JP2000097780A

JP2000097780A - テープ状またはスパイラル状の温度センサ、並びにその製造方法、使用方法および形成用材料

Info

Publication number: JP2000097780A
Application number: JP10269390A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Inoue; 浩井上; Seiichiro Takabayashi; 誠一郎高林; Takuji Takahashi; 卓二高橋; Yukihiro Kawahara; 幸弘河原
Original assignee: TOYONAKA HOT KENKYUSHO KK; Ube Industries Ltd
Current assignee: TOYONAKA HOT KENKYUSHO KK; Ube Corp
Priority date: 1998-09-24
Filing date: 1998-09-24
Publication date: 2000-04-07

Abstract

(57)【要約】【課題】被測温体との密着性が良くかつ測温抵抗体の
測温部を広くでき、被測温体と面で接触でき、被測温体
の正確な温度測定および温度制御を容易に行うことがで
きる温度センサを提供すること。【解決手段】積層体の一方の表面層を形成する耐熱性
樹脂製テープＡ、中間層を形成する接着剤層４、および
積層体の他方の表面層を形成する耐熱性樹脂製テープＢ
の構成を有する積層体の上記耐熱性樹脂製テープＡと上
記耐熱性樹脂製テープＢとの間に、上記積層体の長手方
向にテープ状測温抵抗体５が設けられていることを特徴
とするテープ状の温度センサ１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置や
分析機器などの温度測定または温度制御などに用いられ
るテープ状またはスパイラル状の温度センサ、並びにそ
の製造方法、使用方法および形成用材料に関する。本発
明の温度センサは、パイプなどの被測温体との密着性が
良くかつ測温抵抗体の測温部を広くできるため、温度を
正確に測定でき、特に半導体製造装置や分析機器などの
パイプの温度測定または温度制御などの目的に用いて好
適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の測温抵抗体としては、例えば、細
長いマイカ板の両側に歯形の切込みを入れ、この切込み
に沿って、白金線を巻き、これを保護管に入れたマイカ
巻き白金測温抵抗体や、ガラス丸棒に平行の２本の溝を
設け、この溝に白金線を往復に巻いて固着し、これをガ
ラスのパイプに差し込み、両端を封着したガラス封入白
金測温抵抗体がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これらの従来の白金測
温抵抗体は、直径が１．８ｍｍ以上のものであり、例え
ばパイプなどの被測温体との密着性が悪く、被測温体の
正確な温度測定が難しくなる。さらに測温抵抗体の測温
部の長さが２０ｍｍから５０ｍｍ程度と短く、被測温体
の一部の温度を測定することになり、それ以外の部分で
異常があっても感知できないという欠点がある。即ち、
従来の測温抵抗体は、被測温体との接触が点または線で
あるため、被測温体の正確な温度測定および温度制御が
難しいとの欠点がある。

【０００４】従って、本発明の目的は、被測温体との密
着性が良くかつ測温抵抗体の測温部を広くでき、被測温
体と面で接触でき、被測温体の正確な温度測定および温
度制御を容易に行うことができる温度センサを提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を、
テープ状またはスパイラル状の温度センサ、並びにその
製造方法、使用方法および形成用材料を提供することに
より達成したものである。即ち、上記テープ状の温度セ
ンサは、積層体の一方の表面層を形成する耐熱性樹脂製
テープＡ、中間層を形成する接着剤層、および積層体の
他方の表面層を形成する耐熱性樹脂製テープＢの構成を
有する積層体の上記耐熱性樹脂製テープＡと上記耐熱性
樹脂製テープＢとの間に、上記積層体の長手方向にテー
プ状測温抵抗体が設けられていることを特徴とするもの
である。また、上記スパイラル状の温度センサは、スパ
イラル状積層体の内側層を形成する耐熱性樹脂製テープ
Ａ、中間層を形成する接着剤層および外側層を形成する
耐熱性樹脂製テープＢの構成を有するスパイラル状積層
体の上記内側層と上記外側層との間に、上記スパイラル
状積層体の長手方向にスパイラル状に巻回されたテープ
状測温抵抗体が設けられていることを特徴とするもので
ある。また、上記テープ状の温度センサの製造方法は、
片面に接着剤層を設けた耐熱性樹脂製テープＡの接着剤
層の上にテープ状測温抵抗体を載置し、さらにその上
に、片面に接着剤層を設けた耐熱性樹脂製テープＢを接
着剤層を内側にして重ねた後、上記接着剤層を必要に応
じて軟化または／および硬化させて積層一体化すること
を特徴とするものである。また、上記スパイラル状の温
度センサの製造方法は、被測温体と同じ外形状を有する
長尺の形状付与部材に、片面に接着剤層を設けた耐熱性
樹脂製テープＡを接着剤層を外側にしてスパイラル状に
巻き付けて内側層を形成し、該内側層の上にテープ状測
温抵抗体をスパイラル状に巻き付け、さらにその上に、
片面に接着剤層を設けた耐熱性樹脂製テープＢを接着剤
層を内側にしてスパイラル状に巻き付け外側層を形成
し、上記接着剤層を必要に応じて軟化または／および硬
化させて積層一体化し、形成された管状積層体を上記形
状付与部材から外すことを特徴とするものである。ま
た、上記テープ状またはスパイラル状の温度センサの使
用方法は、上記テープ状の温度センサを被測温体の表面
に沿わせて、被測温体の温度測定または／および温度制
御を行うか、上記スパイラル状の温度センサを被測温体
の周囲に巻き付けて、被測温体の温度測定または／およ
び温度制御を行うことを特徴とするものである。また、
上記テープ状またはスパイラル状の温度センサ形成用材
料は、上記のテープ状またはスパイラル状の温度センサ
を構成する、片面に接着剤層を設けた耐熱性樹脂製テー
プからなるものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明のテープ状またはス
パイラル状の温度センサ、並びにその製造方法、使用方
法および形成用材料について図面を参照しながら詳しく
説明する。先ず、本発明のテープ状の温度センサを図１
〜３に示す実施形態について説明する。図１は、本発明
のテープ状の温度センサの一例を示す斜視図であり、図
２は、図１に示すテープ状の温度センサの断面図であ
り、図３は、図１に示すテープ状の温度センサに使用し
たテープ状測温抵抗体を示す一部斜視図である。

【０００７】本実施形態のテープ状の温度センサ１は、
図１及び図２に示すように、一方の表面層を形成する耐
熱性樹脂製テープＡ、他方の表面層を形成する耐熱性樹
脂製テープＢ、該テープＡと該テープＢとを接着する接
着剤層４、および該接着剤層４中に配設されたテープ状
測温抵抗体５からなる積層体から構成されている。そし
て、上記テープ状測温抵抗体５は、図３に示すように、
耐熱性樹脂製テープＣに抵抗線５１をスパイラル状に巻
き付けたものである。また、図１に示すように、上記テ
ープ状測温抵抗体５の一方の端の抵抗線５１は金属箔６
に溶接され、該金属箔６には１本のリード線７が接合さ
れている。また、上記テープ状測温抵抗体５の他方の端
の抵抗線５１も同様に金属箔６’に溶接され、該金属箔
６’には２本のリード線が接合されている。

【０００８】上記耐熱性樹脂製テープＡとしては、ガラ
ス転移温度あるいは融点が１８０℃以上である芳香族ポ
リイミドあるいは芳香族ポリアミドからなり、好適には
厚さが１０〜２００μｍ、より好ましくは１５〜２００
μｍ、特に好ましくは２５〜２００μｍ、幅が３〜５０
ｍｍのテープ状フィルムが使用される。特に、５０〜３
００℃での線膨張係数（ＣＴＥ）が６０×１０^-5ｃｍ／
ｃｍ／℃（ｐｐｍで表示することもある）以下、その中
でも特に３〜５０×１０^-6ｃｍ／ｃｍ／℃であって、引
張弾性率が２００〜１４００ｋｇ／ｍｍ²である芳香族
ポリイミドフィルムあるいは芳香族ポリアミドフィルム
が好適に使用される。その中でも、吸水率が４％以下、
特に３％以下である芳香族ポリイミドフィルムが好適に
使用される。

【０００９】上記の芳香族ポリイミドは、例えば３，
３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水
物、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ベ
ンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物などの芳香族テ
トラカルボン酸二無水物とｐ−フェニレンジアミン、
４，４’−ジアミノジフェニルエーテルなどの芳香族ジ
アミンとを重合、イミド化して得られる。特に、芳香族
ポリイミドとして３，３’，４，４’−ビフェニルテト
ラカルボン酸二無水物を芳香族テトラカルボン酸成分中
１５モル％以上使用して得られるものが耐熱性、低線膨
張係数、低吸水率であることから好ましい。また、上記
の芳香族ポリアミドは、例えば２−クロロテレフタル酸
クロリド、２，５−ジクロロテレフタル酸クロリドなど
の芳香族酸クロリドと２−クロロ−ｐ−フェニレンジア
ミン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテルなどの芳
香族ジアミンとの反応で得られる。

【００１０】また、上記接着剤層４は、耐熱性の粘着
剤、熱可塑性接着剤、熱硬化性接着剤、好適には熱硬化
性接着剤からなり、好適には積層した接着剤層の乾燥状
態での厚さが２〜１００μｍ、幅が３〜５０ｍｍであ
る。上記粘着剤としては、アクリル系樹脂、シリコーン
系樹脂、ポリイミドシロキサン系樹脂などが挙げられ
る。

【００１１】上記熱硬化性接着剤としては、エポキシ樹
脂、ＮＢＲ−フェノール系樹脂、フェノール−ブチラー
ル系樹脂、エポキシ−ＮＢＲ系樹脂、エポキシ−フェノ
ール系樹脂、エポキシ−ナイロン系樹脂、エポキシ−ポ
リエステル系樹脂、エポキシ−アクリル系樹脂、アクリ
ル系樹脂、ポリアミド−エポキシ−フェノール系樹脂、
ポリイミド系樹脂、ポリイミドシロキサン−エポキシ樹
脂などが挙げられる。また、上記熱可塑性接着剤として
は、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミ
ド、ポリエステルイミドなどが挙げられる。

【００１２】また、上記耐熱性樹脂製テープＢとして
は、ガラス転移温度あるいは融点が１８０℃以上である
芳香族ポリイミド、芳香族ポリアミド、芳香族ポリエス
テル、フッ素樹脂または芳香族ポリアミドイミドからな
り、好適には厚さが１０〜２００μｍ、より好ましくは
１５〜２００μｍ、特に好ましくは２５〜２００μｍ、
幅が３〜５０ｍｍのテープ状フィルムが使用される。特
に、５０〜２５０℃での線膨張係数（ＣＴＥ）が６０×
１０^-6ｃｍ／ｃｍ／℃（ｐｐｍで表示することもある）
以下、特に３〜５０×１０^-6ｃｍ／ｃｍ／℃であって、
引張弾性率が２００〜１４００ｋｇ／ｍｍ²である芳香
族ポリイミドフィルムあるいは芳香族ポリアミドフィル
ムが好適に使用される。その中でも、吸水率が４％以
下、特に３％以下である芳香族ポリイミドフィルムが好
適に使用される。

【００１３】また、上記テープ状測温抵抗体５を形成す
る耐熱性樹脂製テープＣとしては、上記の耐熱性樹脂製
テープＡまたはＢと同様なテープを用いることができ、
また、該耐熱性樹脂製テープＣにスパイラル状に巻き付
ける抵抗線５１としては、白金線、銅線、ニッケル線な
どの金属線が挙げられ、これらの中でも白金線が好まし
い。この抵抗線としては、電気抵抗が０．１〜０．８％
／℃、特に０．２〜０．７％／℃の温度係数を有するも
のが好ましい。また、上記テープ状測温抵抗体５の両端
の抵抗線５１が溶接される上記金属箔６、６’として
は、ニッケル箔などが挙げられる。

【００１４】上記の耐熱性樹脂製テープＡ、ＢおよびＣ
の形成材料として用いられる上記芳香族ポリイミドフィ
ルムおよび上記芳香族ポリアミドフィルムの好ましい製
造方法について以下にさらに詳しく説明する。上記芳香
族ポリイミドフィルムは、例えば以下のようにして製造
することができる。先ず上記芳香族テトラカルボン酸二
無水物と芳香族ジアミンとをＮ，Ｎ−ジメチルアセトア
ミドやＮ−メチル−２−ピロリドンなどの有機極性溶媒
中で重合して、ポリマーの対数粘度（測定温度：３０
℃、濃度：０．５ｇ／１００ｍｌ溶媒、溶媒：Ｎ−メチ
ル−２−ピロリドン）が１〜５、ポリマー濃度が１５〜
２５重量％であり、回転粘度（３０℃）が５００〜４５
００ポイズであるポリアミック酸（イミド化率：５％以
下）溶液を得る。次いで、好適にはこのポリアミック酸
１００重量部に対して０．０１〜１重量％のリン化合
物、例えば（ポリ）リン酸エステルおよび／またはリン
酸エステルのアミン塩などの有機系リン化合物あるいは
無機リン化合物および、好適にはさらにポリアミック酸
１００重量部に対して０．０２〜６重量部のコロイダル
シリカ、窒化珪素、タルク、酸化チタン、燐酸カルシウ
ムなどの無機フィラー（好適には平均粒径０．００５〜
５μｍ、特に０．００５〜２μｍ）を添加してポリアミ
ック酸溶液組成物を調製する。このポリアミック酸溶液
組成物をそのままあるいは化学イミド化剤を加えて、平
滑な表面を有する支持体表面に流延し、乾燥して固化フ
ィルムを形成し、上記固化フィルムを支持体表面から剥
離する。次いで、固化フィルムの片面または両面にアミ
ノシラン系、エポキシシラン系あるいはチタネート系の
表面処理剤を含有する表面処理液を塗布した後、さらに
乾燥することもできる。上記のようにして得られた固化
フィルムを、必要であれば両方向に延伸した後乾燥フィ
ルムの幅方向の両端縁を把持した状態で、最高加熱温
度：３５０〜５００℃の範囲内の温度で加熱して乾燥お
よびイミド化して芳香族ポリイミドフィルムとして好適
に製造することができる。上記のようにして得られた芳
香族ポリイミドフィルムを、好適には低張力下あるいは
無張力下に２００〜４００℃程度の温度で加熱して応力
緩和処理し、巻き取る。この芳香族ポリイミドフィルム
は、そのままあるいはコロナ放電処理、プラズマ処理、
紫外線照射、グロー放電処理、火炎処理で表面処理を施
した後、接着性を改良した芳香族ポリイミドフィルムと
して使用することができる。

【００１５】上記芳香族ポリアミドフィルムは、例えば
以下のようにして製造することができる。芳香族酸クロ
リドと芳香族ジアミンとを有機極性溶媒中で溶液重合、
あるいは水系媒体を使用する界面重合などで合成され
る。ポリマー溶液は単量体として酸クロリドとジアミン
とを使用すると塩化水素が副生するためこれを中和する
ために水酸化カルシウムなどの無機の中和剤、またはエ
チレンオキサイドなどの有機の中和剤を添加する。ま
た、イソシアネートとカルボン酸との反応は非プロトン
性有機極性溶媒中、触媒の存在下で行われる。これらの
ポリマー溶液はそのままフィルムを形成する製膜原液に
してもよく、またポリマーを一度単離してから上記の溶
媒に再溶解して製膜原液を調製してもよい。製膜原液に
は溶解助剤として無機塩例えば塩化カルシウム、塩化マ
グネシウムなどを添加してもよい。製膜原液中のポリマ
ー濃度は２〜３５重量％が好ましい。

【００１６】次に本発明のテープ状の温度センサの製造
方法を上記実施形態のテープ状の温度センサ１の製造方
法を例にとり説明する。先ず、例えばテープ状フィルム
の片面に接着剤（または粘着剤）を塗布または接着剤シ
ートを貼着することにより、片面に接着剤層４を設けた
耐熱性樹脂製テープＡおよびＢを製造する。また、上記
耐熱性樹脂製テープＡおよびＢより幅の狭い耐熱性樹脂
製テープＣに抵抗線５１をスパイラル状に巻き付け、一
方の端の抵抗線５１を金属箔６に溶接し、該金属箔６に
１本のリード線７を接合すると共に、他方の端の抵抗線
５１を他の金属箔６’に溶接し、該金属箔６’に２本の
リード線７を接合して、３線式のテープ状測温抵抗体５
を製造する。次いで、上記耐熱性樹脂製テープＡの接着
剤層４の上に上記テープ状測温抵抗体５を載置し、さら
にその上に、上記耐熱性樹脂製テープＢを接着剤（また
は粘着剤）層４を内側にして重ねる。然る後、上記接着
剤層４が粘着剤で形成されている場合には、室温で積層
体に圧力を加えることによって積層一体化する。また、
上記接着剤層４が熱可塑性接着剤で形成されている場合
には積層体に圧力を加えてガラス転移温度あるいは融点
以上の温度に加熱し、冷却することによって、また上記
接着剤層４が熱硬化性接着剤で形成されている場合には
硬化温度以上の温度に加熱することによって、上記接着
剤層４を軟化または／および硬化させて積層一体化し、
本実施形態のテープ状の温度センサ１を得る。

【００１７】本発明のテープ状の温度センサは、上記実
施形態に制限されるものではなく、例えば、上記実施形
態においては、テープ状測温抵抗体５として、耐熱性樹
脂製テープＣに抵抗線５１をスパイラル状に巻き付けた
ものを用いたが、これに限定されるものではなく、抵抗
線５１の代わりに抵抗箔を耐熱性樹脂製テープＣにスパ
イラル状に巻き付けたものを用いてもよい。該抵抗箔と
しては、白金箔、銅箔、ニッケル箔などの金属箔が挙げ
られ、厚みが５〜１００μｍ程度で幅が０．４〜４０μ
ｍ程度のものが使用される。また、上記テープ状測温抵
抗体５としては、図４に示すように、抵抗線５１をポリ
イミド繊維やガラス繊維などの耐熱性繊維５２と編んだ
組紐を用いることも好ましい。また、上記実施形態にお
いては、テープ状測温抵抗体５として、３線式のものを
用いたが、これに限定されるものではなく、両端のそれ
ぞれに１本のリード線を接合した２線式のテープ状測温
抵抗体を用いてもよく、また両端のそれぞれに２本のリ
ード線を接合した４線式のテープ状測温抵抗体を用いて
もよい。

【００１８】本発明のテープ状の温度センサは、被測温
体の表面に沿わせて、被測温体と面で接触するように装
着することができる。

【００１９】次に、本発明のスパイラル状の温度センサ
を図５に示す実施形態について説明する。図５は、本発
明のスパイラル状の温度センサの一例を示す斜視図であ
る。

【００２０】本実施形態のスパイラル状の温度センサ１
１は、図５に示すように、耐熱性樹脂製テープＡをスパ
イラル状に巻回して形成された内側層２、該内側層２の
上に耐熱性樹脂製テープＢをスパイラル状に巻回して形
成された外側層３、該内側層２と該外側層３を接着する
接着剤層４、および該接着剤層４中にスパイラル状に巻
回されたテープ状測温抵抗体５からなるスパイラル状積
層体から構成されている。そして、上記テープ状測温抵
抗体５は、図３に示すように、耐熱性樹脂製テープＣに
抵抗線５１をスパイラル状に巻き付けたものである。ま
た、図５に示すように、上記テープ状測温抵抗体５の一
方の端の抵抗線５１は金属箔６に溶接され、該金属箔６
には１本のリード線７が接合されている。また、上記テ
ープ状測温抵抗体５の他方の端の抵抗線５１も同様に金
属箔６’に溶接され、該金属箔６’には２本のリード線
が接合されている。

【００２１】本実施形態のスパイラル状の温度センサ１
１に用いられる上記の耐熱性樹脂製テープＡ，Ｂおよび
Ｃ、接着剤、抵抗線、金属箔およびリード線としては、
前述のテープ状の温度センサに用いられるものと同様の
ものを用いることができる。また、上記耐熱性樹脂製テ
ープＡおよびＢの少なくとも一方は、下記式に示す剛性
が０．８５kg以上、特に１kg以上であるものを用いるの
が好ましい。剛性が低いと、図７に示すようにスパイラ
ル状の温度センサを回転させて被測温体に装着すること
が困難であり、また被測温体との密着性が悪くなる。剛性（kg）＝（厚さ（mm））²×弾性率（kg／mm²）

【００２２】上述の如く構成されている本実施形態のス
パイラル状の温度センサ１１は、図６に示すように長手
方向に伸張し、伸張力を解放することにより元の形状に
復帰し、また、常温で、好適には２００℃程度の高温に
加熱した環境下においても、かつ被測温体に装着した後
も、殆んど外径などの形状や均等・整然さに変化がなく
形状保持される。

【００２３】次に本発明のスパイラル状の温度センサの
製造方法を上記実施形態のスパイラル状の温度センサ１
１の製造方法を例にとり説明する。上記実施形態のスパ
イラル状の温度センサ１１は、例えば、被測温体と同じ
外形状を有する（形状は、断面円形または角形など任意
の形状を有してよい。）長尺の形状付与部材、例えば耐
熱性の棒またはパイプに、スパイラル状に巻き付けた内
側層２となる耐熱性樹脂製テープＡ、好適には芳香族ポ
リイミドテープＡと、該テープＡと同じ幅か少し幅の狭
い外側層３となる耐熱性樹脂製テープＢ、好適には芳香
族ポリイミドテープＢとの間に、接着剤層４、および抵
抗線５１をスパイラル状に巻き付けた耐熱性樹脂製テー
プＣからなるテープ状測温抵抗体５を配置し、上記接着
剤層４が熱可塑性接着剤で形成されている場合には積層
体に圧力を加えてガラス転移温度あるいは融点以上の温
度に加熱し、冷却することによって、また上記接着剤層
４が熱硬化性接着剤で形成されている場合には硬化温度
以上の温度に加熱することによって、上記接着剤層４を
軟化または／および硬化させて積層一体化させた後、形
成された管状積層体を上記形状付与部材から外して得ら
れる。

【００２４】上記の方法は、好適には、例えば次のよう
にして実施できる。先ず、上記の内側層２および外側層
３の形成材料となる耐熱性樹脂フィルムの片面に熱硬化
性接着剤を塗布し、該接着剤の乾燥厚みが２〜１００μ
ｍである熱硬化性接着剤付きのフィルムを得る。このフ
ィルムを３〜５０ｍｍにスリットし、熱硬化性接着剤付
きの耐熱性樹脂製テープＡを製造する。この耐熱性樹脂
製テープＡを接着剤面を外側にして直径が５〜５０ｍｍ
の円状の棒またはパイプ（形状付与部材）にスパイラル
状に巻き付け、両端を固定する。次いで、該耐熱性樹脂
製テープＡの上に、該耐熱性樹脂製テープＡよりも幅の
狭い耐熱性樹脂製テープＣに抵抗線５１をスパイラル状
に巻き付けたテープ状測温抵抗体５をスパイラル状に巻
き付ける。次いで、さらにその上に、上記耐熱性樹脂製
テープＡと同じ幅か少し幅の狭い熱硬化性接着剤付きの
耐熱性樹脂製テープＢを、接着剤面を内側にして上記耐
熱性樹脂製テープＡの接着剤面と重なるようにスパイラ
ル状に巻き付け、必要であれば周囲をテープ状物あるい
は線状物で加圧・固定する。そして、１５０〜４００℃
の範囲内の温度に加熱して接着剤を硬化させて積層一体
化し、冷却した後、形成された管状積層体を棒またはパ
イプから外し、「耐熱性樹脂製テープＡからなる内側層
２／熱硬化性接着剤層４／テープ状測温抵抗体５／熱硬
化性接着剤層４／耐熱性樹脂製テープＢからなる外側層
３」の構成を有する本実施形態のスパイラル状の温度セ
ンサ１１を得ることができる。

【００２５】次に本発明のスパイラル状の温度センサの
被測温体への装着方法を図６および図７を参照しながら
説明する。本発明のスパイラル状の温度センサ１１を被
測温体（パイプ）１０に装着させるには、先ず、図６に
示すように、スパイラル状の温度センサ１１を長手方向
に伸張する。次いで、図７に示すように、伸張すること
によって拡張されたセンサの隙間に被測温体１０の一部
を挿入し、図の矢印方向にスパイラル状の温度センサ１
１を回転させる。該回転につれて被測温体１０がスパイ
ラル状の温度センサ１１内に取り込まれ、被測温体１０
にスパイラル状の温度センサ１１を容易かつ迅速に装着
することができる。また、スパイラル状の温度センサ１
１は、伸張力を解放することにより元の形状に復帰する
から、被測温体１０に均等にかつ整然と装着することが
できる。本発明のスパイラル状の温度センサ１１は、上
述のようにして被測温体に装着することができるので、
例えば、被測温体の両端部が大型の装置などに接続され
て自由度が殆んどない場合でも、比較的容易にかつ迅速
に被測温体に装着することができる。また、スパイラル
状の温度センサの径を任意に設定できるため、自由度の
少ない被測温体だけでなく自由度の大きい被測温体であ
っても、また径の大小にも制限を受けることなく、棒ま
たはパイプ状であれば任意の被測温体に適用できるので
ある。

【００２６】

【実施例】以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこ
れらの実施例に制限されるものではない。

【００２７】実施例１厚さ７５μｍの芳香族ポリイミドフィルム（ＵＰＩＬＥ
Ｘ−７５Ｒ、宇部興産（株）製）を３ｍｍ幅にスリット
して作製した耐熱性樹脂製テープＣに直径６０μｍの白
金線（純度９９．９９９％、田中貴金属（株）製）約１
ｍをスパイラル状に巻き付けた長さ約３０ｃｍの抵抗体
を得た。この抵抗体の一方の端の白金線を幅２ｍｍ、厚
さ４０μｍ、長さ１５ｍｍのニッケル箔に溶接し、この
ニッケル箔にさらに１本のリード線を接合する。この抵
抗体の他方の端の白金線を同様にニッケル箔を介して２
本のリード線に接合し、３線式のテープ状測温抵抗体を
得た。得られた３線式のテープ状測温抵抗体を幅１５ｍ
ｍ、長さ約３０ｃｍの粘着剤付きポリイミドテープ（Ｕ
ＰＩＬＥＸ−２５Ｒにシリコーン樹脂系粘着剤を塗布し
たテープ）で両側から挟み張り合わせて、幅１５ｍｍの
テープ状の温度センサ（抵抗値約１０５Ω）を得た。得
られたテープ状の温度センサをヒーターを鋳込んだ金属
板の表面に置き、その金属板の周囲を保温材を巻き付
け、上記温度センサの３本のリード線をそれぞれ、オム
ロン（株）製記録計Ｅ５５Ａ−Ｃに接続し、温度測定を
行った。この状態でヒーターの一端を加熱したところ、
記録計の温度表示が上昇し、金属板の温度検知ができる
ことが確認された。

【００２８】実施例２厚さ５０μｍの芳香族ポリイミドフィルム（ＵＰＩＬＥ
Ｘ−５０Ｒ、弾性率３８０ｋｇ／mm²、剛性０．９５ｋ
ｇ、宇部興産（株）製）にポリイミドシロキサン系の熱
硬化性接着剤〔ポリイミドシロキサン、エポキシ樹脂、
フェノール樹脂および硬化触媒からなる接着剤〕のテト
ラヒドロフラン溶液（固形分濃度：２５重量％）を乾燥
後の厚さが２５μｍになるように塗布し、１００℃で乾
燥して接着剤付きポリイミドフィルムを得た。このフィ
ルムを１０ｍｍ幅にスリットし、接着剤付き耐熱性樹脂
製テープＡおよびＢ（長さ約３０ｃｍ）を得た。上記耐
熱性樹脂製テープＡを接着剤を外側にして外径１０ｍｍ
のステンレスの丸棒にスパイラル状に巻き付けた後、両
端を固定した。次いで、該テープＡの上に、厚さ７５μ
ｍのポリイミドフィルム（ＵＰＩＬＥＸ−７５Ｓ、宇部
興産（株）製）を３ｍｍ幅にスリットして作製した耐熱
性樹脂製テープＣ（長さ約３０ｃｍ）に直径６０μｍの
白金線（純度９９．９９９％、田中貴金属（株）製）約
１ｍをスパイラル状に巻き付けた抵抗体を、スパイラル
状に巻き付けた後、両端を固定し、さらにその上に、上
記耐熱性樹脂製テープＢを、接着剤層を内側にして上記
耐熱性樹脂製テープＡの接着剤層と重なるようにスパイ
ラル状に巻き付け、両端を固定した。さらにその上に、
テトロン熱収縮テープ（幅４ｍｍ、組紐）をスパイラル
状に巻き付け、オーブン中で１００℃で１時間、２００
℃で１時間加熱後、テトロン熱収縮テープを剥がし、２
５０℃で１時間加熱して接着剤を硬化させた後、放冷
し、形成されたスパイラル管状積層体をステンレス丸棒
から外し、長さ約１０ｃｍのスパイラル管状の測温抵抗
体を得た。一方の端の白金線５１を幅２ｍｍ、厚さ４０
μｍ、長さ１５ｍｍのニッケル箔６に溶接し、このニッ
ケル箔にさらに１本のリード線７を接合する。他方の端
の白金線５１を同様にニッケル箔６を介して２本のリー
ド線に接合し、３線式のスパイラル状の温度センサを得
た。抵抗は約１１０Ωである。得られた３線式のスパイ
ラル状の温度センサを外径１０ｍｍのステンレスパイプ
に巻き付け、３本のリード線をそれぞれ、オムロン
（株）製記録計Ｅ５５Ａ−Ｃに接続し、パイプの温度測
定を行った。この状態でパイプを一部加熱したところ、
記録計の温度表示が上昇し、パイプの過昇温検知ができ
ることが確認された。また、得られた３線式のスパイラ
ル状の温度センサを外径１０ｍｍのステンレスパイプに
巻き付け、その外側にリボンヒーターを巻き付け、さら
にその外側に保温材を巻き付けた。この状態で上記温度
センサの３本のリード線をそれぞれ、オムロン（株）製
電子温度調節器Ｅ５ＥＸ−Ａに接続し、これでリボンヒ
ーターの通電を制御しながらパイプの加熱を行ったとこ
ろ、パイプの温度を一定に制御することができた。

【００２９】実施例３厚さ７５μｍの芳香族ポリイミドフィルム（ＵＰＩＬＥ
Ｘ−７５Ｒ、弾性率３７０ｋｇ／mm²、剛性２．１ｋ
ｇ、宇部興産（株）製）にポリイミドシロキサン系の熱
硬化性接着剤〔ポリイミドシロキサン、エポキシ樹脂、
フェノール樹脂および硬化触媒からなる接着剤〕のテト
ラヒドロフラン溶液（固形分濃度：２５重量％）を乾燥
後の厚さが３０μｍになるように塗布し、１００℃で乾
燥して接着剤付きポリイミドフィルムを得た。このフィ
ルムを１５ｍｍ幅にスリットし、接着剤付き耐熱性樹脂
製テープＡ（長さ約３０ｃｍ）を得た。同様にして厚さ
２５μｍのフィルム（ＵＰＩＬＥＸ−２５Ｒ、宇部興産
（株）製）に接着剤を塗布、乾燥し、接着剤付きポリイ
ミドフィルムを得た。このフィルムを１５ｍｍ幅にスリ
ットし、接着剤付き耐熱性樹脂製テープＢ（長さ約３０
ｃｍ）を得た。上記耐熱性樹脂製テープＡを接着剤を外
側にして外径１２ｍｍのステンレスの丸棒にスパイラル
状に巻き付けた後、両端を固定した。次いで、該テープ
Ａの上に、厚さ５０μｍのポリイミドフィルム（ＵＰＩ
ＬＥＸ−５０Ｓ、宇部興産（株）製）を３ｍｍ幅にスリ
ットして作製した耐熱性樹脂製テープＣ（長さ約３０ｃ
ｍ）に直径６０μｍの白金線約１ｍをスパイラル状に巻
き付けた抵抗体を、スパイラル状に巻き付けた後、両端
を固定し、さらにその上に、上記耐熱性樹脂製テープＢ
を、接着剤層を内側にして上記耐熱性樹脂製テープＡの
接着剤層と重なるようにスパイラル状に巻き付け、両端
を固定した。さらにその上に、テトロン熱収縮テープ
（幅４ｍｍ、組紐）をスパイラル状に巻き付け、オーブ
ン中で１００℃で１時間、２００℃で１時間加熱後、テ
トロン熱収縮テープを剥がし、２５０℃で１時間加熱し
て接着剤を硬化させた後、放冷し、形成されたスパイラ
ル管状積層体をステンレス丸棒から外し、長さ約８ｃｍ
のスパイラル管状の測温抵抗体を得た。一方の端の白金
線を幅２ｍｍ、厚さ４０μｍ、長さ１５ｍｍのニッケル
箔に溶接し、このニッケル箔にさらに１本のリード線を
接合する。他方の端の白金線を同様にニッケル箔を介し
て２本のリード線に接合し、３線式のスパイラル状の温
度センサを得た。抵抗は約１００Ωである。

【００３０】

【発明の効果】本発明のテープ状およびスパイラル状の
温度センサは、被測温体との密着性がよく、温度測定が
正確であり、かつセンサの測温部を広くできるので、被
測温体のより全体の温度測定が可能となり、異常温度な
どの把握がより正確にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明のテープ状の温度センサの一例
を示す斜視図である。

【図２】図２は、図１に示すテープ状の温度センサの断
面図である。

【図３】図３は、テープ状またはスパイラル状の温度セ
ンサに使用するテープ状測温抵抗体を示す一部斜視図で
ある。

【図４】図４は、テープ状またはスパイラル状の温度セ
ンサに使用するテープ状測温抵抗体の他の例を示す一部
斜視図である。

【図５】図５は、本発明のスパイラル状の温度センサの
一例を示す斜視図である。

【図６】図６は、本発明のスパイラル状の温度センサを
長手方向に伸張した状態を示す斜視図である。

【図７】図７は、本発明のスパイラル状の温度センサの
使用例を示す一部斜視図である。

【符号の説明】

１テープ状の温度センサ１１スパイラル状の温度センサＡ（２）耐熱性樹脂製テープＡ（内側層）Ｂ（３）耐熱性樹脂製テープＢ（外側層）４接着剤層５テープ状測温抵抗体５１白金線５２耐熱性繊維Ｃ耐熱性樹脂製テープＣ６金属箔７リード線１０被測温体

フロントページの続き (72)発明者高林誠一郎山口県宇部市西本町一丁目12番32号宇部興産株式会社高分子研究所（宇部）内 (72)発明者高橋卓二山口県宇部市西本町一丁目12番32号宇部興産株式会社高分子研究所（宇部）内 (72)発明者河原幸弘大阪府豊中市利倉２丁目20番18号株式会社豊中ホット研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】積層体の一方の表面層を形成する耐熱性
樹脂製テープＡ、中間層を形成する接着剤層、および積
層体の他方の表面層を形成する耐熱性樹脂製テープＢの
構成を有する積層体の上記耐熱性樹脂製テープＡと上記
耐熱性樹脂製テープＢとの間に、上記積層体の長手方向
にテープ状測温抵抗体が設けられていることを特徴とす
るテープ状の温度センサ。
【請求項２】上記テープ状測温抵抗体が、耐熱性樹脂
製テープＣに抵抗線もしくは抵抗箔をスパイラル状に巻
き付けたものである請求項１記載のテープ状の温度セン
サ。
【請求項３】上記テープ状測温抵抗体が、抵抗線を耐
熱性繊維と編んだ組紐である請求項１記載のテープ状の
温度センサ。
【請求項４】上記テープ状測温抵抗体の電気抵抗が、
０．１〜０．８％／℃の温度係数を有する請求項１記載
のテープ状の温度センサ。
【請求項５】上記耐熱性樹脂製テープＡおよびＢの厚
さが、それぞれ１０〜２００μｍである請求項１記載の
テープ状の温度センサ。
【請求項６】上記耐熱性樹脂製テープＣの厚さが、１
０〜２００μｍである請求項２記載のテープ状の温度セ
ンサ。
【請求項７】上記耐熱性樹脂製テープＡおよびＢが、
それぞれ芳香族ポリイミドフィルムである請求項１また
は５記載のテープ状の温度センサ。
【請求項８】上記耐熱性樹脂製テープＣが、芳香族ポ
リイミドフィルムである請求項２または６記載のテープ
状の温度センサ。
【請求項９】上記耐熱性繊維が、ポリイミド繊維また
はガラス繊維である請求項３記載のテープ状の温度セン
サ。
【請求項１０】片面に接着剤層を設けた耐熱性樹脂
製テープＡの接着剤層の上にテープ状測温抵抗体を載置
し、さらにその上に、片面に接着剤層を設けた耐熱性樹
脂製テープＢを接着剤層を内側にして重ねた後、上記接
着剤層を必要に応じて軟化または／および硬化させて積
層一体化することを特徴とする請求項１記載のテープ状
の温度センサの製造方法。
【請求項１１】スパイラル状積層体の内側層を形成す
る耐熱性樹脂製テープＡ、中間層を形成する接着剤層お
よび外側層を形成する耐熱性樹脂製テープＢの構成を有
するスパイラル状積層体の上記内側層と上記外側層との
間に、上記スパイラル状積層体の長手方向にスパイラル
状に巻回されたテープ状測温抵抗体が設けられているこ
とを特徴とする形状保持性のスパイラル状の温度セン
サ。
【請求項１２】上記テープ状測温抵抗体が、耐熱性樹
脂製テープＣに抵抗線もしくは抵抗箔をスパイラル状に
巻き付けたものである請求項１１記載のスパイラル状の
温度センサ。
【請求項１３】上記テープ状測温抵抗体の電気抵抗
が、０．１〜０．８％／℃の温度係数を有する請求項１
１記載のスパイラル状の温度センサ。
【請求項１４】上記耐熱性樹脂製テープＡおよびＢの
厚さがいずれも１０〜２００μｍであり、これらの少な
くとも一方が０．８５ｋｇ以上の剛性を有するものであ
る請求項１１記載のスパイラル状の温度センサ。
【請求項１５】上記耐熱性樹脂製テープＡおよびＢ
が、それぞれ芳香族ポリイミドフィルムである請求項１
１乃至１４のいずれかに記載のスパイラル状の温度セン
サ。
【請求項１６】上記耐熱性樹脂製テープＣが、芳香族
ポリイミドフィルムである請求項１２記載のスパイラル
状の温度センサ。
【請求項１７】被測温体と同じ外形状を有する長尺の
形状付与部材に、片面に接着剤層を設けた耐熱性樹脂製
テープＡを接着剤層を外側にしてスパイラル状に巻き付
けて内側層を形成し、該内側層の上にテープ状測温抵抗
体をスパイラル状に巻き付け、さらにその上に、片面に
接着剤層を設けた耐熱性樹脂製テープＢを接着剤層を内
側にしてスパイラル状に巻き付け外側層を形成し、上記
接着剤層を必要に応じて軟化または／および硬化させて
積層一体化し、形成された管状積層体を上記形状付与部
材から外すことを特徴とする請求項１１記載のスパイラ
ル状の温度センサの製造方法。
【請求項１８】請求項１〜９のいずれかに記載のテー
プ状の温度センサを被測温体の表面に沿わせて、被測温
体の温度測定または／および温度制御を行う温度センサ
の使用方法。
【請求項１９】請求項１１〜１６のいずれかに記載の
スパイラル状の温度センサを被測温体の周囲に巻き付け
て、被測温体の温度測定または／および温度制御を行う
温度センサの使用方法。
【請求項２０】請求項１記載のテープ状の温度センサ
または請求項１１記載のスパイラル状の温度センサを構
成する、片面に接着剤層を設けた耐熱性樹脂製テープか
らなる温度センサ形成用材料。