(57)【要約】  導電性を有する電極と被加工物との間にパルス状の放電を発生させ、このパルス状の放電エネルギーによって被加工物表面に電極材料あるいは電極材料が放電エネルギーにより反応した物質からなる被膜を形成する放電表面処理に用いる放電表面処理用電極の製造方法であって、金属粉末および絶縁性の粉末のうちの少なくとも一方からなる第１の電極用材料と、溶媒に導電性樹脂が溶解または分散した導電性有機結合材からなる第２の電極用材料と、を混練してスラリーを作製する混練工程と、前記スラリーを成形して成形体を形成する成形工程と、前記導電性有機結合材の熱分解が開始される熱分解開始温度以下の温度で前記成形体を乾燥させる乾燥工程と、を含む。
2008081520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属粉末および絶縁性の粉末のうちの少なくとも一方からなる第１の電極用材料と、溶媒に導電性樹脂が溶解または分散した導電性有機結合材からなる第２の電極用材料と、を混練してスラリーを作製する混練工程と、
前記スラリーを成形して成形体を形成する成形工程と、
前記導電性有機結合材の熱分解が開始される熱分解開始温度以下の温度で前記成形体を乾燥させる乾燥工程と、
を含むことを特徴とする放電表面処理用電極の製造方法。
【請求項２】
前記スラリーの重量に対する前記溶媒の重量比率が２ｗｔ％〜５０ｗｔ％であること、
を特徴とする請求項１に記載の放電表面処理用電極の製造方法。
【請求項３】
前記混練工程において、前記溶媒として極性溶媒を前記導電性有機結合材の全重量に対して１ｗｔ％〜１０ｗｔ％用いること、
を特徴とする請求項２に記載の放電表面処理用電極の製造方法。
【請求項４】
前記極性溶媒が、エチレングリコール、ジメチルスルホキシドおよびジメチルアセタミドからなる群より選択された少なくとも１種であること、
を特徴とする請求項３に記載の放電表面処理用電極の製造方法。
【請求項５】
前記第１の電極用材料の粉末の形状が略球状であること、
を特徴とする請求項１に記載の放電表面処理用電極の製造方法。
【請求項６】
前記成形工程において、前記スラリーを押し出し成形して前記成形体を形成すること、
を特徴とする請求項１に記載の放電表面処理用電極の製造方法。
【請求項７】
前記混練工程において、有機結合材を第１の電極用材料の全重量に対して１ｗｔ％〜１０ｗｔ％添加すること、
を特徴とする請求項１に記載の放電表面処理用電極の製造方法。
【請求項８】
金属粉末および絶縁性の粉末のうちの少なくとも一方からなる第１の電極用材料が、導電性樹脂を含有する導電性有機結合材からなる第２の電極用材料の中に分散してなること、
を特徴とする放電表面処理用電極。
【請求項９】
前記第１の電極用材料として、略球状の粉末を含有すること、
を特徴とする請求項８に記載の放電表面処理用電極。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性を有する電極と被加工物との間にパルス状の放電を発生させ、このパルス状の放電エネルギーによって被加工物表面に電極材料あるいは電極材料が放電エネルギーにより反応した物質からなる被膜を形成する放電表面処理に用いられる放電表面処理用電極およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属粉末の押し出し成形による低電気抵抗の成形体の製造においては、金属粉末と有機結合材とを混合・混練・押し出し成形した後、有機結合材の分解・除去と金属粉末の拡散結合とを行うための焼結処理を行っている。たとえば、肉盛用焼結体材料の製造方法では、金属または合金からなる粉末を、有機結合材または無機結合材と混合し、押し出し法により成形した後、焼結している（たとえば、特許文献１参照）。【０００３】
そして、このような従来の押し出し成形法を用いて放電表面処理用電極を製造する場合には、放電表面処理用電極の低電気抵抗化を測るために焼結による粒子の拡散結合が必要であった。【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１５３３９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したような従来の技術においては、焼結する工程を有することによって製造コストが高コスト化する、という問題があった。また、上述したような従来の技術においては、焼結した製品（成形体）に割れが発生する、という問題があった。【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高品質の放電表面処理用電極を安価に提供可能な放電表面処理用電極およびその製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる放電表面処理用電極の製造方法は、金属粉末および絶縁性の粉末のうちの少なくとも一方からなる第１の電極用材料と、溶媒に導電性樹脂が溶解または分散した導電性有機結合材からなる第２の電極用材料と、を混練してスラリーを作製する混練工程と、スラリーを成形して成形体を形成する成形工程と、導電性有機結合材の熱分解が開始される熱分解開始温度以下の温度で成形体を乾燥させる乾燥工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明にかかる放電表面処理用電極の製造方法によれば、結合材として導電性有機結合材を用いることにより、低電気抵抗を有する放電表面処理用電極を焼成を行うことなく低コストで作製することができ、また、焼成に起因した割れの発生のない高品質の放電表面処理用電極を作製することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明にかかる放電表面処理用電極の製造方法における処理手順の概要を説明するフローチャートである。
【図２】図２は、実施の形態１における放電表面処理用電極の製造方法において使用する混練・押し出し成形機の概略構成を説明する断面図である。
【図３−１】図３−１は、放電表面処理用電極を作製する際のスラリーに含まれる溶媒量の重量比率と、放電表面処理用電極の比抵抗と、の関係を示す特性図である。
【図３−２】図３−２は、図３−１に示す測定結果の数値データを示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１にかかる放電表面処理用電極の内部構造を走査型電子顕微鏡で観察した場合の模式図である。
【図５】図５は、放電表面処理装置の概略構成を示す模式図である。
【図６−１】図６−１は、放電表面処理時における放電のパルス条件の一例を示す図であり、放電時の電極とワークとの間にかかる電圧波形を示す図である。
【図６−２】図６−２は、放電表面処理時における放電のパルス条件の一例を示す図であり、放電時に流れる電流の電流波形を示す図である。
【図７−１】図７−１は、実施の形態２における実施例および比較例の放電表面処理用電極の作成条件および比抵抗を示す図である。
【図７−２】図７−２は、実施の形態２における実施例および比較例の放電表面処理用電極の作成条件および比抵抗を示す図である。
【図８−１】図８−１は、実施の形態３における実施例および比較例の放電表面処理用電極の作成条件および比抵抗を示す図である。
【図８−２】図８−２は、実施の形態３における実施例および比較例の放電表面処理用電極の作成条件および比抵抗を示す図である。
【図８−３】図８−３は、実施の形態３における実施例および比較例の放電表面処理用電極の作成条件および比抵抗を示す図である。
【図９】図９は、実施の形態４にかかる放電表面処理用電極における比抵抗の測定位置を模式的に示す図である。
【図１０】図１０は、ステライト混合粉末の全重量に対する略球状のステライト粉末の混合比率と、放電表面処理用電極の比抵抗と、の関係を示す特性図である。
【図１１】図１１は、粉末に対するポリビニルアルコールの添加量と、放電表面処理用電極の縦弾性係数および比抵抗と、の関係を示す特性図である。
【図１２】図１２は、図１１に示す測定結果の数値データを示す図である。
【符号の説明】
【００１０】
１  混練・押し出し成形機
１１  外周容器
１２  スクリュー
１３  投入口
１６  押し出し口
１７  スラリー
２１  導電性有機結合材
２２  ステライト粉末
２３  空隙
３０１  電極
３０２  ワーク
３０３  加工液
３０４  放電表面処理用電源
３０５  アーク柱
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明にかかる放電表面処理用電極の製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述により限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。【００１２】
実施の形態１．
まず、本発明にかかる放電表面処理用電極の製造方法の概要について説明する。図１は、本発明にかかる放電表面処理用電極の製造方法における処理手順の概要を説明するフローチャートである。図１に示すように、本発明にかかる放電表面処理用電極の製造方法は、金属粉末および絶縁性の粉末のうちの少なくとも一方からなる第１の電極用材料と、導電性有機結合材からなる第２の電極用材料と、を混練して混練材（スラリー）を作製する混練工程（ステップＳ１１０）と、混練材（スラリー）を成形して成形体とする成形工程（ステップＳ１２０）と、導電性有機結合材の熱分解が開始される熱分解開始温度以下の温度で成形体を乾燥させる乾燥工程（ステップＳ１３０）と、を含むものである。本発明においては、このような工程を含むことにより、割れのない高品質の放電表面処理用電極を安価に提供可能である。以下において、実施の形態１にかかる放電表面処理用電極の製造方法について、図１を参照して説明する。放電表面処理用電極の製造方法について工程ごとに詳細に説明する。【００１３】
（混練工程）
混練工程では、金属粉末および絶縁性の粉末のうちの少なくとも一方と、溶媒に導電性樹脂が溶解または分散した導電性有機結合材と、を混練して混練材（スラリー）を作製する（ステップＳ１１０）。【００１４】
図２は、実施の形態１における放電表面処理用電極の製造方法において使用する混練・押し出し成形機１の概略構成を説明する断面図である。この混練・押し出し成形機１は、円筒状の外周容器１１と、この外周容器１１の内壁に密接して回転する、らせん状の溝が形成されたスクリュー１２とを有して構成されている。【００１５】
この混練・押し出し成形機１においては、金属粉末および絶縁性の粉末のうちの少なくとも一方を含む第１の電極用材料と、溶媒に導電性樹脂が溶解または分散した導電性有機結合材である第２の電極用材料と、を投入口１３から投入してスクリュー１２を回転させると、これらの材料がスクリュー１２のらせん状の溝を通過して押し出し方向（押し出し口１６の方向）へ送られる。この際に、投入された第１の電極用材料と第２の電極用材料とが均一に混合、混練されてスラリー１７が作製される。【００１６】
さらに、スラリー１７は、スクリュー１２が回転することにより押し出し方向（押し出し口１６の方向）に送られ、押し出し口１６から押し出される。これにより、スラリー１７が成形されて、１１ｍｍ×５ｍｍの矩形の断面形状を有する成形体（プリフォーム）１８が形成される。【００１７】
実施の形態１においては、第１の電極用材料として平均粒径３μｍ以下のりん片状のステライト粉末を使用し、第２の電極用材料には、液状の導電性有機結合材として、ウレタンが入ったポリチオフェンを使用し、これらを図２に示す混練・押し出し成形機１に投入した。ここで、第１の電極用材料と第２の電極用材料との比率は、第２の電極用材料中の導電性樹脂の体積が第１の電極用材料の体積に対して５％以上の体積比率になるようにした。ただし、第２の電極用材料中の導電性樹脂の体積が第１の電極用材料の体積に対して２０％以上の体積比率になるようにした方が好ましい。なぜなら、第１の電極用材料の導電性が低い場合には導電性樹脂が主に電気的なパスを担うことになるため、導電性樹脂の体積比率は大きい方が好ましい。なお、ここで使用する導電性有機結合材は、導電性樹脂が溶媒に溶解あるいは分散した結合材であるが、導電性樹脂の他に非導電性樹脂も溶解あるいは分散して含まれている場合もある。【００１８】
そして、材料の投入後、混練・押し出し成形機１内のスクリュー１２を回転させてこれらの材料を十分混練し、スラリー１７を作製した。【００１９】
（成形工程）
成形工程では、混練工程で作製したスラリーを成形して成形体を形成する（ステップＳ１２０）。実施の形態１では、混練・押し出し成形機１におけるスラリー１７の作製に引き続いて、該スラリーを成形して成形体の形成を行った。また、実施の形態１では、混練・押し出し成形機１の内部を真空引きすることで、スラリー１７に含まれる溶媒量（ｗｔ％）を種々の量に調整しながら、１０ＭＰａ〜１００ＭＰａの押し出し圧力でスラリー１７を押し出し成形して１００×１１×５ｍｍの成形体（プリフォーム）１８を得た。【００２０】
（乾燥工程）
乾燥工程では、成形体に含まれる導電性有機結合材の熱分解が開始される熱分解開始温度以下の温度で成形体を乾燥させる（ステップＳ１３０）。実施の形態１では、成形工程で得られた成形体（プリフォーム）１８を、真空雰囲気中において、ポリチオフェン熱分解が開始される熱分解開始温度以下の温度である１４０℃で乾燥・硬化させて放電表面処理用電極を得た。乾燥時間は２時間〜４時間であった。【００２１】
つぎに、上記のようにして得られた放電表面処理用電極の比抵抗特性を調べた。図３−１は、放電表面処理用電極を作製する際のスラリー１７に含まれる溶媒量の重量比率（ｗｔ％）と、最終的に得られた放電表面処理用電極の比抵抗（Ω・ｃｍ）と、の関係を示す特性図である。また、図３−２は、図３−１に示す測定結果の数値データを示す図である。比抵抗の測定は４探針法により行った。【００２２】
図３−１および図３−２より、スラリー１７に含まれる溶媒量の重量比率が２ｗｔ％〜５０ｗｔ％である場合には、１．０×１０2（Ω・ｃｍ）程度以下の低電気抵抗を有する放電表面処理用電極が得られていることがわかる。これは、結合材として導電性有機結合材を使用したことにより、放電表面処理用電極内において導電性有機結合材により良好な電気的パスが形成されたことによると考えられる。【００２３】
したがって、本実施の形態にかかる放電表面処理用電極の製造方法によれば、放電表面処理用電極材料の結合材として導電性有機結合材を用いることにより、焼結による粒子の拡散結合を行うことなく、低電気抵抗を有する放電表面処理用電極が得られる。また、放電表面処理用電極の製造工程において焼結を行わないため、焼結を実施することによるコストの上昇がなく、低電気抵抗の放電表面処理用電極が安価に得られる。また、放電表面処理用電極の製造工程において焼結を行わないため、焼結による放電表面処理用電極の割れの発生がなく、高品質の放電表面処理用電極が得られる。【００２４】
また、図３−１および図３−２より、スラリー１７に含まれる溶媒量の重量比率が２ｗｔ％〜５０ｗｔ％である場合には、スラリー１７に含まれる溶媒量の重量比率が２ｗｔ％未満または５０ｗｔ％よりも大である場合に比べて放電表面処理用電極の比抵抗が２桁以上低下し（１／１００以下に低下し）、低電気抵抗を有する放電表面処理用電極が得られることがわかる。【００２５】
ここで、スラリー１７に含まれる溶媒量が少なくなるにしたがって、放電表面処理用電極内における導電性有機結合材の電気的パスが断裂していき、放電表面処理用電極全体の比抵抗が高くなると考えられる。そして、このような傾向は、特にスラリー１７に含まれる溶媒量の重量比率が２ｗｔ％未満になると顕著になる。【００２６】
一方、スラリー１７に含まれる溶媒量が多くなるにしたがって、溶媒に起因して押し出し成形後の成形体（プリフォーム）１８の形状維持が困難となる。また、スラリー１７に含まれる溶媒量が多くなるにしたがって、成形体（プリフォーム）１８を乾燥する際の該成形体（プリフォーム）１８の収縮が大きくなり成形体の形状維持が困難となる。そして、このような傾向は、スラリー１７に含まれる溶媒量の重量比率が２ｗｔ％未満または５０ｗｔ％よりも大である場合に顕著になる。【００２７】
したがって、これらのことより、放電表面処理用電極内における導電性有機結合材の電気的なつながりの維持、および放電表面処理用電極の形状維持には、押し出し成形時のスラリー１７に含まれる溶媒量の管理が重要であることがわかる。すなわち、低電気抵抗および良好な形状を有する放電表面処理用電極を得るためには、押し出し成形時のスラリー１７に含まれる溶媒量の管理が重要であることがわかる。【００２８】
そこで、本発明においては、低電気抵抗および良好な形状を有する放電表面処理用電極を得るために、スラリー１７に含まれる溶媒量の比率を２ｗｔ％〜５０ｗｔ％とすることが好ましい。スラリー１７に含まれる溶媒量の比率を２ｗｔ％〜５０ｗｔ％とすることにより、放電表面処理用電極内における導電性有機結合材の電気的パスの過度の断裂を抑制し、低電気抵抗を有する放電表面処理用電極が得られる。また、スラリー１７に含まれる溶媒量の比率を２ｗｔ％〜５０ｗｔ％とすることにより、溶媒に起因した放電表面処理用電極の形状の崩れを防止し、良好な形状を有する放電表面処理用電極が得られる。したがって、スラリー１７に含まれる溶媒量の比率を２ｗｔ％〜５０ｗｔ％とすることにより、低電気抵抗および良好な形状を有する高品質な放電表面処理用電極をより確実に得ることができる。【００２９】
図４は、上述した製造方法により作製した本実施の形態にかかる放電表面処理用電極の内部構造を走査型電子顕微鏡で観察した場合の模式図である。本実施の形態にかかる放電表面処理用電極は、金属粉末および絶縁性の粉末のうちの少なくとも一方からなる第１の電極用材料が、導電性樹脂を含有する導電性有機結合材からなる第２の電極用材料の中に分散してなるものである。【００３０】
すなわち、本実施の形態にかかる放電表面処理用電極では、図４に示すように導電性有機結合材２１がステライト粉末２２の周囲を密に取り囲むように入り込んでいるため、導電性有機結合材２１の電気的なパスが連続的につながることにより、低電気抵抗を有する放電表面処理用電極が得られている。【００３１】
また、スラリー１７に含まれる溶媒量の比率を２ｗｔ％〜５０ｗｔ％とすることにより、低電気抵抗とともに成形体としての強度も確保されており、良好な形状を保持している。これにより、この放電表面処理用電極においては、製造工程中において焼結することなく低電気抵抗を有し、且つ良好な形状が保持された高品質の放電表面処理用電極が得られている。また、本実施の形態における放電表面処理用電極は、乾燥時の樹脂の収縮により空隙２３が発生している。【００３２】
なお、上記においては、放電表面処理の際に被膜となる粉末材料としてステライト粉末を用いて放電表面処理用電極を作製する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明においては、放電表面処理の際に被膜となる粉末材料としてステライト粉末の他にも、金属粉末および絶縁性の粉末のうちの少なくとも一方の粉末を用いることができる。ここで、金属粉末としては、たとえばコバルト（Ｃｏ）系、ニッケル（Ｎｉ）系、鉄（Ｆｅ）系、アルミニウム（Ａｌ）系、銅（Ｃｕ）系、亜鉛（Ｚｎ）系などの純金属の粉末または合金の粉末が含まれる。また、絶縁性の粉末としては、たとえばセラミックス粉末などが挙げられる。【００３３】
つぎに、本実施の形態にかかる放電表面処理用電極を用いた放電表面処理について説明する。本実施の形態にかかる放電表面処理用電極を用いた放電表面処理は、導電性を有する電極と被加工物との間にパルス状の放電を発生させ、このパルス状の放電エネルギーによって被加工物表面に電極材料あるいは電極材料が放電エネルギーにより反応した物質からなる被膜を形成する放電表面処理である。【００３４】
図５は、放電表面処理装置の概略構成を示す模式図である。図５に示すように放電表面処理装置は、上述した製造方法により作製した電極３０１と、加工液３０３である油と、電極３０１とワーク３０２とを加工液中に浸漬させる、または電極３０１とワーク３０２との間に加工液３０３を供給する加工液供給装置（図示せず）と、電極３０１とワーク３０２との間に電圧を印加してパルス状の放電（アーク柱３０５）を発生させる放電表面処理用電源３０４とを備えて構成されている。なお、図５においては、放電表面処理用電源３０４とワーク３０２との相対位置を制御する駆動装置などの本発明に直接関係のない部材は記載を省略している。【００３５】
この放電表面処理装置により放電表面処理を行ってワーク表面に被膜を形成するには、電極３０１とワーク３０２とを加工液３０３の中で対向配置し、加工液３０３中において放電表面処理用電源３０４から電極３０１とワーク３０２との間にパルス状の放電を発生させる。そして、パルス状の放電の放電エネルギーにより電極材料の被膜をワーク表面に形成し、または放電エネルギーにより電極材料が反応した物質の被膜をワーク表面に形成する。極性は、電極３０１側がマイナス、ワーク３０２側がプラスの極性を使用する。図５に示すように放電のアーク柱３０５は電極３０１とワーク３０２との間に発生する。【００３６】
上述した本実施の形態にかかる放電表面処理用電極を用いて放電表面処理を行い、ワークに被膜を形成した。放電表面処理を行う場合の放電のパルス条件の一例を図６−１と図６−２とに示す。図６−１と図６−２とは、放電表面処理時における放電のパルス条件の一例を示す図であり、図６−１は、放電時の電極とワークとの間にかかる電圧波形を示し、図６−２は、放電時に流れる電流の電流波形を示している。【００３７】
図６−１に示されるように時刻ｔ０で両極間に無負荷電圧ｕｉがかけられるが、放電遅れ時間ｔｄ経過後の時刻ｔ１に両極間に電流が流れ始め、放電が始まる。このときの電圧が放電電圧ｕｅであり、このとき流れる電流がピーク電流値ｉｅである。そして時刻ｔ２で両極間への電圧の供給が停止されると、電流は流れなくなる。【００３８】
時刻ｔ２−ｔ１がパルス幅ｔｅである。この時刻ｔ０〜ｔ２における電圧波形を、休止時間ｔｏをおいて繰り返して両極間に印加する。つまり、この図６−１に示されるように、放電表面処理用電極とワークとの間に、パルス状の電圧を印加させる。【００３９】
上述したように、本実施の形態にかかる放電表面処理用電極によれば、結合材として導電性有機結合材を用いることにより、導電性有機結合材がステライト粉末の周囲を密に取り囲むように入り込んで導電性有機結合材の電気的なパスのつながりが連続的に形成されている。これにより、製造工程中において焼結することなく、低電気抵抗を有する放電表面処理用電極が実現されている。【００４０】
また、スラリー１７に含まれる溶媒量の比率を２ｗｔ％〜５０ｗｔ％とすることにより、導電性有機結合材の電気的パスの断裂に起因した比抵抗の増加や、溶媒過剰に起因した成形体（放電表面処理用電極）の形状の崩れあるいは乾燥時の大きな収縮による成形体（放電表面処理用電極）の形状の崩れの発生が防止されており、低電気抵抗を有するとともに成形体としての強度も確保された、良好な形状を保持した放電表面処理用電極が実現されている。【００４１】
すなわち、本実施の形態にかかる放電表面処理用電極によれば、製造工程中において焼結することなく低電気抵抗を有し、且つ良好な形状が保持された高品質の放電表面処理用電極が実現されている。また、製造工程において焼結が行われていないため、焼結を実施することによるコストの上昇がなく、低電気抵抗の放電表面処理用電極が安価に実現されている。さらに、製造工程において焼結を行われていないため、焼結による放電表面処理用電極の割れの発生がなく、高品質の放電表面処理用電極が実現されている。【００４２】
また、本実施の形態にかかる放電表面処理用電極の製造方法によれば、結合材として導電性有機結合材を用いることにより、導電性有機結合材がステライト粉末の周囲を密に取り囲むように入り込んで導電性有機結合材の電気的なパスのつながりが連続的に形成される。これにより、製造工程中において焼結することなく、低電気抵抗を有する放電表面処理用電極を作製することができる。【００４３】
また、スラリー１７に含まれる溶媒量の比率を２ｗｔ％〜５０ｗｔ％とすることにより、導電性有機結合材の電気的パスの断裂に起因した比抵抗の増加や、溶媒過剰に起因した成形体（放電表面処理用電極）の形状の崩れあるいは乾燥時の大きな収縮による成形体（放電表面処理用電極）の形状の崩れの発生を防止して、低電気抵抗を有するとともに成形体としての強度も確保された、良好な形状を保持した放電表面処理用電極を作製することができる。【００４４】
また、放電表面処理用電極の製造工程において焼結を行わないため、焼結を実施することによるコストの上昇がなく、低電気抵抗の放電表面処理用電極が安価に得られる。また、放電表面処理用電極の製造工程において焼結を行わないため、焼結による放電表面処理用電極の割れの発生がなく、高品質の放電表面処理用電極が得られる。【００４５】
すなわち、本実施の形態にかかる放電表面処理用電極の製造方法によれば、製造工程中において焼結することなく低電気抵抗を有し、且つ良好な形状が保持された高品質の放電表面処理用電極を作製することができる。また、製造工程において焼結を行わないため、低電気抵抗の放電表面処理用電極を安価に作製することができる。さらに、製造工程において焼結を行わないため、焼結による放電表面処理用電極の割れのない、高品質の放電表面処理用電極を作製することができる。【００４６】
実施の形態２．
実施の形態１においては、導電性有機結合材としてポリチオフェンを用いた場合について説明したが、本発明において使用可能な導電性有機結合材はポリチオフェンに限定されるものではない。実施の形態２では、導電性有機結合材としてポリアニリンまたはポリピロールを用いて実施の形態１と同様の方法によって放電表面処理用電極を作製した場合について説明する。【００４７】
実施例２−１〜実施例２−３では、第１の電極用材料として平均粒径３μｍ以下のりん片状のステライト粉末を使用し、第２の電極用材料には導電性有機結合材としてポリアニリンを使用し、スラリーに含まれる溶媒量の重量比率をそれぞれ２ｗｔ％（実施例２−１）、３０ｗｔ％（実施例２−２）、５０ｗｔ％（実施例２−３）として、実施の形態１の場合と同様にして放電表面処理用電極を作製した。【００４８】
また、比較例２−１、比較例２−２では、第１の電極用材料として平均粒径３μｍ以下のりん片状のステライト粉末を使用し、第２の電極用材料には導電性有機結合材としてポリアニリンを使用し、スラリーに含まれる溶媒量の重量比率をそれぞれ０．５ｗｔ％（比較例２−１）、３０ｗｔ％（比較例２−２）として、実施の形態１の場合と同様にして放電表面処理用電極を作製した。【００４９】
そして、このような条件で作製した実施例２−１〜実施例２−３、比較例２−１および比較例２−２の放電表面処理用電極の比抵抗を測定した。比抵抗の測定は４探針法により行った。その結果を図７−１に示す。【００５０】
また、実施例２−４〜実施例２−６では、第１の電極用材料として平均粒径３μｍ以下のりん片状のステライト粉末を使用し、第２の電極用材料には導電性有機結合材としてポリピロールを使用し、スラリーに含まれる溶媒量の重量比率をそれぞれ２ｗｔ％（実施例２−４）、３０ｗｔ％（実施例２−５）、５０ｗｔ％（実施例２−６）として、実施の形態１の場合と同様にして放電表面処理用電極を作製した。【００５１】
また、比較例２−３、比較例２−４では、第１の電極用材料として平均粒径３μｍ以下のりん片状のステライト粉末を使用し、第２の電極用材料には導電性有機結合材としてポリピロールを使用し、スラリーに含まれる溶媒量の重量比率をそれぞれ０．５ｗｔ％（比較例２−３）、３０ｗｔ％（比較例２−４）として、実施の形態１の場合と同様にして放電表面処理用電極を作製した。【００５２】
そして、このような条件で作製した実施例２−４〜実施例２−６、比較例２−３および比較例２−４の放電表面処理用電極の比抵抗を測定した。比抵抗の測定は４探針法により行った。その結果を図７−２に示す。【００５３】
図７−１より、実施例２−１〜実施例２−３の放電表面処理用電極の比抵抗は、比較例２−１および比較例２−２の放電表面処理用電極の比抵抗に比べて３〜４桁程度低くなっていることがわかる。【００５４】
ここで、比較例２−１の放電表面処理用電極の比抵抗が高いのは、比較例２−１の放電表面処理用電極ではスラリーに含まれる溶媒量の重量比率が０．５ｗｔ％と少なく、放電表面処理用電極内における電気的パスが絶たれたためであると考えられる。また、比較例２−２の放電表面処理用電極の比抵抗が高いのは、比較例２−２の放電表面処理用電極では、スラリーに含まれる溶媒量の重量比率が６０ｗｔ％と多く、成形体（放電表面処理用電極）の形状維持が困難なためであると考えられる。そして、実施例２−１〜実施例２−３の放電表面処理用電極においては、比較例２−１や比較例２−２のような状態が生じておらず、良好な電気的パスが形成されているため、比較例２−１および比較例２−２の放電表面処理用電極に比べて比抵抗が低くなっていると考えられる。【００５５】
また、図７−２より、実施例２−４〜実施例２−６の放電表面処理用電極の比抵抗は、比較例２−３および比較例２−４の放電表面処理用電極の比抵抗に比べて２〜３桁程度低くなっていることがわかる。【００５６】
ここで、比較例２−３の放電表面処理用電極では、スラリーに含まれる溶媒量の重量比率が０．５ｗｔ％と少なく、放電表面処理用電極内における電気的パスが絶たれたためであると考えられる。また比較例２−４の放電表面処理用電極では、スラリーに含まれる溶媒量の重量比率が６０ｗｔ％と多く、成形体（放電表面処理用電極）の形状維持が困難なためであると考えられる。そして、実施例２−４〜実施例２−６の放電表面処理用電極においては、比較例２−３や比較例２−４のような状態が生じておらず、良好な電気的パスが形成されているため、比較例２−３および比較例２−４の放電表面処理用電極に比べて比抵抗が低くなっていると考えられる。【００５７】
上述したように、本実施の形態にかかる放電表面処理用電極によれば、結合材として導電性有機結合材でありポリアニリンまたはポリピロールを用いた場合においても、導電性有機結合材の電気的なパスのつながりが形成され、製造工程中において焼結することなく、低電気抵抗を有する放電表面処理用電極が実現されている。【００５８】
また、スラリー１７に含まれる溶媒量の比率を２ｗｔ％〜５０ｗｔ％とすることにより、導電性有機結合材の電気的パスの断裂に起因した比抵抗の増加や、溶媒過剰に起因した成形体（放電表面処理用電極）の形状の崩れあるいは乾燥時の大きな収縮による成形体（放電表面処理用電極）の形状の崩れの発生が防止されており、低電気抵抗を有するとともに成形体としての強度も確保された、良好な形状を保持した放電表面処理用電極が実現されている。【００５９】
すなわち、本実施の形態にかかる放電表面処理用電極によれば、結合材として導電性有機結合材でありポリアニリンまたはポリピロールを用いた場合においても、製造工程中において焼結することなく低電気抵抗を有し、且つ良好な形状が保持された高品質の放電表面処理用電極が実現されている。また、製造工程において焼結が行われていないため、焼結を実施することによるコストの上昇がなく、低電気抵抗の放電表面処理用電極が安価に実現されている。さらに、製造工程において焼結を行われていないため、焼結による放電表面処理用電極の割れの発生がなく、高品質の放電表面処理用電極が実現されている。【００６０】
また、本実施の形態にかかる放電表面処理用電極の製造方法によれば、結合材として導電性有機結合材でありポリアニリンまたはポリピロールを用いた場合においても、導電性有機結合材の電気的なパスのつながりが形成される。これにより、製造工程中において焼結することなく、低電気抵抗を有する放電表面処理用電極を作製することができる。【００６１】
また、スラリー１７に含まれる溶媒量の比率を２ｗｔ％〜５０ｗｔ％とすることにより、導電性有機結合材の電気的パスの断裂に起因した比抵抗の増加や、溶媒過剰に起因した成形体（放電表面処理用電極）の形状の崩れあるいは乾燥時の大きな収縮による成形体（放電表面処理用電極）の形状の崩れの発生を防止して、低電気抵抗を有するとともに成形体としての強度も確保された、良好な形状を保持した放電表面処理用電極を作製することができる。【００６２】
また、放電表面処理用電極の製造工程において焼結を行わないため、焼結を実施することによるコストの上昇がなく、低電気抵抗の放電表面処理用電極が安価に得られる。また、放電表面処理用電極の製造工程において焼結を行わないため、焼結による放電表面処理用電極の割れの発生がなく、高品質の放電表面処理用電極が得られる。【００６３】
すなわち、本実施の形態にかかる放電表面処理用電極の製造方法によれば、結合材として導電性有機結合材でありポリアニリンまたはポリピロールを用いた場合においても、製造工程中において焼結することなく低電気抵抗を有し、且つ良好な形状が保持された高品質の放電表面処理用電極を作製することができる。また、製造工程において焼結を行わないため、低電気抵抗の放電表面処理用電極を安価に作製することができる。さらに、製造工程において焼結を行わないため、焼結による放電表面処理用電極の割れのない、高品質の放電表面処理用電極を作製することができる。【００６４】
実施の形態３．
実施の形態３では、実施の形態１、実施の形態２において使用した導電性有機結合材にさらに極性溶媒を、導電性有機結合材の全重量に対して１〜１０ｗｔ％添加して放電表面処理用電極を作製した場合について説明する。極性溶媒としては、エチレングリコール、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセタミドを使用した。【００６５】
まず、実施例３−１〜実施例３−３では、第１の電極用材料として平均粒径３μｍ以下のりん片状のステライト粉末を使用し、第２の電極用材料には導電性有機結合材として、ウレタンが入ったポリチオフェンに極性溶媒であるエチレングリコールを導電性有機結合材の全重量に対してそれぞれ１ｗｔ％（実施例３−１）、５ｗｔ％（実施例３−２）、１０ｗｔ％（実施例３−３）添加したものを使用した。そして、スラリーに含まれる溶媒量の重量比率をそれぞれ２０ｗｔ％として、実施の形態１の場合と同様にして放電表面処理用電極を作製した。【００６６】
また、比較例３−１では、導電性有機結合材に極性溶媒としてのエチレングリコールを添加しないこと以外は実施例３−１〜実施例３−３の場合と同様にして放電表面処理用電極を作製した。そして、このような条件で作製した実施例３−１〜実施例３−３、比較例３−１の放電表面処理用電極の比抵抗を測定した。比抵抗の測定は４探針法により行った。その結果を図８−１に示す。【００６７】
図８−１より、実施例３−１〜実施例３−３の放電表面処理用電極の比抵抗は、比較例３−１の放電表面処理用電極の比抵抗に比べて２桁〜３桁程度低くなっていることがわかる。【００６８】
ここで、導電性有機結合材に極性溶媒であるエチレングリコールを添加した実施例３−１〜実施例３−３の放電表面処理用電極では、導電性有機結合材中の導電性樹脂の立体的配置が、電気的パスがより多く確保される方向に変化するため導電性が向上する。これにより、実施例３−１〜実施例３−３の放電表面処理用電極では、導電性有機結合材に極性溶媒であるエチレングリコールを添加しない比較例３−１の放電表面処理用電極に比べて、放電表面処理用電極の比抵抗が低下していると考えられる。【００６９】
実施例３−４〜実施例３−６では、第１の電極用材料として平均粒径３μｍ以下のりん片状のステライト粉末を使用し、第２の電極用材料には導電性有機結合材として、ポリチオフェンに極性溶媒であるジメチルスルホキシドを導電性有機結合材の全重量に対してそれぞれ１ｗｔ％（実施例３−４）、５ｗｔ％（実施例３−５）、１０ｗｔ％（実施例３−６）添加したものを使用した。そして、スラリーに含まれる溶媒量の重量比率をそれぞれ２０ｗｔ％として、実施の形態１の場合と同様にして放電表面処理用電極を作製した。【００７０】
また、比較例３−２では、導電性有機結合材に極性溶媒としてのジメチルスルホキシドを添加しないこと以外は実施例３−４〜実施例３−６の場合と同様にして放電表面処理用電極を作製した。そして、このような条件で作製した実施例３−４〜実施例３−６、比較例３−２の放電表面処理用電極の比抵抗を測定した。比抵抗の測定は４探針法により行った。その結果を図８−１に示す。【００７１】
図８−１より、実施例３−４〜実施例３−６の放電表面処理用電極の比抵抗は、比較例３−２の放電表面処理用電極の比抵抗に比べて２桁低くなっていることがわかる。【００７２】
ここで、導電性有機結合材に極性溶媒であるジメチルスルホキシドを添加した実施例３−４〜実施例３−６の放電表面処理用電極では、導電性有機結合材中の導電性樹脂の立体的配置が、電気的パスがより多く確保される方向に変化するため導電性が向上する。これにより、実施例３−４〜実施例３−６の放電表面処理用電極では、導電性有機結合材に極性溶媒であるジメチルスルホキシドを添加しない比較例３−２の放電表面処理用電極に比べて、放電表面処理用電極の比抵抗が低下していると考えられる。【００７３】
実施例３−７〜実施例３−９では、第１の電極用材料として平均粒径３μｍ以下のりん片状のステライト粉末を使用し、第２の電極用材料には導電性有機結合材として、ポリチオフェンに極性溶媒であるジメチルアセタミドを導電性有機結合材の全重量に対してそれぞれ１ｗｔ％（実施例３−７）、５ｗｔ％（実施例３−８）、１０ｗｔ％（実施例３−９）添加したものを使用した。そして、スラリーに含まれる溶媒量の重量比率をそれぞれ２０ｗｔ％として、実施の形態１の場合と同様にして放電表面処理用電極を作製した。【００７４】
また、比較例３−３では、導電性有機結合材に極性溶媒としてのジメチルアセタミドを添加しないこと以外は実施例３−７〜実施例３−９の場合と同様にして放電表面処理用電極を作製した。そして、このような条件で作製した実施例３−７〜実施例３−９、比較例３−３の放電表面処理用電極の比抵抗を測定した。比抵抗の測定は４探針法により行った。その結果を図８−１に示す。【００７５】
図８−１より、実施例３−７〜実施例３−９の放電表面処理用電極の比抵抗は、比較例３−３の放電表面処理用電極の比抵抗に比べて２桁低くなっていることがわかる。【００７６】
ここで、導電性有機結合材に極性溶媒であるジメチルアセタミドを添加した実施例３−７〜実施例３−９の放電表面処理用電極では、導電性有機結合材中の導電性樹脂の立体的配置が、電気的パスがより多く確保される方向に変化するため導電性が向上する。これにより、実施例３−７〜実施例３−９の放電表面処理用電極では、導電性有機結合材に極性溶媒であるジメチルアセタミドを添加しない比較例３−３の放電表面処理用電極に比べて、放電表面処理用電極の比抵抗が低下していると考えられる。【００７７】
実施例３−１０〜実施例３−１２では、第１の電極用材料として平均粒径３μｍ以下のりん片状のステライト粉末を使用し、第２の電極用材料には導電性有機結合材としてポリアニリンに極性溶媒であるエチレングリコールを導電性有機結合材の全重量に対してそれぞれ１ｗｔ％（実施例３−１０）、５ｗｔ％（実施例３−１１）、１０ｗｔ％（実施例３−１２）添加したものを使用した。そして、スラリーに含まれる溶媒量の重量比率をそれぞれ２０ｗｔ％として、実施の形態１の場合と同様にして放電表面処理用電極を作製した。【００７８】
また、比較例３−４では、導電性有機結合材に極性溶媒としてのエチレングリコールを添加しないこと以外は実施例３−１０〜実施例３−１２の場合と同様にして放電表面処理用電極を作製した。そして、このような条件で作製した実施例３−１０〜実施例３−１２、比較例３−４の放電表面処理用電極の比抵抗を測定した。比抵抗の測定は４探針法により行った。その結果を図８−２に示す。【００７９】
図８−２より、実施例３−１０〜実施例３−１２の放電表面処理用電極の比抵抗は、比較例３−４の放電表面処理用電極の比抵抗に比べて１桁低くなっていることがわかる。【００８０】
ここで、導電性有機結合材に極性溶媒であるエチレングリコールを添加した実施例３−１０〜実施例３−１２の放電表面処理用電極では、極性溶媒の添加によって導電性の向上が確認された。これにより、実施例３−１０〜実施例３−１２の放電表面処理用電極では、導電性有機結合材に極性溶媒であるエチレングリコールを添加しない比較例３−４の放電表面処理用電極に比べて、放電表面処理用電極の比抵抗が低下していると考えられる。【００８１】
実施例３−１３〜実施例３−１５では、第１の電極用材料として平均粒径３μｍ以下のりん片状のステライト粉末を使用し、第２の電極用材料には導電性有機結合材として、ポリアニリンに極性溶媒であるジメチルスルホキシドを導電性有機結合材の全重量に対してそれぞれ１ｗｔ％（実施例３−１３）、５ｗｔ％（実施例３−１４）、１０ｗｔ％（実施例３−１５）添加したものを使用した。そして、スラリーに含まれる溶媒量の重量比率をそれぞれ２０ｗｔ％として、実施の形態１の場合と同様にして放電表面処理用電極を作製した。【００８２】
また、比較例３−５では、導電性有機結合材に極性溶媒としてのジメチルスルホキシドを添加しないこと以外は実施例３−１３〜実施例３−１５の場合と同様にして放電表面処理用電極を作製した。そして、このような条件で作製した実施例３−１３〜実施例３−１５、比較例３−５の放電表面処理用電極の比抵抗を測定した。比抵抗の測定は４探針法により行った。その結果を図８−２に示す。【００８３】
図８−２より、実施例３−１３〜実施例３−１５の放電表面処理用電極の比抵抗は、比較例３−５の放電表面処理用電極の比抵抗に比べて１桁低くなっていることがわかる。【００８４】
ここで、導電性有機結合材に極性溶媒であるジメチルスルホキシドを添加した実施例３−１３〜実施例３−１５の放電表面処理用電極では、極性溶媒の添加によって導電性の向上が確認された。これにより、実施例３−１３〜実施例３−１５の放電表面処理用電極では、導電性有機結合材に極性溶媒であるジメチルスルホキシドを添加しない比較例３−５の放電表面処理用電極に比べて、放電表面処理用電極の比抵抗が低下していると考えられる。【００８５】
実施例３−１６〜実施例３−１８では、第１の電極用材料として平均粒径３μｍ以下のりん片状のステライト粉末を使用し、第２の電極用材料には導電性有機結合材として、ポリアニリンに極性溶媒であるジメチルアセタミドを導電性有機結合材の全重量に対してそれぞれ１ｗｔ％（実施例３−１６）、５ｗｔ％（実施例３−１７）、１０ｗｔ％（実施例３−１８）添加したものを使用した。そして、スラリーに含まれる溶媒量の重量比率をそれぞれ２０ｗｔ％として、実施の形態１の場合と同様にして放電表面処理用電極を作製した。【００８６】
また、比較例３−６では、導電性有機結合材に極性溶媒としてのジメチルアセタミドを添加しないこと以外は実施例３−１６〜実施例３−１８の場合と同様にして放電表面処理用電極を作製した。そして、このような条件で作製した実施例３−１６〜実施例３−１８、比較例３−６の放電表面処理用電極の比抵抗を測定した。比抵抗の測定は４探針法により行った。その結果を図８−２に示す。【００８７】
図８−２より、実施例３−１６〜実施例３−１８の放電表面処理用電極の比抵抗は、比較例３−６の放電表面処理用電極の比抵抗に比べて１／２倍〜１／４倍程度に低くなっていることがわかる。【００８８】
ここで、導電性有機結合材に極性溶媒であるジメチルアセタミドを添加した実施例３−１６〜実施例３−１８の放電表面処理用電極では、極性溶媒の添加によって導電性の向上が確認された。これにより、実施例３−１６〜実施例３−１８の放電表面処理用電極では、導電性有機結合材に極性溶媒であるジメチルアセタミドを添加しない比較例３−６の放電表面処理用電極に比べて、放電表面処理用電極の比抵抗が低下していると考えられる。【００８９】
実施例３−１９〜実施例３−２１では、第１の電極用材料として平均粒径３μｍ以下のりん片状のステライト粉末を使用し、第２の電極用材料には導電性有機結合材としてポリピロールに極性溶媒であるエチレングリコールを導電性有機結合材の全重量に対してそれぞれ１ｗｔ％（実施例３−１９）、５ｗｔ％（実施例３−２０）、１０ｗｔ％（実施例３−２１）添加したものを使用した。そして、スラリーに含まれる溶媒量の重量比率をそれぞれ２０ｗｔ％として、実施の形態１の場合と同様にして放電表面処理用電極を作製した。【００９０】
また、比較例３−７では、導電性有機結合材に極性溶媒としてのエチレングリコールを添加しないこと以外は実施例３−１９〜実施例３−２１の場合と同様にして放電表面処理用電極を作製した。そして、このような条件で作製した実施例３−１９〜実施例３−２１、比較例３−７の放電表面処理用電極の比抵抗を測定した。比抵抗の測定は４探針法により行った。その結果を図８−３に示す。【００９１】
図８−３より、実施例３−１９〜実施例３−２１の放電表面処理用電極の比抵抗は、比較例３−７の放電表面処理用電極の比抵抗に比べて１桁〜２桁程度低くなっていることがわかる。【００９２】
ここで、導電性有機結合材に極性溶媒であるエチレングリコールを添加した実施例３−１９〜実施例３−２１の放電表面処理用電極では、極性溶媒の添加によって導電性の向上が確認された。これにより、実施例３−１９〜実施例３−２１の放電表面処理用電極では、導電性有機結合材に極性溶媒であるエチレングリコールを添加しない比較例３−７の放電表面処理用電極に比べて、放電表面処理用電極の比抵抗が低下していると考えられる。【００９３】
実施例３−２２〜実施例３−２４では、第１の電極用材料として平均粒径３μｍ以下のりん片状のステライト粉末を使用し、第２の電極用材料には導電性有機結合材として、ポリピロールに極性溶媒であるジメチルスルホキシドを導電性有機結合材の全重量に対してそれぞれ１ｗｔ％（実施例３−２２）、５ｗｔ％（実施例３−２３）、１０ｗｔ％（実施例３−２４）添加したものを使用した。そして、スラリーに含まれる溶媒量の重量比率をそれぞれ２０ｗｔ％として、実施の形態１の場合と同様にして放電表面処理用電極を作製した。【００９４】
また、比較例３−８では、導電性有機結合材に極性溶媒としてのジメチルスルホキシドを添加しないこと以外は実施例３−２２〜実施例３−２４の場合と同様にして放電表面処理用電極を作製した。そして、このような条件で作製した実施例３−２２〜実施例３−２４、比較例３−８の放電表面処理用電極の比抵抗を測定した。比抵抗の測定は４探針法により行った。その結果を図８−３に示す。【００９５】
図８−３より、実施例３−２２〜実施例３−２４の放電表面処理用電極の比抵抗は、比較例３−８の放電表面処理用電極の比抵抗に比べて１桁低くなっていることがわかる。【００９６】
ここで、導電性有機結合材に極性溶媒であるジメチルスルホキシドを添加した実施例３−２２〜実施例３−２４の放電表面処理用電極では、極性溶媒の添加によって導電性の向上が確認された。これにより、実施例３−２２〜実施例３−２４の放電表面処理用電極では、導電性有機結合材に極性溶媒であるジメチルスルホキシドを添加しない比較例３−８の放電表面処理用電極に比べて、放電表面処理用電極の比抵抗が低下していると考えられる。【００９７】
実施例３−２５〜実施例３−２７では、第１の電極用材料として平均粒径３μｍ以下のりん片状のステライト粉末を使用し、第２の電極用材料には導電性有機結合材として、ポリピロールに極性溶媒であるジメチルアセタミドを導電性有機結合材の全重量に対してそれぞれ１ｗｔ％（実施例３−２５）、５ｗｔ％（実施例３−２６）、１０ｗｔ％（実施例３−２７）添加したものを使用した。そして、スラリーに含まれる溶媒量の重量比率をそれぞれ２０ｗｔ％として、実施の形態１の場合と同様にして放電表面処理用電極を作製した。【００９８】
また、比較例３−９では、導電性有機結合材に極性溶媒としてのジメチルアセタミドを添加しないこと以外は実施例３−２５〜実施例３−２７の場合と同様にして放電表面処理用電極を作製した。そして、このような条件で作製した実施例３−２５〜実施例３−２７、比較例３−９の放電表面処理用電極の比抵抗を測定した。比抵抗の測定は４探針法により行った。その結果を図８−３に示す。【００９９】
図８−３より、実施例３−２５〜実施例３−２７の放電表面処理用電極の比抵抗は、比較例３−９の放電表面処理用電極の比抵抗に比べて１桁低くなっていることがわかる。【０１００】
ここで、導電性有機結合材に極性溶媒であるジメチルアセタミドを添加した実施例３−２５〜実施例３−２７の放電表面処理用電極では、極性溶媒の添加によって導電性の向上が確認された。これにより、実施例３−２５〜実施例３−２７の放電表面処理用電極では、導電性有機結合材に極性溶媒であるジメチルアセタミドを添加しない比較例３−９の放電表面処理用電極に比べて、放電表面処理用電極の比抵抗が低下していると考えられる。【０１０１】
上述したように、本実施の形態にかかる放電表面処理用電極によれば、極性溶媒が添加された導電性有機結合材を用いて作製されているため、極性溶媒の添加によって導電性が向上している。これにより、極性溶媒を添加しない導電性有機結合材を用いて作製された放電表面処理用電極よりも低電気抵抗を有する放電表面処理用電極が実現されている。【０１０２】
また、製造工程において焼結が行われていないため、焼結を実施することによるコストの上昇がなく、低電気抵抗の放電表面処理用電極が安価に実現されている。さらに、製造工程において焼結を行われていないため、焼結による放電表面処理用電極の割れの発生がなく、高品質の放電表面処理用電極が実現されている。【０１０３】
また、上述したように、本実施の形態にかかる放電表面処理用電極の製造方法によれば、極性溶媒を添加した導電性有機結合材を用いて作製しているため、極性溶媒の添加によって導電性が向上している。これにより、極性溶媒を添加しない導電性有機結合材を用いて放電表面処理用電極を作製する場合に比べて低電気抵抗を有する放電表面処理用電極を作製することができる。【０１０４】
実施の形態４．
実施の形態１〜実施の形態３においては、第１の電極用材料としてりん片状のステライト粉末を用いた場合について説明したが、本発明において使用可能な第１の電極用材料の形状はこれに限定されるものではない。実施の形態４では、第１の電極用材料としてりん片状のステライト粉末と略球状のステライト粉末との混合粉末を用いる場合について説明する。【０１０５】
本実施の形態においては、第１の電極用材料として、平均粒径３μｍのりん片状のステライト粉末と、平均粒径３μｍの略球状のステライト粉末と、の混合粉末を使用した。また、第２の電極用材料には導電性有機結合材として、ウレタン入りのポリチオフェンを使用した。そして、略球状のステライト粉末の混合比率を混合粉末全体の重量に対して０ｗｔ％、２０ｗｔ％、４０ｗｔ％、６０ｗｔ％、８０ｗｔ％、１００ｗｔ％とし、スラリーに含まれる溶媒量の重量比率を２０ｗｔ％として、実施の形態１の場合と同様にして１００ｍｍ×１１ｍｍ×５ｍｍ大きさを有する放電表面処理用電極を作製した。【０１０６】
そして、このような条件で作製した放電表面処理用電極の比抵抗を測定し、略球状のステライト粉末の混合比率が放電表面処理用電極の比抵抗のばらつきに及ぼす影響を調べた。比抵抗の測定は４探針法により行い、放電表面処理用電極の１００ｍｍ×１１ｍｍの面において図９に示すように長手方向に等間隔に５点測定した。図９は、放電表面処理用電極における比抵抗の測定位置を模式的に示す図である。その結果を図１０に示す。【０１０７】
図１０より、ステライト混合粉末における略球状のステライト粉末の混合比率が増加するほど、放電表面処理用電極の比抵抗のばらつきが減少することがわかった。これは、略球状のステライト粉末を用いることにより、放電表面処理用電極内におけるステライト粉末の分散が均一化されるため、放電表面処理用電極の比抵抗のばらつきが低減されるものと考えられる。【０１０８】
上述したように、本実施の形態にかかる放電表面処理用電極によれば、第１の電極用材料としてりん片状のステライト粉末と略球状のステライト粉末との混合粉末を有するため、放電表面処理用電極内におけるステライト粉末の分散が均一化され、部位による比抵抗のばらつきが低減された高品質の放電表面処理用電極が実現されている。【０１０９】
また、本実施の形態にかかる放電表面処理用電極によれば、第１の電極用材料としてりん片状のステライト粉末と略球状のステライト粉末との混合粉末を用いることにより、放電表面処理用電極内におけるステライト粉末の分散を均一化し、部位による比抵抗のばらつきが低減された高品質の放電表面処理用電極を作製することができる。【０１１０】
実施の形態５．
実施の形態５では、混練工程において、実施の形態１、実施の形態３において使用した水系溶媒のポリチオフェン系導電性有機結合材に加えて、有機結合材であるポリビニルアルコールを第１の電極用材料の全重量に対して１ｗｔ％〜〜１０ｗｔ％添加して放電表面処理用電極を作製した場合について説明する。本実施の形態においては、濃度が１５ｗｔ％のポリビニルアルコール水溶液を使用し、ポリビニルアルコールの重合度は１２００であった。【０１１１】
まず、実施例５−１〜実施例５−５では、第１の電極用材料として平均粒径３μｍ以下のりん片状のステライト粉末を使用し、第２の電極用材料には導電性有機結合材として、ウレタンが入ったポリチオフェンを使用し、さらに有機結合材であるポリビニルアルコールをステライト粉末の全重量に対してそれぞれ１ｗｔ％（実施例５−１）、３ｗｔ％（実施例５−２）、５ｗｔ％（実施例５−３）、７ｗｔ％（実施例５−４）、１０ｗｔ％（実施例５−５）添加してスラリーを作製した。そして、スラリーに含まれる溶媒量の重量比率をそれぞれ２０ｗｔ％として、実施の形態１の場合と同様にして１００ｍｍ×１１ｍｍ×５ｍｍ大きさを有する放電表面処理用電極を作製した。【０１１２】
また、比較例５−１では、導電性有機結合材に有機結合材であるポリビニルアルコールを添加しないこと以外は実施例５−１〜実施例５−５の場合と同様にして放電表面処理用電極を作製した。そして、このような条件で作製した実施例５−１〜実施例５−５、比較例５−１の放電表面処理用電極の縦弾性係数（ＭＰａ）と比抵抗（Ω・ｃｍ）を測定し、ポリビニルアルコール添加が放電表面処理用電極の強度と比抵抗とに及ぼす影響を調べた。その結果を図１１に示す。図１１は、ステライト粉末に対するポリビニルアルコールの添加量と、放電表面処理用電極の縦弾性係数および比抵抗と、の関係を示す特性図である。また、図１２は、図１１に示す測定結果の数値データを示す図である。【０１１３】
放電表面処理用電極の比抵抗の測定は４探針法により行った。また、放電表面処理用電極の強度の測定は３点曲げにより行い、支点は、放電表面処理用電極の１００ｍｍ×１１ｍｍの面の長手方向において両端からそれぞれ５ｍｍ内側の点および中央部の３点とした。負荷速度は、０．１ｍｍ／ｍｉｎであった。【０１１４】
図１１および図１２より、放電表面処理用電極の縦弾性係数に関しては、ポリビニルアルコールをステライト粉末の重量に対して１ｗｔ％以上添加することにより放電表面処理用電極の縦弾性係数は増加し、放電表面処理用電極の強度が増加することがわかった。そして、ポリビニルアルコールの添加量が増加するに従って放電表面処理用電極の縦弾性係数は増加し、ステライト粉末の重量に対する添加量が３ｗｔ％以上で縦弾性係数が飽和する傾向にあることがわかった。【０１１５】
また、図１１および図１２より、放電表面処理用電極の比抵抗に関しては、ポリビニルアルコールの添加量がステライト粉末の重量に対して５ｗｔ％よりも多い範囲では放電表面処理用電極の比抵抗は増大するが、０ｗｔ％〜５ｗｔ％の範囲においてはポリビニルアルコールの添加の影響をほぼ受けないことがわかった。【０１１６】
以上の結果より、ステライト粉末の重量に対するポリビニルアルコールの添加量を１ｗｔ％〜１０ｗｔ％とすることにより、放電表面処理用電極の強度を向上させて高強度を有する放電表面処理用電極を得られることがわかった。そして、ステライト粉末の重量に対するポリビニルアルコールの添加量を１ｗｔ％〜５ｗｔ％とすることで放電表面処理用電極の比抵抗を増加させずに放電表面処理用電極の強度を向上させた放電表面処理用電極を得られることがわかった。【０１１７】
上述したように、本実施の形態にかかる放電表面処理用電極によれば、水系溶媒のポリチオフェン系導電性有機結合材に加えて、有機結合材であるポリビニルアルコールを第１の電極用材料の全重量に対して１ｗｔ％〜１０ｗｔ％添加して放電表面処理用電極を作製しているため、ポリビニルアルコールを添加しないで作製された放電表面処理用電極よりも高強度を有する放電表面処理用電極が実現されている。また、ポリビニルアルコールの添加量をさらに１ｗｔ％〜５ｗｔ％に限定することにより、ポリビニルアルコールを添加しないで作製された放電表面処理用電極よりも高強度を有し、且つ低電気抵抗を維持した放電表面処理用電極が実現されている。【０１１８】
なお、上記においては、第１の電極用材料としてステライト粉末を用いて放電表面処理用電極を作製する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものでない。すなわち、本発明においては、放電表面処理の際に被膜となる第１の電極用材料としてステライト粉末の他にも、金属粉末および絶縁性の粉末のうち少なくとも一方の粉末を用いることができる。ここで、金属粉末としては、たとえばコバルト（Ｃｏ）系、ニッケル（Ｎｉ）系、鉄（Ｆｅ）系、アルミニウム（Ａｌ）系、銅（Ｃｕ）系、亜鉛（Ｚｎ）系などの純金属の粉末または合金の粉末が含まれる。また、絶縁性の粉末としては、たとえばセラミックス粉末などが挙げられる。【０１１９】
また、上記においては、有機結合材として水溶性のポリビニルアルコールを用いて放電表面処理用電極を作製する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明においては、導電性有機結合材の分散媒の種類に応じて、導電性有機結合材の分散媒と同一の分散媒の有機結合材を用いることができる。ここで、有機結合材としては、たとえば、アルコールに可溶なポリビニルブタノールやベンゼンに可溶なパラフィンなどが挙げられる。【０１２０】
さらに、本発明においては、有機結合材を添加する際、導電性有機結合材以外にも極性溶媒も同時に添加することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
以上のように、本発明にかかる放電表面処理用電極の製造方法は、低電気抵抗を有する高品質の放電表面処理用電極を安価に作製する場合に有用である。
【図１】
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【図２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図４】
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【図５】
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【図６−１】
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【図６−２】
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【図７−１】
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【図７−２】
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【図８−１】
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【図８−２】
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【図８−３】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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