JPS58189978A - 感熱面状発熱体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は感熱面状発熱体の製造方法に関するものであ
る。

従来、電気カーペットなどの電熱装置においては、第１
図および第２図に示すように負の温度−インピーダンス
特性を有するボリアきド系物質などを用いた感熱樹脂面
材ｌの片面に温度検出電極２倉張設する一方、他面に発
熱線路３ｔ−張設し、この感熱樹脂面材１０両面を絶縁
フィルム４．４で被覆した感熱面状発熱体５′ｔ−用い
、その温度制御は例えば第３図に示すような温度制御回
路により次のようにして行っていた。

すなわち、前記感熱面状発熱体５の発熱源路３に対し給
電用リレー７の常開接点７ａ（（介し電源８を接続し、
前記電源８を定電圧直流電源に変換する電源回路９の出
力電圧ＶＤで発振回路１０を動作させ、この発振回路１
０より出力される高周波電圧ｖｌ電圧分割用コンデンサ
１１で分圧して前記感熱面状発熱体５の温度検出電極２
１発熱線路３間に印加し、この感熱面状発熱体５のイン
ピーダンスに対応する電圧僅号をフィルタ回路１２を介
して出力し、七の検出値を次段のスイッチング回路１３
の帥段部１＆：構成する比較回路１４に入力して、この
比較回路１４０基準電圧と前記検出値とを比軟し、前記
検出値がこの基準電圧を下まわるとこの比較回路１４が
それまでの安全温度範囲においてオン状態に保持してい
たスイッチング回路１３の後段部を構成するトランジス
タ１５′Ｉｋオフ状態に反転させ、このトランジスタ１
５に直列接続された給電用リレー７の励磁コイルが駆動
を停止し、前記電源８と発熱線路３との間に接続された
常開接点７ａをそれまでのオン状態からオフ状態に反転
きせ、ヒータ回路の給電路をし中断するようにしたもの
である。

ところが、前記の感熱面状発熱体５の構造では、感熱樹
脂面材ｌの押出成形のさいにその層中に鉄粉片やカーボ
ン粒子などの異物６が混入すると、／Ｉ＆熱樹脂面相１
の厚みが通常４０〜１００声ｍ程度と薄いため、第４図
に示すようにこの異物６で発熱線路３と温度検出電極２
とが短絡してしまい、温度検出電極２と発熱線路３との
閾で検出されるインピータンス＃ｉ感熱樹脂面材ｌのイ
ンピーダンス分水さないことになり、温度制御に支障′
にきたすという問題点を有する。このような不都合を回
避するためには、感熱樹脂面材ｌとして予め十分な厚み
のもの全採用し感熱樹脂面材ｌの層中に異物６の混入が
めってもその異物６の存在により発熱線路３と温度検出
電極２との間に短絡が生じないようにすることが必要で
あるが、他方これラミ気力−ベントなどに通用する場合
には適度の屈曲性を具えることが要件となるため、前記
のように感熱樹脂面材１の淳みを大きくするという手段
には限度がおり、素材もそれだけ多く要するという難点
に有する。

そこで、これらの間ＭＩＫを解決することができる感熱
面状発熱体が提案された。すなわち、第５図および第６
図に示すように、この感熱発熱体５は、負の温度−イン
ビーダンス特性を示す感熱樹脂面材１′の片面にアルミ
ニウム箔などからなる発熱線路３′を配設するとともに
、この感熱樹脂面材１′の同一面上に前記発熱線路３′
との間（所定間隔を付して同じくアルミニウム箔などの
導電材からなる温度検出電極２′を並設する一方、前記
感熱樹脂面材１′の他面全域にわ九って同じくアルミニ
ウム箔などの導電材からなる複数の補助導電板１６・・
・を分散させて張設し、さらＫこの感熱樹脂面材１′の
両面を絶縁フィルム４１　、４１で被覆したものである
。

しかしながら、このような構造の感熱面状発熱体を製造
する場合、通常第６図に示すように感熱樹脂面材１′の
両面にアルミ箔などからなる導電材料を貼り合わせた後
９片面に発熱線路３′、温度検出電極２′を、また他面
に補助導電板１６をそれぞれレジストインク１７で印刷
し、その後エツチングしてパターンを形成した後、絶縁
フィルム４′を（５） 貼る工程で作られる。その九め、感熱樹脂面材ｌの両面
がエツチングされる工程の途中では、感熱樹脂面材１′
の保持が感熱樹脂面材１′のみの強度になってし筐つと
いう欠点があった。その結果、工程途中特にエッチング
工程、絶縁フィルム４′を貼る工程等で素材の強贋不足
による伸びの発生等で特に寸法安定性が悪くなり、歩留
りも悪くなった。

さらに、この提案例による構成の感熱面状発熱体では、
感熱樹脂面材１′および補助４電板１６の厚さを従来構
成のものに比べて薄くできる利点もあるが、前記の製造
プロセスでは素材強度の低下が顕著になり、東男不可能
になるという欠点があった。

したがって、この発明の目的は、異物の混入による発熱
線路と温に検出電極との間の短絡を回避でき、感熱樹脂
材の厚みを薄くでき、面状発熱体としての屈曲性全阻害
しないとともに、寸法安定性を確保でき、歩留りの向上
や仕上精度の向上全図９かつ安価にすることができる感
熱面状発熱体の製造方法を提供することでおる。

（６） この発明の製造方法は、感熱樹脂材の片面罠配設する発
熱線路および温度検出電極をまず絶縁フィルムの一表面
に印刷形成し、感熱樹脂材の他方の片面に配設する補助
導電板も別の絶縁フィルムの一表面に印刷形成し、これ
らの絶縁フィルム間に感熱樹脂材を介層するようにした
ことを特徴としている。

この発明の第１の実施例を第８図により説明する。すな
わち、絶縁フィルム４′に貼ったアルミニウム箔等から
成る金属箔にレジストインクで発熱線路３′および温度
検出電極２′を印刷後、エツチングしてパターン形成し
、かつ残りのレジストインクを除去した材料Ａ□と、同
じくアルミニウム箔等から成る金属箔にレジストインク
で補助導電板１６′を印刷後、エツチングしてパターン
を形成し、かつ残りのレジストインクを除去した材料Ｂ
１との間に、ナイロン等から成る感熱樹脂材１′を押出
し成形したものである。なお、レジストインクは通鬼。

温度−インピルダンス特性を阻害するので除去の必要が
ある。このための除却方法については、通常エツチング
後に行われる中和工程で実施すると嵐い。例えば、エツ
チングを水酸化ナトリウム（Ｎａ　ＯＨ）水溶液で実施
した場合は、通常塩化第二鉄（ＦｅＣ／３）で中和され
るが、この場合はレジストインクの性質を耐アルカリ性
でしかも酸に溶けるものを選択するとよい。その後通常
は水洗工程があるので、レジストインクを除去した材料
Ａ１．　Ｂｌは簡単に作ることが可能である。

この発明の第２の実施例を１ｇ９図により説明する。す
なわち、絶縁フィルム４′に貼ったアルミニウム箔等か
らなる金属箔に感熱樹脂材１′の温度−インピーダンス
特性の検出にあｉり影響金与えないレジストインク１７
’で発熱線路３′および温度検出電極２′を印刷後エツ
チングしてパターンを形成した材料Ａ２と、同じくアル
ミニウム箔等から成る金Ｘ箔に前記のレジストインク１
７’で補助４電板】６′を印椀後エツチングしてパター
ンを形成した材料Ｂ２との間に、感熱樹脂相１′を押出
し成形したものである。この実施例においては、感熱樹
脂材１′としてナイロン１２にイオン伝導性添加剤を含
有し友もの、レジストインク１７″としてはナイａｙ６
／６６／１２の共重合品を溶剤で溶かして、シラン系の
カップリング剤を混入させたものを用い。

金属箔２’、　３’、　１７’としてアルミニウムｗ１
を用いたものがよい結果を示した。

この発明の第３の実施例を第１θ図により説明する。す
なわち、絶縁フィルム４’に貼ったアルミニウム箔等か
ら成る金属箔に前述の感熱樹脂材１′の温度−インピー
ダンス特性の検出にあ普り影響を与えないレジストイン
ク１７′で発熱線路３′および温度検出電極２′全印刷
後エツチングしてパターンを形成した材料Ａ３と、カー
ボンまたは金属粉を混入させたような導電性インク１８
で絶縁フィルム４′上に補助導を郡１９を形成した材料
Ｂ３との間に、感熱樹脂材１′を押出し成形したもので
ある。

なお、前記各実施例の材料Ａ□〜Ａ３．　Ｂよ〜Ｂ３は
実施例相互間で各１組合せることも可能である。ｉた各
材料については実施例の材料に限定はされないので、別
な材質でも可能である。

このようにして製造された感熱面状発熱体５′は、（９
） 第５図のように感熱樹脂面材１′の端縁に臨む発熱線路
３′の両噛子３’ａ、３−間にｔ源全通電して発熱させ
、同じく感熱樹脂面＃１′の端縁に臨む温度検出を極２
′の端子２′ａと帥記発熱線路３′の端子３’ａとの閾
に前述の第３図に示すような回路構成で高周波電圧倉印
加することにょ夛、両端子２’ａ、３’ａ間の感熱樹脂
面材１′のインピーダンスを検出し、それによって＠度
制御が行われる。なお、図中の各断面図は垂直方向を模
式的に拡大してわかりゃすく示している。

このように構成したため、面状発熱体の構成にかいて、
感熱樹脂面材ｌ“の片面に分散張設された複数の補助４
電板１６′　　の存在により、発熱線＃８３′と温度検
出電極２′との間には、この間に印加される電圧が、温
度検出電極２′とこの温度検出電極２′に対向する補助
導電板１６との間、および補助導電板１６とこの補助導
電板１６に対向する発熱線路３′との閣でそれぞれ分圧
され、第７区に仮惣撫で示すような分圧電界経路Ｐが複
数領域にわたって与えられ゛ることとなり、この分圧電
界経路Ｐに（］Ｏ） おいて感熱樹脂面材１′の層中に混入する鉄粉片などの
異物６により、例えば前記発熱線路３′と補助導電板１
６間、あるいは温度検出電極２′と補助導電板１６間が
短絡しても、発熱線路３′と温度検出電極２′との間が
短絡することがなく、しかも前記異物６の混入が複数個
に及ぶ場合でも、補助導電板１６・が分散して配設され
ているため前記短絡の発生を大幅に抑えることができ、
そのため（感熱樹脂面材１′の厚みを大きくする必要が
なく、屈曲性を阻害することもない。

また、第１１図（ａ）に示すようＫｇ熱樹脂面材１′の
厚みをｔとすると、前記発熱線路３′と！１度検出電極
２′との間に付与される分圧電界経路Ｐには、厚み２ｔ
の感熱樹脂面材１′を介在させたのと同等のインピーダ
ンスが付与されることになり、第１１図（ｂ）に示す従
来例の構造においてこれと同一インピーダンスを付与す
るのに厚み２ｔのＭ＆熱樹脂面材ｌを用いる必要がめる
のに対し、この実施例ではその牛分必厚みの感熱樹脂面
材１′で発熱機路３′と温度検出電極２′との間に温度
検出精度上に支障のない十分なインピーダンスを付与す
ることができる。

さらに、発熱線路３′の加熱に伴ない感熱樹脂面材１′
のうち前記発熱線路３′近傍の領域が他部領域に先立ち
インピーダンス低下するが、この面状の感熱発熱体５′
では従来例のように感熱樹脂面材１を挾んで発熱線路３
と温度検出電極２とを感熱樹脂面材の厚み方向に対向配
置する構造をとらないため、その時点では感熱樹脂面材
１′のうち前記温度検出電極２′近傍の領域はインピー
ダンスが十分に変化せず、感熱樹脂面材１′の全域が十
分温度上昇しないうちから局部的な温度上昇に応答して
温度制御が行われるといった不都合音生じることがなく
、全域にわたって均一な温度制御を行うことができる。

しかも、発熱機路３′と温度検出電極２′とと感熱樹脂
面材１′の同一面上に並設する構造であるためエツチン
グ処理により前記の発熱線路３′および温度検出電極２
′を形成する場合には、アルミニウム箔などの導′ｗＬ
Ｉｉｉ材の溶去領域がそれだけ少なくて済み、エツチン
グ処理を短時間で行うことができ、導電面材の利用効率
も向上する。

そして、並設される発熱線路３′と温度検出電極２′と
が感熱樹脂材層１′のｆｆ１ｉＫ密（分散することによ
り、これらが感熱発熱体の補強材として作用し、感熱発
熱体の耐強度の向上をもはかることができる。

さらに、補助導電材１６’からはリード線を取る必要が
ないことと、補助導電材１６’に流れる電流は微少な制
御電流のみであることなどから補助導電材１６′にアル
ミ箔などの金属箔を使用する場合（はその厚さは充分薄
くすることも可能である。

−力、この実施例の製造方法によれば、前記効ξをもつ
面状発熱体が安定して、精度よく得るこ：ができる。す
なわち感熱樹脂材１′を、発熱線路１’、！ｉ度検出電
極２′および補助導電板１６’を絶縁ノイルム４に形成
した後に中間に貼り合わせるので、発熱線路３′、温度
検出電極２′および補助導電＠　１６’は絶縁フィルム
４′が基材として製造され、絶縁フィルムの強度で補強
されるので伸びや縮み（１３） が少なく、寸法安定性や歩留り等が向上することとなる
。また、感熱樹脂材１′もそれ自身のみの強度が必要と
される工程がなくなるので薄くすることができ、電熱カ
ーペットの屈曲性を阻害しないこととなる。

以上のように、この発明の感熱面状発熱体の製造方法は
、感熱樹脂材の片面に配設する発熱線路および温度検出
！極をまず絶縁フィルムに形成し、感熱樹脂材の他方の
片面に配設する補助導電板も別の絶縁フィルムに形成し
、絶縁フィルム間に感熱樹脂材を介層するようにしたた
め、前記補助導電材の介在により発熱線路と温度検出電
極との間の感熱樹脂材層に補助導電材を経由する分圧電
界経路を分散形成することができ、異物の混入による発
熱機路と＠度検出電極との間の灼絡金回避しうるととも
に、発熱線路と＠度検出電極との間の感熱樹脂材のイン
ピーダンスも十分大きく設定することができ、屈曲性を
阻害することなく烏い精度の温度制御を行うことができ
る。また、発熱線路等の形成において絶縁フィルムが基
材となるの（１４） で、寸法安定性や歩留り等が向上できるとともに、感熱
樹脂材に力が加わらないので感熱樹脂材の厚みをインピ
ーダンス特性的に必要な最低の厚さにすることが可能で
あり、しかも補助導電材の厚みも金属Ｎを使用した場合
には従来よりも薄くでき強度のない導電性インク等に替
えることも可能であり、その結果材料削減効果が大きく
期待され安価にできるといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

ＪＩ１１図および第２図は十れぞれ従来例の斜視図およ
び断１ｉｌｒ図、第３図はその従来例の感熱発熱体の温
度制御回路図、Ｍ４図は従来例の欠点を示す説明図、第
５１！！！ｌおよび第６図はそれぞれ提案例？示す一部
破新平面図および断面図、菖７因は異物が混入した状態
の断面図、１８図はこの発明の第１の実施例の断面図、
第９図は！４２の実施例の断面図、ＪＩｌＯｒＩＡは第
３の実施例の断面図、第１１図は動作ｌ！明の良めの比
較図である。 １′・・・感熱樹脂材、２′・・・温度検出を極、３′
・・・発熱線路、４′・・・絶縁フィルム、１８’・・
・補助環ｔａ（１６）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁フィルムの同一表面上に発熱線路および温度
   検出電極を所定間隔をおいて所定のパターンで形成する
   第１工程と、別の絶縁フィルムに補助導電板を所定のパ
   ターンで形成する第２工程と、紡記第１および第２工程
   で製造された絶縁フィルムのパターンを相対向してその
   間に感熱樹脂材を介層する第３工程とを含む感熱面状発
   熱体の製造方法。
2. （２）前記発熱線路、温度検出電極または補助導電板の
   形成は、前記絶縁フィルムに貼った金楓箔にレジストイ
   ンクでパターン印刷し、エツチングすることにより行う
   特許請求の範囲第（１）項記載の感熱面状発熱体の製造
   方法。
3. （３）　　前記レジストインクは前記感熱樹脂材の温度
   インピーダンス特性に影響を与えない材料を用いている
   特許請求の範囲第（１）項記載の感熱面状発熱体の製造
   方法。
4. （４）前記補助導電板の形成は、カーボンまたは金属粉
   を混入さぜた導電性インクにより行われる特許請求の範
   囲篇（１）項記載の感熱面状発熱体の製造方法。