JP6151173B2

JP6151173B2 - 気流発生装置およびその製造方法

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Publication number: JP6151173B2
Application number: JP2013267492A
Authority: JP
Inventors: 顕一山崎; 今井　隆浩; 隆浩今井; 多文尾崎; 雅弘浅山; 田中　元史; 元史田中; 俊樹大迫
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Priority date: 2013-12-25
Filing date: 2013-12-25
Publication date: 2017-06-21
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Also published as: JP2015125814A

Description

本発明の実施形態は、気流発生装置およびその製造方法に関する。

近年、省エネルギの観点から、流体機器や流体機器システムなどにおける動力を低減する重要性が高まっている。また、動力の低減とともに、流体機器や流体機器システムにおける振動や騒音を抑制することも、安全性確保や作業環境向上の観点から重要である。

現在、流体機器や流体機器システムなどにおける動力を低減する方法として、気流発生装置を用いて、流体機器における空気力学的特性を制御することが検討されている。この気流発生装置は、例えば、流体機器の構成部品の表面に備えられ、構成部品の表面に誘電体バリア放電によって気流を発生させる。また、流体機器における空気力学的特性を制御することで、流体機器や流体機器システムにおける振動や騒音を抑制することもできる。

従来の気流発生装置では、誘電体内に内部電極が埋設され、この内部電極と離間して、誘電体の表面に表面電極が配置されている。内部電極は、例えば、誘電体と誘電体との間に配設され、これらの誘電体を接着することで、誘電体内に埋設された状態となる。

誘電体としては、様々な材料を使用することができるが、気流発生装置が配置される環境、材料の柔軟性や靭性などを考慮して、有機系材料が使用されることがある。特に、屋外で長期間の使用を考慮すると、誘電体としては、屋外での使用実績のあるシリコーン樹脂を使用することが好ましいと考えられている。

特開２００８−２５４３４号公報

しかしながら、誘電体としてシリコーン樹脂を使用した場合、誘電体バリア放電によってシリコーン樹脂の分子鎖が容易に分解（侵食）される。そのため、気流発生装置の樹脂絶縁層の厚さが減少し、電気的絶縁破壊や機械的破壊を引き起こすことがある。

また、金属からなる内部電極と金属からなる表面電極との間に例えば未加硫の液状シリコーン樹脂を注型して気流発生装置を形成する場合、製造上、電極間の距離を長手方向に一定に維持することが困難であった。

本発明が解決しようとする課題は、電気的な信頼性を維持することができる気流発生装置およびその製造方法を提供するものである。

実施形態の気流発生装置は、層状無機粒子を分散して含有するシリコーン樹脂からなる第１の誘電体と、前記第１の誘電体の一方の表面に設けられた表面電極と、前記第１の誘電体の他方の表面に、前記表面電極よりも気流を発生させる方向にずらして設けられた内部電極と、前記第１の誘電体の他方の表面に積層され、前記内部電極を埋入する、シリコーン樹脂からなる第２の誘電体とを備える。そして、前記第１の誘電体は、前記第２の誘電体よりもゴム硬度が高い。

実施の形態の気流発生装置を模式的に示した斜視図である。図１のＡ−Ａ断面を示す図である。実施の形態の気流発生装置の製造方法の工程を説明するための、図１のＡ−Ａ断面に相当する断面を模式的に示した図である。実施の形態の気流発生装置の製造方法の工程を説明するための、図１のＡ−Ａ断面に相当する断面を模式的に示した図である。

以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、実施の形態の気流発生装置１０を模式的に示した斜視図である。また、図２は、図１のＡ−Ａ断面を示す図である。

図１および図２に示すように、気流発生装置１０は、第１の誘電体２０と、この第１の誘電体２０の一方の表面２０ａに設けられた第１の電極３０と、第１の誘電体２０の他方の表面２０ｂに設けられた第２の電極４０とを備える。第２の電極４０は、第１の電極３０よりも気流を発生させる方向（図２では右方向）にずらして、例えば第１の電極３０と平行に設けられている。このように、第２の電極４０は、第１の誘電体２０を介して第１の電極３０と離間されている。

第１の誘電体２０の他方の表面２０ｂには、第２の誘電体５０が積層されている。第２の電極４０は、第２の誘電体５０に埋入されている。換言すると、第２の電極４０の第２の誘電体５０側に突出した部分は、第２の誘電体５０に埋もれている。ここで、第１の電極３０は、表面電極として機能し、第２の電極４０は、内部電極として機能する。

第１の誘電体２０は、層状無機粒子２１を分散して含有するシリコーン樹脂で構成されている。第１の誘電体２０は、例えば、シート状やブロック状に構成されている。シリコーン樹脂において、オルガノポリシロキサンをベースとしたポリマーの重合度は、１０００以上のものが好ましい。第１の誘電体２０は、例えば、加硫剤が添加されたミラブル形のシリコーン樹脂を加熱加圧処理して加硫（架橋）し、弾性や強度を増加させたものである。

ここで、ミラブル形とは、シリコーンゴムコンパウンドのうちで、硬化前の状態が天然ゴムまたは通常の合成ゴムの未加硫配合ゴムに類似し、例えば、練りロール機、密閉式混合機などで可塑化や混合を行なうことができる状態のものをいう。ミラブル形の状態として、例えば、粘土状の状態などが挙げられる。

なお、気流発生装置１０を構成している第１の誘電体２０は、加硫（架橋）され、弾性や強度が増加された状態であり、ミラブル形の状態ではない。

第１の誘電体２０を構成する、加硫前のミラブル形のシリコーン樹脂のゴム硬度は、例えば、Ａ３０〜Ａ８０であることが好ましい。ここで示されたゴム硬度は、ＪＩＳＫ６２５３に基づく、デュロメータタイプＡにおけるものである（以下、同じ）。Ａ３０〜Ａ８０のゴム硬度の範囲が好ましいのは、入手性、引張強度や引き裂き強度などの機械的強度に優れているからである。

ここで、層状無機粒子２１を含有した加硫前のミラブル形のシリコーン樹脂のゴム硬度は、層状無機粒子２１を含有していない加硫前のミラブル形のシリコーン樹脂のゴム硬度よりも高くなる。そのため、層状無機粒子２１を含有した加硫前のミラブル形のシリコーン樹脂のゴム硬度は、例えば、Ａ４０〜Ａ９０となる。

第１の誘電体２０を構成するミラブル形のシリコーン樹脂としては、例えば、ＴＳＥ２２１−５Ｕ、ＴＳＥ２６０−５Ｕ、ＴＳＥ２７０−５Ｕ（モメンティブ社製）、ＫＥ−９５１（信越シリコーン社製）などを使用することができる。

加硫剤としては、例えば、過酸化物、白金触媒のいずれかもしくはその両方を使用することができる。過酸化物としては、例えば、ＴＣ−８（モメンティブ社製）、Ｃ−８（信越シリコーン社製）などを使用することができる。白金触媒としては、例えば、ＴＣ−２５（モメンティブ社製）、Ｃ−２５（信越シリコーン社製）などを使用することができる。加硫剤は、加硫前のミラブル形のシリコーン樹脂に、例えば混練され、シリコーン樹脂中に均一に分散して添加されている。

第１の誘電体２０に含有される層状無機粒子２１としては、例えば、層状ケイ酸塩を使用することができる。層状ケイ酸塩としては、スメクタイト群、カオリン群、マイカ群およびバーミキュライト群などが挙げられる。層状無機粒子２１は、例えば、これらの鉱物群から選択される少なくとも１種で構成される。

スメクタイト群に属する層状ケイ酸塩としては、モンモリロナイト、ヘクトライト、サポナイト、ソーコナイト、バイデライト、ステブンサイト、ノントロナイトなどが挙げられる。カオリン群に属する層状ケイ酸塩としては、カオリナイト、ナクライト、ディッカイト、ハロサイトなどが挙げられる。マイカ群に属する層状ケイ酸塩としては、マスコバイト、マーガライト、イライト、クリントナイト、アナンダイト、バイオタイト、レピドライトなどが挙げられる。バーミキュライト群に属する層状ケイ酸塩としては、トリオクタヘドラルバーミキュライト、ジオクタヘドラルバーミキュライトなどが挙げられる。例えば、分散性などの観点からは、スメクタイト群に属する層状ケイ酸塩を用いることが好ましい。これらの層状ケイ酸塩は、単独あるいは２種類以上の混合物として使用することができる。

層状無機粒子２１は、第１の誘電体２０のマトリックス樹脂であるシリコーン樹脂１００質量部に対して、１〜５０質量部含有されている。層状無機粒子２１の含有率が１質量部未満の場合には、誘電体バリア放電による侵食を抑制する効果は小さく、最終的に電気的絶縁破壊に至る。層状無機粒子２１の含有率が５０質量部を超える場合には、粒子間距離が近くなるため、凝集体を形成して機械的強度の低下を引き起こす。層状無機粒子２１は、第１の誘電体２０のマトリックス樹脂であるシリコーン樹脂１００質量部に対して、１〜２０質量部含有されることがより好ましい。

また、層状無機粒子２１の含有率を上記範囲とすることで、第１の誘電体２０の透明性を維持することができる。これによって、第１の誘電体２０を介して第２の電極４０などを目視することができる。なお、第２の誘電体５０は透明であるため、第２の誘電体５０を介しても第２の電極４０などを目視することができる。そのため、例えば、第１の誘電体２０や第２の誘電体５０の中の異物やボイド、第２の電極４０と、第１の誘電体２０や第２の誘電体５０との剥離などの欠陥を容易に発見することができる。

層状無機粒子２１は、板状の単層の無機物質で存在することもあるが、大部分は、複数の単層の無機物質が積層した凝集塊状態である。いずれの状態であっても、層状無機粒子２１の平均粒径は、５００ｎｍ以下とすることが好ましい。

層状無機粒子２１の平均粒径が５００ｎｍよりも大きいと、層状ケイ酸塩のアスペクト比が非常に大きくなるため、樹脂中に均一分散させることが困難となる。さらに、第１の誘電体２０の透明性が低下し、可視光を透過し難くなり、例えば、第１の誘電体２０中の異物やボイド、第２の電極４０と、第１の誘電体２０や第２の誘電体５０との剥離などの欠陥を発見し難くなる。

なお、第１の誘電体２０中において、板状の層状無機粒子２１の形状異方性が大きいため、層状無機粒子２１の平均粒径が５００ｎｍ以下の場合、可視光は第１の誘電体２０を透過することができる。

上記した層状無機粒子２１の平均粒径は、層状無機粒子２１を球状の粒子として換算して測定したメディアン径である。層状無機粒子２１の平均粒径は、例えば、動的光散乱法、レーザー回折・散乱法などの粒度分布測定装置によって測定される。

例えば、層状無機粒子２１である層状ケイ酸塩は、一般に、粉末状態において板状の単層のケイ酸塩層が複数積層した凝集塊となっていることが多い。そして、単層の各ケイ酸塩層の表面は、負に帯電していて、層間に陽イオンを有している。このケイ酸塩層の表面と陽イオンとの静電的相互作用が強いため、有機化合物中において、ケイ酸塩層（単層）に分散することは困難である。すなわち、層状ケイ酸塩を、有機化合物中において単層であるケイ酸塩層に分散することは困難である。

そこで、ケイ酸塩層が複数積層して構成されている層状ケイ酸塩に対して、イオン交換処理を施すことが好ましい。イオン交換処理を施すことで、層間にこれまでの陽イオンとは異なる他の陽イオンを存在させることができ、有機化合物との親和性を高めることができる。

イオン交換処理後にケイ酸塩層の層間に存在させる陽イオンは特に限定されるものではないが、イオン交換処理により層間に挿入される度合を考慮すると、四級アンモニウムイオンを用いることが好ましい。これにより、例えば、層間に存在するナトリウムイオンをアンモニウムイオンに交換することができる。これによって、有機化合物との親和性に優れるアンモニウムイオンを層間に存在させることができる。

四級アンモニウムイオンとしては、例えば、テトラブチルアンモニウムイオン、テトラヘキシルアンモニウムイオン、ジヘキシルジメチルアンモニウムイオン、ジオクチルジメチルアンモニウムイオン、ヘキサトリメチルアンモニウムイオン、オクタトリメチルアンモニウムイオン、ドデシルトリメチルアンモニウムイオン、テトラデシルジメチルベンジルアンモニウムイオン、Ｎ-メチルジエタノールラウリルアンモニウムイオン、テトラメチルアンモニウムイオン、テトラプロピルアンモニウムイオンが挙げられる。これらの四級アンモニウムイオンは、単独もしくは２種類以上の混合物として使用することができる。

なお、イオン交換処理は、例えば次の方法で行われる。ケイ酸塩を、水などの溶媒に分散させて膨潤させ、上記の四級アンモニウムイオンを溶解させた溶液を滴下して攪拌しながら反応させる。そして、ろ過によってケイ酸塩と、水および溶液とを分離し、減圧乾燥を施してイオン交換ケイ酸塩を得る。

第２の誘電体５０は、シリコーン樹脂で構成されている。第２の誘電体５０は、例えば、シート状やブロック状に構成されている。シリコーン樹脂において、オルガノポリシロキサンをベースとしたポリマーの重合度は、１０００以上のものが好ましい。第２の誘電体５０は、例えば、加硫剤が添加されたミラブル形のシリコーン樹脂を加熱加圧処理して加硫（架橋）し、弾性や強度を増加させたものである。

なお、気流発生装置１０を構成している第２の誘電体５０は、加硫（架橋）され、弾性や強度が増加された状態であり、ミラブル形の状態ではない。第２の誘電体５０のゴム硬度は、第１の誘電体２０のゴム硬度よりも低い。

第２の誘電体５０を構成する、加硫前のミラブル形のシリコーン樹脂のゴム硬度は、例えば、Ａ３０〜Ａ８０であることが好ましい。Ａ３０〜Ａ８０のゴム硬度の範囲が好ましいのは、入手性、引張強度や引き裂き強度などの機械的強度に優れているからである。

ここで、第２の誘電体５０を構成する、加硫前のミラブル形のシリコーン樹脂のゴム硬度は、第１の誘電体２０を構成する、層状無機粒子２１を含有した加硫前のミラブル形のシリコーン樹脂のゴム硬度よりも低く設定される。

第２の誘電体５０を構成するミラブル形のシリコーン樹脂としては、例えば、ＴＳＥ２２１−５Ｕ、ＴＳＥ２６０−５Ｕ、ＴＳＥ２７０−５Ｕ（モメンティブ社製）、ＫＥ−９５１（信越シリコーン社製）などを使用することができる。

第１の電極３０は、例えば、棒状やシート状などの導電体で構成される。図１および図２には、長手方向に垂直な断面が四角形の平板状の電極を例示している。なお、第１の電極３０の断面形状は、特に限定されるものではない。第１の電極３０の断面形状を、例えば、半円形、半楕円形、円形、楕円形などとしてもよい。第１の電極３０を構成する導電体は、公知な導電性の材料で構成され、気流発生装置１０が使用される環境に応じて、公知な導電性の材料から適宜に選択される。

ここで、第１の電極３０は、気流が発生する側の電極であり、例えば、第１の誘電体２０の一方の表面２０ａに接合（接着）された面以外は、外部に露出されて備えられている。そのため、第１の電極３０は、耐酸化性や耐放電性を有する導電性材料で構成されることが好ましい。第１の電極３０は、具体的には、例えば、ニッケル、ステンレス、チタン、モリブデン、タングステン、またはこれらの合金などで構成されることが好ましい。

第２の電極４０は、第１の電極３０と同様に、例えば、棒状やシート状などの導電体で構成される。第２の電極４０の長手方向に垂直な断面形状は、第１の電極３０のそれと同一であっても、異なっていてもよい。第２の電極４０の長手方向に延びる側面４０ａ、４０ｂおよび表面４０ｃ、４０ｄは、図２に示すように、第１の誘電体２０または第２の誘電体５０に接合（接着）している。

ここで、図１および図２には示していないが、第１の電極３０と第２の電極４０との間に電圧を印加する放電用電源が備えられる。この放電用電源は、第１の電極３０と第２の電極４０との間に、例えば、ケーブルを介して電圧を印加するものである。放電用電源からの出力電圧は、例えば、パルス状（正極性、負極性、正負の両極性（交番電圧））や交流状（正弦波、断続正弦波）の波形を有する出力電圧などである。

次に、気流発生装置１０の作用について説明する。

放電用電源（図示しない）から第１の電極３０と第２の電極４０との間に電圧が印加され、一定の閾値以上の電位差となると、第１の電極３０と第２の電極４０との間に誘電体バリア放電が起こる。この誘電体バリア放電に伴って放電プラズマが生成される。そして、図２に示すように、誘電体バリア放電によって、第１の電極３０および第２の電極４０の長手方向に垂直な一方の方向に、第１の誘電体２０の表面２０ａに沿って気流Ｆが発生する。なお、ここでは、第１の電極３０から第２の電極４０に向かう方向に気流Ｆが発生する。

このように、第１の誘電体２０の表面は、誘電体バリア放電に曝される。しかしながら、層状無機粒子２１は誘電体バリア放電に曝されても分解（侵食）しない。そのため、第１の誘電体２０が層状無機粒子２１を分散して含有することで、層状無機粒子２１が表面に露出するとそれ以上分解（侵食）されず、誘電体バリア放電による侵食を大幅に抑制することができる。

次に、実施の形態の気流発生装置１０の製造方法について説明する。

図３および図４は、実施の形態の気流発生装置１０の製造方法の工程を説明するための、図１のＡ−Ａ断面に相当する断面を模式的に示した図である。ここで、第１の誘電体２０、第２の電極４０および第２の誘電体５０からなる構造体の厚さをＴ０とし、第１の誘電体２０の厚さをＴ１とし、第１の電極３０の厚さをＴ２とする（図２参照）。

図３に示すように、金型の下型１００の、第２の誘電体５０の形状に合わせて形成された溝１０１に、加硫剤が添加されたミラブル形の第１のシリコーン樹脂６０を配置する。なお、第１のシリコーン樹脂６０は、第２の誘電体５０を形成するためのものである。

溝１０１は、気流発生装置１０の長手方向（図３では紙面に垂直な方向）に延設されている。なお、金型の下型１００は、第１のプレス用金型として機能する。

続いて、第１のシリコーン樹脂６０の表面６０ａ上に第２の電極４０を配置する。

続いて、第２の電極４０を介して第１のシリコーン樹脂６０の表面６０ａ上に、加硫剤が添加され、層状無機粒子２１を分散して含有するミラブル形の第２のシリコーン樹脂７０を配置する。また、ミラブル形の第２のシリコーン樹脂７０のゴム硬度は、ミラブル形の第１のシリコーン樹脂６０のゴム硬度よりも高い。なお、第２のシリコーン樹脂７０は、第１の誘電体２０を形成するためのものである。

続いて、第２のシリコーン樹脂７０の表面７０ａ上に、第２の電極４０よりも気流を発生させる方向とは逆方向にずらして、例えば第２の電極４０と平行に第１の電極３０を配置して、積層体８０を構成する。

続いて、図４に示すように、第１の誘電体２０の形状に合わせて形成された溝１１１および第１の電極３０の形状に合わせて形成された溝１１２を有する金型の上型１１０と、下型１００とによってプレスし、所定時間、積層体８０を加熱加圧して一体化する。なお、金型の上型１１０は、第２のプレス用金型として機能する。

ここで、溝１１１および溝１１２は、気流発生装置１０の長手方向（図３では紙面に垂直な方向）に延設されている。また、溝１０１および溝１１１は、それぞれの溝の深さを合算した値が、例えば、図２に示す第２の誘電体５０の厚さと第１の誘電体２０の厚さを合算した厚さＴ０と同じになるように形成されている。例えば、図３に示すように、溝１０１の深さを「Ｔ０−Ｔ１」とし、溝１１１の深さを「Ｔ１」としてもよい。また、溝１１２の深さは、第１の電極３０の厚さＴ２となるように形成されている。

なお、溝１０１に配置される第１のシリコーン樹脂６０の厚さは、例えば、構造体の厚さＴ０から第１の誘電体２０の厚さＴ１を減算した値（Ｔ０−Ｔ１）よりも若干厚く構成されてもよい。これによって、積層体８０の全面に均一に圧力をかけることができる。この際、上型１１０と下型１００との合わせ面に、余分なシリコーン樹脂を逃がすためのスリットや樹脂溜まりを設けることが好ましい。

積層体８０の加熱加圧工程において、第１のシリコーン樹脂６０と第２のシリコーン樹脂７０との間の第２の電極４０は、第２のシリコーン樹脂７０が第１のシリコーン樹脂６０よりもゴム硬度が高いため、第１のシリコーン樹脂６０に埋入される。そして、例えば、第１のシリコーン樹脂６０の表面６０ａと第２の電極４０の表面４０ｄとが同一平面となる。また、加熱加圧工程において、第１のシリコーン樹脂６０および第２のシリコーン樹脂７０は、加硫（架橋）する。第１のシリコーン樹脂６０が加硫（架橋）することで、第２の誘電体５０が形成され、第２のシリコーン樹脂７０が加硫（架橋）することで、第１の誘電体２０が形成される。

加熱加圧工程において積層体８０を一体化する際、第１のシリコーン樹脂６０と第２の電極４０、第１のシリコーン樹脂６０と第２のシリコーン樹脂７０、第２の電極４０と第２のシリコーン樹脂７０、および第２のシリコーン樹脂７０と第１の電極３０が接合される。

ここで、加熱加圧工程における加熱温度は、１００〜２５０℃であり、加圧する圧力は、５〜５０ＭＰａである。加熱温度が１００℃よりも低いと、第１のシリコーン樹脂６０および第２のシリコーン樹脂７０が加硫せず、加熱温度が２５０℃よりも高いとシリコーン樹脂が劣化する。圧力が５ＭＰａより低いと、ボイドの排出が不完全でシリコーン樹脂中にボイドが残存する。圧力が５０ＭＰａより高いと、内挿している電極の座屈が生じやすくなる。また、加熱加圧する時間は、１０分〜６０分である。時間が１０分より短いと、加硫が不十分で所定の特性を発揮せず、時間が６０分より長いと、加硫戻りが起き加硫ゴムの軟化が起こる。

このような工程を経て、図２に示す気流発生装置１０が製造される。

なお、構造体を金型から離型後、未加硫成分を加硫するために、２次加硫を行ってもよい。２次加硫は、例えば、１５０〜３００℃で１時間〜１２時間の条件で行われる。

ここで、前述した、層状無機粒子２１を分散して含有するミラブル形の第２のシリコーン樹脂７０は、次のように製造される。

まず、第２のシリコーン樹脂７０のマトリックス樹脂であるシリコーン樹脂を第１の有機溶媒に添加して溶解させ、シリコーン樹脂分散液を形成する。

続いて、層状無機粒子２１を第２の有機溶媒に添加して膨潤させ、層状無機粒子分散液を形成する。層状無機粒子２１としては、例えば、平均粒径が５００ｎｍ以下のものが使用される。また、前述したイオン交換処理がなされた層状無機粒子２１を使用してもよい。イオン交換処理がなされた層状無機粒子２１を使用することで、層状無機粒子２１を構成する層状ケイ酸塩が複数のケイ酸塩層の積層体から構成されている場合でも、第２の有機溶媒との高い親和性によって、単層のケイ酸塩層に分散しやすくなる。

ここで、第１の有機溶媒は、第２の有機溶媒と同一のものを使用することが好ましい。また、第１の有機溶媒と第２の有機溶媒とが異なるものであり場合には、それぞれが相溶性を有しているものを使用することが好ましい。

第１の有機溶媒および第２の有機溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、クロロホルム、ジクロロメタン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフランなどを使用することができる。また、これらの有機溶媒を、単独もしくは２種類以上の混合溶媒として使用してもよい。

続いて、シリコーン樹脂分散液と層状無機粒子分散液とを混合攪拌して混合液を形成する。混合機として、例えば、プラネタリーミキサ、ディゾルバー、バタフライミキサーなどを使用することができる。

続いて、混合液から第１の有機溶媒および第２の有機溶媒を除去して、層状無機粒子２１を分散して含有するミラブル形の誘電体とする。有機溶媒の除去は、例えば、真空ポンプなどで減圧し、攪拌しながら行う。有機溶媒が減少するとともにミラブル形になる。また、有機溶媒の除去を、攪拌は行わずに、単に減圧下で行ってもよい。さらに、これらの工程に加えて、必要に応じて混合液を加熱して、有機溶媒を除去してもよい。

このような工程を経て、層状無機粒子２１を分散して含有するミラブル形の第２のシリコーン樹脂７０が製造される。

上記したように、実施の形態の気流発生装置１０によれば、第１の誘電体２０が層状無機粒子２１を分散して含有することで、誘電体バリア放電によってシリコーン樹脂の分子鎖が分解（侵食）されることを抑制することができる。これによって、気流発生装置１０における電気的絶縁破壊などが抑制され、電気的な信頼性を維持することができる。

また、ゴム硬度の異なる第１のシリコーン樹脂６０と第２のシリコーン樹脂７０との間に第２の電極４０を備えることで、第２の電極４０の位置が長手方向に一定に維持される。これによって、第１の電極３０と第２の電極４０との間の距離を長手方向に一定に維持することができる。

さらに、層状無機粒子２１を含有する第１の誘電体２０においても、透明性を維持できるため、第１の誘電体２０中の異物やボイド、第２の電極４０と、第１の誘電体２０や第２の誘電体５０との剥離などの欠陥を容易に発見することができる。

以上説明した実施形態によれば、電気的な信頼性を維持することが可能となる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…気流発生装置、２０…第１の誘電体、２０ａ，２０ｂ，４０ｃ，４０ｄ，６０ａ，７０ａ…表面、２１…層状無機粒子、３０…第１の電極、４０…第２の電極、４０ａ…側面、５０…第２の誘電体、６０…第１のシリコーン樹脂、７０…第２のシリコーン樹脂、８０…積層体、１００…下型、１０１，１１１，１１２…溝。

Claims

層状無機粒子を分散して含有するシリコーン樹脂からなる第１の誘電体と、
前記第１の誘電体の一方の表面に設けられた表面電極と、
前記第１の誘電体の他方の表面に、前記表面電極よりも気流を発生させる方向にずらして設けられた内部電極と、
前記第１の誘電体の他方の表面に積層され、前記内部電極を埋入する、シリコーン樹脂からなる第２の誘電体と
を備え、
前記第１の誘電体は、前記第２の誘電体よりもゴム硬度が高いことを特徴とする気流発生装置。
前記層状無機粒子が、層状ケイ酸塩であることを特徴とする請求項１記載の気流発生装置。
前記層状無機粒子を球状の粒子として換算したときの平均粒径が５００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１または２記載の気流発生装置。
前記層状無機粒子が、前記第１の誘電体のマトリックス樹脂であるシリコーン樹脂１００質量部に対して、１〜５０質量部含有されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の気流発生装置。
前記第１の誘電体および前記第２の誘電体を介して前記内部電極を目視できることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の気流発生装置。
加硫剤が添加された、ミラブル形の第１のシリコーン樹脂を第１のプレス用金型に配置する工程と、
前記第１のシリコーン樹脂上に内部電極を配置する工程と、
前記内部電極を介して前記第１のシリコーン樹脂上に、前記第１のシリコーン樹脂よりもゴム硬度が高く、加硫剤が添加され、層状無機粒子を分散して含有するミラブル形の第２のシリコーン樹脂を配置する工程と、
前記第２のシリコーン樹脂上に、前記内部電極よりも気流を発生させる方向とは逆方向にずらして表面電極を配置して、積層体を構成する工程と、
前記表面電極側の第２のプレス用金型と前記第１のプレス用金型とによって、前記積層体を加熱加圧して一体化し、前記第１のシリコーン樹脂に前記内部電極を埋入させるとともに、前記第１のシリコーン樹脂および前記第２のシリコーン樹脂を加硫する工程と
を具備することを特徴とする気流発生装置の製造方法。
前記第２のシリコーン樹脂が、
前記第２のシリコーン樹脂のマトリックス樹脂であるシリコーン樹脂を第１の有機溶媒中に溶解させたシリコーン樹脂分散液を形成する工程と、
前記層状無機粒子を第２の有機溶媒中で膨潤させた層状無機粒子分散液を形成する工程と、
前記シリコーン樹脂分散液と前記層状無機粒子分散液とを混合攪拌して混合液を形成する工程と、
前記混合液から前記第１の有機溶媒および前記第２の有機溶媒を除去して、前記層状無機粒子を分散して含有するミラブル形の誘電体とする工程と
を経て形成されていることを特徴とする請求項６記載の気流発生装置の製造方法。
前記第１の有機溶媒と前記第２の有機溶媒とが同一であるか、または相溶性を有していることを特徴とする請求項７記載の気流発生装置の製造方法。
前記第２の有機溶媒に投入する前の前記層状無機粒子にイオン交換処理を施していることを特徴とする請求項７または８記載の気流発生装置の製造方法。