(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒーターパターンを被覆する絶縁材料層を形成するセラミックヒーターの製造方法であって、
円柱形状又は円筒形状の芯材の側面に、ヒーターパターンを形成するヒーターパターン形成工程と、
絶縁性セラミック粉末、バインダー樹脂及び溶剤を含むペースト状原料組成物を、塗工、乾燥することにより、第１主面および第２主面からなるシート状で、かつ、第２主面の粘着力が第１主面の粘着力の１０％未満である絶縁材料層を形成する絶縁材料層形成工程と、
前記絶縁材料層の第１主面が芯材を被覆するように、前記絶縁材料層を前記芯材の側面に巻き付ける巻付工程とを含むことを特徴とするセラミックヒーターの製造方法。
【請求項２】
前記絶縁材料層の第１主面の粘着力は、０．０１〜１０Ｎ／１０ｍｍ（７０℃）である請求項１に記載のセラミックヒーターの製造方法。
【請求項３】
前記原料組成物全体に対する前記バインダー樹脂の配合量は、８．０〜１６．０体積％である請求項１又は２に記載のセラミックヒーターの製造方法。
【請求項４】
前記原料組成物中の前記絶縁性セラミック粉末に対する前記バインダー樹脂の配合割合は、体積比で、バインダー樹脂／絶縁性セラミック粉末＝０．２０〜０．４２である請求項１〜３のいずれかに記載のセラミックヒーターの製造方法。
【請求項５】
前記絶縁材料層形成工程において、前記原料組成物の乾燥温度は、６０〜１４０℃である請求項１〜４のいずれかに記載のセラミックヒーターの製造方法。
【請求項６】
前記ヒーターパターン形成工程は、
弾性体からなる平板状の転写用部材の表面に、導体ペーストを用い、スクリーン印刷により、所定のヒーターパターンを印刷するヒーターパターン印刷工程と、
前記ヒーターパターンが印刷された前記転写用部材の表面に芯材を転動させることにより、前記ヒーターパターンを前記芯材の表面に転写する転写工程と、
前記芯材の表面に転写された前記ヒーターパターンを乾燥させるヒーターパターン乾燥工程とを含む請求項１〜５のいずれかに記載のセラミックヒーターの製造方法。
【請求項７】
前記巻付工程の後、前記ヒーターパターン及び前記絶縁材料層の脱脂及び焼成を行うことにより、前記ヒーターパターンはヒーター部、リード部及び接続端子部となり、前記絶縁材料層は絶縁層となる請求項１〜６のいずれかに記載のセラミックヒーターの製造方法。
【請求項８】
焼成後の前記絶縁層の厚さは、５０〜３００μｍである請求項７に記載のセラミックヒーターの製造方法。
【請求項９】
前記絶縁層から露出した接続端子部の表面に不動態層を形成する工程をさらに含む請求項７又は８に記載のセラミックヒーターの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックヒーターの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
芯材と該芯材を被覆する絶縁層との間に、高融点金属からなる抵抗発熱体が埋設されたセラミックヒーターは、自動車用の酸素センサーやグローシステム等における発熱源として、また、半導体加熱用ヒーター及び石油ファンヒーター等の石油気化器用熱源等として、広範囲に使用されている。
【０００３】
特許文献１〜３には、このような用途に使用されるセラミックヒーターの製造方法が開示されており、具体的には、絶縁層となるグリーンシート（絶縁材料層）にヒーターパターンを形成し、このグリーンシートを円柱状等のセラミック基体（芯材）に巻き付けた後、脱脂及び焼成を行うことによりセラミックヒーターを製造する方法が記載されている。
【０００４】
例えば、特許文献３に記載の方法では、スクリーン印刷により、アルミナ粉末とバインダー樹脂と溶剤とを含むペーストを用いてグリーンシートを形成し、その上にスクリーン印刷により導体ペースト層（ヒーターパターン）を形成した後、アルミナ等のセラミック粉末とバインダー樹脂と溶剤とを含むペーストを重ねてスクリーン印刷し、さらに、グリーンシートを乾燥させる。続いて、離型フィルムを剥離することによりグリーンシートの積層体を作製し、この積層体を円柱状の芯材に巻き付けた後、脱脂及び焼成を行うことにより、セラミックヒーターを製造する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２１４６７５号公報
【特許文献２】特開平１１−２７３８４１号公報
【特許文献３】特開２００２−７５５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１〜３に記載の方法によりセラミックヒーターを製造する際、芯材に巻き付けられた絶縁材料層（グリーンシート）が脱脂及び焼成前に芯材から剥離することを防止するため、絶縁材料層には、一定の粘着性を有することが求められている。
しかし、特許文献３に記載の方法により複数のセラミックヒーターを製造する際、絶縁材料層が巻き付けられた芯材を脱脂及び焼成すると、焼成後、セラミックヒーターが他のセラミックヒーター又は焼成用治具に付着するという問題があった。
【０００７】
上記の問題を解決するため、絶縁材料層が巻き付けられた芯材を一定の間隔で縦置き可能な治具を使用することにより、他のセラミックヒーター又は治具と接触しないようにするという方法が考えられる。また、絶縁材料層を芯材に巻き付けた後、脱脂及び焼成前に芯材を事前に乾燥させることにより、絶縁材料層の外表面側の粘着性を低下させるという方法も考えられる。
【０００８】
これらの方法により、焼成後におけるセラミックヒーターへの付着を防止することはできるものの、治具とセラミックヒーターとの脱着の作業が必要となったり、絶縁材料層を芯材に巻き付けた後に乾燥工程が必要となったりするため、作業時間および生産時間がかかり、セラミックヒーターの生産性を向上させることが困難であった。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑み、絶縁材料層と芯材との接着性を確保しつつ、セラミックヒーターの付着に伴う不具合を防止し、生産性を向上できるセラミックヒーターの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明のセラミックヒーターの製造方法は、
ヒーターパターンを被覆する絶縁材料層を形成するセラミックヒーターの製造方法であって、
円柱形状又は円筒形状の芯材の側面に、ヒーターパターンを形成するヒーターパターン形成工程と、
絶縁性セラミック粉末、バインダー樹脂及び溶剤を含むペースト状原料組成物を、塗工、乾燥することにより、第１主面および第２主面からなるシート状で、かつ、第２主面の粘着力が第１主面の粘着力の１０％未満である絶縁材料層を形成する絶縁材料層形成工程と、
上記絶縁材料層の第１主面が芯材を被覆するように、上記絶縁材料層を上記芯材の側面に巻き付ける巻付工程とを含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明のセラミックヒーターの製造方法では、第２主面の粘着力が第１主面の粘着力の１０％未満である絶縁材料層を形成すること、及び、粘着力の高い第１主面が芯材を被覆するように絶縁材料層を芯材の側面に巻き付けることを特徴としている。
芯材を被覆する絶縁材料層の第１主面は一定の粘着力を有するため、絶縁材料層と芯材との接着性を確保することができる。さらに、セラミックヒーターの外表面側の第２主面の粘着力が第１主面の１０％未満であるため、後工程においてセラミックヒーターが他のセラミックヒーター又は治具に付着することを防止できる。
その結果、従来技術で必要であったセラミックヒーターへの付着を防止するための治具の使用及び絶縁材料層を芯材に巻き付けた後の乾燥工程が不要となり、製造工程全体の時間を短縮することができる。したがって、本発明のセラミックヒーターの製造方法では、セラミックヒーターの生産性を向上させることができる。
【００１２】
本明細書において、絶縁材料層の各主面の粘着力とは、絶縁材料層を形成するための原料組成物を用いて作製されたシートの、ＪＩＳ  Ｚ  ０２３７（２００９）に基づいて７０℃で測定される粘着力を意味し、実際のセラミックヒーターの製造工程において、原料組成物を乾燥させる温度が７０℃に限定されるものではない。したがって、原料組成物を乾燥させる温度が７０℃以外であっても、ＪＩＳ  Ｚ  ０２３７（２００９）に基づいて７０℃で測定されるサンプルシートの粘着力が上記の関係を満たせば、本発明の範囲に含まれるものとする。
【００１３】
絶縁材料層と芯材との接着性の確保およびセラミックヒーターの生産性の観点から、上記絶縁材料層の第１主面の粘着力は、０．０１〜１０Ｎ／１０ｍｍ（７０℃）であることが好ましい。
【００１４】
上記原料組成物全体に対する上記バインダー樹脂の配合量は、８．０〜１６．０体積％であることが好ましい。また、上記原料組成物中の上記絶縁性セラミック粉末に対する上記バインダー樹脂の配合割合は、体積比で、バインダー樹脂／絶縁性セラミック粉末＝０．２０〜０．４２であることが好ましい。バインダー樹脂の配合量、及び、絶縁性セラミック粉末に対するバインダー樹脂の配合割合が上記範囲にある場合、絶縁材料層の第２主面の粘着力が第１主面の粘着力の１０％未満である絶縁材料層を容易に形成することができる。
【００１５】
バインダー樹脂の配合量、及び、絶縁性セラミック粉末に対するバインダー樹脂の配合割合が上記範囲にある場合、絶縁材料層の第２主面の粘着力を第１主面の粘着力の１０％未満とできる理由は明らかではないが、以下のように考えられる。
【００１６】
本発明のセラミックヒーターの製造方法では、離型フィルム等の離型材上に、絶縁性セラミック粉末、バインダー樹脂及び溶剤を含むペースト状原料組成物をシート状に塗工し、原料組成物が離型材上に塗工された状態のままで乾燥を行うことにより、絶縁材料層を形成する。このとき、絶縁材料層が離型材に接する面が第１主面となり、その反対面が第２主面となる。
この方法では、乾燥時、第２主面の表層から原料組成物中の溶剤が揮発し、その後、第１主面に向かって原料組成物中の溶剤が段階的に揮発すると考えられる。そうすると、形成される絶縁材料層において、第１主面側から第２主面側に向かって原料組成物中の溶剤の含有量が段階的に減少する。その結果、第１主面の粘着力が高くなり、第２主面の粘着力が低くなると考えられる。
【００１７】
ここで、原料組成物中のバインダー樹脂の配合量が少なすぎる場合には、第１主面の粘着力が小さくなりすぎ、一方、原料組成物中のバインダー樹脂の配合量が多すぎる場合には、第２主面の粘着力が大きくなりすぎるため、第１主面と第２主面との間で粘着力の差を大きくすることが困難となる。そのため、バインダー樹脂の配合量、及び、絶縁性セラミック粉末に対するバインダー樹脂の配合割合が上記範囲にあることが好ましい。
【００１８】
本明細書において、バインダー樹脂の体積とは、バインダー樹脂の固形分の体積を意味する。
【００１９】
上記絶縁材料層形成工程において、上記原料組成物の乾燥温度は、６０〜１４０℃であることが好ましい。原料組成物の乾燥温度が上記範囲にある場合、絶縁材料層の第２主面の粘着力が第１主面の粘着力の１０％未満である絶縁材料層を容易に形成することができる。
【００２０】
本発明のセラミックヒーターの製造方法では、上記ヒーターパターン形成工程において、弾性体からなる平板状の転写用部材の表面に、導体ペーストを用い、スクリーン印刷により、所定のヒーターパターンを印刷するヒーターパターン印刷工程と、上記ヒーターパターンが印刷された上記転写用部材の表面に芯材を転動させることにより、上記ヒーターパターンを上記芯材の表面に転写する転写工程と、上記芯材の表面に転写された上記ヒーターパターンを乾燥させるヒーターパターン乾燥工程とを行うことができる。
上記方法によれば、芯材の側面にヒーターパターンを比較的容易に形成することができ、上記セラミックヒーターの生産性をさらに向上させることができる。
【００２１】
本発明のセラミックヒーターの製造方法では、ヒーターパターンを有する芯材に絶縁材料層を巻き付ける巻付工程の後、ヒーターパターン及び絶縁材料層の脱脂及び焼成を行うことができる。これにより、ヒーターパターンはヒーター部、リード部及び接続端子部となり、絶縁材料層は絶縁層となる。
芯材がセラミック製である場合、焼成することにより、ヒーターパターンをヒーター部、リード部及び接続端子部に、絶縁材料層を絶縁層にすることができる。
また、芯材が絶縁材料層を形成するための材料と同じ材料を用いて形成した焼成前の成形体である場合、焼成によりヒーター部、リード部、接続端子部及び絶縁層を形成することができるとともに、焼成によりセラミック製の芯材を形成することもできる。
【００２２】
焼成後の上記絶縁層の厚さは、５０〜３００μｍであることが好ましい。絶縁層の厚さが上記範囲にある場合、絶縁材料層の第２主面の粘着力が第１主面の粘着力の１０％未満である絶縁材料層を容易に形成することができる。
【００２３】
本発明のセラミックヒーターの製造方法は、上記絶縁層から露出した接続端子部の表面に不動態層を形成する工程をさらに含むことが好ましい。
不動態層を形成することによって、露出した接続端子部の腐食が防止され、長期間の使用に適したセラミックヒーターとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１（ａ）は、本発明のセラミックヒーターの製造方法により得られるセラミックヒーターの一例を模式的に示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示したセラミックヒーターのＡ−Ａ線断面図である。
【図２】図２は、本発明のセラミックヒーターの製造方法により得られるセラミックヒーターの別の一例を模式的に示す斜視図である。
【図３】図３（ａ）は、ヒーターパターン印刷工程の一例を模式的に示す側面図であり、図３（ｂ）は、上記工程を模式的に示す平面図である。
【図４】図４（ａ）は、転写工程の一例を模式的に示す側面図であり、図４（ｂ）は、上記工程を模式的に示す平面図である。
【図５】図５は、ヒーターパターン形成工程を経て、側面にヒーターパターンが転写された芯材を示す斜視図である。
【図６】図６は、絶縁材料層形成工程の一例を模式的に示す側面図である。
【図７】図７は、剥離工程の一例を模式的に示す側面図である。
【図８】図８（ａ）は、巻付工程の一例を模式的に示す側面図であり、図８（ｂ）は、上記工程を模式的に示す平面図である。
【００２５】
（発明の詳細な説明）
［セラミックヒーター］
まず、本発明のセラミックヒーターの製造方法により得られるセラミックヒーターについて説明する。
【００２６】
本発明の製造方法により得られるセラミックヒーターは、円柱形状又は円筒形状の芯材と、該芯材の側面に形成された絶縁層と、上記芯材と上記絶縁層との間に介在された所定パターンのヒーター部、リード部、及び表面に露出した接続端子部とからなる。
【００２７】
本発明の製造方法により得られるセラミックヒーターにおいては、中心部分に開口を有する円筒形状の芯材の側面にヒーター部、リード部及び接続端子部が設けられ、ヒーター部及びリード部を被覆するように絶縁層が形成されていることが好ましい。
【００２８】
本発明の製造方法により得られるセラミックヒーターにおいて、接続端子部は外部に露出していることが好ましい。露出した接続端子部を電源に接続することにより、ヒーター部が発熱し、ヒーターとして機能する。
【００２９】
本発明の製造方法により得られるセラミックヒーターにおいては、露出した接続端子部にろう材を介してリード端子を接続、固定してもよい。
【００３０】
セラミックヒーターの構成について、さらに詳述する。
図１（ａ）は、本発明のセラミックヒーターの製造方法により得られるセラミックヒーターの一例を模式的に示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示したセラミックヒーターのＡ−Ａ線断面図である。
【００３１】
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すセラミックヒーター１０においては、円筒形状の芯材１１の側面にヒーター部１３、リード部１４及び接続端子部１５が設けられ、ヒーター部１３及びリード部１４を被覆するように絶縁層１２が形成されている。すなわち、ヒーター部１３及びリード部１４は、芯材１１と絶縁層１２との間に介在されている。また、芯材１１は、中心部分に開口１９が形成されている。
【００３２】
接続端子部１５は外部に露出しており、この露出した接続端子部１５を電源に接続することにより、ヒーター部１３が発熱し、ヒーターとして機能する。
【００３３】
図２は、本発明のセラミックヒーターの製造方法により得られるセラミックヒーターの別の一例を模式的に示す斜視図である。図２に示すように、露出した接続端子部１５にろう材を介してリード端子１６を接続、固定してもよい。
【００３４】
本発明の製造方法により得られるセラミックヒーターにおいて、焼成後の絶縁層の厚さは、５０〜３００μｍであることが好ましく、１６０〜２６０μｍであることがより好ましい。
【００３５】
本発明の製造方法により得られるセラミックヒーターにおいて、絶縁層の組成は特に限定されないが、Ａｌ２Ｏ３を８８〜９５重量％、焼結助剤として、ＳｉＯ２を３〜１０重量％、ＭｇＯを０．４〜１．０重量％、ＣａＯを１．０〜２．５重量％を含有するアルミナセラミックからなることが好ましい。また、上記組成はアルミナを主原料とする例であるが、アルミナに代わる主原料として、ジルコニア、ムライト、コージェライト等の酸化物セラミック、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の窒化物セラミック、炭化ケイ素等の炭化物セラミックを用いてもよい。絶縁層中に上記ＳｉＯ２、ＭｇＯ等が焼結助剤として含有されているのは、アルミナセラミックの焼結温度をあまり上げずに緻密な焼結体を形成するためである。
【００３６】
本発明の製造方法により得られるセラミックヒーターにおいて、芯材を構成する材料は、酸化物セラミック、窒化物セラミック、炭化物セラミック等が挙げられる。窒化物セラミックとしては、例えば、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタン等が挙げられ、炭化物セラミックとしては、例えば、炭化珪素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タングステン等が挙げられ、酸化物セラミックとしては、例えば、アルミナ、ジルコニア、コージェライト、ムライト等が挙げられる。これらの中では、絶縁層と同じ材料である酸化物セラミックが好ましく、アルミナを含むセラミックがより好ましく、アルミナがさらに好ましい。この場合、芯材と絶縁層との間で熱膨張率が同じとなるので、温度が変化してもクラック等が発生しにくい。
【００３７】
図１（ａ）及び図２では、芯材１１の形状は、中心部分に開口１９を有する円筒形状であるが、本発明の製造方法により得られるセラミックヒーターにおいて、芯材の形状は、中心部分に開口を有しない円柱形状でもよい。
【００３８】
本発明の製造方法により得られるセラミックヒーターにおいて、芯材の直径は、２．０〜４．０ｍｍであることが好ましい。また、円筒形状の中心に形成される開口の直径は、０．５〜１．５ｍｍであることが好ましい。
【００３９】
本発明の製造方法により得られるセラミックヒーターにおいて、ヒーター部の抵抗発熱体を構成する高融点金属としては、例えば、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｒｅ、Ｎｉ、Ｃｒ等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらの中では、Ｗ、Ｒｅが好ましい。さらに、上記以外の成分として、Ａｌ２Ｏ３等のセラミックが少量含まれていてもよい。
【００４０】
本発明の製造方法により得られるセラミックヒーターにおいて、リード部及び接続端子部を構成する部材は、ヒーター部を構成する部材と同じ組成であることが好ましい。リード部及び接続端子部では、ヒーター部よりも線幅を広げるか、複数本の線を並列で接続することにより、抵抗を低くしているため、発熱量は低い。
【００４１】
［セラミックヒーターの製造方法］
次に、本発明のセラミックヒーターの製造方法について説明する。
本発明のセラミックヒーターの製造方法は、ヒーターパターンを被覆する絶縁材料層を形成するセラミックヒーターの製造方法であって、円柱形状又は円筒形状の芯材の側面に、ヒーターパターンを形成するヒーターパターン形成工程と、絶縁性セラミック粉末、バインダー樹脂及び溶剤を含むペースト状原料組成物を、塗工、乾燥することにより、第１主面および第２主面からなるシート状で、かつ、第２主面の粘着力が第１主面の粘着力の１０％未満である絶縁材料層を形成する絶縁材料層形成工程と、上記絶縁材料層の第１主面が芯材を被覆するように、上記絶縁材料層を上記芯材の側面に巻き付ける巻付工程とを含む。
【００４２】
（ヒーターパターン形成工程）
本発明のセラミックヒーターの製造方法において、ヒーターパターン形成工程では、ヒーター部、リード部及び接続端子部となるヒーターパターンを芯材の側面に形成する。
【００４３】
本発明のセラミックヒーターの製造方法において、ヒーターパターンを形成する方法は特に限定されないが、例えば、転写用部材の表面にヒーターパターンを一旦印刷した後、印刷したヒーターパターンを芯材の表面に転写する方法が挙げられる。
【００４４】
中でも、弾性体からなる平板状の転写用部材の表面に、導体ペーストを用い、スクリーン印刷により、所定のヒーターパターンを印刷するヒーターパターン印刷工程と、上記ヒーターパターンが印刷された上記転写用部材の表面に芯材を転動させることにより、上記ヒーターパターンを上記芯材の表面に転写する転写工程と、上記芯材の表面に転写された上記ヒーターパターンを乾燥させるヒーターパターン乾燥工程とを行うことが好ましい。
上記方法によれば、芯材の側面にヒーターパターンを比較的容易に形成することができ、セラミックヒーターの生産性をさらに向上させることができる。
【００４５】
本発明のセラミックヒーターの製造方法において、ヒーターパターン形成工程では、まず、弾性体からなる平板状の転写用部材の表面に、導体ペーストを用い、スクリーン印刷により、所定のヒーターパターンを印刷するヒーターパターン印刷工程を行うことが好ましい。ヒーターパターン印刷工程では、例えば、スクリーンメッシュを備え、所定のヒーターパターン状の孔が形成されたマスクを準備し、スクレーパーで上記孔に導体ペーストを充填した後、弾性体からなる平板状の転写用部材の上にマスクをセットし、スキージを用いて転写用部材の表面にヒーターパターンを印刷する。印刷する導体ペースト層の厚さは、１０〜５０μｍが好ましい。
【００４６】
ヒーターパターン印刷工程について、さらに詳述する。
図３（ａ）は、ヒーターパターン印刷工程の一例を模式的に示す側面図であり、図３（ｂ）は、上記工程を模式的に示す平面図である。
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、弾性体からなる平板状の転写用部材２１の表面に、導体ペーストを用い、スクリーン印刷によりヒーター部となるヒーターパターン１３、リード部となるヒーターパターン１４及び接続端子部となるヒーターパターン１５（以下、ヒーターパターン１３、１４、１５という）を印刷する。
【００４７】
本発明のセラミックヒーターの製造方法において、導体ペーストは、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｒｅ、Ｎｉ及びＣｒの高融点金属からなる群から選ばれた少なくとも１種と、Ａｌ２Ｏ３等のセラミック成分とバインダー樹脂と溶剤とを含んでいることが好ましい。バインダー樹脂としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂等が挙げられ、溶剤としては、アセトン、トルエン、エタノール、プロパノール、テルピネオール、キシレン、酢酸エチル等が挙げられる。
【００４８】
本発明のセラミックヒーターの製造方法において、導体ペーストに含まれるＷ等の高融点金属の平均粒径は、０．５〜１０μｍが好ましく、上記導体ペーストの粘度は、１０〜２００Ｐａ・ｓが好ましい。
【００４９】
本発明のセラミックヒーターの製造方法において、転写用部材は、導体ペースト等を良好に印刷することができ、かつ、後の転写工程で転写を良好に行うことができるように、適当な濡れ性を有するとともに、弾性を有するものが好ましい。転写用部材の材料としては、ゴム等のエラストマーが好ましく、シリコンゴムがより好ましい。
【００５０】
本発明のセラミックヒーターの製造方法において、ヒーターパターン形成工程では、ヒーターパターン印刷工程の後、ヒーターパターンが印刷された転写用部材の表面に芯材を転動させることにより、ヒーターパターンを芯材の側面に転写する転写工程を行うことが好ましい。
【００５１】
本発明のセラミックヒーターの製造方法において、転写工程では、芯材の両端面に、芯材を軸支し、回転させることが可能な軸支部材を当接させて軸支し、転写用部材の表面に芯材の側面を接触させた後、転写用部材の表面に芯材を転動させることが好ましい。この際、芯材が自由に回転できる状態で軸支し、転写部材の表面に平行な方向に移動させ、転写用部材の表面上を芯材を回転させてヒーターパターンを転写するか、又は、軸支部材を表面に平行な方向に移動させる際、芯材の円周の長さとなる距離を移動するように、回転速度と移動速度を同期させて芯材を回転させ、ヒーターパターンの転写を行うことが好ましい。上述のとおり、芯材は、円筒形状であってもよく、円柱形状であってもよい。
【００５２】
転写工程について、さらに詳述する。
図４（ａ）は、転写工程の一例を模式的に示す側面図であり、図４（ｂ）は、上記工程を模式的に示す平面図である。
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、ヒーターパターン１３、１４、１５が印刷された転写用部材２１の表面に芯材１１を転動させることにより、ヒーターパターン１３、１４、１５を芯材１１の表面に転写する。
【００５３】
具体的には、芯材１１の両端面に、芯材１１を軸支し、回転させることが可能な軸支部材（図示せず）を当接させて軸支し、転写用部材２１の表面に芯材１１の側面を接触させた後、転写用部材２１の表面に芯材１１を転動させる。この際、芯材１１が自由に回転できる状態で軸支し、転写部材２１の表面に平行な方向に移動させ、転写用部材２１の表面上を芯材１１を回転させてヒーターパターン１３、１４、１５を転写するか、又は、軸支部材を表面に平行な方向に移動させる際、芯材１１の円周の長さとなる距離を移動するように、回転速度と移動速度を同期させて芯材１１を回転させ、ヒーターパターン１３、１４、１５の転写を行う。芯材１１は、円筒形状であってもよく、円柱形状であってもよい。
【００５４】
本発明のセラミックヒーターの製造方法において、芯材は、絶縁材料層を形成するための材料と同じ材料を用いて形成した焼成前の成形体であってもよい。この場合には、押出成形等により円柱形状又は円筒形状の成形体を作製した後、乾燥させることにより、転動可能な硬さを有するものとし、これを用いる。
また、芯材は、絶縁材料層を形成するための材料と同じ材料を用いて製造したセラミック製のものであってもよい。
【００５５】
本発明のセラミックヒーターの製造方法において、ヒーターパターン形成工程では、転写工程の後、芯材の側面に転写されたヒーターパターンを乾燥させるヒーターパターン乾燥工程を行うことが好ましい。ヒーターパターンが形成された芯材の乾燥を行うことにより、ヒーターパターンが芯材の表面に密着し、芯材の表面から剥がれることがない。
【００５６】
本発明のセラミックヒーターの製造方法において、ヒーターパターンの乾燥条件は、乾燥温度４０〜１８０℃、乾燥時間１〜３０分間が好ましい。
【００５７】
本発明のセラミックヒーターの製造方法において、ヒーターパターンを形成する方法は上記の方法に限定されず、他の方法であってもよい。例えば、芯材の側面にヒーターパターンを直接形成する方法であってもよい。
【００５８】
図５は、ヒーターパターン形成工程を経て、側面にヒーターパターンが転写された芯材を示す斜視図である。ヒーターパターンが形成された芯材の乾燥を行うことにより、ヒーターパターン１３、１４、１５が芯材１１の表面に密着し、芯材１１の表面から剥がれることがない。
【００５９】
（絶縁材料層形成工程）
本発明のセラミックヒーターの製造方法において、絶縁材料層形成工程では、絶縁性セラミック粉末、バインダー樹脂及び溶剤を含むペースト状原料組成物をシート状に離型材上に塗工した後、離型材上の原料組成物を乾燥させることにより、絶縁層となる絶縁材料層を形成する。
【００６０】
本発明のセラミックヒーターの製造方法では、絶縁材料層が離型材に接する面を第１主面、その反対面を第２主面とすると、第２主面の粘着力が第１主面の粘着力よりも低いことを特徴としており、具体的には、第２主面の粘着力が第１主面の粘着力の１０％未満である絶縁材料層を形成することを特徴としている。
【００６１】
上述のとおり、絶縁材料層の各主面の粘着力とは、絶縁材料層を形成するための原料組成物を用いて作製されたシートの、ＪＩＳ  Ｚ  ０２３７（２００９）に基づいて７０℃で測定される粘着力を意味し、実際のセラミックヒーターの製造工程において、原料組成物を乾燥させる温度が７０℃に限定されるものではない。
【００６２】
絶縁材料層形成工程について、さらに詳述する。
図６は、絶縁材料層形成工程の一例を模式的に示す側面図である。
図６に示すように、絶縁性セラミック粉末、バインダー樹脂及び溶剤を含むペースト状原料組成物を、シート状に離型材３１上に塗工した後、離型材３１上の原料組成物を乾燥させることにより、絶縁材料層３０を形成する。
【００６３】
乾燥後の絶縁材料層３０においては、離型材３１と反対側の第２主面Ｓ２の粘着力が、離型材３１側の第１主面Ｓ１の粘着力よりも低くなっている。具体的には、第２主面Ｓ２の粘着力が、第１主面Ｓ１の粘着力の１０％未満となっている。
【００６４】
本発明のセラミックヒーターの製造方法において、絶縁材料層の第２主面の粘着力は、第１主面の粘着力の１０％未満であり、好ましくは１％未満であり、より好ましくは０．１％未満である。第２主面の粘着力を、第１主面の粘着力の１０％未満とすることにより、焼成後、セラミックヒーターが他のセラミックヒーター又は治具に付着することを防止できる。
【００６５】
本発明のセラミックヒーターの製造方法において、絶縁材料層の第１主面の粘着力は、０．０１Ｎ／１０ｍｍ以上であることが好ましく、０．０５Ｎ／１０ｍｍ以上であることがより好ましく、２Ｎ／１０ｍｍ以上であることがさらに好ましい。また、絶縁材料層の第１主面の粘着力は、１０Ｎ／１０ｍｍ以下であることが好ましい。絶縁材料層の第１主面の粘着力が上記範囲であれば、脱脂及び焼成前における絶縁材料層と芯材との接着性を確保することができる。
【００６６】
本発明のセラミックヒーターの製造方法において、絶縁材料層の第２主面の粘着力は、第１主面の１０％未満である限り特に限定されないが、０．１Ｎ／１０ｍｍ未満であることが好ましく、０．０５Ｎ／１０ｍｍ未満であることがより好ましく、０．０１Ｎ／１０ｍｍ未満であることがさらに好ましい。絶縁材料層の第２主面の粘着力が０．１Ｎ／１０ｍｍ未満であれば、焼成後、セラミックヒーターが他のセラミックヒーター又は治具に付着することを防止できる。
【００６７】
本発明のセラミックヒーターの製造方法において、原料組成物を離型材上に塗工する際には、スクリーン印刷を用いることができる。例えば、メッシュを有し、絶縁材料層の形に孔が形成されたマスクを用い、ベタのパターンである絶縁材料層を形成する。
【００６８】
本発明のセラミックヒーターの製造方法において、離型材は、原料組成物を良好に塗工することができ、かつ、後の剥離工程で離型材の剥離を良好に行うことができるように、適当な離型性を有するものが好ましい。離型材としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等のプラスチックフィルムを用いることが好ましい。
【００６９】
本発明のセラミックヒーターの製造方法において、原料組成物は、絶縁性セラミック粉末、バインダー樹脂及び溶剤を含む。バインダー樹脂としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂等が挙げられ、溶剤としては、アセトン、トルエン、エタノール、プロパノール、テルピネオール、キシレン、酢酸エチル等が挙げられる。原料組成物には、リン酸エステル等の分散剤が添加されていてもよい。
【００７０】
本発明のセラミックヒーターの製造方法において、絶縁性セラミック粉末を構成するセラミックの種類としては特に限定されず、例えば、芯材を構成する材料として説明した酸化物セラミック、窒化物セラミック、炭化物セラミック等が挙げられる。これらの中では、芯材と同じ材料である酸化物セラミックが好ましく、アルミナを含むセラミックがより好ましく、アルミナがさらに好ましい。この場合、芯材と絶縁層との間で熱膨張率が同じとなるので、温度が変化してもクラック等が発生しにくい。また、絶縁性セラミック粉末には、焼結助剤として、ＳｉＯ２粒子、ＭｇＯ粒子、ＣａＯ粒子等が添加されていることが好ましい。
【００７１】
本発明のセラミックヒーターの製造方法において、原料組成物全体に対する絶縁性セラミック粉末の配合量は、３０〜６０体積％であることが好ましく、３５〜４５体積％であることがより好ましい。絶縁性セラミック粉末の配合量が上記範囲にある場合、焼成後に得られる絶縁層が良好な絶縁性を有する。
【００７２】
本発明のセラミックヒーターの製造方法において、原料組成物全体に対するバインダー樹脂の配合量は、８．０〜１６．０体積％であることが好ましく、９．０〜１６．０体積％であることがより好ましく、１２．０〜１６．０体積％であることがさらに好ましい。バインダー樹脂の配合量が上記範囲にある場合、絶縁材料層の第２主面の粘着力が第１主面の粘着力の１０％未満である絶縁材料層を容易に形成することができる。
【００７３】
本明細書において、バインダー樹脂の体積とは、バインダー樹脂の固形分の体積を意味する。
【００７４】
本発明のセラミックヒーターの製造方法において、原料組成物中の絶縁性セラミック粉末に対するバインダー樹脂の配合割合は、体積比で、バインダー樹脂／絶縁性セラミック粉末＝０．２０〜０．４２であることが好ましく、０．２３〜０．４２であることがより好ましく、０．３１〜０．４２であることがさらに好ましい。絶縁性セラミック粉末に対するバインダー樹脂の配合割合が上記範囲にある場合、絶縁材料層の第２主面の粘着力が第１主面の粘着力の１０％未満である絶縁材料層を容易に形成することができる。
【００７５】
上記のとおり、本発明のセラミックヒーターの製造方法では、乾燥時、第２主面の表層から原料組成物中の溶剤が揮発し、その後、第１主面に向かって原料組成物中の溶剤が段階的に揮発すると考えられる。そのため、形成される絶縁材料層において、第１主面側から第２主面側に向かって原料組成物中の溶剤の含有量が段階的に減少する結果、第１主面の粘着力が高くなり、第２主面の粘着力が低くなると考えられる。
【００７６】
原料組成物中のバインダー樹脂の配合量が少なすぎる場合には、第１主面の粘着力が小さくなりすぎ、一方、原料組成物中のバインダー樹脂の配合量が多すぎる場合には、第２主面の粘着力が大きくなりすぎるため、第１主面と第２主面との間で粘着力の差を大きくすることが困難となる。そのため、バインダー樹脂の配合量、及び、絶縁性セラミック粉末に対するバインダー樹脂の配合割合が上記範囲にあることが好ましい。
【００７７】
本発明のセラミックヒーターの製造方法において、絶縁材料層を形成するための原料組成物としては、例えば、焼結助剤を含む絶縁性セラミック粉末を３０〜６０体積％、バインダー樹脂を８．０〜１６．０体積％、溶剤を３０〜５０体積％含有するペースト状のものを用いることができる。
【００７８】
本発明のセラミックヒーターの製造方法において、原料組成物を乾燥させる温度（原料組成物の乾燥温度ともいう）は、６０〜１４０℃であることが好ましく、７０〜１３０℃であることがより好ましい。原料組成物の乾燥温度が上記範囲にある場合、絶縁材料層の第２主面の粘着力が第１主面の粘着力の１０％未満である絶縁材料層を容易に形成することができる。
【００７９】
本発明のセラミックヒーターの製造方法において、原料組成物を乾燥させる時間（原料組成物の乾燥時間ともいう）は、３〜３０分間であることが好ましく、５〜２０分間であることがより好ましい。
【００８０】
本発明のセラミックヒーターの製造方法において、絶縁材料層の厚さは、焼成後に５０〜３００μｍとなる厚さが好ましく、１６０〜２６０μｍとなる厚さがより好ましい。絶縁層の厚さが上記範囲にある場合、絶縁材料層の第２主面の粘着力が第１主面の粘着力の１０％未満である絶縁材料層を容易に形成することができる。
【００８１】
本発明のセラミックヒーターの製造方法において、第２主面の粘着力が第１主面の粘着力の１０％未満である絶縁材料層を形成する方法は、上述したバインダー樹脂の配合量、絶縁性セラミック粉末に対するバインダー樹脂の配合割合等を調整する方法に限定されない。例えば、バインダー樹脂の配合量の異なる原料組成物を複数種類準備し、第１主面側のバインダー樹脂の配合量が多く、第２主面側のバインダー樹脂の配合量が少なくなるように絶縁材料層を形成してもよい。
【００８２】
（剥離工程）
本発明のセラミックヒーターの製造方法においては、剥離工程として、乾燥後の絶縁材料層から離型材を剥離する。例えば、乾燥後の絶縁材料層が下側になるように台の上に載置した後、台に形成された貫通孔を介した空気の吸引力等を利用して絶縁材料層を台に固定し、離型材を剥離する。
【００８３】
剥離工程について、さらに詳述する。
図７は、剥離工程の一例を模式的に示す側面図である。
図７に示すように、乾燥後の絶縁材料層３０が下側になるように台３２の上に載置した後、例えば、台３２に形成された貫通孔（図示せず）を介した空気の吸引力等を利用して絶縁材料層３０を台３２に固定し、離型材３１を剥離する。
【００８４】
（巻付工程）
本発明のセラミックヒーターの製造方法において、巻付工程では、絶縁材料層を芯材の側面に巻き付ける。この際、焼成後のセラミックヒーターにおいて、芯材の側面に形成されたヒーター部及びリード部が絶縁層に覆われ、かつ、接続端子部が絶縁層から露出するように、絶縁材料層を芯材の側面に巻き付ける。
【００８５】
本発明のセラミックヒーターの製造方法では、離型材が剥離された後の絶縁材料層の第１主面（すなわち、粘着力が相対的に高い主面）が芯材を被覆するように絶縁材料層を芯材の側面に巻き付けることを特徴としている。芯材と接する絶縁材料層の第１主面は一定の粘着力を有するため、第１主面が芯材を被覆するように巻き付けることにより、絶縁材料層と芯材との接着性を確保することができる。
【００８６】
本発明のセラミックヒーターの製造方法では、上述のとおり、セラミックヒーターの外表面側の第２主面の粘着力が第１主面の１０％未満であるため、後工程においてセラミックヒーターが他のセラミックヒーター又は治具に付着することを防止できる。
その結果、従来技術で必要であったセラミックヒーターへの付着を防止するための治具の使用及び絶縁材料層を芯材に巻き付けた後の乾燥工程が不要となり、製造工程全体の時間を短縮することができる。したがって、本発明のセラミックヒーターの製造方法では、セラミックヒーターの生産性を向上させることができる。
【００８７】
本発明のセラミックヒーターの製造方法において、巻付工程では、平板の上に、絶縁材料層を第１主面が上側になるように載置し、その上に芯材を載置し、芯材を転動させることにより、絶縁材料層を芯材に巻き付けることが好ましい。
【００８８】
本発明のセラミックヒーターの製造方法において、巻付工程では、接続端子部となるヒーターパターンが外部と露出するように絶縁材料層を芯材に巻き付けることが好ましい。この際、芯材の両端面に、芯材を軸支し、回転させることができる軸支部材を当接させて軸支し、絶縁材料層の表面に芯材を転動させることにより絶縁材料層を芯材の側面に巻き付ける方法を用いることができる。
【００８９】
巻付工程について、さらに詳述する。
図８（ａ）は、巻付工程の一例を模式的に示す側面図であり、図８（ｂ）は、上記工程を模式的に示す平面図である。
図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、平板３３の上に、絶縁材料層３０を第１主面Ｓ１が上側になるように載置し、その上に芯材１１を載置し、芯材１１を転動させることにより、絶縁材料層３０を芯材に巻き付ける。
【００９０】
図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、接続端子部となるヒーターパターン１５が外部と露出するように絶縁材料層３０を芯材１１に巻き付ける。この際、芯材１１の両端面に、芯材１１を軸支し、回転させることができる軸支部材（図示せず）を当接させて軸支し、絶縁材料層３０の表面に芯材１１を転動させることにより絶縁材料層３０を芯材１１の側面に巻き付ける方法を用いることができる。
【００９１】
本発明のセラミックヒーターの製造方法においては、大面積の絶縁材料層を形成し、所定の形状にカットした後、絶縁材料層を芯材の側面に巻き付けてもよい。また、芯材の円周よりも長い絶縁材料層を形成し、絶縁材料層を複数周にわたって巻き付けてもよい。
【００９２】
（脱脂工程及び焼成工程）
本発明のセラミックヒーターの製造方法では、巻付工程の後、ヒーターパターン及び絶縁材料層の脱脂及び焼成を行う。これにより、ヒーターパターンがヒーター部、リード部及び接続端子部となり、絶縁材料層は絶縁層となる。
【００９３】
芯材がセラミック製である場合、脱脂及び焼成による変化はないが、芯材が絶縁材料層を形成するための材料と同じ材料を用いて形成した焼成前の成形体である場合、脱脂及び焼成によりセラミック製の芯材となる。
【００９４】
本発明のセラミックヒーターの製造方法において、脱脂条件としては、８０〜１０００℃、１〜４８時間が挙げられ、焼成条件としては、１０００〜１７００℃、１〜２０時間が挙げられる。脱脂工程は、酸素含有雰囲気で行うことが好ましく、焼成工程は、不活性雰囲気で行うことが好ましい。
【００９５】
本発明のセラミックヒーターの製造方法においては、上記工程により、ヒーター部及びリード部が絶縁層に覆われ、接続端子部が絶縁層から露出するように、芯材上に絶縁層が形成されて、ヒーターとして機能するセラミックヒーターを製造することができる。
【００９６】
（不動態層形成工程）
本発明のセラミックヒーターの製造方法では、給電部を構成する電極の劣化を防止するために、絶縁層から露出した接続端子部の表面に不動態層を形成してもよい。例えば、絶縁層から露出した接続端子部に、めっき法等の方法を用いることにより、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ等からなる不動態層を形成することができる。
【００９７】
本発明の製造方法により得られるセラミックヒーターは、通電することにより、ヒーター部を構成する抵抗発熱体が発熱し、目的の温度になるように対象となる部材を加熱することができる。
【００９８】
（実施例）
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００９９】
［セラミックヒーターの製造］
（実施例１）
（ヒーターパターン形成工程）
Ｗ７８重量部、Ｒｅを１９重量部、Ａｌ２Ｏ３３重量部の導電体成分１００重量部に対して、バインダー樹脂としてアクリル樹脂を６重量部、溶剤としてアセトンを７重量部含有する導体ペーストを調製した。シリコンゴムからなる板状の転写用部材の表面に、導体ペーストを用い、スクリーン印刷によりヒーター部となるヒーターパターン、リード部となるヒーターパターン及び接続端子部となるヒーターパターンを印刷した。印刷された導体ペースト層の厚さは、３５μｍであった。
【０１００】
芯材として、直径が３．２ｍｍ、長さが５８ｍｍで、中心に直径が１．０ｍｍの開口を有する円筒形状のものを用いた。芯材は、Ａｌ２Ｏ３を９２．５重量％、焼結助剤として、ＳｉＯ２を５．８重量％、ＭｇＯを０．５重量％、ＣａＯを１．２重量％含有する密度率９７％のセラミックからなる。ヒーターパターンが印刷された転写用部材の表面に芯材を転動させることにより、ヒーターパターンを芯材の側面に転写した。その後、ヒーターパターンが印刷された芯材を８０℃で３０分間乾燥させた。
【０１０１】
（絶縁材料層形成工程）
絶縁性セラミック粉末として、焼結助剤のＳｉＯ２、ＭｇＯ等を含むＡｌ２Ｏ３を３８．５体積％、バインダー樹脂としてアクリル系樹脂を１３．５体積％、溶剤としてテルピネオールを４７．５体積％含有するペースト状の原料組成物を調製した。原料組成物中の絶縁性セラミック粉末に対するバインダー樹脂の配合割合は、体積比で、バインダー樹脂／絶縁性セラミック粉末＝０．３５である。
【０１０２】
離型材であるＰＥＴフィルム上に、原料組成物を用いて絶縁材料層をシート状に形成した後、１２０℃で１０分間乾燥することにより、焼成後の厚さが２００μｍとなるように絶縁材料層を形成した。
【０１０３】
（剥離工程）
乾燥後の絶縁材料層から離型材を剥離した。
【０１０４】
（巻付工程）
ヒーターパターンの転写方法と同様の方法により、離型材を剥離した後の絶縁材料層の第１主面（離型材側の主面）が芯材側に配置されるように、ヒーターパターンが形成された芯材の側面に絶縁材料層を巻き付けた。
【０１０５】
（脱脂工程及び焼成工程）
ヒーターパターンが形成された芯材の側面に絶縁材料層を巻き付けたものを、酸素雰囲気中、５００℃で２時間加熱して脱脂した。その後、不活性ガス雰囲気中、１６００℃で１時間焼成し、ヒーター部、リード部及び接続端子部を形成するとともに、厚さが２００μｍの絶縁層を形成した。
【０１０６】
（不動態層形成工程）
この後、外部に露出した接続端子部に対し、無電解Ｎｉめっき及び電解Ｃｒめっきを施し、不動態層を形成した。
【０１０７】
以上の工程を経て、セラミックヒーターを製造した。
【０１０８】
（実施例２）
絶縁材料層形成工程において、原料組成物全体に対するバインダー樹脂の配合量を１５．０体積％とし、原料組成物中の絶縁性セラミック粉末に対するバインダー樹脂の配合割合を０．３９とした以外は、実施例１と同様に絶縁材料層を形成し、セラミックヒーターを製造した。
【０１０９】
（実施例３）
絶縁材料層形成工程において、原料組成物全体に対するバインダー樹脂の配合量を９．２体積％とし、原料組成物中の絶縁性セラミック粉末に対するバインダー樹脂の配合割合を０．２４とした以外は、実施例１と同様に絶縁材料層を形成し、セラミックヒーターを製造した。
【０１１０】
（比較例１）
絶縁材料層形成工程において、原料組成物全体に対するバインダー樹脂の配合量を１６．７体積％とし、原料組成物中の絶縁性セラミック粉末に対するバインダー樹脂の配合割合を０．４３とした以外は、実施例１と同様に絶縁材料層を形成し、セラミックヒーターを製造した。
【０１１１】
（比較例２）
絶縁材料層形成工程において、原料組成物全体に対するバインダー樹脂の配合量を５．３体積％とし、原料組成物中の絶縁性セラミック粉末に対するバインダー樹脂の配合割合を０．１４とした以外は、実施例１と同様に絶縁材料層を形成し、セラミックヒーターを製造した。
【０１１２】
［評価］
１．芯材への巻付性
各実施例及び比較例で形成した絶縁材料層を用いて、各実施例および比較例と同じ条件で３本ずつ芯材に巻き付けた。絶縁材料層を巻き付けた後、芯材が倒れないよう垂直に固定した。３０分経った後、絶縁材料層の状態を目視で観察し、絶縁材料層の剥がれ及び割れの有無を確認した。３本とも剥がれ及び割れが確認されなかった場合を良好とし、少なくとも１本に剥がれ又は割れが確認された場合を不良とした。その結果を表１に示す。
【０１１３】
２．焼成用治具への付着
各実施例及び比較例において、絶縁材料層が巻き付けられた芯材（脱脂工程及び焼成工程前のもの）を３本用意し、それらをセラミック製の焼成用治具に横置きし、常温で１日間静置した。その後、絶縁材料層が巻き付けられた芯材を焼成用治具に横置きした状態で脱脂及び焼成を行い、焼成後のセラミックヒーターが焼成用治具に付着しているか否かを確認した。このとき、３本のセラミックヒーターが焼成用治具に付着していない場合を「付着：無」とし、少なくとも１本のセラミックヒーターが焼成用治具に付着した場合を「付着：有」と判断した。その結果を表１に示す。
【０１１４】
３．絶縁材料層の粘着力測定
実施例１、比較例１及び比較例２の各絶縁材料層について、ＪＩＳ  Ｚ  ０２３７（２００９）に基づき、絶縁材料層の第１主面及び第２主面の粘着力を測定した。まず、実施例１、比較例１及び比較例２の各条件で絶縁材料層を形成し、幅２４ｍｍ、長さ２００ｍｍに切り出すことにより、サンプルシートを作製した。サンプルシートを試験板（ステンレス板）に貼り付け、試験板から１８０°方向に引き剥がすのに要する力を測定した。貼り付け時の温度を７０℃とした。実施例１、比較例１及び比較例２の各絶縁材料層の第１主面の粘着力、第２主面の粘着力、及び、第１主面の粘着力に対する第２主面の粘着力の割合（第２主面／第１主面×１００％）を表２に示す。なお、粘着力測定の結果が０．００１Ｎ／１０ｍｍより小さい場合、表２には「＜０．００１」と記載し、粘着力を０．００１Ｎ／１０ｍｍとした。また、絶縁材料層が割れる等の不具合が発生した場合には、粘着力：測定不可とし、粘着力の割合：算出不可とした。
【０１１５】
【表１】
0006568433.tif 000002
【０１１６】
【表２】
0006568433.tif 000003
【０１１７】
表１の結果より、実施例１〜３においては、「巻付性：良好」であり、「焼成用冶具への付着：無」であった。また、表２の結果より、実施例１においては、第１主面の粘着力に対する第２主面の粘着力の割合が０．０４％であった。
これらの結果から、実施例１〜３で得られた絶縁材料層は、セラミックヒーターを製造するのに適正があることが確認された。なお、実施例１では粘着力の割合が１０％未満であり、表１における実施例１〜３の結果が同等であることから、実施例２および実施例３においても粘着力の割合が１０％未満であると判断した。
【０１１８】
一方、比較例１においては、表１より、「巻付性：良好」であるが、「焼成用冶具への付着：有」であり、表２より、第１主面の粘着力に対する第２主面の粘着力の割合が５９．１％であった。
これらの結果から、比較例１で得られた絶縁材料層は、第２主面の粘着力が適切でないことが確認され、粘着力の割合が１０％以上であることがその要因であると判断した。
【０１１９】
さらに、比較例２においては、表１より、「焼成用冶具への付着：無」であるが、「巻付性：不良」であり、表２より、「粘着力：測定不可」および「粘着力の割合：算出不可」であった。
これらの結果から、比較例２で得られた絶縁材料層は、第１主面の粘着力が適切でないことが確認された。
【０１２０】
実施例１〜３の結果より、原料組成物全体に対するバインダー樹脂の配合量が８．０〜１６．０体積％であることが最適な範囲であるともいえ、原料組成物中の絶縁性セラミック粉末に対するバインダー樹脂の配合割合が０．２０〜０．４２であることが最適な範囲であるともいえる。
【０１２１】
これらの結果を踏まえて再考すると、原料組成物全体に対するバインダー樹脂の配合量が８．０〜１６．０体積％である場合、第１主面の粘着力に対する第２主面の粘着力の割合が１０％未満となり、絶縁材料層の第１主面が芯材を被覆する粘着力が適正であり、第２主面の焼成冶具への付着を抑制することができると推定される。
言い換えると、原料組成物中の絶縁性セラミック粉末に対するバインダー樹脂の配合割合が０．２０〜０．４２である場合、第１主面の粘着力に対する第２主面の粘着力の割合が１０％未満となり、絶縁材料層の第１主面が芯材を被覆する粘着力が適正であり、第２主面の焼成冶具への付着を抑制することができると推定される。
【符号の説明】
【０１２２】
１０  セラミックヒーター
１１  芯材
１２  絶縁層
１３  ヒーター部（ヒーターパターン）
１４  リード部（ヒーターパターン）
１５  接続端子部（ヒーターパターン）
２１  転写用部材
３０  絶縁材料層
３１  離型材
Ｓ１  絶縁材料層の第１主面
Ｓ２  絶縁材料層の第２主面
【図１】
0006568433.tif 000004
【図２】
0006568433.tif 000005
【図３】
0006568433.tif 000006
【図４】
0006568433.tif 000007
【図５】
0006568433.tif 000008
【図６】
0006568433.tif 000009
【図７】
0006568433.tif 000010
【図８】
0006568433.tif 000011