一种静电吸附面板制造技术

本发明专利技术属于面板领域，尤其涉及一种静电吸附面板，包括由上到下依次设置的功能介质层、绝缘层、阻隔层、电极层和绝缘基板层，其特征在于所述功能介质层、绝缘层和阻隔层采取精密控制厚度的多层复合结构；所述阻隔层完整地无缝隙地覆盖在电极层表面，且与绝缘层无缝衔接；所述绝缘层和电极层在水平方向采取平行交叉互补设置结构。采用脉冲方式供电、产生静电吸附力。本发明专利技术的静电吸附面板能够在较低的供电条件下，产生较强的静电吸附力，具有高效、节能、耐潮湿等优点，且能满足与人体直接接触的安全要求。

【技术实现步骤摘要】
一种静电吸附面板
本专利技术属于吸附面板
，尤其涉及一种静电吸附面板。
技术介绍
静电吸附的原理主要是在导电电极施加高压电(电场通常在1kV/mm左右的范围)后电极上生产出大量自由电荷，自由电荷激发产生的电场使壁面极化而产生极化电荷，利用电极和壁面上极性相反电荷间的电场力作用实现吸附。它已经广泛使用于夹具夹持工件、航天任务粘接、半导体行业中物料输送和抓取、夹持先进的复合材料和纤维材料(如布和碳纤维)的末端效应器、制造自动化和仓库自动化的攀登机器人和材料处理单元的粘合机构。静电吸附是一个复杂和动态的静电吸引现象，电介质材料的电阻率、厚度、介电常数、电介质强度、表面纹路、分子结构、分子质量、分子极性、结晶度及其电负性，电极的图形、间距、宽度、厚度、长度、导电率以及供电电压大小、电压极性和输出电流，基板材料的厚度、表面结构、介电常数、电负性、电阻率、结晶度、分子结构、分子量和分子极化率，以及使用环境的温度、湿度、压力、静电吸附垫和基板间的空气间隙和污染物等近30多个因素都对静电吸附面板表面的静电吸附力大小有影响。根据现有理论研究表明，单个平行板电容间电场静电力大小为：其中C为电极间电容，V为电极电压，d为电极间距。电极间存在击穿电压，不可能通过无限增加电压的方式的来提高静电力，因此可以采用若干(N个)共面并联电极型式来增加电容，从而增大静电力。根据相关理论研究和经验公式，可得N个共面并联电极激发高压电场使壁面极化产生的静电力大小为：其中ε0为空气间隙的介电常数，εr为绝缘层材料的相对介电常数，d为电极间距、电极与壁面间的间距(理论简化)，w为单个并联电极的宽度，l为单个并联电极的长度，V为电极电压。综上所述，影响并联电极吸附面板的主要因素有电极几何结构(如长度、宽度、间距)、绝缘层材料的相对介电常数、电极两端供应电压值。目前，用于静电吸附板的电极结构有单极型和双极型两种。双极型电极的吸附力与电极的几何尺寸和排布的拓扑结构有关，在电压相同的情况下，双极型比单极型的吸附力小。但是双极型的吸附可控，响应速度快，不需要辅助电极，设备更轻便。目前，双极型静电吸附板的报道有方形(专利号CN2777687Y)，而梳状交叉电极多停留在理论研究阶段。当前，市面上静电吸附产品不少，但通常存在以下缺点：①电压较高，大多数供电电压高于4kV到10kV以上，作为民用，特别是儿童或生活用品，存在触电的危险；②直流高压供电产生静电，在绝缘层表面形成持续静电电荷累积，容易在局部形成高压放电，既不安全，也容易产生臭氧，形成环境污染；③有使用条件苛刻，特别是环境湿度对静电强度影响较大，在湿度大于70％条件下，静电吸附力有较大衰减；④体积大、能耗较高，不利于外出携带。
技术实现思路
为了解决以上技术问题，本专利技术提供一种静电吸附面板，吸力强、耗能低、使用范围多、寿命长等，具有安全、高效、强力的特点。解决以上技术问题的本专利技术中的一种静电吸附面板，包括由上到下依次设置的功能介质层、绝缘层、阻隔层、电极层和绝缘基板层，其特征在于所述功能介质层、绝缘层和阻隔层采取精密控制厚度的多层复合结构；所述阻隔层完整地无缝隙地覆盖在电极层表面，且与绝缘层无缝衔接；所述绝缘层和电极层在水平方向采取平行交叉互补设置结构。所述功能介质层由1-2层功能性绝缘材料复合组成，其整体厚度为0.001～0.025mm；所述绝缘层由2～9层绝缘材料复合组成，其整体厚度为0.005～1.0mm；所述阻隔层厚度为0.001～0.01mm。所述功能介电层表面硬度可为2～5H。所述功能介质层、绝缘层和所述阻隔层所用材料可以相同或不同，且为聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、全氟乙烯丙烯共聚物(FEP)、聚全氟烷氧基树脂(PFA)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、乙烯一三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)、乙烯一四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚氟乙烯(PVF)、含氟丙烯酸酯、含氟硅氧烷、聚氨酯(PU)、聚氨酯改性丙烯酸酯、聚氯乙烯(PVC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺(PA)、环氧树脂(PE)、改性丙烯酸酯、多官能度丙烯酸酯、有机硅等相关树脂为主体的涂料或薄膜中的一种或多种。选用绝缘强度更好的材料作为绝缘层，绝缘层中还可添加色粉和填料，使产品外观一致。最外层功能介质层，不仅负责电荷的产生，也是防潮的重要部分，这部分材料必须具有优异的憎水特性，可采取低表面能材料或高交联密度材料，阻止水雾在表面铺展开，较少在潮湿环境下的电荷衰减，从而达到防潮的功能。所述电极层的电极结构由一套或多套平行交叉的电极对组构成；所述单对电极宽度为15～50mm，单对电极间的绝缘间距为0.5～8.0mm，电极层厚度为0.001～0.1mm。所述电极层的平行交叉电极形状为平行直线、平行半圆波浪、正弦波和方波形式中的一种。采取交叉式电极，至少两组导电电极，可以通过不同曲线形式，增加电容面积。同时，应尽量避免尖锐结构，防止局部电场畸变。提高极板电容量，增大静电吸附力。所述电极层由导电浆料制备而成；所述导电浆料包括导电填料和树脂，其中所述导电填料由银粉、铜粉、镀银铜粉、镍粉、导电碳粉和碳纳米管中的一种或多种组成；所述树脂由环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯、热塑性聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚氨酯、氯丁胶中的一种或多种组成；所述导电浆料还可以包括助剂，所用助剂为气相二氧化硅、有机改性硅酸盐、水合硅酸镁、松香、聚氨酯、氯化橡胶和聚乙烯醇缩丁醛中的一种或多种。所述静电电源通过导电杆与静电吸附面板电极层相连；所述静电电源采用低电流高压脉冲方式供电，放电频率需要与功能介质层结构相适应，根据功能介质层极性、放电特性、交联密度，选择脉冲频率为2～30Hz，电压为300～3000V。采用脉冲方式供电、产生静电吸附力。本专利技术中功能介电层机构主要指材料本身分子链及支链结构。所述导电杆为铜、银导电金属材质；其形状似于铆钉，由空心圆柱杆和上端一个环形金属薄片组成的一体结构；环形金属薄片掩埋于静电吸附面板电极层的两个电极中；电源电线接于圆柱杆内侧中上端；圆柱上端为导电膏与电极层融为一体，下段为环氧树脂。所述绝缘基板层为防潮木材、覆铜板、聚氯乙烯(PVC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(亚克力板PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、环氧玻纤板、酚醛纸板、粗陶、精陶、普通玻璃、石英玻璃、钢化玻璃、钾玻璃、硼酸盐玻璃中的一种或复合材料。基板选用防水能力好的材料，且材料厚度大于1mm。所述强力静电吸附面板的整体厚度小于5.0mm，面积为0.0001～100m2。所述绝缘介电材料主要用于填充所述电极层的两电极间空隙，同时所述绝缘层的厚度等于或略大于所述电极层的厚度。本专利技术采取一种与基板及导电层相容性极好的阻隔层，通过液相涂敷的方式在导电层、基板间隙之间形成精密附着的连续层，从而实现阻隔防潮的作用；采用最少2种材料，分层交替涂敷，最少2层，最多9层，使得在满足绝缘的同时，满足阻隔防潮的要求，提高绝缘效率和阻隔防水效率。本专利技术的强力静电吸附面板：(1)强静电吸附力：①本专利技术在理论上综合考虑了电极层的化学成分、电极形状、电极几何结构，同时根据系统重复实验结果确定相关参数，确保了静电吸附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种静电吸附面板，包括由上到下依次设置的功能介质层（1）、绝缘层（2）、阻隔层（3）、电极层（4）和绝缘基板层（5）以及置于静电吸附面板内的导电杆（6）和静电电源（7），其特征在于：所述功能介质层（1）、绝缘层（2）和阻隔层（3）为采取精密控制厚度的多层复合结构，其中阻隔层（3）完整地无缝隙地覆盖在电极层（4）表面，且与绝缘层（2）紧密、无缝衔接；所述绝缘层（2）和电极层（3）在水平方向采取平行交叉互补设置结构。

【技术特征摘要】
1.一种静电吸附面板，包括由上到下依次设置的功能介质层（1）、绝缘层（2）、阻隔层（3）、电极层（4）和绝缘基板层（5）以及置于静电吸附面板内的导电杆（6）和静电电源（7），其特征在于：所述功能介质层（1）、绝缘层（2）和阻隔层（3）为采取精密控制厚度的多层复合结构，其中阻隔层（3）完整地无缝隙地覆盖在电极层（4）表面，且与绝缘层（2）紧密、无缝衔接；所述绝缘层（2）和电极层（3）在水平方向采取平行交叉互补设置结构。2.根据权利要求1所述的一种静电吸附面板，其特征在于：所述功能介质层（1）由1~2层功能性绝缘材料复合组成，其整体厚度为0.001~0.025mm；所述绝缘层（2）由2~9层绝缘材料复合组成，其整体厚度为0.005~1.0mm；所述阻隔层（3）厚度为0.001~0.01mm。3.根据权利要求1所述的一种静电吸附面板，其特征在于：所述功能介质层（1）、绝缘层（2）和阻隔层（3）所用材料为相同或不同，且为聚偏氟乙烯（PVDF）、聚四氟乙烯（PTFE）、全氟乙烯丙烯共聚物（FEP）、聚全氟烷氧基树脂（PFA）、聚三氟氯乙烯（PCTFE）、乙烯一三氟氯乙烯共聚物（ECTFE）、乙烯一四氟乙烯共聚物（ETFE）、聚氟乙烯（PVF）、含氟丙烯酸酯、含氟硅氧烷、聚氨酯（PU）、聚氨酯改性丙烯酸酯、聚氯乙烯（PVC）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚碳酸酯（PC）、聚酰亚胺（PI）、聚酰胺（PA）、环氧树脂（PE）、丙烯酸酯或有机硅的相关树脂为主体的涂料或薄膜中的一种或多种。4.根据权利要求1所述一种静电吸附面板，其特征在于：所述电极层（4）的电极结构由一套或多套平行交叉的电极对组构成；所述单对电极宽度为15~50mm，单对电极间的绝缘间距为0.5~8.0mm，电极层厚度为0~0.1mm。5.根据权利要求1或4所述一种静电吸附面板，其特征在于：所述电极层（4）的平行交...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋红兵，
申请(专利权)人：成都同明新材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51