CN118055808A

CN118055808A - 电集尘器和使用其的集尘方法

Info

Publication number: CN118055808A
Application number: CN202280066642.4A
Authority: CN
Inventors: 长谷川乔彬; 森山纮行
Original assignee: Creative Technology Corp
Current assignee: Creative Technology Corp
Priority date: 2021-10-06
Filing date: 2022-10-04
Publication date: 2024-05-17
Also published as: KR20240066182A; TW202335746A; WO2023058652A1

Abstract

提供能够利用静电力将压制加工等材料加工时产生的尘异物更可靠地集尘、同时设置性也良好、并且能够安全地使用的电集尘器。电集尘器，其为将尘异物用静电力集尘的电集尘器，其特征在于，包括：至少包括使尘异物接触并保持的集尘层、第1电极层、第2电极层和绝缘层并将它们层叠而成的层叠片；和在所述第1和第2电极层间施加电压的电源装置，绝缘层至少具有：将集尘层与第1电极绝缘的第一绝缘层、将第1电极层与第2电极层绝缘的第二绝缘层、和将第2电极层与该第2电极层的下部绝缘的第三绝缘层，所述第1和第2电极层使用表面电阻率为10⁴～10⁸Ω的膜。

Description

电集尘器和使用其的集尘方法

技术领域

本发明涉及能够将采用切削加工、冲切加工、裁断加工等材料加工直接产生尘异物的领域、或者包装机、捆包机等中材料摩擦的领域、因装置的可动部、门扉的开闭部等的运转导致的磨损而间接地产生尘异物的领域、特别是使用压制模具进行压制加工时产生的磨碎粉、粉尘等灰尘利用静电力集尘的电集尘器。

背景技术

在材料加工、例如压制加工时将被加工品(工件)用模具冲切时，由于冲切的工件与模具的摩擦等，产生磨碎粉、粉尘等尘异物。在这样的材料加工的场面产生的尘异物由于驱动、气压、热所产生的气流的影响(例如模具开闭时的负压)而流入工件面，或进而细小的粉尘长时间在空中浮游而污染周围的环境，或者自然落下而附着在工件上，从而可能成为其后的加工时的碰伤、凹陷、损伤、混入等产品不良的原因。

因此，对于由这样的尘异物引起的上述不良的对策，以往，例如采用如下方法：在尘异物为磁性金属的情况下采用磁铁吸附或者采用空气抽吸除去。

但是，磁铁的适用效果仅限于对象为磁体，因此对于以非磁性金属、其他材质为对象的尘异物没有效果。另一方面，以压制机为例，在其性质上，粉尘产生最多的冲切瞬间由于模具处于密闭状态，而且模具释放时为负压，因此在这种情况下不能期待采用空气的抽吸，采用空气进行的抽吸的集尘效果低。

另一方面，以往也使用对尘异物喷射空气、利用其产生的吹飞效果除去尘异物的方法，例如在专利文献1中，在比其在先的技术中的压制装置中，为了更有效地除去积存在下模具和顶出件之间的尘异物，提出了有效地将压缩气体供给到规定的部位的方法。但是，就这种采用空气的喷射的方法而言，作为喷出大的异物的效果是比较有效的，但是对于粉尘那样的细小的尘异物，反而有可能由于空气而导致卷起、飞散，因此考虑到粉尘那样的细小的尘异物，作为防止对工件附着的效果是有限的。

此外，在使用作为一般的异物对策而使用的过滤器式、电集尘式等的空气净化器的方法中，由于在其构成上需要确保一定程度的大小，所以难以设置在有限空间的模具等材料加工装置的内部、其附近、特别是尘异物大量产生的冲切刃附近，设置在装置外的情况下，无法估计将在装置内部产生的颗粒(尘异物)集尘的效果。另外，即使从装置外向装置内部的产生灰尘场所设置空气流路而集尘，也与上述的空气抽吸同样地集尘效果低。

以往，作为吸附半导体、液晶显示器的制造过程中成为问题的颗粒(尘异物)而进行集尘的方法，例如提出了专利文献2中记载的使用库仑型静电卡盘进行集尘的方法。根据这样的方法，不存在如上所述的利用磁铁的方法、使用空气的方法中的缺点，能够利用静电收集异物。但是，在这样的库仑型的静电卡盘中，由于电极在水平方向上排列，所以在电极的间隙会产生电场，但由于电力线集中在水平方向，所以电场几乎不在垂直方向上扩展，所以虽然有利于吸附接触的异物的效果，但几乎没有吸引浮游的粉尘等比较细小的尘异物的效果，成为有限的效果。此外，在专利文献2中的实际方法中，由于电极露出于表面而设置，因此在使用采用这类构成的装置、设备的方法中，例如在介电层破损的情况下，有可能引起火花放电而引燃，由于安全性存在问题，因此不适合在模具等材料加工装置中使用。

另外，作为静电卡盘，为了进一步提高对象物的吸附力、保持力，以往也提出了采用经由电极间绝缘层使多个电极层在其深度方向上层叠而成的构成的所谓梯度力产生型的静电卡盘(例如，参照专利文献3、专利文献4)，即使在想利用这样的梯度力产生型的静电卡盘的情况下，总的来说，在以往的静电卡盘中，为了有效且迅速的吸附或响应于卡盘解除而使用的电极使用金属等良导电性物质，但在使用这样的电极的以往的静电卡盘中，以下问题也令人担忧。即，如果在电极层间施加电压，则电极间的绝缘层与电容器具有相同的作用，产生蓄电。然后，在蓄电的状态下，例如因损伤等导致电极间的绝缘被损害的情况下，由于电容器(绝缘层)中蓄电的电能发生放电，特别是在使用场所为模具等材料加工装置的内部的状况下，使用的加工油、机械油引燃而成为火灾的原因，或者有可能在触电时对人体产生强烈影响。

因此，没有考虑将以往的静电卡盘的构成直接作为电集尘器在压制模具等装置中使用。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-291012号公报

专利文献2：国际公开WO2015/029698号

专利文献3：国际公开WO2005/091356号

专利文献4：国际公开WO2007/066572号

发明内容

发明要解决的课题

因此，对于不具有以往的使用磁铁、空气等的方法的缺点、即使是非磁性金属等的粉尘、细小的粉尘也能够更可靠地集尘、同时设置性也良好并且即使在模具等材料加工装置的内部、其附近设置也无着火、火灾等危险的电集尘器，本申请的发明人进行了深入研究，结果发现：通过在采用经由电极间绝缘层将多个电极层在其深度方向上层叠而成的所谓梯度力产生型的静电卡盘结构的同时，特别是作为电极，使用具有规定的表面电阻值的电极，从而能够实现，完成了本发明。

因此，本发明的目的在于提供能够利用静电力将压制加工等材料加工、其他发生摩擦、磨损的领域中产生的尘异物更可靠地集尘、同时能够在材料加工装置中安全地使用的电集尘器。

用于解决课题的手段

即，本发明的主旨如下所述。

[1]电集尘器，其为将尘异物用静电力集尘的电集尘器，其特征在于，包括：至少包括使尘异物接触并保持的集尘层、第1电极层、第2电极层和绝缘层并将它们层叠而成的层叠片；和在所述第1和第2电极层间施加电压的电源装置，绝缘层至少具有：将集尘层与第1电极绝缘的第一绝缘层、将第1电极层与第2电极层绝缘的第二绝缘层、和将第2电极层与该第2电极层的下部绝缘的第三绝缘层，所述第1和第2电极层使用表面电阻率为10⁴～10⁸Ω的膜。

[2]根据[1]所述的电集尘器，其特征在于，第1电极层具有在该电极层的厚度方向上贯通的多个缺损部，该缺损部的面积比率为相对于第1电极层整体的面积为3％～50％，同时俯视时包含所述缺损部的第1电极层与第2电极层相比，在端部大2～10mm，

另外，第1和第2电极层相对于层叠片的厚度方向经由第二绝缘层层叠。

[3]根据[1]或[2]所述的电集尘器，其特征在于，在使用时，对第1电极层施加负电压的同时对第2电极层施加正电压而使用，在集尘对象包含导体的情况下，将对第1电极层施加的电压设为-y千伏(kV)、将对第2电极层施加的电压设为x千伏(kV)的情况下，以满足y≤1.7x+2.2的方式施加与距产尘部的距离相符的电压。

[4]根据[1]或[2]所述的电集尘器，其特征在于，在使用时，对第1电极层施加负电压的同时对第2电极层施加0V～正电压而使用，在集尘对象不含导体的情况下，对第2电极层施加0V以上的电压，将与距产尘部的距离相符的电压施加于第1电极层。

[5]根据[1]或[2]所述的电集尘器，其特征在于，其还包括用于与对象物密合地设置和固定的密合固定手段。

[6]根据[1]或[2]所述的电集尘器，其特征在于，将弹性模量为0.5MPa以上且10MPa以下、同时三维平均表面粗糙度(SRa)为0.01μm以上且0.55μm以下的树脂材料或粘合材料用于集尘层。

[7]集尘方法，其为使用根据[1]或[2]所述的电集尘器将包含导体的尘异物集尘的方法，其特征在于，在使用时，对第1电极层施加负电压的同时对第2电极层施加正电压而使用，将对第1电极层施加的电压设为-y千伏(kV)、将对第2电极层施加的电压设为x千伏(kV)的情况下，以满足y≤1.7x+2.2的方式施加与距产尘部的距离相符的电压。

[8]集尘方法，其为使用根据[1]或[2]所述的电集尘器将不含导体的尘异物集尘的方法，其特征在于，在使用时，对第1电极层施加负电压的同时对第2电极层施加0V～正电压而使用，对第2电极层施加0V以上的电压，将与距产尘部的距离相符的电压施加于第1电极层。

发明的效果

根据本发明，能够提供能够利用静电力将作为压制加工等材料加工时产生的尘异物的非磁性金属等的粉尘、细小的粉尘更可靠地集尘、同时设置性也良好并且能够在材料加工装置中安全地使用的电集尘器。本发明的技术在材料加工以外的领域、例如包装机、捆包机等中材料摩擦的领域、因装置的可动部、门扉的开闭部等的运转导致的磨损而间接地产生尘异物的领域等中也可应用。

附图说明

图1示出本发明的电集尘器的一例，(i)为外观立体图，(ii)为剖面说明图，是(i)的A-A剖面的一部分。

图2为示出第1电极层的一例的平面图。

图3为示出本发明的电集尘器中产生的电场的样子的剖面图。

图4为说明实施例中的电集尘器的吸附性的评价的照片。图中的白箭头示出悬于铜线11的铝片12被电集尘器吸引的方向。

图5为说明将本发明的电集尘器设置于压制模具(下模中的材料切割钢材附近的场所)并评价的样子的示意说明图。

图6为基于表3所示的结果、在纵轴绘制对第1电极层施加的负电压的绝对值、在横轴作为对第2电极层施加的正电压、绘制铝片未被排斥的最大施加电压的坐标图。

图7为说明将本发明的电集尘器设置于制袋机(泡罩包装机的冲模附近壁面)并进行评价的样子的示意说明图。

图8为说明将本发明的电集尘器设置于半导体后工序装置(吹气清洁部的排气导管罩内周)并进行评价的样子的示意说明图。

具体实施方式

以下对于本发明，根据需要参照附图详细地说明。数字有时表示附图中的附图标记。

本发明的电集尘器包括至少包括集尘层(附图标记：2。下同。)、第1电极层7、第2电极层8、绝缘层3～5、如图1所例示，根据需要使用用于与使用时设置的对象物(以下有时简称为“设置对象物”。例如图3的附图标记10相当于此。)密合地设置和固定的密合固定手段(例如密合固定层6)将它们层叠而成的层叠片1(应予说明，有时将层叠片1与电集尘器无区别地记载)。绝缘层如该图所示，至少具有将集尘层与第1电极层绝缘的第一绝缘层3、将第1电极层与第2电极层绝缘的第二绝缘层4、和将第2电极层与该第2电极层的下部绝缘的第三绝缘层5。进而，包括在第1电极层与第2电极层之间施加电压的电源装置(未图示)。应予说明，所谓上述的“第2电极层的下部”，可根据层叠片(电集尘器)的层构成而适当地改变，例如，如上述密合固定手段那样在该第2电极层的下部配置的其他构成相当于此、或者在没有设置这样的其他层的情况下设置对象物相当于此。因此，为了将第2电极层与这样的其他层、设置对象物绝缘，设置第三绝缘层5。

＜电极层＞

本发明中所使用的电极层如上所述，至少包括第1电极层7和第2电极层8，优选可采用将它们相对于层叠片的厚度方向经由绝缘层(第二绝缘层)层叠而成的结构。通过采用这样的层叠结构，与以往的电集尘器不同，在能够进行集尘结构的集成化、能够减小厚度的方面有利。而且，作为本发明的电极层，对原料、形状等并无限制，使用表面电阻率为10⁴～10⁸Ω的膜。应予说明，关于表面电阻率的单位，有时通常表示为“Ω/sq.”等。随着表面电阻率升高，消耗电流增加，产生电压下降，吸引距离减少，因此可使用优选为10⁴～10⁵Ω、进一步优选为10⁴Ω的膜。通过使其具有这样的表面电阻率，从而抑制电流量，对绝缘层(电容器)的蓄电大幅地减小。另外，即使在由于绝缘层的破损等而绝缘受损的情况下，蓄电的能量流入破损部时由于通过作为电阻的电极层表面，因此也能够大幅地降低电能，能够抑制引燃的风险、对人体的影响等。

在此，作为这样的本发明的电极层的原料，只要是具有上述规定的表面电阻率的原料，则并无特别限制，优选地，使用具有上述表面电阻率的导电性聚合物，如果能够将导电性聚合物直接加工成所需的形状，则能够采用将该导电性聚合物直接加工成膜状得到的物质、或者设置支承基材并在其表面的一部分或全部涂布该导电性聚合物而成的膜等。作为这样的导电性聚合物，只要是具有如上所述的表面电阻值的聚合物，就能够适当地采用，优选地，能够例示聚吡咯系、聚乙炔系、聚噻吩系、聚苯胺系、碳纳米管等的聚合物。其中，更优选地，从稳定性的方面出发，可使用聚吡咯系、聚噻吩系。进而，只要是具有如上所述的表面电阻值的聚合物，作为使用的原料，并不只限定于上述导电性聚合物，只要至少具有上述导电性聚合物，则也可为与其一起包含在涂料中通常所使用的颜料、有机色素等的涂料组合物的形态。应予说明，对于涂布的方法，能够采用涂料等的通常的涂布方法。

在使用支承基材的情况下，作为支承基材，并无特别限定，能够使用树脂基材、橡胶类、纸等，但从在加工性的方面优异出发，优选使用树脂基材。作为树脂，可列举出聚对苯二甲酸乙二醇酯

(PET)、非晶性聚对苯二甲酸乙二醇酯(A-PET)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、聚缩醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、ABS树脂、聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰胺6(PA6)、聚酰胺66(PA66)、聚醚砜(PES)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚酰亚胺(PI)等，其中，在加工时难以产生开裂、加工性的方面，更优选PET、PC、PP。

作为这样的、在支承基材涂布导电性聚合物时的本发明的电极层的例子，例如能够具体地列举出长冈产业株式会社制造的Staclear-NAS(商品名)、大日本PACKAGE株式会社的DAICREA(商品名)、株式会社MARUAI制造的SCS导电性片等。另外，作为导电性聚合物，能够使用ACHILLES株式会社制造的ST poly(商品名)等。

对于具有这样的构成的本发明的电极层的各自的厚度，可考虑电集尘器的整体的构成、施加电压、使用环境等而适当地调整，为了维持层叠体的柔软性，优选设为1～200μm，更优选可设为1～100μm。

进而，对于本发明的电极层的形状，能够适当地采用以往的具有同等的结构的静电卡盘的构成，例如，各个电极层可形成为平板状、半圆状、梳齿状、或者在规定的区域内具有多个在电极层的厚度方向上贯通的多个缺损部(开口部)的网状等。应予说明，上述的缺损部可为圆形、多边形。

在这样的电极层的形状中，优选地，使在上部配置的第1电极层7的形状为如图2所示那样具有多个上述缺损部(开口部；附图标记9)的网状的电极层，另一方面，在第1电极层的下部配置的第2电极层8的形状可形成为平板状。通过至少将第1电极层与第2电极层的形状这样地组合，从而能够适度增多来自第2电极层的电场的泄漏，因此优选。在这种情况下，在第1电极层中，更优选以缺损部的面积比率为相对于该第1电极层整体的面积优选成为3％～45％、更优选成为3％～50％、进一步优选成为10％～45％、更进一步优选成为10％～25％的方式形成。通过将缺损部调整为这样的面积比率，从而确保集尘的尘异物的抓持力，也维持集尘距离，因此优选。应予说明，各缺损部的大小例如优选设为另外，优选在规定的区域内均匀地配置、形成，同时以不妨碍向第1电极层的通电的方式形成。

进而，对于上述第1电极层和第2电极层，优选使得俯视时包含上述缺损部的第1电极层的总面积比第2电极层的面积大，即，第1电极层具有能够覆盖第2电极层的大小(面积、外尺寸)，更优选该第1电极层以相对于第2电极层、从最端部增大2～10mm的方式形成。通过使其这样，将位于第1电极外周部的周围的尘异物集尘于中心部，同时尘异物停留在第1电极内，因此优选。对于在此所述的“在最端部”，意指在设想第1电极层与第2电极层的中央部(例如中心、重心等)之间堆叠的情况下俯视时由于外尺寸差而产生的单侧(任意的端部)的间隙为上述的数值范围内。例如，如果为长方形、正方形等，是指以中心之间重合的方式重叠时的在每个边产生的间隙，如果为圆之间，是指由于半径差而产生的端部的间隙，各形状可彼此不同，但含义相同，优选至少端部与端部之差成为上述的数值范围。

对于本发明中的第1电极层和第2电极层，例如施加极性彼此不同的电压、或者、将一个电极接地(Ground)并对剩余的电极施加正或负电压等，使得彼此产生电位差。此时，优选根据集尘对象物适当地调整。

＜绝缘层＞

作为本发明中所使用的绝缘层，如图1等所示，至少具有规定的第一绝缘层3、第二绝缘层4和第三绝缘层5，作为第二绝缘层4以外的绝缘层的材料，例如使用选自聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、环氧和丙烯酸系树脂中的1种或2种以上的树脂。其中，从绝缘特性、耐化学性等的观点出发，优选可使用聚酰亚胺。具体地，可使用树脂膜，例如能够列举出Kapton(东丽-杜邦公司制造的商品名)、UPILEX(宇部兴产公司制造的商品名)等，更优选为由聚酰亚胺构成的Kapton。

在此，在本发明中，作为上述第二绝缘层4，能够使用上述第一绝缘层3中列举的原料，同样地从绝缘特性、耐化学性等的观点出发，优选可使用聚酰亚胺。而且，对于该第二绝缘层4，可根据施加电压，反映如下的设计思想。

即，由于本发明的电集尘器安装于压制模具那样的材料加工装置而使用，因此压制冲压等加工导致的颗粒的产生、开放导致的颗粒的引入往往反复、连续地持续，通过在运转中经常持续集尘从而发挥最大的效果，因此需要长时间施加电压来使用的设计，另外，由于以与每个产品不同的加工装置相符的形状弯曲而使用，外部的应力成为不确定的要素，因此优选至少对于该第二绝缘层将安全率设定得高。例如，在本发明的电集尘器中，在使施加电压的电位差为7kV的情况下，更优选以至少在耐电压约28kV下安全率成为4以上的方式设计该第二绝缘层4的材料、厚度，优选使用基材厚度具有75μm的聚酰亚胺膜，优选根据施加电压来适当地调整。在此，对于作为例子列举的该75μm的基材厚度，75μm可为一张膜，优选地，从柔软性和耐弯曲性等的观点出发，可以使用多张厚度比其薄的膜、例如使用3张25μm的基材厚度的聚酰亚胺，使合计为75μm。应予说明，在此所说的“基材”，是指聚酰亚胺膜自身，在层叠多张的情况下，不含用于粘接的层。

另外，对于第三绝缘层5的构成，可与上述第一绝缘层3相同，或者，可根据施加电压、供电方法、密合固定层6、组装时的粘接材料等适当地设定，优选地，从对设置的场所(模具等)的通电对策的观点出发，可以以从密合固定层6到第三绝缘层5加起来的耐电压成为安全率5以上的方式适当地选择等。

＜密合固定手段＞

在本发明中，优选地，优选包括用于对于设置对象物密合地固定的密合固定手段。作为密合固定手段，只要能够将本发明的电集尘器密合、固定于对象物，则并无特别限制，能够优选地列举图1中例示的密合固定层6。作为该密合固定层6，成为与模具等装置的设置场所相接的层，优选根据设置场所使用确保密合性的材料。例如，在设置场所为磁性金属的情况下，优选使用磁片，此外，在树脂、非磁性金属的情况下，能够将有机硅系、丙烯酸系等的粘合剂单独或一起使用，并无任何限定。特别是在模具用途中直接设置于模具的情况下，由于将磁性金属用于模具的原料，因此从确保与该磁性金属的密合性和需要粘贴移除的维护的容易性出发，作为密合固定层，优选为使用磁片的层，在安装于狭窄的间隙的情况下，更优选使用磁力强的钕磁片。该密合固定层6担负在第2电极层8与设置场所(模具等)之间连接电场的职责，因此密合变得重要。由此，期待向侧面方向的电力线的产生增加、通过电力线变短从而电场强度增加，能够对上方产生更强的电场(作为一例，参照图3)。假如密合不充分的情况下，有时损害集尘性能。就密合固定层6的厚度而言，可在不损害本发明的目的的范围内适当地设定。例如，在应用于模具时，在模具不是磁性金属的情况下，也优选与模具密合，这种情况下，为了能够确保密合性，可根据模具的原料，适当地改变密合固定层的材料、构成。

另外，在不妨碍机械动作的情况下，通过进行螺栓固定、从上部用框按住电集尘器等组装，也能够不使用上述密合固定层而间接地使其密合。

＜集尘层＞

在本发明中，该集尘层2为成为集尘对象的尘异物直接相接的层，优选担负着辅助保持利用静电力吸附的尘异物的职能。作为这样的集尘层2，可使用弹性模量为0.5MPa以上且10MPa以下、优选2MPa以上且3MPa以下、同时三维平均表面粗糙度(SRa)为0.01μm以上且0.55μm以下、优选0.4μm以上且0.5μm以下的树脂材料和/或粘合材料。作为树脂材料的具体实例，能够列举出有机硅树脂、苯乙烯丁二烯橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、丙烯腈丁二烯橡胶、乙烯丙烯橡胶、氯丁橡胶、丁二烯橡胶、氟橡胶、异丁烯异戊二烯橡胶、聚氨酯橡胶等，其中，优选有机硅树脂。详细原理尚不清楚，但在与尘异物之间能够期待分子间力(范德华力)的产生，同时维护性良好，因此优选。或者，从防止由于与模具等装置的升降相伴的风压等导致尘异物再飞散等的观点出发，更优选地，可与上述的树脂材料一起另外设置粘合带等粘合材料。进而，可与树脂材料、粘合材料等一起，设置PET树脂等树脂制的支承基材。集尘层2的厚度优选为0.1～0.2mm左右。

＜层叠片＞

然后，至少使用目前为止的电极层、绝缘层和集尘层，并且根据需要使用密合固定手段将它们层叠，制成图1例示的层叠片1。需要以电极层不露出的方式夹持于各绝缘层，作为具体的方法，有在绝缘层之间夹持电极后施加热和压力使其熔接的方法。或者，根据需要，可使用接合片、粘接剂或粘合剂使其粘接。优选地，由于第1电极层7和第2电极层8中使用树脂材料的耐热温度低等原因，可使用有机硅系等的粘接剂使其层叠。

在此，对于该层叠片1的形状，可将上述的材料层叠，例如直接使用制成图1的平板状的层叠片，或者，根据使用状况、设置场所等，将一部分或整体的形状适当地改变、加工成与目的相符的形状。例如，为了在应用的压制模具等材料加工装置、该装置内的微小的空间也能够设置，优选设为使整体的厚度为1mm～5mm左右的平板状、如果应用于模具等则设为与其形状相符的曲面状、立体的形状。

＜电源装置＞

如上所述形成层叠片1之后，需要用于对电极层施加电压以产生静电力的电源装置。电源装置能够与上述层叠片的电极经由连接端子和开关(均未图示)连接，能够使用与一般使用的电源装置同样的电源装置，只要能够产生直流的高电压即可。能够使产生的电压为-10kV～5kV左右，根据需要，可使其具备能够升压到所需的电压的升压电路(高电压产生电路)。可将产生正电压与负电压的独立的电源并用。

以具备上述的层叠片1和电源装置的方式制成本发明的电集尘器。本发明的电集尘器根据需要，可另外设置传感器、除电电路、清洁机构等，另外，例如，可进行电极层的图案的改变等、在本发明的目的的范围内适当的构成改变和追加等。

＜使用形态＞

如上所述，本发明的电集尘器与压制模具等装置一起使用，例如，在采用压制模具的压制加工时，例如能够将由于冲切的工件与模具的摩擦等而产生的粉尘等尘异物集尘，但为了在上述的集尘层2中将尘异物更可靠地吸附、保持，优选适当地调整对上述的电极层施加的电压(电位差)。原因在于，如后述的实施例那样，根据本发明人的推测，根据施加于电极层的电压(电位差)能够将尘异物吸引到集尘层(电集尘器侧)的距离(吸引距离)大致确定，另外，根据尘异物具有的电荷、体积电阻率，确认了即使尘异物暂时被吸引到集尘层，由于与集尘层(电集尘器侧)的电荷的交换导致的带电的变化、过剩的库伦力产生的动能等，未吸附、保持于集尘层而被排斥的现象。除此以外，由于本发明的电集尘器多是在尘异物的产生场所(产尘部)附近安装的使用方法，因此只要适当地设定上述第1电极层的施加电压以致能够显现出能够包含直至尘异物产生场所(产尘部)的距离的吸引距离即可，如由后文所述的实施例中的评价结果把握那样，在集尘对象不是导体的情况下(例如，集尘对象物的电阻率为10⁴Ωcm以上的情况下)，能够对第2电极层施加零伏特至正电压，优选为零伏特[Ground(接地)]。另一方面，在集尘对象包含电阻率为10⁴Ωcm以下的导体的情况下，将对第1电极层施加的电压设为-y千伏(kV)，将对第2电极层施加的电压设为x千伏(kV)的情况下，为了防止集尘的产物被排斥而再飞散，可施加满足y≤1.7x+2.2的电压，从安全性和耐电压出发，优选以成为对第1电极层施加的电压最大且电位差为最小的y＝1.7x+2.2的方式对第2电极层施加电压。

实施例

以下基于实施例和比较例，对本发明的优选的实施方式具体地说明，但本发明并不由其限定地予以解释。

＜电集尘器的吸引性的评价＞

(1)第1电极层的缺损率与吸引距离的CAE解析

为了进行第1电极层的形状最优化，对于电集尘器的集尘层的垂线上的电位及其距离，使用CAE解析软件(Murata Software公司、产品名：FEMTET)进行电场解析，将工作时的空间电位数值化。

除了图1所示的四边板状的层叠模型以外，将集尘层2上面100mm模拟为大气的虚拟空间作为模型。对第1电极层7输入电位-9kV，对第2电极层8输入电位2kV，如图2所示，将第1电极层模型的缺损部(开口部：附图标记9)作为缺损率，如表1记载那样实施。

结果如表1所示，No.1～No.4为超过100mm的结果，另一方面，就No.5，6而言，发现带电距离的降低，特别是对于No.6，发现大幅的带电距离的降低。

[表1]

No.	第1电极层的缺损率(％)	-2kV的带电距离(mm)
			1	10	＞100
2	12	＞100
			3	30	＞100
4	45	＞100
			5	50	50
6	55	36

(2)第1与第2电极层的端部之差与吸引距离的CAE解析

除了图1所示的层叠模型以外，将集尘层2上面100mm模拟为大气的虚拟空间作为模型。对第1电极层7输入电位-9kV，对第2电极层8输入电位2kV，设想第1电极层7与第2电极层8的中心之间重合的情形，将在第1电极层7的端部和与其端部对应的第2电极层8的端部产生的尺寸之差(间隙)作为单侧端部差，如表2记载那样实施。

结果如表2所示，No.1～No.4满足目标值50mm，另一方面，No.5和No.6未达到。

[表2]

No.	第1与第2电极层的单侧端部差	-2kV的带电距离(mm)
			1	10.0mm	＞100
2	7.5mm	＞100
			3	5.0mm	＞100
4	2.0mm	53
			5	0mm	32
6	-5.0mm	18

<电集尘器的制造>

首先，使用具有图1所示的形状的各材料，从上层依次地用层压机层叠制造。就各层的粘接而言，使用聚酰亚胺膜粘合带的有机硅系粘合剂进行粘接。

对于集尘层2，将涂布有0.1mm厚的有机硅树脂(株式会社CREATIVE TECHNOLOGY制造、产品名：Ionpad)的0.1mm厚的PET膜(总厚度0.2mm)裁切为1边50mm的正方形使用。

为了确保集尘层2与第1电极层7的绝缘性，作为第一绝缘层3，将0.025mm的基材厚度的聚酰亚胺粘合带(寺冈制作所公司、商品名：760H#25)裁切为1边50mm的正方形并层叠。

在后文所述的(1)(2)评价中，作为第1电极层7的原料，使用在PET基材将使用有聚噻吩系导电性高分子的导电性涂料以1.6×10⁴Ω涂布而成的0.050mm厚度的膜(大日本PACKAGE公司、商品名：DAICREA DC-AN10⁴)。另外，在后文所述的(2)评价中，作为第1电极层7的原料，使用在PET基材将包含碳纳米管的导电性涂料以1.5×10⁷Ω涂布而成的0.5mm厚度的膜(MARUAI公司、商品名：SCS·V)。将这些各膜裁切为1边40mm的正方形，将多个直径7mm的圆均匀地挖空，设置缺损部(开口部：附图标记9)，以缺损部的面积比例成为相对于该第1电极层整体的面积为约12％(表1、No.2)的方式加工，将其作为第1电极层7，在距集尘层各边5mm的内侧粘贴。另外，在角部贴铜箔带(未图示)，以从集尘层露出的方式粘贴。

作为将第1电极层7与第2电极层8绝缘的第二绝缘层4，使用将基材厚度0.025mm的聚酰亚胺粘合带(寺冈制作所公司、商品名：760H#25)1张和聚酰亚胺粘合带(Okamoto公司、商品名：1030E)2张预先层叠为3张而成的基材合计厚度0.075mm的聚酰亚胺膜。

在后文所述的(1)(2)评价中，作为第2电极层8的原料，使用在PET基材将使用有聚噻吩系导电性高分子的导电性涂料以1.6×10⁴Ω涂布而成的0.050mm厚度的膜(大日本PACKAGE公司、商品名：DAICREA DC-AN10⁴)。在后文所述的(2)评价中，作为第2电极层8的原料，使用在PET基材将包含碳纳米管的导电性涂料以1.5×10⁷Ω涂布而成的0.5mm厚度的膜(MARUAI公司、商品名：SCS·V)。将这些各膜裁切加工成1边30mm的正方形，作为第2电极层8。该第2电极层8的面积为400mm²，比上述第1电极层7的包含缺损部的总面积(900mm²)小，配置为在距第1电极层7的各边5mm的内侧。另外，在角部贴铜箔带(未图示)，以从集尘层露出的方式粘贴。

作为用于将第2电极层8与作为密合固定手段的密合固定层6绝缘的第三绝缘层5，将基材厚度0.025mm的聚酰亚胺粘合带(寺冈制作所公司、商品名：760H#25)1张与聚酰亚胺粘合带(Okamoto公司、商品名：1030E)1张重叠而使用。

作为密合固定手段的密合固定层6，使用0.6mm厚的钕磁片(二六制作所公司制造的商品名RSN09)。

将它们层叠制成层叠片1，以成为距第1电极层7的各边5mm的外侧的方式裁切为1边50mm的正方形。

对于对该制造的层叠片1施加电压的电源装置，如下所述准备。首先，将带连接器的耐电压电缆(日星电气公司制造，商品名RSU-DC10KV-22)焊接于铜箔带(未图示)，将该铜箔带粘贴于上述的在电极角部粘贴的铜箔带(未图示)，用绝缘带进行绝缘处理。其次，对于上述连接器部，分别将电源装置[包含直流高电压产生装置、供电电缆100VAC电源的电源装置](未图示)的第1电极层与负极连接，将第2电极层与正极连接，制成在以后的试验中使用的试验用的电集尘器。

＜电集尘器的吸附性的评价＞

(1)电压施加与吸引距离的评价

如图4所示，对以层叠片1部分与地面垂直的方式立起的电集尘器的第1电极层和第2电极层分别施加表3中记载的电压。

其次，在电集尘器的集尘层2侧空出间隔(吸引距离)，对于将铝片12(10mm×1mm左右)、软质聚氯乙烯(PVC)(ACHILLES公司Seiden Crystal 0.1、厚0.1mm)、聚氨酯(PU)(Seedom公司Higress DUS202-CDR、厚0.1mm)和聚酰亚胺(PI)(宇部兴产公司UPILEX 25S、厚25μm)各自切割为10mm×5mm而成的物质分别使用极细的铜线11悬挂的各样品，评价是否被电集尘器集尘。吸引距离使用在下部设置的金属制的刻度尺13，通过目视计量。

结果如表3所示，可知铝片虽然被集尘层吸引，但有时一部分被排斥。在图6的坐标图中，在纵轴绘制对第1电极层施加的负电压(绝对值)，在横轴作为对第2电极层施加的正电压，绘制铝片未被排斥的最大施加电压。如坐标图中的式子所示，施加的电压成为y＝1.7x+2.2时，铝片未被排斥，并且电位差变得最小。

另一方面，如表4所示那样，就作为绝缘物的PVC、PU、PI而言，由于保持被集尘层部分集尘、吸附，因此可知第2电极层可Ground(接地)。

应予说明，就吸引距离而言，可知在作为导体的铝片和作为绝缘体的PVC、PU、PI中，都没有大的不同。

[表3]

[表4]

(2)电极的表面电阻率与吸引距离的评价

如图4所示，对以层叠片1部分与地面垂直的方式立起的电集尘器的第1电极层和第2电极层分别施加表5中记载的电压。

其次，在电集尘器的集尘层2侧空开间隔(吸引距离)，对于将铝箔(Al)(三菱Aluminum公司Nippaku Foil)和聚酰亚胺(PI)(宇部兴产公司UPILEX 25S)各自切割为10mm×5mm、使用极细的铜线11悬挂的各样品，评价是否被电集尘器集尘。吸引距离使用在下部设置的金属制的刻度尺13，通过目视计量。

结果如表5所示那样，可知即使表面电阻值高，集尘功能也发挥作用。发现了如下倾向：随着表面电阻值升高，高电压时的吸引距离缩短。

[表5]

(3)压制模具中的集尘效果的评价

将上述的试验用的电集尘器设置在压制模具(下模中的材料切割钢材附近的场所)，使用铝材料作为工件，评价切割加工时产生的尘异物即铝片(无定形，大致直径为0.1mm～2.0mm左右)的集尘的效果。将示意图示于图5。

(4)制袋机中的集尘效果的评价

将上述试验用的电集尘器设置于泡罩包装机(冲模附近的装置壁面)，将树脂片和铝箔的层压材料用作工件，评价切割加工时产生的尘异物即树脂与铝的层叠物(无定形，大致直径为0.1mm左右)的集尘的效果。将示意图示于图7。

(5)半导体后工序装置吹气排气部的集尘效果的评价

将上述试验用的电集尘器设置于半导体后工序装置(吹气清洁部的排气导管罩内周)，评价晶片(半导体)、引线接合的金属屑(导体)、封装的树脂屑(绝缘物)等工序内产生的尘异物(0.001mm左右)的集尘的效果和再飞散防止效果。将示意图示于图8。

附图标记说明

1…层叠片(电集尘器)、2…集尘层、3…第一绝缘层、4…第二绝缘层、5…第三绝缘层、6…密合固定层(密合固定手段)、7…第1电极层、8…第2电极层、9…缺损部(开口部)、10…设置对象物、11…铜线、12…铝片、13…刻度尺

Claims

1.电集尘器，其为将尘异物用静电力集尘的电集尘器，其特征在于，包括：至少包括使尘异物接触并保持的集尘层、第1电极层、第2电极层和绝缘层并将它们层叠而成的层叠片；和在所述第1和第2电极层间施加电压的电源装置，绝缘层至少具有：将集尘层与第1电极绝缘的第一绝缘层、将第1电极层与第2电极层绝缘的第二绝缘层、和将第2电极层与该第2电极层的下部绝缘的第三绝缘层，所述第1和第2电极层使用表面电阻率为10⁴～10⁸Ω的膜。

2.根据权利要求1所述的电集尘器，其特征在于，第1电极层具有在该电极层的厚度方向上贯通的多个缺损部，该缺损部的面积比率为相对于第1电极层整体的面积为3％～50％，同时俯视时包含所述缺损部的第1电极层与第2电极层相比，在端部大2～10mm，

3.根据权利要求1或2所述的电集尘器，其特征在于，在使用时，对第1电极层施加负电压的同时对第2电极层施加正电压而使用，在集尘对象包含导体的情况下，将对第1电极层施加的电压设为-y千伏(kV)、将对第2电极层施加的电压设为x千伏(kV)的情况下，以满足y≤1.7x+2.2的方式施加与距产尘部的距离相符的电压。

4.根据权利要求1或2所述的电集尘器，其特征在于，在使用时，对第1电极层施加负电压的同时对第2电极层施加0V～正电压而使用，在集尘对象不含导体的情况下，对第2电极层施加0V以上的电压，将与距产尘部的距离相符的电压施加于第1电极层。

5.根据权利要求1或2所述的电集尘器，其特征在于，其还包括用于与对象物密合地设置和固定的密合固定手段。

6.根据权利要求1或2所述的电集尘器，其特征在于，将弹性模量为0.5MPa以上且10MPa以下、同时三维平均表面粗糙度(SRa)为0.01μm以上且0.55μm以下的树脂材料或粘合材料用于集尘层。

7.集尘方法，其为使用根据权利要求1或2所述的电集尘器将包含导体的尘异物集尘的方法，其特征在于，在使用时，对第1电极层施加负电压的同时对第2电极层施加正电压而使用，将对第1电极层施加的电压设为-y千伏(kV)、将对第2电极层施加的电压设为x千伏(kV)的情况下，以满足y≤1.7x+2.2的方式施加与距产尘部的距离相符的电压。

8.集尘方法，其为使用根据权利要求1或2所述的电集尘器将不含导体的尘异物集尘的方法，其特征在于，在使用时，对第1电极层施加负电压的同时对第2电极层施加0V～正电压而使用，对第2电极层施加0V以上的电压，将与距产尘部的距离相符的电压施加于第1电极层。