CN113169527A

CN113169527A - 放电电极板

Info

Publication number: CN113169527A
Application number: CN201980080491.6A
Authority: CN
Inventors: 新井杰也; 菅原美爱子; 小林贤一; 小宫秀利; 松井正五; 锦织润; 森尚久
Original assignee: Artbeam Co ltd
Current assignee: Artbeam Co ltd
Priority date: 2018-12-04
Filing date: 2019-10-26
Publication date: 2021-07-23
Also published as: WO2020116051A1; TW202028142A; TWI716193B; KR20210099071A; JPWO2020116051A1

Abstract

本发明涉及要形成用以产生电晕放电的细长的放电电极的放电电极板；本发明的目的为降低因电晕放电而引起的劣化并使其长寿命化。本发明的放电电极板具备：以耐热性材料制成的耐热性板、及放电电极，该放电电极在耐热性板上涂布细长的导电性玻璃、或者在形成于耐热性板上的细长的沟中涂布导电性玻璃，并进行烧制而形成；其中，将放电电极设为由电子导电性的导电性玻璃形成，从而降低因电晕放电而引起的劣化并使其长寿命化。

Description

放电电极板

技术领域

本发明涉及形成要产生电晕放电的细长的放电电极的放电电极板。

背景技术

以往，作为使高分子树脂的表面改质以使光滑的表面呈小凹凸或者刺状的方法的一种，有通过大气电晕放电中的手法。

通过使高分子树脂通过已引起该电晕放电的中，则等离子体中经活性化的离子适当地使树脂表面凹凸化或者锯齿状化。

高分子树脂表面呈小凹凸形状时，则从拨水性变化成亲水性。例如作为应用制品，若欲干燥海苔的帘子的表面具有小凹凸化时，则为方便。据此，从海水捞出的海苔虽具有相应的密合性，但当高分子树脂表面处于光滑的状态下，则无法获得该密合性，从而海苔无法黏附于帘子。

因此，高分子树脂的表面改质处理是在大气中引起电晕放电而进行。以往，该放电电极的材质使用金属类(例如不锈钢、钨)。

发明内容

[发明欲解决的技术问题]

然而，当使用金属类(不锈钢、钨)作为以往的欲电晕放电的放电材料时，由于在电晕放电等离子体下产生大量的臭氧O3，因此表面在极短的时间内(快的情况为1周左右)氧化，且无法顺利地进行从放电电极表面的电子供给，从而有无法使用的问题。

此外，也有放电电极的表面在短时间(1周左右)内氧化而无法放电，且需要更换放电电极的问题。

[用以解决技术问题的手段]

本发明人等通过实验发现，即使将导电性玻璃作为放电电极材料并使其电晕放电，仍可长期间顺利地进行电子供给。

因此，关于本发明的放电电极板，在要形成用以产生电晕放电的细长的放电电极的放电电极板，具备以耐热性材料制成的耐热性板、及放电电极，该放电电极为在耐热性板上涂布细长的导电性玻璃、或者在形成于耐热性板上的细长的沟中涂布导电性玻璃，并进行烧制而形成；该放电电极由电子导电性的导电性玻璃形成，从而降低因电晕放电而引起的劣化并使其长寿命化。

此时，导电性玻璃为由钒、钡、铁所构成的钒酸盐玻璃。

此外，耐热性板为耐热玻璃。

此外，在放电电极焊接而连接有导线。

此外，于放电电极的导线的焊接为超声波焊接。

此外，要经由涂布导电性玻璃并进行烧制而形成放电电极时，通过生成包含导电性玻璃的粉末的糊，并且涂布该生成的糊而进行烧制而形成电子导电性的放电电电极。

此外，放电电极与其它电极相向、或者放电电极背对其它电极，在该放电电极与该其它电极间施加10KHz至30KHz的范围内的高频电压，而使放电电极的周围产生电晕放电。

具体实施方式

图1显示本发明的放电电极板的构成例。

在图1中，耐热玻璃板1是保持放电电极3，且为可承受因电晕放电而引起的高温的耐热性的板。

孔2为用于将耐热性玻璃板1固定于图中未显示的装置的孔。

放电电极3为欲电晕放电的电极，于此，涂布导电性玻璃并进行烧制而形成的细长电极。在实验中，宽度为1mm至30mm左右、长度为10cm，更且，若为可实现，则无论再长都可。

焊接5示意性地显示焊接了导线6的情形。于此，由于放电电极3由导电性玻璃所制成，因此以超声波焊接对导线6进行焊接。使用通常的无超声波的焊接则属困难。

导线6为焊接于放电电极3，且施加高频电压，并供给用以使放电电极3周围电晕放电的电源。

其次，依图2的流程图的顺序详细地说明图1的制造步骤。

图2显示本发明的制造步骤的流程图。

在图2中，S1为准备ABL玻璃糊。此乃准备属于欲形成图1的放电电极(导电性玻璃)3的导电性糊的ABL玻璃糊(导电性玻璃糊的名称)(参照后述的图4)。

S2为涂布ABL玻璃糊。此乃将S1所准备的ABL玻璃糊于欲形成图1的放电电极3的图案(pattern)进行网板印刷，并涂布至约500μm的厚度。

S3为干燥ABL玻璃糊。此乃由于已在S2中将ABL玻璃糊于图1的放电电极3的图案进行网板印刷并涂布，因此将所涂布的图案的ABL玻璃糊在100℃热风干燥1小时。

S4为烧制。此乃在S3中经热风干燥后，进行500℃至600℃的烧制。烧制可利用红外线灯照射、或者置入烧制炉中(参照图8)。

S5为将导线附接至电极。在S4中经烧制后，将导线6超声波焊接于图1的放电电极3。

如上所述，在图1的耐热玻璃1上，将ABL玻璃糊进行网板印刷、干燥、烧制，而能够形成不因电子导电性的电晕放电而劣化的长寿命的放电电极3。

以下依次进行详细地说明。

图3显示本发明的ABL玻璃糊涂布方法的流程图。此乃显示前述图2的S2、S3、S4的详细流程图。

在图3中，S11为将ABL玻璃糊网板印刷并涂布于基板。此乃将ABL玻璃糊以成为图1的放电电极3的图案的方式进行网板印刷。

S12为放置于经干燥的大气中。此乃在S11中经网板印刷后，放置于经干燥的大气中2至24小时以进行自然干燥。

S13为除去溶剂。此乃在S12中经自然干燥后，为了使溶剂完全地蒸发，而以电炉在40至100℃进行100分钟的干燥。

S14为烧制。此乃置入500℃至600℃的电炉、或者照射红外灯而烧制(参照图8)，在以放电电极3的图案(涂布ABL玻璃糊)完全成为导电性玻璃的方式进行退火的同时，固着于耐热性玻璃1。

依据上述，使用ABL玻璃糊而将放电电极3的图案在图1的耐热玻璃1上进行网板印刷、自然干燥、热风干燥、烧制，而能够形成低电阻且对于电晕放电不劣化且长寿命的导电性玻璃的放电电极3。

图4显示本发明的ABL玻璃糊的说明图。此乃显示用于网板印刷的ABL玻璃糊(导电性玻璃糊)的说明图。

在图4中，成分例显示为了制成ABL玻璃糊所需的成分的例。于此，图中显示的成分、浓度范围(重量％)、备注如下述。

于此，成分例的钒酸盐玻璃为主材，且包含60至85重量％的2至3μm左右的粉体。其次，二乙二醇、乙酸单丁酯为有机材，且将主材粒子结合，包含10至30重量％。其次，萜品醇为有机溶剂，调整糊浓度，包含5至15重量％。其次，纤维素系树脂用于接着于涂布材料(于此,为图1的耐热性玻璃1)，包含1至10重量％。

通过以上述比例混合揑合，而可制成ABL玻璃糊。

图5显示本发明的网板印刷条件例的说明图。图5记载图3的S11中使用ABL玻璃糊而在图1的耐热玻璃板1上将放电电极(导电玻璃)3的图案进行网板印刷时的印刷条件的大概。

在图5中，项目为进行网板印刷时的项目，条件例为各项目的进行网板印刷时的条件，备注记载各项目、条件所需要的材料、粒径等资料，例如图中显示的下述。

于此，网板线径为进行网板印刷时的网板筛目的线径，于此使用了16μm。网板筛目必须为不受因ABL玻璃糊的溶剂所致的腐蚀的影响的材料。

筛目使用325根线/英寸。孔径为筛目的孔径，使用了62μm。筛目的空隙率为63％。

通过具备有以上项目、条件、备注的网板印刷，而实施前述图3的S11的网板印刷等。

图6显示本发明的超声波焊接条件例的说明图。图6为将导线6于图1的放电电极(导电性玻璃)3进行超声波焊接时的条件例的说明图。

在图6中，项目为進行超声波焊接时的项目，条件例为各项目的进行超声波焊接时的条件。

于此，超声波功率为进行超声波焊接时的超声波的功率，于此在1至10W的范围内(较优选设为2W左右以下)使用。焊接材料为进行超声波焊接时使用的焊接材料，于此使用了锡-锌系的无铅焊料。烙铁头温度为进行超声波焊接的烙铁的烙铁头的温度，于250℃至450℃的温度范围内使用(由于温度取决于所使用的焊接材料，因此最优选烙铁头温度由实验决定)。超声波频率，在实验中使用了20至60KHz的范围内的超声波频率。

通过具备以上项目、条件的超声波焊接，可将导线6整齐地超声波焊接于图1的放电电极(导电性玻璃)3。在无超声波的通常的焊接中，发生焊接不良且无法焊接。

图7显示本发明的电晕放电的操作条件例的说明图。此乃显示：在前述图1的放电电极(导电性玻璃)3与“和放电电极3相向的图中未显示的平面平板(面积较放电电极3大)”或“和耐热玻璃板1的形成有放电电极3的面为相反侧的背面相向的图中未显示的平面平板(面积较放电电极3大)”之间，施加高频电压(10KHz至40KHz左右)，并以覆盖放电电极3上的方式进行电晕放电时的操作条件例(参照图10)。

在图7中，项目为进行电晕放电时的项目，条件例为各项目的进行电晕放电时的条件。

项目条件例备注

·施加电压 2至10KV

·频率 10至40KHz左右

于此，施加电压为进行电晕放电时施加的电压，于2至10KV的范围内使用。此外，频率为进行电晕放电时的频率，当频率成为10KHz以下时，空气中的氧、氮等原子会与电极碰撞而使电极溅射并造成磨耗的机率变高，因此于此设为10KHz至40KHz。

通过具备以上项目、条件，能够以覆盖图1的放电电极(导电性玻璃)3上的方式进行电晕放电(参照后述的图10)。

图8显示本发明的样品例。此乃显示针对依图2的流程图的顺序所制成的放电电极(导电性玻璃)3的样品，烧制条件、沟的有无、测定电阻率的例。

在图8中，No为样品的编号，涂烧制条件为涂佈ABL玻璃糊并烧制的温度条件，沟为图1的耐热玻璃板1上的沟的有无，电电阻率为从导线6至放电电极3末端的电阻率(率·cm)。

于此，样品(1)的烧制条件表示在600℃加热30分钟后快速冷却，其次在550℃加热30分钟后，自然冷却而得的样品。其它也相同。

此外，样品(1)至(7)中的任一者的图1的导线6至放电电极(导电性玻璃)3末端的电阻值，如图所示般，皆为200至470·cm，且可良好地产生电晕放电。更且，放电电极3由电子导电性的玻璃所制成，并且因电晕放电而引起的劣化极少，且與以往的不锈钢放电电极相比可长寿命化。此外，尽管在图1的耐热玻璃板1上放电电极3用的沟的有或无会导致电阻率有稍微的差异，但该电阻率皆足以充分地电晕放电。

图9显示依据本发明的烧制条件的结晶性差异的说明图。

图9的(a)部分显示在600℃30min、快速冷却的导电电极3的表面的光学显微镜相片的例，图9的(b)部分显示在570℃30min、自然冷却的导电电极3的表面的光学显微镜相片的例,图9的(c)部分显示在600℃30min、自然冷却的导电电极3的表面的光学显微镜相片的例。

在图9中，如上侧所示，结晶粒子在图9的(a)部分为最小且在图9的(b)部分、图9的(c)部分的方向逐渐变大。此乃图9的(a)部分中温度虽高达600℃，但因经急速冷却，从而维持高温状态且结晶粒子小。另一方面，在图9的(b)部分、(c)部分中，温度高达570℃、600℃，且经自然冷却，因此结晶粒子在冷却中成长而逐渐变大。通过选择方便进行电晕放电的烧制温度、快速冷却/自然冷却，能够将放电电极3表面的结晶粒子的尺寸从小至大地调整，因此因应需要而选择最优选烧制温度、快速冷却或者自然冷却进行烧制即可。

图10显示本发明的沟的有无的说明图。此乃示意性地说明形成于图1的耐热玻璃板1上的放电电极3的沟的有无。

图10的(a)部分为示意性地显示具有沟的情况下的图1的耐热玻璃板1的横剖面图，图10的(b)部分为示意性地显示无沟的情况下的图1的耐热玻璃板1的横剖面图。

在图10的(a)部分中，在沟中涂布导电性玻璃糊、烧制(2次至3次)后的图中显示的导电性玻璃31呈收纳于耐热玻璃板1内部的状态，电晕放电的角度如图所示，与图10的(b)部分相比呈较窄，且能够集中并将电晕放电照射于电晕放电处理对象物。

在图10的(b)部分中，在无沟的耐热玻璃板1上直接涂布导电性玻璃糊、烧制后的图中显示的导电性玻璃32于耐热玻璃板1上呈凸状的状态，电晕放电的角度如图所示，与图10的(a)部分相比呈较宽，且能够将电晕放电照射于电晕放电处理对象物的广范围。

图10的(c)部分是以表格表示有沟加工、无沟加工的特征，如图中显示的下述。

于此，有沟加工表示具有沟的图10的(a)部分的情況，无沟加工表示无沟的图10的(b)部分的情況。印刷次数表示将导电性玻璃糊涂布及烧制的次数，在有沟加工的情況下，由于印刷于沟的内部的导电性玻璃糊因烧制而大幅度地缩小，因此必须进行2次(因应需要而进行3次)的印刷。在无沟的情況下，即使缩小也仅减少厚度，故并无特別的问题，以1次印刷即可。

就放电方向性而言，如上所述，沟加工(有)则电晕放电的照射方向窄而有放电方向性。另一方面，沟加工(无)则不具放电方向性。

就保管性而言，在具有沟加工的情况下，易于堆叠且易于保管。另一方面，在无沟加工的情况下，放电电极3在耐热玻璃板1上突出，无法堆叠且难以保管。

关于电极厚度，在具有沟加工的情况下取决于沟的高度。在无沟加工的情况下，如图10的(b)部分所示，呈半圆形状且通常为500μm以下。

图11显示本发明的电极材料的说明图。此乃当使用各种材料作为图1的放电电极3时，进行电晕放电所需要的最初电压(V)。

在图11中，电极材料为欲电晕放电的放电电极的材料，最初电压(V)为开始电晕放电的最初电压，例如图中显示的下述。

于此，以往的钨、不锈钢的最初电压持有5至6KV的最初电压。本发明的ABL玻璃(电子导电性玻璃)的放电电极3，在粗大的结晶中为3.7至4.0KV，在稍粗大的结晶中为4.5至4.8KVV、在细小的结晶中为4.9至5.0KV，且判定任一者与以往的不锈钢等金属相比，均能以较低的最初电压开始并维持电晕放电。

图12显示本发明的电极部分的结构例。此乃示意性地显示在图1的耐热玻璃板1开孔，并将导线6从该孔直接超声波焊接于放电电极(导电性玻璃)3的背面的结构。

在图12中，孔9为从耐热玻璃板1的背面朝放电电极(导电性玻璃)3的背面开口的孔。

如上所述，通过设置孔9，在耐热玻璃板1上进行有沟(或者无沟)的放电电极(导电性玻璃)3的涂布及烧制后，将导线6经由孔9的内部而于放电电极(导电性玻璃)3实施超声波焊接8，将该导线6连接于放电电极3。据此，耐热玻璃板1的图中显示的上表面，呈仅露出放电电极3的状态，消除了当将导线6由上重叠在图1的放电电极3的端并进行超声波焊接时的突起等，并消除了在放电电极3的端部的电晕放电的干扰，且即使在放电电极3的端也可实现均匀的电晕放电。

附图说明

图1为本发明的放电电极板的构成例。

图2为本发明的制造步骤的流程图。

图3为本发明的ABL玻璃糊涂布方法的流程图。

图4为本发明的ABL玻璃糊的说明图。

图5为本发明的网板印刷条件例的说明图。

图6为本发明的超声波焊接条件例的说明图。

图7为本发明的电晕放电的操作条件例的说明图。

图8为本发明的样品规格例。

图9为依据本发明的烧制条件的结晶性差异的说明图。

图10为本发明的沟的有无的说明图。

图11为本发明的电极材料的说明图。

图12为本发明的电极部分的结构例。

附图标记说明

1 耐热玻璃板

2、9 孔

3 放电电极(导电性玻璃、ABL玻璃)

31、32 导电性玻璃

5 焊接(超声波焊接)

6 导线

8 超声波焊接

Claims

1.一种放电电极板，其在要形成用以产生电晕放电的细长的放电电极的放电电极板，具备：

以耐热性材料制成的耐热性板、及

放电电极，该放电电极为在前述耐热性板上涂布细长的导电性玻璃、或者在形成于前述耐热性板上的细长的沟中涂布导电性玻璃，并进行烧制而形成；其中，

前述放电电极由电子导电性的导电性玻璃形成，从而降低因电晕放电而引起的劣化并使其长寿命化。

2.根据权利要求1所述的放电电极板，其中，前述导电性玻璃为由钒、钡、铁所构成的钒酸盐玻璃。

3.根据权利要求1或2所述的放电电极板，其中，前述耐热性板为耐热玻璃。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的放电电极板，其中，在前述放电电极焊接而连接有导线。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的放电电极板，其中，于前述放电电极的导线的焊接为超声波焊接。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的放电电极板，其中，要经由涂布导电性玻璃并进行烧制而形成放电电极时，通过生成包含导电性玻璃的粉末的糊，并且涂布该生成的糊而进行烧制而形成电子导电性的放电电电极。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的放电电极板，其中，前述放电电极与其它电极相向、或者前述放电电极背对其它电极，在前述放电电极与其它电极之间施加10KHz至30KHz的范围内的高频电压，而使该放电电极周围产生电晕放电。