(57)【要約】【課題】簡易な構成でありながら、管の内部又は外部を通る流体を加熱することのできる加熱装置を提供する。【解決手段】絶縁材料からなる管の表面にめっき層からなる配線が形成されてなり、該配線に通電することによって前記管の内部又は外部を加熱する加熱装置。このとき、前記めっき層と前記管の表面との界面が粗化されてなることが好ましい。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁材料からなる管の表面にめっき層からなる配線が形成されてなり、該配線に通電することによって前記管の内部又は外部を加熱する加熱装置。
【請求項２】
前記めっき層と前記管の表面との界面が粗化されてなる請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
前記管の表面に溝が形成されるとともに、該溝にめっき層が充填されてなる請求項１又は２に記載の加熱装置。
【請求項４】
前記溝の幅が０．００１〜５０ｍｍであり、深さが１〜１０００μｍである請求項３に記載の加熱装置。
【請求項５】
前記めっき層の厚みが０．１〜５００μｍである請求項１〜４のいずれかに記載の加熱装置。
【請求項６】
前記絶縁材料が、樹脂、ガラス及びセラミックスからなる群から選択される少なくとも１種である請求項１〜５のいずれかに記載の加熱装置。
【請求項７】
前記めっき層が、ニッケル、亜鉛、コバルト、鉄、白金、錫、鉛、イリジウム、ロジウム、クロム、ビスマス、カドミウム、パラジウム、インジウム、金及びこれらの合金からなる群から選択される少なくとも１種である請求項１〜６のいずれかに記載の加熱装置。
【請求項８】
前記配線が前記管の表面に螺旋状に形成されてなる請求項１〜７のいずれかに記載の加熱装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の加熱装置の製造方法であって；
前記管の表面の一部の領域にパルスレーザーを照射する工程１と、
前記管の表面に無電解めっき触媒を付着させる工程２と、
前記パルスレーザーを照射した領域に前記めっき層を形成する工程３とを有する加熱装置の製造方法。
【請求項１０】
工程２と工程３との間に、前記パルスレーザーが照射されていない箇所に付着した前記触媒を選択的に除去する、又は前記触媒を選択的に失活させる工程をさらに有する請求項９に記載の製造方法。
【請求項１１】
前記パルスレーザーのパルス幅が１×１０−１８〜１×１０−４秒である請求項９又は１０に記載の製造方法。
【請求項１２】
請求項１〜８のいずれかに記載の加熱装置を用いた加熱方法であって、前記配線に通電することにより前記管の内部又は外部を通る流体を加熱する加熱方法。
【請求項１３】
フッ素樹脂又はシリコーン樹脂からなる基材の表面にめっき層が形成されてなり、前記めっき層と前記基材の表面との界面が粗化されてなるめっき品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、気体や液体などの流体を加熱する装置として、当該流体が通過する流路管の外周面に電熱線を巻き付けた装置が知られている。このような装置は、チューブヒーターやパイプヒーターなどと呼ばれ、利便性が高いことから様々な分野で用いられている。このような装置として、例えば、特許文献１に記載の流体加熱装置が挙げられる。
【０００３】
特許文献１には、樹脂により中空筒状に形成された、流体を流通させる流体通路部と、前記流体通路部の外周側において、少なくとも該流体通路部の一端側から他端側にかけて螺旋状に巻回しつつ延びる前記流体を加熱するための電熱線と、前記流体通路部の外周側に配設されると共に、樹脂により形成された、前記電熱線をガイドするガイド部材と、樹脂により形成された、前記電熱線を前記ガイド部材に対して位置固定させる固定部材と、を備える流体加熱装置が記載されている。そして、特許文献１に記載の発明によれば、柔軟性のある流体通路部に沿って電熱線を配策することで、その流体通路部の柔軟性に適切に対応しつつその流体通路部内の流体を効果的に加熱することが可能な流体加熱装置を提供できるとされている。
【０００４】
しかしながら上述のように、上記流体加熱装置は、その装置を構成する部品の数が多く構成も複雑であり、製造コスト等に問題があった。
【０００５】
またこれまで本発明者らは、ガラス基材の表面にめっき皮膜パターンが形成されためっき品の製造方法であって；前記ガラス基材の表面の一部の領域にパルスレーザーを照射する第１工程と、前記ガラス基材の表面に無電解めっき触媒を付着させる第２工程と、前記ガラス基材において、前記パルスレーザーが照射されていない箇所に付着した前記触媒を選択的に失活させるか、又は前記触媒を選択的に除去する第３工程と、第３工程の後に無電解めっきを行い、前記パルスレーザーを照射した領域にのみ選択的にめっき皮膜を形成する第４工程とを備える、めっき品の製造方法を報告した。この発明によれば、ガラス基材の表面に密着性の良好なめっき皮膜パターンが形成されためっき品を簡易に製造することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１７−１３８０７３号公報
【特許文献２】国際公開第２０１６／１５２９３８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成でありながら、管の内部又は外部を通る流体を加熱することのできる加熱装置を提供することを目的とするものである。また本発明は、このような加熱装置に好適に用いられるめっき品を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題は、絶縁材料からなる管の表面にめっき層からなる配線が形成されてなり、該配線に通電することによって前記管の内部又は外部を加熱する加熱装置を提供することによって解決される。
【０００９】
このとき、前記めっき層と前記管の表面との界面が粗化されてなることが好ましい。前記管の表面に溝が形成されるとともに、該溝にめっき層が充填されてなることも好ましい。
【００１０】
このとき、前記溝の幅が０．００１〜５０ｍｍであり、深さが１〜１０００μｍであることが好ましい。前記めっき層の厚みが０．１〜５００μｍであることも好ましい。
【００１１】
このとき、前記絶縁材料が、樹脂、ガラス及びセラミックスからなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。前記めっき層が、ニッケル、亜鉛、コバルト、鉄、白金、錫、鉛、イリジウム、ロジウム、クロム、ビスマス、カドミウム、パラジウム、インジウム、金及びこれらの合金からなる群から選択される少なくとも１種であることも好ましい。
【００１２】
また、このとき、前記配線が前記管の表面に螺旋状に形成されてなることが好ましい。
【００１３】
本発明は、上記加熱装置の製造方法であって；前記管の表面の一部の領域にパルスレーザーを照射する工程１と、前記管の表面に無電解めっき触媒を付着させる工程２と、前記パルスレーザーを照射した領域に前記めっき層を形成する工程３とを有する加熱装置の製造方法を提供することによっても解決される。
【００１４】
このとき、工程２と工程３との間に、前記パルスレーザーが照射されていない箇所に付着した前記触媒を選択的に除去する、又は前記触媒を選択的に失活させる工程をさらに有することが好ましい。また、前記パルスレーザーのパルス幅が１×１０−１８〜１×１０−４秒であることも好ましい。
【００１５】
上記加熱装置を用いた加熱方法であって、前記配線に通電することにより前記管の内部又は外部を通る流体を加熱する加熱方法が本発明の好適な実施態様である。
【００１６】
本発明は、フッ素樹脂又はシリコーン樹脂からなる基材の表面にめっき層が形成されてなり、前記めっき層と前記基材の表面との界面が粗化されてなるめっき品を提供することによっても解決される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の加熱装置は、めっき層からなる配線が管の表面に形成されてなるものである。そのため、当該加熱装置を構成する部品の数が少なく構成が非常に簡単である。また本発明によれば、このような加熱装置に好適に用いられるめっき品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】パルスレーザーの動きを示した図である。
【図２】実施例１における、チューブへのパルスレーザーの照射方法を示した図である。
【図３】実施例１の加熱装置の外観写真である。
【図４】実施例１の通電試験においてチューブの表面をサーモグラフィーで観察した画像である。
【図５】実施例２のめっき品の外観写真である。
【図６】実施例３における、パルスレーザー照射後の板の外観写真である。
【図７】実施例３のめっき品の外観写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の加熱装置は、絶縁材料からなる管の表面にめっき層からなる配線が形成されてなり、該配線に通電することによって前記管の内部又は外部を加熱するものである。ここで、本明細書における表面とは、管の外表面又は内表面のことをいう。
【００２０】
本発明で用いられる絶縁材料の種類は特に限定されないが、樹脂、ガラス及びセラミックスからなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。これらの絶縁材料は、管の内部又は外部を通る流体の種類や、加熱装置が使用される環境などに応じて適宜選択して使用される。
【００２１】
ここで一般にセラミックスとは、高温で焼成することによって得られた非金属無機材料の総称である。そのため、広義にはガラスもセラミックスに含まれることがある。しかしながら本明細書では、非金属無機材料のうち、ガラス転移現象を示す非晶質固体からなるものをガラスと称し、それ以外の非金属無機材料からなる絶縁材料をセラミックスと称して、これらを区別することとする。
【００２２】
樹脂の種類は特に限定されない。樹脂としては、フッ素系樹脂、オレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ビニル系樹脂、アクリル系樹脂などの熱可塑性樹脂が挙げられる。また、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂などの熱硬化性樹脂も挙げられる。さらには、シリコーン樹脂などのエラストマーであってもよい。これらの樹脂は１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２３】
管の成形性の観点から、前記樹脂が熱可塑性樹脂であることが好ましい。また、耐熱性や耐薬品性の観点から、フッ素系樹脂又はシリコーン系樹脂であることも好ましい。フッ素系樹脂の種類は特に限定されず、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、四フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）などが挙げられる。また、シリコーン系樹脂の種類も特に限定されず、ジメチルポリシロキサン、ポリメチルビニルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、ジフェニルシロキサンなどが挙げられる。これらの樹脂は未変性のものでもよいし、変性されたものであってもよい。
【００２４】
ここで、本明細書における樹脂には、上記樹脂の他、エラストマーも含まれるものとする。エラストマーとしては、オレフィン系エラストマー、アクリル系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、シリコーン系エラストマー、フッ素系エラストマーなどが挙げられる。
【００２５】
ガラスの種類は特に限定されず、ソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラスなどが挙げられる。コストを重視する場合には、ソーダライムガラスが好適である。耐熱性を重視する場合には、石英ガラスやホウケイ酸ガラスが好適であり、石英ガラスがより好適である。含まれる不純物の量が少ないことを重視する場合には、石英ガラスやホウケイ酸ガラスが好適であり、石英ガラスがより好適である。
【００２６】
セラミックの種類は特に限定されず、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、フォルステライト、ジルコン、ムライト、ステアタイト、コーディエライト、二ケイ酸リチウム、酸化亜鉛、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化コバルト、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化セリウム、酸化セレン、酸化タングステン、酸化チタン、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、酸化マグネシウム等の金属酸化物；炭化ケイ素、炭化チタン、炭化ホウ素、炭化モリブデン、炭化タンタル、炭化ジルコニウム、炭化ニオブ、炭化バナジウム等の金属炭化物；窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化ニオブ、窒化タンタル、窒化クロム、窒化ハフニウム等の金属窒化物；ホウ化チタン、ホウ化ジルコニウム、ホウ化バナジウム、ホウ化ニオブ、ホウ化タンタル、ホウ化クロム、ホウ化モリブデン、ホウ化タングステン、ホウ化ハフニウム等の金属ホウ化物、炭窒化チタン、フェライトなどからなる基材が挙げられる。また、低温同時焼成セラミックス（LTCC：Low Temperature Co-fired Ceramics）も挙げられる。
【００２７】
管の形状は特に限定されず、円筒状や角筒状などが挙げられる。管の内径も特に限定さされないが、通常、０．００２ｍｍ〜３０ｃｍである。管の肉厚も特に限定されないが、通常、０．０２〜５０ｍｍである。また、管は透明であってもよいし、不透明であってもよい。また、着色されていてもよい。
【００２８】
本発明の加熱装置は、めっき層からなる配線に通電することによって管の内部又は外部を加熱するものである。このときに発生する熱の量は電流の二乗と配線の電気抵抗に比例するため、本発明で用いられるめっき層はある程度の電気抵抗を有するものが好適である。また、本発明の加熱装置では配線自体が発熱するため、配線は耐熱性に優れているものが好適である。かかる観点から、前記めっき層が、ニッケル、亜鉛、コバルト、鉄、白金、錫、鉛、イリジウム、ロジウム、クロム、ビスマス、カドミウム、パラジウム、インジウム、金及びこれらの合金からなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。ここでいう合金とは、上記の少なくとも１種の金属元素を５０質量％以上含有するもののことをいう。好適に用いられる合金としては、ニクロムなどが挙げられる。
【００２９】
電気抵抗と耐熱性のバランスの観点から、中でも、前記めっき層が、ニッケル、亜鉛、コバルト、鉄、白金、錫及びこれらの合金からなる群から選択される少なくとも１種であることがより好ましい。無電解めっき法によって容易にめっき層を形成することができる観点から、中でも、前記めっき層が、ニッケル、亜鉛、コバルト、鉄及びこれらの合金からなる群から選択される少なくとも１種であることがさらに好ましい。
【００３０】
めっき層の厚みは０．１〜５００μｍであることが好ましい。めっき層の厚みが０．１μｍ未満の場合、熱が十分に発生せず前記管の内部又は外部を通る流体を加熱することができないおそれがある。めっき層の厚みは０．５μｍ以上であることが好ましく、１μｍ以上であることがさらに好ましく、２μｍ以上であることが特に好ましい。一方、めっき層の厚みが５００μｍを超える場合、加熱装置の製造コストが上昇するおそれがある。めっき層の厚みは、２５０μｍ以下であることがより好ましく、１００μｍ以下であることがさらに好ましい。
【００３１】
本発明において、前記めっき層と前記管の表面との界面が粗化されてなることが好ましい。界面が粗化されてなることで、前記めっき層と前記管の表面との密着性が良好になる。
【００３２】
界面を粗化する方法は特に限定されない。粗化する方法としては、レーザーなどにより前記管の表面を粗化する方法が挙げられる。中でも、前記めっき層と前記管の表面との界面がレーザーにより粗化されてなることが好ましい。レーザーの加工点（焦点）が管の表面になるように設定すれば当該表面を粗化することができる。具体的には、加工点が管の外表面になるように設定すれば当該外表面を粗化することができ、加工点が管の内表面になるように設定すれば当該内表面を粗化することができる。レーザーはパルスレーザーであることが好ましい。パルスレーザーを用いることにより、管が透明であっても多光子吸収を起こさせることが可能になり管の表面を粗化することができる。管が透明であれば、外表面側からレーザー光を入射させて、内表面上で焦点を結ばせることによって内表面を粗化することもできる。
【００３３】
本発明において、前記管の表面に溝が形成されるとともに、該溝にめっき層が充填されてなることが好ましい。溝の形成方法は特に限定されない。形成方法としては、レーザーなどにより前記管の表面に溝を形成する方法が挙げられる。中でも、上記と同様の理由から、レーザーにより溝が形成されてなることが好ましく、このときのレーザーはパルスレーザーであることが好ましい。
【００３４】
前記溝の幅が０．００１〜５０ｍｍであることが好ましい。溝の幅が０．００１ｍｍ未満の場合、配線の幅が狭くなり熱を十分に発生させることができず前記管の内部又は外部を通る流体を加熱することができないおそれがある。溝の幅は０．０１ｍｍ以上であることがより好ましく、０．１ｍｍ以上であることがさらに好ましい。一方、溝の幅が５０ｍｍを超える場合、溝を形成するめのコストが上昇するおそれがある。溝の幅は、２０ｍｍ以下であることがより好ましく、１０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。
【００３５】
また、前記溝の深さが１〜１０００μｍであることも好ましい。溝の深さが１μｍ未満の場合、配線が溝から外れやすくなる場合がある。溝の深さは５μｍ以上であることがより好ましく、１０μｍ以上であることがさらに好ましい。一方、溝の深さが１０００μｍを超える場合、溝を形成するめのコストが上昇するおそれがある。溝の深さは５００μｍ以下であることがより好ましく、３００μｍ以下であることがさらに好ましい。
【００３６】
管の表面に形成される配線の形状は特に限定されないが、前記配線が前記管の表面に螺旋状に形成されてなることが好ましい。このようにすることで、管の内部又は外部を均一に加熱することができる。また、管が変形したとしても配線がその変形に追従して断線し難いなどの利点がある。
【００３７】
本発明の加熱装置の製造方法は特に限定されないが、好適な方法は、前記管の表面の一部の領域にパルスレーザーを照射する工程１と、前記管の表面に無電解めっき触媒を付着させる工程２と、前記パルスレーザーを照射した領域に前記めっき層を形成する工程３とを有する方法である。
【００３８】
工程１において、前記管の表面の一部の領域にパルスレーザーを照射する。パルスレーザーを用いると、透明な管であっても多光子吸収を起こさせることが可能になる。多光子吸収は、レーザーのピークパワー（Ｗ）が大きいほど起こりやすくなる。同じエネルギーであればピークパワー（Ｗ）はパルス幅が短くなるほど大きくなるため、パルス幅は短い方が好ましい。かかる観点から、パルスレーザーのパルス幅（秒）は、１×１０−４秒以下であることが好ましく、１×１０−７秒以下であることがより好ましく、１×１０−９秒以下であることがさらに好ましく、１×１０−１０秒以下であることが特に好ましい。このように、パルス幅を極めて短くすることでレーザーのピークパワーを非常に高くすることができ、多光子吸収を起こさせることができる。パルスレーザーのパルス幅の下限値は特に限定されないが、通常、１×１０−１８秒以上であり、好適には、１×１０−１５秒以上である。そして、レーザーの加工点（焦点）が管の表面になるように設定すれば、当該表面を加工することが可能になる。
【００３９】
加工点での平均出力は特に限定されないが、０．０１〜１０００Ｗであることが好ましい。加工点での平均出力が０．０１Ｗ未満の場合、前記管の表面を十分に粗化できないおそれがある。一方、加工点での平均出力が１０００Ｗを超える場合、管へのダメージが大きくなる。パルスレーザーの繰り返し周波数は特に限定されないが、通常、１ｋＨｚ〜１０００ＭＨｚである。
【００４０】
レーザーの種類も特に限定されず、ＹＡＧレーザー、ファイバーレーザー、半導体レーザーなどの固体レーザー；炭酸ガスレーザー、エキシマレーザーなどの気体レーザーを用いることができる。パルスレーザーの波長は特に限定されず、用いる絶縁材料の種類などにより適宜設定することができ、通常は１００〜１２０００ｎｍである。パルス発振が容易である観点から、ＹＡＧレーザーが好ましく、ネオジムＹＡＧレーザーがより好ましい。ネオジムＹＡＧレーザーでは、基本波（第１高調波）と呼ばれる１０６４ｎｍのレーザー光が発生する。波長変換装置を用いることにより、第２高調波と呼ばれる波長５３２ｎｍのレーザー光、第３高調波と呼ばれる波長３５５ｎｍのレーザー光、第４高調波と呼ばれる２６６ｎｍのレーザー光を得ることができる。本発明の製造方法では上記第１〜４高調波を目的に応じて適宜選択できる。
【００４１】
管へのパルスレーザーの照射方法は特に限定されず、パルスレーザーを固定し管を移動させながら照射する方法、管を固定しパルスレーザーを移動させながら照射する方法、管及びパルスレーザーの両方を移動させながら照射する方法のいずれであってもよい。
【００４２】
工程２において、前記管の表面に無電解めっき触媒を付着させる。無電解めっき触媒としては特に限定されず、無電解めっき液に対して触媒作用を有する金属元素を含有するものであればよい。当該金属元素としては、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、スズ（Ｓｎ）などが挙げられる。これらの金属元素は、工程３で用いる無電解めっき液の種類により適宜選択できる。そして、管を上記金属元素を含む水溶液で処理した後に還元剤を含む水溶液で処理して、無電解めっき触媒を活性化させることができる。
【００４３】
本発明の製造方法において、工程２と工程３との間に、前記パルスレーザーが照射されていない箇所に付着した前記触媒を選択的に除去する、又は前記触媒を選択的に失活させる工程をさらに有することが好ましい。
【００４４】
前記触媒を選択的に除去する方法は特に限定されず、管に対して超音波処理を施す方法や管の表面を流水で洗浄する方法を挙げることもできる。しかしながら、パルスレーザーが照射されていない箇所に付着した触媒を、より選択的に除去する又は失活させる観点から、前記触媒を除去する化合物を含有する液に管を接触させる方法又は前記触媒を失活させる化合物を含有する液に管を接触させる方法が好ましい。液に管を接触させる方法としては、触媒を除去する化合物を含有する液に管を浸す方法、触媒を失活させる化合物を含有する液に管を浸す方法、触媒を除去する化合物を含有する液を管に塗布する方法、触媒を失活させる化合物を含有する液を管に塗布する方法が挙げられる。
【００４５】
触媒を除去する化合物を含有する液に管を接触させる場合には、当該化合物がキレート化合物又はシアン化物であることが好ましい。取り扱い性の観点から、前記触媒を除去する化合物が、アミノ酸、アミノアルコール、ポリアミン、ポリカルボン酸、ポリケトンからなる群から選択される少なくとも１種のキレート化合物であることが好ましい。アミノ酸としては、アラニン、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン、グルタミン酸、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、プロリン、セリン、トレオニン、トリプトファン、チロシン、バリンなどが挙げられる。アミノアルコールとしては、トリエタノールアミンなどが挙げられる。ポリアミンとしては、エチレンジアミンなどが挙げられる。ポリカルボン酸としては、クエン酸、コハク酸、マレイン酸、フマル酸、酒石酸、酒石酸カリウムなどが挙げられる。ポリケトンとしては、アセチルアセトンなどが挙げられる。上記シアン化物としては、シアン化カリウムやシアン化ナトリウムなどが挙げられる。
【００４６】
キレート化合物又はシアン化物の濃度が低すぎると、触媒を選択的に除去することができなくなるおそれがある。かかる観点から、キレート化合物又はシアン化物の濃度は、０．００１Ｍ以上であることが好ましい。一方、キレート化合物又はシアン化物の濃度が高すぎると、パルスレーザーを照射した箇所に付着した触媒も除去されるおそれがある。かかる観点から、キレート化合物又はシアン化物の濃度は、３Ｍ以下であることが好ましい。
【００４７】
前記触媒を除去する化合物を含有する液に用いられる溶媒は特に限定されず、通常、水やアルコールである。管を浸す際の温度は特に限定されず、通常、５〜９０℃である。管を浸す時間も特に限定されず、通常、１秒〜３０分である。触媒を除去する化合物を含有する液を管に塗布する方法としては、管に当該液をスプレー法により塗布する方法が挙げられる。
【００４８】
触媒を失活させる化合物を含有する液に管を接触させる場合には、当該化合物が硫黄化合物であることが好ましい。前記硫黄化合物が、チオカルボニル基、チオール基、スルフィド基からなる群から選択される少なくとも１種の官能基を有する化合物であることが好ましい。チオカルボニル基を有する硫黄化合物としては、チオ尿素などが挙げられる。チオール基を有する硫黄化合物としては、トリアジンチオール、メルカプトベンゾチアゾール、メルカプト酢酸、チオシアン酸などが挙げられる。スルフィド基を有する硫黄化合物としては、ジメチルスルフィド、メチオニンなどが挙げられる。
【００４９】
硫黄化合物を含有する液の濃度が低すぎると、触媒を選択的に失活させることができなくなるおそれがある。かかる観点から、硫黄化合物の濃度は、０．００１ｐｐｍ以上であることが好ましい。一方、硫黄化合物の濃度が高すぎると、パルスレーザーを照射した箇所に付着した触媒も失活するおそれがある。かかる観点から、硫黄化合物の濃度は、１００ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００５０】
前記触媒を失活させる化合物を含有する液に用いられる溶媒は特に限定されず、通常、水やアルコールである。触媒を失活させる化合物を含有する液に管を浸す場合、管を浸す際の温度は特に限定されず、通常、５〜９０℃である。管を浸す時間も特に限定されず、通常、１秒〜３０分である。触媒を失活させる化合物を含有する液を管に塗布する方法としては、管に当該液をスプレー法により塗布する方法が挙げられる。
【００５１】
工程３において、パルスレーザーを照射した領域に前記めっき層を形成する。このとき、無電解めっきによってめっき層を形成することができる。また、無電解めっきによってめっき層を形成した後、電解めっきによって、さらにめっき層を形成することもできる。このときのめっき層の種類は特に限定されないが、上述しためっき層を形成することが好適である。工程３は複数回行ってもよい。このとき形成するめっき層の種類は同じであっても異なっていてもよい。例えば、配線と端子とのはんだ付性を考慮して、配線において端子が接続される箇所に金めっき層、銀めっき層、スズめっき層などをさらに形成することができる。
【００５２】
本発明の製造方法は、工程３の後に、さらに他の工程を有していてもよい。当該他の工程としては、各種表面処理工程が挙げられる。例えば、各種表面処理工程としては、配線を保護する観点から、加熱装置の表面を樹脂などで被覆する工程が挙げられる。加熱装置の表面を被覆する方法は特に限定されず、加熱装置の表面を熱収縮チューブで覆う方法が挙げられる。また、加熱装置の表面に樹脂などを塗布する方法が挙げられる。加熱装置の表面を樹脂などで被覆する場合、配線を保護する観点から、めっき層の厚みと溝の深さは同じであるか、又は溝の深さよりもめっき層の厚みは小さい方が好ましい。
【００５３】
本発明の好適な実施態様は、上記加熱装置を用いた加熱方法であって、前記配線に通電することにより前記管の内部又は外部を通る流体を加熱する加熱方法である。流体の種類は特に限定されない。ガスや水蒸気などの気体であってもよいし、水や油などの液体であってもよいし、粉末などの固体であってもよいし、固体と液体の混合物であってもよい。
【００５４】
以上説明したように、本発明の加熱装置は、それを構成する部品の数が少なく構成が非常に簡単である。ここで、本発明の加熱装置においては、絶縁材料の表面にめっき層が形成されためっき品を用いる。樹脂などの絶縁材料の多くは、従来、めっき層との密着力が弱く、めっき層が簡単に剥がれるという問題を有していた。本発明者らは鋭意検討した結果、難めっき基材であるフッ素樹脂又はシリコーン樹脂の表面に、密着性の良好なめっき層を形成することができることを見出した。
【００５５】
したがって、フッ素樹脂又はシリコーン樹脂からなる基材の表面にめっき層が形成されてなり、前記めっき層と前記基材の表面との界面が粗化されてなるめっき品も新規である。以下説明する。
【００５６】
前記めっき品における基材は、フッ素樹脂又はシリコーン樹脂からなる。これらの樹脂は、めっき品の用途に応じて適宜使い分けられる。フッ素樹脂の種類は特に限定されず、上述したフッ素系樹脂が挙げられる。シリコーン樹脂の種類も特に限定されず上述したシリコーン系樹脂が挙げられる。基材の形状や寸法は特に限定されず、平板状、棒状、筒状、網状などの形状が挙げられる。
【００５７】
めっき層の種類は特に限定されないが、ニッケル、銅、銀、金、亜鉛、コバルト、鉄、白金、錫、鉛、イリジウム、ロジウム、クロム、ビスマス、カドミウム、パラジウム、インジウム及びこれらの合金などが好適なものとして挙げられる。ここで合金とは、上記の少なくとも１種の金属元素を５０質量％以上含有するもののことをいう。
【００５８】
本発明のめっき品は、前記めっき層と前記基材の表面との界面が粗化されてなる。こうすることによって、前記めっき層と前記基材の表面との密着性が良好になる。界面を粗化する方法は特に限定されないが、上述したように、レーザーなどを用いる方法が好適であり、中でもパルスレーザーを用いる方法がより好適である。
【００５９】
めっき層の厚みは特に限定されないが、０．１〜５００μｍであることが好ましい。めっき層の厚みは０．２μｍ以上であることがより好ましい。一方、めっき層の厚みは１００μｍ以下であることがより好ましく、５０μｍ以下であることがさらに好ましい。
【００６０】
めっき品の製造方法は特に限定されないが、好適な方法は、前記基材の表面の一部の領域にパルスレーザーを照射する工程Ａと、前記基材の表面に無電解めっき触媒を付着させる工程Ｂと、前記パルスレーザーを照射した領域に前記めっき層を形成する工程Ｃとを有する方法である。
【００６１】
工程Ａにおけるパルスレーザーの照射条件（パルス幅、加工点での平均出力、繰り返し周波数）は工程１における条件が好適に採用される。また、レーザーの種類も特に限定されず、工程１におけるレーザーが好適に採用される。
【００６２】
工程Ｂにおいて用いられる無電解めっき触媒の種類は特に限定されず、無電解めっき液に対して触媒作用を有する金属元素を含有するものであればよい。当該金属元素としては、工程２における金属元素が挙げられる。
【００６３】
工程Ｃにおいて、パルスレーザーを照射した領域に前記めっき層を形成する。めっき方法は工程３と同様の方法が好適に採用される。このときのめっき層の種類は特に限定されないが、上述したように、ニッケル、銅、銀、金、亜鉛、コバルト、鉄、白金、錫、鉛、イリジウム、ロジウム、クロム、ビスマス、カドミウム、パラジウム、インジウム及びこれらの合金などが好適である。工程Ｃは複数回行ってもよい。このとき形成するめっき層の種類は同じであっても異なっていてもよい。本発明の製造方法において、工程Ｃの後に、さらに他の工程を備えてもよい。当該他の工程としては、各種表面処理工程が挙げられる。
【００６４】
めっき品の製造方法において、工程Ｂと工程Ｃとの間に、前記パルスレーザーが照射されていない箇所に付着した前記触媒を選択的に除去する、又は前記触媒を選択的に失活させる工程をさらに有することもできる。触媒を選択的に除去する方法及び触媒を選択的に失活させる方法は、いずれも上述した方法が好適に採用される。
【００６５】
本発明のめっき品の用途は特に限定されず、加熱装置や各種センサーなどに用いることができる。
【実施例】
【００６６】
以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００６７】
実施例１
［レーザー照射］
（管）
四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）製の円筒状チューブ（長さ５０ｍｍ、内径４ｍｍ、肉厚１ｍｍ）を準備した。
【００６８】
（加工方法）
コヒレント・ジャパン株式会社製のパルス発振全固体レーザー「Talisker HE」を用いた。
波長：３５５ｎｍ
加工点での平均出力：１．２Ｗ
パルス幅：２０ピコ秒
周波数：５０ｋＨｚ
【００６９】
レーザーの加工点（焦点）がチューブの外表面になるように設定して、チューブ１を回転（回転速度：０．０８４ｒｐｍ）させながらパルスレーザーを照射した。具体的には以下の通りである。図１に示すように、パルスレーザーの照射エリアとして、長方形（縦１．３５×横３０ｍｍ）のエリアを設定してから、走査速度１００ｍｍ／秒で矢印の方向（図１において下方向）にパルスレーザーを照射した。この操作を照射エリア内で繰り返した。このときのピッチ間隔（図１において矢印の間隔）は１０μｍであった。そして、このようにパルスレーザーを照射するとともに、チューブ１を回転させて、チューブの外表面に螺旋状の溝２を形成した（図２参照）。
【００７０】
パルスレーザー照射後、チューブ１の外表面を観察したところ、チューブ１の外表面には螺旋状の溝２が形成され、その溝２は粗化されていたことが確認された。溝２の幅は０．５ｍｍであり、深さは３０μｍであった。
【００７１】
［無電解めっき］
（前処理）
レーザー照射後のチューブ１を、５０℃に保温した水酸化カリウム水溶液（濃度：５０ｇ／Ｌ）に５分間浸した。その後、チューブ１をイオン交換水中に浸漬させて超音波洗浄した。次いで、チューブ１を、５０℃に保温したコンディショニング液（濃度：５０ｍＬ／Ｌ、上村工業株式会社製「スルカップ ＴＨＲＵ−ＣＵＰ ＭＴＥ−１−Ａ」）に５分間浸した。その後、チューブ１をイオン交換水で洗浄した。
【００７２】
（無電解めっき触媒付着処理）
前処理されたチューブ１を、室温のパラジウム触媒液（濃度：５０ｍＬ／Ｌ、上村工業株式会社製「アクチベーター Ａ−１０Ｘ」）に１分間浸した。その後、チューブ１をイオン交換水で３回洗浄した。
【００７３】
（触媒除去処理）
触媒液に浸漬させたチューブ１を、室温のグリシン水溶液（濃度：０．０２Ｍ）に１０秒間浸して、パルスレーザーが照射されていない箇所に付着したパラジウム触媒を選択的に除去した。その後、チューブ１をイオン交換水で３回洗浄した。
【００７４】
（活性化処理）
グリシン水溶液に浸漬させたチューブ１を、５０℃に保温した次亜リン酸ナトリウム水溶液（濃度：０．２７Ｍ）に３０秒間浸漬し、パラジウム触媒を活性化させた。その後、チューブ１をイオン交換水で洗浄した。
【００７５】
（無電解Ｎｉめっき処理）
活性化処理したチューブ１を、９０℃に保温したｐＨ４．４の無電解Ｎｉめっき液に３５分間浸漬して、無電解Ｎｉめっき処理をして、チューブ１の外表面のレーザー照射された部分に膜厚８μｍの無電解Ｎｉめっき層を形成した。その後、チューブ１をイオン交換水で３回洗浄することで加熱装置を得た。用いた無電解Ｎｉめっき液は下記の通りである。
・上村工業株式会社製の「ＫＴＹ−ＭＭ」：４５ｍＬ／Ｌ
・上村工業株式会社製の「ＫＴＹ−ＭＡ」：９０ｍＬ／Ｌ
無電解Ｎｉめっき処理後のチューブを観察したところ、パルスレーザーによって形成された溝２に無電解Ｎｉめっき層が充填され、チューブ１の外表面には無電解Ｎｉめっき層からなる配線４が螺旋状に形成されたことが確認された。
【００７６】
（置換Ａｕめっき処理）
配線４において、端子を接続する以外の箇所をマスキングした後、チューブ１を、５５℃に保温した金めっき液（ＥＥＪＡ製「ＰＲＥＣＩＯＵＳＦＡＢ ＩＧＳ８０００ＳＰＦ」）に１０分間浸漬して、Ｎｉめっき層の上に、厚さ０．０５μｍの置換Ａｕめっき層を形成した。
【００７７】
［評価］
（表面観察）
得られた加熱装置を撮影した画像を図３に示す。図３に示されるように、パルスレーザーによって形成された溝２に無電解Ｎｉめっき層が充填され、チューブ１の外表面には無電解Ｎｉめっき層からなる配線４が螺旋状に形成されたことが確認された。また、配線４の両端（図３で示すＡ及びＢの箇所）には、置換Ａｕめっき層が形成されたことも確認された。このとき、パルスレーザーを照射しなかった領域にはめっき層は形成されず、パルスレーザーを照射した領域にのみ選択的に、めっき層からなる配線４が形成されたことも確認された。
【００７８】
（通電試験）
配線４の両端（図３で示すＡ及びＢの箇所）に整流器の端子を接続し、室温にて通電を開始した。このときの印加電圧は１０Ｖであった。通電してから１０分後に、サーモグラフィーでチューブの表面温度を測定したところ、表面温度は最も高い箇所で７５．０℃であった。図４にサーモグラフィーで撮影した画像を示す。
【００７９】
実施例２
［レーザー照射］
（管）
ホウケイ酸ガラス（パイレックス（登録商標））製の円筒状チューブ（長さ５０ｍｍ、内径８ｍｍ、肉厚１ｍｍ）を準備した。
【００８０】
（加工方法）
実施例１と同様のレーザーを用いた。レーザーの照射方法は以下の通りである。レーザーの加工点（焦点）がチューブ３の内表面になるように設定して、チューブ３を回転させずに外表面側からレーザー光を入射させて、内表面上で焦点を結ばせるようにしてパルスレーザーを照射した。具体的には、図１に示すように、パルスレーザーの照射エリアとして、長方形（縦１×横５ｍｍ）のエリアを設定するとともに、走査速度１００ｍｍ／秒で矢印の方向（図１において下方向）にパルスレーザーを照射した。この操作を照射エリア内で繰り返した。このときのピッチ間隔（図１において矢印の間隔）は３μｍであった。
【００８１】
そして、チューブ３の内表面における別の箇所で、以上説明した操作を計５回繰り繰り返した。レーザー照射後のチューブ３を観察したところ、チューブ３の内表面には線状の溝が５本形成され、その溝は粗化されていたことが確認された。
【００８２】
［無電解めっき］
実施例１と同様にして、レーザー照射後のチューブ３に対してめっき処理を行い、チューブ３の内表面に膜厚８μｍの無電解Ｎｉめっき層５を形成した。
【００８３】
［評価］
（表面観察）
得られためっき品を撮影した画像を図５に示す。図５に示されるように、パルスレーザーによって形成された溝に無電解Ｎｉめっき層５が充填され、チューブ３の内表面において、無電解Ｎｉめっき層５がそれぞれ異なる箇所に５つ形成されたことが確認された。このとき、パルスレーザーを照射しなかった領域にはめっき層は形成されず、パルスレーザーを照射した領域にのみ選択的に無電解Ｎｉめっき層５が形成されたことも確認された。
【００８４】
実施例３
［レーザー照射］
（基材）
シリコーン樹脂製の平板（３０ｍｍ×４０ｍｍ、厚み１ｍｍ）を準備した。
【００８５】
（加工方法）
コヒレント・ジャパン株式会社製のパルス発振全固体レーザー「Talisker HE」を用いた。
波長：３５５ｎｍ
加工点での平均出力：０．６Ｗ
パルス幅：２０ピコ秒
周波数：５０ｋＨｚ
【００８６】
パルスレーザーの照射方法は以下の通りである。図６に示すように、板６の表面に２ｍｍ×２ｍｍの照射エリアを１５箇所設定した。そして、各照射エリアにおいてパルスレーザーを照射した。各照射エリアにおけるパルスレーザーの照射方法は図１と同様である。つまり、各照射エリアにおいて、所定の走査速度で矢印の方向（図１において下方向）にパルスレーザーを照射した。この操作を照射エリア内で繰り返すことにより、１つの照射エリアにパルスレーザーを照射した。これを１５箇所の照射エリアで行った。
【００８７】
パルスレーザー照射後の板６の外観を図６に示す。図６に示すように、走査速度とピッチ間隔を変えてパルスレーザーを照射した。例えば、図６において、照射エリアａは走査速度１００ｍｍ／ｓ、ピッチ間隔５μｍでパルスレーザーを照射したエリアであり、照射エリアｂは走査速度５００ｍｍ／ｓ、ピッチ間隔２５μｍでパルスレーザーを照射したエリアである。それぞれのエリアにおける表面を観察したところ、各エリアにおいて溝が形成され、その溝は粗化されていたことが確認された。
【００８８】
［無電解めっき］
（前処理）
レーザー照射後の板６を、５０℃に保温した水酸化カリウム水溶液（濃度：５０ｇ／Ｌ）に５分間浸した。その後、板６をイオン交換水中に浸漬させて超音波洗浄した。次いで、板６を、５０℃に保温したコンディショニング液（濃度：５０ｍＬ／Ｌ、上村工業株式会社製「スルカップ ＴＨＲＵ−ＣＵＰ ＭＴＥ−１−Ａ」）に５分間浸した。その後、板６をイオン交換水で洗浄した。
【００８９】
（無電解めっき触媒付着処理）
前処理された板６を、室温のパラジウム触媒液（濃度：５０ｍＬ／Ｌ、上村工業株式会社製「アクチベーター Ａ−１０Ｘ」）に１分間浸した。その後、板６をイオン交換水で３回洗浄した。
【００９０】
（活性化処理）
触媒液に浸した板６を、５０℃に保温した次亜リン酸ナトリウム水溶液（濃度：０．２７Ｍ）に３０秒間浸漬し、パラジウム触媒を活性化させた。その後、板６をイオン交換水で洗浄した。
【００９１】
（無電解Ｃｕめっき処理）
活性化処理した板６を、６０℃に保温したｐＨ１２．５の無電解Ｃｕめっき液に２５分間浸漬して、無電解Ｃｕめっき処理をして、板６の表面に膜厚０．５μｍの無電解Ｃｕめっき層７を形成した。その後、板６をイオン交換水で３回洗浄することでめっき品を得た。用いた無電解Ｃｕめっき液は下記の通りである。
・硫酸銅５水和物［CuSO4・5H2O］：０．０３Ｍ
・エチレンジアミン４酢酸４ナトリウム：０．２４Ｍ
・ホルマリン：１０ｍＬ／Ｌ
・２，２’−ビピリジル：１０ｐｐｍ
・ポリエチレングリコール１０００（ＰＥＧ１０００）：１００ｐｐｍ
【００９２】
［評価］
（表面観察）
得られためっき品の表面を撮影し得られた画像を図７に示す。図７の６は板であり、７は無電解Ｃｕめっき層である。図７に示されるように、パルスレーザーを照射した領域に無電解Ｃｕめっき層７が形成された。また、走査速度やピッチ間隔が異なる照射エリアにおいて、無電解Ｃｕめっき層７が形成されていないエリアも確認された。
【符号の説明】
【００９３】
１、３  チューブ
２  溝
４  配線
５  無電解Ｎｉめっき層
６  板
７  無電解Ｃｕめっき層
【図１】
2020113469.tif 000003
【図２】
2020113469.tif 000004
【図３】
2020113469.tif 000005
【図４】
2020113469.tif 000006
【図５】
2020113469.tif 000007
【図６】
2020113469.tif 000008
【図７】
2020113469.tif 000009