JPS6347236B2

JPS6347236B2 -

Info

Publication number: JPS6347236B2
Application number: JP57073717A
Authority: JP
Inventors: Michiharu Kamikawa
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1982-04-30
Filing date: 1982-04-30
Publication date: 1988-09-21
Also published as: JPS58189978A

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、電気カーペツ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ポリアミド系物質な
どを用いた感熱樹脂面材１の片面に温度検出電極
２を張設する一方、他面に発熱線路３を張設し、
この感熱樹脂面材１の両面を絶縁フイルム４，４
で被覆した感熱面状発熱体５を用い、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つていた。

すなわち、前記感熱面状発熱体５の発熱線路３
に対し給電用リレー７の常開接点７ａを介し電源
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V_Dで発振回路１０を
動作させ、この発振回路１０より出力される高周
波電圧Ｖを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，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信号をフイルタ回路１２
を介して出力し、その検出値を次段のスイツチン
グ回路１３の前段部を構成する比較回路１４に入
力して、この比較回路１４の基準電圧と前記検出
値とを比較し、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ツチング
回路１３の後段部を構成するトランジスタ１５を
オフ状態に反転させ、このトランジスタ１５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
フ状態に反転させ、ヒータ回路の給電路をしや断
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１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、感熱樹脂面材１の厚みが通常40〜100μｍ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との間で検出さ
れるインピーダンスは感熱樹脂面材１のインピー
ダンスを示さないことになり、温度制御に支障を
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１として予め
十分な厚みのものを採用し感熱樹脂面材１の層中
に異物６の混入があつてもその異物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
を電気カーペツトなどに適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の厚みを大きくするという手
段には限度があり、素材もそれだけ多く要すると
いう難点を有する。

そこで、これらの問題点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−インピ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′との間に所
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′の他面全域にわたつて同じく
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、さらにこの感
熱樹脂面材１′の両面を絶縁フイルム４′，４′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，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、絶縁フイル
ム４′を貼る工程で作られる。そのため、感熱樹
脂面材１′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′のみの強度になつてしまうという欠点があつ
た。その結果、工程途中特にエツチング工程，絶
縁フイルム４′を貼る工程等で素材の強度不足に
よる伸びの発生等で特に寸法安定性が悪くなり、
歩留りも悪くなつた。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
よび補助導電板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、実現不可能
になるという欠点があつた。

したがつて、この発明の目的は、異物の混入に
よる発熱線路と温度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
としての屈曲性を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を
図り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ある。

この発明の製造方法は、感熱樹脂材の片面に配
設する発熱線路および温度検出電極をまず絶縁フ
イ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イルム
の一表面に印刷形成し、これらの絶縁フイルム間
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、絶縁フイルム４″に貼つたアルミ
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A₁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B₁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
トインクは通常、温度−インピーダンス特性を阻
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
工程で実施すると良い。例えば、エツチングを水
酸化ナトリウム（NaOH）水溶液で実施した場
合は、通常塩化第二鉄（FeCl₃）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，B₁は簡単に作ることが可
能である。

この発明の第２の実施例を第９図により説明す
る。すなわち、絶縁フイルム４″に貼つたアルミ
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まり影響を与
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′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
等から成る金属箔に前記のレジストインク１７″
で補助導電板１６′を印刷後エツチングしてパタ
ーンを形成した材料B₂との間に、感熱樹脂材
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たもの、レジストイン
ク１７″としてはナイロン６／66／12の共重合品
を溶剤で溶かして、シラン系のカツプリング剤を
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箔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１０図により説明
する。すなわち、絶縁フイルム４″に貼つたアル
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まり
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′を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
絶縁フイルム４′上に補助導電部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A₁〜
A₃，B₁〜B₃は実施例相互間で各種組合せること
も可能である。ま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、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′の両端子３′ａ，３′ａ間に電源を
通電して発熱させ、同じく感熱樹脂面材１′の端
縁に臨む温度検出電極２′の端子２′ａと前記発熱
線路３′の端子３′ａとの間に前述の第３図に示す
ような回路構成で高周波電圧を印加することによ
り、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、それによつて温度制御
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やすく示している。

このように構成したため、面状発熱体の構成に
おいて、感熱樹脂面材１″の片面に分散張設され
た複数の補助導電板１６′…の存在により、発熱
線路３′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′との間でそれぞれ分圧され、
第７図に仮想線で示すような分圧電界経路Ｐが複
数領域にわたつて与えられることとなり、この分
圧電界経路Ｐに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１６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、第７図のように発熱線路３′と
補助導電板１６間およびその補助導電板１６と温
度検出電極２′間に同時に異物６が混入する確率
はきわめて少ないので、前記短絡の発生を大幅に
抑えることができ、そのために感熱樹脂面材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に示すように感熱樹脂面材
１′の厚みをｔとすると、前記発熱線路３′と温度
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
感熱樹脂面材１を用いる必要があるのに対し、こ
の実施例ではその半分の厚みの感熱樹脂面材１′
で発熱線路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つた不都合を
生じることがなく、全域にわたつて均一な温度制
御を行うことができる。

しかも、発熱線路３′と温度検出電極２′とを感
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電面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′とが感熱樹脂面材１′の表面に密に分散する
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、補助導電板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
る場合にはその厚さは充分薄くすることも可能で
ある。

一方、この実施例の製造方法によれば、前記効
果をもつ面状発熱体が安定して、精度よく得るこ
とができる。すなわち感熱樹脂材１″を、発熱線
路３′，温度検出電極２′および補助導電板１６′
を絶縁フイルム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
び補助導電板１６′は絶縁フイルム４″が基材とし
て製造され、絶縁フイルムの強度で補強されるの
で伸びや縮みが少なく、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、電熱カーペツトの屈曲
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
および温度検出電極をまず絶縁フイルムに形成
し、感熱樹脂材の他方の片面に配設する補助導電
板も別の絶縁フイルムに形成し、絶縁フイルム間
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在
電界経路を分散形成することができ、異物の混入
による発熱線路と温度検出電極との間の短絡を回
避しうるとともに、発熱線路と温度検出電極との
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高
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イルムが基材とな
るので、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
の厚みも金属箔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つた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ従来例の斜視図
および断面図、第３図はその従来例の感熱発熱体
の温度制御回路図、第４図は従来例の欠点を示す
説明図、第５図および第６図はそれぞれ提案例を
示す一部破断平面図および断面図、第７図は異物
が混入した状態の断面図、第８図はこの発明の第
１の実施例の断面図、第９図は第２図の実施例の
断面図、第１０図は第３図の実施例の断面図、第
１１図は動作説明のための比較図である。１″…感熱樹脂材、２′…温度検出電極、３′…
発熱線路、４′…絶縁フイルム、１６′…補助導電
板。

Claims

【特許請求の範囲】１絶縁フイ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、別の絶縁フイルムに補助
導電板を所定のパターンで形成する第２工程と、
前記第１および第２工程で製造された絶縁フイル
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、前記絶縁フイルムに貼つた金属箔に
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
属粉を混入させた導電性インクにより行われる特
許請求の範囲第１項記載の感熱面状発熱体の製造
方法。