JP3418124B2 - 塵埃付着防止の薄膜印刷による面状電気ヒーター製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明に係る塵埃付着防止の
薄膜印刷による面状電気ヒーター製造方法は、面状発熱
体の製造方法に関し、特に薄膜印刷による面状電 気ヒー
ターを印刷工程用クリーンルームを用いて、電気絶縁性
耐熱性フィルム上に印刷された電極インキ及び電極間に
印刷された通電発熱インクの中に微細な塵埃付着を予防
することにより、面状発熱体の部分的な異常過熱を防止
することを目的とするものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、面状電気ヒーターは、金属箔等の
導電性で電気抵抗のやや高い薄膜を用いたり、又は導電
性で電気抵抗のやや高いインキの印刷によるものがあ
る。印刷による場合は、その製造工程が簡単でよく、ロ
ーコストになるという長所がある。しかし、この場合に
は、印刷の際に通電発熱インクの中に微細な浮遊塵埃が
混入して面状電気ヒーターの故障の原因となるという問
題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】印刷による場合、その
インク特にその通電発熱インクの印刷の厚みが大きい場
合は問題はない。しかし、そのインクの印刷の厚みが７
ミクロン〜０．５ミリメートル程度の薄膜印刷の場合
は、非常に微細な塵埃がその印刷時にそのインクに付着
すると印刷された通電発熱インクの厚みが薄い故にその
箇所の抵抗が異常に大きくなる。

【０００４】特に、５ボルトとか１２ボルト等の低電圧
で過熱するヒーターの場合は余り問題はない。しかし、
１００ボルト以上の高い電圧で過熱する場合の通電発熱
インクで印刷された面状電気ヒーターの場合は、インク
それ自体はどれほど塵埃を有しないものであっても印刷
時の空中等からの塵埃の付着により異常な過熱部分を有
する不良品が大量に発生してしまい、ほとんど実用にな
らなかった。したがって、本発明の課題は、面状電気ヒ
ーターにおいて通電発熱インクで印刷された部分が、部
分的に異常過熱をして故障の原因になるのを防止しよう
とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る塵埃付着防
止の薄膜印刷による面状電気ヒーター製造方法は、以上
の技術的な問題点に鑑みて、その印刷時にその印刷され
た乾燥前のインクに塵埃が付着しないように印刷工程用
クリーンルームを用いた印刷方法で通電発熱インクの中
に微細な塵埃を付着させないようにして面 状電気ヒータ
ーを製造する方法である。

【０００６】以下に、塵埃付着防止の薄膜印刷による面
状電気ヒーター製造方法の具体的な構成を詳細に説明す
る。最初に、本発明の請求項１に記載した塵埃付着防止
の薄膜印刷による面状電気ヒーター製造方法の構成を説
明する。この発明は、まず、塵埃防除手段がある。つぎ
に、印刷工程用クリーンルームがある。この印刷工程用
クリーンルームは、上記塵埃防除手段によりその中の塵
埃が除去されるものである。

【０００７】そして、印刷手段がある。この印刷手段
は、上記印刷工程用クリーンルーム内に設けられたもの
である。そして、この印刷工程用クリーンルーム内にお
いて、ポリエチレンテレフタレート樹脂等の電気絶縁性
で使用温度及び使用時間に於ける耐熱性フィルム上に電
極インクで一対の電極と、その電極間に正温度係数イン
ク等の通電発熱インクを印刷し乾燥させる工程により構
成される。

【０００８】つぎに、請求項２に記載した本発明に係る
塵埃付着防止の薄膜印刷による面状電気ヒーター製造方
法の実施態様の構成を説明する。この実施態様は、以下
の点以外は上記の請求項１の発明の構成と同じである。
請求項１に記載の本発明の構成と請求項２に記載の本発
明の実施態様の差異は、塵埃除去手段により塵埃が除去
されたクリーンルーム内で一対の電極間に印刷される通
電発熱インクの中に微細な塵埃を除去して、面状電気ヒ
ーターが部分的に異常過熱することを防止することを目
的とするものであることを明記するものである。

【０００９】請求項３に記載の本発明の実施態様の構成
を説明する。この実施態様は、以下の点以外は上記の請
求項１に記載の本発明の構成と同一である。それゆえ
に、上記の請求項１の発明の構成の説明の全文をここに
援用して、以下の構成の説明をこれに追加する。この実
施態様と上記請求項１の発明の構成との差異は、接着手
段の存在である。この接着手段は、上記フィルム上に印
刷された通電発熱インク上に、もう１枚の電気絶縁性で
使用温度および使用時間に於ける耐熱性で且つ遠赤外線
の透過しやすいフィルムを接着するものである。

【００１０】したがって、請求項４に記載の本発明の実
施態様は、後に記載の実施例の項に示すように、クリー
ンルーム内でポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム
上の一対の電極間に印刷される通電発熱インクの厚みを
７ミクロン〜０． ５ミリメートルとする薄膜印刷である
ことを特徴とする請求項２又は請求項３のいづれかに記
載の塵埃付着防止の薄膜印刷による面状電気ヒーター製
造方法である。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の技術的思想は、実施例に
おいて次に記載のように具体化されている。以下に、本
発明に係る塵埃防止の薄膜印刷による面状電気ヒーター
製造方法の一般的な実施の形態を述べる。この発明は、
まず、半導体製造工場等で使用されるもので空中の微細
な塵埃を除去する塵埃除去手段により、印刷工程用クリ
ーンルームの中の塵埃が除去される。そして、印刷機が
上記の印刷工程用クリーンルーム内に設けられていて、
ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムに電極インク
で一対の電極の印刷と、その電極間に正温度係数インク
を印刷し乾燥させる。

【００１２】 更に、接着手段が、上記のポリエチレンテ
レフタレート樹脂フィルム上に印刷工程用クリーンルー
ムに設置された印刷機でスクリーン印刷された正温度計
数インク上に、もう１枚のポリエチレンテレフタレート
樹脂フィルムを接着する。このポリエチレンテレフタレ
ート樹脂フィルムは、遠赤外線が透過しやすいものが好
ましい。

【００１３】 しかして、この塵埃付着防止の薄膜印刷に
よる面状電気ヒーター製造方法の実施態様としては、ま
ず、上述したごとくに、半導体製造工場等で使用される
もので空中の微細な塵埃あを除去する塵埃除去手段によ
り、小型印刷機が１台入る超小型の印刷工程用クリーン
ルーム中の塵埃を除去する。そして、該印刷工程用クリ
ーンルーム内に設けられた小型印刷機によって、一対の
電極を有するポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム
上の相互に入り込んだ櫛歯状電極間に、プリント基盤を
作成するように、遠赤外線発熱体である正温度係数イン
クを印刷する。

【００１４】 さらに、接着工程がある。この接着工程に
より、上記のポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム
上にスクリーン印刷された正温度係数インク上に、（遠
赤外線が透過しやすい）もう１枚の遠赤外線が透過しや
すいポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムを接着す
る。かようにして、塵埃除去手段により塵 埃が除去され
たクリーンルーム内で一対の電極間に印刷される通電発
熱インクの中に微細な塵埃を除去して、面状電気ヒータ
ーの抵抗の変化の異常な増加が無く、部分的に異常過熱
する故障の原因を無くすることが可能になる。

【００１５】

【実施例】しかして、本発明に係る塵埃付着防止の薄膜
印刷による面状電気ヒーター製造方法を、その具体的な
実施例についてここに添付の図面に基づいて詳細に述べ
る。最初に、本発明の請求項１に記載した塵埃付着防止
の薄膜印刷による面状電気ヒーター製造方法の発明の実
施態様を説明する。この発明は、図１が示す塵埃付着防
止の薄膜印刷による面状電気ヒーターの製造方法の一実
施例のブロックダイアグラムのごとくに、まず、半導体
製造工場や製薬工場等で使用されるものであって、塵
埃、特に空中に漂う微細な塵埃を除去する塵埃除去手段
１がある。

【００１６】 つぎに、後記の印刷手段３の全てが入る４
００〜１２００平方メートルの大きさの印刷工程用クリ
ーンルーム２がある。この印刷工程用クリーンルーム２
は、上記の塵埃除去手段によりその中の塵埃が除去され
るものである。なお、この印刷工程用クリーンルーム２
内の空気圧は、周囲の空気圧より高くなっていて外部か
ら汚れた空気がこの印刷工程用クリーンルーム２内に侵
入しないようになっている。

【００１７】 この印刷工程用クリーンルーム２は、その
出入口が二重になっている。そして、このクリーンルー
ム２内への作業員の出入は、その履物や着衣の汚れやほ
こりをそのクリーンルーム２内へ持ち込まないようにそ
の入口で取り替えるのである。なお、この印刷工程用ク
リーンルーム２は、小型印刷機３ａが１台入る程度の超
小型のもので外部から自動操作するものとしてもよい。

【００１８】 このクリーンルーム２内での作業工程は、
まず、通電発熱インクである正温度係数インクＨＩが開
封される。そして、その正温度係数インクＨＩの撹拌等
の調整が行われる。次に、電極インクである銀インクＥ
Ｉが開封される。そして、この銀インクＥＩも撹拌等の
調整が行われる。そして、印刷手段３により電気絶縁性
で使用温度及び使用時間における耐熱性フィルムである
ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム４上に正温度
係数インクＨＩと銀インクＥＩがそれぞれテスト印刷さ
れる。

【００１９】 この時、その温度の決定と抵抗値の決定が
行われる。最後に、その印刷されたインクＨＩとＥＩ
が、乾燥手段７によって乾燥される。もちろん、この乾
燥手段７は、特別に設けられたものばかりに限定するも
のではなく、上記の塵埃除去手段１と兼用のものとして
もよい。こうして、量産の段階に入り、本格的な印刷が
行われ、その印刷されたインクＨＩとＥＩが乾燥され
る。そしてエイジングが作られて、最後に絶縁カバーと
してもう１枚のポリエチレンテレフタレート樹脂フィル
ム４ａがラミネートされる。このフィルム４ａは、遠赤
外線を透過しやすいものが望まれる。

【００２０】 しかして、印刷手段についてさらに述べ
る。この印刷手段３は、図２の平面図と図３の正面断面
図に示すごとく面状電気ヒーターＨの主要部を製造する
ものである。この印刷手段３は、上記のごとくに、銀イ
ンクＥＩによる電極５と正温度係数インクＨＩによる遠
赤外線発熱体６との両方を印刷するものであってもよ
い。

【００２１】 一方、この印刷手段３は、遠赤外線発熱体
６のみを印刷するもののみとしてもよい。すなわち、プ
リント基盤の製作工程と同様に、その電極５は、エッチ
ングによりポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム４
上に作る。そして、このポリエチレンテレフタレート樹
脂フィルム４上の（櫛歯状の）正電極５ａと負電極５ｂ
との相互の隙間を埋めるように（交互に）正温度係数イ
ンクＨＩで遠赤外線発熱体６（図２と図３を参照）をス
クリーン印刷するものとしてもよいのである。

【００２２】 この正温度計数インクＨＩは、Ｐ型半導体
の一種で構成されており、この遠赤外線発熱体６の温度
が高くなるにつれてその電気抵抗が急増する性質（正温
度係数、すなわちＰｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒｔｕ
ｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ の頭文字をとったＰＴ
Ｃ特性）を有する。それゆえに、設定温度に達すると、
その電気抵抗の急増により、通電が急速に減少し、遠赤
外線発熱体６の温度は、設定温度以上には上昇しにくく
なる。

【００２３】 これを図で概略説明的に示すと、図６に示
す遠赤外線発熱体６の拡大部分側面図のＡに示すごと
く，その通電直後はその正温度係数インクＨＩ中のグラ
ファイト枌沫Ｇが互いに接触しており通電により発熱す
る。そして、その温度が上昇すると、図６のＢに示すご
とくにそのグラファイト枌沫Ｇ間が広がる。それゆえ
に、その発熱が制限されるのである。しかして、図６は
説明が分かりやすいように、非常に誇張した該略図であ
る。

【００２４】 このような自己温度制御機能により、この
遠赤外線発熱体６の過熱の危険性がなく、サーモスタッ
ト等の安全対策が原則として不要になる。このように、
サーモスタットが不要になるから可動接触部がなくな
る。したがって、故障のおそれがなくなり、信頼性を向
上させることができる。その上に、サーモスタットの可
動接触部で耐用年数が左右されることがないゆえに、ヒ
ーター耐用年数の向上が図られることになる。

【００２５】 なお、この正温度係数インクＨＩは、マト
リクスレジン（Ｍａｔｒｉｘ ｒｅｓｉｎ，可撓性の樹
脂）及びグラファイト枌沫Ｇ、その他微量の希少金属枌
沫を主原料として構成されたものである。しかして、こ
れらの電極５からは、それそれに引出し線５ａ’と５
ｂ’が伸びている。なお、上記のポリエチレンテレフタ
レート樹脂フィルム４は、電気絶縁性で耐熱性であるの
で、面状電気ヒーターＨの基盤材料として好都合であ
る。

【００２６】 さらに、接着手段がある。この接着手段８
は、上記のポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム４
上にスクリーン印刷された正温度係数インクＨＩの遠赤
外線発熱体６上に、もう１枚のポリエチレンテレフタレ
ート樹脂フィルム４ａをサンドイッチ状態に接着するも
のである。これにより、上記の正温度係数インクＨＩの
遠赤外線発熱体６の印刷箇所を保護し、電気絶縁するも
のである。なお、この接着手段８も、この印刷工程用ク
リーンルーム２内に設けると塵埃防止との関係でよい結
果に繋がる作用がある。

【００２７】 しかして、上記の請求項３に記載した塵埃
防止の薄膜印刷による面状電気ヒ−ター製造方法の発明
の実施態様を説明する。まず、上述したごとくに、半導
体製造工場等で使用されるものであって、空中の微細な
塵埃を除去する塵埃除去手段１により、印刷手段３が１
台入る超小型の印刷工程用クリーンルーム２中の塵埃を
除去する。そして印刷工程用クリーンルーム２内に設け
られた印刷手段３によって、一対の電極を有するポリエ
チレンテレフタレート樹脂フィルム４上の相互に入り込
んだ櫛歯状電極５ａ，５ｂ間に正温度係数インク６をス
クリーン印刷するものである。

【００２８】 さらに、接着手段８による接着工程があ
る。この接着工程は、上記のポリエチレンテレフタレー
ト樹脂フイルム４上にスクリーン印刷された正温度係数
インク６上に、もう１枚のポリエチレンテレフタレート
樹脂フィルム４ａを接着する工程である。

【００２９】 かようにして、図７に示すその面状ヒータ
ーＨの一部分解部分拡大斜視図のごと国、ポリエチレン
テレフタレート樹脂フィルム４と４ａの間に上記の銀イ
ンクＥＩと正温度係数インクＨＩが印刷されているので
ある。なお、これらのインクＥＩとＨＩの部分は、説明
が分かりやすいように厚く記載してある。

【００３０】請求項４に記載した塵埃防止の薄膜印刷に
よる面状電気ヒ−ター製造方法の発明の実施態様につい
て説明する。ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム
４上にスクリーン印刷された正温度係数インク６の厚み
は、７ミクロン〜０．５ミリメートルの薄膜印刷による
面状電気ヒーターである。印刷工程用クリーンルーム内
でポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム４上にスク
リーン印刷することにより、正温度係数インクの中に塵
埃が混入しないので、部分的に異常過熱が生じない薄膜
印刷による面状電気ヒーターの製造が可能になる。

【００３１】 なお、上記の面状ヒ−ターＨは、図４と図
５に示す斜視図のごとく、２枚１組としても良いし、図
８に示す平面図のごとく多数枚で１組としてもよい。な
お、図４は、そのフィルム４の縁のみをカバーした実施
例である。

【００３２】かようにして、図１に示す製造工程により
製造された面状電気ヒーターＨを多数並べて、図９に示
したその実施例の斜視図のごとく、枠組み８を通じて室
内の天井や壁画、特に床等に取り付けるとよい。この面
状電気ヒ−ターは、薄い面状でフレキシブル故に、本発
明の実施例によりこのような使用に向いている製品を提
供する事が出来る。

【００３３】

【発明の効果】本発明係る塵埃付着防止の薄膜印刷によ
る面状電気ヒーター製造方法は、請求項１乃至請求項４
の各項に記載の構成により、上記の課題を解決して以下
に記載の多大な効果を奏するものである。

【００３４】 すなわち、塵埃付着防止の薄膜印刷による
面状電気ヒーター製造方法において、その印刷時に、そ
の印刷工程用クリーンルーム内にて処理する故に、その
正温度係数インクに塵埃が付着するのを防止したことに
より、その故障率を極めて低くしたものである。

【００３５】 さらには、その正温度係数インクの乾燥と
カバー用のポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムを
もその印刷工程用クリーンルーム内にて行う故に、その
故障率をさらに低くしたものである。特に、ポリエチレ
ンテレフタレート樹脂フィルム上にスクリーン印刷され
た正温度係数インクの厚みは、７ミクロン〜０．５ミリ
メートルの薄膜印刷を可能にする事が出来るものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る塵埃付着防止の薄膜印刷による面
状電気ヒーターの製造方法の一実施例の製造工程をブロ
ックダイアグラムにより示したものである。

【図２】図１に示す製造工程により製造された面状電気
ヒーターの一実施例の平面図を示したものである。

【図３】図２に示すものにさらにポリエチレンテレフタ
レート樹脂フィルムをカバーした面状電気ヒーターの一
部省略拡大正面断面図である。

【図４】図１に示す製造工程により製造された面状電気
ヒーターの実施例の斜視図を示したものである。

【図５】図１に示す製造工程により製造された面状電気
ヒーターのさらに別の実施例の斜視図を示したものであ
る。

【図６】遠赤外線発熱体の拡大部分側面概略説明図であ
って、そのＡはそのグラファイト枌沫間が閉じた通電状
態を示したものであり、そのＢはそのグラファイト枌沫
間が開いた通電減少状態を示したものである。

【図７】面状電気ヒーターの一部分解部分拡大斜視図で
ある。

【図８】図１に示す製造工程により製造された面状電気
ヒーターのその又別の実施例の部分平面図を示したもの
である。

【図９】図１に示す製造工程により製造された面状電気
ヒーターを室内に取り付ける場合の一実施例の斜視図を
示したものである。

【符号の説明】

１．．．塵埃除去手段 ２．．．印刷工程用クリーンルーム ３．．．印刷手段 ４，４ａ．．．ポリエチレンテレフタレート樹脂フィル
ム ５．．．電極 ６．．．遠赤外線発熱体 ７．．．乾燥手段 ８．．．接着手段 Ｇ．．．グラファイト枌沫 Ｈ．．．ヒーター ＨＩ．．．正温度係数インク ＥＩ．．．銀インク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−154574（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−156330（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24D 13/02 H05B 3/02 - 3/20

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】塵埃除去手段により印刷工程用クリーンル
   ーム中の塵埃を除去し、該印刷工程用クリーンルーム内
   に設けられた印刷手段によって電気絶縁性耐熱性フィル
   ムに電極インクで一対の電極の印刷とその電極間に通電
   発熱インクを印刷し乾燥することを特徴とした塵埃付着
   防止の薄膜印刷による面状電気ヒーター製造方法。
2. 【請求項２】塵埃除去手段により印刷工程用クリーンル
   ーム中の塵埃を除去し、該印刷工程用クリーンルーム内
   に設けられた印刷手段によって電気絶縁性耐熱性フィル
   ムに電極インクで一対の電極の印刷とその電極間に通電
   発熱インクを印刷し乾燥することにより微細な塵埃を除
   去して、面状電気ヒーターの部分的な異常過熱を防止す
   ることを特徴とした請求項１に記載の塵埃付着防止の薄
   膜印刷による面状電気ヒーター製造方法。
3. 【請求項３】塵埃除去手段により印刷工程用クリーンル
   ーム中の塵埃を除去し、該印刷工程用クリーンルーム内
   に設けられた印刷手段によって電気絶縁性耐熱性フィル
   ムに電極インクで一対の電極の印刷とその電極間に通電
   発熱インクを印刷し乾燥させ、この印刷された通電発熱
   インク上にもう１枚の電気絶縁性耐熱性で且つ遠赤外線
   の透過しやすいフィルムを接着することを特徴とした請
   求項１又は請求項２のいづれかに記載の塵埃付着防止の
   薄膜印刷による面状電気ヒーター製造方法。
4. 【請求項４】クリーンルーム内で一対の電極間に印刷さ
   れる通電発熱インクの厚みを７ミクロン〜０．５ミリメ
   ートルとする薄膜印刷であることを特徴とする請求項２
   又は請求項３のいづれかに記載の塵埃付着防止の薄膜印
   刷による面状電気ヒーター製造方法。