特開 2022-114269 面状発熱体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022114269

(43)【公開日】2022-08-05

(54)【発明の名称】面状発熱体

(51)【国際特許分類】

   H05B 3/20 20060101AFI20220729BHJP

   H05B 3/36 20060101ALI20220729BHJP

【ＦＩ】

H05B3/20 345

H05B3/36

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021010499

(22)【出願日】2021-01-26

(71)【出願人】

【識別番号】313001332

【氏名又は名称】積水ポリマテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106220

【弁理士】

【氏名又は名称】大竹 正悟

(72)【発明者】

【氏名】石久保 雅道

【テーマコード（参考）】

3K034

【Ｆターム（参考）】

3K034AA02

3K034AA10

3K034AA12

3K034AA15

3K034AA22

3K034BB08

3K034BB13

3K034BB15

3K034BB16

3K034JA09

(57)【要約】

【課題】発熱層を線状薄膜にパターニングした薄膜発熱層を用い、面状発熱体として裏面からの熱の発散を抑制して表面から均一的かつ効率的に熱を輻射できる技術を提供する。
【解決手段】線１１ａでパターンを形成する薄膜発熱層１１と、前記薄膜発熱層１１を挟んで熱放射面側となる表面部材１２と、前記薄膜発熱層１１を挟んで前記放射面側とは反対側となる裏面部材１３とを有し、前記表面部材１２の熱抵抗Ｒ１と前記裏面部材１３の熱抵抗Ｒ２との間に以下の式（１）
０．００６ ＜ Ｒ１／Ｒ２ ＜ ０．７ ・・・式（１）
が成立する面状発熱体とした。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

線でパターンを形成する薄膜発熱層と、
前記薄膜発熱層を挟んで熱放射面側となる表面部材と、
前記薄膜発熱層を挟んで前記放射面側とは反対側となる裏面部材とを有し、
前記表面部材の熱抵抗Ｒ１と前記裏面部材の熱抵抗Ｒ２との間に以下の式（１）
０．００６ ＜ Ｒ１／Ｒ２ ＜ ０．７ ・・・式（１）
が成立する面状発熱体。

【請求項2】

前記線による発熱部位と前記線で挟まれる非発熱部位とで形成される発熱領域中に前記発熱部位が５０％以上の面積を占めている請求項１記載の面状発熱体。

【請求項3】

前記表面部材の表面の所定時間内における温度上昇Ｔｕと、前記表面部材の表面各所の前記温度上昇後における温度差Ｔｅと、の関係Ｔｕ／Ｔｅで定義される総合評価指標Ａに関し、
前記発熱領域中に前記発熱部位が５０％以上の面積を占める場合に５以上であり、
前記発熱領域中に前記発熱部位が８０％以上の面積を占める場合に２０．３以上である請求項１又は請求項２記載の面状発熱体。

【請求項4】

前記表面部材の表面の所定時間内における温度上昇Ｔｕと、前記表面部材の表面各所の前記温度上昇後における温度差Ｔｅと、前記発熱領域中の前記非発熱部位の割合Ｒｎと、の関係Ｔｕ・Ｒｎ／Ｔｅで定義される総合評価指標Ｂが１．7以上である請求項１～請求項３何れか１項記載の面状発熱体。

【請求項5】

前記薄膜発熱層が、導電性粒子が高分子マトリクスに分散した導電性インクの硬化体である請求項１～請求項４何れか１項記載の面状発熱体。

【請求項6】

前記パターンが蛇腹状パターンである請求項１～請求項５何れか１項記載の面状発熱体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、輻射熱で空気を暖めるヒータ装置等に利用できる面状発熱体に関する。

【背景技術】

【0002】

面状発熱体は平面状に形成された発熱層からの放熱を利用するヒータ装置等に用いられ、発熱層と、熱放射面側から発熱層を保護し被覆する表面部材と、熱放射面とは反対側から発熱層を保護し被覆する裏面部材とから概略構成された部材である。

【0003】

こうした面状発熱体についてはその表面からの放熱を効果的にするために、表面部材には熱伝導率を高めた材料を用い、裏面部材には断熱効果を高めた材料を用いた技術が特許文献１（特開２０１０－０９１１８５号公報）に記載されている。しかし、この技術を線状の発熱層に応用すると表面部材の熱伝導率が高まり、熱が速やかに表面に伝わるため表面部材表面に高温部分と低温部分が生じ易くいわゆる均熱性が悪くなる。

【0004】

そうした一方で、表面部材の熱抵抗を高めた技術が特許文献２（ＷＯ２０１７／１３０５４１号公報）に記載されている。この技術では発熱層の熱が外部に伝わることが低減されるため面状発熱体の温度を高めることができる。しかし、表面部材の熱抵抗が高すぎると相対的に背面から熱が逃げる割合も大きくなり、表面から輻射される熱の電力効率が下がるおそれがある。また、熱伝導率の低い表面部材は面方向の熱伝導性が抑制されて均熱性が悪化するおそれもある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１０－０９１１８５号公報

【特許文献2】ＷＯ２０１７／１３０５４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

このように従来技術では種々の提案がなされているものの面状発熱体の表面から効率的に放熱するための指針は明らかではなく効果的な面状発熱体の設計は困難であった。本発明は、発熱層を線状薄膜にパターニングした薄膜発熱層を用い、面状発熱体として裏面からの熱の発散を抑制して表面から均一的かつ効率的に熱を輻射できる技術を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様は、線でパターンを形成する薄膜発熱層と、前記薄膜発熱層を挟んで熱放射面側となる表面部材と、前記薄膜発熱層を挟んで前記放射面側とは反対側となる裏面部材とを有し、前記表面部材の熱抵抗Ｒ１と前記裏面部材の熱抵抗Ｒ２との間に以下の式（１）
０．００６ ＜ Ｒ１／Ｒ２ ＜ ０．７ ・・・式（１）
が成立する。

【0008】

本発明の一態様によれば、線でパターンを形成する薄膜発熱層を構成するため、薄膜発熱層全体に均一に電流が流れ薄膜発熱層全体からの均一な放熱が可能である。また、薄膜発熱層を挟んで熱放射面側となる表面部材と薄膜発熱層を挟んで放射面側とは反対側となる裏面部材とを有するため、薄膜発熱層が表面部材と裏面部材とで覆われ保護されるとともに、表面部材と裏面部材とを所望の形状に形成することで面状発熱体も所望の形状に形成できる。

【0009】

本発明の一態様によれば、表面部材の熱抵抗Ｒ１と裏面部材の熱抵抗Ｒ２との間に以下の式（１）が成立する。
０．００６ ＜ Ｒ１／Ｒ２ ＜ ０．７ ・・・式（１）
このように表面部材と裏面部材の熱抵抗割合を所定の範囲に収めることで、面状発熱体表面からの効率的で均一な熱放射を実現できる。

【0010】

本発明の一態様によれば、前記線による発熱部位と前記線で挟まれる非発熱部位とで形成される発熱領域中に前記発熱部位が５０％以上、又は８０％以上の面積を占めている。
発熱領域における薄膜発熱層の面積を５０％以上に設定し、表面部材と裏面部材の熱抵抗割合を所定の範囲に収めることで、面状発熱体表面からのより効率的で均一な熱放射を実現できる。又は発熱領域における薄膜発熱層の面積を８０％以上に設定し、表面部材と裏面部材の熱抵抗割合を所定の範囲に収めることで、面状発熱体表面からのさらにより効率的で均一な熱放射を実現できる。

【0011】

本発明の一態様によれば、前記表面部材の表面の所定時間内における温度上昇Ｔｕと、前記表面部材の表面各所の前記温度上昇後における温度差Ｔｅと、の関係Ｔｕ／Ｔｅで定義される総合評価指標Ａに関し、前記発熱領域中に前記発熱部位が５０％以上の面積を占める場合に５以上であり、前記発熱領域中に前記発熱部位が８０％以上の面積を占める場合に２０．３以上である。

【0012】

本発明の一態様によれば、表面部材の表面の所定時間内における温度上昇Ｔｕと、表面部材の表面各所の温度上昇後における温度差Ｔｅと、の関係Ｔｕ／Ｔｅで定義される総合評価指標Ａに関し、発熱領域中に発熱部位が５０％以上の面積を占める場合に５以上であり、発熱領域中に発熱部位が８０％以上の面積を占める場合に２０．３以上としたため、面状発熱体表面からの効率的で均一な熱放射を実現した面状発熱体である。

【0013】

本発明の一態様は、表面部材の表面の所定時間内における温度上昇Ｔｕと、表面部材の表面各所の前記温度上昇後における温度差Ｔｅと、前記発熱領域中の前記非発熱部位の割合Ｒｎと、の関係Ｔｕ・Ｒｎ／Ｔｅで定義される総合評価指標Ｂが１．７以上である。

【0014】

本発明の一態様によれば、表面部材の表面の所定時間内における温度上昇Ｔｕと、表面部材の表面各所の前記温度上昇後における温度差Ｔｅと、前記発熱領域中の前記非発熱部位の割合Ｒｎと、の関係Ｔｕ・Ｒｎ／Ｔｅで定義される総合評価指標Ｂを１．7以上としたため、面状発熱体表面からの効率的で均一な熱放射を実現できる。

【0015】

本発明の一態様は、導電性粒子が高分子マトリクスに分散した導電性インクの硬化体である薄膜発熱層である。本発明の一態様によれば、導電性粒子が高分子マトリクスに分散した導電性インクの硬化体である薄膜発熱層であるため、所望の形状に薄膜発熱層を形成し易く、また柔軟な高分子マトリクスを用いることで変形が生じても断線し難い薄膜発熱層とすることができる。

【0016】

本発明の一態様は、薄膜発熱層を構成する線のパターンが蛇腹状パターンである。本発明の一態様によれば、薄膜発熱層を構成する線のパターンが蛇腹状パターンであるため、パターン内に均一に電流を流すことができ、また発熱領域内の発熱部位の割合を高めることができることから面状発熱体表面からの効率的で均一な熱放射を実現できる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、面状発熱体表面からの効率的で均一な熱放射を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】面状発熱体の概略平面図である。

【図2】図１の面状発熱体のＩ－Ｉ線断面図である。

【図3】発熱領域を説明する説明図である。

【図4】面状発熱体の一利用態様を示す説明図である。

【図5】別の面状発熱体の概略平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本発明の面状発熱体について次の実施形態に基づいて詳しく説明する。図１には面状発熱体１０の概略平面図を、図２にはその断面図をそれぞれ示す。なお、図２では層構成を分かり易く示すことを目的に横幅に比べて厚みを厚く表示しているため、その縦横比は実際とは異なる。これらの図で示すように面状発熱体１０は、線１１ａでパターンを形成する薄膜発熱層１１と、この薄膜発熱層１１を挟んで熱放射面側となる表面部材１２と、この薄膜発熱層１１を挟んで放射面側とは反対側となる裏面部材１３とを有している。

【0020】

表面部材１２は、熱放射面側に位置する薄膜発熱層１１を覆う部材であり、自動車等の車両の内装に面状発熱体１０を組み込んで使用するような場合には、自動車の内装材となる部分としても良いし、そうした内装材のさらに内側に設ける部分として構成しても良い。表面部材１２には硬質樹脂、可撓性フィルム又は柔軟なゴムシート、皮革（合成皮革）、フォーム、繊維等を利用することができ、例えばその材質として、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリイミド、合成ゴム、熱可塑性エラストマ、織布、不織布等が挙げられる。面状発熱体１０を取付ける車両用内装部品の形状に追従して取付け可能な柔軟性又は伸長性を有した材質とすることは好ましい。そして、こうした材質の表面部材１２は後述の熱抵抗を有するものである。

【0021】

裏面部材１３は、後述の薄膜発熱層１１に対して熱放射面とは反対側に設けた薄膜発熱層１１を覆う部材であり、その材質は、表面部材１２と同様の材質とすることができるが後述の熱抵抗を有するものであり、発泡体や柔軟な材質とすることは好ましい。

【0022】

表面部材１２と裏面部材１３はそれぞれ所定の熱抵抗（℃／in^２Ｗ）を有しており、表面部材１２の熱抵抗をＲ１とし、裏面部材１３の熱抵抗をＲ２とすると、Ｒ１とＲ２との間で、次の式（１）を満たす関係を有している。

【0023】

０．００６ ＜ Ｒ１／Ｒ２ ＜ ０．７ ・・・・ 式（１）

【0024】

Ｒ１／Ｒ２が０．００６より小さくても、Ｒ１／Ｒ２が０．７より大きくても、面状発熱体１０表面からの効率的な熱輻射を達成できないからである。

【0025】

薄膜発熱層１１は、金属又は導電性樹脂材料等の薄膜からなる熱発生源を線状パターンに形成したものである。より具体的には、線幅よりも厚さを薄くして膜状の線１１ａとし、それを所望のパターンに形成した発熱層である。このように形成された薄膜発熱層１１は、表面部材１２や裏面部材１３と一体化したとき線１１ａどうしの隙間に空気が混入し難くすることができ、後述の均熱性を高めやすいという点で好ましい。これに対して、線幅に対して厚さが薄くない発熱層を設けると、表面部材１２や裏面部材１３と一体化したときに、発熱層の厚さが大きいため線がある箇所とない箇所の段差が大きくなり、段差に空気が混入しやすくなる懸念がある。そして空気が混入すると前記間隙への熱の伝わりが阻害され、線と隙間の温度差が大きくなり、均熱性が悪くなる。線幅に対して厚さが薄くないために空気が混入しやすい線としては、ニクロム線等の線幅と線高さが略同一長さとなる金属細線を例示できる。

【0026】

薄膜発熱層１１の材質として、金属には銀、銅、ニッケル、アルミニウム、鉄等の金属又は合金類が挙げられ、導電性樹脂材料としては絶縁性バインダーに導電性粒子が分散した導電性インクを硬化させた層（導電性インクの硬化体）やポリチオフェン系導電性高分子（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の導電性高分子が挙げられる。絶縁性バインダーを構成する高分子マトリクスとしては硬質のものであって良いが、柔軟な架橋ゴムや熱可塑性エラストマであれば曲面を有する形状にも面状発熱体１０を形成し易く好ましい。

【0027】

架橋ゴムや熱可塑性エラストマとして、具体的にはシリコーンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、１，２－ポリブタジエン、スチレン－ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、エチレン―プロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、フッ素ゴム、又はウレタンゴム等の架橋ゴム、スチレン系熱可塑性エラストマ、オレフィン系熱可塑性エラストマ、エステル系熱可塑性エラストマ、ウレタン系熱可塑性エラストマ、アミド系熱可塑性エラストマ、塩化ビニル系熱可塑性エラストマ、又はフッ素系熱可塑性エラストマ等の熱可塑性エラストマが挙げられる。これらの材質の中でも、伸長性が必要とされる場合にはシリコーンゴムにより薄膜発熱層１１を形成することが好ましい。また、表面部材や裏面部材との密着性を高めるために、それらと親和性の良い樹脂を用いることが好ましい。例えば、裏面部材としてウレタンフォームを用いる場合には、絶縁性バインダーにはウレタン系の樹脂を用いることが好ましく、オレフィン系部材に対してはオレフィン系の絶縁性バインダーを用いることが好ましい。

【0028】

導電性粒子には、カーボンや金属等の導電性粉末を用いることができ、低抵抗の金属粉末を用いることが好ましく、金属粉末の中では極めて低い抵抗値を有する銀粉末がより好ましい。

【0029】

線１１ａでパターンを形成する薄膜発熱層１１は、例えば図１で示す形状のように、線１１ａを蛇腹状に配線した薄膜発熱層１１とすることができる。ここで、線１１ａでパターンを形成するとは、多角形や円等の線ではない形状とすると、そうした形状の中を電流が流れることで電流の流れ易さに多少が生じるため、そうした形状を除く趣旨である。線幅に対して高さの低い上記のような線１１ａが平面上に互いに重ならずに直線及び曲線を形成して描くパターンとすることが好ましい。なお、図で示す面状発熱体１０ａでは線幅を図１で示す面状発熱体１０の場合よりも狭く、線ごとの間隔を広くした態様を示す。

【0030】

また、薄膜発熱層１１の線状パターンは、線１１ａによる発熱部位Ｈと、線１１ａで挟まれる非発熱部位Ａとで形成される発熱領域ＨＡ中に、発熱部位Ｈが好ましくは５０％以上、より好ましくは８０％以上の面積を占めるものとして形成される。ここで発熱領域ＨＡを、図３を用いて説明すると、線状パターンを形成する線１１ａのうち端子部１１ｂを除く線の部分が発熱部位Ｈであるので、それら発熱部位によって挟まれる非発熱部位Ａを併せた部位(図３の一点鎖線で囲まれた部位)が発熱領域ＨＡである。

【0031】

そして、発熱領域ＨＡのうち発熱部位Ｈである線が好ましくは５０％以上、より好ましくは８０％以上の面積を占めることとしたのは、５０％を下回る場合には、面状発熱体表面からの効率的で均一な熱放射がし難くなりバラツキが出易くなると考えられるからであり、８０％以上がより好ましいとしたのは、８０％を下回る場合よりもより高い熱効率が得られるからである。

【0032】

薄膜発熱層１１と、表面部材１２及び裏面部材１３との積層は、表面部材１２の裏面に薄膜発熱層１１となる導電性インクを塗布した後、導電性インクを塗布した表面部材１２の裏面に裏面部材１３となる液状樹脂を射出して固化する等の方法で行うことができ、面状発熱体１０を製造できる。

【0033】

表面部材１２や裏面部材１３の形状や厚みは適宜、所望の形状、厚みに形成でき、面状発熱体１０の使われる部位、用途にもよるが、表面部材１２の厚みは ０．５～２ｍｍとすることは好ましい。０．５ｍｍよりも薄いと、発熱がダイレクトに表面に伝わってしまい均熱性が十分ではないおそれがあり、２ｍｍよりも厚いと、表面部材１２の表面にまで効率的に熱伝達されないおそれがある。一方、裏面部材１３の厚みは１～１０ｍｍとすることが好ましい。１ｍｍより薄いと、裏面側からの放熱が多くなり、熱量のロスが大きくなる。また１０ｍｍより厚くすると、コンパクトな要請に叶わないおそれがある。

【0034】

また、薄膜発熱層１１の厚みは導電性インクを硬化させた層である場合は５～２００μｍ、金属や導電性高分子である場合は０．１～５０μｍとすることは好ましい。それぞれ、下限よりも薄いと、発熱をさせることができず均熱性が充分ではないおそれがあり、また断線のおそれもある。また、上限よりも厚いとその形成が困難である。薄膜発熱層１１の線の幅は１ｍｍ～５０ｍｍとすることは好ましい。１ｍｍよりも細いと、発熱領域ＨＡの８０％以上の面積を占めるための線１１ａの長さが長くなりすぎることから、抵抗値が上昇してしまい十分な発熱をさせることができず、また断線のおそれもある。５０ｍｍよりも太いと均一な電流が流れないおそれがある。

【0035】

こうして得られる面状発熱体１０は、薄膜発熱層１１の端子部１１ｂが図示しない配線に接続されて制御装置に連結される。薄膜発熱層１１から放熱が生じると裏面部材１３には熱が伝わり難い一方で、表面部材１２にはその厚み方向だけでなく面方向にも熱が伝わり易く、表面部材１２の表面からの効率的で均一な放熱を実現できる。

【0036】

面状発熱体１０は少なくとも上記構成からなるが、薄膜発熱層１１の表面部材１２又は裏面部材１３への接着性改善、あるいは密着性改善、さらには製造方法の改良等のために、薄膜発熱層１１と表面部材１２、又は薄膜発熱層１１と裏面部材１３との間に中間層１４を設ける構成とすることもできる。一例として中間層１４を設けることで、薄膜発熱層１１の傷付き、水分、腐食性ガス等との接触を回避することができ、こうした目的によれば、例えばアクリル系又はウレタン系、ポリエステル系などの液状材料から中間層１４を塗膜形成できる。

【0037】

あるいはまた、表面部材１２や裏面部材１３の表面が粗面であって直接、薄膜発熱層１１を設け難い場合等では、これらの表面に導電性インクを塗布し易くするために、その表面を平滑にする中間層１４を設けることもできる。中間層１４はまた、表面部材１２と裏面部材１３の接着層とすることもできる。なおこうした中間層１４の厚みは１～５０μｍとすることができ、表面部材１２や裏面部材１３の大きさに比べて小さいため、熱伝達への影響は無視できる。

【0038】

面状発熱体１０は、図４で示すように、自動車１の運転席２の両サイドに有するドア側アームレスト部３とセンターコンソール側アームレスト部４等に設けることで乗員を効率的に暖めることができる。

【0039】

なお、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例は、全て本発明の範囲に含まれる。

【実施例0040】

次に実施例（比較例）に基づいて本発明をさらに説明する。以下の各表に示す構成からなる面状発熱体を作製して試料１～試料３２とした。これらの試料について後述の各種試験を行った。

【0041】

＜試料１～試料３２の作製＞：
表面部材１２及び裏面部材１３としては各表に記載の樹脂材料シート、具体的には、厚さ１ｍｍのポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム（ＰＥＴ）、厚さ０．５ｍｍのアクリルニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂フィルム（ＡＢＳ）、厚さ２ｍｍの独立気孔のポリプロピレンフォーム（フォーム）を用いた。また、各部材の熱抵抗値は各表に記載した。薄膜発熱層１１は、ＰＥＴ及びＡＢＳに対してはウレタン系樹脂にフレーク状銀フィラーが分散した銀インク、ポリプロピレンフォームに対してはポリプロピレン樹脂にフレーク状銀フィラーが分散した銀インクを用い、層厚１２μｍで図１の形状では線幅が１５ｍｍ、図５の形状では線幅が８．５ｍｍとなるように、図１又は図５で示す形状に裏面部材１３上に塗布して形成した。パターンＡの抵抗値は４．１Ω、パターンＢの抵抗値は１１．０Ωだった。表面部材１２と裏面部材１３の接合は両面テープで行った。上記素材の熱伝導率(１・Ｋ)は、ＰＥＴで０．２５、ＡＢＳで０．１６、フォームで０．０４であった。

【0042】

＜発熱試験＞：
各試料について薄膜発熱層１１に導電してからの時間と表面部材１２が温まる様子について調べた。まず、薄膜発熱層１１における一つの線の中心となる位置Ｐ１での表面部材１２の表面温度を測定し、初期温度として記録した。次に、薄膜発熱層１１の端子部１１ｂに電圧１２Ｖを印加し通電する。そして電圧の印加から位置Ｐ１での２０秒後の温度を測定し、初期温度との差を算出し「２０秒昇温」（℃）として記録した。同様に電圧の印加から８０秒後の温度を測定し、初期温度との差を算出し「８０秒昇温（℃）」として記録した。
また、発熱領域ＨＡ内の複数の任意の位置Ｐ２での電圧の印加から８０秒後の温度を測定し、初期温度との差を算出し、最も初期温度との差が大きい価をＰ２における８０秒昇温（℃）として記録した。そして、前記Ｐ１における８０秒昇温（℃）とこのＰ２における８０秒昇温（℃）の差を算出して「８０秒均熱性（℃）」として記録した。これらの結果を各表に記した。温度の計測にはサーモグラフィー（日本アビオニクス株式会社製、型番「ＩｎｆＲｅＣ Ｒ４５０ＰＲＯ」）を用いた。

【0043】

＜官能試験＞：
各試料について薄膜発熱層１１に導電してから８０秒後に表面部材１２の表面に手のひらを当て温かみの感触について評価した。表面全体が十分に温かく均等に温まっていると感じられた場合を「Ａ」、表面全体が均等に温まっていると感じられた場合を「Ｂ」、表面にやや温度のむらがあるように感じられた場合を「Ｃ」、表面に明らかなむらがあると感じられた場合を「Ｄ」とそれぞれ評価した。

【0044】

＜昇温と均熱性の評価指標＞：
薄膜発熱層１１からの熱が効率的に表面部材１２の表面に伝わることが好ましく、それはどれだけ早く表面部材１２の表面が温まるかで評価することができるため、Ｐ１における８０秒昇温Ｔｕを評価の指標の一つとした。また、薄膜発熱層１１からの熱が表面部材１２にくまなく広がることが好ましく、それは表面部材１２の表面位置が違っても表面温度差がどれだけ少ないかで評価することができるため、８０秒後のＰ１とＰ２における温度差である８０秒均熱性Ｔｅを評価の指標の一つとした。そして、この２つの指標は、８０秒昇温の価が大きいと８０秒均熱性の価も大きく、８０秒昇温の価が小さいと８０秒均熱性の価も小さい傾向が強く、この２つの指標のバランスが重要であることから、この２つの指標を統合した８０秒昇温Ｔｕ／８０秒均熱性Ｔｅを１つの総合指標（総合評価指標Ａ）として導いた。また、発熱領域中の発熱部位(又は非発熱部位)の割合によってこの指標には差が生じるため、発熱部位の割合の影響を抑えるように、発熱領域中の非発熱部位の割合Ｒｎを乗算したＴｕ・Ｒｎ／Ｔｅを別の総合指標（総合評価指標Ｂ）とし、各試料についてこの総合評価指標Ａ及び総合評価指標Ｂの価を求めた。その結果を各表に記載した。

【0045】

＜表面部材と裏面部材の熱抵抗比；Ｒ１／Ｒ２＞：
各試料の表面部材１２及び裏面部材１３のそれぞれの熱抵抗を測定し、表面部材１２の熱抵抗Ｒ１を裏面部材１３の熱抵抗Ｒ２で割った熱抵抗比Ｒ１／Ｒ２を算出して各表に記載した。

【0046】

【表1】

【0047】

【表2】

【0048】

【表3】

【0049】

【表4】

【0050】

＜考察＞：
（１）総合評価指標Ａ及びＢについて
上記官能試験の結果と上記総合評価指標Ｂの数値を参照すると、官能試験で優れた結果であるＡ又はＢとなった試料では総合評価指標Ｂが１．７以上となり、官能試験で劣った結果であるＣ又はＤとなった試料では総合評価指標Ｂが１．７未満となり、総合評価指標Ｂが面状発熱体の性能評価として適切な指標として採用できることがわかった。このことより、表面部材の表面の所定時間内における温度上昇をＴｕとし、表面部材の表面各所の前記温度上昇後における温度差をＴｅとし、発熱領域中の非発熱部位の割合をＲｎとすると、ＴｕとＴｅとＲｎとの関係Ｔｕ・Ｒｎ／Ｔｅで定義される総合評価指標Ｂが１．７以上であれば優れた面状発熱体が得られることがわかる。

【0051】

（２）表面部材の熱抵抗と裏面部材の熱抵抗の熱抵抗比Ｒ１／Ｒ２について
上記官能試験の結果を参照すると、官能試験で優れた結果であるＡ又はＢとなった試料では、薄膜発熱層１１が熱抵抗比Ｒ１／Ｒ２が０．００６より大きく、かつ０．７より小さい範囲に入る一方で、官能試験で劣った結果であるＣ又はＤとなった試料では、薄膜発熱層１１が熱抵抗比Ｒ１／Ｒ２が０．００６より小さいか、０．７より大きくなり、熱抵抗比Ｒ１／Ｒ２で面状発熱体の性能評価をできることがわかった。

【0052】

（３）熱抵抗比Ｒ１／Ｒ２が０．００６より大きく、かつ０．７より小さい範囲に入る試料において８０秒昇温Ｔｕ／８０秒均熱性Ｔｅで示される総合評価指標Ａをみると、薄膜発熱層の面積が９４％の試料は、２８．４～４０．９であった。また、薄膜発熱層の面積が８０％の試料は２０．３であった。さらにまた、薄膜発熱層の面積が５３％の試料は５．５～６．３であった。加えて、また、発熱層としてニクロム線を用いた面積が２．２％の試料は１．２であった。この結果、面積が５０％以上の場合に、総合評価指標Ａの値が大きいことがわかった。また薄膜発熱層の面積が８０％以上の場合には、総合評価指標Ａが顕著に優れることがわかった。

【符号の説明】

【0053】

１０，１０ａ 面状発熱体
１１ 薄膜発熱層
１１ａ 線
１１ｂ 端子部
１２ 表面部材
１３ 裏面部材
１４ 中間層
１ 自動車
２ 運転席
３ ドア側アームレスト部
４ センターコンソール側アームレスト部
ＨＡ 発熱領域
Ｈ 発熱部位
Ａ 非発熱部位

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】