JP2019132983A - Method for manufacturing heating member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、加熱部材の製造方法に関し、さらに詳しくは、電子写真機器の定着工程において好適に用いられる加熱部材の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a heating member, and more particularly to a method for manufacturing a heating member suitably used in a fixing process of an electrophotographic apparatus.
電子写真方式を採用する複写機、プリンター、ファクシミリなどの電子写真機器では、記録媒体(紙など)にトナー像を形成し、これを加熱部材(定着部材)で加熱・加圧して定着させることにより画像を形成している。この定着工程では、電子写真機器の消費電力の大半を占めている。このため、省エネルギーの観点から、加熱部材の改良が求められている。 In electrophotographic equipment such as copying machines, printers, and facsimiles that employ an electrophotographic system, a toner image is formed on a recording medium (such as paper), and this is heated and pressed by a heating member (fixing member) to be fixed. An image is formed. This fixing process accounts for most of the power consumption of electrophotographic equipment. For this reason, the improvement of a heating member is calculated | required from a viewpoint of energy saving.
例えば特許文献1では、従来、中空金属軸にヒーターを内蔵させこのヒーターを熱源として中空金属軸に周設された弾性材層の外周表面を昇温させていたのに対し、可撓性樹脂シートからなる筒状体の外周面あるいは内周面に通電発熱可能な金属パターンを形成したものを加熱用回転体として用いることで、定着装置のウォームアップ時間を短縮し、省エネルギー化を図ることを提案している。金属パターンは、金属を含む導電性ペーストを筒状体の外周面あるいは内周面に塗布することにより形成されている。 For example, in Patent Document 1, conventionally, a heater is incorporated in a hollow metal shaft and the outer peripheral surface of an elastic material layer provided around the hollow metal shaft is heated using this heater as a heat source. Proposal to shorten the warm-up time of the fixing device and save energy by using a rotating rotating body that has a metal pattern that can be heated and energized on the outer or inner surface of a cylindrical body made of doing. The metal pattern is formed by applying a conductive paste containing metal to the outer peripheral surface or inner peripheral surface of the cylindrical body.
導電性ペーストを塗布して金属パターンを形成する方法では、細線部の精度に劣る。これにより、温度ムラが生じやすいという問題がある。 The method of applying a conductive paste to form a metal pattern is inferior in the precision of the thin line portion. As a result, there is a problem that temperature unevenness is likely to occur.
本発明が解決しようとする課題は、高精度の金属パターンを形成することが可能な加熱部材の製造方法を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a method for manufacturing a heating member capable of forming a highly accurate metal pattern.
上記課題を解決するため本発明に係る加熱部材の製造方法は、被加熱体を加熱するための加熱部材の製造方法であって、インクジェットディスペンサーによってめっき触媒およびバインダーを含むめっき下地形成用塗料を基層上に吐出してめっき触媒およびバインダーを含むめっき下地をパターン状に形成する工程と、パターン状に形成した前記めっき下地にめっきを行って前記めっき下地上に金属パターンを形成する工程と、を有することを要旨とするものである。 In order to solve the above-mentioned problems, a heating member manufacturing method according to the present invention is a heating member manufacturing method for heating an object to be heated, which is based on a coating for forming a plating base containing a plating catalyst and a binder by an ink jet dispenser. And a step of forming a plating base containing a plating catalyst and a binder in a pattern by discharging onto the plating base, and a step of plating the plating base formed in a pattern to form a metal pattern on the plating base. This is the gist.
この際、前記めっき下地形成用塗料の粘度は、1.0〜1000mPa・sの範囲内であることが好ましい。そして、前記インクジェットディスペンサーのインクが吐出されるノズルの内径は、0.05〜0.3mmの範囲内であることが好ましい。 At this time, the viscosity of the coating for forming a plating base is preferably in the range of 1.0 to 1000 mPa · s. And it is preferable that the internal diameter of the nozzle from which the ink of the said inkjet dispenser is discharged exists in the range of 0.05-0.3 mm.
本発明に係る加熱部材の製造方法によれば、インクジェットディスペンサーによって上記めっき下地形成用塗料を基層上に吐出して上記めっき下地をパターン状に形成することから、パターン状のめっき下地を高精度で細線に形成することができる。そして、高精度に形成されたパターン状のめっき下地にめっきを行ってめっき下地上に金属パターンを形成することから、導電性ペーストの塗布により金属パターンを形成する従来よりもパターニング精度が向上し、温度ムラが改善される。 According to the method for manufacturing a heating member according to the present invention, the above-described plating base is formed in a pattern by discharging the coating base-forming coating material onto the base layer by an inkjet dispenser. It can be formed into a thin line. And, since the metal pattern is formed on the plating base by performing plating on the pattern-shaped plating base formed with high precision, the patterning accuracy is improved as compared with the conventional method of forming the metal pattern by applying the conductive paste, Temperature unevenness is improved.
この際、上記めっき下地形成用塗料の粘度が特定範囲内であると、上記めっき下地形成用塗料を基層上に吐出する際に、塗膜のにじみが抑えられ、塗膜のレベリングが良くなる。これにより、パターン状のめっき下地をより高精度に形成することができる。そして、上記インクジェットディスペンサーのインクが吐出されるノズルの内径が特定範囲内であると、パターン状のめっき下地を高精度で細線に形成することができる。 At this time, if the viscosity of the coating base forming coating is within a specific range, the coating base bleeding is suppressed and the coating leveling is improved when the plating base forming coating is discharged onto the base layer. Thereby, a patterned plating base can be formed with higher accuracy. And when the internal diameter of the nozzle from which the ink of the inkjet dispenser is discharged is within a specific range, the pattern-like plating base can be formed into a fine line with high accuracy.
本発明に係る加熱部材は、被加熱体を加熱するために用いられる。被加熱体を加熱するものであれば、被加熱体の種類は特に限定されるものではない。被加熱体としては、例えば、複写機、プリンター、ファクシミリなどの電子写真機器における、用紙等の記録媒体に転写された未定着のトナーなどが挙げられる。この場合、加熱部材は、電子写真機器の定着工程における加熱部材(定着部材)として用いられる。電子写真機器における加熱部材(定着部材)は、円筒状に形成された定着ベルトや、軸体の外周にロール状に形成された定着ロールなどが挙げられる。定着ベルトや定着ロールは、周方向において繋ぎ目のないシームレス構造を有することが耐久性の面で好ましい。 The heating member according to the present invention is used to heat the object to be heated. As long as the object to be heated is heated, the type of the object to be heated is not particularly limited. Examples of the object to be heated include unfixed toner transferred to a recording medium such as paper in an electrophotographic apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine. In this case, the heating member is used as a heating member (fixing member) in the fixing process of the electrophotographic apparatus. Examples of the heating member (fixing member) in the electrophotographic apparatus include a fixing belt formed in a cylindrical shape, a fixing roll formed in a roll shape on the outer periphery of the shaft body, and the like. In terms of durability, the fixing belt and the fixing roll preferably have a seamless structure that is seamless in the circumferential direction.
図1(a)は、本発明の一実施形態に係る加熱部材の外観模式図である。図1(b)は、その加熱部材の径方向断面の一部である。図2は、加熱部材の展開図である。 Fig.1 (a) is an external appearance schematic diagram of the heating member which concerns on one Embodiment of this invention. FIG.1 (b) is a part of radial cross section of the heating member. FIG. 2 is a development view of the heating member.
図1(a)に示すように、加熱部材10は、円筒状に形成されており、周方向において繋ぎ目のないシームレス構造を有する。図1(b)に示すように、加熱部材10は、基層12と、発熱部とを有している。
As shown in FIG. 1A, the
基層12は、加熱部材10のベースとなるものである。基層12は、円筒状に形成されており、周方向において繋ぎ目のないシームレス構造を有する。基層12は、有機ポリマーなどで形成することができる。
The
発熱部は、通電により発熱する部分である。図2に示すように、発熱部は、発熱領域lにある金属パターン14aからなる。金属パターン14aは抵抗発熱体であり、通電により発熱する。この種の加熱部材は熱伝達効率が高く、抵抗発熱体への通電開始後、速やかに加熱部材の表面温度を所定温度まで上昇することができ、立ち上がりが速い。
The heat generating portion is a portion that generates heat when energized. As shown in FIG. 2, the heat generating portion is composed of a
金属パターン14aは、等幅等厚の金属線で構成されており、図2のように加熱部材10の軸方向に沿って延びていてもよいし、周方向にリング形状をなしていてもよい。また軸方向にスパイラル状になっていてもよい。この繰り返し構造により、金属パターン14aが形成されている。なお、金属パターン14aの形状は特に限定されるものではない。加熱部材10はその外周表面で均一に発熱するように構成され、温度ムラが生じないように構成されている。金属パターン14aの端部は、加熱部材10の軸方向における発熱領域の端部に配置される給電部(電極)18a,18bに接続されている。金属線は、後述するように、めっきによって形成される。
The
金属パターン14aの下で基層12上には、めっき下地パターン14bを有する。めっき下地パターン14bは、めっきによって金属パターン14aを形成するための下地となるものである。めっき下地パターン14bは、めっきを行うために必要なめっき触媒を少なくとも含む。めっき下地パターン14bは、金属パターン14aおよび基層12にそれぞれ接している。めっき下地パターン14bは、金属パターン14aと等幅で、金属パターン14aと同じパターン形状に形成されている。
On the
加熱部材10は、本発明に係る製造方法により製造することができる。以下に、本発明に係る製造方法の実施形態について説明する。
The
本発明に係る製造方法は、インクジェットディスペンサーによってめっき触媒およびバインダーを含むめっき下地形成用塗料を基層12上に吐出してめっき触媒およびバインダーを含むめっき下地をパターン状に形成する工程と、パターン状に形成しためっき下地(めっき下地パターン14b)にめっきを行ってめっき下地上に金属パターン14aを形成する工程と、を有する。
The manufacturing method according to the present invention includes a step of forming a plating base containing a plating catalyst and a binder in a pattern by discharging a coating base forming coating containing a plating catalyst and a binder onto the
まず、図3(a)に示すように、基層12を準備する。基層12は、有機ポリマーを含む基層形成用材料を用いて形成することができる。基層12が筒状である(ベルト状である)場合、基層形成用材料(塗料)を、円筒状または円柱状の金型の外周面に塗工し、乾燥させる。必要に応じて、熱処理してもよい。塗工方法としては、例えば、ディップコート法、ディスペンサーコート法(ノズルコート法)、ロールコート法、リングコート法などが挙げられる。基層12がロール状である場合、基層形成用材料(混練物)をロール成形金型内に注入して熱処理する。あるいは、基層形成用材料(混練物)を押出成形する。
First, as shown in FIG. 3A, the
基層12の有機ポリマーは、耐熱性に優れる有機ポリマーが好ましい。基層12の有機ポリマーとしては、ポリアミドイミド、変性ポリアミドイミド、ポリイミド、変性ポリイミド、ポリエーテルスルホン、フッ素樹脂、ポリカーボネートなどが挙げられる。これらは、基層12の有機ポリマーとして1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらのうちでは、剛性に優れ、耐久性を向上することができるなどの観点から、ポリアミドイミド、変性ポリアミドイミド、ポリイミド、変性ポリイミドなどがより好ましい。
The organic polymer of the
基層12中には、添加剤などが含まれていてもよい。添加剤としては、離型剤、難燃剤、充填剤、レベリング剤、消泡剤などが挙げられる。
The
基層12の厚みは、特に限定されるものではないが、耐久性や製造性などの観点から、20〜200μmの範囲内が好ましい。より好ましくは25〜140μmの範囲内、さらに好ましくは30〜80μmの範囲内である。
The thickness of the
次に、図3(b)に示すように、基層12上にめっき下地をパターン状に形成し、めっき下地パターン14bを形成する。めっき下地パターン14bは、インクジェットディスペンサーによってめっき触媒およびバインダーを含むめっき下地形成用塗料を基層12上に吐出することにより形成する。基層12上に吐出されためっき下地形成用塗料には、必要に応じ、乾燥、熱処理してもよい。めっき下地パターン14bを形成した後は、脱脂処理・洗浄処理などを行ってもよい。めっき下地パターン14bは、めっき触媒およびバインダーを含む塗膜となる。
Next, as shown in FIG. 3B, a plating base is formed in a pattern on the
インクジェットディスペンサーは、インクが吐出されるノズルから微少量の液(インク)を吐出できるため、細線の形成に有効である。また、ディスペンサーによって液(インク)を精度よく定量供給できるため、形成される細線の厚みや線幅などの精度に優れる。インクジェットディスペンサーとしては、ピエゾ式インクジェットディスペンサー、サーマル式インクジェットディスペンサー、スプレーバルブ式インクジェットディスペンサーなどを用いることができる。 An inkjet dispenser is effective for forming fine lines because it can eject a small amount of liquid (ink) from a nozzle from which ink is ejected. In addition, since the liquid (ink) can be accurately and accurately supplied by the dispenser, the thickness and width of the formed fine line are excellent. As the inkjet dispenser, a piezoelectric inkjet dispenser, a thermal inkjet dispenser, a spray valve inkjet dispenser, or the like can be used.
ピエゾ式インクジェットディスペンサーは、インクが吐出されるノズルにピエゾ素子が取り付けられており、そのピエゾ素子に電圧を加えてピエゾ素子を変形させることでインクをノズル外に吐出する方式のものである。ピエゾ式のものは、ピエゾ素子の変形量を電圧で制御するため、インク吐出量や液サイズを精密に制御できる。また、吐出の仕組みからインク吐出の際に熱を加えなくてよいため、熱劣化の少ないインクに限定されず幅広いインクに対応可能で、また、使用環境にも左右されにくい。 A piezo-type inkjet dispenser is a type in which a piezo element is attached to a nozzle from which ink is ejected, and a voltage is applied to the piezo element to deform the piezo element to eject ink out of the nozzle. In the piezo type, the deformation amount of the piezo element is controlled by voltage, so that the ink discharge amount and the liquid size can be precisely controlled. In addition, since it is not necessary to apply heat at the time of ink ejection from the mechanism of ejection, it is not limited to ink with little thermal deterioration, and can be applied to a wide range of inks, and is not easily influenced by the use environment.
サーマル式インクジェットディスペンサーは、加熱によりインクが吐出されるノズル内のインクに気泡を発生させることでインクをノズル外に吐出する方式のものである。サーマル式のものは、ヘッドの構造が比較的単純であり、物理的機構が少ないので、印刷速度の高速化が図りやすい。 The thermal inkjet dispenser is a type that ejects ink out of the nozzle by generating bubbles in the ink in the nozzle from which the ink is ejected by heating. The thermal type has a relatively simple head structure and has few physical mechanisms, so that it is easy to increase the printing speed.
スプレーバルブ式インクジェットディスペンサーは、バルブ、コントローラー、液剤タンクを備えたバルブ吐出システムであり、コントローラーからの信号でバルブを開閉し、液剤タンクから供給される液剤(インク)の量を制御する。バルブ吐出システムは、バルブを閉じて液剤(インク)の流れを遮断し、より確実な定量塗布が可能となる。スプレーバルブ式のものは、微量微圧エアーにより、霧状で正確に塗布することが可能である。 The spray valve type inkjet dispenser is a valve discharge system including a valve, a controller, and a liquid agent tank, and controls the amount of liquid agent (ink) supplied from the liquid agent tank by opening and closing the valve by a signal from the controller. The valve discharge system closes the valve to block the flow of the liquid agent (ink), and enables more reliable quantitative application. The spray valve type can be accurately applied in the form of a mist with a minute amount of micro-pressure air.
インクジェットディスペンサーのインクが吐出されるノズルの内径は、0.05〜0.3mmの範囲内であることが好ましい。ノズルの内径が特定範囲内であると、めっき下地パターン14bを高精度で細線に形成することができる。
The inner diameter of the nozzle from which ink is discharged from the inkjet dispenser is preferably in the range of 0.05 to 0.3 mm. When the inner diameter of the nozzle is within a specific range, the
めっき下地形成用塗料の粘度は、1.0〜1000mPa・sの範囲内であることが好ましい。めっき下地形成用塗料の粘度が1.0mPa・s以上であると、めっき下地形成用塗料を基層12上に吐出する際に、塗膜のにじみが抑えられる。この観点から、めっき下地形成用塗料の粘度は、より好ましくは10mPa・s以上である。また、めっき下地形成用塗料の粘度が1000mPa・s以下であると、めっき下地形成用塗料を基層12上に吐出する際に、塗膜のレベリングが良くなる。この観点から、めっき下地形成用塗料の粘度は、より好ましくは200mPa・s以下である。そして、めっき下地形成用塗料の粘度が1.0〜1000mPa・sの範囲内であると、めっき下地形成用塗料を基層12上に吐出する際に、塗膜のにじみが抑えられ、塗膜のレベリングが良くなる。これにより、めっき下地パターン14bをより高精度に形成することができる。めっき下地形成用塗料の粘度は、固形分濃度の調整などで調整することができる。めっき下地形成用塗料の粘度は、B型粘度計により測定することができる。めっき下地形成用塗料の粘度は、常温(室温)における値である。
The viscosity of the coating for forming a plating base is preferably in the range of 1.0 to 1000 mPa · s. When the viscosity of the coating base forming paint is 1.0 mPa · s or more, the coating base forming paint can be prevented from bleeding when the coating base forming paint is discharged onto the
めっき触媒は、めっき下地上にめっきを行うために必要な触媒能を有するものであればよい。このような触媒金属としては、Pd、PtなどのPt族金属、Ag、Au、これらの合金などが挙げられる。これらは、めっきを行うための触媒金属として1種単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて用いてもよい。これらのうちでは、触媒能により優れるなどの観点から、Pd、Pt、Ag、これらの合金がより好ましい。また、Pdが特に好ましい。 The plating catalyst only needs to have a catalytic ability necessary for plating on the plating base. Examples of such a catalyst metal include Pt group metals such as Pd and Pt, Ag, Au, and alloys thereof. These may be used individually by 1 type as a catalyst metal for plating, and may be used in combination of 2 or more types. Among these, Pd, Pt, Ag, and alloys thereof are more preferable from the viewpoint of superior catalytic ability. Pd is particularly preferable.
バインダーとしては、ポリイミド、ポリアミドイミド、変性ポリアミドイミド、変性ポリイミド、ポリエーテルスルホン、フッ素樹脂、ポリカーボネートなどが挙げられる。 Examples of the binder include polyimide, polyamideimide, modified polyamideimide, modified polyimide, polyethersulfone, fluororesin, and polycarbonate.
めっき下地形成用塗料において、めっき触媒の固形分濃度は、めっき効率などの観点から、1.0質量%以上であることが好ましい。より好ましくは5.0質量%以上である。また、めっき触媒の分散性、金属パターン14aの金属線との密着性などの観点から、20質量%以下であることが好ましい。より好ましくは10質量%以下である。
In the coating for forming a plating base, the solid content concentration of the plating catalyst is preferably 1.0% by mass or more from the viewpoint of plating efficiency and the like. More preferably, it is 5.0 mass% or more. Moreover, it is preferable that it is 20 mass% or less from viewpoints, such as the dispersibility of a plating catalyst and the adhesiveness with the metal wire of the
めっき下地パターン14bのめっき下地の厚みは、特に限定されるものではないが、基層12や金属パターン14aの金属線との密着性、均一性などの観点から、0.05μm以上であることが好ましい。より好ましくは0.1μm以上、さらに好ましくは0.3μm以上である。また、経済性などの観点から、5.0μm以下であることが好ましい。より好ましくは3.0μm以下、さらに好ましくは1.0μm以下である。
The thickness of the plating base of the
次に、図3(c)に示すように、めっきを行って、めっき下地パターン14b上に金属パターン14aを形成する。金属パターン14aは、無電解金属めっきにより形成することができる。無電解金属めっきは、めっき液を用いて行う。必要に応じ、めっき後に、水などで洗浄を行ってもよい。
Next, as shown in FIG. 3C, plating is performed to form a
めっき液には、金属イオン、還元剤、錯化剤、pH緩衝剤などが含まれる。金属イオンは、めっき金属のイオンである。めっき金属としては、Cu、Ni、Ag、Pd、Sn、Au、これらの合金などが挙げられる。これらのうちでは、めっき下地との密着性に優れるなどの観点から、Cu、Ni、Ag、これらの合金がより好ましい。また、めっき下地の触媒金属に対する触媒活性、めっき下地との密着性などの観点から、特に好ましくはNi、Ni合金である。 The plating solution contains metal ions, reducing agents, complexing agents, pH buffering agents and the like. The metal ions are plating metal ions. Examples of the plating metal include Cu, Ni, Ag, Pd, Sn, Au, and alloys thereof. Among these, Cu, Ni, Ag, and alloys thereof are more preferable from the viewpoint of excellent adhesion to the plating base. Further, Ni and Ni alloys are particularly preferable from the viewpoints of catalytic activity with respect to the catalytic metal of the plating base and adhesion to the plating base.
還元剤としては、次亜リン酸、次亜リン酸塩、ジメチルアミンボラン、ヒドラジンなどが挙げられる。このうち、めっき液の安定性などの観点から、次亜リン酸、次亜リン酸塩が好ましい。pH緩衝剤としては、乳酸、酢酸、コハク酸などが挙げられる。 Examples of the reducing agent include hypophosphorous acid, hypophosphite, dimethylamine borane, hydrazine and the like. Among these, hypophosphorous acid and hypophosphite are preferable from the viewpoint of the stability of the plating solution. Examples of pH buffering agents include lactic acid, acetic acid, and succinic acid.
錯化剤としては、カルボン酸やアミン化合物が挙げられる。錯化剤としては、カルボン酸のみを用いても良いし、アミン化合物のみを用いても良いし、カルボン酸とアミン化合物とを併用しても良い。カルボン酸としては、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)などが挙げられる。アミン化合物としては、グリシン、アラニン、エチレンジアミン、プロパンジアミンなどが挙げられる。 Examples of complexing agents include carboxylic acids and amine compounds. As a complexing agent, only carboxylic acid may be used, only an amine compound may be used, or carboxylic acid and an amine compound may be used in combination. Examples of the carboxylic acid include citric acid, malic acid, tartaric acid, ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), and the like. Examples of the amine compound include glycine, alanine, ethylenediamine, propanediamine, and the like.
金属パターン14aの金属線の厚みは、特に限定されるものではないが、発熱効率などの観点から、0.1μm以上であることが好ましい。より好ましくは0.3μm以上、さらに好ましくは0.5μm以上である。また、柔軟性などの観点から、10μm以下が好ましい。より好ましくは5.0μm以下、さらに好ましくは3.0μm以下である。
The thickness of the metal wire of the
金属パターン14aの金属線の幅は、製造性、発熱効率などの観点から、0.1mm以上であることが好ましい。より好ましくは0.3mm以上、さらに好ましくは0.5mm以上である。また、温度ムラを小さくしやすいなどの観点から、10mm以下が好ましい。より好ましくは5.0mm以下、さらに好ましくは3.0mm以下である。
The width of the metal line of the
金属パターン14aの金属線の間隔は、製造性、発熱効率の向上などの観点から、0.01mm以上であることが好ましい。より好ましくは0.05mm以上、さらに好ましくは0.1mm以上である。また、温度ムラを小さくしやすいなどの観点から、1.0mm以下が好ましい。より好ましくは0.5mm以下、さらに好ましくは0.3mm以下である。
The distance between the metal lines of the
以上の構成の本発明に係る製造方法によれば、インクジェットディスペンサーによって上記めっき下地形成用塗料を基層12上に吐出して上記めっき下地をパターン状に形成することから、パターン状のめっき下地を高精度で細線に形成することができる。そして、高精度に形成されたパターン状のめっき下地にめっきを行ってめっき下地上に金属パターン14aを形成することから、導電性ペーストの塗布により金属パターンを形成する従来よりもパターニング精度が向上し、温度ムラが改善される。また、シームレスであることにより、耐久性も向上する。
According to the manufacturing method of the present invention having the above-described configuration, the above-described plating base is formed in a pattern by discharging the above-described coating for forming a plating base onto the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば上記実施形態において、無電解金属めっきにより形成する金属パターン14aの上に、電解めっきによってさらにめっきを形成してもよい。また、加熱部材10の軸方向における発熱領域に、全周にわたって金属パターン14aを覆うように被覆層が形成されていてもよい。被覆層は、例えば絶縁材料、ゴム弾性体材料、フッ素樹脂材料などにより形成することができる。
For example, in the above embodiment, plating may be further formed by electrolytic plating on the
また、金属パターン14aは上記実施形態の構成に限定されるものではなく、種々のパターン形状にすることができる。
Moreover, the
以下、実施例および比較例を用いて本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail using Examples and Comparative Examples.
<基層形成用材料>
東洋紡ポリアミドイミドワニス「バイロマックスHR−16NN(固形分14.0%)」を準備した。
<Base layer forming material>
Toyobo Polyamideimide Varnish “Vilomax HR-16NN (solid content: 14.0%)” was prepared.
<めっき下地形成用塗料>
イオックス社製「メタロイド」をめっき下地形成用塗料として準備した。液の粘度は80mPa・sである。
<Plating undercoat paint>
“Metalloid” manufactured by IOX was prepared as a coating for forming a plating base. The viscosity of the liquid is 80 mPa · s.
<脱脂液>
アルカリ性脱脂剤(奥野製薬社製、「OPC−190クリーナー」)200mlと、3質量%の苛性ソーダ1200mlと、イオン交換水600mlとを混合することにより、脱脂液を調製した。
<Degreasing liquid>
A degreasing solution was prepared by mixing 200 ml of an alkaline degreasing agent (Okuno Pharmaceutical Co., Ltd., “OPC-190 Cleaner”), 1200 ml of 3% by weight caustic soda, and 600 ml of ion-exchanged water.
<コンディショナー液>
コンディショナー液として、カチオン性表面調整剤(奥野製薬工業製、「コンディライザーFRコンク」)50ml/Lを用いた。
<Conditioner liquid>
As a conditioner solution, 50 ml / L of a cationic surface conditioner (Okuno Pharmaceutical Co., Ltd., “Condizer FR Conch”) was used.
<導電性ペースト材料>
導電性ペースト材料として、次の手順で調製した材料を用いた。ダイエルG555(ダイキン工業製)100質量部に対し、キョーワマグ♯30(協和化学工業製)5質量部、カルゼット(極東化成工業製)5質量部を、2本ロールで20分混練したゴム(A)を作製した。続いて、ゴム(A)の100質量部を2〜3mm角に裁断したものと、酢酸5質量部及びメチルエチルケトン245質量部とを事前に5分羽根撹拌した溶剤とを合わせ、エアー撹拌機にて30分撹拌し、溶液(B)を得た。更に、溶液(B)350質量部に対し、10%Agコート2L3(福田金属箔粉工業製)を500質量部、デュラネートSBN−70D(旭化成ケミカルズ製)26質量部、メチルエチルケトン510質量部とを、撹拌棒を用いて手撹拌にて2分撹拌することで、導電ペースト材料を調製した。
<Conductive paste material>
As the conductive paste material, a material prepared by the following procedure was used. Rubber (A) in which 5 parts by mass of Kyowamag # 30 (manufactured by Kyowa Chemical Industry) and 5 parts by mass of calzette (manufactured by Kyokuto Kasei Kogyo) are kneaded with two rolls for 20 minutes with respect to 100 parts by mass of Daiel G555 (manufactured by Daikin Industries). Was made. Subsequently, 100 parts by weight of rubber (A) was cut into 2 to 3 mm squares, and 5 parts by weight of acetic acid and 245 parts by weight of methyl ethyl ketone were combined in advance with a 5-minute impeller, and mixed with an air stirrer. The mixture was stirred for 30 minutes to obtain a solution (B). Furthermore, 500 parts by mass of 10% Ag coat 2L3 (Fukuda Metal Foil Powder Industry), 26 parts by mass of Duranate SBN-70D (Asahi Kasei Chemicals), and 510 parts by mass of methyl ethyl ketone with respect to 350 parts by mass of the solution (B), The conductive paste material was prepared by stirring for 2 minutes by hand stirring using a stirring rod.
<無電解金属めっき液>
硫酸ニッケル六水和物:26g/L、次亜リン酸ナトリウム一水和物(還元剤):32g/L、クエン酸ナトリウム二水和物(錯化剤):30g/Lを混合することにより、無電解金属めっき液とした。
<Electroless metal plating solution>
By mixing nickel sulfate hexahydrate: 26 g / L, sodium hypophosphite monohydrate (reducing agent): 32 g / L, sodium citrate dihydrate (complexing agent): 30 g / L An electroless metal plating solution was obtained.
<基層の作製>
直径40mm、軸方向長さ450mmのアルミニウム製の円筒パイプ表面に、ディップコート法により、基層形成用材料を塗工し、230℃で60分間乾燥させた。なお、上記塗工時の引上速度は100mm/秒とした。これにより、円筒パイプの外周面上に、ポリアミドイミド(PAI)よりなる筒状の基層(厚み80μm)を形成した。
<Preparation of base layer>
A base layer forming material was applied to the surface of an aluminum cylindrical pipe having a diameter of 40 mm and an axial length of 450 mm by a dip coating method and dried at 230 ° C. for 60 minutes. The pulling speed at the time of coating was 100 mm / second. Thereby, a cylindrical base layer (thickness 80 μm) made of polyamideimide (PAI) was formed on the outer peripheral surface of the cylindrical pipe.
<実施例1のめっき下地パターン作製及びパターニング形成>
ノードソン 781miniシリーズスプレーバルブ(ノズルオリフィス0.1mm)を用い、基層上にめっき下地形成用塗料を幅1.0mm、間隔0.2mmの線状にパターニング塗工し、120℃で15分間熱処理した後、さらに、240℃で15分間熱処理した。これにより、基層上にめっき下地パターン(厚み0.5μm)を形成した。その後、脱脂液に65℃で5分間浸漬し、その後、純水をかけ流すことにより、水洗した。その後、無電解金属めっき液に浸漬(めっき液温度:84℃、めっき時間:2分間)し、その後、純水をかけ流すことにより、水洗した。これにより、幅1.0mm、間隔0.2mmの線状にパターニングされた金属パターン(ニッケルめっき、厚み1.0μm)をめっき下地上に形成した。以上により、図2に示すパターン形状を有する実施例1の加熱部材を作製した。
<Preparation of plating base pattern and patterning formation of Example 1>
Using a Nordson 781mini series spray valve (nozzle orifice 0.1 mm), a coating for forming a plating base was patterned on the base layer in a linear pattern with a width of 1.0 mm and an interval of 0.2 mm, and heat-treated at 120 ° C. for 15 minutes. Further, heat treatment was performed at 240 ° C. for 15 minutes. As a result, a plating base pattern (thickness 0.5 μm) was formed on the base layer. Thereafter, it was immersed in a degreasing solution at 65 ° C. for 5 minutes and then washed with pure water. Then, it was immersed in an electroless metal plating solution (plating solution temperature: 84 ° C., plating time: 2 minutes), and then rinsed with pure water. As a result, a metal pattern (nickel plating, thickness 1.0 μm) patterned into a linear shape having a width of 1.0 mm and an interval of 0.2 mm was formed on the plating base. Thus, the heating member of Example 1 having the pattern shape shown in FIG. 2 was produced.
<実施例2〜4のめっき下地パターン作製及びパターニング形成>
スプレーバルブのノズルオリフィス、めっき下地形成用塗料の粘度を表1のように変更し、線幅を表1のように変更した以外は実施例1と同様にして、図2に示すパターン形状を有する実施例2〜4の加熱部材を作製した。
<Preparation of plating base pattern and patterning formation of Examples 2 to 4>
The pattern shape shown in FIG. 2 is obtained in the same manner as in Example 1 except that the viscosity of the spray orifice nozzle orifice and the coating base forming coating material is changed as shown in Table 1, and the line width is changed as shown in Table 1. The heating member of Examples 2-4 was produced.
<比較例1のパターニング形成>
導電性ペースト材料を基層上にデジタルディスペンサー(武蔵エンジニアリング MPP−1)にて幅1.0mm、間隔0.2mm、厚み30μmの線状に塗工し、その後200℃×60分の熱入れを行った。以上により、図2に示すパターン形状を有する比較例1の加熱部材を作製した。
<Patterning of Comparative Example 1>
The conductive paste material is coated on the base layer in a linear shape with a digital dispenser (Musashi Engineering MPP-1) having a width of 1.0 mm, an interval of 0.2 mm, and a thickness of 30 μm, and then heated at 200 ° C. for 60 minutes. It was. Thus, a heating member of Comparative Example 1 having the pattern shape shown in FIG. 2 was produced.
作製した加熱部材について、線幅ばらつきと温度ムラを測定し、金属パターンの精度を評価した。測定方法は以下の通りである。評価結果は表1に示す。 About the produced heating member, line width variation and temperature variation were measured, and the accuracy of the metal pattern was evaluated. The measuring method is as follows. The evaluation results are shown in Table 1.
(線幅ばらつきの測定)
線状にパターニングされた金属パターンの任意の位置10点について顕微鏡で観察を行い、狙いの線幅に対し、誤差が±5%以内であった場合を特に良好「◎」、誤差が±10%以内であった場合を良好「○」、誤差が±10%超であった場合をやや劣る「△」、誤差が±20%超であった場合を劣る「×」とした。
(Measurement of line width variation)
Observe with a microscope about 10 arbitrary positions of the metal pattern patterned in a line, especially when the error is within ± 5% of the target line width “◎”, error is ± 10% The case where the error was within ± 10% was rated as “good”, the case where the error was over ± 10%, “△”, and the case where the error was over ± 20%, “X”.
(温度ムラの測定)
図4に示すように、測定ワーク1、オシロスコープ3、AC電源4、サーモグラフィー5を有する簡易評価システムを作成した。測定ワーク1(作製した加熱部材)の表面に端部だけ露出させるよう黒体スプレー2(ジャパンセンサー(株)「JSC−3号」)を塗布した。測定ワーク1の両端部に銅テープを貼り付け電極部とし、周波数100Hz・印加電圧50Vを印加させて、測定ワーク1の表面をサーモグラフィー5にて測定した。測定ワーク1の表面からサーモグラフィー5までの距離を500mmとした。測定ワーク1の表面温度のムラが5℃以下であったものを特に良好「◎」、5℃超10℃以下であったものを良好「○」、10℃超20℃以下であったものをやや劣る「△」、20℃超であったものを不良「×」とした。
・AC電源:エヌエフ回路設計ブロックBP4610
・サーモグラフィー:日本アビオニクスS30
(Measurement of temperature unevenness)
As shown in FIG. 4, a simple evaluation system having a measurement work 1, an
AC power supply: NF circuit design block BP4610
-Thermography: Nippon Avionics S30
比較例1は、導電ペースト塗布により金属パターンを形成している。このため、金属パターンの金属線の線幅ばらつきや加熱部材の温度ムラが大きく、金属パターンの精度に劣っている。これに対し、実施例は、インクジェットディスペンサーによってめっき下地形成用塗料をパターニング塗布することによりめっき下地パターンを形成し、このめっき下地上に無電解めっきを施して金属パターンを形成している。このため、金属パターンの金属線の線幅ばらつきや加熱部材の温度ムラが小さく、金属パターンの精度に優れている。実施例のうちでは、ノズル径が0.05〜0.3mmの場合や、めっき下地形成用塗料の粘度が1.0〜1000mPa・sの場合に、金属パターンの金属線の線幅ばらつきや加熱部材の温度ムラがより小さくなり、金属パターンの精度により優れている。 In Comparative Example 1, a metal pattern is formed by applying a conductive paste. For this reason, the line width variation of the metal line of a metal pattern and the temperature nonuniformity of a heating member are large, and the accuracy of a metal pattern is inferior. On the other hand, in the embodiment, a plating base pattern is formed by applying a coating for forming a plating base using an inkjet dispenser, and electroless plating is performed on the plating base to form a metal pattern. For this reason, the line width variation of the metal line of a metal pattern and the temperature nonuniformity of a heating member are small, and the precision of a metal pattern is excellent. Among the examples, when the nozzle diameter is 0.05 to 0.3 mm, or when the viscosity of the coating for forming the plating base is 1.0 to 1000 mPa · s, the line width variation or heating of the metal line of the metal pattern The temperature unevenness of the member becomes smaller, and the accuracy of the metal pattern is better.
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。 As mentioned above, although the Example of this invention was described, this invention is not limited to the said Example at all, A various change is possible within the range which does not deviate from the meaning of this invention.
10 加熱部材
12 基層
14a 金属パターン
14b めっき下地パターン
DESCRIPTION OF
Claims (3)
インクジェットディスペンサーによってめっき触媒およびバインダーを含むめっき下地形成用塗料を基層上に吐出してめっき触媒およびバインダーを含むめっき下地をパターン状に形成する工程と、
パターン状に形成した前記めっき下地にめっきを行って前記めっき下地上に金属パターンを形成する工程と、を有することを特徴とする加熱部材の製造方法。 A method of manufacturing a heating member for heating an object to be heated,
A step of forming a plating base containing a plating catalyst and a binder in a pattern by discharging a coating base forming coating containing a plating catalyst and a binder onto the base layer by an inkjet dispenser;
And a step of performing plating on the plating base formed in a pattern to form a metal pattern on the plating base.
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