静电电荷减少装置的制作方法

1.本发明涉及静电电荷减少技术领域，更具体地说，涉及一种静电电荷减少装置。


背景技术：

2.静电放电(electro static discharge，esd)控制行业中，一个众所周知的事实是，使用空气电离技术减少静电电荷仍然存在明显的局限性和缺点，在当今高速快速输出的制造环境中，例如在移动网、绝缘膜或网基工艺方面，这些局限性和缺点尤为显著。
3.目前市面上大多数空气电离装置的速度都不足以中和潜伏在聚合物性质的移动绝缘体网上的静电电荷。
4.d1(cn 209627781u)公开了一种用于去除织物成品的静电电荷的设备。然而，在d1中，工业加湿器7设置在设备的底部，生成的湿气首先接触织物。为了不影响织物质量，应仔细控制湿气的湿度。此外，这种技术方案不适用于对湿度敏感的目标。
5.d2(cn 104918397a)公开了一种静电消除器，其由静电消除头200和通过弯曲软管101连接的湿气生成部件300构成，其中静电消除头200配置有电源装置215、多个静电消除针220和两个接地电极230。其中，通过外壳210中的电源设备215在多个静电消除针220和接地电极230之间施加高压，从而在多个静电消除针220和接地电极230之间生成电晕放电。然而，电源设备215的设置和维护非常昂贵。
6.因此，仍然存在解决当前静电电荷减少方案的限制、不足和缺陷的工业需求。需要开展进一步的研究和开发工作，以探索更好的替代方案或解决方案，消除上述限制、不足和缺陷。


技术实现要素：

7.根据一个方面，提供了一种静电电荷减少装置，包括用于生成具有指定相对湿度的湿介质的湿介质生成器，用于将所述湿介质输送到目标物体的湿介质输送装置，连接所述湿介质输送装置和地的接地装置，以及既接触所述目标物体又连接所述接地装置的导电器件；所述湿介质输送装置、所述导电器件和所述目标物体沿着所述湿介质的输送路径依次排列，使得所述湿介质依次输送通过所述湿介质输送装置、所述导电器件和所述目标物体以减少静电电荷。
8.优选地，所述湿介质生成器包括用于生成具有指定相对湿度的湿气的湿气生成器，所述湿介质输送装置包括具有开口的湿气输送装置，所述开口面向所述目标物体以用于将所述湿气引导至所述目标物体，所述导电器件包括设置在所述开口中的安装结构和设置在所述安装结构上的导电元件，其中所述导电元件接触所述目标物体并连接所述接地装置。
9.优选地，所述湿气输送装置包括具有平口的气体喷嘴，所述平口的外缘形成面向所述目标物体的所述开口。
10.优选地，所述安装结构包括横跨所述开口设置的带状件，所述导电元件是附连到
所述带状件并弯曲形成与所述目标物体接触的多个小环的金属线。
11.优选地，在所述开口的相对内侧形成两个安装槽，并且所述带状件插入所述安装槽中以附连到所述开口。
12.优选地，所述安装结构包括横跨所述开口设置的滚柱，所述导电元件是缠绕所述滚柱并与所述目标物体接触的金属线。
13.优选地，所述安装结构进一步包括在所述开口的相对内侧形成的两个安装槽，所述滚柱的安装轴插入所述安装槽中以附连到所述开口。
14.优选地，所述安装结构包括横跨所述开口设置的带状件，且所述导电元件是附连到所述带状件并与所述目标物体接触的软金属片。
15.优选地，所述湿气输送装置进一步包括用于连接所述湿气生成器和所述平口的输送管。
16.优选地，所述湿介质生成器包括装水的容器，所述湿介质输送装置包括输水结构和输水介质；所述输水介质的一端缠绕在所述输水结构上，另一端接触所述导电器件；所述输水结构的下部浸入所述水中，所述输水结构的上部设置在所述水的上方，从而使得所述容器中的水依次通过所述输水介质、所述导电器件和所述目标物体输送，进而通过毛细管作用减少静电电荷。
17.优选地，所述输水结构是圆柱滚筒，所述圆柱滚筒的下部浸入所述水中，所述输水介质包括从所述圆柱滚筒的下部向上缠绕到所述圆柱滚筒的上部的第一输水介质部分，将所述第一输水介质部分缠绕在所述圆柱滚筒的上部的第二输水介质部分，以及连接第二输水介质部分和所述导电器件的第三输水介质部分。
18.优选地，所述导电器件包括水平安装结构和设置在所述水平安装结构的下缘的导电元件，所述第三输水介质部分附连到所述水平安装结构，使得所述水可以输送到所述导电元件。
19.优选地，所述导电元件是弯曲形成与所述目标物体接触的多个小环的金属线，所述金属线与微小的保护性螺旋金属线圈结合。
20.优选地，所述输水结构还具有用于缩回所述输水介质的可伸缩机构。
21.优选地，所述导电器件包括两个水平安装结构，所述两个水平安装结构水平或者倾斜设置从而使得设置在所述两个水平安装结构的下缘的所述导电元件与水平或垂直通过的所述目标物体接触，并且所述输水介质具有双层结构。
22.优选地，所述静电电荷减少装置进一步包括用于生成具有指定相对湿度的湿气的湿气生成器和用于将所述湿气吹入所述导电器件的湿介质输送装置。
23.当来自湿介质生成器的具有指定相对湿度的湿介质通过所述湿介质输送装置，然后经过导电器件，最后引导至目标物体和连接接地装置的导电器件之间的接合点进行输送时，令人惊讶的是，在所述目标物体通过并与所述导电器件分开后，原来的静态电压下降了90％以上。这一发现令人惊讶，因为在此过程中并没有使用空气电离器来中和和减少静电电荷。
附图说明
24.为了进一步解释本技术，将参考以下附图描述本技术的示例性实施例，其中：
25.图1是示出根据本技术的第一实施例的静电电荷减少装置的示意图；
26.图2是示出根据本技术的优选实施例的湿气输送装置的分解图；
27.图3是示出根据本技术的另一优选实施例的湿气输送装置的分解图；
28.图4是示出根据本技术第二实施例的静电电荷减少装置的示意图；
29.图5是示出根据本技术第三实施例的静电电荷减少装置的示意图；
30.图6是示出根据本技术第四实施例的静电电荷减少装置的示意图；
31.图7是示出根据本技术第五实施例的静电电荷减少装置的示意图；
32.图8是示出根据本技术第六实施例的静电电荷减少装置的示意图；
33.图9是示出根据本技术优选实施例的导电元件的示意图。
具体实施方式
34.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的各个具体实施例仅仅用以示例本发明，并不用于限定本发明。
35.本技术涉及一种静电电荷减少装置，包括用于生成具有指定相对湿度的湿介质的湿介质生成器，用于将所述湿介质输送到目标物体的湿介质输送装置，连接所述湿介质输送装置和地的接地装置，以及既接触所述目标物体又连接所述接地装置的导电器件；所述湿介质输送装置、所述导电器件和所述目标物体沿着所述湿介质的输送路径依次排列，使得所述湿介质依次输送通过所述湿介质输送装置、所述导电器件和所述目标物体以减少静电电荷。当来自湿介质生成器的具有指定相对湿度的湿介质通过所述湿介质输送装置，然后经过导电器件，最后引导至目标物体和连接接地装置的导电器件之间的接合点进行输送时，令人惊讶的是，在所述目标物体通过并与所述导电器件分开后，原来的静态电压下降了90％以上。这一发现令人惊讶，因为在此过程中并没有使用空气电离器来中和和减少静电电荷。
36.图1是示出根据本技术的第一实施例的静电电荷减少装置的示意图。在本技术中，所述静电电荷减少装置包括用于生成具有指定相对湿度的湿介质的湿介质生成器，用于将所述湿介质输送到目标物体的湿介质输送装置，连接所述湿介质输送装置和地的接地装置，以及既接触所述目标物体又连接所述接地装置的导电器件。
37.在图1所指的实施例中，湿介质为湿气。因此，所述湿介质生成器是用于生成具有指定相对湿度的湿气的湿气生成器100，而湿介质输送装置是用于将湿气输送到目标物体400的湿气输送装置200。接地装置300连接湿气输送装置200和地g。湿气输送装置200具有面向目标物体400的开口221，所述开口221设置有导电器件230，导电器件230既接触目标物体400，又连接接地装置300。
38.在本技术的优选实施例中，所述湿气生成器100可以是连续输出湿气的任何受控湿气供给装置，或者是交替输出单路湿气或多路湿气的任何受控湿气供给装置，所述路湿气或多路湿气的指定相对湿度为60％至95％，优选为75％至90％，更优选为85％至90％。在更优选的实施例中，指定的相对湿度可设置为75％、85％或95％。在本技术的优选实施例中，湿气输送装置200可以具有任何形状，只要它可以用于将湿气从湿气生成器100输送到目标物体400，并且该湿气输送装置200具有面向目标物体400的开口221，用于将湿气引导
到目标物体400。例如，它可以是带或不带喷嘴的管道，也可以是带或不带连接管道的喷嘴。
39.在如图1所示的本技术的更优选实施例中，湿气输送装置200包括具有平口222的气体喷嘴220和用于连接湿气生成器100和气体喷嘴220的输送管210。平口222的外缘形成面向目标对象400的开口221。
40.在本技术的优选实施例中，导电器件230可以是任何导电元件，例如接触目标对象400并连接接地装置300的金属片、金属线、金属带等。例如，金属线可以由许多细小的金属丝组成，形成一条软线，它可以比标准金属丝更好地减少静电电荷。当然，也可以根据实际需要使用标准金属线。
41.在另一个优选实施例中，所述导电器件可包括固定或附连到开口221的安装结构和固定或附连到安装结构的导电元件，其中所述导电元件接触目标物体400并连接接地装置300。安装结构可以以可拆卸或固定的方式设置在开口221处。例如，可以将其插入开口221中，并用螺钉、螺栓或粘合剂固定。
42.优选地，接地装置300可以是任何接地元件，例如具有或不具有连接导电器件230的接地电阻器的接地线缆。此外，目标物体400可以是需要减少静电的任何物体。本技术尤其适用于具有平面的目标物体，例如移动的绝缘膜/网。当然，本应用也可用于其他物体的静电电荷减少。
43.当来自湿气生成器的具有指定相对湿度的湿气在湿气输送装置的开口处释放，并引导至目标物体和连接接地装置的导电器件之间的接合点时，令人惊讶的是，在目标物体通过导电器件并与导电器件分开后，原来的静态电压下降了90％以上。这一发现令人惊讶，因为在此过程中并没有使用空气电离器来中和和减少静电电荷。
44.目前还不完全理解为什么静电电荷会大幅减少，可能主要原因之一是：目标物体表面60％或以上的相对湿度的高密度水分子提供了一个不同寻常的有利条件，可以将表面“转化”为更高水平的“导电性”，以排出静电电荷，当目标物体与地面电连接时，当空气干燥或相对湿度较低时，绝缘体上的任何静电电荷或静电压都很难接地。
45.在当前设备小型化市场趋势下，esd控制缓解技术变得越来越具有挑战性，这一发现将有助于提供一种有效的替代手段，以克服空气电离器的现有缺点和局限性。本发明将在现实生活中对esd敏感的制造环境中提供一种替代的有用解决方案。
46.图2是示出根据本技术的优选实施例的湿气输送装置的分解图。在本实施例中，湿气输送装置200包括具有平口222的气体喷嘴220和用于连接湿气生成器100和气体喷嘴220的输送管210。平口222的外缘形成面向目标对象400的矩形开口221。两个安装槽223位于矩形开口221的相对长内侧。
47.在本技术中，导电器件230包括通过插入安装槽223而附连到开口221上的带状件231，以及附连到带状件231并弯曲以形成多个小环的金属线232，这些小环接触目标物体400并连接接地装置300。当然，金属线232足够柔软，不会损坏目标物体400。在另一个实施例中，金属线232不能弯曲，并且具有刷状结构。
48.在另一优选实施例中，金属线232可由软金属片代替。在优选实施例中，金属线232或软金属片由软不锈钢金属丝或金属片制成。当然，也可以使用其他导电线。当目标对象是薄膜/网时，本实施例更优选。在更优选的实施例中，带状件231也可由导电材料制成。还应注意，尽管图2中仅显示了一个导电器件230，但也可以有更多导电器件230，这取决于实际
要求。本领域技术人员应当注意，带状件231可以通过其他方式横跨设置在开口221上，例如用螺栓、螺钉或粘合剂固定。
49.图3是示出根据本技术的另一优选实施例的湿气输送装置的分解图。图3与图2中的类似，它们之间的区别在于导电器件230的设计。在本实施例中，湿气输送装置200还包括具有平口222的气体喷嘴220和用于连接湿气生成器100和气体喷嘴220的输送管210。平口222的外缘形成面向目标对象400的矩形开口221。两个安装槽223位于矩形开口221的相对长内侧。
50.此外，导电器件230包括横跨所述开口221设置的滚柱234和缠绕所述滚柱234以接触目标物体400并连接接地装置300的金属线235。在本技术中，将滚柱234的安装轴233插入安装槽223中以附连到所述开口221。优选地，金属线235缠绕滚柱234的整个表面，并且安装的滚柱234可旋转。在更优选的实施例中，滚柱234也可由导电材料制成。本领域技术人员应注意，滚柱234可以通过其他方式横跨设置在开口221上，例如用螺栓、螺钉或粘合剂固定。
51.通过使用图2-3中所示的湿气输送装置，得到了类似的结果。当指定相对湿度为60％至95％、优选为75％至90％、更优选为85％至90％的湿气从湿气生成器释放到湿气输送装置的开口处，并引导至目标物体和连接接地装置的导电器件之间的接合点时，令人惊讶的是，在目标物体通过导电器件并与导电器件分开后，原来的静态电压下降了90％以上。这一发现令人惊讶，因为在此过程中并没有使用空气电离器来中和和减少静电电荷。
52.图4是示出根据本技术第二实施例的静电电荷减少装置的示意图。如图4所示，静电电荷减少装置可包括两个湿气输送装置200，每个湿气输送装置200分别连接一个湿气生成器100和一个接地装置300。在本技术中，两个湿气输送装置200可以根据前述实施例中的任何一个来构造，并且它们沿着目标对象400平行设置并串联放置。应当注意，两个湿气输送装置200可以相同，也可以不同。此外，静电电荷减少装置还可以包括更多湿气输送装置200。
53.图5是示出根据本技术第三实施例的静电电荷减少装置的示意图。如图5所示，静电电荷减少装置可包括两个湿气输送装置200，其均连接一个相应的湿气生成器100和一个相应的接地装置300。在本技术中，两个湿气输送装置200可以根据前述实施例中的任何一个来构造，并且它们沿着目标对象400平行设置并串联放置。应当注意，两个湿气输送装置200可以相同，也可以不同。此外，静电电荷减少装置还可以包括连接相同或不同的湿气生成器100的更多湿气输送装置200。另外，湿气输送装置200可以仅与一个或不同的接地装置300连接。通过采用图4-5中的实施例，可以提供更多的静电减少装置的选项，从而提高应用的灵活性。
54.图6是示出根据本技术第四实施例的静电电荷减少装置的示意图。在本技术中，所述静电电荷减少装置包括用于生成具有指定相对湿度的湿介质的湿介质生成器，用于将所述湿介质输送到目标物体的湿介质输送装置，连接所述湿介质输送装置和地的接地装置，以及既接触所述目标物体又连接所述接地装置的导电器件。
55.在图6所指的实施例中，湿介质的来源是水。因此，湿介质生成器是装水510的容器500，湿介质输送装置包括输水结构610和输水介质620，所述输水介质620的一端缠绕在输水结构610上，另一端接触导电器件230。如图6所示，输水结构610的下部浸入水510中，输水结构610的上部设置在水510上方，使得容器500中的水510依次通过输水介质620，导电器件
230和目标物体400输送，以用于通过毛细管作用减少静电电荷。
56.在本技术中，容器500可以由任何形状的任何材料制成。例如，它可以是圆形玻璃容器或椭圆形陶瓷容器等。输水结构610也可以是圆形、椭圆形或方形柱，其一端浸入水510中，而另一端位于水510上方，以便于通过毛细管作用进行输水。优选地，输水结构610是锥形的圆柱滚筒。输水介质620可以是能够通过毛细作用使水迁移的任何形状的任何材料，例如布、纸巾、纸等。在优选实施例中，输水介质620可以是布。在本实施例中，通过将湿的输水介质620放置在导电器件230的上部，将水510供应至导电器件230，使得水510转移至导电器件230，然后向下迁移至导电器件230的下部。
57.在本技术的一个简单实施例中，输水介质620可以只是布条，其一端缠绕在输水结构610上，另一端接触导电器件230。通过将用干布缠绕的输水结构610的一部分点蘸/浸渍到容器500中，使布条变湿，使得容器510中的水510将通过毛细作用向上迁移到水位以上的干布上。
58.在本技术的更优选实施例中，如图6所示，输水结构610为圆柱滚筒，该圆柱滚筒的下部浸入水中510。输水介质620包括第一输水介质部分621，第二输水介质部分622和第三输水介质部分623。该第一输水介质部分621从圆柱滚筒的下部向上缠绕到圆柱滚筒的上部，第二输水介质部分622在圆柱滚筒的上部缠绕第一输水介质部分622，所述第三输水介质部分623连接第二供水介质部分622和导电器件230。在该具体实施例中，导电器件230包括水平安装结构236和设置在水平安装结构236的下缘的导电元件237。第三输水介质部分623附连到水平安装结构236上，使得水510可以输送到导电元件237。在优选实施例中，第三输水介质部分623的宽度比水平安装结构236的宽度略宽，使得第三输水介质部分623的下缘可以与导电元件237接触。
59.令人惊讶的是，当向导电元件237供应受控的微量水(即，使导电元件237湿润而不从导电元件237滴水)时，发现与不向导电元件237供水相比，静电电压的进一步下降有很大差异。通常，当移动的聚乙烯薄膜以20000v的高静电电压从滚筒上展开并通过湿的导电元件237时，静电电压降至低于500v的极低水平。通常，静态电压可以下降97.5％。
60.并不十分清楚为什么会观察到这种现象。这可能是由于水蒸气从靠近聚乙烯膜表面的湿的导电元件散发时，湿的导电元件237附近具有非常高的相对湿度，这样可以优化电离和接地效应。
61.在本技术的类似优选实施例中，所述静电电荷减少装置还包括用于生成具有指定相对湿度的湿气的湿气生成器和用于将湿气输送到目标物体的湿气输送装置。这可以获得类似的技术效果。同样令人惊讶的是，无论添加或移除湿气，只要留下湿的导电元件，都会观察到静电电压的意外急剧下降。现在，静电电压的下降量甚至远远超过了只有湿气吹入时但没有弄湿导电元件时的下降量。这是很有趣的，因为在控制良好的微量水迁移/供应到导电元件的情况下，无论是否有湿气吹入，都能改变静电减少结果，并实现了更强的静电减少能力。
62.此外，我们还发现，当在环境相对湿度下，在没有湿气流吹向导电元件的情况下，将水饱和的湿布放置在导电元件上时，水会滴落在导电元件的底端。然而，当湿气吹过暴露的导电元件时，导电元件完全停止滴落。换言之，为了防止湿的导电元件滴落水滴，一种技术解决方案是让导电元件以湿气流持续吹入，而不是仅仅将其留在周围大气中而不向其吹
入湿气。
63.在本实施例中，导电元件237可以是弯曲以形成与目标物体接触的多个小环92的金属线91。可选地，金属线91通常由短纤维长度的不锈钢纤维或连续长丝制成，这些纤维被纺成单股纱线，然后将其中两股或更多股纱线合股以形成金属丝。可选地，如图9所示，金属线91的小环92与微小的保护性螺旋金属线圈93结合。这是为了防止金属线在使用过程中过度摩擦，以防止或消除金属丝在连续使用过程中因快速磨损而频繁更换。这种微小的保护线圈还可以防止金属线脱落，从而使当前的应用适合在非常干净的高端洁净室环境中使用。
64.图7是示出根据本技术第五实施例的静电电荷减少装置的示意图。所述实施例为：图7与图6相似，其区别在于，所述输水结构600还设置有用于缩回输水介质620的可伸缩机构640，导电器件230包括水平设置的两个水平安装结构231，使得设置在两个水平安装结构231的下缘的导电元件232与水平穿过的目标物体接触。在本实施例中，输水介质具有双层结构。优选使用可伸缩机构640。可伸缩机构640的主要目的是促进干燥输水介质的圆柱滚筒的预湿，以便立即使用，从而节省时间，而无需等待来自水容器的水沿着干布的整个长度流动，这是由于其本身的缓慢毛细作用。任选地，两(2)层或多层输水介质分别用于向两(2)层或多层水平安装结构231供应，以进一步提高静电降低效率。在本技术中，可伸缩机构640可以以任何类型或方式设置，并且可以是手动或自动的。
65.图8是示出根据本技术第六实施例的静电电荷减少装置的示意图。该实施例如图8所示，与图7所示类似，其区别在于两个水平安装结构231倾斜设置，使得设置在两个水平安装结构231的下缘的导电元件232与垂直通过的目标物体400接触。倾斜设置的水平安装结构231的提供了更多的应用选择，尤其是当高电荷膜从上到下或从下到上垂直移动时，以优化本应用的应用和使用。在本技术的优选实施例中，可以调整这种倾斜角度。
66.对本技术的示例性实施例的前述描述仅出于说明和描述的目的而呈现，并不旨在穷尽或将本技术限制于所公开的精确形式。根据上述教导，各种修改和变化是可能的。
67.以上选择和描述的实施例是为了解释本技术的原理及其实际应用，以便使得本领域的其他技术人员能利用本技术和各种实施例，并进行适合于特定用途或预期用途效果的各种修改。对于本技术所属领域的技术人员来说，替代实施例在不偏离本技术的精神和范围的基础上是显而易见的。因此，本技术的范围由所附权利要求而不是前述描述和其中描述的示例性实施例来定义。