JPH11297458A - フレキシブルヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】柔軟性かつ耐熱性に優れた高温用のフレキシブ
ルヒータを提供する。 【解決手段】柔軟な発熱体２とこの発熱体を覆い囲む柔
軟な電気絶縁層３，４とを有し、前記電気絶縁層３，４
は、光学的に異方性の溶融相を形成し得るポリマーから
なる、柔軟性かつ耐熱性に優れた高温用のフレキシブル
ヒータ１を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】フレキシブルヒータは、柔軟
な発熱体とこの発熱体を覆い囲む柔軟な電気絶縁層とを
有するものであり、ヒータ配管や化学反応器の外周に巻
き付けて使用するリボン状のヒータ、暖房カーペットの
ような平面状ヒータ、などがよく知られている。要求さ
れる柔軟性は用途により種々あるが、本発明は少なくと
も平面でない曲面にほとんど沿うように曲げることがで
きるヒータをフレキシブルヒータと称するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、フレキシブルヒータは、ニッケル
−クロム合金、ニッケル−クロム−鉄合金、ニッケル−
クロム−鉄−マンガン合金、白金・ロジウム、あるいは
これら合金のペーストなどを素材とする線状あるいは平
面状発熱体を柔軟な電気絶縁層で覆い囲み構成されてい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
高温耐熱性の電気絶縁層の素材となる耐熱材料の柔軟性
は低く、要求される柔軟性が満足されるものではなかっ
た。高温用のフレキシブルヒータにおいて面積当たりの
発熱効率を向上させるためには発熱体を多層にすればよ
いが、分厚くすれば柔軟性はさらに損なわれる。また、
柔軟性を重視すれば、耐熱性の低い素材を用いざるを得
なかったために高温用のフレキシブルヒータとはなり得
なかった。

【０００４】本発明の目的は、上記の問題点を解消し
て、柔軟性かつ耐熱性に優れた高温用のフレキシブルヒ
ータを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】光学的に異方性の溶融相
を形成し得るポリマー（以下、液晶ポリマーということ
がある）は、耐熱性樹脂として知られており、また電気
絶縁性、低吸水性、燃焼時の無毒性、耐溶剤性、耐化学
薬品性、耐放射線性などのために電気絶縁材料として非
常に優れた材料であることもよく知られている。ところ
が、一般に液晶ポリマーの射出成形品、繊維またはフィ
ルムは硬いことが特徴とされている。しかしながら、反
対に、適切に分子配向を緩和させた液晶ポリマーは、射
出成形品、繊維またはフィルムの如何を問わず、耐熱性
樹脂としては、大変やわらかいことを本発明者らは見出
し、以下に述べる本発明に至った。

【０００６】請求項１のフレキシブルヒータは、柔軟な
発熱体とこの発熱体を覆い囲む柔軟な電気絶縁層とを有
し、前記電気絶縁層が、液晶ポリマーからなることを特
徴とする。本発明に使用される液晶ポリマーとは、半１
型液晶ポリマー、全１型液晶ポリマー、半２型液晶ポリ
マー、全２型液晶ポリマー［末長純一著「成形・設計の
ための液晶ポリマー」シグマ出版］などすべての液晶ポ
リマーを含むものである。これら液晶ポリマーは特に限
定されるものではないが、その具体例として、以下に例
示する（１）〜（４）に分類される化合物およびその誘
導体（原料化合物）から導かれる公知のサーモトロピッ
ク液晶ポリエステルおよびサーモトロピック液晶ポリエ
ステルアミドを挙げることができる。但し、光学的に異
方性の溶融相を形成し得るポリマーを得るためには、繰
り返し単位の好適な組み合わせが必要とされることは言
うまでもない。

【０００７】（１）芳香族または脂肪族ジヒドロキシ化
合物（代表例は表１参照）

【表１】

【０００８】（２）芳香族または脂肪族ジカルボン酸
（代表例は表２参照）

【表２】

【０００９】（３）芳香族ヒドロキシカルボン酸（代表
例は表３参照）

【表３】

【００１０】（４）芳香族ジアミン、芳香族ヒドロキシ
アミンまたは芳香族アミノカルボン酸（代表例は表４参
照）

【表４】

【００１１】これらの原料化合物から得られる液晶ポリ
マーの代表例として表５に示す構造単位を有する共重合
体（ａ）〜（ｅ）を挙げることができる。

【表５】

【００１２】上記の覆い囲むとは、電気絶縁層と発熱体
との間に、液晶ポリマー以外の材料が介在することをも
含むものであるが、電気絶縁層と発熱体とが密着してい
ることが望ましい。液晶ポリマーは熱で軟化あるいは溶
融するので、絶縁材料として液晶ポリマーを用いる場合
は、比較的容易に発熱体を密着して覆い囲むことが可能
である。

【００１３】また、発熱体としては、ニッケル−クロム
合金、ニッケル−クロム−鉄合金、ニッケル−クロム−
鉄−マンガン合金、白金・ロジウムあるいはこれら合金
のペーストなど公知材料を素材とする線状発熱体、面状
発熱体、印刷された線状あるいは面状発熱体、エッチン
グ等によりパターンが形成されたパターン発熱体など公
知の発熱体が適用できる。さらに、これら発熱体が、発
熱体が予め別の材料で覆われていてもかまわない。

【００１４】請求項２のフレキシブルヒータは、請求項
１において、前記液晶ポリマーが、その融点が３００℃
以上のものであることを特徴とする。電気絶縁層の融点
は高いほど望ましい。一般に、加熱する機能をもつ設
備、例えば加熱ロール設備、加熱平板設備、加熱チャン
バー設備などでは、特殊でない限り、加熱温度は２００
℃程度であり、高温対応の設備では３００℃が上限温度
として設定される場合が多い。したがって、フレキシブ
ルヒータの絶縁層の融点は３００℃以上であることが望
ましい。安全性を向上させるなどのために、望ましくは
融点が３５０℃以上、さらに望ましくは融点が４００℃
以上である。

【００１５】請求項３のフレキシブルヒータは、請求項
１または２のフレキシブルヒータにおいて、前記発熱体
を２つの前記電気絶縁層で挟み込んだ状態で熱プレスす
ることにより形成されていることを特徴とする。液晶ポ
リマーは融点に近づくと軟化して、融点以上になると溶
融する。したがって、熱プレスすることにより発熱体の
凹凸を埋め尽くすように変形することが可能であり、上
述したような、電気絶縁層と発熱体とが密着して、電気
絶縁層が発熱体を覆い囲むようになる。融点以下におい
ても、このような、電気絶縁層が発熱体を覆い囲む形態
とすることが可能であるが、その場合には、プレス圧を
増大させる必要がある。

【００１６】請求項４のフレキシブルヒータは、請求項
１ないし３のいずれかのフレキシブルヒータにおいて、
前記液晶ポリマーが、その分子配向度が１．３以下のも
のであることを特徴とする。

【００１７】ここに分子配向度ＳＯＲ(Segment Orienta
tion Ratio) とは、分子を構成するセグメントについて
の分子配向の度合いを与える指標をいい、従来のＭＯＲ
(Molecular Orientation Ratio) とは異なり物体の厚さ
に無関係な値である。この分子配向度ＳＯＲは、以下の
ように算出される。

【００１８】まず、周知のマイクロ波分子配向度測定機
において、液晶ポリマーフィルムを、マイクロ波の進行
方向にフィルム面が垂直になるように、マイクロ波共振
導波管中に挿入し、該フィルムを透過したマイクロ波の
電場強度（マイクロ波透過強度）が測定される。そし
て、この測定値に基づいて、次式により、ｍ値（屈折率
と称する）が算出される。 ｍ＝（Ｚ₀ ／△ｚ）×（１−ν_max ／ν₀ ） ただし、Ｚ₀ は装置定数、△ｚは物体の平均厚、ν_max
はマイクロ波の振動数を変化させたときの最大マイクロ
波透過強度を与える振動数、ν₀ は平均厚ゼロのとき
（すなわち物体がないとき）の最大マイクロ波透過強度
を与える振動数である。

【００１９】つぎに、マイクロ波の振動方向に対する物
体の回転角が０°のとき、つまりマイクロ波の振動方向
と、物体の分子が最もよく配向されている方向であっ
て、最小マイクロ波透過強度を与える方向とが合致して
いるときのｍ値をｍ₀ 、回転角が９０°のときのｍ値を
ｍ₉₀として、分子配向度ＳＯＲがｍ₀ ／ｍ₉₀により算出
される。

【００２０】本発明の液晶ポリマーフィルムの適用分野
によって、必要とされる分子配向度ＳＯＲは当然異なる
が、ＳＯＲ≧１．５の場合は、液晶ポリマーの分子配向
の偏りが著しいためにフィルムが硬くなり、かつ製膜工
程で分子配向される方向に簡単に引き裂かれる。本発明
のフレキシブルヒータとしては、分子配向度ＳＯＲが
１．３を越えても、機能は劣るものの、耐熱性樹脂を用
いているために高温のフレキシブルヒータとなり得る
が、フレキシブルヒータとしての適用分野を狭めること
になるので、フレキシブルヒータの絶縁層としては分子
配向度ＳＯＲが１．３以下であることが望ましい。しか
しながら、フレキシブルヒータが平面状である場合に
は、分子配向度ＳＯＲが１に近づく方が、加熱時の反り
が少なくなるので、分子配向度ＳＯＲが１．１以下であ
ることがより望ましい。さらに、加熱時の反りをほとん
ど無くす必要がある精密フレキシブルヒータの場合に
は、分子配向度ＳＯＲは１．０３以下であることがさら
に望ましい。

【００２１】請求項５のフレキシブルヒータは、請求項
１ないし４のいずれかのフレキシブルヒータにおいて、
３００℃以下の融点を有する液晶ポリマーからなる電気
絶縁層で発熱体を覆い囲んだ状態で、加熱処理すること
によって、その液晶ポリマーの融点を３００℃以上に高
めたものからなることを特徴とする。比較的低い融点の
液晶ポリマーは製造が容易で製造ロット間のバラツキも
小さく、かかる液晶ポリマーを用いることはフレキシブ
ルヒータ製造の上で重要なことである。加熱処理の一例
を説明すれば、絶縁材料である液晶ポリマーの融点が２
８３℃の場合、２６０℃で５時間加熱すれば、その液晶
ポリマーの融点は３２０℃になる。

【００２２】請求項６のフレキシブルヒータは、請求項
１ないし４のいずれかのフレキシブルヒータにおいて、
３００℃〜４００℃の融点を有する液晶ポリマーからな
る電気絶縁層で発熱体を覆い囲んだ状態で、加熱処理す
ることによって、その液晶ポリマーの融点をもとの融点
以上に高めたものからなることを特徴とする。

【００２３】本発明のフレキシブルヒータを実現する方
法には大まかに分けて２つある。一つは、前記請求項６
のフレキシブルヒータのように、もともとの絶縁材料と
して、液晶ポリマーの融点が３００℃〜４００℃の液晶
ポリマーフィルムを用いて、電気絶縁層を形成させたあ
と、上述したような加熱処理を施すことによって、電気
絶縁層の融点を絶縁材料の融点以上にする方法である。
他の一つは、前記請求項５のフレキシブルヒータのよう
に、融点が３００℃以下の液晶ポリマーを用いて得た第
１の液晶ポリマーフィルムを加熱処理することにより、
融点が３００℃以上の第２の液晶ポリマーフィルムを作
成し、この第２の液晶ポリマーフィルムをフレキシブル
ヒータの原材料である絶縁材料として用い、電気絶縁層
を形成させた後に加熱処理を施すことによって、第２の
液晶ポリマーフィルムの融点以上の電気絶縁層を得る方
法である。

【００２４】第１の方法は、加熱処理が一度ですむとい
う利点があるが、融点が３００℃以上の液晶ポリマーは
製造が難しく、生産ロットによるバラツキが大きいこと
は、フレキシブルヒータの製造においては好ましくな
い。むろん、将来液晶ポリマーの生産技術が改良され、
ロット間のバラツキが小さくなれば、上述の第１の方法
は十分実際に採用できる方法となる。第２の方法は、加
熱処理を二度行わなければならない不利な点があるが、
フレキシブルヒータの原材料としての液晶ポリマーフィ
ルム（上記の第２の液晶ポリマーフィルム）が加熱処理
を既に一度施されているので、発熱体を電気絶縁層で覆
い囲むときに、急激な寸法変化を起こしにくく、パター
ン形状の変化を抑制できるという重要な利点がある。

【００２５】本発明のフレキシブルヒータにおいて、電
気絶縁層を形成する液晶ポリマーを熱処理することによ
り、該液晶ポリマーの熱膨張係数（線膨張率）を該液晶
ポリマーに配置される発熱体の熱膨張係数（線膨張率）
と実質的に同じにすることができ、冷熱ヒートサイクル
に対する信頼性を高めることができる。熱処理は、該液
晶ポリマーに発熱体を複合する前でも後であってもよい
が、発熱体を複合する段階で加熱されると、該液晶ポリ
マーの熱膨張係数が変化することがあるので、この点を
事前に考慮したプロセスを設計する必要がある。さら
に、該熱処理の手段としては特に制限はなく、熱風循環
炉、熱ロール、セラミックヒータ、熱プレスなどを例示
することができる。

【００２６】熱処理の温度としては、電気絶縁層を形成
する液晶ポリマーの熱膨張係数が、該発熱体の熱膨張係
数よりも大きい場合には、該液晶ポリマーの融点よりも
１４０°Ｃ低い温度から該融点までの温度範囲を選択す
ることができる。この温度範囲では、フィルムの熱膨張
係数を最大で３０×１０^-5ｃｍ／ｃｍ／°Ｃ高くするこ
とができる。本発明のフレキシブルヒータの冷熱ヒート
サイクルに対する信頼性をより高めるためには、該発熱
体の熱膨張係数をＰ×１０^-6ｃｍ／ｃｍ／°Ｃとしたと
きに、該液晶ポリマーフィルムの熱膨張係数が（Ｐ−１
０）×１０^-6ｃｍ／ｃｍ／°Ｃから（Ｐ＋１０）×１０
^-6ｃｍ／ｃｍ／°Ｃの範囲内になるように調節すること
が好ましい。

【００２７】請求項７の多層フレキシブルヒータは、請
求項１ないし６のいずれかのフレキシブルヒータを２枚
以上重ねて形成した多層フレキシブルヒータであって、
前記多層に重ねたフレキシブルヒータを熱プレスするこ
とにより、各ヒータ同士を接着させて一体形成したもの
である。液晶ポリマーからなる電気絶縁層は、従来の耐
熱性樹脂よりなる電気絶縁層に比較してやわらかく柔軟
性に富むために、多層にすることが可能である。層数は
フレキシブルヒータの用途に応じて適当に選ぶことがで
きる。

【００２８】請求項８の多層フレキシブルヒータは、請
求項７の多層フレキシブルヒータにおいて、前記各フレ
キシブルヒータ内部で、各ヒータの層間を電気的に接続
させていることを特徴とする。多層フレキシブルヒータ
の場合、各層から独立に導線を電気絶縁層より引き出し
て、これら導線にそれぞれ電流を流す端子を設置するこ
とは通常行われているが、本発明においては、電気絶縁
層内部で各層の発熱体を電気的に接続するものである。
かかる構造を有するフレキシブルヒータは、ヒータの発
熱体へ通電するための端子の設置が容易であり望ましい
形態となることは言うまでもない。

【００２９】請求項９の多層フレキシブルヒータは、請
求項８の多層フレキシブルヒータにおいて、前記フレキ
シブルヒータ間に導電体を挟み込んで多層に重ねたフレ
キシブルヒータを、熱プレスすることによって、隣り合
うヒータの発熱体同士を前記導電体を介して接触せしめ
て、各ヒータの層間を電気的に接続させていることを特
徴とする。本発明は、請求項８の多層フレキシブルヒー
タの層間の電気的接続を容易に形成するための技術であ
り、液晶ポリマーを電気絶縁層にする場合に特徴的に用
い得る方法である。２枚以上のフレキシブルヒータの間
に挟み込む導電体は、発熱体材料と同一でも異なってい
てもよいが、導電体を挟み込む位置は、該導電体がフレ
キシブルヒータの発熱体と、あるいは発熱体と電気的接
続されている導電体と、同じ位置である必要がある。こ
のように位置せしめることによって、２枚以上のフレキ
シブルヒータの間に導電体を挟み込んで熱プレスし、各
フレキシブルヒータの発熱体あるいは発熱体と電気的に
接続されている導電体と、挟み込んだ導電体とが強く接
触することが可能となるものである。

【００３０】ここで、各フレキシブルヒータにおける発
熱体と電気的接続されている導電体とは、例えば、液晶
ポリマーフィルム上に印刷された発熱体の電気的端部に
重なるように配置せしめられた導電体、例えば金、銀、
銅などの公知の金属箔や金属線であり、メッキ、印刷、
あるいは金属箔をエッチングしたものも含まれる。かか
る簡単な方法で多層フレキシブルヒータの層間電気接続
が可能となるのは、液晶ポリマーの優れた性質を利用す
るものであり、他のポリマーでは、各フレキシブルヒー
タの発熱体あるいは導電体と、挟み込んだ導電体との間
に薄いポリマー膜が残り、これが電気的接続の障害とな
るのが普通である。

【００３１】請求項１０の多層フレキシブルヒータは、
請求項８の多層フレキシブルヒータにおいて、前記多層
に重ねたフレキシブルヒータを、局所的に強く熱プレス
して凹ませることによって、隣り合うヒータの発熱体同
士を接触せしめて、各ヒータの層間を電気的に接続させ
ていることを特徴とする。

【００３２】請求項１１の多層フレキシブルヒータは、
請求項８の多層フレキシブルヒータにおいて、前記フレ
キシブルヒータ間に導電体を挟み込んで多層に重ねたフ
レキシブルヒータを、局所的に強く熱プレスして凹ませ
ることによって、隣り合うヒータの発熱体同士を前記導
電体を介して接触せしめて、各ヒータの層間を電気的に
接続させていることを特徴とする。

【００３３】このように、凹ませるだけで層間の電気的
接続が可能となるのは、液晶ポリマーの優れた性質を利
用するものであり、他のポリマーでは各フレキシブルヒ
ータの発熱体あるいは発熱体と電気的に接続された導電
体を層間で接触させるように凹ませても、接触点におい
てポリマーの薄い皮膜が残り、歩留まり高く電気的接続
を実現することは難しい。

【００３４】請求項１２の多層フレキシブルヒータは、
請求項８ないし１１のいずれかの多層フレキシブルヒー
タにおいて、各フレキシブルヒータの層間の電気的接続
が２箇所以上でなされることを特徴とする。上記の請求
項７ないし１１の多層フレキシブルヒータについて述べ
たように、本発明の多層フレキシブルヒータの層間接続
は比較的容易に可能であるために、各フレキシブルヒー
タの発熱体の一箇所においてのみ層間接続を図るだけで
なく、その箇所以外の任意の箇所でも層間接続を形成す
ることは容易である。これにより、一つの層の発熱体が
断線したとしても、断線箇所以外の箇所より断線した発
熱体に電流を流すことができ、多層フレキシブルヒータ
としての性能低下を軽減することが可能である。特に発
熱体自体あるいは発熱体材料と同一の材料で層間の電気
的接続がなされる場合には、三次元的に発熱体が形成さ
れた多層フレキシブルヒータとなる。

【００３５】なお、以上のべたフレキシブルヒータが他
の材料と組み合わされた形態をも取り得ることは以上の
説明より容易に考え付かれるものであるので、本発明に
おいては、これら公知の他の材料と組み合わされた形態
のものも含めてフレキシブルヒータと称されるものであ
る。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係
る多層フレキシブルヒータの側面図を示す。この多層フ
レキシブルヒータは、フレキシブルヒータを複数、例え
ば２つ重ねて熱プレスすることにより、各ヒータ同士を
接着させて一体形成したものである。図１（ａ）のよう
に、各フレキシブルヒータ１は、柔軟な発熱体２と、こ
の発熱体２を覆い囲む柔軟な電気絶縁層３，４とを有す
る。この電気絶縁層３，４は液晶ポリマーフィルムから
なり、柔軟性を有する。フレキシブルヒータ１は、発熱
体２を液晶ポリマーフィルムからなる２つの電気絶縁層
３，４の間で挟み込んだ状態で熱プレスすることにより
形成されている。

【００３７】多層フレキシブルヒータ１０は、上記のフ
レキシブルヒータ１，１間に導電体５を挟み込んだ状態
で２層に重ね、図１（ｂ）のように、これを熱プレス
（図中、Ｐは圧力を加えることを意味する）をすること
によって、隣り合うフレキシブルヒータ１，１の電気絶
縁層４，４を融着させて電気絶縁層１３を形成するとと
もに、発熱体２，２同士を導電体５を介して上下の電気
的接続部Ａ１，Ａ２で接触せしめて各フレキシブルヒー
タ１，１の層間を電気的に接続させている。

【００３８】図２は、本発明の第２実施形態に係る多層
フレキシブルヒータの側面図を示す。図２（ｂ）の多層
フレキシブルヒータ３０は、図１（ａ）の各フレキシブ
ルヒータ１，１同士を２つ重ねて熱プレスすることによ
り、隣り合うフレキシブルヒータ１，１の電気絶縁層
４，４を融着させて電気絶縁層１３を形成し、フレキシ
ブルヒータ１，１を接着させて一体形成した多層フレキ
シブルヒータ２０からなるものである。この第２実施形
態では導電体５をフレキシブルヒータ１，１間に挟み込
んでいないが、図１（ｂ）のように導電体５を挟み込ん
だ状態で一体形成してもよい。電気絶縁層３，４は、第
１実施形態と同様に、液晶ポリマーフィルムからなる。

【００３９】図２（ａ）のように、フレキシブルヒータ
１，１を接着させて一体形成した多層フレキシブルヒー
タ２０を、熱圧接治具２３の雄型２３ａと雌型２３ｂで
挟んで、上下から局所的に強く熱プレス（図中、Ｐは圧
力を加えることを意味する）をして一部分を凹ませるこ
とによって、図２（ｂ）のように、隣り合うフレキシブ
ルヒータ１，１の発熱体２，２同士を電気的接続部Ａ３
で接触せしめて、各フレキシブルヒータ１，１の層間を
電気的に接続させた多層フレキシブルヒータ３０を形成
している。

【００４０】なお、上記実施形態では、電気絶縁層に液
晶ポリマーフィルムを用いているが、液晶ポリマーの繊
維や射出成形品を用いてもよい。

【００４１】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれら実施例により何ら限定されるもので
はない。 〔実施例１〕ｐ−ヒドロキシ安息香酸と６−ヒドロキシ
−２−ナフトエ酸の共重合物で融点が２８３℃である液
晶ポリマーを溶融押出し、周知のインフレーション成形
法（熱可塑性樹脂の円筒状フィルムを成形する方法。例
えば、特公昭６３−３３４５０号公報、特公平６−３９
５３３号公報）により、膜厚が５０μm 、分子配向度が
１．０５のフィルムを得た。

【００４２】次に、真空熱プレス機の熱板中央に、ポリ
イミドフィルム（長さ２５ｃｍ、幅１０ｃｍ、厚み１０
０μm ）、上記液晶ポリマーフィルム（長さ２０ｃｍ、
幅５ｃｍ）、白金・ロジウム合金の発熱体（長さ２５ｃ
ｍ、幅４ｃｍ、厚み５０μm）、上記液晶ポリマーフィ
ルム（長さ２０ｃｍ、幅５ｃｍ）、およびポリイミドフ
ィルム（長さ２５ｃｍ、幅１０ｃｍ、厚み１００μm ）
を、各材料の中心が一致するように順次積み重ねた。

【００４３】次に、真空熱プレス機のチャンバー内部を
真空にした後に２９５℃まで加熱した時点で、３０Ｋｇ
／ｃｍ² の圧力で５分間プレスした。引き続いて５０℃
まで温度を下げ、真空状態と圧力を解放した後に取り出
した圧着体のポリイミドフィルムを剥離することによ
り、目的とするフレキシブルヒータを得た。

【００４４】作製したフレキシブルヒータを平坦に静置
し、白金・ロジウム合金の発熱体に通電したところ、少
なくとも２００℃のヒータ表面温度で正常に動作して実
用的に使用できることが確認できた。また、直径１０ｍ
ｍの金属棒にこのフレキシブルヒータを長手方向に巻き
付けて通電しても同様の良好な結果が得られた。

【００４５】〔実施例２〕上記の実施例１でインフレー
ション成形法により得た液晶ポリマーフィルムを２６０
℃で５時間加熱処理して融点を３２０℃に高めた液晶ポ
リマーフィルムを作製した。

【００４６】次に、真空熱プレス機の熱板中央に、熱板
との融着防止のための銅箔（長さ２５ｃｍ、幅１０ｃ
ｍ、厚み１８μm ）、上記液晶ポリマーフィルム（長さ
２０ｃｍ、幅５ｃｍ）、白金・ロジウム合金の発熱体
（長さ２５ｃｍ、幅４ｃｍ、厚み５０μm ）、上記液晶
ポリマーフィルム（長さ２０ｃｍ、幅５ｃｍ）、および
銅箔（長さ２５ｃｍ、幅１０ｃｍ、厚み１８μm ）を、
各材料の中心が一致するように順次積み重ねた。

【００４７】次に、真空熱プレス機のチャンバー内部を
真空にした後に３３２℃まで加熱した時点で、３０Ｋｇ
／ｃｍ² の圧力で５分間プレスした。引き続いて５０℃
まで温度を下げ、真空状態と圧力を解放した後に取り出
した圧着体の両面にある銅箔を化学的に溶解除去するこ
とにより、目的とするフレキシブルヒータを得た。

【００４８】次に、上記のようにして得られたフレキシ
ブルヒータを図１（ａ）に示すフレキシブルヒータ１と
して用いて、図１（ｂ）に示す多層フレキシブルヒータ
１０を形成する。まず、図１（ａ）において、図示しな
い真空熱プレス機の熱板中央に、同じく図示しない銅箔
（長さ２５ｃｍ、幅１０ｃｍ、厚み１８μm ）、得られ
たフレキシブルヒータ１、直径１５０μm 、長さ５ｍｍ
の金線（導電体）５、得られたフレキシブルヒータ１、
および上記と同じ銅箔（長さ２５ｃｍ、幅１０ｃｍ、厚
み１８μm ）を順次積み重ね、真空熱プレス機のチャン
バー内部を真空にした後に３２０℃まで加熱した時点
で、図１（ｂ）のように、９０Ｋｇ／ｃｍ ² の圧力で５
分間プレスをした。引き続いて５０℃まで温度を下げ、
真空状態と圧力を解放した後に取り出した圧着体の両面
にある銅箔を化学的に溶解除去することにより、層間の
電気的接続が、フレキシブルヒータ内部の発熱体２，２
と金線（導電体）５を接触せしめた電気的接続部Ａ１，
Ａ２でなされている高温多層フレキシブルヒータ１０を
得た。

【００４９】作製した多層フレキシブルヒータ１０を用
いて、層間を電気的に接続する金線（導電体）を介して
各発熱体２，２に通電したところ、少なくとも２５０℃
のヒータ表面温度で正常に動作して実用的に使用できる
ことが確認できた。

【００５０】〔実施例３〕真空熱プレス機の熱板中央
に、銅箔（長さ２５ｃｍ、幅１０ｃｍ、厚み１８μm
）、実施例１で成形した液晶ポリマーフィルム（長さ
２０ｃｍ、幅５ｃｍ）、白金・ロジウム合金の発熱体
（長さ２５ｃｍ、幅４ｃｍ、厚み５０μm ）、実施例１
で成形した液晶ポリマーフィルム（長さ２０ｃｍ、幅５
ｃｍ）、白金・ロジウム合金の発熱体（長さ２５ｃｍ、
幅４ｃｍ、厚み５０μm ）、実施例１で成形した液晶ポ
リマーフィルム（長さ２０ｃｍ、幅５ｃｍ）、および銅
箔（長さ２５ｃｍ、幅１０ｃｍ、厚み１８μm ）を、各
材料の中心が一致するように順次積み重ねた。

【００５１】次に、真空熱プレス機のチャンバー内部を
真空にした後に２９５℃まで加熱した時点で、３０Ｋｇ
／ｃｍ² の圧力で５分間プレスした。引き続いて５０℃
まで温度を下げ、真空状態と圧力を解放した後に取り出
した圧着体の両面にある銅箔を化学的に溶解除去するこ
とにより、目的とする多層フレキシブルヒータを得た。

【００５２】次に、上記のようにして得られた多層フレ
キシブルヒータを図２（ａ）に示す多層フレキシブルヒ
ータ２０として用いて、図２（ｂ）に示す多層フレキシ
ブルヒータ３０を形成する。まず、図２（ａ）におい
て、得られた多層フレキシブルヒータ２０を上下から熱
圧接治具２３の雄型２３ａと雌型２３ｂで挟み込み、局
所的に２９５℃の温度と６０Ｋｇ／ｃｍ² の圧力で熱プ
レスをすることにより発熱体２，２を接触せしめた電気
的接続部Ａ３を形成し、層間の電気的接続がフレキシブ
ルヒータ内部でなされている高温多層フレキシブルヒー
タ３０を得た。

【００５３】作製した多層フレキシブルヒータ３０を用
いて、電気的接続部Ａ３を介して発熱体２，２に通電し
たことろ、少なくとも２００℃のヒータ表面温度で正常
に動作して実用的に使用できることが確認できた。

【００５４】〔実施例４〕実施例３で作製した図２
（ｂ）の多層フレキシブルヒータ３０を２６０℃で２０
時間加熱処理して、液晶ポリマーの電気絶縁層３，１３
（４）の融点を３５０℃に高めた高温多層フレキシブル
ヒータを得た。

【００５５】作製した多層フレキシブルヒータを用いて
実施例３と同様に通電したところ、少なくとも３１５℃
のヒータ表面温度で正常に動作して実用的に使用できる
ことが確認できた。

【００５６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明は、柔軟性か
つ耐熱性に優れた高温フレキシブルヒータ、特に高温多
層フレキシブルヒータを提供するものである。また、特
別に高温を得る必要がない用途においても、高温フレキ
シブルヒータとしての機能を有しているために、過熱に
よる危険性を減少させ、より安全なフレキシブルヒータ
として用いることができる。さらに、特別に高温を得る
必要がない用途においても、高温を発することが可能で
あるために、同じ熱量を与える場合にも、フレキシブル
ヒータ自体の面積（あるいは体積）が少なくてよい利点
もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ），（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係
る多層フレキシブルヒータの製造工程を示す側面図であ
る。

【図２】（ａ），（ｂ）は、第２実施形態に係る多層フ
レキシブルヒータの製造工程を示す側面図である。

【符号の説明】

１…フレキシブルヒータ、２…発熱体、３，４…液晶ポ
リマーの電気絶縁層、５…導電体、１０，２０，３０…
多層フレキシブルヒータ。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 柔軟な発熱体とこの発熱体を覆い囲む柔
   軟な電気絶縁層とを有し、前記電気絶縁層は、光学的に
   異方性の溶融相を形成し得るポリマーからなることを特
   徴とするフレキシブルヒータ。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記ポリマーは、その融点が３００℃以上のものである
   ことを特徴とするフレキシブルヒータ。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、 前記発熱体を２つの前記電気絶縁層で挟み込んだ状態で
   熱プレスすることにより形成されていることを特徴とす
   るフレキシブルヒータ。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかにおいて、 前記ポリマーは、その分子配向度が１．３以下のもので
   あることを特徴とするフレキシブルヒータ。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかにおいて、 ３００℃以下の融点を有する光学的に異方性の溶融相を
   形成し得るポリマーからなる電気絶縁層で発熱体を覆い
   囲んだ状態で、加熱処理することによって、そのポリマ
   ーの融点を３００℃以上に高めたものからなることを特
   徴とするフレキシブルヒータ。
6. 【請求項６】 請求項１ないし４のいずれかにおいて、 ３００℃〜４００℃の融点を有する光学的に異方性の溶
   融相を形成し得るポリマーからなる電気絶縁層で発熱体
   を覆い囲んだ状態で、加熱処理することによって、その
   ポリマーの融点をもとの融点以上に高めたものからなる
   ことを特徴とするフレキシブルヒータ。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれか１項に記載
   のフレキシブルヒータを２枚以上重ねて熱プレスするこ
   とにより、各ヒータ同士を接着させて一体形成した多層
   フレキシブルヒータ。
8. 【請求項８】 請求項７において、 前記各フレキシブルヒータ内部で、各ヒータの層間を電
   気的に接続させていることを特徴とする多層フレキシブ
   ルヒータ。
9. 【請求項９】 請求項８において、 前記フレキシブルヒータ間に導電体を挟み込んで多層に
   重ねたフレキシブルヒータを、熱プレスすることによっ
   て、隣り合うヒータの発熱体同士を前記導電体を介して
   接触せしめて、各ヒータの層間を電気的に接続させてい
   ることを特徴とする多層フレキシブルヒータ。
10. 【請求項１０】 請求項８において、 前記多層に重ねたフレキシブルヒータを、局所的に強く
    熱プレスして凹ませることによって、隣り合うヒータの
    発熱体同士を接触せしめて、各ヒータの層間を電気的に
    接続させていることを特徴とする多層フレキシブルヒー
    タ。
11. 【請求項１１】 請求項８において、 前記フレキシブルヒータ間に導電体を挟み込んで多層に
    重ねたフレキシブルヒータを、局所的に強く熱プレスし
    て凹ませることによって、隣り合うヒータの発熱体同士
    を前記導電体を介して接触せしめて、各ヒータの層間を
    電気的に接続させていることを特徴とする多層フレキシ
    ブルヒータ。
12. 【請求項１２】 請求項８ないし１１のいずれかにおい
    て、 各フレキシブルヒータの層間の電気的接続が２箇所以上
    でなされることを特徴とする多層フレキシブルヒータ。