JP3145433B2 - オゾナイザー用誘電体とその製造方法 - Google Patents

オゾナイザー用誘電体とその製造方法

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JP3145433B2 JP22051391A JP22051391A JP3145433B2 JP 3145433 B2 JP3145433 B2 JP 3145433B2 JP 22051391 A JP22051391 A JP 22051391A JP 22051391 A JP22051391 A JP 22051391A JP 3145433 B2 JP3145433 B2 JP 3145433B2
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任彦 佐藤
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は無声放電式のオゾナイザ
ーに用いられる誘電体とその製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】一般に、無声放電式によるオゾナイザー
は高圧を印加する金属電極の両側又は、片側に固体絶縁
性の誘電体が密着されており、この誘電体によって両電
極間の放電電流の増大を制限して無声放電を発生させ
て、その放電空隙を流れる酸素をオゾン化するものであ
る。そして、この誘電体としては誘電率の高い素材とし
てガラス、セラミック、シリコンゴム、マイカ等が多く
用いられており、これらの素材を単一の板又は、筒体に
形成するとともに、それらの形状に一致する電極に密着
していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記したガ
ラス、セラミック、シリコンゴム、マイカ等の素材を単
一の板又は、筒体に薄く形成する場合、割れ又は、ピン
ホール等の不良が発生するため、加工性が悪く、また、
特に、マイカにおいては、有機物が混入していたりして
電気的絶縁性が不均一になったり、或いは良くないとい
う問題点があった。
【0004】さらに、強度的な面から、従来型の誘電体
の多くはその厚さをあまり薄くして加工することができ
ず、ある程度の厚さに制限されるため、放電時において
電極に発生する熱が蓄熱されて温度が上昇し、発生した
オゾンガスが分解してオゾン発生率が悪くなったり、ま
た、耐電強度も劣り、誘電性も悪くなるという問題点が
あった。
【0005】本発明は、誘電体によるオゾン発生量は、
印加される放電電圧が同等の場合、その誘電体の厚さに
逆比例するため、薄くすることが有利であるという点に
着目して創案されたものであって、その目的とするとこ
ろは、誘電体の加工性、特性、強度、放熱性、誘電性等
を向上することができるオゾナイザー用誘電体とその製
造方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するために、請求項1の発明は、無機繊維製シートに
対し、無機コーティング剤をコーティングし、乾燥した
ことを要旨とする。このコーティング方法としては、無
機繊維製シートに無機コーティング剤を塗布するか、含
浸させるのが有効である。
【0007】請求項2の発明では、無機繊維製シートに
対し、無機コーティング剤をコーティングし、加圧乾燥
したことを要旨とし、コーティングされた無機繊維製シ
ートを加圧圧縮して乾燥させることにより、より薄く成
形する。
【0008】請求項3の発明では、オゾナイザー用の電
極の少なくともいずれか一方に密着される誘電体であっ
て、同誘電体は所定の厚さに形成された無機繊維製シー
トと、同無機繊維製シートに対してコーティングした無
機質薄膜部とから構成したことを要旨とするものであ
る。
【0009】前記無機繊維シートとしては無機繊維紙を
使用し、その材質としてガラス、セラミック、シリカ、
アルミナ、窒化ホウ素、ジルコニア、窒化ケイ素等が挙
げられる。その中でもセラミックを材質としたセラミッ
クペーパーは有機成分等の不純物の含有量が少なくて電
気絶縁性に優れ、また、短繊維セラミックで高密度で、
かつ、均質性に優れ、機械的強度も有し、薄くしても割
れ又は、ピンホール等の不良の発生の少なく、加工性も
優れている。なお、このセラミックペーパーは、例え
ば、ケイ酸塩繊維からなるカオウールペーパー(イソラ
イト工業(株)社製)がある。なお、セラミックペーパ
ーの板厚としては、0.5mm〜3.0mmであること
が望ましい。
【0010】また、他の材質を使用した無機繊維紙とし
ては以下のようなものがある。 (1)セラミックやアルミナ繊維からなるサンペーパー
(太陽ケミカル(株)社製) (2)セラミック繊維からなるファインフレックス(ニ
チアス(株)社製) (3)窒化ケイ素からなるウイスカーシート(太陽ケミ
カル(株)社製) (4)ガラス繊維からなるガラス繊維濾紙(東洋濾紙
(株)社製) 前記無機コーティング剤としてはアルミニウム、シリコ
ン、ジルコニウム、チタン等からなる金属アルコキシド
及び、その複合体や、エチルシリケート等が挙げられ
る。これらは無機系コーティング剤として金属又は、プ
ラスチック等の表面に塗布することができるが、特に、
金属アルコキシドは加水分解及び、重縮合により、メタ
ロキサンポリマー化されたゾル体をバインダーとして加
熱及び、脱水・脱アルコール反応させて純粋な無機の皮
膜を生成するものであり、皮膜強度及び、電気絶縁性に
優れているため、誘電体として利用することができる。
【0011】そして、金属アルコキシドの中でも変成ア
ルキルシリケート系のものが前記セラミックペーパーへ
のコーティングに最も適しており、例えば、ETSB6
000又は、7000((有)テー・エス・ビー開発セ
ンター製)がある。
【0012】また、セラミック及び、他の材質の無機繊
維紙にもコーティングできるものとしては、金属アルコ
キシド等の無機コーティング剤のみのもの又は、金属ア
ルコキシド等の無機コーティング剤にオルガノシリカゾ
ル、マイカ微粉、アルミナ微粉、ウィスカー等を混合さ
せて皮膜厚を調整したり、局部的な耐電強度を増加させ
たりしたものもあり、これらのコーティング剤としては
以下のようなものがある。 (1)金属アルコキシド系からなるグラスカ((株)リ
ボール社製) (2)金属酸化物系ポリマーと無機フィラーとの混合か
らなるセラミカ((株)日板研究所製) (3)シリコンアルコキシドからなるセラマコート
((株)オーデック社製) (4)金属アルコキシド系からなるアロンセラミック
(東亞合成化学工業(株)社製) (5)変成アルミニウムシリケートからなるグラスモド
キ(テー・エス・ビー開発センター製) (6)各種金属アルコキシド系からなる金属アルコキシ
ド(住友セメント(株)社製) (7)金属アルコキシド系からなるグラセラム(神東塗
料(株)社製) (8)有機金属化合物を有効成分とするアトロン(日本
曹達(株)社製) (9)シリコン樹脂にマイカ、セラミックの微粉を混合
させたパイロコート(オオタケセラム(株)社製) (10)エチルシリケート系からなるシルエステル(三
菱モンサント化成製)
【0013】
【作用】そして、この発明に係るオゾナオザー用誘電体
にあっては、電極側に薄く密着さることが可能なうえ、
多孔質で空気との接触面積も大きいため、放電時におい
て電極に発生する熱が効率よく放熱され、しかも、金属
アルコキシド等の無機コーティング剤により、耐電強度
に優れ、誘電性を向上させることができる。
【0014】
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図1に
従って説明する。図1に示すように、板形状の金属性の
電極1,2が放電間隙を有する位置に対向して配置され
ている。両電極1、2の放電空間側には電極1、2の面
積よりも大きな一対の誘電体3が接着されている。
【0015】この誘電体3は無機繊維製シートとしての
セラミックペーパー4と、同セラミックペーパー4に対
してコーティングした無機質薄膜部としての無機コーテ
ィング剤5とから構成されている。
【0016】前記セラミックペーパー4(商品名:カオ
ウールペーパー イソライト工業(株)社製 成分組成
SiO2:52.3% Al23:47.3%)はセラ
ミックを材質としており、短繊維セラミックが高密度の
状態で成形されている。また、本実施例におけるセラミ
ックペーパーの板厚は、0.5mmと1.0mmの二種
類がある。
【0017】前記無機コーティング剤5(商品名:ET
SB6000乃至、7000 (有)テー・エス・ビー
開発センター製)は金属アルコキシドのうち変成アルキ
ルシリケート系を成分とし、有機成分等の不純物がな
い。そして、この無機コーティング剤5は通常、ゾル体
であるが、自然乾燥によりゲル体へと変化するものであ
る。。
【0018】なお、前記電極1、2には電源6が接続さ
れている。次に、このように構成された誘電体3の製造
方法について説明する。セラミックペーパー4を無機コ
ーティング剤5内で飽和状態になるように含浸させる。
そして、セラミックペーパー4を常温にて一定時間(こ
の場合、8時間)放置して自然乾燥させる。この後、セ
ラミックペーパー4を150℃に加温しながら乾燥(無
加圧乾燥)させたものと、プレス又は、圧延ロール等に
より加圧してさらに乾燥(加圧乾燥)させたものを製造
した。すると、両方の無機コーティング剤5の表面がガ
ラス様になり、誘電体3としての板厚はセラミックペー
パー4の素材厚と比較して以下のようになった。 (素材厚) (無加圧乾燥後 (加圧乾燥後 の誘電体厚) の誘電体厚) 0.5mm 0.30mm〜0.45mm 0.25mm〜0.35mm 1.0mm 0.70mm〜0.90mm 0.60mm〜0.70mm なお、セラミックペーパー4の素材厚は無加圧乾燥によ
り薄くなっているが、これは乾燥により素材が収縮した
ためである。また、無機コーティング剤5により、誘電
体3表面の皮膜強度が大きくなった。
【0019】さらに、このようにして製造された誘電体
3を電極1、2に密着させるには、まず、電極1、2の
表面を酸洗して脱錆及び、脱脂処理する。次に、電極
1、2の表面にシリコン系接着剤(品番:SE1750
東レシリコン(株)社製)を均一に薄く塗布する。こ
の後、無機コーティング剤5を施したセラミックペーパ
ー4を電極1、2上に乗せて、電極1、2を80℃〜1
00℃に加温しながら、プレス又は、圧延ロール等によ
り加圧して乾燥させて、完全に圧着させる。
【0020】また、このように電極1、2に密着された
誘電体3を用いてオゾンを発生させる場合は、電源6か
ら両電極1,2に高電圧を印加すると、電極1,2の空
間で無声放電が行われ、オゾンが発生する。
【0021】このとき、誘電体3は板厚が薄く成形され
ているため、放電時に電極1、2に蓄えられた熱は、誘
電体3を介して効率良く放出される。また、誘電体3の
セラミックペーパー4には無機コーティング剤5が無加
圧乾燥又は、加圧乾燥によりコーティングされているた
め、耐電強度が向上し、絶縁破壊が起こる電圧値が高く
なる。
【0022】この絶縁破壊電圧値の測定結果は以下のよ
うになった。 (1)試験条件 電極;JISC2110−7・1 電極の図2による。
【0023】遮断電流値; 5A 電圧上昇速度; 1KV/s (2)結果 (素材厚) (無加圧乾燥後 (加圧乾燥後 の破壊電圧値) の破壊電圧値) 0.5mm 6.1KV〜7.3KV 8.1KV〜8.9KV 1.0mm 10.7KV〜12.2KV 13.9KV〜15.3KV このように、無加圧乾燥に対して加圧乾燥による誘電体
3はその耐電強度が約30%向上している。
【0024】また、従来の誘電体としてマイカと、本発
明における誘電体3とを積層状態でオゾンを発生させた
場合の発生量を比較すると以下のようになった。 (積層枚数) (オゾン発生量) 17枚(マイカ) 600mg/h 14枚(誘電体3) 600mg/h この結果から誘電体3をマイカと同じ枚数にすればオゾ
ン発生量を増大させることができる。また、マイカによ
る薄板のサイズは均一性の面からあまり大きくできず、
30cm角位が限度とされるが、誘電体3のセラミック
ペーパーの場合、此の点での制約は無く放電面積の増大
が可能なため、大出力のオゾン発生機の製造も容易に達
成することができるこのようにして、本実施例のオゾナ
イザー用誘電体3においては、セラミックペーパー4と
無機コーティング剤5とから構成し、セラミックペーパ
ー4に無機コーティング剤5をコーティングして無加圧
乾燥又は、加圧乾燥して薄く成形したことにより、機械
的強度を高めることができ、割れ又は、ピンホール等の
不良が発生せず、加工性を向上し、また、有機物が混入
せず電気的絶縁性を向上することができる。
【0025】また、誘電体3を薄く成形したことによ
り、放電時に電極1、2に蓄えられた熱は、誘電体3を
介して効率良く放出され放熱性を向上することができ
る。さらに、誘電体3の無機コーティング剤5が無加圧
乾燥又は、加圧乾燥によりコーティングされているた
め、耐電強度が向上し、絶縁破壊が起こる電圧値を高く
することができる。つまり、絶縁破壊が起こる電圧が高
くなれば放電させる電圧も高くすることができるため、
誘電性を向上することができる。
【0026】また、セラミックペーパー4と無機コーテ
ィング剤5とは従来のマイカ等と比較して安価であるた
め、低コストにて製造することができる。さらに、無機
コーティング剤5によりセラミックペーパー4に対して
耐オゾン性を向上させることができ、従来よりも長期に
亘り使用することができる。
【0027】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはなく、次のようにしたりしてもよい。 (1)上記実施例では誘電体3を電極1、2の片面のみ
に密着させたが、電極1,2の両面に密着させてもよ
い。 (2)上記実施例ではセラミックペーパー4のみに無機
コーティング5をコーティングしたが、必要に応じて、
電極1、2の表面にコーティングしたりしてもよい。 (3)上記実施例では電極1、2を板形状としたが、こ
れを波型形状、V字型形状等の異型電極として使用した
りしてもよい (4)上記実施例ではセラミックペーパー4を無機コー
ティング剤5内で飽和状態になるように含浸させて、セ
ラミックペーパー4を常温にて一定時間放置して乾燥さ
せたが、この乾燥工程を省略して、次の無加圧乾燥又
は、加圧乾燥工程に移行してもよい。
【0028】
【発明の効果】以上詳述したように本発明のオゾナイザ
ー用誘電体とその製造方法によれば、誘電体を無機繊維
製シートと、同無機繊維製シートに対してコーティング
した無機質薄膜部とから構成し、これらを無加圧乾燥又
は、加圧乾燥により薄く成形したことにより、誘電体の
加工性、特性、強度、放熱性、誘電性等を向上すること
ができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例のオゾナイザーの構成を示す概略図で
ある。
【符号の説明】
1,2 電極、3 誘電体、4 無機繊維製シートとし
てのセラミックペーパー、5 無機質薄膜部としての無
機コーティング剤。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C01B 13/11 H01B 3/00 H01T 23/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無機繊維製シートに対し、無機コーティ
    ング剤をコーティングし、乾燥したことを特徴とするオ
    ゾナイザー用誘電体の製造方法。
  2. 【請求項2】 無機繊維製シートに対し、無機コーティ
    ング剤をコーティングし、加圧乾燥したことを特徴とす
    るオゾナイザー用誘電体の製造方法。
  3. 【請求項3】 オゾナイザー用の電極の少なくともいず
    れか一方に密着される誘電体であって、同誘電体は所定
    の厚さに形成された無機繊維製シートと、同無機繊維製
    シートに対してコーティングした無機質薄膜部とから構
    成したことを特徴とするオゾナイザー用誘電体。
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WO2011099257A1 (ja) * 2010-02-09 2011-08-18 パナソニック株式会社 電極板とその製造方法およびそれを用いた電気集塵機

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