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公開番号2024167019
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-29
出願番号2023092758
出願日2023-05-19
発明の名称プラズマ処理装置
出願人カーボントレードネオ株式会社
代理人個人,弁理士法人磯野国際特許商標事務所
主分類H05H 1/24 20060101AFI20241122BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】気体を連続して効率よくプラズマ処理することが可能であって、製造時の取扱性と作業性に優れたプラズマ処理装置を提供する。
【解決手段】平板状の誘電体層の両側に電極層を有し、さらに当該2つの電極層の外側にそれぞれ絶縁体層を有する多層構造を有し、前記電極層と前記絶縁体層は、両者を貫通する複数の貫通孔を有し、前記誘電体層は前記貫通孔が形成されている部分が外部に露出し、前記電極層と前記絶縁体層は、前記貫通孔内の断面部が外部に露出していることを特徴とするプラズマ生成部と、前記2つの電極層の間に交流電圧を印加することができる電源部と、気体をプラズマで処理するために、前記プラズマ生成部の外側の空間に気体を流すことができる気体流動部を有することを特徴とする誘電体バリア放電方式のプラズマ処理装置である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
平板状の誘電体層の両側に電極層を有し、さらに当該２つの電極層の外側にそれぞれ絶縁体層を有する多層構造を有し、
前記電極層と前記絶縁体層は、両者を貫通する複数の貫通孔を有し、
前記誘電体層は前記貫通孔が形成されている部分が外部に露出し、
前記電極層と前記絶縁体層は、前記貫通孔内の断面部が外部に露出していることを特徴とするプラズマ生成部と、
前記２つの電極層の間に交流電圧を印加することができる電源部と、
気体をプラズマで処理するために、前記プラズマ生成部の外側の空間に気体を流すことができる気体流動部を有することを特徴とする誘電体バリア放電方式のプラズマ処理装置。
続きを表示（約 340 文字）【請求項２】
前記プラズマ生成部を空間を隔てて複数設置して、前記複数のプラズマ生成部の外側の空間と中間の空間に気体を流すことができる気体流動部を有することを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記プラズマ生成部が平面状または曲面状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記誘電体層が主としてガラス、セラミックスおよびシリコーン系樹脂から選ばれる材料から構成され、前記絶縁体層が主としてガラス繊維、セルロース繊維、エポキシ樹脂、フェノール樹脂およびポリイミド樹脂から選ばれる材料から構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプラズマ処理装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理装置に関する。特に、気体を連続的にプラズマ処理することができるプラズマ処理装置に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、プラズマ処理技術に関しては、誘電体バリア放電（ＤｉｅｌｅｃｔｒｉｃＢａｒｒｉｅｒＤｉｓｃｈａｒｇｅ、ＤＢＤ）という手法が開発されて、大気圧下で低温度のプラズマを発生させることが可能となった。その結果、プラズマ処理の適用分野が広がり、多様な用途で利用が進みつつある。プラズマ処理の目的としては、殺菌、消臭、表面改質、化学物質の分解などが挙げられる。また、プラズマ処理の対象となる物質は、固体、液体、気体のいずれであってもよい。
【０００３】
空気を流動させつつ連続的にプラズマ処理するために、種々のプラズマ処理装置が開発されている。例えば、特許文献１には、平板状の第１電極と第２電極とが間隙を隔てて対向するように設けられたプラズマ生成部が２以上積層配置されたプラズマ発生装置が開示されている。また、特許文献２には、放電電極の少なくとも一部が誘電体で覆われた電極部材を厚さ方向に並べて配置した構造を有し、隣接する前記電極部材間の隙間にプラズマを発生させる構造を有するプラズマ発生器と、電圧を印加する電源と、前記隙間に空気を流すとともに発生したオゾンを空気とともに放出する送風手段とを備えた空気清浄器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－１９０４７２号公報
特開２０１８－１３０２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のプラズマ発生装置も、特許文献２に記載の空気清浄器も、複数の金属層と誘電体層とで挟まれたスリット状の空間にプラズマを発生させて、空間を流れる空気をプラズマ処理するものである。また、いずれの装置も、金属層、誘電体層、隙間の空間を多数積層した構造を有しており、製造時には、厚さが薄い各層を順番に積層していく作業を多数回繰り返すことが必要であり、製造時の取扱性や作業性に劣るものであった。
【０００６】
本発明は、上記のような状況に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の課題は、気体を連続して効率よくプラズマ処理することが可能であって、製造時の取扱性と作業性に優れたプラズマ処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、まず、平板状の誘電体層の両側に電極層を有し、さらに当該２つの電極層の外側にそれぞれ絶縁体層を有する多層構造体を試作した。本発明者は、次に、積層された前記電極層と前記絶縁体層とを貫通する複数の貫通孔を形成することによって、前記貫通孔が形成されている部分において前記誘電体層が外部に露出している多層構造体を試作した。本発明者は、得られた多層構造体の２つの電極層の間に交流電圧を印加して、プラズマの生成状況を観察した。その結果、２つの電極層で挟まれた誘電体層内においてプラズマが生成するだけでなく、貫通孔内の電極層の断面部が外部に露出している部分付近においても、プラズマが生成することを見出した。そして、貫通孔内の電極層の断面部付近において生成したプラズマが、多層構造体の外側を流れる気体のプラズマ処理に有効に働くことを見出した。上記の複数の貫通孔を有する多層構造体は、スリット状の空間の形成を必ずしも必要とせず、プラズマ処理装置の製造時における上記課題の解消を可能とするものである。
本発明は、上記のような検討を経て完成するに至ったものである。すなわち、本発明は、以下のような構成を有するものである。
【０００８】
（１）平板状の誘電体層の両側に電極層を有し、さらに当該２つの電極層の外側にそれぞれ絶縁体層を有する多層構造を有し、前記電極層と前記絶縁体層は、両者を貫通する複数の貫通孔を有し、前記誘電体層は前記貫通孔が形成されている部分が外部に露出し、前記電極層と前記絶縁体層は、前記貫通孔内の断面部が外部に露出していることを特徴とするプラズマ生成部と、前記２つの電極層の間に交流電圧を印加することができる電源部と、気体をプラズマで処理するために、前記プラズマ生成部の外側の空間に気体を流すことができる気体流動部を有することを特徴とする誘電体バリア放電方式のプラズマ処理装置。
（２）前記プラズマ生成部を空間を隔てて複数設置して、前記複数のプラズマ生成部の外側の空間と中間の空間に気体を流すことができる気体流動部を有することを特徴とする前記（１）に記載のプラズマ処理装置。
（３）前記プラズマ生成部が平面状または曲面状であることを特徴とする前記（１）または前記（２）に記載のプラズマ処理装置。
（４）前記誘電体層が主としてガラス、セラミックスおよびシリコーン系樹脂から選ばれる材料から構成され、前記絶縁体層が主としてガラス繊維、セルロース繊維、エポキシ樹脂、フェノール樹脂およびポリイミド樹脂から選ばれる材料から構成されていることを特徴とする前記（１）または前記（２）に記載のプラズマ処理装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のプラズマ処理装置は、気体を連続して効率よくプラズマ処理することが可能であって、製造時の取扱性と作業性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本実施形態のプラズマ処理装置のプラズマ生成部の模式的見取図である。
図２（ａ）は、図１のプラズマ生成部のＡ－Ａ断面の模式的断面図である。図２（ｂ）は、図１のプラズマ生成部のＢ－Ｂ断面の模式的断面図である。
本実施形態のプラズマ処理装置のプラズマ生成部を気体の流れ方向の風上方向から見た模式的見取図である。
本実施形態のプラズマ処理装置のプラズマ生成部を気体の流れ方向の直角方向から見た模式的見取図である。
本実施形態のプラズマ処理装置のプラズマ生成部と気体流動部の模式的見取図である。
図５のプラズマ処理装置のプラズマ生成部と気体流動部のＣ－Ｃ断面の模式的断面図である。
本実施形態のプラズマ処理装置のプラズマ生成部と気体流動部の模式的見取図である。
図７のプラズマ処理装置のプラズマ生成部と気体流動部のＤ－Ｄ断面の模式的断面図である。
本実施形態のプラズマ処理装置のプラズマ生成部の模式的平面図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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