内面を溶解したので、摩擦帯電用樹脂管の内面全体に加熱手段を密着させて均一に加熱することができる。従って、電荷制御剤を一様に配することができ、帯電不足となる被摩擦材を減少させることができる。
【0031】
また本発明によると、摩擦帯電用樹脂管が断面アーチ状の第1、第2帯電部を接合して管状に形成されるので、摩擦帯電用樹脂管の内部を通る被摩擦材を正電荷と負電荷とに均等に帯電させることができる。
【0032】
また本発明によると、摩擦帯電用樹脂管が表面に帯電を促進する電荷制御剤を有するので、高い強度を確保して被摩擦材を簡単に帯電させることができる。また、摩擦帯電用樹脂管を簡素化して容易且つ安価に形成することができる。
【0033】
また本発明の電気掃除機によると、第1、第2帯電部を有する摩擦帯電用樹脂管を塵埃の流通する気流路に配置したので、塵埃をクラスタ化して容易に捕集することができる。
【0034】
また本発明の電気掃除機によると、塵埃を正電荷に帯電させる摩擦帯電用樹脂管と、塵埃を負電荷に帯電させる摩擦帯電用樹脂管とを気流路に配置したので、塵埃をクラスタ化して容易に捕集することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0035】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図1は第1実施形態の電気掃除機を示す側面図である。電気掃除機1は床面Fに面した吸込口(不図示)を有する吸込口体4を備えている。吸込口体4には接続パイプ3が接続されている。接続パイプ3の吸気の上流側には内部を流通する塵埃を摩擦により帯電させる摩擦帯電用樹脂管8が設けられている。
【0036】
接続パイプ3の吸気の下流側にはサイクロン集塵部5が連結されている。サイクロン集塵部5は連結部材10及びサクションホース2を介して電動送風機7を有する本体部6に連通している。また、連結部材10の一部を屈曲して使用者が把持するハンドル10aが形成されている。
【0037】
図2は摩擦帯電用樹脂管8の斜視図を示している。摩擦帯電用樹脂管8は断面アーチ状の第1、第2帯電部11、12を接合して管状に形成されている。第1、第2帯電部11、12はABS樹脂の成形品から成り、摩擦帯電用樹脂管8内を通る塵埃の帯電を促進する電荷制御剤が混練されている。
【0038】
第1帯電部11には負電荷に帯電して塵埃を正電荷に帯電させる電荷制御剤が混練されている。このような電荷制御剤として、例えば「化1」に示すアゾ金属化合物や「化2」に示すサリチル酸金属キレート化合物等を用いることができる。
【0039】
【化1】


【0040】
【化2】


【0041】
また、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸を含む共重合体等の高分子樹脂から成る電荷制御剤を用いてもよい。単量体から成る電荷制御剤は熱可塑性樹脂との相溶性や分散性が悪く、特に樹脂表面からの離脱が生じやすい場合がある。また、電荷制御剤が金属を含有する場合や水溶性を有する場合は環境や健康に対して悪影響が生じる可能性がある。このため、高分子樹脂から成る電荷制御剤を用いることにより、熱可塑性樹脂との相溶性や分散性を向上できるとともに環境や健康に対する悪影響を低減できる。
【0042】
第2帯電部12には正電荷に帯電して塵埃を負電荷に帯電させる電荷制御剤が混練されている。このような電荷制御剤として、例えば「化3」に示す4級アンモニウム塩や「化4」に示すニグロシン化合物等を用いることができる。尚、「化1」、「化3」、「化4」においてRはアルキルである。また、4級アンモニウム塩を含む共重合体の高分子樹脂から成る電荷制御剤を用いてもよい。
【0043】
【化3】


【0044】
【化4】


【0045】
上記構成の電気掃除機1において、電動送風機7が駆動して集塵が開始されると吸込口体4の吸込口から吸気が取り入れられる。吸込口体4から取り入れられた吸気は接続パイプ3の摩擦帯電用樹脂管8内を流通する。摩擦帯電用樹脂管8内で第1帯電部11に接触した塵埃は摩擦により正電荷に帯電し、第2帯電部12に接触した塵埃は摩擦により負電荷に帯電する。正電荷に帯電した塵埃と負電荷に帯電した塵埃は接続パイプ3を流通する間に主にクーロン力によって相互に引付け合う事で凝集してクラスタを形成する。そして、クラスタ化した塵埃がサイクロン集塵部5に流入する。
【0046】
サイクロン集塵部5内で吸気は旋回し、遠心力によって大型のごみやクラスタ化した塵埃が分離除去される。塵埃を除去された空気はサイクロン集塵部5から流出し、連結部材10及びサクションホース2を介して本体部6に流入する。サイクロン集塵部5で遠心分離により除去しきれなかった塵埃は本体部6内部に設けたフィルター(不図示)により捕集される。そして、本体部6から清浄な空気が外部に放出される。
【0047】
図3は摩擦帯電用樹脂管8の成形時の状態を示す断面図であり、図2のA−A断面を示している。摩擦帯電用樹脂管8は固定金型21及び移動金型22によって所謂混色成形される。固定金型21は凹状の円筒面21aと、円筒面21aに対向する凸状の円筒面21bとを有する。同様に、移動金型22は凹状の円筒面22aと、円筒面22aに対向する凸状の円筒面22bとを有する。固定金型21と移動金型22とを所定圧力で型締して密着し、固定金型21に設けた射出口23、24からペレットが高温で溶融して円筒面21a、21b間及び円筒面22a、22b間に注入される。
【0048】
射出口23から注入されるペレットは負電荷に帯電して塵埃を正電荷に帯電させる電荷制御剤がABS樹脂内に含有されている。例えば、ABSの粉体100重量部とアゾ金属化合物の粉体5重量部をタンブラーにて攪拌混合し、二軸押出機によって230℃で溶融混練する。そして、120℃で12時間乾燥させてペレットを形成することができる。
【0049】
射出口24から注入されるペレットはABS樹脂内に正電荷に帯電して塵埃を負電荷に帯電させる電荷制御剤が含有されている。例えば、ABSの粉体100重量部とニグロシン化合物の粉体5重量部をタンブラーにて攪拌混合し、二軸押出機によって230℃で溶融混練する。そして、120℃で12時間乾燥させてペレットを形成することができる。
【0050】
射出口23、24から注入されたペレットは溶融して固定金型21及び移動金型22内を流動し、射出口23、24から等距離となる一点鎖線Cの近傍で衝突する。樹脂が十分に充填されると冷却により固化される。これにより、ウェルドライン8a(図2参照)で区分けされる断面アーチ状の第1、第2帯電部11、12が一体に成形された円管状の摩擦帯電用樹脂管8を得ることができる。摩擦帯電用樹脂管8を円管以外の管状に形成してもよい。
【0051】
摩擦帯電用樹脂管8の主成分をABS樹脂以外の樹脂にしてもよいが、ABS樹脂を用いるとより望ましい。これにより、広い温度範囲で耐衝撃性、耐薬品性、加工性、形状安定性等が優れ、光沢も良い摩擦帯電用樹脂管8を得ることができる。また、ABS樹脂をは工業製品材料として非常に広く使用されているため、摩擦帯電用樹脂管8を安価に形成できる。
【0052】
射出口23、24から注入されたペレットが同じ樹脂を主成分とする場合は、流動性が同等であるため同時に同じ圧力で射出すればよい。これにより、容易に第1、第2帯電部11、12を同時成形することができる。しかし、射出口23、24から注入されるペレットが異なる樹脂を主成分とする場合は流動性が異なる。このため、注入量を等量にして注入時の圧力やタイミングを調整することにより一点鎖線Cの近傍で衝突させることができる。尚、摩擦帯電用樹脂管8を混色成形しているが、二色押出成形してもよい。
【0053】
本実施形態によると、摩擦帯電用樹脂管8が塵埃を正電荷に帯電させる第1帯電部11と負電荷に帯電させる第2帯電部12とを有するので、塵埃をクラスタ化することができる。従って、フィルターやサイクロン集塵部によって塵埃を容易に捕集することができる。また、第1、第2帯電部11、12が帯電を促進する電荷制御剤を有するので、ABS樹脂等によって強度の高い摩擦帯電用樹脂管8を簡単な構造で形成することができる。従って、摩擦帯電用樹脂管を容易且つ安価に形成することができる。
【0054】
また、電荷制御剤の粒子を第1、第2帯電部11、12に混練したので、電荷制御剤が表面に露出する摩擦帯電用樹脂管8を成形加工によって容易に形成することができる。
【0055】
また、第1、第2帯電部11、12の樹脂がABS樹脂等の同じ材質から成ると、第1、第2帯電部11、12を簡単に同時成形してより安価に摩擦帯電用樹脂管8を形成することができる。
【0056】
次に、図4は第2実施形態の電気掃除機の摩擦帯電用樹脂管を示す斜視図である。説明の便宜上、前述の図1〜図3に示す第1実施形態と同一の部分は同一の符号を付している。摩擦帯電用樹脂管8の第1、第2帯電部11、12はそれぞれ二層に形成され、内面側に配される帯電層11a、12a及び外面側に配される補強層11b、12bを有している。
【0057】
帯電層11a、12aにはそれぞれ第1実施形態と同様の電荷制御剤がABS樹脂に混練されている。補強層11b、12bはABS樹脂から成っている。また、第1、第2帯電部11、12は断面アーチ状の半円管に形成され、互いの周方向端面が接合されている。
【0058】
図5〜図8は第1帯電部11の成形工程を示す断面図である。第1帯電部11は固定金型21及び移動金型22によって所謂二色成形される。固定金型21は2箇所に凹状の円筒面21c、21dが設けられ、それぞれに射出口25、26が連結される。円筒面21cよりも円筒面21dの方が大きな曲率半径になっている。移動金型22は円筒面21c、21dに対向する2箇所に凸状の円筒面22c、22dが設けられ、中心線22eで回転可能になっている。
【0059】
図5に示すように、固定金型21と移動金型22とを所定圧力で型締して密着し、固定金型21に設けた射出口25からペレットが高温で溶融して円筒面21c、22c間に注入される。射出口25から注入されるペレットは負電荷に帯電して塵埃を正電荷に帯電させる電荷制御剤がABS樹脂内に含有されている。樹脂が十分に充填されると冷却により固化され、帯電層11aが形成される。
【0060】
次に、図6に示すように、移動金型22を固定金型21から離脱して中心線22eで180゜回転させる。帯電層11aが円筒面21dの下方に配置されると、図7に示すように固定金型21と移動金型22とを所定圧力で型締して密着する。
【0061】
そして、図8に示すように、射出口26から電荷制御剤を含まないABS樹脂のペレットが高温で溶融して帯電層11aと円筒面21dとの隙間に注入される。この時、射出口25からペレットを溶融して次のワークを形成してもよい。樹脂が十分に充填されると冷却により固化され、帯電層11aの外面に補強層11bが形成された断面アーチ状の半円管から成る第1帯電部11が形成される。
【0062】
第2帯電部12も第1帯電部11と同様に成形加工され、両者が超音波溶着によって熱溶着される。これにより、円管状の摩擦帯電用樹脂管8を得ることができる。摩擦帯電用樹脂管8を円管以外の管状に形成してもよい。
【0063】
本実施形態によると、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。更に、摩擦帯電用樹脂管8は外面側の補強層11b、12bに電荷制御剤が含まれず、内面側の帯電層11a、12aに電荷制御剤が含まれる。即ち、摩擦帯電用樹脂管8の外面側の電荷制御剤の密度が低く内面側の電荷制御剤の密度が高い。このため、摩擦帯電用樹脂管8内を流通する塵埃を帯電させる効果を維持して電荷制御剤を削減することができる。従って、より安価に摩擦帯電用樹脂管8を得ることができる。
【0064】
帯電層11a、12a及び補強層11b、12bの主成分をABS樹脂以外の樹脂にしてもよい。尚、帯電層11a、12aと補強層11b、12bとを別々の金型で成形する所謂インサート成形により第1、第2帯電部11、12を形成してもよい。
【0065】
次に、第3実施形態について説明する。本実施形態の電気掃除機の摩擦帯電用樹脂管は前述の図4に示す第2実施形態と同様に、第1、第2帯電部11、12はそれぞれ二層に形成される。内面側には帯電層11a、12aが設けられ、外面側には補強層11b、12bが設けられる。
【0066】
帯電層11a、12aにはそれぞれ第1実施形態と同様の電荷制御剤がABS樹脂に混練されている。補強層11b、12bはABS樹脂から成っている。また、第1、第2帯電部11、12は断面アーチ状の半円管に形成され、互いの周方向端面が接合されている。
【0067】
図9は第1帯電部11の成形時の状態を示す断面図であり、図4のB−B断面を示している。尚、第2帯電部12も同様に形成される。第1帯電部11は固定金型21及び移動金型22によって所謂混色成形される。固定金型21は凹状の円筒面21aを有し、円筒面21aに対向する凸状の円筒面21bを有する。同様に、移動金型22は凹状の円筒面22aを有し、円筒面22aに対向する凸状の円筒面22bを有する。円筒面21a、21bにはそれぞれ射出口26、25が連結される。
【0068】
固定金型21と移動金型22とを所定圧力で型締して密着し、固定金型21に設けた射出口25、26からペレットが高温で溶融して円筒面21a、21b間及び円筒面22a、22b間に注入される。
【0069】
射出口25から注入されるペレットは負電荷に帯電して塵埃を正電荷に帯電させる電荷制御剤がABS樹脂内に含有されている。射出口26から注入されるペレットは電荷制御剤を含まないABS樹脂から成っている。樹脂が十分に充填されると冷却により固化され、帯電層11aの外面に補強層11bが形成された断面アーチ状の半円管から成る第1帯電部11が形成される。
【0070】
第2帯電部12も第1帯電部11と同様に成形加工され、射出口25から注入されるペレットは正電荷に帯電して塵埃を負電荷に帯電させる電荷制御剤がABS樹脂内に含有されている。第1、第2帯電部11、12は超音波溶着によって熱溶着され、摩擦帯電用樹脂管8を得ることができる。帯電層11a、12a及び補強層11b、12bの主成分をABS樹脂以外の樹脂にしてもよい。また、摩擦帯電用樹脂管8を円管以外の管状に形成してもよい。
【0071】
本実施形態によると、第2実施形態と同様の効果を得ることができる。また、帯電層11a、12aと補強層11b、12bとを同時成形できるので、摩擦帯電用樹脂管8をより簡単に形成することができる。尚、射出口25、26から注入される樹脂が移動金型22の端部まで流動する間に混合されることを防止するために、移動金型22にも射出口を設けて流動距離を短縮してもよい。
【0072】
次に、第4実施形態について説明する。本実施形態の電気掃除機の摩擦帯電用樹脂管は前述の図4に示す第2実施形態と同様に、第1、第2帯電部11、12はそれぞれ二層に形成される。内面側には帯電層11a、12aが設けられ、外面側には補強層11b、12bが設けられる。
【0073】
帯電層11a、12aにはそれぞれ第1実施形態と同様の電荷制御剤がABS樹脂に混練されている。補強層11b、12bはABS樹脂から成っている。また、第1、第2帯電部11、12は断面アーチ状の半円管に形成され、互いの周方向端面が接合されている。
【0074】
図10は摩擦帯電用樹脂管8の成形時の状態を示す断面図であり、図4のB−B断面を示している。摩擦帯電用樹脂管8は固定金型21及び移動金型22によって所謂混色成形される。固定金型21は凹状の円筒面21aを有し、円筒面21aに対向する凸状の円筒面21bを有する。同様に、移動金型22は凹状の円筒面22aを有し、円筒面22aに対向する凸状の円筒面22bを有する。円筒面21aには射出口26、28が対向して連結される。円筒面21bには射出口25、27が対向して連結される。
【0075】
固定金型21と移動金型22とを所定圧力で型締して密着し、固定金型21に設けた射出口25、26、27、28からペレットが高温で溶融して円筒面21a、21b間及び円筒面22a、22b間に注入される。
【0076】
射出口25から注入されるペレットは負電荷に帯電して塵埃を正電荷に帯電させる電荷制御剤がABS樹脂内に含有されている。射出口27から注入されるペレットは正電荷に帯電して塵埃を負電荷に帯電させる電荷制御剤がABS樹脂内に含有されている。射出口26、28から注入されるペレットは電荷制御剤を含まないABS樹脂から成っている。
【0077】
射出口25、26から注入されたペレットと射出口27、28から注入されたペレットは溶融して固定金型21及び移動金型22内を流動し、射出口25、27から等距離となる一点鎖線Cの近傍で衝突する。樹脂が十分に充填されると冷却により固化される。これにより、ウェルドライン8a(図2参照)で区分けされる断面アーチ状の第1、第2帯電部11、12が一体に成形された円管状の摩擦帯電用樹脂管8を得ることができる。尚、帯電層11a、12a及び補強層11b、12bの主成分をABS樹脂以外の樹脂にしてもよい。また、摩擦帯電用樹脂管8を円管以外の管状に形成してもよい。
【0078】
本実施形態によると、第2、第3実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第1帯電部11と第2帯電部12とを同時成形できるので、摩擦帯電用樹脂管8をより簡単に形成することができる。尚、移動金型22にも射出口を設けて樹脂の流動距離を短縮してもよい。
【0079】
次に、図11は第5実施形態の電気掃除機の摩擦帯電用樹脂管8を示す斜視図である。説明の便宜上、前述の図1〜図4に示す第1実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。摩擦帯電用樹脂管8は断面アーチ状の第1、第2帯電部11、12を接合して管状に形成されている。第1、第2帯電部11、12はABS樹脂成形品から成り、摩擦帯電用樹脂管8内を通る塵埃の帯電を促進する電荷制御剤の粒子11c、12cが内面に固着されている。
【0080】
第1帯電部11は負電荷に帯電して塵埃を正電荷に帯電させる電荷制御剤の粒子11cが基材11dに溶着されている。第2帯電部12は正電荷に帯電して塵埃を負電荷に帯電させる電荷制御剤の粒子12cが基材12dに溶着されている。基材11d、12dは断面アーチ状の半円管のABS樹脂から成り、互いの周方向端面が接合されている。基材11d、12dをABS樹脂以外の樹脂により形成してもよい。
【0081】
図12は摩擦帯電用樹脂管8の製造工程を示す工程図である。ABS樹脂から成るペレットを金型に注入して射出成形する射出成形工程が行われる。これにより、図13に示すように半円管の基材11dが形成される。基材12dも同じ金型により同様に形成される。基材11d、12dの内面には多数の突起13が形成されている。
【0082】
次に、電荷制御剤を基材11d、12dに付着させる電荷制御剤付着工程が行われる。電荷制御剤付着工程は電荷制御剤の粉体中に基材11d、12dを浸漬し、基材11d、12dを強制回転する。これにより、電荷制御剤が基材11d、12dに押しつけられ、摩擦や圧縮が加えられる。その結果、所謂乾式メカノケミカル法によって図14に示すように、基材11d、12dの表面に電荷制御剤の粒子11c、12cが付着する。電荷制御剤の粒子11c、12cを混合した流体中に基材11d、12dを浸漬してもよい。
【0083】
次に、基材11d、12dに付着した電荷制御剤を溶着する電荷制御剤溶着工程が行われる。図15は電荷制御剤溶着工程を示す正面図である。電荷制御剤溶着工程は超音波振動するホーン15(加熱手段)が設けられる。ホーン15は基材11d、12dの内面と略同じ曲率の円筒面15aを有し、基材11d、12dの内面側に挿入される。
【0084】
ホーン15は円筒面15aが突起13に接触して超音波振動する。これにより、突起13の表面が熱溶解する。突起13の熱溶解が進行すると、基材11d、12dの内面側の円筒面にホーン15の円筒面15aが接触する。これにより、基材11d、12dは内面全体にホーン15が密着して均一に加熱される。このため、電荷制御剤の粒子11c、12cは基材11d、12dの内面に一様に配されて強固に固着される。
【0085】
この時、電荷制御剤は分解温度T1が基材11d、12dの軟化温度T2よりも高くなっている。これにより、電荷制御剤が分解せず、電荷制御剤の性能劣化を防止して電荷制御剤を摩擦帯電用樹脂管8の内面に容易に配することができる。
【0086】
ABS樹脂から成る基材11d、12dの軟化温度T2は約230℃である。このため、基材11dに固着される電荷制御剤として分解温度T1が300℃以上のアゾ金属化合物であるAIZEN SPILON BLACK TRH(保土谷化学工業(株)製)等を用いることができる。また、基材12dに固着される電荷制御剤として、分解温度T1が290℃以上の4級アンモニウム塩化合物であるTP-302(保土谷化学工業(株)製)等を用いることができる。
【0087】
また、突起13により基材11d、12dの内面全体にホーン15が密着して電荷制御剤の粒子11c、12cを一様に配することができるため、帯電不足となる塵埃を減少させることができる。
【0088】
次に、余分な電荷制御剤の粒子11c、12cを除去する電荷制御剤除去工程が行われる。電荷制御剤除去工程は基材11d、12dに対して圧縮空気の吹きつけやブラシによる払い落とし等が行われる。これにより、電荷制御剤付着工程で基材11d、12dの外面等に付着した余分な電荷制御剤の粒子11c、12cが除去される。その結果、第1、第2帯電部11、12が得られる。
【0089】
次に、第1、第2帯電部11、12を接合する接合工程が行われる。接合工程は半円管から成る第1、第2帯電部11、12の周方向端面を密着して、超音波溶着が行われる。これにより、第1、第2帯電部11、12が接合され、円管状の摩擦帯電用樹脂管8が得られる。摩擦帯電用樹脂管8を円管以外の管状に形成してもよい。
【0090】
本実施形態によると、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。また、電荷制御剤の粒子11c、12cを第1、第2帯電部11、12の内面に固着したので、摩擦帯電用樹脂管8の外面側よりも内面側の電荷制御剤の密度が大きくなる。これにより、塵埃を帯電させる効果を維持して電荷制御剤を削減することができる。従って、より安価な摩擦帯電用樹脂管8を得ることができる。
【0091】
第1〜第5実施形態において、摩擦帯電用樹脂管8は断面アーチ状の第1、第2帯電部11、12を接合して管状に形成しているが、第1、第2帯電部11、12を管状に形成して軸方向に並設してもよい。しかしながら、断面アーチ状の第1、第2帯電部11、12を接合して管状に形成するとより望ましい。これにより、摩擦帯電用樹脂管8の内部を通る塵埃をより均等に正電荷と負電荷とに帯電させることができる。従って、クラスタを容易に形成することができ、集塵力を向上することができる。
【0092】
また、第1、第2帯電部11、12のいずれか一方のみに電荷制御剤を設け、塵埃を帯電させるポリアミドやポリプロピレンの樹脂成形品等により他方を形成してもよい。これにより、電荷制御剤を含まない樹脂成形品により第1、第2帯電部11、12の両方を形成するよりも摩擦帯電用樹脂管8を容易且つ安価に形成することができる。
【0093】
また、摩擦帯電用樹脂管8を電気掃除機1に用いているが、他の機器に用いてもよい。例えば、塵埃を捕集するフィルター等を有した空気清浄機や空気調和機等の気流路に用いることができる。
【0094】
また、内部を流通する被摩擦材を正電荷に帯電させる電荷制御剤と負電荷に帯電させる電荷制御剤の一方のみを有する摩擦帯電用樹脂管にしてもよい。これにより、塵埃を正電荷に帯電させる摩擦帯電用樹脂管と、塵埃を負電荷に帯電させるを摩擦帯電用樹脂管とを電気掃除機、空気清浄機、空気調和機等の気流路に配置し、塵埃をクラスタ化して容易に捕集することができる。更に、この摩擦帯電用樹脂管をゴミ等の分別装置内に配し、摩擦帯電用樹脂管内を通るゴミ等の被摩擦材を一方の電荷のみに帯電させて分別することもできる。
【産業上の利用可能性】
【0095】
本発明によると、塵埃を捕集するフィルター等を有した電気掃除機、空気清浄機、空気調和機や、ゴミ等を帯電して分別する分別装置等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0096】
【図1】本発明の第1実施形態の電気掃除機を示す側面図
【図2】本発明の第1実施形態の電気掃除機の摩擦帯電用樹脂管を示す斜視図
【図3】本発明の第1実施形態の電気掃除機の摩擦帯電用樹脂管の成形時の状態を示す断面図を示す側面図
【図4】本発明の第2実施形態の電気掃除機の摩擦帯電用樹脂管を示す斜視図
【図5】本発明の第2実施形態の電気掃除機の摩擦帯電用樹脂管の成形工程を示す断面図
【図6】本発明の第2実施形態の電気掃除機の摩擦帯電用樹脂管の成形工程を示す断面図
【図7】本発明の第2実施形態の電気掃除機の摩擦帯電用樹脂管の成形工程を示す断面図
【図8】本発明の第2実施形態の電気掃除機の摩擦帯電用樹脂管の成形工程を示す断面図
【図9】本発明の第3実施形態の電気掃除機の第1帯電部の成形時の状態を示す断面図を示す側面図
【図10】本発明の第4実施形態の電気掃除機の摩擦帯電用樹脂管の成形時の状態を示す断面図を示す側面図
【図11】本発明の第5実施形態の電気掃除機の摩擦帯電用樹脂管を示す斜視図
【図12】本発明の第5実施形態の電気掃除機の摩擦帯電用樹脂管の製造工程を示す工程図
【図13】本発明の第5実施形態の電気掃除機の摩擦帯電用樹脂管の射出成形工程時の第1帯電部を示す斜視図
【図14】本発明の第5実施形態の電気掃除機の摩擦帯電用樹脂管の電荷制御剤付着工程時の第1帯電部を示す断面図
【図15】本発明の第5実施形態の電気掃除機の摩擦帯電用樹脂管の電荷制御剤溶着工程時の第1帯電部を示す断面図
【符号の説明】
【0097】
1 電気掃除機
2 サクションホース
3 接続パイプ
4 吸込口体
5 サイクロン集塵部
6 本体部
7 電動送風機
8 摩擦帯電用樹脂管
8a ウェルドライン
10 連結部材
11 第1帯電部
11a、12a 帯電層
11b、12b 補強層
11c、12c 粒子
11d、12d 基材
12 第2帯電部
13 突起
15 ホーン
21 固定金型
22 移動金型
23〜28 射出口
【出願人】 【識別番号】000005049
【氏名又は名称】シャープ株式会社
【出願日】 平成18年11月27日(2006.11.27)
【代理人】 【識別番号】100085501
【弁理士】
【氏名又は名称】佐野 静夫

【識別番号】100128842
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 温


【公開番号】 特開2008−126221(P2008−126221A)
【公開日】 平成20年6月5日(2008.6.5)
【出願番号】 特願2006−317909(P2006−317909)