專利名稱：靜電霧化裝置及包括該裝置的親水處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種靜電霧化裝置，其生成加有靜電電荷的霧化水滴以增加親水性， 本發(fā)明還涉及包括所述靜電霧化裝置的親水處理裝置。
背景技術(shù)：
專利文獻(xiàn)1描述了一種清潔裝置，其用水清洗作物以去除作物表面上的泥土和農(nóng) 藥之類的積聚物。所述清潔裝置通過(guò)將作物放在水箱中并且攪動(dòng)該水箱而去除作物表面的 積聚物。一般在售賣時(shí)柑橘屬等作物上涂有蠟。由于蠟之類的積聚物的親水性較低，因此， 即使使用專利文獻(xiàn)1所述的現(xiàn)有清潔裝置也難以容易地清洗掉所述積聚物。此外，專利文 獻(xiàn)1所述的清潔裝置體積較大，由此不適于一般家用。因此，特別是一般家用的情況下，必須人工擦去作物表面的蠟之類的積聚物。這較 耗時(shí)并且很麻煩。[現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)][專利文獻(xiàn)1]第6469267號(hào)日本專利公開

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提供了一種靜電霧化裝置，其允許容易地洗去蠟之類的低親水性積 聚物，以及一種親水處理裝置，其包括所述靜電霧化裝置。本發(fā)明的一個(gè)方面提供了 一種靜電霧化裝置，用于增加積聚在處理對(duì)象表面上的 低親水性積聚物的親水性。所述靜電霧化裝置包括霧化電極，其生成加有靜電電荷的霧化 水滴，以增加親水性。供水部件將水供給至所述霧化電極。加電壓部件向供給至所述霧化 電極的水施加電壓。所述加有靜電電荷的霧化水滴供給至所述處理對(duì)象。利用所述靜電霧化裝置，通過(guò)將加有靜電電荷的霧化水滴供給到積聚物上持續(xù)一 段時(shí)間，可僅通過(guò)進(jìn)行水洗而容易地去除積聚物。由于不需要特別的化學(xué)劑或較大的設(shè)備， 可在一般的家庭中安全且廉價(jià)地使用所述靜電霧化裝置。較佳地，靜電霧化裝置包括相對(duì)電極，其沿朝向處理對(duì)象的方向與霧化電極隔開。 這保證能沿目標(biāo)方向供給大量的加有靜電電荷的霧化水滴。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種親水處理裝置，其包括靜電霧化裝置和容 納處理對(duì)象的容納箱。較佳地，將用于增加親水性的加有靜電電荷的霧化水滴從靜電霧化 裝置供給入容納箱。從而，通過(guò)將處理對(duì)象容納在容納箱中并且在這一狀態(tài)下從靜電霧化裝置供給加 有靜電電荷的霧化水滴，其后可通過(guò)簡(jiǎn)單的水洗，容易地去除積聚物。由此，不需要特別的 化學(xué)劑或較大的設(shè)備，容納箱可在一般的家庭中安全且廉價(jià)地用于地下存儲(chǔ)之類的食物存 儲(chǔ)。較佳地，在親水處理裝置中，每秒生成0. 15X IO"5或以上的加有靜電電荷的霧化水滴。這增加了積聚物的親水性。親水處理裝置最好還包括清潔部件，其將清潔水供給入容納所述處理對(duì)象的所述 容納箱，所述處理對(duì)象上所述積聚物的親水性以增加，以對(duì)所述積聚物進(jìn)行清潔處理。由 此，可在處理對(duì)象容納在容納箱中的狀態(tài)下進(jìn)行親水處理和清潔。本發(fā)明具有這樣的效果，即，通過(guò)加有靜電電荷霧化水滴增加積聚物的親水性，并 且在霧化之后通過(guò)簡(jiǎn)單的水洗可容易地洗去積聚物。此外，不需要特別的化學(xué)劑或較大的 設(shè)備。由此，可在一般的家庭中安全且廉價(jià)地使用所述靜電霧化裝置。


圖1為示出了包括根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例靜電霧化裝置的親水處理裝置的示意 圖；圖2為示出圖1靜電霧化裝置之結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖3為示出使用圖1靜電霧化裝置之試驗(yàn)的示意圖；圖4為示出圖3試驗(yàn)結(jié)果的圖表；圖5為示出使用圖1靜電霧化裝置的另一試驗(yàn)的示意圖；圖6為示出圖5試驗(yàn)結(jié)果的圖表；圖7為示出圖5試驗(yàn)結(jié)果的圖表，其中圖7(a)示出了蠟的殘留量，圖7 (b)示出了 抑霉唑(imazalil)的殘留量，圖7(c)示出了噻苯咪唑(TBZ)；圖8為示出使用圖1靜電霧化裝置的另一試驗(yàn)的示意圖；圖9為示出圖8試驗(yàn)結(jié)果的圖表；圖10為示出圖8試驗(yàn)結(jié)果的圖表；及圖11為比較多種蠟的頂結(jié)果的圖表。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)參考附圖描述本發(fā)明的較佳實(shí)施例。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例中的親水處 理裝置B的實(shí)施例。親水處理裝置B包括靜電霧化裝置A、容納處理對(duì)象1的容納箱2、及清潔部件3， 靜電霧化裝置A通過(guò)靜電霧化現(xiàn)象生成并且供給大量加有靜電電荷的霧化水滴，清潔部件 3對(duì)容納在容納箱2中的處理對(duì)象1進(jìn)行清潔處理?，F(xiàn)詳細(xì)描述所有這些組件。首先，描述靜電霧化裝置A。所示實(shí)施例的靜電霧化裝置A包括容納圖2所示各組 件并且生成大量加有靜電電荷的霧化水滴的裝置殼體4，這些水滴經(jīng)由排出口 5供給至裝 置殼體4的外部進(jìn)入容納箱2。裝置殼體4容納桿狀的霧化電極6、面朝霧化電極6的末端 部6a的相對(duì)電極7、向霧化電極6連續(xù)供水的供水部件8、及通過(guò)向供給至霧化電極6的水 施加高電壓而導(dǎo)致靜電霧化現(xiàn)象的加電壓部件9。一實(shí)施例中，靜電霧化裝置A生成加有靜 電電荷的霧化水滴的速率為每秒0. 15Χ1016(30μπιΟ1/1)。本申請(qǐng)中，供給加有靜電電荷的 霧化水滴亦可稱為水滴供給或者噴霧處理。供水部件8配置為利用空氣所包含的水分產(chǎn)生凝結(jié)水，以將凝結(jié)水供給至霧化電 極6。供水部件8包括具有冷卻側(cè)和熱輻射側(cè)的珀耳帖(Peltier)單元10、連接至珀耳帖 單元10的冷卻側(cè)的冷卻板11、及連接至珀耳帖單元10熱輻射側(cè)的熱輻射板12。冷卻板11熱耦合至霧化電極6的基部6b。熱輻射板12上還可連接有輻射鰭。在所示實(shí)施例的靜電霧化裝置A中，使得霧化電極6冷卻，從而在霧化電極6的表 面上直接產(chǎn)生凝結(jié)水。霧化電極6和相對(duì)電極7對(duì)產(chǎn)生的凝結(jié)水施加負(fù)的高電壓，從而在 霧化電極6的末端部6a導(dǎo)致所謂的瑞利破碎(Rayleighbreakup)，并且連續(xù)生成加有靜電 電荷的水滴。因此，無(wú)需外部水源設(shè)備。在此生成的加有靜電電荷的霧化水滴非常小且粒徑為納米尺寸(例如，10 30納 米)，并且?guī)в胸?fù)電荷。加有靜電電荷的霧化水滴包括同時(shí)生成的羥基之類的活性粒子。此 類活性粒子非常容易發(fā)生反應(yīng)，并且一般不會(huì)在空氣中存在很久。然而，加有靜電電荷的霧 化水滴中的活性粒子有水進(jìn)行保護(hù)，由此可延長(zhǎng)活性粒子的存在期限。靜電霧化裝置A不限于所示的實(shí)施例，只要其生成大量的加有靜電電荷的霧化水 滴。供水部件8可為不同的結(jié)構(gòu)，這樣，其例如可從水箱之類的儲(chǔ)水單元連續(xù)地將水傳送至 霧化電極6。在所示的實(shí)施例中，沿朝向處理對(duì)象1的方向，與霧化電極6配對(duì)的相對(duì)電極 7與霧化電極隔開。然而，可省略相對(duì)電極7。即使省略了相對(duì)電極7，可通過(guò)向霧化電極6 施加負(fù)的高電壓生成加有靜電電荷的霧化水滴。然而，為了形成親水作用(下文將詳述) 以對(duì)處理對(duì)象1上的積聚物15起充分的作用，最好以每秒0. 15X1016(30ymol/l)或以上 的速率生成加有靜電電荷的霧化水水滴?，F(xiàn)描述容納箱2和容納在容納箱2中的處理對(duì)象1。容納箱2以這樣的狀態(tài)氣密 密封，即，其中設(shè)有一或多個(gè)處理對(duì)象1。處理對(duì)象1的表面上涂有低親水性的積聚物15。 葡萄柚或檸檬之類的柑橘屬作物用作處理對(duì)象1的例子。此外，涂在柑橘屬作物表面上的 蠟用作低親水性積聚物15的例子。蠟用作保護(hù)膜，并且使柑桔屬作物表面具有光澤。巴西 棕櫚蠟、蟲膠蠟、蜂蠟等可用作所述蠟。由于蠟的疏水性，其不溶于水，由此難以用水容易地 清洗。現(xiàn)描述容納箱2的清潔部件3。清潔部件3包括含有清潔水的水箱16、連接水箱 16和容納箱2的供水通路17、設(shè)在供水通路中的供水泵18、設(shè)在容納箱2中的攪拌器19、 及形成容納箱2的底部且可自由開關(guān)的排水口 20。在關(guān)閉排水口 20之后，使用供水泵18 將水箱16中的清潔水供給至容納箱2。然后，在處理對(duì)象1浸沒(méi)在清潔水(由附圖中的點(diǎn) 劃線表示)的狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)攪拌器19。這樣洗去處理對(duì)象1表面的積聚物15。完成清潔之 后，打開排水口 20以從容納箱20排出水。在所示實(shí)施例的親水處理裝置B中，首先將合適的處理對(duì)象1放置在容納箱2中。 這一狀態(tài)下，連續(xù)驅(qū)動(dòng)靜電霧化裝置A以將大量加有靜電電荷的霧化水滴供給入容納箱2 中。從而，處理對(duì)象1表面上的低親水性積聚物15連續(xù)暴露至大量的加有靜電電荷的霧化 水滴。加有靜電電荷的霧化水滴的親水作用增大了積聚物15的親水性。下文將使用試驗(yàn) 結(jié)果等來(lái)描述這一親水處理。在將積聚物15的親水性增大至預(yù)定水平時(shí)，清潔部件3用容納箱2中的水清洗處 理對(duì)象1，以洗去處理對(duì)象1的積聚物15，而不需要手洗這樣比較麻煩的工作。此外，親水 處理無(wú)需使用特別的化學(xué)劑或者較大的設(shè)備。這允許以較為安全和價(jià)廉的方式在一般的家 用中使用親水處理裝置B。現(xiàn)進(jìn)一步詳述使用加有靜電電荷的霧化水滴來(lái)進(jìn)行的親水處理。在圖3所示的試 驗(yàn)中，鋁箔用作處理對(duì)象1，巴西棕櫚蠟涂在鋁箔的表面作為積聚物15，并且巴西棕櫚蠟直接暴露至由靜電霧化裝置A霧化的加有靜電電荷的霧化水滴并持續(xù)10. 5小時(shí)。圖4示出 了在直接暴露之前和之后對(duì)巴西棕櫚蠟進(jìn)行的FTHR分析的結(jié)果。圖4的上側(cè)示出了在供給加有靜電電荷的霧化水滴之前對(duì)巴西棕櫚蠟進(jìn)行頂分 析的結(jié)果，圖4的下側(cè)示出了在供給加有靜電電荷的霧化水滴10. 5小時(shí)之后對(duì)巴西棕櫚蠟 進(jìn)行頂分析的結(jié)果。直接暴露之前和之后的對(duì)比表明，在直接暴露之后，不飽和的雙鍵(-C =C-)和酯鍵減少，而羥基(-0H)增加。這意味著加有靜電電荷的霧化水滴所含的羥基這 樣的活性粒子的作用使得巴西棕櫚蠟的不飽和雙鍵和酯鍵減少并且產(chǎn)生低分子，同時(shí)增加 羥基，從而增加巴西棕櫚蠟的親水性。在圖5所示的另一試驗(yàn)中，市售的葡萄柚用作處理對(duì)象1，并且靜電霧化裝置A向 作為涂在葡萄柚表面的積聚物15的蠟供給加有靜電電荷的霧化水滴。圖6示出了水滴供 給之前和之后的FT-IR結(jié)果。圖7示出了在水滴供給之后用水進(jìn)行攪拌清洗時(shí)積聚物15 的殘留量。這一試驗(yàn)中，將兩塊半只葡萄柚放置在容積為8升的容納箱2中，并且通過(guò)也設(shè)在 容納箱2中的靜電霧化裝置A將加有靜電電荷的霧化水滴連續(xù)供給到容納箱2中。容納箱 2中的環(huán)境為，溫度為5°C，濕度為99%。此外，在容納箱2中連續(xù)驅(qū)動(dòng)靜電霧化裝置A。容 納箱2中設(shè)有兩個(gè)靜電霧化裝置A。由此，以約每秒0. 3X IO16的速率連續(xù)霧化并且供給加 有靜電電荷的霧化水滴。圖6以交疊的方式示出了在供給加有靜電電荷的霧化水滴之前和供給一整天之 后蠟的分析結(jié)果。由箭頭所示，水滴供給之前和之后的對(duì)比表明，由不飽和雙鍵(-C = C-) 造成的吸收減少，而羥基(-0H)造成的吸收增加。這意味著加有靜電電荷的霧化水滴所含 的羥基這樣的活性粒子的作用使得蠟中的不飽和雙鍵減少并且產(chǎn)生低分子，同時(shí)增加蠟中 的羥基，從而增加蠟的親水性。圖7 (a)示出了用水?dāng)嚢枨逑粗笙灥臍埩袅浚浔容^了在容納箱2中連續(xù)驅(qū)動(dòng)靜 電霧化裝置A以供給加有靜電電荷的霧化水滴一整天的情況與在容納箱2中連續(xù)驅(qū)動(dòng)靜電 霧化裝置A以供給加有靜電電荷的霧化水滴兩整天的情況。通過(guò)將葡萄柚浸入注有水的燒 杯中并且以每分鐘約60轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行一分鐘以上的攪拌而執(zhí)行所述用水的攪拌清洗。如圖所示，當(dāng)不供給加有靜電電荷的霧化水滴時(shí)，通過(guò)上述方法執(zhí)行用水?dāng)嚢枨?洗時(shí)無(wú)法洗去蠟。然而，當(dāng)供給加有靜電電荷的霧化水滴一整天時(shí)，在供給加有靜電電荷的 霧化水滴之后執(zhí)行攪拌清洗可去除69%的蠟。此外，若供給加有靜電電荷的霧化水滴兩整 天，在水滴供給之后執(zhí)行攪拌清洗可去除70%的蠟。上述試驗(yàn)結(jié)果表明通過(guò)供給預(yù)定量的 加有靜電電荷的霧化水滴持續(xù)預(yù)定的時(shí)間，可增加作為積聚物15的蠟的親水性，從而允許 用水容易地去除蠟。圖7(b)和7(c)示出了執(zhí)行用水?dāng)嚢枨逑粗髿⑾x劑的殘留量。圖7(b)示出了 抑霉唑的殘留量，圖7(c)示出了 TBZ的殘留量。以與蠟相同的方式，很明顯僅執(zhí)行用水?dāng)?拌清洗無(wú)法洗去這些殺蟲劑。然而，在供給加有靜電電荷的霧化水滴一整天或更長(zhǎng)時(shí)間之 后進(jìn)行用水?dāng)嚢枨逑纯上龤⑾x劑。由于蠟中只含有少量的這些殺蟲劑，難以判定所述殺 蟲劑是否改性為親水性。然而，可認(rèn)為所述殺菌劑至少由用水?dāng)嚢枨逑聪慈?。此處，同一葡萄柚的一半用以測(cè)量蠟之類積聚物的初始量，另一半在水滴供給之 后用水?dāng)嚢枨逑炊纱俗鳛樘幚韺?duì)象1。
圖8所示的另一試驗(yàn)中，用作處理對(duì)象1的三個(gè)葡萄柚都一切為二，并且放置在 70L容量的容納箱2中。然后，通過(guò)設(shè)在容納箱2中的單個(gè)靜電霧化裝置A每秒在容納箱2 中供給約0. 15X1016的加有靜電電荷的霧化水滴。容納箱2的環(huán)境為，溫度為5°C，濕度為 99%,并且在容納箱2中連續(xù)驅(qū)動(dòng)靜電霧化裝置A。圖9示出了通過(guò)用水?dāng)嚢枨逑慈コe聚 物15，圖10示出了通過(guò)手洗(擦洗)去除積聚物15。此處，同一葡萄柚的一半用以測(cè)量蠟 之類積聚物的初始量，另一半在水滴供給之后用水清洗而由此作為處理對(duì)象1。圖9示出了用水?dāng)嚢枨逑粗笞鳛榉e聚物15的蠟的殘留量，并且比較了在容納箱 2中連續(xù)驅(qū)動(dòng)靜電霧化裝置A以供給加有靜電電荷的霧化水滴三整天的情況和連續(xù)驅(qū)動(dòng)靜 電霧化裝置A以供給加有靜電電荷的霧化水滴七整天的情況。以與圖5所示之類試驗(yàn)相同 的方式，通過(guò)將葡萄柚浸入注有水的燒杯中并且以每分鐘約60轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行一分鐘以上 的攪拌而執(zhí)行所述用水的攪拌清洗。如圖所示，當(dāng)供給加有靜電電荷的霧化水滴三整天時(shí)，在水滴供給之后執(zhí)行攪拌 清洗可去除37 %的蠟。此外，在供給加有靜電電荷的霧化水滴七整天之后，執(zhí)行攪拌清洗可 去除33%的蠟。上述試驗(yàn)結(jié)果表明，盡管去除率低于圖5所示之類試驗(yàn)的去除率，只要在此 類條件下連續(xù)霧化加有靜電電荷的霧化水滴約三天，就可通過(guò)用水?dāng)嚢枨逑慈コ?。圖10示出了不霧化加有靜電電荷的霧化水滴時(shí)通過(guò)手洗去除蠟的去除量和在容 納箱2中霧化加有靜電電荷的霧化水滴三天后通過(guò)手洗去除的去除量之間的差。如圖所 示，在通過(guò)手洗去除蠟之前霧化加有靜電電荷的霧化水滴三整天時(shí)，十秒時(shí)蠟的去除率是 不霧化加有靜電電荷的霧化水滴情況下去除率的約3. 4倍。還可觀察到，在霧化加有靜電 電荷的霧化水滴三整天時(shí)，去除O.Olmg/cm2的蠟所需的時(shí)間比不霧化加有靜電電荷的霧化 水滴所需的時(shí)間減少74%。圖5所示之類試驗(yàn)以及圖8所示之類試驗(yàn)中，將加有靜電電荷的霧化水滴霧化到 作為積聚物15并且涂到市售葡萄柚的蠟上。所述蠟為巴西棕櫚蠟、蟲膠蠟、蜂蠟，或者合適 的或者類似于這些蠟的其他蠟。圖11以交疊的方式示出了對(duì)涂在市售葡萄柚上的蠟、巴西 棕櫚蠟、及蜂蠟進(jìn)行的FT-TR分析的結(jié)果。如圖所示，各種蠟的表示峰值的波數(shù)基本相同。使用葡萄柚之外的其他作物作為處理對(duì)象1時(shí)也獲得了與圖4、6、7、9、及10的試 驗(yàn)結(jié)果相同的趨勢(shì)。根據(jù)積聚物15的類型和附著量適當(dāng)?shù)卦O(shè)定加有靜電電荷的霧化水滴的霧化時(shí) 間。
權(quán)利要求
1.一種靜電霧化裝置(A)，用于增加積聚在處理對(duì)象(1)表面上的低親水性積聚物 (15)的親水性，所述靜電霧化裝置(A)包括霧化電極(6)，其生成加有靜電電荷的霧化水滴；供水部件(8)，其將水供給至所述霧化電極(6)；及加電壓部件(9)，其向供給至所述霧化電極(6)的水施加電壓，其中所述加有靜電電荷 的霧化水滴供給至所述處理對(duì)象(1)，以增加所述積聚物(1 的親水性。
2.如權(quán)利要求1所述的靜電霧化裝置(A)，還包括相對(duì)電極(7)，其沿朝向所述處理對(duì)象(1)的方向與所述霧化電極(6)隔開。
3.如權(quán)利要求1所述的靜電霧化裝置(A)，其中所述供水部件(8)包括冷卻裝置(10，11)，所述冷卻裝置熱耦合至所述霧化電極(6)以 冷卻所述霧化電極(6)，從而在所述霧化電極(6)的表面連續(xù)產(chǎn)生凝結(jié)水；且所述霧化電極(6)導(dǎo)致所述凝結(jié)水的瑞利破碎以生成加有靜電電荷的霧化水滴。
4.如權(quán)利要求1所述的靜電霧化裝置(A)，其中所述處理對(duì)象(1)包括作物，并且所述 低親水性積聚物(1 包括涂在所述作物上的蠟。
5.一種親水處理裝置(B)，包括如權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述靜電霧化裝置㈧；及容納箱(2)，其容納處理對(duì)象(1)，其中從所述靜電霧化裝置(A)將加有靜電電荷的霧 化水滴供給入容納箱(2)。
6.如權(quán)利要求5所述的親水處理裝置，其中每秒生成0.15X IO"5或以上的加有靜電電 荷的霧化水滴。
7.如權(quán)利要求5或6所述的親水處理裝置，還包括清潔部件(3)，其將清潔水供給入容納所述積聚物的親水性已增加的所述處理對(duì)象 (1)的所述容納箱O)，以對(duì)所述積聚物進(jìn)行清潔處理。
8.一種增加積聚物(1 的親水性的方法，所述積聚物為低親水性且積聚在處理對(duì)象 (1)的表面，所述方法包括將由根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電霧化裝置(A)生成的加有靜電電荷的霧化水滴連續(xù)供 給到所述處理對(duì)象(1)持續(xù)預(yù)定時(shí)間。
9.一種通過(guò)用水清洗而去除積聚在處理對(duì)象(1)的表面且為低親水性的積聚物(15) 的方法，所述方法包括在用水清洗所述處理對(duì)象(1)之前，將由根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電霧化裝置(A)生 成的加有靜電電荷的霧化水滴連續(xù)供給到所述處理對(duì)象(1)并持續(xù)預(yù)定時(shí)間，以增加所述 積聚物(15)的親水性。
全文摘要
一種靜電霧化裝置(A)，用于增加附著在處理對(duì)象(1)表面上的低親水性積聚物(15)的親水性。所述裝置包括霧化電極(6)，其生成加有靜電電荷的霧化水滴以增加親水性；供水部件(8)，其將水供給至所述霧化電極(6)；及加電壓部件(9)，其向供給至所述霧化電極(6)的水施加電壓。
文檔編號(hào)A23N12/02GK102149479SQ20098013589
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2009年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月12日
發(fā)明者中田隆行, 大江純平, 山口友宏, 須田洋 申請(qǐng)人:松下電工株式會(huì)社