(57)【要約】      （修正有）【課題】雨や凍結等に起因する曇りを防止することができるとともに、曇りが発生した場合には、曇りを短時間で除去することが可能な面状発熱体を提供する。【解決手段】樹脂製の基体１１と、基体上に形成された熱拡散層１２と、熱拡散層上に形成された熱線１３と、熱線と接続された給電部１５とを備えた面状発熱体１０であって、熱拡散層は、炭化ケイ素からなり、熱拡散層は、熱線が形成された部分に熱線よりも広い幅で形成されていることを特徴とする面状発熱体。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製の基体と、前記基体上に形成された熱拡散層と、前記熱拡散層上に形成された熱線と、前記熱線と接続された給電部とを備えた面状発熱体であって、
前記熱拡散層は、炭化ケイ素からなり、前記熱拡散層は、前記熱線が形成された部分に前記熱線よりも広い幅で形成されていることを特徴とする面状発熱体。
【請求項２】
前記熱拡散層の幅は、前記熱線全体の配置された面積を包含して施されているか、又は、前記熱線の幅の５〜５０倍である請求項１に記載の面状発熱体。
【請求項３】
前記熱拡散層の厚さは、２０〜５００ｎｍである請求項１又は２に記載の面状発熱体。
【請求項４】
さらに、前記熱線全体を覆って形成された樹脂フィルムと、前記基体と前記樹脂フィルムとの間に形成された充填層とを備えている請求項１〜３のいずれかに記載の面状発熱体。
【請求項５】
前記充填層は、前記樹脂フィルムと前記基体との間に形成された空間を充填するとともに、前記樹脂フィルムと前記基体とを接着する接着剤として機能している請求項４に記載の面状発熱体。
【請求項６】
前記基体は、ポリカーボネートからなる請求項１〜５のいずれかに記載の面状発熱体。
【請求項７】
前記充填層は、シリコーン系樹脂からなる請求項４〜６のいずれかに記載の面状発熱体。
【請求項８】
前記基体上に所定の距離離れて設けられた２つの給電部をそれぞれ接続するように、複数の熱線が所定の間隔で設けられている請求項１〜７のいずれかに記載の面状発熱体。
【請求項９】
自動車用のリアデフォッガーとして用いられる請求項１〜８のいずれかに記載の面状発熱体。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の面状発熱体の製造方法であって、
前記基体上に物理蒸着法により炭化ケイ素からなる熱拡散層を形成する熱拡散層形成工程と、
前記樹脂フィルム上に金属箔を貼り付ける金属箔貼付工程と、
前記金属箔をエッチングすることにより所定パターンの熱線及び給電部を形成するエッチング工程とを含むことを特徴とする面状発熱体の製造方法。
【請求項１１】
さらに、前記熱線及び前記給電部が形成された樹脂フィルムに、接着剤として機能する充填層を形成する充填層形成工程と、
フィルム上に熱線、給電部及び充填層が形成された樹脂フィルムを、前記熱線が前記熱拡散層上に配置されるように前記充填層を介して前記基体に貼り付ける樹脂フィルム貼付工程とを含む請求項１０に記載の面状発熱体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面状発熱体及び該面状発熱体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用のウインドウに、樹脂板を用いる試みがなされているが、樹脂板を自動車用のリアウインドウとして用いる場合、雨や凍結等に起因する曇りの除去又は曇りを防止するための発熱線をどのように設けるかが問題となる。
通常、ポリカーボネート等からなる樹脂板は、ガラスと比べて熱伝導率が低いため、樹脂板上に導電線を設けても、導電線の発熱による熱が樹脂板全体に広がるのに時間がかかり、短時間で曇りを除去しにくいという問題があった。
【０００３】
特許文献１には、上記問題を解決するために、樹脂基材と、前記樹脂基材に設けられた導電性メッシュと、前記導電性メッシュに接続された給電部とを備え、前記導電性メッシュは、互いに間隔を空けて延在する複数本の第１の導電線と、互いに間隔を空けて延在する複数本の第２の導電線とを含み、開口部が形成されるように前記第１の導電線と前記第２の導電線とが交差してなる部材であり、前記給電部は、前記第１の導電線および前記第２の導電線に電流を流すことができるように前記導電性メッシュの両端に設けられている面状発熱体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−６０７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような面状発熱体では、メッシュ状に導電線のパターンが設けられているため、導電線より発生した熱が、導電線が設けられている領域の全体に広がり易いという効果はあるが、やはりガラスに比べると素早く曇りを除去することが難しく、充分に早く樹脂基材の温度を上げるために、メッシュの目開きを小さくすると、クリアな視界を確保するのが難しくなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、雨や凍結等に起因する曇りを防止することができるとともに、曇りが発生した場合には、曇りを短時間で除去することが可能な面状発熱体及び該面状発熱体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】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明の面状発熱体は、樹脂製の基体と、上記基体上に形成された熱拡散層と、上記熱拡散層上に形成された熱線と、上記熱線と接続された給電部とを備えた面状発熱体であって、
上記熱拡散層は、炭化ケイ素からなり、上記熱拡散層は、上記熱線が形成された部分に上記熱線よりも広い幅で形成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の面状発熱体では、熱線に電流を流して発熱させることにより、窓等の基体に曇りが発生するのを防止することができるとともに、熱線の直下にＳｉＣからなる熱拡散層が形成されているので、熱線に電流を流して発熱させた際、短時間で熱が熱拡散層を介して拡散するため、窓等の基体に曇りが発生している場合であっても、短時間で曇りが除去される。
【０００９】
また、本発明の面状発熱体では、熱拡散層により熱を拡散することができるので、熱線を狭い間隔で設ける必要がなく、充分に窓等を通した視界を確保することができる。
【００１０】
本発明の面状発熱体において、上記熱拡散層の幅は、上記熱線全体の配置された面積を包含して施されているか、又は、上記熱線の幅の５〜５０倍であることが好ましい。
【００１１】
本発明の面状発熱体において、上記熱拡散層の幅が、上記熱線全体の配置された面積を包含して施されているか、又は、上記熱拡散層が上記熱線の幅の５〜５０倍で形成されていると、熱線から発生した熱が上記熱拡散層を介して熱が短時間で周囲に拡散するため、窓等の曇りがより短時間で除去される。
上記熱拡散層の幅が上記熱線の幅の５倍未満であると、熱拡散層の幅が狭すぎるため、熱線から発生した熱が周囲に拡散しにくく、窓等の曇りを短時間で除去するのが困難となる。
一方、上記熱拡散層の幅が上記熱線の幅の５０倍を超えると、熱線から発生した熱が周囲に拡散する速度が低下し、熱拡散層が５０倍を超えた領域に存在しない場合と大きな差がなくなる。ただし、熱拡散層の幅が上記熱線全体の配置された面積を包含して施されている場合には、容易に熱拡散層を形成することができるので、熱拡散層の幅が上記熱線全体の配置された面積を包含して施されていてもよい。
【００１２】
本発明の面状発熱体では、さらに、上記熱線全体を覆って形成された樹脂フィルムと、上記基体と上記樹脂フィルムとの間に形成された充填層とを備えていることが望ましい。
一般的に熱拡散層により樹脂基体上で熱を拡散させると、樹脂基体自体が膨張し、熱線が剥離しやすくなる傾向があるが、本発明の面状発熱体が充填層を備えていると、上記充填層の接着効果によって、迅速な曇りの除去と熱線剥離の相矛盾する問題を解消することができる。
【００１３】
さらに、本発明の面状発熱体で、上記基体と上記樹脂フィルムとの間に充填層が形成されていると、空気等のガスが基体と樹脂フィルムとの間に存在していないので、熱によりガスが膨張し、樹脂フィルム等が持ち上げられて剥離するおそれがなく、同時に、熱線は、樹脂フィルム、充填層及び熱拡散層により囲まれており、空気や水分等と接触するおそれがないので、酸化等により熱線が劣化するのを防止することができる。
【００１４】
本発明の面状発熱体において、上記熱拡散層の厚さは、２０〜５００ｎｍであることが好ましい。
上記面状発熱体において、上記熱拡散層の厚さが２０〜５００ｎｍであると、熱線から発生した熱を良好に周囲に拡散することができ、短時間で窓等に発生した曇りを除去することができる。
上記熱拡散層の厚さが２０ｎｍ未満であると、熱拡散層が薄すぎるため、熱線から発生した熱を良好に周囲に拡散することが難しくなる。一方、上記熱拡散層の厚さが５００ｎｍを超えると、熱拡散層を形成するのに時間がかかりすぎ、面状発熱体の製造コストが高くなってしまう。
【００１５】
本発明の面状発熱体において、上記充填層は、上記樹脂フィルムと上記基体との間に形成された空間を充填するとともに、上記樹脂フィルムと上記基体とを接着する接着剤として機能していることが好ましい。
本発明の面状発熱体において、上記充填層は、上記樹脂フィルムと上記基体との間に形成された空間を充填していると、空気等のガスが基体と樹脂フィルムとの間に存在しないので、熱によりガスが膨張し、樹脂フィルム等が持ち上げられて剥離するおそれがない。また、充填層が樹脂フィルム及び基体と強く接着しているため、樹脂フィルム、熱線及び給電部が基体より剥離しにくい。
【００１６】
本発明の面状発熱体において、上記基体は、ポリカーボネートからなることが好ましい。
本発明の面状発熱体において、上記基体は、ポリカーボネートからなると、透明性に優れるとともに、機械的特性にも優れ、自動車用の窓として最適である。
【００１７】
本発明の面状発熱体において、上記充填層は、シリコーン系樹脂からなることが好ましい。
本発明の面状発熱体において、上記充填層がシリコーン系樹脂からなる場合、耐熱性、耐候性に優れているので、熱線が発熱を繰り返しても変性等が発生しにくく、また、充填層が高硬度であるので、面状発熱体が変形しにくい。
【００１８】
本発明の面状発熱体では、上記基体上に所定の距離離れて設けられた２つの給電部をそれぞれ接続するように、複数の熱線が所定の間隔で設けられていることが好ましい。
このようなパターンの熱線の直下に熱拡散層を設けることにより、短時間で曇りを除去することができ、メッシュのような縦横の配線と異なるので、視界が妨げられない。
【００１９】
本発明の面状発熱体は、自動車用のリアデフォッガーとして用いられることが好ましい。
本発明の面状発熱体は、上記のような効果を有するので、自動車用のリアデフォッガーとして最適である。
【００２０】
本発明の面状発熱体の製造方法は、上記面状発熱体の製造方法であって、上記基体上に物理蒸着法により炭化ケイ素からなる熱拡散層を形成する熱拡散層形成工程と、上記樹脂フィルム上に金属箔を貼り付ける金属箔貼付工程と、上記金属箔をエッチングすることにより所定パターンの熱線及び給電部を形成するエッチング工程とを含むことを特徴とする。
【００２１】
本発明の面状発熱体の製造方法では、物理蒸着法を用いるので、樹脂製の基体上に炭化ケイ素からなる熱拡散層を形成することができ、光リソグラフィー等の方法を用いエッチングにより熱線及び給電部のパターンを形成することができ、上述した優れた効果を有する面状発熱体を製造することができる。
【００２２】
本発明の面状発熱体の製造方法においては、さらに、上記熱線及び上記給電部が形成された樹脂フィルムに、接着剤として機能する充填層を形成する充填層形成工程と、フィルム上に熱線、給電部及び充填層が形成された樹脂フィルムを、上記熱線が上記熱拡散層上に配置されるように上記充填層を介して上記基体に貼り付ける樹脂フィルム貼付工程とを含むことが望ましい。
【００２３】
本発明の面状発熱体の製造方法では、接着剤として機能する充填層を形成した後、基体に貼り付けることにより、より基体との密着性に優れる面状発熱体を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１（ａ）は、本発明の面状発熱体の一例を模式的に示す平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す面状発熱体のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明の面状発熱体の他の一例を模式的に示す平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す面状発熱体のＢ−Ｂ線断面図である。
【００２５】
（発明の詳細な説明）
以下、本発明の面状発熱体について詳述する。
【００２６】
本発明の面状発熱体は、樹脂製の基体と、上記基体上に形成された熱拡散層と、上記熱拡散層上に形成された熱線と、上記熱線と接続された給電部とを備えた面状発熱体であって、上記熱拡散層は、炭化ケイ素からなり、上記熱拡散層は、上記熱線が形成された部分に上記熱線よりも広い幅で形成されていることを特徴とする。
【００２７】
本発明の面状発熱体は、上記のように構成されており、熱線に電流を流して発熱させることにより、窓等の基体に曇りが発生するのを防止することができる。また、熱線の直下にＳｉＣからなる熱拡散層が形成されているので、熱線に電流を流して発熱させた際、短時間で熱が熱拡散層を介して拡散し、窓等に曇りが発生している場合であっても、短時間で曇りが除去される。
【００２８】
また、熱拡散層により熱を拡散することができるので、熱線を狭い間隔で設ける必要がなく、充分に窓等を通した視界を確保することができる。
【００２９】
本発明の面状発熱体では、さらに、上記熱線全体を覆って形成された樹脂フィルムと、上記基体と上記樹脂フィルムとの間に形成された充填層とを備えていることが望ましい。
一般的に熱拡散層により樹脂上で熱を拡散させると、樹脂基体自体が膨張し、熱線が剥離しやすくなる傾向があるが、本発明の面状発熱体が充填層を備えていると、上記充填層の接着効果によって、迅速な曇りの除去と熱線剥離の相矛盾する問題を解消することができる。
【００３０】
さらに、本発明の面状発熱体で、上記基体と上記樹脂フィルムとの間に充填層が形成されていると、空気等のガスが基体と樹脂フィルムとの間に存在していないので、熱によりガスが膨張し、樹脂フィルム等が持ち上げられて剥離するおそれがなく、同時に、熱線は、樹脂フィルム、充填層及び熱拡散層により囲まれており、空気や水分等と接触するおそれがないので、酸化等により熱線が劣化するのを防止することができる。
【００３１】
上記した本発明の面状発熱体の形状、構造等の一例について、さらに詳述する。
図１（ａ）は、本発明の面状発熱体の一例を模式的に示す平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す面状発熱体のＡ−Ａ線断面図である。
図１（ａ）及び（ｂ）に示す面状発熱体１０は、基体１１と、基体１１の表面に形成された熱拡散層１２と、熱拡散層１２上に、互いに平行になるように形成された複数の熱線１３と、熱線１３の全体を覆って形成された樹脂フィルム１４と、基体１１と樹脂フィルム１４との間に形成された充填層１６と、熱線１３と接続された給電部１５（１５ａ、１５ｂ）とを備え、熱拡散層１２は、炭化ケイ素からなり、熱拡散層１２は、熱線１３が形成された部分に熱線よりも広い幅で形成されている。
【００３２】
本発明の面状発熱体を構成する基体は、樹脂製である。上記基体を構成する透光性樹脂としては、ポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）系樹脂、アクリル系樹脂等が挙げられる。これらの中では、ポリカーボネート（ＰＣ）系樹脂等が好ましい。
【００３３】
本発明の面状発熱体において、基体の表面の表面粗さＲｚＪＩＳは、１０ｎｍ以上が望ましい。上記した表面粗さＲｚＪＩＳは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１（２００１）で定義される十点平均粗さである。
上記基体の粗化面の表面粗さＲｚＪＩＳが１０ｎｍ未満であると、基体の表面積が小さくなるため、基体上に形成する熱拡散層や充填層との密着性が充分に得られにくくなり、熱拡散層や充填層が剥離し易くなる。一方、基体表面の表面粗さＲｚＪＩＳが５０ｎｍを超えると、気体の透明性が劣るようになる。
なお、基体表面の表面粗さＲｚＪＩＳは、レーザー顕微鏡（キーエンス社製ＶＫ−Ｘ２００ｖｉｏｌｅｔ仕様）を用いて表面の輪郭曲線を測定した後、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１（２００１）に準拠して、走査距離は３０μｍとして測定することができる。
【００３４】
本発明の面状発熱体を構成する基体の表面には、熱拡散層が形成されている。
熱拡散層は、その上に形成する熱線の熱を速やかに周囲に拡散させる機能を有するものであり、透明性及び高い熱伝導性が要求される。
上記要求に答える材料として、熱拡散層は、炭化ケイ素からなる。熱拡散層の厚さは、２０〜５００ｎｍが望ましい。熱拡散層は、物理蒸着法により形成されていることが望ましい。
【００３５】
熱拡散層の厚さが２０ｎｍ未満であると、熱拡散層が薄すぎるため、熱線から発生した熱を良好に周囲に拡散することが難しくなる。一方、上記熱拡散層の厚さが５００ｎｍを超えると、熱拡散層を形成するのに時間がかかりすぎ、面状発熱体の製造コストが高くなってしまう。
【００３６】
熱拡散層の上には、通電により発熱し、基体に発生した曇りを除去するための熱線が形成されている。
熱線は、銅、ニッケル、モリブデン、タンタル、タングステン、ニッケル−クロム系、鉄−クロム−アルミ系等の導電性の金属又は合金により形成されている。
熱線の形状は特に限定されるものではなく、種々の形状を取り得る。最も基本的な形状としては、互いに平行する直線が所定の間隔で水平方向に複数形成されたパターンが挙げられる。また、熱線の形状は、互いに平行する複数の波形状の曲線又は直線の組み合わせが所定の間隔で繰り返されるパターンであってもよい。波形状の曲線としては、サインカーブや上に凸の半円と下に凸の半円が水平方向に繰り返された形状が挙げられる。また、直線の組み合わせとしては、水平方向に対して４５°の直線と−４５°の直線が繰り返された形状が挙げられる。
熱線が直線の組み合わせの場合、屈曲している部分は、曲線から構成されるように、熱線の形状を変えてもよい。
【００３７】
熱線の厚さは、５〜５０μｍが好ましく、熱線の幅は、０．２〜０．８ｍｍが好ましい。熱線の幅が０．２ｍｍよりも細い場合には、熱線が細すぎるため、発熱の繰り返しにより断線が発生するおそれがある。一方、熱線の幅が０．８ｍｍよりも太い場合には、単位長さ当たりの抵抗値を大きくすることが難しくなり、発熱させにくくなるばかりでなく、施工が目立ち、デザイン上の観点よりふさわしくない。
【００３８】
熱線で発生した熱を周囲に効率よく拡散させ、曇りを除去するためには、熱拡散層の幅は、上記熱線全体の配置された面積を包含して施されているか、又は、上記熱線の幅の５〜５０倍であることが好ましい。
熱拡散層の幅が上記熱線の幅の５倍未満であると、熱拡散層の幅が狭すぎるため、熱線から発生した熱が周囲に拡散しにくく、窓等の曇りを短時間で除去するのが困難となる。
一方、熱拡散層の幅が上記熱線の幅の５０倍を超えると、熱線から発生した熱が周囲に拡散する速度が低下し、熱拡散層が５０倍を超えた領域に存在しない場合と大きな差がなくなる。ただし、熱拡散層の幅が上記熱線全体の配置された面積を包含して施されている場合には、容易に熱拡散層を形成することができるので、熱拡散層の幅が上記熱線全体の配置された面積を包含して施されていてもよい。
【００３９】
それぞれの熱線の両端には、端子電極として機能する給電部が形成されており、この給電部を介して熱線に電流が流れ、熱線が発熱する。この給電部は、電源に接続されている。
給電部を構成する材料は、特に限定されるものではないが、熱線と同じ材料であることが好ましい。樹脂フィルム上に貼付された金属箔をエッチングすることにより熱線を形成する際、同時に給電部を形成することができるからである。
この場合、給電部の幅を熱線よりも広くとることにより、断面積を増加させ、発熱を防止することができる。
【００４０】
また、本発明の面状発熱体では、樹脂フィルムが熱線の全体を覆って形成されていることが望ましい。
樹脂フィルムは、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、又は、シリカハイブリッドコンポジットからなることが好ましい。上記樹脂フィルムは、高い硬度を有するので、面状発熱体の表面が傷つきにくい。
【００４１】
シリコーン系樹脂は、４官能型のテトラアルコキシシランを主成分に、トリアルコキシシラン等を組み合わせたもので、最終的には、樹脂中にＳｉＯの３次元的な構造が形成される。また、シリコーン系樹脂は、触媒を用いることにより、又は、加熱により硬化させることができる。このように、樹脂フィルムとしてシリコーン系樹脂を用いた場合、ＳｉＯの３次元的な構造を有するので、硬く、耐摩耗性に優れている。
【００４２】
アクリル系樹脂は、多官能モノマー／単官能モノマー／ポリマー系からなり、多官能モノマーの種類、量によって架橋度を制御したものである。多官能モノマーとしては、ポリオールアクリレート、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等が挙げられる。このように、樹脂フィルムとしてアクリル系樹脂を用いた場合、紫外線により短時間で硬化させることができという特徴を有している。
【００４３】
シリカハイブリッドコンポジットとは、シリカゾル等の無機微粒子又は上記したシリコーン系樹脂を用いたＳｉＯの３次元的な構造体とハードコート層の形成に用いられるアクリル系樹脂やその他の樹脂を組み合わせたものであり、ラジカル重合性のアクリロイル基（ＡＣ）、メタクリロイル基（ＭＡＣ）、又は、カチオン重合性のオキセタニル基（ＯＸ）を有する樹脂を組み合わせることにより、紫外線等の光により硬化させることができる。
【００４４】
本発明の面状発熱体では、基体と樹脂フィルムとの間には、充填層が形成されていることが望ましい。この充填層は、樹脂フィルムと基体との間に形成された空間を充填するとともに、樹脂フィルムと基体とを接着する接着剤として機能している。
この充填層を構成する材料は、特に限定されるものではないが、例えば、エポキシ樹脂系接着剤、アクリル樹脂系接着剤、シリコーン樹脂系接着剤、変性シリコーン系接着剤等が挙げられる。
この面状発熱体では、樹脂フィルムと基材上の熱拡散層とに挟まれた熱線が発熱するため、上記接着剤は、耐熱性が要求されるとともに、発熱により溶剤等が揮発すると、剥離し易くなるので、溶剤等が含まれていない接着剤が好ましい。
【００４５】
本発明の面状発熱体において、熱拡散層、熱線、樹脂フィルム等の厚さは、例えば、レーザー顕微鏡を用いて測定することができる。
基体の表面に熱拡散層、熱線、樹脂フィルム等が形成された部分と熱拡散層、熱線、樹脂フィルム等が形成されていない部分がある試料を準備し、基体の表面に熱拡散層、熱線、樹脂フィルム等が形成された部分と熱拡散層、熱線、樹脂フィルム等が形成されていない部分の境界の段差をまたぐようにレーザー顕微鏡を走査して、その段差の高さを熱拡散層、熱線、樹脂フィルム等の厚さとして測定することができる。
上記測定用試料は、形成した熱拡散層、熱線、樹脂フィルム等の一部を除去することによって作製してもよい。
【００４６】
本発明の面状発熱体は、防曇性能を必要とする用途に使用することができ、例えば、自動車、航空機、船舶、鉄道、２輪車等の窓に防曇性能を備えた面状発熱体を使用することができる。
このため、基体は、平板である必要はなく、自動車のフロント部分やリア部分の窓のように、曲面からなるものであってもよい。
【００４７】
次に、本発明の面状発熱体の製造方法について説明する。
下記の面状発熱体の製造方法では、（５）充填層形成工程及び（６）樹脂フィルム貼付工程を記載しているが、充填層及び樹脂フィルムを使用しない場合には、上記工程を必要としない。
（１）基体の準備
本発明の面状発熱体の製造方法では、はじめに、基体を準備する。
基体としては、本発明の面状発熱体を構成する基体の説明で説明した材料を使用することができる。
樹脂材料を基体として使用する場合、使用する用途に応じて所定の形状に切削加工又は押し出し成型した板状の材料を準備する。
【００４８】
また、基体の表面の不純物を除去するために洗浄処理を行うことが好ましい。
上記洗浄処理としては特に限定されず、従来公知の洗浄処理を用いることができ、具体的には、例えば、水やアルコール溶媒中で超音波洗浄を行う方法等を用いることができる。
また、スパッタリング装置内に基体を設置し、プラズマを発生させることによって基体の表面をプラズマ洗浄してもよい。この場合、プラズマ洗浄の後にそのままスパッタリング等の方法により熱拡散層を形成をしてもよい。
【００４９】
また、上記洗浄処理後には、必要に応じて、基体の表面の粗さを調整するために、基体の表面に鏡面化処理や粗化処理を施してもよい。具体的には、例えば、サンドブラスト処理、エッチング処理等の処理を施してもよい。これらの処理は単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
上記処理の後に、さらに洗浄処理を施してもよい。
基体を構成する材料や基体表面の好ましい表面粗さ等については、既に本発明の面状発熱体を構成する基体の説明で説明したので、ここでは、その説明を省略する。
【００５０】
（２）熱拡散層形成工程
本発明の面状発熱体の製造方法では、続いて、熱拡散層形成工程として、基体上に物理蒸着法により炭化ケイ素からなる熱拡散層を形成する。
熱拡散層は、物理蒸着（ＰＶＤ）法を用いて形成することができる。
物理蒸着法により熱拡散層を形成する場合、基体の温度が高温にならず、基体に樹脂材料を用いた場合であっても、樹脂材料の耐熱温度以下の温度で熱拡散層を形成することができるので、熱拡散層の形成方法として適している。
具体的には、物理蒸着を５〜２００℃で行うことが好ましい。この温度はチャンバー内の設定温度であり、常温（２５℃±１５℃）であることも好ましい。
【００５１】
本発明の面状発熱体の製造方法では、物理蒸着法は、スパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティング、又は、イオンビーム蒸着により行われることが好ましい。
これらの中でもスパッタリングにより行われることがより好ましく、スパッタリングは、マグネトロンスパッタリング法、イオンビームスパッタリング法、２極スパッタリング法、反応性スパッタリング法、又は、ＥＣＲスパッタリング法であることが好ましい。
特に、ＲＦ（交流、高周波）スパッタリング法であることが好ましく、ＲＦマグネトロンスパッタリング法であることがより好ましい。
ＲＦスパッタリング法であると、絶縁体であるセラミックターゲットについてもスパッタリングが可能であり、マグネトロンスパッタリング法とすることによって成膜速度を速くすることができる。
【００５２】
ＲＦマグネトロンスパッタリング法による物理蒸着を行う場合には、スパッタリング装置に熱拡散層の材料となるターゲットを設置して、反射層が形成された基体をチャンバー内に載置し、チャンバー内をアルゴン雰囲気としてチャンバー内の圧力を例えば０．２〜１．２Ｐａに減圧する。
そして、高周波電圧を印加してスパッタリングを所定時間行い、上記面状発熱体の説明において説明した幅、厚さの熱拡散層を基体上に形成する。
【００５３】
熱拡散層のパターンは、フォトリソグラフィーの手法を用いて形成することができる。すなわち、基体にレジストを塗布、固化した後、マスクを介して光を照射し、熱拡散層を形成する部分を除く。その後、物理蒸着を行い、エッチング等により不要な部分を除くことにより、所定パターンの熱拡散層を形成する。
【００５４】
（３）金属箔貼付工程
本発明の面状発熱体の製造方法では、上記熱拡散層形成工程とは別に、金属箔貼付工程として、樹脂フィルム上に金属箔を貼り付ける。
金属箔は、接着剤を用いて貼り付けるが、接着剤は、銅張積層板等を作製する際に用いる接着剤を用いて接着することができる。
金属箔を構成する材料や厚さ等の特性については、本発明の面状発熱体の説明において説明したので、ここでは、その詳しい説明を省略する。
【００５５】
（４）エッチング工程
上記金属箔貼付工程の後、エッチング工程として、金属箔をフォトリソグラフィーの手法を用いてエッチングすることにより所定パターンの熱線及び給電部を形成する。すなわち、金属箔上に熱線のパターン及び給電部のパターンに対応した部分以外が露出したエッチングレジストを形成し、その後、エッチングを行うことにより所定パターンの熱線及び給電部を形成することができる。
熱線及び給電部を構成する材料や厚さ等の特性については、本発明の面状発熱体の説明において説明したので、ここでは、その詳しい説明を省略する。
【００５６】
（５）充填層形成工程
上記エッチング工程の後、充填層形成工程として、熱線及び給電部が形成された樹脂フィルムに、接着剤として機能する充填層を形成する。
塗布方法としては、例えば、スキージを用いた塗布方法、スプレー塗布法、ローラー塗布法、静電塗布法、カーテン塗布法等を用いることができる。
充填層を構成する材料（接着剤）や厚さ等の特性については、本発明の面状発熱体の説明において説明したので、ここでは、その詳しい説明を省略する。
【００５７】
（６）樹脂フィルム貼付工程
上記充填層形成工程の後、樹脂フィルム貼付工程として、熱拡散層が形成された基体に、熱線、給電部及び充填層が形成された樹脂フィルムを、熱線が熱拡散層上に配置されるように充填層（接着剤）を介して貼り付ける。
【００５８】
また、上記充填層形成工程で、熱拡散層が形成された基体上に充填層として機能する接着剤を塗布し、上記樹脂フィルム貼付工程で、充填層（接着剤）を介して上記基体を熱線等が形成された樹脂フィルムに接着してもよい。
さらに、例えば、２液性の接着剤を用い、熱拡散層が形成された基体に一の接着剤を塗布し、熱線等が形成された樹脂フィルムに他の接着剤を塗布し、熱線が熱拡散層上に配置されるように上記接着剤を介して樹脂フィルムを基体に接着してもよい。
【００５９】
上記した本発明の面状発熱体の形状、構造等の他の一例について、説明する。
この面状発熱体では、基体と、基体の表面に形成された炭化ケイ素からなる熱拡散層と、熱拡散層上に、互いに平行になるように形成された多数の熱線と、熱線の全体を覆って形成された樹脂フィルムと、基体と樹脂フィルムとの間に形成された充填層と、熱線と接続された給電部とを備えている。ただし、この面状発熱体では、熱線は、上に凸の半円と下に凸の半円が水平方向に繰り返された形状からなり、熱拡散層は、熱線が形成された部分に熱線よりも広い幅で形成されている。
【００６０】
上記面状発熱体でも、熱線に電流を流して発熱させることにより、窓等の基体に曇りが発生するのを防止することができるとともに、熱線の直下にＳｉＣからなる熱拡散層が形成されているので、熱線に電流を流して発熱させた際、短時間で熱が熱拡散層を介して拡散するため、窓等に曇りが発生している場合であっても、短時間で曇りが除去される。
【００６１】
上記した本発明の面状発熱体の形状、構造等の他の一例について、さらに詳述する。
図２（ａ）は、本発明の面状発熱体の他の一例を模式的に示す平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す面状発熱体のＢ−Ｂ線断面図である。
図２（ａ）及び（ｂ）に示す面状発熱体２０は、基体２１と、基体２１の表面に形成された炭化ケイ素からなる熱拡散層２２と、熱拡散層２２上に、互いに平行になるように形成された多数の熱線２３と、熱線２３の全体を覆って形成された樹脂フィルム２４と、基体２１と樹脂フィルム２４との間に形成された充填層２６と、熱線２３と接続された給電部２５（２５ａ、２５ｂ）とを備えている。ただし、この面状発熱体２０では、熱線２３は、上に凸の半円と下に凸の半円が水平方向に繰り返された形状からなり、熱拡散層２２は、熱線２３が形成された部分に熱線よりも広い幅で形成されている。
【００６２】
上記他の一例に係る面状発熱体を製造する際には、熱拡散層と熱線とを上記した形状とする他は、上記した面状発熱体の製造方法と同様にして面状発熱体を製造することができる。
図２（ａ）及び（ｂ）に記載の面状発熱体は、熱線や熱拡散層の形状が異なるほかは、図１（ａ）及び（ｂ）に示した面状発熱体と全く同様に構成されている。
【００６３】
以下に、本発明の面状発熱体の作用効果について列挙する。
（１）本発明の面状発熱体では、熱線に電流を流して発熱させることにより、窓等の基体に曇りが発生するのを防止することができるとともに、熱線の直下にＳｉＣからなる熱拡散層が形成されているので、熱線に電流を流して発熱させた際、短時間で熱が熱拡散層を介して拡散するため、窓等に曇りが発生している場合であっても、短時間で曇りが除去される。
【００６４】
（２）本発明の面状発熱体では、熱拡散層により熱を拡散することができるので、熱線を狭い間隔で設ける必要がなく、充分に窓等を通した視界を確保することができる。
【００６５】
（３）一般的に熱拡散層により樹脂上で熱を拡散させると、樹脂基体自体が膨張し、熱線が剥離しやすくなる傾向があるが、本発明の面状発熱体において、充填層を形成した場合には、充填層の接着効果によって、迅速な曇りと熱線剥離の相矛盾する問題を解消することができる。
【００６６】
（４）本発明の面状発熱体において、上記基体と上記樹脂フィルムとの間に充填層が形成されている場合には、空気等のガスが基体と樹脂フィルムとの間に存在していないので、熱によりガスが膨張し、樹脂フィルム等が持ち上げられて剥離するおそれがない。
【００６７】
（５）本発明の面状発熱体では、熱線が、樹脂フィルムと充填層と熱拡散層により囲まれていると、空気や水分等と接触するおそれがないので、酸化等により熱線が劣化するのを防止することができる。
【００６８】
（実施例）
以下、本発明をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。
【００６９】
（実施例１）
鏡面加工された厚さ２ｍｍ、縦３００ｍｍ、横３００ｍｍのアクリル樹脂製の基体をスパッタリング装置に搬入し、１×１０−５Ｐａとなるまで排気する。
【００７０】
次に、ＳｉＣターゲットを使用し、ＲＦ電源を用いて５００Ｗで２０ｎｍの厚さのＳｉＣ膜（熱拡散層）を形成する。熱拡散層の形状は、図１に描かれた熱拡散層１２の形状と同様である。ＳｉＣ膜からなる熱拡散層を形成する際には、熱拡散層を形成する部分以外の部分には、テープを張り付けてマスクし、ＳｉＣ膜（熱拡散層）を形成した後、テープを剥がすことにより、図１に示すパターンの熱拡散層を形成する。すなわち、熱拡散層の幅は、５ｍｍで、熱拡散層同士の間隔は、１０ｍｍである。
【００７１】
次に、シリコーン樹脂製の厚さ０．２ｍｍ、縦２９０ｍｍ、横２９０ｍｍの樹脂フィルムに銅箔を接着剤により貼り付け、フォトレジストを銅箔上に形成した後、熱線を形成する部分以外の部分に光を照射して硬化させる。この後、エッチングにより硬化していないフォトレジスト及びフォトレジストの下の銅箔を除去し、図１に示すパターンの熱線（幅：０．５ｍｍ）を形成する。
【００７２】
次に、スキージを用い、熱線が形成された樹脂フィルムに、接着剤として機能するシリコーン系樹脂を塗布し、塗布層が乾かないうちに、熱線が熱拡散層上に配置されるように、シリコーン系樹脂層が形成された樹脂フィルムを熱拡散層が形成された基体に貼り付け、熱プレス法により硬化させる。
【００７３】
（比較例１）
基体上に熱拡散層を形成しないほかは、実施例１と同様にして面状発熱体を製造する。
【００７４】
（実施例１及び比較例１に係る面状発熱体の効果の測定）
製造された実施例１及び比較例１に係る面状発熱体を、温度５℃、相対湿度１０５％の部屋に搬入し、基体の表面に曇りを発生させた後、基本セルの集合体である熱線に通電する。
その結果、実施例１に係る面状発熱体では、約３．６分後に、比較例１に係る面状発熱体では、約４分後に、曇りが除去される。
【符号の説明】
【００７５】
１０、２０  面状発熱体
１１、２１  基体
１２、２２  熱拡散層
１３、２３  熱線
１４、２４  樹脂フィルム
１５（１５ａ、１５ｂ）、  ２５（２５ａ、２５ｂ）  給電部
１６、２６  充填層
【図１】
2017091888.tif 000003
【図２】
2017091888.tif 000004