JP3211973B2 - 耐熱性セラミックインキ - Google Patents
耐熱性セラミックインキInfo
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
- H05K3/28—Applying non-metallic protective coatings
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Description
る耐熱性セラミックインキに関する。更に詳しくは、面
状発熱体と組合わせて、高温で使用される加熱機器、例
えば、産業用のクリーンヒーター、健康暖房器具、家庭
用厨房器具、湯沸器等に好適に使用される耐熱性セラミ
ックインキに関する。
射することが古くから知られている。この性質を利用
し、セラミックは加熱源と組み合わされて各種の産業用
ヒーター、暖房器具、厨房器具等に利用されている。し
かしながら、従来、セラミックヒーターにセラミックを
使用する場合は、セラミック粉体を板状に成形して利用
するために、生産効率が悪いという欠点があった。そし
て、セラミックを異種の器具に使用するためには、その
器具に合わせて成形するために金型を複数用意しなけれ
ばならないため、家庭生活で使用される調理器具や健康
医療機器等に広く使用することが困難であった。
体をポリエステル樹脂などに分散させて得られるセラミ
ックインキが提案され、このインキを面状発熱体に塗布
することによって、各種ヒーターにセラミックが利用さ
れている。しかし、このインキはバインダーとなる樹脂
の耐熱性が低いために、その用途が制限されるという欠
点がある。
欠点を解決しようとするものであり、その目的は、長期
耐熱性に優れ、各種ヒーターなどに広範囲に容易に適用
できるセラミックインキを提供することにある。
キは、ガラス転移温度が150℃以上である耐熱性ポリ
マーを溶解したポリマー溶液中に、セラミック粉体を分
散させてなり、そのことにより上記目的が達成される。
ラス転移温度が150℃以上であり、通常は有機溶剤に
可溶なポリマーが利用される。このようなポリマーとし
ては、例えば、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリ
エーテルスルホン、ポリアミドイミド等が挙げられる。
耐熱性に優れ、安価であることから、ポリアミドイミド
が好ましく用いられる。
水物または酸クロリドとジアミンとが用いられるジアミ
ン法、または酸無水物とイソシアネートとが用いられる
イソシアネート法により合成される。
調製し得る酸としては、例えば、テレフタル酸、イソフ
タル酸、4,4'-ビフェニルジカルボン酸、ピロメリット
酸、3,3',4,4'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸、3,
3',4,4'-ビフェニルスルホンテトラカルボン酸、3,3',
4,4'-ビフェニルテトラカルボン酸、アジピン酸、セバ
シン酸、マレイン酸、フマール酸、ダイマー酸、スチル
ベンジカルボン酸等が挙げられる。酸無水物としては、
トリメリット酸無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン
酸無水物、ジフェニルスルホンテトラカルボン酸無水
物、ビフェニルテトラカルボン酸無水物、ピロメリット
酸無水物、エチレングリコールジアンヒドロトリメリテ
ート、プロピレングリコールジアンヒドロトリメリテー
ト、1,4-ブタンジオールジアンヒドロトリメリテート、
ヘキサメチレングリコールジアンヒドロトリメリテー
ト、ポリエチレングリコールジアンヒドロトリメリテー
ト、ポリプロピレングリコールジアンヒドロトリメリテ
ート等が挙げられる。
ジアミン、m-フェニレンジアミン、4,4'-ジアミノジフ
ェニルエーテル、4,4'-ジアミノジフェニルメタン、4,
4'-ジアミノジフェニルスルホン、4,4'-ジアミノベンゾ
フェノン、2,2'-ビス(アミノフェニル)プロパン、2,4
-トリレンジアミン、2,6-トリレンジアミン、p-キシリ
レンジアミン、イソホロンジアミン、ヘキサメチレンジ
アミンなどが挙げられる。
しては、上記ジアミン法に用いられるのと同種の酸無水
物が用いられ得る。イソシアネートとしては、例えば、
ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4-トリレンジイ
ソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、3,3'-
ジメチルジフェニル-4,4'ジイソシアネート、3,3'-ジエ
チルジフェニル-4,4'-ジイソシアネート、イソホロンジ
イソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等の
イソシアネートが挙げられる。
れる代表的な化合物は、上記化合物中、トリメリット酸
無水物とジフェニルメタンジイソシアネートである。
するための溶剤は、通常、有機溶剤であり、例えば、ポ
リマーを合成する際に使用される重合溶剤がそのまま使
用できる。この重合溶剤としては、例えば、N-メチル-2
-ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセト
アミド、γ-ブチロラクトン等がある。特に、吸湿性の
低いγ-ブチロラクトンが好適である。
のような有機溶剤に溶解させても、また、そのような有
機溶剤を重合の反応系に加えてもよい。このような有機
溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン等の炭化水
素系、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチ
ルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン等のケトン
系、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテ
ル、テトラヒドロフラン等のエーテル系、酢酸メチル、
酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸セロソルブ等のエステル
系の溶剤等が挙げられる。これらの中でもできるだけ吸
湿性の低い溶剤が好ましい。
合には、該有機溶剤を、耐熱性ポリマーを合成する重合
の初期、重合の途中、重合の終了後のいずれの時期に反
応系に添加しても構わない。しかし重合の初期および途
中に反応系に添加すると重合速度が遅くなるので、重合
が終了した後に有機溶剤を加えるか、もしくは生成した
耐熱性ポリマーを取り出し、これを該有機溶剤に溶解す
ることが好ましい。
混合比は、耐熱性ポリマーの溶解性や、セラミックイン
キの使用条件、例えば、膜厚、乾燥条件、硬化条件など
によって決められる。
は特に制限されず、用途に応じて適宜選択される。すな
わち、セラミックを加熱したときに放射される遠赤外線
の波長の範囲が、使用目的に適するか否かによってセラ
ミックが選択される。一般的には、バリウム、亜鉛、
鉄、ニッケル、コバルト、アルミニウム、クロム、ケイ
素、チタン、マンガン等の金属酸化物等が挙げられ、そ
のうちの一種または二種以上を組合わせて用いられる。
じて搖変性を付与するため、無機物微粒子、レベリング
剤、界面活性剤、着色剤、酸化防止剤等の添加剤、およ
び上記耐熱性ポリマーとして用いた樹脂以外のポリエス
テル樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂
等を加えることができる。
ーを溶解したポリマー溶液中に分散させる方法として
は、通常の方法を採用することができ、例えば、高速デ
ィゾルバー、サンドミル、3本ロールミル、ボールミル
等を使用できる。特に、3本ロールミルを用いると、生
産性がよく好適である。
布されて使用される。その塗布方法は加熱体の形状によ
って適宜選択され、例えば、含浸法、コーティング法、
スクリーン印刷法、スプレー法などが挙げられる。例え
ば、面状発熱体の場合には、スクリーン印刷法によって
発熱体回路の必要部分のみ塗布してカバーすることが好
ましい。
るが、本発明はこれらの実施例によって何等制限される
ものではない。
方法で評価測定した。
チル-2-ピロリドン100mlに溶解した溶液を、ウベ
ローデ型粘度管を用いて25℃で測定した。
度5℃/分でTMA引っ張り荷重法により測定した。
昇温速度5℃/分で測定した。
25℃で測定した。
無水物0.8モル、エチレングリコールジアミンヒドロ
トリメリテート0.2モル、ジフェニルメタンジイソシ
アネート1モルをγ-ブロチラクトン398gと共に仕
込み、反応系を攪拌しながら約30分で180℃に昇温
した。180℃で約3時間攪拌を続けた後、反応系を1
00℃まで冷却して反応を停止し、ポリアミドを得た。
このポリアミドをシクロヘキサノン341gに溶解し、
固形分濃度35%、溶液粘度1500センチポイズの均
一なポリマー溶液を得た。このポリマーの対数粘度は
0.27、ガラス転移温度は263℃であった。
約5μmのアルミナ粉体80g、酸化ケイ素の微粒子3
gおよびレベリング剤1gを加え、セラミック製3本ロ
ールミルで2回混練りを行った。この混合物をシクロヘ
キサノンによって希釈し、粘度が740ポイズ、搖変度
が2.2のセラミックインキを得た。このセラミックイ
ンキの乾燥皮膜の熱分解温度は450℃であり、優れた
耐熱性を示した。
厚みのポリイミド系フィルムと20μmの厚みの鉄箔の
2層積層体をエッチングして回路を形成した面状発熱体
の回路面にスクリーン印刷して50μmの厚みのカバー
層を形成した。上記面状発熱体の回路に電流を通して2
00℃に昇温し10日間放置した。放置後のカバー層の
絶縁性はほとんど変わらず、外観も変化せず、優れた長
期耐熱性を示した。
モル、エチレングリコールジアンヒドロトリメリテート
0.5モル、ジフェニルメタンジイソシアネート1モル
およびγ-ブチロラクトン463gを用いたこと以外
は、実施例1と同じ条件で重合してポリアミドを得、シ
クロヘキサノンに溶解して、溶液粘度が1150センチ
ポイズ、固形分濃度が35%のポリマー溶液を得た。こ
のポリマーの対数粘度は0.22、ガラス転移温度は2
32℃であった。
と同様にしてセラミックインキを得た。得られたセラミ
ックインキの粘度は570ポイズ、搖変度は1.8であ
った。このセラミックインキの乾燥皮膜の熱分解温度は
430℃であり、耐熱性に優れていた。
たものと同じ面状発熱体の回路面にスクリーン印刷して
45μmの厚みのカバー層を形成し、実施例1と同様に
して試験した。その結果、カバー層の絶縁性はほとんど
変わらず、外観も変化せず、優れた長期耐熱性を示し
た。
無水物1モルおよびジフェニルメタンジイソシアネート
1モルをN-メチル-2-ピロリドン354gと共に仕込
み、反応系を100℃に昇温後5時間攪拌して反応させ
た。これにシクロヘキサノン303gを加えて、固形分
濃度35%、溶液粘度1750センチポイズのポリマー
溶液を得た。このポリマーの対数粘度は0.45、ガラ
ス転移温度は295℃であった。
と同様にしてセラミックインキを得た。得られたセラミ
ックインキの粘度は800ポイズ、搖変度は2.1であ
った。このセラミックインキの乾燥皮膜の分解温度は4
65℃であり、耐熱性に優れていた。
たものと同じ面状発熱体の回路面にスクリーン印刷して
55μmの厚みのカバー層を形成し、実施例1と同様に
して試験した。その結果、カバー層の絶縁性はほとんど
変わらず、外観も変化せず、優れた長期耐熱性を示し
た。
ン〔ビクトレックスPES(ガラス転移温度:225
℃):ICI社〕20gをN-メチル-2-ピロリドン80
gに溶解し、ポリマー溶液を得た。このポリマー溶液1
00gに、平均粒径が約5μmのアルミナ粉体55g、
酸化ケイ素微粒子3g、およびレベリング剤1gを加え
てセラミック製の3本ロールミルで2回混練りした。こ
の混合物をN-メチル-2-ピロリドンで希釈し、セラミッ
クインキを得た。得られたセラミックインキの粘度は3
50ポイズ、搖変度は1.6であった。このセラミック
インキの乾燥被膜の分解温度は530℃であり、耐熱性
に優れていた。
たものと同じ面状発熱体の回路面にスクリーン印刷して
38μmの厚みのカバー層を形成し、実施例1と同様に
して試験した。その結果、カバー層の絶縁性はほとんど
変わらず、外観も変化せず、優れた長期耐熱性を示し
た。
フタル酸0.5モル、エチレングリコール0.5モル、
およびネオペンチルグリコール0.5モルを重合して得
られ、ガラス転移温度が70℃の共重合ポリエステル樹
脂30gを、メチルエチルケトン/シクロヘキサノン
(50/50重量比)70gに溶解し、ポリマー溶液を
得た。
約5μmのアルミナ粉体69g、酸化珪素微粒子3g、
およびレベリング剤1gを加え、セラミック製の3本ロ
ールミルで2回混練りした。このポリマー溶液をシクロ
ヘキサノンで希釈し、セラミックインキを得た。このセ
ラミックインキの粘度は180ポイズ、搖変度は1.9
であった。このセラミックインキの乾燥皮膜の熱分解温
度は310℃であった。
たものと同じ面状発熱体の回路面にスクリーン印刷し
て、45μmの厚みのカバー層を形成し、同様にして試
験をした。その結果、インキ層が著しく変色し、脆く、
回路面から簡単に剥離した。
その効果を持続し得る耐熱性セラミックインキが提供さ
れる。このセラミックインキは各種の発熱体に容易に付
与され、家庭用の暖房機器をはじめ、プリント基材の保
護など各種用途に利用され得る。
Claims (1)
- 【請求項1】ガラス転移温度が150℃以上である耐熱
性ポリマーを溶解したポリマー溶液中に、セラミック粉
体を分散させてなる耐熱性セラミックインキ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP460892A JP3211973B2 (ja) | 1992-01-14 | 1992-01-14 | 耐熱性セラミックインキ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP460892A JP3211973B2 (ja) | 1992-01-14 | 1992-01-14 | 耐熱性セラミックインキ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05186728A JPH05186728A (ja) | 1993-07-27 |
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Family
ID=11588766
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP460892A Expired - Fee Related JP3211973B2 (ja) | 1992-01-14 | 1992-01-14 | 耐熱性セラミックインキ |
Country Status (1)
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USD766599S1 (en) | 2013-03-11 | 2016-09-20 | Under Armour, Inc. | Lower body garment with inner surface ornamentation |
USD758745S1 (en) | 2013-03-11 | 2016-06-14 | Under Armour, Inc. | Lower body garment with outer surface ornamentation |
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-
1992
- 1992-01-14 JP JP460892A patent/JP3211973B2/ja not_active Expired - Fee Related
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