【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は小型携帯用の各種電子機器に用いられる積層セラミックコンデンサ、積層ＬＣフィルタ、複合高周波電子部品等のセラミック電子部品の電極、抵抗体、誘電体及び磁性体などの印刷パターンをインクジェット印刷装置を用いて形成する際に、水系インクを安定に吐出する水系インクの安定吐出方法及びそれに用いる濡れ性向上水溶液に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、積層セラミックコンデンサ、積層ＬＣフィルタ、複合高周波電子部品等のセラミック電子部品の製造に用いられる電極パターン、抵抗体パターン、誘電体及び磁性体などの印刷パターンの印刷方法はスクリーン印刷で行われることが多かった。しかしながら、電子部品の小型化と高精度化から膨大な数量の製版パターンの管理が必要になってきていることと各種印刷パターンを印刷するときにスクリーンメッシュが伸縮することにより、印刷されたパターンが歪みやすく、小型・高精度の電子部品を生産するためには新しい印刷方法が望まれていた。
【０００３】
その新しい方法としては製版パターンが不必要であり、オンデマンドで印刷することができるインクジェット印刷技術を用いた印刷方法が提案されている。例えば、特開昭５８−５０７９５号公報では未焼成のセラミックグリーンシートの上にインクジェット印刷装置を用いて、導体や抵抗体を形成することが提案されている。また、特開平８−２２２４７５号公報ではインクジェット印刷装置を用いて電極パターンを形成する厚膜型電子部品の製造方法が提案されている。
【０００４】
図２は前記公報などで開示されているインクジェット印刷技術の原理を説明するための概念図である。図２において、２３はインクタンクであり、内部には電極材料または抵抗体材料などのインク２４が充填されている。このインク２４は配管２２を介してインクジェットヘッド２１に送り込まれ、外部信号によりオンデマンドでインクジェットヘッド２１に形成されたノズル先端から噴射され、インク滴２５を形成する。このインク滴２５はセラミックグリーンシートなどの被覆印刷体２７の表面に連続的に着地し、印刷パターン２６を形成する。この印刷パターン２６は被印刷体２７あるいはインクジェットヘッド２１を平面の二次元的に位置制御することによって形成することができるものである。
【０００５】
また、矢印２８は配管２２の中でのインク２４の流れる方向とインクジェットヘッド２１から噴射されたインク滴２５の飛行方向を示す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のインクジェット印刷技術を用いて水系インクによる印刷パターンを印刷形成するために、インクジェットヘッド２１、このインクジェットヘッド２１の内部にインク２４を供給する配管２２、連続印刷するためのインク２４を溜めておくインクタンク２３に水系のインク２４を充填する場合、この水系のインク２４は有機溶剤系インクに比べて表面エネルギー（表面張力）が高いためにインク２４の充填が不十分となる場合がある。
【０００７】
特に、配管２２の内壁及びインクジェットヘッド２１の内部の微小な形状を有するインク流路の内壁に発生する気泡を完全に除去することができないという課題を有している。
【０００８】
また、セラミック電子部品の電極を形成するために用いる水系のインク２４に含まれる金属粉末は銀などの貴金属、銅、ニッケル等の低抵抗を有する卑金属などが用いられ、この金属粉末の粒径は０．１μｍ以上、比重３以上であり、顔料タイプのインクジェット用印刷インク（粒径は０．０２〜０．１μｍ、比重３以下）に比べて非常に大きくて、重いという物性を有することから、沈降や分離がおこりやすいという性質を有している。それを防ぐために分散剤として水溶性高分子樹脂を添加することなどが対策として考えられるが、その結果としてインク２４の粘度がさらに高くなり発生した気泡はさらに除去することが困難となる。
【０００９】
このようにインクジェットヘッド２１の内壁などに気泡が存在すると吐出させるための圧力が水系のインク２４に伝わりづらくなり、インクジェットヘッド２１からのインク吐出が安定しないという課題を有していた。
【００１０】
そこで、インクジェットヘッド２１の内部、インク２４を供給する配管２２及びインクタンク２３の壁面をあらかじめアルコール等の有機溶剤により被覆して濡れ性を向上させることにより、気泡を完全に排除することができる。しかしながら、この方法だと装置の気密封止性を高めるための樹脂材料などを溶解してしまい、インクジェット印刷装置に損傷が起こるなどの問題点を有していた。
【００１１】
本発明は前記従来の課題を解決するもので、インクジェット印刷における水系インクの安定吐出方法及びそれに用いる濡れ性向上水溶液を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために本発明の請求項１に記載の発明は、インクジェット印刷装置を用いてセラミック電子部品の印刷パターンを形成する工程において、水系インクを充填する前に前記インクジェット印刷装置の水系インクの経路を濡れ性向上水溶液にて壁面を被覆した後、前記水系インクをインクジェットヘッドから安定に吐出させる水系インクの安定吐出方法であり、生産性に優れた水系インクのインクジェット印刷方法を実現することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、濡れ性向上水溶液が０．６〜１．０ｗｔ％の高分子界面活性剤を含む水溶液であり、ガラス板上での接触角が１６度以下、ＰＨが７〜１２である濡れ性向上水溶液であり、インクジェット印刷装置を長期的に安定して稼働させることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、焼成後のセラミック電子部品において、残存灰分が１％以下となる請求項２に記載の濡れ性向上水溶液であり、性能を犠牲にすることなく生産性に優れたセラミック電子部品の印刷方法を実現することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、高分子界面活性剤として、カルボン酸型、スルホン酸型、硫酸エステル型、リン酸エステル型の陰イオン界面活性剤、またはエステル型、エーテル型、エステル・エーテル型の非イオン界面活性剤、またはアミノ酸型、ベタイン型、アミンオキシド型の両性イオン界面活性剤、または第四級アンモニウム塩型の陽イオン界面活性剤のうち少なくとも一つを含む請求項２に記載の濡れ性向上水溶液であり、請求項２と同じ作用を有する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明のインクジェット印刷における水系インクの安定吐出方法及びそれに用いる濡れ性向上水溶液について実施の形態及び図面を用いて説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１及び図１により請求項１に記載の発明を説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施の形態１におけるインクジェット印刷装置及びその水系インクの供給機構について説明するための原理図である。図１に示すインクジェット印刷装置を用いて、積層セラミックコンデンサ、ＬＣフィルタ、複合高周波電子部品等のセラミック電子部品の電極などの印刷パターン６を印刷する場合について説明する。
【００１９】
図１において、３はインクタンクであり、内部には電極などの水系インク４が充填されている。この水系インク４はポンプ１０などにより配管２を介してインクジェットヘッド１に送り込まれ、外部信号によるオンデマンド制御技術で噴射され、水系インク４のインク滴５を形成する。
【００２０】
このインク滴５はセラミックグリーンシート、アルミナ基板などの被印刷体７の表面に順次連続的に着地し、所望の電極などの印刷パターン６を形成する。また、矢印８は水系インク４の流れる方向を示し、配管２の中での水系インク４の流れる方向やインクジェットヘッド１の内部から噴射されたインク滴５の飛行方向を示す。またインクジェットヘッド１から噴射されない余分な水系インク４は再度配管２を経由してインクタンク３に環流されることになる。
【００２１】
かかる構成にて印刷する場合、水系インク４をインクタンク３に直接供給してインクジェット印刷を行うと有機溶剤系のインクに比べて水系インク４は表面エネルギー（表面張力）が高いため、インクジェットヘッド１の内部及び水系インク４を供給する配管２の微小な形状を有する部分まで十分に充填されず、気泡９を完全に排除することができない。
【００２２】
また、水系インク４を供給するためのポンプ１０は低脈動タイプのものを使用して気泡９が発生しないように細心の注意を払い、インクジェット印刷を行う前に水系インク４は真空脱泡を行い、できる限りの気泡９の除去を行っているが、水系インク４中の微小な気泡９がどうしても残存することがある。さらに水系インク４中の原料粉末などの固形物の沈殿や凝集を防ぐために用いられる攪拌器１１の始動時に気泡９を水系インク４中に取り込んでしまうことが発生する。
【００２３】
そこで、まずインク経路であるインクジェットヘッド１の内部、配管２、及びインクタンク３内に濡れ性向上水溶液を通しておき、それらの壁面を濡れ性向上水溶液にて被覆し、水系インク４に対する濡れ性を向上させることにより水系インク４の気泡９の発生を完全に排除することによって、安定して水系インク４をインクジェットヘッド１からインク滴５を吐出させることができるようになる。
【００２４】
本発明に係るセラミック電子部品を製造するための各種水系インク４は少なくとも電極、抵抗、コンデンサ、及びコイル部品を形成するための原料粉末、水溶性樹脂及び水を含有している。これらの各種水系インク４を使い分けることにより、各種電子部品を実現することができる。
【００２５】
次に電極パターンのインクジェット印刷技術を一例として説明する。この電極インクに用いる金属粉末はＰｄ，Ｐｔ，Ａｇ，Ａｇ−Ｐｄ合金等の貴金属粉末及びＣｕ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｗ等の卑金属粉末及びその合金粉末等が挙げられる。水溶性樹脂としてはメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体、ポリビニルアルコール類、ポリビニルピロリドン類、ポリアクリル酸、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体、イソブチレン−無水マレイン酸共重合体、ゼラチン、アルブミン、カゼイン等のタンパク質、アラビアゴム等の天然高分子及びこれらの塩を用いることができる。
【００２６】
ただし、塩を含む水溶性樹脂は電気絶縁性及び信頼性に対して悪影響を及ぼす恐れがあるため、熱分解性が良く残存灰分が少ないものを使用する必要がある。また、水は純水を用いることが好ましい。
【００２７】
このインクジェット印刷方法により、セラミック電子部品の電極パターンを高精度に安定して生産できる印刷工法を実現することができる。
【００２８】
次に、誘電体パターンを印刷する場合について説明する。
【００２９】
誘電体の原料粉末としてチタン酸バリウムを主成分とする粒径０．２〜１．０μｍの誘電体粉に対して水溶性樹脂としてメチルセルローズを誘電体粉に対して重量比で５〜１５ｗｔ％添加し、さらに可塑剤としてグリセリンまたはエチルグリコールを同じく重量比で５〜１５ｗｔ％添加し、分散媒として純水を固形分として３０〜６０ｗｔ％になるように調整した誘電体インクを作製した。
【００３０】
この誘電体インクを用いて図１に示すインクジェット印刷装置により、誘電体パターンをセラミックグリーンシート上に印刷形成することができた。上記の電極パターンとこの誘電体パターンを組み合わせることにより、積層セラミックコンデンサをインクジェット印刷装置を用いて製造することができる。この装置を使えば非常に小型で他品種に対応できる積層セラミックコンデンサの生産設備を実現することができる。
【００３１】
また、同じようにしてフェライトグリーンシートの上に磁性体の原料粉末としてＮｉ−Ｚｎフェライトを主成分とする粒径０．５〜２．０μｍのフェライト粉に対して水溶性樹脂としてポリビニルアルコールを磁性体粉に対して重量比で５〜１２ｗｔ％添加し、さらに可塑剤としてトリエタノールアミンを重量比で５〜１２ｗｔ％添加し、分散媒として純水を固形分として２５〜５０ｗｔ％になるように調整した磁性体インクを作製した。
【００３２】
この磁性体インクを用いて図１に示すインクジェット印刷装置により、磁性体パターンをフェライトグリーンシート上に印刷形成することができた。上記の電極パターンとこの磁性体パターンを組み合わせることにより、チップコイルをインクジェット印刷装置を用いて製造することができる。
【００３３】
以上のような方法を用いることにより、他にも抵抗器なども抵抗体である酸化ルテニウム粉末を用いて抵抗体インクを作成し、上記インクジェット印刷装置を用いてチップ抵抗器として製造することができる。
【００３４】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２及び図１により請求項２，３，４に記載の発明を説明する。図１の構成は実施の形態１において説明しているために構成の詳細な説明は省略する。
【００３５】
図１において、まずインク経路であるインクジェットヘッド１の内部、配管２の内部、インクタンク３の内壁に濡れ性向上水溶液を満たしておいて、全ての壁面を濡れ性向上水溶液にて被覆し、水系インク４に対する濡れ性を向上させることにより水系インク４の気泡９を完全に排除し、安定に水系インク４を吐出させることができるようになる。この濡れ性向上水溶液の高分子界面活性剤の濃度は０．６〜１．０ｗｔ％とすることにより、もっとも効果的に気泡９を排除することができる。
【００３６】
濡れ性向上水溶液は水系インク４と混合することが考えられるため、水系インク４と混合しても影響を少なくするために可能な限り高分子界面活性剤の濃度を希薄にしなければならないからである。しかしながら、高分子界面活性剤の濃度が０．６ｗｔ％以下だと濡れ性の効果が弱く、水系インク４は安定に吐出されない。また、高分子界面活性剤の濃度を１．０ｗｔ％以上にしても濡れ性の効果は上がらず、しかも水系インク４が増粘する恐れがあるため、濡れ性向上水溶液の高分子界面活性剤は濡れ性の効果を失わない０．６〜１．０ｗｔ％の濃度とすることが最も効果的であることが分かった。
【００３７】
また、製造工程に高温での焼成を要するセラミックグリーンシート上に電極パターンなどを形成する場合、濡れ性向上水溶液が水系インク４と混合したときのことを考慮して、高分子界面活性剤は熱分解性が良く、焼成温度以上の熱処理における残存灰分が１％以下のものを使用することが好ましい。この濡れ性向上水溶液中の高分子界面活性剤中に金属イオンなどが含まれていると、電子部品中に灰分が残存し絶縁抵抗などの電気的特性および長期の信頼性性能などに悪影響を及ぼす恐れがあるためである。
【００３８】
この高分子界面活性剤としては、具体的にはカルボン酸型、スルホン酸型、硫酸エステル型、リン酸エステル型の陰イオン界面活性剤、エステル型、エーテル型、エステル・エーテル型の非イオン界面活性剤、アミノ酸型、ベタイン型、アミンオキシド型の両性イオン界面活性剤、第四級アンモニウム塩型の陽イオン界面活性剤などが挙げられる。
【００３９】
また、濡れ性向上水溶液はガラス板上で接触角を測定したとき、接触角は１６度以下が好ましい。もし、接触角が１６度以上であると濡れ性を向上させる効果が弱く、図１のインク経路であるインクジェットヘッド１の内部、配管２の内部及びインクタンク３等に水系インク４を気泡９を含まずに充填することはできないので水系インク４を安定に吐出することはできない。
【００４０】
しかし、接触角を１６度以下に低下させて濡れ性を向上させると、水系インク４を気泡９の発生を制御して充填させることができるので安定に水系インク４を吐出することができる。
【００４１】
さらに、濡れ性向上水溶液に用いる高分子界面活性剤は水溶液にしたときのｐＨは７〜１２の範囲でなければならない。その理由としてインクジェットヘッド１はアルコール系などの有機溶剤や酸性、アルカリ性の水溶液に弱く、一ヶ月間これらを濡れ性向上溶液として用いるとインクジェットヘッド１のノズル部分の撥水効果の減少と装置自体の樹脂部などに損傷が生じたり、金属部品などが腐食したりしてしまい、水系インク４を安定に吐出することができなくなるとともに印刷装置のメンテナンスに時間がかかり生産性を低下させることになる。このようなことを防止するためにｐＨが７〜１２の高分子界面活性剤を含む濡れ性向上水溶液を用いることにより、インクジェット印刷装置を破損することなく水系インク４を安定して連続的に吐出することができるようになる。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、水系インクを印刷する前にインク経路に濡れ性向上水溶液中を通して壁面を濡れ性向上水溶液にて被覆することにより濡れ性を向上させ、水系インクを十分充填させることができるためインクジェットヘッドの吐出ノズルから水系インクを安定に吐出することができるようになる。また、装置の破損を無くすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるインクジェット印刷装置及びその水系インクの供給機構について説明するための原理図
【図２】従来のインクジェット印刷装置の概念図
【符号の説明】
１ インクジェットヘッド
２ 配管
３ インクタンク
４ 水系インク
５ インク滴
６ 印刷パターン
７ 被印刷体
８ 水系インクの流れる方向
９ 気泡
１０ ポンプ
１１ 攪拌機[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink jet printing apparatus for printing a printing pattern such as electrodes, resistors, dielectrics, and magnetics of ceramic electronic components such as multilayer ceramic capacitors, multilayer LC filters, and composite high-frequency electronic components used in various small and portable electronic devices. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for stably discharging a water-based ink that stably discharges a water-based ink when formed by using the same, and an aqueous solution for improving wettability used for the method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a printing method of a printing pattern such as an electrode pattern, a resistor pattern, a dielectric material and a magnetic material used for manufacturing a ceramic electronic component such as a multilayer ceramic capacitor, a multilayer LC filter, and a composite high frequency electronic component is performed by screen printing. There were many. However, the necessity of managing an enormous number of plate making patterns due to the miniaturization and high precision of electronic components and the expansion and contraction of the screen mesh when printing various print patterns, A new printing method has been desired in order to produce small and high-precision electronic components that are easily distorted.
[0003]
As a new method, a printing method using an inkjet printing technique that does not require a plate making pattern and can perform printing on demand has been proposed. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-50795 proposes forming a conductor or a resistor on an unfired ceramic green sheet by using an inkjet printing apparatus. Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-222475 proposes a method for manufacturing a thick-film electronic component in which an electrode pattern is formed using an ink-jet printing apparatus.
[0004]
FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining the principle of the ink jet printing technology disclosed in the above publication. In FIG. 2, an ink tank 23 is filled with ink 24 such as an electrode material or a resistor material. The ink 24 is sent to the inkjet head 21 through the pipe 22 and is ejected on demand from an end of a nozzle formed in the inkjet head 21 by an external signal to form an ink droplet 25. The ink droplets 25 continually land on the surface of a coated printed body 27 such as a ceramic green sheet to form a printed pattern 26. The print pattern 26 can be formed by controlling the position of the printing medium 27 or the inkjet head 21 in a two-dimensional plane.
[0005]
Arrows 28 indicate the flow direction of the ink 24 in the pipe 22 and the flight direction of the ink droplet 25 ejected from the inkjet head 21.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to print and form a print pattern using water-based ink using the above-described conventional inkjet printing technology, an inkjet head 21, a pipe 22 for supplying ink 24 inside the inkjet head 21, and an ink 24 for continuous printing are used. When the water-based ink 24 is filled in the ink tank 23 to be stored, the water-based ink 24 has a higher surface energy (surface tension) than the organic solvent-based ink, so that the ink 24 may be insufficiently filled. is there.
[0007]
In particular, there is a problem that bubbles generated on the inner wall of the pipe 22 and the inner wall of the ink flow path having a minute shape inside the inkjet head 21 cannot be completely removed.
[0008]
The metal powder contained in the water-based ink 24 used to form the electrodes of the ceramic electronic component is a noble metal such as silver, a low resistance base metal such as copper or nickel, or the like. 0.1 μm or more, specific gravity of 3 or more, compared to pigment type inkjet printing ink (particle size of 0.02 to 0.1 μm, specific gravity of 3 or less) because it is very large and heavy, It has the property that sedimentation and separation easily occur. As a countermeasure, for example, addition of a water-soluble polymer resin as a dispersant may be considered as a countermeasure. However, as a result, the viscosity of the ink 24 becomes higher, and it is difficult to further remove generated bubbles.
[0009]
As described above, if air bubbles are present on the inner wall of the inkjet head 21, the pressure for ejection becomes difficult to be transmitted to the water-based ink 24, and there is a problem that the ink ejection from the inkjet head 21 is not stabilized.
[0010]
Therefore, bubbles can be completely eliminated by coating the inside of the inkjet head 21, the pipe 22 for supplying the ink 24, and the wall surface of the ink tank 23 with an organic solvent such as alcohol in advance to improve wettability. However, this method has a problem that a resin material or the like for improving the hermetic sealing property of the apparatus is dissolved and the ink jet printing apparatus is damaged.
[0011]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a method for stably ejecting a water-based ink in inkjet printing and an aqueous solution for improving wettability used in the method.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned conventional problem, the invention according to claim 1 of the present invention relates to a method for forming a print pattern of a ceramic electronic component using an ink jet printing apparatus, the method comprising: After covering the wall of the aqueous ink path with a wettability improving aqueous solution, the aqueous ink is a stable ejection method of an aqueous ink that stably ejects the aqueous ink from an inkjet head, and an inkjet printing method of an aqueous ink excellent in productivity. Can be realized.
[0013]
The invention according to claim 2 is that the aqueous solution for improving wettability is an aqueous solution containing 0.6 to 1.0 wt% of a polymer surfactant, the contact angle on a glass plate is 16 degrees or less, and the PH is 7 to 10%. This is an aqueous solution for improving the wettability, which is No. 12, and can stably operate the ink jet printing apparatus for a long term.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, there is provided the wettability improving aqueous solution according to the second aspect, wherein the fired ceramic electronic component has a residual ash content of 1% or less, and has excellent productivity without sacrificing performance. A method for printing a ceramic electronic component can be realized.
[0015]
The invention according to claim 4 is characterized in that the polymer surfactant is a carboxylic acid type, a sulfonic acid type, a sulfate ester type, a phosphate ester type anionic surfactant, or an ester type, an ether type, an ester ether type. The non-ionic surfactant according to claim 2, which comprises at least one of an amino acid type, a betaine type, an amine oxide type zwitterionic surfactant, and a quaternary ammonium salt type cationic surfactant. It is an aqueous solution for improving wettability, and has the same effect as in claim 2.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a method for stably discharging a water-based ink in inkjet printing according to the present invention and an aqueous solution for improving wettability used therein will be described with reference to embodiments and drawings.
[0017]
(Embodiment 1)
The first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 and FIG.
[0018]
FIG. 1 is a principle diagram for describing an ink jet printing apparatus and its water-based ink supply mechanism according to Embodiment 1 of the present invention. A case where a printing pattern 6 such as an electrode of a ceramic electronic component such as a multilayer ceramic capacitor, an LC filter, and a composite high-frequency electronic component is printed using the inkjet printing apparatus shown in FIG. 1 will be described.
[0019]
In FIG. 1, reference numeral 3 denotes an ink tank in which an aqueous ink 4 such as an electrode is filled. The water-based ink 4 is sent to the inkjet head 1 via the pipe 2 by a pump 10 or the like, and is ejected by an on-demand control technique using an external signal to form an ink droplet 5 of the water-based ink 4.
[0020]
The ink droplets 5 sequentially and sequentially land on the surface of a printing medium 7 such as a ceramic green sheet and an alumina substrate to form a printing pattern 6 such as a desired electrode. An arrow 8 indicates the direction in which the aqueous ink 4 flows, and indicates the direction in which the aqueous ink 4 flows in the pipe 2 and the direction in which the ink droplets 5 ejected from inside the inkjet head 1 fly. Excess water-based ink 4 that is not ejected from the inkjet head 1 is returned to the ink tank 3 via the pipe 2 again.
[0021]
When printing is performed in such a configuration, if the aqueous ink 4 is directly supplied to the ink tank 3 and inkjet printing is performed, the aqueous ink 4 has a higher surface energy (surface tension) than an organic solvent-based ink. Of the pipe 2 for supplying the water-based ink 4 is not sufficiently filled, and the bubbles 9 cannot be completely eliminated.
[0022]
Also, the pump 10 for supplying the water-based ink 4 is of a low pulsation type, and is used with great care so as not to generate bubbles 9. The water-based ink 4 is subjected to vacuum defoaming before performing the ink jet printing. Although the bubbles 9 are removed as much as possible, the minute bubbles 9 in the water-based ink 4 may remain. Further, bubbles 9 may be taken into the water-based ink 4 when the stirrer 11 used to prevent precipitation or agglomeration of solids such as raw material powder in the water-based ink 4 is started.
[0023]
Therefore, first, an aqueous solution for improving wettability is passed through the inside of the ink jet head 1, the pipe 2, and the ink tank 3, which are ink paths, and the wall surfaces thereof are coated with the aqueous solution for improving wettability to improve the wettability with the aqueous ink 4. This completely eliminates the generation of bubbles 9 in the water-based ink 4, so that the water-based ink 4 can stably eject the ink droplets 5 from the inkjet head 1.
[0024]
Various water-based inks 4 for producing the ceramic electronic component according to the present invention contain at least raw material powder for forming electrodes, resistors, capacitors, and coil components, a water-soluble resin, and water. By using these various water-based inks 4 properly, various electronic components can be realized.
[0025]
Next, an ink-jet printing technique for an electrode pattern will be described as an example. Examples of the metal powder used for the electrode ink include noble metal powders such as Pd, Pt, Ag, and Ag-Pd alloys, and base metal powders such as Cu, Ni, Co, Mo, and W, and alloy powders thereof. Examples of the water-soluble resin include cellulose derivatives such as methylcellulose, carboxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, and ethylhydroxyethylcellulose, polyvinyl alcohols, polyvinylpyrrolidones, polyacrylic acid, vinyl acetate-acrylate copolymers, and styrene-acrylic acid copolymers. , Acrylic acid-alkyl acrylate copolymer, styrene-acrylic acid-alkyl acrylate copolymer, styrene-methacrylic acid copolymer, styrene-methacrylic acid-alkyl acrylate copolymer, styrene-α- Methylstyrene-acrylic acid copolymer, styrene-α-methylstyrene-acrylic acid-alkyl acrylate copolymer, vinylnaphthalene-acrylic acid copolymer, styrene-maleic acid copolymer It is possible to use a coalesced polymer, a vinylnaphthalene-maleic acid copolymer, an isobutylene-maleic anhydride copolymer, a protein such as gelatin, albumin and casein, a natural polymer such as gum arabic and salts thereof.
[0026]
However, since a water-soluble resin containing a salt may have an adverse effect on electrical insulation and reliability, it is necessary to use a resin having good thermal decomposability and a low residual ash content. Preferably, pure water is used.
[0027]
With this inkjet printing method, it is possible to realize a printing method capable of stably producing an electrode pattern of a ceramic electronic component with high accuracy.
[0028]
Next, a case where a dielectric pattern is printed will be described.
[0029]
A dielectric powder having a particle size of 0.2 to 1.0 μm containing barium titanate as a main component as a raw material powder of the dielectric material and methyl cellulose as a water-soluble resin in a weight ratio of 5 to 15 wt% with respect to the dielectric powder. Glycerin or ethyl glycol was further added as a plasticizer in the same weight ratio of 5 to 15 wt%, and a dielectric ink was prepared in which pure water was adjusted to a solid content of 30 to 60 wt% as a dispersion medium.
[0030]
Using this dielectric ink, the ink jet printing apparatus shown in FIG. 1 was able to print and form a dielectric pattern on a ceramic green sheet. By combining the above-mentioned electrode pattern and this dielectric pattern, a multilayer ceramic capacitor can be manufactured using an inkjet printing apparatus. By using this apparatus, it is possible to realize a very small multilayer ceramic capacitor production facility that can support other types.
[0031]
In the same manner, on a ferrite green sheet, ferrite powder having a particle diameter of 0.5 to 2.0 μm containing Ni—Zn ferrite as a main component as a raw material powder of a magnetic material is coated with polyvinyl alcohol as a water-soluble resin. 5-12 wt% is added to the body powder in a weight ratio, triethanolamine is added as a plasticizer in a weight ratio of 5-12 wt%, and pure water is used as a dispersion medium in a solid content of 25-50 wt%. An adjusted magnetic ink was produced.
[0032]
Using this magnetic ink, a magnetic pattern could be printed on a ferrite green sheet by the ink jet printing apparatus shown in FIG. By combining the above-described electrode pattern and this magnetic material pattern, a chip coil can be manufactured using an inkjet printing apparatus.
[0033]
By using the above method, it is possible to prepare a resistor ink using a ruthenium oxide powder, which is a resistor, as well as a resistor, and to manufacture a chip resistor using the inkjet printing apparatus. .
[0034]
(Embodiment 2)
A second embodiment of the present invention and FIG. 1 will be used to describe the second, third, and fourth aspects of the present invention. Since the configuration of FIG. 1 has been described in the first embodiment, a detailed description of the configuration will be omitted.
[0035]
In FIG. 1, first, the inside of the ink jet head 1, the inside of the pipe 2, and the inner wall of the ink tank 3, which are the ink paths, are filled with the wettability improving aqueous solution, and all the walls are covered with the wettability improving aqueous solution. By improving the wettability to the ink 4, the bubbles 9 of the water-based ink 4 are completely eliminated, and the water-based ink 4 can be stably ejected. By setting the concentration of the polymer surfactant in the aqueous solution for improving wettability to be 0.6 to 1.0 wt%, the bubbles 9 can be eliminated most effectively.
[0036]
This is because the wettability improving aqueous solution may be mixed with the water-based ink 4, so that even when mixed with the water-based ink 4, the concentration of the polymer surfactant must be reduced as much as possible to reduce the influence. . However, when the concentration of the polymer surfactant is 0.6 wt% or less, the effect of wettability is weak, and the aqueous ink 4 is not stably ejected. Further, even when the concentration of the polymer surfactant is 1.0 wt% or more, the effect of wettability does not increase, and the water-based ink 4 may be thickened. It has been found that the most effective concentration is 0.6 to 1.0% by weight without losing the wettability effect.
[0037]
When an electrode pattern or the like is formed on a ceramic green sheet that requires firing at a high temperature in the manufacturing process, the polymer surfactant is heat-sensitive in consideration of the case where the aqueous solution for improving wettability is mixed with the aqueous ink 4. It is preferable to use one having good decomposability and a residual ash content of 1% or less in heat treatment at a firing temperature or higher. When metal ions are contained in the polymer surfactant in the aqueous solution for improving wettability, ash remains in the electronic component and adversely affects electrical characteristics such as insulation resistance and long-term reliability performance. This is because there is fear.
[0038]
Specific examples of the polymer surfactant include carboxylic acid type, sulfonic acid type, sulfate ester type, phosphate ester type anionic surfactant, ester type, ether type, and ester / ether type nonionic surfactant. Activator, amino acid type, betaine type, amine oxide type zwitterionic surfactant, quaternary ammonium salt type cationic surfactant, and the like.
[0039]
When the contact angle of the aqueous solution for improving wettability is measured on a glass plate, the contact angle is preferably 16 degrees or less. If the contact angle is 16 degrees or more, the effect of improving the wettability is weak. The water-based ink 4 cannot be stably ejected because it cannot be filled without containing it.
[0040]
However, if the contact angle is reduced to 16 degrees or less and the wettability is improved, the aqueous ink 4 can be stably ejected because the generation of the bubbles 9 can be controlled and filled.
[0041]
Furthermore, the pH of the polymeric surfactant used in the aqueous solution for improving wettability must be in the range of 7 to 12 when converted into an aqueous solution. The reason for this is that the inkjet head 1 is vulnerable to organic solvents such as alcohols and acidic or alkaline aqueous solutions, and if these are used as a wettability improving solution for one month, the water repellent effect of the nozzle portion of the inkjet head 1 is reduced and the device itself is reduced. The resin portion and the like are damaged, and metal parts and the like are corroded, so that the water-based ink 4 cannot be stably ejected, and the maintenance of the printing apparatus takes a long time, thereby lowering productivity. In order to prevent this, the aqueous ink 4 is stably and continuously ejected without damaging the ink jet printing apparatus by using a wettability improving aqueous solution containing a polymer surfactant having a pH of 7 to 12. Will be able to
[0042]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, before printing the aqueous ink, the wettability is improved by coating the wall with the wettability improving aqueous solution by passing the ink path through the wettability improving aqueous solution and sufficiently filling the aqueous ink. Therefore, the water-based ink can be stably discharged from the discharge nozzle of the inkjet head. In addition, damage to the device can be eliminated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a principle diagram for describing an inkjet printing apparatus and a water-based ink supply mechanism thereof according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a conceptual diagram of a conventional inkjet printing apparatus.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ink-jet head 2 Piping 3 Ink tank 4 Water-based ink 5 Ink droplet 6 Print pattern 7 Printed material 8 Water-based ink flowing direction 9 Bubbles 10 Pump 11 Stirrer
