JP5338003B1

JP5338003B1 - 面状発熱体及びその製造方法

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Publication number: JP5338003B1
Application number: JP2013107593A
Authority: JP
Inventors: 諒田中; 敏夫鵜飼
Original assignee: 一陽染工株式会社
Priority date: 2013-05-22
Filing date: 2013-05-22
Publication date: 2013-11-13
Anticipated expiration: 2033-05-22
Also published as: JP2014229459A

Abstract

【課題】発熱効率と遠赤外線の放射効率とを同時に高めた面状発熱体及びその製造方法を提供する。
【解決手段】炭素繊維ＴＦとパルプ繊維ＰＦとを所定の割合で混抄した炭素繊維混抄シート１の両側端にそれぞれ電極２を形成した面状発熱体１０であって、炭素繊維ＴＦは、短繊維状に切断した炭素繊維原料から開繊された綿状繊維であること、炭素繊維混抄シート１の片面全体又は両面全体には、カーボン被膜３を形成したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、融雪、暖房、乾燥等に使用される面状発熱体及びその製造方法に関する。特に、炭素繊維とパルプ繊維とを混抄した炭素繊維混抄シートの表面にカーボン被膜等を形成して、発熱効率と遠赤外線の放射効率を高めた面状発熱体及びその製造方法に関する。

一般に、面状発熱体は、ニクロム線ヒータやカーボンヒータのような線状発熱体と異なり、広い範囲を均一に加熱できる点で、例えば、融雪マット、床暖房、野菜乾燥機など多くの用途に使用されている。そのため、以下に説明するような各種構成の面状発熱体が発明されている。
例えば、抵抗発熱材としての炭素繊維を方形形状の和紙の面全体に均一に分布して発熱体シート（炭素繊維混抄シート）を形成し、炭素繊維混抄シート表面の両側端に溶射皮膜からなる銅電極をそれぞれ形成し、発熱体シートの両面をＦＲＰ等の樹脂で被覆した面状発熱体の発明が開示されている（特許文献１を参照）。この発熱体シートは、和紙を抄くときに炭素繊維が一緒に入れられて形成されている。
また、長さ３ｍｍ以上５ｍｍ未満及び５ｍｍ以上１０ｍｍ以下の少なくとも２種類以上の異なる長さを有するピッチ系炭素繊維及び／又はＰＡＮ系炭素繊維３〜２０重量％と、植物パルプ９７〜８０重量％とを含有する厚さ１５０μｍ以下、坪量５５ｇ／ｍ^２以下の炭素繊維混抄発熱シートの発明が開示されている（特許文献２を参照）。
また、ピッチ系炭素繊維及び／又はＰＡＮ系炭素繊維と、パルプ繊維シートとから成る炭素繊維混抄シートに、導電性ペーストを規則的な配列パターンとなって印刷して成ることを特徴とする炭素繊維混抄自由抵抗シートの発明が開示されている（特許文献３を参照）。

特開平５−２５８８４２号公報特開平２−１５４０９９号公報特開２０１０−１２３４５２号公報

しかしながら、上述した特許文献１−３の発明においては、以下のような問題があった。
まず、特許文献１の発明では、和紙を抄くときに炭素繊維を一緒に入れて発熱体シートを形成するが、炭素繊維を和紙の面全体に均一に分布させることは、必ずしも容易ではない。
すなわち、炭素繊維は、１本１本の繊維自体に捲縮性を持たず、滑りやすいので、炭素
繊維同士が絡みにくいという性質がある。炭素繊維同士が絡みにくいので、略同一方向を
向いた炭素繊維は、紙抄き時に束状に集合して植物繊維の一部に偏析する傾向がある。この偏析を回避して炭素繊維を植物繊維に均一に分散させるため、紙抄きの際に、炭素繊維と植物繊維とを混合した水溶液を長時間攪拌すると、炭素繊維のフィラメント径は６〜８μｍ程度と非常に細いので、炭素繊維が折り曲げられて折損する恐れがあった。そのため、紙抄き時において、炭素繊維と植物繊維とを混合した水溶液を長時間攪拌することもできなかった。

したがって、紙抄きによって和紙の面全体に炭素繊維を均一に分布させる発熱体シートを形成することは、必ずしも容易ではなく、発熱体シートにおける発熱効率を高める上で、大きな障壁となっていた。
さらに、和紙の面全体に均一に炭素繊維を分布させることが困難であるため、発熱体シートにおける炭素繊維の含有率を一定量以下に抑える必要があり、発熱効率と共に遠赤外線の放射効率を高めることもできなかった。

また、特許文献２の発明では、長さ３ｍｍ以上５ｍｍ未満及び５ｍｍ以上１０ｍｍ以下の少なくとも２種類以上の異なる長さを有するピッチ系炭素繊維及び／又はＰＡＮ系炭素繊維を使用するが、２種類以上の炭素繊維をそれぞれに均一に分散させるためには、炭素繊維と植物繊維を混合した水溶液を長時間攪拌するか、２回以上に分けて攪拌する必要があり、結局、特許文献１の発明と同様の問題が生じることになる。また、２種類以上の異なる長さの炭素繊維を使用するので、生産コストや生産効率も低下する問題もあった。

また、特許文献３の発明では、ピッチ系炭素繊維及び／又はＰＡＮ系炭素繊維と、パルプ繊維シートとから成る炭素繊維混抄シートに、導電性ペーストを規則的な配列パターンとなって印刷して成るが、炭素繊維混抄シートの面全体で炭素繊維が絡み合って分散していないと、その上に規則的な配列パターンの導電性ペーストを印刷しても、結局、不均一な温度分布となって、炭素繊維混抄自由抵抗シートにおける発熱効率を高めることは困難であり、その結果、遠赤外線の放射効率も高めることができなかった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、発熱効率と遠赤外線の放射効率とを同時に高めた面状発熱体及びその製造方法を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の面状発熱体及びその製造方法は、次のような構成を有している。
（１）炭素繊維とパルプ繊維とを所定の割合で混抄した炭素繊維混抄シートの両側端にそれぞれ電極を形成した面状発熱体であって、
前記炭素繊維は、短繊維状に切断した炭素繊維原料から開繊された綿状繊維であること、
前記炭素繊維混抄シートの片面全体又は両面全体には、カーボン被膜を形成したことを特徴とする。

本発明においては、炭素繊維は、短繊維状に切断した炭素繊維原料から開繊された綿状繊維であるので、１本１本の短尺状の炭素繊維同士が互いに綿状に交絡している。そのため、炭素繊維とパルプ繊維とを混抄する紙抄き時に、炭素繊維同士が綿状に絡み合った状態で、パルプ繊維と混ざり合うことができる。したがって、略同一方向を向いた炭素繊維が束状に集合してパルプ繊維の一部に偏析する恐れが少ない。よって、炭素繊維混抄シートの面全体には、短尺状の炭素繊維を綿状に絡み合った状態のままパルプ繊維の間に分散させることができる。その結果、炭素繊維とパルプ繊維とを混合した水溶液を攪拌する時間を大幅に短縮でき、炭素繊維の折損等も防止できる。また、炭素繊維を綿状に絡み合った状態のままパルプ繊維の間に分散させているので、炭素繊維混抄シートの面全体で温度上昇させて、発熱効率を高めることができる。ここで、炭素繊維とパルプ繊維との混合比率は、炭素繊維が２０〜３０重量％で、パルプ繊維が７０〜８０重量％であることが好ましい。なお、炭素繊維は、長さ５〜１０ｃｍ程度に切断した炭素繊維原料から綿状に開繊して積層した炭素繊維マットを、長さ５〜１０ｍｍ程度の綿状繊維に加工したものでも良い。炭素繊維マットの端材を切断して、再利用することで、炭素繊維原料の有効活用を行うことができる。

また、炭素繊維混抄シートの片面全体又は両面全体には、カーボン被膜を形成したので、炭素繊維の抵抗発熱を受けて、炭素繊維のみならずカーボン被膜からも遠赤外線を放射することができる。すなわち、炭素繊維の抵抗発熱に伴う炭素繊維混抄シートの温度上昇に応じて、カーボン被膜は加熱され、炭素繊維混抄シートの炭素繊維及び炭素繊維混抄シートの片面全体又は両面全体に形成されたカーボン被膜から、それぞれ遠赤外線を重畳的に放射することができる。その結果、発熱効率に加えて、遠赤外線の放射効率をも高めることができる。
よって、本発明によれば、発熱効率と遠赤外線の放射効率とを同時に高めた面状発熱体を提供することができる。

（２）炭素繊維とパルプ繊維とを所定の割合で混抄した炭素繊維混抄シートの両側端にそれぞれ電極を形成した面状発熱体であって、
前記炭素繊維は、短繊維状に切断した炭素繊維原料から開繊された綿状繊維であること、
前記炭素繊維混抄シートの一方の片面全体には、カーボン被膜を形成し、前記炭素繊維混抄シートの他方の片面全体には、遠赤外線放射物被膜を形成したことを特徴とする。

本発明においては、炭素繊維は、短繊維状に切断した炭素繊維原料から開繊された綿状繊維であるので、１本１本の短尺状の炭素繊維同士が互いに綿状に交絡している。そのため、炭素繊維とパルプ繊維とを混抄する紙抄き時に、炭素繊維同士が綿状に絡み合った状態で、パルプ繊維と混ざり合うことができる。したがって、略同一方向を向いた炭素繊維が束状に集合してパルプ繊維の一部に偏析する恐れが少ない。よって、炭素繊維混抄シートの面全体には、短尺状の炭素繊維を綿状に絡み合った状態のままパルプ繊維の間に分散させることができる。その結果、炭素繊維とパルプ繊維とを混合した水溶液を攪拌する時間を大幅に短縮でき、炭素繊維の折損等も防止できる。また、炭素繊維を綿状に絡み合った状態のままパルプ繊維の間に分散させているので、炭素繊維混抄シートの面全体で温度上昇させて、発熱効率を高めることができる。ここで、炭素繊維とパルプ繊維との混合比率は、炭素繊維が２０〜３０重量％で、パルプ繊維が７０〜８０重量％であることが好ましい。なお、炭素繊維ＴＦは、長さ５〜１０ｃｍ程度に切断した炭素繊維原料から綿状に開繊して積層した炭素繊維マットを、長さ５〜１０ｍｍ程度の綿状繊維に加工したものでも良い。炭素繊維マットの端材を切断して、再利用することで、炭素繊維原料の有効活用を行うことができる。

また、炭素繊維混抄シートの一方の片面全体には、カーボン被膜を形成し、炭素繊維混抄シートの他方の片面全体には、遠赤外線放射物被膜を形成したので、炭素繊維の発熱を受けて、炭素繊維のみならずカーボン被膜及び遠赤外線放射物被膜からも遠赤外線を放射することができる。炭素繊維混抄シートの温度上昇に応じてカーボン被膜及び遠赤外線放射物被膜は加熱され、炭素繊維混抄シートの炭素繊維、炭素繊維混抄シートの一方の片面全体に形成されたカーボン被膜、及び炭素繊維混抄シートの他方の片面全体に形成された遠赤外線放射物被膜から、それぞれ遠赤外線を重畳的に放射することができる。その結果、発熱効率に加えて、遠赤外線の放射効率をも高めることができる。
よって、本発明によれば、発熱効率と遠赤外線の放射効率とを同時に高めた面状発熱体を提供することができる。

（３）（１）又は（２）に記載された面状発熱体において、
前記炭素繊維混抄シートには、抵抗発熱が相対的に低い低発熱部と抵抗発熱が相対的に高い高発熱部とを備え、
前記高発熱部と前記低発熱部とが、面全体で互いに分散して形成されたことを特徴とする。

本発明においては、炭素繊維混抄シートには、抵抗発熱が相対的に低い低発熱部と抵抗発熱が相対的に高い高発熱部とを備えたので、電極間に所定の電源を接続したとき、抵抗発熱が相対的に低い低発熱部は消費電力の少ない導通帯を形成し、抵抗発熱が相対的に高い高発熱部は消費電力の多い抵抗帯を形成する。
また、高発熱部と低発熱部とが、面全体で互いに分散して形成されたので、電極間に所定の電源を接続したとき、各高発熱部には消費電力の少ない低発熱部（導通帯）を経由して多くの電流が印加される。そのため、面全体で分散して形成された各高発熱部には、それぞれ隣接する低発熱部（導通帯）を経由して発熱に必要な多くの電流が略均等に印加されることになる。したがって、仮に低電圧の電源を使用しても、低発熱部の間に分散したそれぞれの高発熱部において略均等な高い発熱を確保でき、炭素繊維混抄シートの面全体でより高い発熱効果を得ることができる。
よって、本発明によれば、より少ない消費電力で発熱効率と遠赤外線の放射効率を高めた面状発熱体を提供することができる。

（４）（３）に記載された面状発熱体において、
前記低発熱部における炭素繊維の混合比率が２０重量％以上４０重量％以下で、前記高発熱部における炭素繊維の混合比率が１０重量％以上２０重量％未満であることを特徴とする。

本発明においては、低発熱部における炭素繊維の混合比率が２０重量％以上４０重量％以下であるので、互いに絡み合った炭素繊維同士の繊維接触が密になり炭素繊維間の電気抵抗を減少させて、電気伝導性を向上させることができる。また、高発熱部の炭素繊維の混合比率が１０重量％以上２０重量％未満であるので、互いに絡み合った炭素繊維同士の繊維接触が粗になり炭素繊維間の電気抵抗を増加させて、抵抗発熱を向上させることができる。なお、低発熱部における炭素繊維の混合比率を４０重量％以下としたのは、炭素繊維の混合比率が４０重量％を超えると、パルプ繊維の混合比率が相対的に低下して繊維の結合強度が低下するので、炭素繊維混抄シートの強度上好ましくないからである。また、高発熱部における炭素繊維の混合比率を１０重量％以上としたのは、炭素繊維の混合比率が１０重量％を下回ると、パルプ繊維の混合比率が相対的に増加して炭素繊維同士が互いに分離する割合が高くなるので、抵抗発熱しない炭素繊維が増加して発熱効果を得にくくなるからである。

（５）（１）乃至（４）のいずれか１つに記載された面状発熱体の製造方法において、
前記炭素繊維を短繊維状に切断した炭素繊維原料から綿状繊維に開繊する炭素繊維開繊工程と、
前記炭素繊維開繊工程にて綿状繊維に開繊した炭素繊維と前記パルプ繊維とを所定の粘着剤を含む水溶液で混抄する紙抄き工程と、
前記紙抄き工程にて混抄した炭素繊維混抄シートにカーボン樹脂液を塗工してカーボン被膜を形成するカーボン被膜形成工程と、を備えることを特徴とする。

本発明においては、炭素繊維を短繊維状に切断した炭素繊維原料から綿状繊維に開繊する炭素繊維開繊工程と、炭素繊維開繊工程にて綿状繊維に開繊した炭素繊維とパルプ繊維とを所定の粘着剤を含む水溶液で混抄する紙抄き工程とを備えるので、炭素繊維を短繊維状に切断した炭素繊維原料から開繊された綿状繊維とし、炭素繊維同士を互いに綿状に絡み合わせた状態で、紙抄き工程において、炭素繊維とパルプ繊維とを混抄させることができる。そのため、紙抄き工程において、略同一方向を向いた炭素繊維が束状に集合してパルプ繊維の一部に偏析する恐れが大幅に減少する。また、炭素繊維が偏析する恐れが大幅に減少するので、炭素繊維とパルプ繊維とを混合した水溶液を攪拌する時間を大幅に短縮でき、炭素繊維の折損等も防止できる。その結果、炭素繊維混抄シートの面全体に綿状に絡み合った短尺状の炭素繊維をパルプ繊維の間に分散させることができ、面全体で温度上昇させて発熱効率の高い炭素繊維混抄シートを製造することができる。

また、紙抄き工程にて混抄した炭素繊維混抄シートにカーボン樹脂液を塗工してカーボン被膜を形成するカーボン被膜形成工程を備えるので、炭素繊維の発熱を受けて、遠赤外線を放射するカーボン被膜を炭素繊維混抄シートの全面に形成することができる。そのため、カーボン被膜は、炭素繊維混抄シートの温度上昇に応じて加熱されると、遠赤外線を放射することができる。したがって、炭素繊維及びカーボン被膜から、それぞれ遠赤外線を重畳的に放射する面状発熱体を製造することができる。
よって、本発明によれば、発熱効率と遠赤外線の放射効率とを同時に高めた面状発熱体の製造方法を提供することができる。

本発明によれば、発熱効率と遠赤外線の放射効率とを同時に高めた面状発熱体及びその製造方法を提供することができる。

本実施形態に係る面状発熱体の平面図である。図１に示す面状発熱体におけるＡ−Ａ断面図である。図１に示す炭素繊維混抄シートの顕微鏡写真である。図１に示す炭素繊維混抄シートに塗工したカーボン被膜の顕微鏡写真である。図１に示す面状発熱体の変形例におけるＡ−Ａ断面図である。図５に示す炭素繊維混抄シートに塗工した遠赤外線放射物被膜の顕微鏡写真である。図１に示す面状発熱体における炭素繊維混抄シートのＢ部模式的拡大図である。図１に示す面状発熱体におけるＣ部の模式的拡大図である。図１に示す面状発熱体の製造工程を示すフローチャートである。図１に示す面状発熱体の試験結果（放射発散度）である。図１に示す面状発熱体の試験結果（放射率）である。図１に示す面状発熱体の試験結果（温度差）である。

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
はじめに、本実施形態の面状発熱体の基本構造を説明した後、その変形例について説明する。次に、本実施形態の炭素繊維混抄シートにおける低消費電力型発熱部について詳細に説明し、本実施形態の炭素繊維混抄シートに塗工したカーボン被膜における遠赤外線の放射メカニズムを詳細に説明する。最後に、本実施形態の面状発熱体の製造工程、試験結果、及び主な用途について説明する。

＜面状発熱体の基本構造＞
まず、本実施形態に係る面状発熱体の基本構造について、図１〜図４を用いて説明する。図１に、本実施形態に係る面状発熱体の平面図を示す。図２に、図１に示す面状発熱体におけるＡ−Ａ断面図を示す。図３に、図１に示す炭素繊維混抄シートの顕微鏡写真を示す。図４に、図１に示す炭素繊維混抄シートに塗工したカーボン被膜の顕微鏡写真を示す。

図１、図２に示すように、面状発熱体１０は、炭素繊維混抄シート１と、電極２と、カーボン被膜３とを備える。
炭素繊維混抄シート１は、炭素繊維とパルプ繊維とを所定の割合で混抄した矩形状の発熱シートである。炭素繊維混抄シート１の厚さは、０．１〜０．３ｍｍ程度である。炭素繊維は、ＰＡＮ系炭素繊維又は、ピッチ系炭素繊維のいずれでもよい。パルプ繊維は、針葉樹、広葉樹等の木材繊維又は、楮、三椏等の靱皮繊維などが該当する。木材繊維又は靱皮繊維等に、繊維強化材としてマニラ麻、ザイル麻等の葉繊維を混入しても良い。炭素繊維とパルプ繊維との混合比率は、炭素繊維が２０〜３０重量％程度で、パルプ繊維が７０〜８０重量％程度である。炭素繊維は、長さ５〜１０ｍｍ程度の短繊維状に切断した炭素繊維原料から開繊された綿状繊維である。炭素繊維同士は、互いに綿状に絡み合っている。互いに綿状に絡み合った炭素繊維が、パルプ繊維と粘着剤とを含む水溶液に混入されて、紙抄きによって炭素繊維混抄シート１を製造するので、炭素繊維混抄シート１には、面全体に綿状に絡み合った短尺状の炭素繊維が分散している（図３を参照）。

図１、図２に示すように、電極２は、炭素繊維混抄シート１の両側端に銀ペースト等の導電性接着剤を介して接合された金属箔である。電極２は、銅箔等の電気伝導率の高い金属が好ましい。電極２には、図示しない接続端子が形成され、外部電源に接続されている。

また、カーボン被膜３は、カーボン粒子が分散された水溶性樹脂液を炭素繊維混抄シート１の一方の面全体に塗工された発熱兼遠赤外線放射被膜である。炭素繊維混抄シート１には、カーボン粒子が分散された樹脂膜が形成されている（図４を参照）。なお、カーボン皮膜３は、炭素繊維混抄シート１の両面全体に塗工しても良い。
水溶性樹脂液は、ウレタン系樹脂に水系架橋剤、増粘剤、界面活性剤等を配合した水溶液である。カーボン粒子は、例えば、粒径が３〜５００ｎｍ程度のカーボンブラックやアセチレンブラック等が該当する。カーボン粒子は、粒径が数μｍ程度の黒鉛粒子にカーボンブラックやアセチレンブラック等を混合したものでもよい。カーボン被膜の厚さは、数十μｍ程度である。黒鉛粒子は、例えば、備長炭を粉末状に加工したものでもよい。
カーボン皮膜は、主に炭素繊維混抄シートに含まれる炭素繊維の発熱を受けて温度上昇し、遠赤外線を放射する。また、カーボン皮膜は、電極２又は炭素繊維混抄シート１の炭素繊維から分流される電流によって、自ら抵抗発熱することもできる。この抵抗発熱によってカーボン被膜自身が温度上昇し、遠赤外線を放射する。

＜面状発熱体の変形例＞
次に、本実施形態に係る面状発熱体の変形例の構造について、図５、図６を用いて説明する。図５に、図１に示す面状発熱体の変形例におけるＡ−Ａ断面図を示す。図６に、図５に示す炭素繊維混抄シートに塗工した遠赤外線放射物被膜の顕微鏡写真を示す。

図５に示すように、面状発熱体２０は、炭素繊維混抄シート１と、電極２と、カーボン被膜３と、遠赤外線放射物皮膜４とを備える。
面状発熱体２０における、炭素繊維混抄シート１、電極２、カーボン被膜３は、上述した面状発熱体１０の基本構造と共通している。そのため、炭素繊維混抄シート１、電極２、カーボン被膜３については、共通の符号を付して詳細の説明を割愛する。
遠赤外線放射物皮膜４は、遠赤外線放射物粒子が分散された水溶性樹脂液を炭素繊維混抄シート１の他方の面全体に塗工された遠赤外線放射被膜である。炭素繊維混抄シート１には、遠赤外線放射物粒子が結合された粒子状薄膜が形成されている（図６を参照）。なお、遠赤外線放射物４は、炭素繊維混抄シート１の両面全体に塗工しても良い。
遠赤外線放射物被膜を構成する遠赤外線放射物粒子には、例えば、上述した黒鉛粒子、カーボンブラック、アセチレンブラックの他に、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）や窒化珪素（Ｓｉ_３Ｎ_４）等のセラミックス粒子が該当する。遠赤外線放射物粒子は、黒鉛粒子、カーボンブラック、アセチレンブラック等のカーボンと、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）や窒化珪素（Ｓｉ_３Ｎ_４）等のセラミックス粒子を混合してもよい。また、遠赤外線放射物粒子には、ラジウム粉末やイオウ粉末を用いることもできる。遠赤外線放射物被膜の厚さは、数
十μｍ程度である。
なお、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）や窒化珪素（Ｓｉ_３Ｎ_４）等のセラミックスは絶縁体であるため、カーボン粒子と異なり自ら抵抗発熱はしない。したがって、遠赤外線を放射するときの消費電力を低減することができる。また、遠赤外線の波長を用途に合わせて、変更することができる。

＜炭素繊維混抄シートにおける低消費電力型発熱部＞
次に、本実施形態の炭素繊維混抄シート１における高発熱部１２と低発熱部１１からなる省電力型発熱部について、図７を用いて説明する。図７に、図１に示す面状発熱体における炭素繊維混抄シートのＢ部模式的拡大図を示す。
前述したように、本実施形態の炭素繊維混抄シート１においては、炭素繊維は、短繊維状に切断した炭素繊維原料から開繊された綿状繊維であるので、短尺状の炭素繊維同士が互いに綿状に絡み合っている。
そのため、紙抄き工程において、炭素繊維とパルプ繊維の混合した水溶液を攪拌する初期段階では、互いの繊維密度のバラつきによって、炭素繊維の混合比率が相対的に高い領域と、炭素繊維の混合比率が相対的に低い領域とが、互いに分散して形成される。

図７に、炭素繊維の混合比率が相対的に高い領域（低発熱部１１）と、炭素繊維の混合比率が相対的に低い領域（高発熱部１２）とが、互いに分散して形成された炭素繊維混抄シート１の模式的拡大図を示す。
炭素繊維の混合比率が相対的に高い領域（低発熱部１１）は、炭素繊維の混合比率が２０〜４０重量％程度である。この領域は、互いに絡み合った炭素繊維同士の繊維接触が密になり電気抵抗が減少するので、抵抗発熱が相対的に低下する低発熱部１１を構成する。
一方、炭素繊維の混合比率が相対的に低い領域（高発熱部１２）は、炭素繊維の混合比率が１０〜２０重量％程度である。この領域は、互いに絡み合った炭素繊維同士の繊維接触が粗になり電気抵抗が増加するので、抵抗発熱が相対的に増大する高発熱部１２を構成する。
その結果、電極間に所定の電源を接続したとき、抵抗発熱が相対的に低い低発熱部１１は消費電力の少ない導通帯を形成し、抵抗発熱が相対的に高い高発熱部１２は消費電力の多い抵抗帯を形成する。

ここで、高発熱部１２と低発熱部１１とは、面全体で互いに分散して形成されるので、電極間に所定の電源を接続したとき、各高発熱部１２には消費電力の少ない低発熱部１１（導通帯）を経由して電流が多く印加される。
そのため、分散した各高発熱部１２には、それぞれ隣接する低発熱部から多くの電流が供給されることになる。したがって、仮に低電圧の電源を使用しても、分散したそれぞれの高発熱部１２において略均等な高い発熱を確保でき、炭素繊維混抄シート１の面全体でより高い発熱効果を得ることができる。
よって、炭素繊維混抄シート１において、互いに絡み合った炭素繊維の混合比率が相対的に高い領域（低発熱部１１）と、炭素繊維の混合比率が相対的に低い領域（高発熱部１２）とを、面全体で互いに分散して形成することによって、低消費電力型発熱部を備える炭素繊維混抄シート１を形成することができる。

＜カーボン被膜における遠赤外線の放射メカニズム＞
次に、本実施形態に係る炭素繊維混抄シート１に塗工したカーボン被膜３における遠赤外線の放射メカニズムについて、図８を用いて説明する。図８に、図１に示す面状発熱体におけるＣ部の模式的拡大図を示す。

図８に示すように、カーボン被膜３は、炭素繊維混抄シート１の上に形成されている。カーボン被膜３には、カーボン粒子ＣＢがウレタン系樹脂ＪＭの中に略均等に分散されている。ウレタン系樹脂ＪＭは、炭素繊維混抄シート１の繊維中に含浸している。
炭素繊維混抄シート１は、綿状に絡み合った炭素繊維ＴＦがパルプ繊維ＰＦに混抄されて形成されている。炭素繊維ＴＦ同士は、パルプ繊維ＰＦと交差しながら互いに絡み合っている。炭素繊維ＴＦ同士が絡み合って、繊維接触することによって、電子ｅの移動回路ｖ１が形成される。炭素繊維ＴＦの混合比率が１０〜２０重量％程度では、繊維接触が粗になり電気抵抗が増加し、抵抗発熱が増大する。炭素繊維ＴＦの抵抗発熱は、塗工されたカーボン被膜３に分散されたカーボン粒子ＣＢに伝達される。

カーボン粒子ＣＢ同士は、基本的にそれぞれ分離してウレタン系樹脂ＪＭに分散されているので、面方向の電気伝導性は低い。したがって、カーボン被膜３は、主に炭素繊維混抄シート１の発熱を受けて温度上昇する。
しかし、カーボン粒子ＣＢを微細化することによって、炭素繊維混抄シート１内にカーボン粒子ＣＢが侵入して、直接炭素繊維ＴＦと接触することができる。また、カーボン粒子ＣＢを微細化することによって、カーボン粒子ＣＢ同士の接触も増加する。カーボン粒子ＣＢが炭素繊維ＴＦと接触し、カーボン粒子ＣＢ同士が接触することによって、カーボン被膜３内で電子ｅの移動回路ｖ２が形成される。これによって、カーボン被膜３自身の抵抗発熱が生じて温度上昇する。
以上のように、カーボン被膜３は、主に炭素繊維混抄シート１の発熱を受けて温度上昇することによって、遠赤外線を放射する。また、カーボン被膜３は、カーボン粒子ＣＢを微細化することによって、自己の抵抗発熱が生じて温度上昇し、遠赤外線を放射する。したがって、例えば黒鉛等の粒径が大きいカーボン粒子に、例えばカーボンブラックやアセチレンブラック等の粒径の小さいカーボン粒子を混合すると、発熱効率と遠赤外線の放射効率をより一層高めることができる。

＜面状発熱体の製造方法＞
次に、本実施形態に係る面状発熱体の製造方法について、図９を用いて説明する。図９に、図１に示す面状発熱体の製造工程を示すフローチャートを示す。

図９に示すように、本実施形態に係る面状発熱体の製造工程Ｓ０には、炭素繊維開繊工程Ｓ１と、紙抄き工程Ｓ２と、カーボン被膜形成工程Ｓ３と、電極形成工程Ｓ４と、ラミネート工程Ｓ５と、を備えている。
炭素繊維開繊工程Ｓ１は、炭素繊維を短繊維状に切断した炭素繊維原料から綿状繊維に開繊する工程である。本工程Ｓ１では、長さ５〜１０ｍｍ程度の短繊維に切断した炭素繊維原料から開繊された炭素繊維を開繊シリンダと吸引ケージとの間に設けた空気室にて浮遊させてから、吸引ケージに吸引して綿状に積層させる。そのため、開繊された炭素繊維を空気室の中で１本１本バラバラに分離させることができる。また、綿状繊維を空気室にて浮遊させてから、吸引ケージに吸引して積層させるので、１本１本の炭素繊維がバラバラの向きで、互いに絡ませながら積層させることができる。さらに、綿状繊維は、空気中に浮遊して分散するので、絡み合った炭素繊維が折損することもない。なお、長さ５〜１０ｃｍ程度に切断した炭素繊維原料から綿状に開繊して積層した炭素繊維マットを切断して、長さ５〜１０ｍｍ程度の綿状繊維に加工しても良い。炭素繊維マットの端材を切断して、再利用することで、炭素繊維原料の有効活用を行うことができる。

紙抄き工程Ｓ２は、炭素繊維開繊工程Ｓ１にて綿状繊維に開繊した炭素繊維とパルプ繊維とを所定の粘着剤を含む水溶液で混抄して、炭素繊維混抄シート製造する工程である。炭素繊維とパルプ繊維との混合比率は、炭素繊維が２０〜３０重量％程度で、パルプ繊維が７０〜８０重量％程度である。粘着剤には、ＳＢＲ(Ｓtyrene-Ｂutadiene Ｒubber)などを用いることができる。粘度やぬれ性を調整するために、増粘剤や界面活性剤を含んでもよい。増粘剤や界面活性剤としては、公知のものを使用することができる。本工程Ｓ２では、炭素繊維同士を互いに綿状に絡み合わせた状態で、炭素繊維とパルプ繊維とを混合させる。そのため、紙抄き時に、略同一方向を向いた炭素繊維が束状に集合してパルプ繊維の一部に偏析する恐れが少ない。したがって、炭素繊維とパルプ繊維とを混合した水溶液を攪拌する時間を大幅に短縮でき、炭素繊維の折損等も防止できる。

カーボン被膜形成工程Ｓ３は、紙抄き工程Ｓ２にて混抄した炭素繊維混抄シートにカーボン樹脂液を塗工してカーボン被膜を形成する工程である。カーボン樹脂液は、カーボン粒子が分散された水溶性樹脂液である。水溶性樹脂液は、ウレタン系樹脂に水系架橋剤、増粘剤、界面活性剤等を配合した水溶液である。カーボン粒子は、例えば、粒径が３〜５００ｎｍ程度のカーボンブラックやアセチレンブラック等が該当する。カーボン粒子は、粒径が数μｍ程度の黒鉛粒子にカーボンブラックやアセチレンブラック等を混合したものが好ましい。カーボン被膜の厚さは、数十μｍ程度である。本工程Ｓ３では、ロール状に巻き取った炭素繊維混抄シートをテンションロールに導き、ガイド部材で位置規制しながら、カーボン樹脂液を貯蔵する液パンに浸漬する塗工ロールを回転して炭素繊維混抄シートの面全体に塗工、乾燥してカーボン被膜を形成する。炭素繊維混抄シートへの塗工速度は、３〜６ｍ／分程度である。

電極形成工程Ｓ４は、カーボン被膜形成工程Ｓ３にてカーボン被膜を形成した炭素繊維混抄シート１の対向する両側端に銅箔等の電極を接合する工程である。電極を接合する炭素繊維混抄シート１の両面には、銀ペースト等の導電性ペーストを塗布すると、電極の発熱を抑制できるので好ましい。電極には、外部電源に接続される接続端子が形成されている。
ラミネート工程Ｓ５は、電極形成工程Ｓ４にて電極を形成した炭素繊維混抄シートの両面全体を耐熱性、絶縁性を有する樹脂フィルムで被覆する工程である。樹脂フィルムには、ポリイミドフィルムやポリエステルフィルム等が該当する。

＜遠赤外線の放射量及び放射率の試験結果＞
次に、本実施形態に係る面状発熱体１０における遠赤外線の放射量及び放射率の試験結果について、図１０、図１１を用いて説明する。図１０に、図１に示す面状発熱体の試験結果（放射発散度）を示す。図１１に、図１に示す面状発熱体の試験結果（放射率）を示す。
日本工業規格JIS Z 8117では、放射率とは、「放射体の放射発散度とその放射体と同温度の黒体の放射発散度との比」として定義されている。また、日本工業規格JIS R 1801には、ＦＴＩＲ（Fourier transform infrared spectrophotometer：フーリエ変換赤外分光光度計）を用いた放射率測定方法が規定されている。ここでは、日本工業規格JIS R 1801に準じて、ＦＴＩＲを用いて、波長２．５μｍから波長２５μｍの範囲で、遠赤外線の放射率を測定した。放射体の測定温度は、１６０℃程度である。

図１０において、縦軸は、放射体の放射発散度（Ｗ／ｍ^２／μｍ）を示し、横軸は、遠赤外線の波長（μｍ）を示す。測定データｇ１は、カーボン被膜が未塗工の炭素繊維混抄シート１の放射発散度であり、測定データｇ２は、片面全体にカーボン被膜を塗工した炭素繊維混抄シート１（本実施形態に係る面状発熱体１０）の放射発散度であり、測定データｇ３は、黒体の放射発散度である。
図１０に示すように、測定データｇ１の最大値は、波長６〜７μｍ程度のとき、０．１３２（Ｗ／ｍ^２）であり、測定データｇ２の最大値は、波長６〜７μｍ程度のとき、０．１５２（Ｗ／ｍ^２）であった。放射発散度は、単位面積当たりのエネルギー量を示すので、波長６〜７μｍにおいて放射量が最大となることを意味する。

また、カーボン被膜を塗工した場合（ｇ２）には、カーボン被膜を塗工しなかった場合（ｇ１）に比較して、遠赤外線の放射量が、最大となる波長領域で、１５％程度増加していることが分かる。
なお、野菜乾燥等において、対象物体を構成する分子の固有振動と共振させることのできる波長は、６〜１２μｍ程度であることが知られている。したがって、本実施形態に係る面状発熱体１０は、遠赤外線の波長領域の選定においても、野菜乾燥等に有効に作用する。

図１１において、縦軸は、放射体の放射率（％Ｔ）を示し、横軸は、遠赤外線の波長（μｍ）を示す。測定データｈ１は、カーボン被膜が未塗工の炭素繊維混抄シート１の放射率であり、測定データｈ２は、片面全体にカーボン被膜を塗工した炭素繊維混抄シート１（本実施形態に係る面状発熱体１０）の放射発率である。
図１１に示すように、測定データｈ１は、波長６〜１２μｍの範囲において、７０％Ｔ程度で略均一に推移し、波長１２〜２４μｍの範囲において、７０％Ｔ程度から７５％Ｔ程度まで僅かに増加しながら推移した。
測定データｈ２は、波長６〜１２μｍの範囲において、８０％Ｔ程度から８５％Ｔまで増加しながら推移し、波長１２〜２４μｍの範囲において、８５％Ｔ程度から９５％Ｔ程度まで増加しながら推移した。

したがって、カーボン被膜を塗工した場合（ｈ２）には、カーボン被膜を塗工しなかった場合（ｈ１）に比較して、遠赤外線の放射率が、波長６〜１２μｍの範囲（野菜乾燥等において有効に作用する波長領域）で、１０〜１５％程度増加していることが分かる。なお、波長１２〜２４μｍの範囲においても、１０％以上増加している。
以上の試験結果から分かるように、本実施形態に係る面状発熱体１０は、片面全体にカーボン被膜を形成することによって、遠赤外線の放射量及び放射率を、１０％以上増加させることができた。特に、野菜乾燥等に有効に作用する遠赤外線の波長域において、放射量及び放射率を、最大で１５％程度増加させることができた。

＜面状発熱体の温度変化の試験結果＞
次に、本実施形態に係る面状発熱体１０、２０における環境温度に追従する温度変化の試験結果について、図１２を用いて説明する。図１２に、図１に示す面状発熱体の試験結果（温度差）を示す。
図１２は、試験紙を水槽に浮かべたステンレスバット上に載せて、水槽の温度を３５℃から４０℃まで１℃ずつ増加させたとき、試験紙の表面温度をサーモグラフィー撮影によって測定したデータ表である。
ここで、NO.1の試験紙ＡＡは、炭素繊維混抄シート１でカーボン被膜未塗工の試料である。また、NO.2の試験紙ＢＢは、炭素繊維混抄シート１でカーボン被膜裏面塗工（本実施形態の面状発熱体１０）の試料である。また、NO.3の試験紙ＣＣは、炭素繊維混抄シート１でカーボン被膜裏塗工かつセラミック皮膜表面塗工（本実施形態の面状発熱体２０）の試料である。

図１２に示すように、試験紙ＡＡ、ＢＢ、ＣＣは、いずれも水槽の温度上昇に追従して温度上昇し、温度上昇量は、試験紙ＣＣ＞試験紙ＢＢ＞試験紙ＡＡの順であることが分かった。
したがって、炭素繊維混抄シート１にカーボン被膜を形成することによって、発熱しやすくなり、また、セラミック皮膜を形成することによって、更に発熱しやすくなることが言える。
以上の試験結果から分かるように、本実施形態に係る面状発熱体１０は、片面全体又は両面全体にカーボン被膜を形成することによって、発熱効率が向上し、本実施形態に係る面状発熱体２０は、一方の片面全体にカーボン被膜を形成し、他方の片面全体にセラミック皮膜を形成することによって、更に発熱効率が向上することが言える。

＜主な用途＞
次に、本実施形態に係る面状発熱体１０、２０の主な用途を説明する。
（１）融雪関連の用途
例えば、一般道路、駐車場コンクリート、玄関先通路等に埋設して融雪マットに利用することができる。また、屋根の融雪ヒータとしても利用することができる。
（２）住宅関連の用途
例えば、床暖房マット、台所敷きマット、便座の温熱マットに利用することができる。
（３）農業関連の用途
例えば、野菜乾燥機、温室での育苗・苗床用ヒーター、動物用飼育マット等に利用することができる。
（４）医療関係の用途
例えば、電気パット加湿装置（管理医療機器）、家庭用電位温熱治療マット等に利用することができる。
（５）衣料関連の用途
例えば、寒冷地用の野外作業用衣料製品に内蔵して利用することができる。
（６）産業設備関連の用途
例えば、寒冷地送油管・パイプラインの凍結防止シート、寒中コンクリート養生シート、各種タンク保温シート、養殖・家畜飼育場保温シート、岩盤浴の加熱シート等に利用することができる。

＜本実施形態の作用効果＞
以上詳細に説明したように、本実施形態に係る面状発熱体１０、２０によれば、炭素繊維ＴＦは、短繊維状に切断した炭素繊維原料から開繊された綿状繊維であるので、１本１本の短尺状の炭素繊維同士が互いに綿状に交絡している。そのため、炭素繊維ＴＦとパルプ繊維ＰＦとを混抄する紙抄き時に、炭素繊維ＴＦ同士が綿状に絡み合った状態で、パルプ繊維ＰＦと混ざり合うことができる。したがって、略同一方向を向いた炭素繊維ＴＦが束状に集合してパルプ繊維ＰＦの一部に偏析する恐れが少ない。よって、炭素繊維混抄シート１の面全体には、短尺状の炭素繊維ＴＦを綿状に絡み合った状態のままパルプ繊維ＰＦの間に分散させることができる。その結果、炭素繊維ＴＦとパルプ繊維ＰＦとを混合した水溶液を攪拌する時間を大幅に短縮でき、炭素繊維ＴＦの折損等も防止できる。また、炭素繊維混抄シート１の面全体で温度上昇させて、発熱効率を高めることができる。なお、炭素繊維ＴＦは、長さ５〜１０ｃｍ程度に切断した炭素繊維原料から綿状に開繊して積層した炭素繊維マットを、長さ５〜１０ｍｍ程度の綿状繊維に加工したものでも良い。炭素繊維マットの端材を切断して、再利用することで、炭素繊維原料の有効活用を行うことができる。

また、本実施形態に係る面状発熱体１０によれば、炭素繊維混抄シート１の片面全体又は両面全体には、カーボン被膜３を形成したので、炭素繊維ＴＦの抵抗発熱を受けて、炭素繊維ＴＦのみならずカーボン被膜３からも遠赤外線を放射することができる。炭素繊維混抄シート１の温度上昇に応じてカーボン被膜３は加熱され、炭素繊維混抄シート１の炭素繊維ＴＦ及び炭素繊維混抄シート１の片面全体又は両面全体に形成されたカーボン被膜３から、それぞれ遠赤外線を重畳的に放射することができる。その結果、発熱効率に加えて、遠赤外線の放射効率をも高めることができる。

また、本実施形態に係る面状発熱体２０によれば、炭素繊維混抄シート１の一方の片面全体には、カーボン被膜３を形成し、炭素繊維混抄シート１の他方の片面全体には、遠赤外線放射物被膜４を形成したので、炭素繊維ＴＦの発熱を受けて、炭素繊維ＴＦのみならずカーボン被膜３及び遠赤外線放射物被膜４からも遠赤外線を放射することができる。炭素繊維混抄シート１の温度上昇に応じてカーボン被膜３及び遠赤外線放射物被膜４は加熱され、炭素繊維混抄シート１の炭素繊維ＴＦ、炭素繊維混抄シート１の一方の片面全体に形成されたカーボン被膜３、及び炭素繊維混抄シート１の他方の片面全体に形成された遠赤外線放射物被膜４から、それぞれ遠赤外線を重畳的に放射することができる。その結果、発熱効率に加えて、遠赤外線の放射効率をも高めることができる。

また、本実施形態に係る面状発熱体１０、２０によれば、炭素繊維混抄シート１には、抵抗発熱が相対的に低い低発熱部１１と抵抗発熱が相対的に高い高発熱部１２とを備えたので、電極２間に所定の電源を接続したとき、抵抗発熱が相対的に低い低発熱部１１は消費電力の少ない導通帯を形成し、抵抗発熱が相対的に高い高発熱部１２は消費電力の多い抵抗帯を形成する。
また、高発熱部１２と低発熱部１１とが、面全体で互いに分散して形成されたので、電極間に所定の電源を接続したとき、各高発熱部１２には消費電力の少ない低発熱部１１（導通帯）を経由して多くの電流が印加される。そのため、面全体で分散して形成された各高発熱部１２には、それぞれ隣接する低発熱部１１（導通帯）を経由して発熱に必要な多くの電流が略均等に印加されることになる。したがって、仮に低電圧の電源を使用しても、低発熱部１１の間に分散したそれぞれの高発熱部１２において略均等な高い発熱を確保でき、炭素繊維混抄シート１の面全体でより高い発熱効果を得ることができる。
よって、より少ない消費電力で発熱効率と遠赤外線の放射効率を高めることができる。

また、本実施形態に係る面状発熱体１０、２０によれば、低発熱部１１における炭素繊維ＴＦの混合比率が２０重量％以上４０重量％以下であるので、互いに絡み合った炭素繊維ＴＦ間の電気抵抗を減少させて、電気伝導性を向上させることができる。また、高発熱部１２の炭素繊維ＴＦの混合比率が１０重量％以上２０重量％未満であるので、互いに絡み合った炭素繊維ＴＦ間の電気抵抗を増加させて、抵抗発熱を向上させることができる。なお、低発熱部１１における炭素繊維ＴＦの混合比率を４０重量％以下としたのは、炭素繊維ＴＦの混合比率が４０重量％を超えると、パルプ繊維ＰＦの混合比率が相対的に低下して繊維の結合強度が低下するので、炭素繊維混抄シート１の強度上好ましくないからである。また、高発熱部１２における炭素繊維ＴＦの混合比率を１０重量％以上としたのは、炭素繊維ＴＦの混合比率が１０重量％を下回ると、パルプ繊維ＰＦの混合比率が相対的に増加して炭素繊維ＴＦ同士が互いに分離する割合が高くなるので、抵抗発熱しない炭素繊維ＴＦが増加して発熱効果を得にくくなるからである。

また、他の実施形態に係る面状発熱体１０、２０の製造方法によれば、炭素繊維ＴＦを短繊維状に切断した炭素繊維原料から綿状繊維に開繊する炭素繊維開繊工程Ｓ１と、炭素繊維開繊工程Ｓ１にて綿状繊維に開繊した炭素繊維ＴＦとパルプ繊維ＰＦとを所定の粘着剤を含む水溶液で混抄する紙抄き工程Ｓ２とを備えるので、炭素繊維ＴＦを短繊維状に切断した炭素繊維原料から開繊された綿状繊維とし、炭素繊維ＴＦ同士を互いに綿状に絡み合わせた状態で、紙抄き工程Ｓ２において、炭素繊維ＴＦとパルプ繊維ＰＦとを混抄させることができる。そのため、紙抄き工程Ｓ２において、略同一方向を向いた炭素繊維ＴＦが束状に集合してパルプ繊維ＰＦの一部に偏析する恐れが大幅に減少する。また、炭素繊維ＴＦが偏析する恐れが大幅に減少するので、炭素繊維ＴＦとパルプ繊維ＰＦとを混合した水溶液を攪拌する時間を大幅に短縮でき、炭素繊維ＴＦの折損等も防止できる。その結果、炭素繊維混抄シート１の面全体に綿状に絡み合った短尺の炭素繊維ＴＦを略均一に分散させることができ、面全体で温度上昇させて発熱効率の高い炭素繊維混抄シート１を製造することができる。なお、炭素繊維開繊工程Ｓ１においては、長さ５〜１０ｃｍ程度に切断した炭素繊維原料から綿状に開繊して積層した炭素繊維マットを、長さ５〜１０ｍｍ程度の綿状繊維に加工しても良い。炭素繊維マットの端材を切断して、再利用することで、炭素繊維原料の有効活用を行うことができる。

また、他の実施形態に係る面状発熱体１０、２０の製造方法によれば、紙抄き工程Ｓ２にて混抄した炭素繊維混抄シート１にカーボン樹脂液を塗工してカーボン被膜３を形成するカーボン被膜形成工程Ｓ３を備えるので、炭素繊維ＴＦの発熱を受けて、遠赤外線を放射するカーボン被膜３を炭素繊維混抄シート１の全面に形成することができる。そのため、カーボン被膜３は、炭素繊維混抄シート１の温度上昇に応じて加熱されると、遠赤外線を放射することができる。したがって、炭素繊維ＴＦ及びカーボン被膜３から、それぞれ遠赤外線を重畳的に放射する面状発熱体１０、２０を製造することができる。

本発明は、融雪、暖房、乾燥等に使用される面状発熱体及びその製造方法として利用することができる。特に、炭素繊維混抄シートの表面にカーボン被膜等を形成して、発熱効率と遠赤外線の放射効率を高めた面状発熱体及びその製造方法として利用できる。

１炭素繊維混抄シート
２電極
３カーボン被膜
４遠赤外線放射物皮膜
１０面状発熱体
１１低発熱部
１２高発熱部

Claims

炭素繊維とパルプ繊維とを所定の割合で混抄した炭素繊維混抄シートの両側端にそれぞれ電極を形成した面状発熱体であって、
前記炭素繊維は、短繊維状に切断した炭素繊維原料から開繊された綿状繊維であること、
前記炭素繊維混抄シートの片面全体又は両面全体には、カーボン被膜を形成したことを特徴とする面状発熱体。
炭素繊維とパルプ繊維とを所定の割合で混抄した炭素繊維混抄シートの両側端にそれぞれ電極を形成した面状発熱体であって、
前記炭素繊維は、短繊維状に切断した炭素繊維原料から開繊された綿状繊維であること、
前記炭素繊維混抄シートの一方の片面全体には、カーボン被膜を形成し、前記炭素繊維混抄シートの他方の片面全体には、遠赤外線放射物被膜を形成したことを特徴とする面状発熱体。
請求項１又は請求項２に記載された面状発熱体において、
前記炭素繊維混抄シートには、抵抗発熱が相対的に低い低発熱部と抵抗発熱が相対的に高い高発熱部とを備え、
前記高発熱部と前記低発熱部とが、面全体で互いに分散して形成されたことを特徴とする面状発熱体。
請求項３に記載された面状発熱体において、
前記低発熱部における炭素繊維の混合比率が２０重量％以上４０重量％以下で、前記高発熱部における炭素繊維の混合比率が１０重量％以上２０重量％未満であることを特徴とする面状発熱体。
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載された面状発熱体の製造方法において、
前記炭素繊維を短繊維状に切断した炭素繊維原料から綿状繊維に開繊する炭素繊維開繊工程と、
前記炭素繊維開繊工程にて綿状繊維に開繊した炭素繊維と前記パルプ繊維とを所定の粘着剤を含む水溶液で混抄する紙抄き工程と、
前記紙抄き工程にて混抄した炭素繊維混抄シートにカーボン樹脂液を塗工してカーボン被膜を形成するカーボン被膜形成工程と、を備えることを特徴とする面状発熱体の製造方法。