JP2001192552A - 高分子感温体およびそれを用いた感温素子およびそれを用いた電気採暖装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気採暖具の温度制御を行う感温素子におい
て、電気的特性、耐熱安定性、温度ヒューズ機能、耐湿
性などの要求を満たす高分子感温材料を得ること。 【解決手段】 高分子感温体にポリアミド樹脂と、ポリ
アミド樹脂およびポリエーテル樹脂の共重合体と、導電
性付与剤と、イオン移動障害剤とを配合したポリアミド
組成物を用いたものである。したがって、イオン移動障
害剤の練り混みにより水分子の進入を阻害し耐湿性能を
向上させるとともに、通電時の導電性付与剤の移動を阻
害することで、耐湿特性、電気的特性、機械的強度、耐
熱安定性、温度ヒューズ機能、成形加工性を満たす高分
子感温体を得ることが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気採暖具などの
可撓性温度センサや感温機能付きヒータに用いる高分子
感温体およびそれを用いた感温素子に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】高分子材料の電気的特性の温度依存性を
利用して電気毛布や電気カーペットなどの電気採暖具の
温度制御を行うことは従来からよく知られており、高分
子材料としてはポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリアミ
ド変性オレフィン樹脂混合物を用い、電気特性の温度依
存性を改善するために導電性付与剤を添加する方法が特
開平９−４５５０７号公報、特開平１０−１４０００４
号公報など他にも多くに記載されている。また、特開平
８−７８１３７号公報にはポリエステル樹脂にポリオレ
フィンオキサイドに過塩素酸リチウムを添加したイオン
導電性固体電解質を高分子材料として用いる方法が記載
されている。

【０００３】そして温度制御を行うための高分子材料に
は、（１）電気的特性の高い温度依存性、（２）電気的
特性および機械的強度の耐熱安定性、（３）温度ヒュー
ズすなわち高温低粘度溶融性、（４）低吸湿性もしくは
吸湿時に電気的特性が変化しないなどの特性が要求され
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のポ
リアミドおよびポリアミド混合物を高分子材料として用
いた場合、電気的特性、機械的強度、耐熱安定性、温度
ヒューズ機能、成形加工性は他の高分子材料より優れて
いるが、ポリアミドは吸湿性が高く、ナイロン１１やナ
イロン１２などの吸湿性の少ないものでも１％程度の吸
湿率を示すため、吸湿時の電気的特性の変化が大きく、
周辺環境の湿度に影響されず正確に温度制御を行うこと
が難しいという課題があった。

【０００５】吸湿の課題を解決するために、ポリエステ
ル樹脂の高温低粘度溶融性を改善した方法でもポリエス
テル樹脂が１％程度の吸湿率を示すため、正確な温度制
御を行うことは難しいという課題があり、またポリアミ
ド以外の樹脂を用いた場合には、電気的特性、機械的強
度、耐熱安定性、温度ヒューズ機能、成形加工性などの
要求が満たされないという課題があった。

【０００６】また、ポリアミドの水素結合サイトである
アミド基は導電性付与剤を作用させるサイトも兼ねてい
るため、吸湿の課題を解決するためにアミド基を減らす
と、導電性付与剤との作用が弱くなり、導電性付与剤が
通電時に移動してしまい通電特性が悪くなるという課題
もあった。

【０００７】また、特に吸湿特性の改善では、潤滑剤、
撥水剤等で高分子感温体表面に被膜形成して水の付着を
低減することが試みられるが高分子感温体表面が外気に
長期間にさらされる場合や、この高分子感温体を用いた
感温素子を考えた場合後加工で高分子感温体表面にヒー
タ線や銅線電極を巻き付けたりすると、被膜表面が摩耗
して耐湿効果が低減してしまうという課題がある。

【０００８】このように要求されるすべての特性を満た
す高分子材料は得られておらず、本発明の目的は上記課
題を解決し、吸湿による影響が少なく高感度で安定性の
よい高分子感温体とそれを用いた感温素子を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため高分子感温体に、ポリアミド樹脂と、導電性付
与剤と、親水性イオンの移動を阻害するイオン移動障害
剤とを配合したポリアミド組成物を用い、高分子感温体
内部に分散したイオン移動障害剤により親水性である水
分子の高分子感温体への進入を阻害することで、高分子
感温体内部から吸湿量を低減して、長期的且つ安定的に
耐湿性能を保持させることができるとともにイオン移動
障害剤は通電時の導電性付与剤の移動も阻害するため、
通電特性が安定する。このように吸湿の影響がなく電気
的特性、機械的強度、耐熱安定性、温度ヒューズ機能、
成形加工性をも満足する高分子感温体を得ることが出来
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】請求項１にかかる高分子感温体
は、ポリアミド樹脂と、導電性付与剤と、イオン移動障
害剤とを配合したポリアミド組成物を用い、高分子感温
体内部に分散したイオン移動阻害剤により親水性である
水分子の高分子感温体への進入を阻害することで、高分
子感温体内部から吸湿量を低減して、長期的且つ安定的
に耐湿性能を保持させることができるとともにイオン移
動阻害剤は通電時の導電性付与剤の移動も阻害するた
め、通電特性が安定する。

【００１１】請求項２にかかる高分子感温体は、ポリア
ミド樹脂と、ポリアミド樹脂とポリエーテル樹脂の共重
合体と、導電性付与剤と、イオン移動障害剤とから構成
されたポリアミド組成物を用い、吸湿量の少ないポリア
ミドおよびポリエーテル共重合体で高分子感温体全体の
吸湿量を低下させることで、さらに吸湿量の少ない高分
子感温体を得ることが出来、高分子感温体内部に分散し
たイオン移動阻害剤により親水性である水分子の高分子
感温体への進入を阻害することで、吸湿による影響を小
さくするとともにイオン移動阻害剤は通電時の導電性付
与剤の移動も阻害するため、通電特性が安定する。

【００１２】請求項３にかかる高分子感温体は、ポリア
ミド樹脂と、オレフィン系樹脂と、導電性付与剤と、イ
オン移動障害剤とから構成されたポリアミド組成物を用
い、吸湿のほとんどないポリオレフィン系樹脂で高分子
感温体全体の吸湿量を低下させ、高分子感温体内部に分
散したイオン移動阻害剤により親水性である水分子の高
分子感温体への進入を阻害することで、吸湿による影響
を小さくするとともにイオン移動阻害剤は通電時の導電
性付与剤の移動も阻害するため、通電特性が安定する。

【００１３】請求項４にかかる高分子感温体は、ポリア
ミド樹脂にナイロン１２、ナイロン１１、ナイロン１２
−ナイロン４０共重合体、Ｎ−アルキル置換アミドのポ
リアミドの水素結合サイトであるアミド基の少ない吸湿
性の低い高分子材料を少なくとも１種以上用いること
で、さらに吸湿量の少ない高分子感温体を得ることが出
来、より耐湿性を高めることが出来る。

【００１４】請求項５にかかる高分子感温体は、ポリア
ミド樹脂とポリエーテル樹脂の共重合体の内、ポリアミ
ド樹脂に、ポリアミド１１もしくはポリアミド１２の吸
湿性の低い高分子材料を用い、ポリエーテル樹脂にポリ
エチレングリコールもしくはポリテトラメチレングリコ
ールを用いることで、さらに吸湿量の少ない高分子感温
体を得ることができ、より耐湿性を向上させることがで
きる。

【００１５】請求項６にかかる高分子感温体は、オレフ
ィン系樹脂に、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレ
ン−プロピレン共重合体などのポリアミド樹脂とポリマ
ーアロイが容易な樹脂で且つ、吸湿性の低い高分子材料
を用いることで、さらに吸湿量の少ない高分子感温体を
得ることができ、より耐湿性を高めることが出来る。

【００１６】請求項７にかかる高分子感温体は、導電性
付与剤にアルキルフェノールーホルムアルデヒド縮重合
体もしくはオキシ安息香酸エステル−ホルムアルデヒド
縮重合体を用いることで、アルキルフェノール−ホルム
アルデヒド縮重合体もしくはオキシ安息香酸エステル−
ホルムアルデヒド縮重合体がポリアミドの水素結合サイ
トであるアミド基に水分子の代わりに配位して吸湿性を
低減させるとともに、アミド基に作用して感温性を増大
することが出来る。

【００１７】請求項８にかかる高分子感温体は、導電性
付与剤に、よう化亜鉛および酸化亜鉛を用い、よう化亜
鉛の持つイオンキャリア性によりインピーダンスの温度
依存性を高めるとともに、ポリアミドのアミド基に亜鉛
錯体を形成し通電安定性を高め、熱的に安定化する。し
かし高温で長時間使用した場合には、よう化亜鉛により
生じたよう素がよう素イオンとして電極に作用し、電気
絶縁体であるよう化金属を生成し、電極間インピーダン
ス経時安定性が得にくくなる。酸化亜鉛を配合すること
で、酸化亜鉛がよう素イオンの受容体となりよう化金属
の生成を防止することができる。

【００１８】請求項９にかかる高分子感温体は、イオン
移動障害剤に４ふっ化エチレン樹脂または熱可塑性シリ
コーンなどの極性基を持たない撥水剤を、ポリアミド組
成物に練り込み配合することで、高分子感温体内にイオ
ン移動障害物質を分散させることができる。イオン移動
障害剤は親水性である水分子の高分子感温体への進入を
阻害することで、高分子感温体全体内部から吸湿量を低
減して、長期的且つ安定的に耐湿性能を保持させること
ができる。また、通電時には、イオン移動障害剤は通電
の影響を受けないため、導電性付与剤の移動を阻害する
バリヤとして働き、通電特性を安定化することが出来
る。

【００１９】請求項１０にかかる高分子感温体は、ポリ
アミド組成物にナフチルアミンもしくはヒンダードフェ
ノールを含有し、ナフチルアミン、ヒンダードフェノー
ルの抗酸化性により耐熱安定性を高めることが出来る。

【００２０】請求項１１にかかる高分子感温体は、ポリ
アミド組成物に亜リン酸エステル系化合物を含有し、亜
リン酸エステル系化合物のもつ酸化防止性と還元防錆作
用により熱劣化性が抑制され、耐熱安定性を高めること
が出来る。

【００２１】請求項１２にかかる高分子感温体を用いた
感温素子は、同芯状に設けた一対の電極と、電極間に設
けた請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の高分子
感温体と、電極の外側に設けた遮湿性絶縁外被層とを備
えた構成とし、電極間に通電し高分子感温体のインピー
ダンスを測定することで、温度を制御することが出来
き、高分子感温体表面に巻き付けられた一方の金属電極
ががヒータの役目も果たし、発熱、温度検知、温度ヒュ
ーズ機能を１本に集約できる感温素子を提供することが
できる。

【００２２】請求項１３にかかる発明は、請求項１２に
記載の感温素子を電気採暖装置に用いることで、信頼
性、省エネルギー性、長期保存性などに優れた機能を提
供することが出来る。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００２４】（実施例１）実施例１の高分子感温体のポ
リアミド組成物は、ポリアミド樹脂１００重量部に対し
て導電性付与剤を５から３０重量部、イオン移動障害剤
を１から１０重量部配合したポリアミド組成物を用い
る。導電性付与剤はポリアミド１００重量部に対して、
５ないし３０重量部配合されるもので、５重量部より少
ないと効果が低く、３０重量部より多いと組成物の性質
を著しく損なう。また、イオン移動障害剤は１重量部よ
り少ないとイオン移動障害効果が低く、１０重量部より
多く配合すると、ポリアミドとの混合が不均一になり高
分子感温体の強度物性が低下してしまう。

【００２５】次に作用について説明する。ポリアミドの
アミド基に導電性付与剤が作用して、静電容量、電気抵
抗値、インピーダンスなどの電気的特性の温度依存性が
増加する。親水性のイオン移動を阻害するイオン移動障
害剤を配合することで、ポリアミドおよびポリアミド組
成物中のポリアミドの水素結合サイトであるアミド基へ
の水分子の進入を阻害することが出来る。よって吸湿に
よる影響が少なく高感度で安定性のよい温度検知を行う
ことが出来る。また、イオン移動障害剤は、通電時の導
電性付与剤の移動も阻害するため通電安定性が高まり、
耐湿特性、電気的特性、機械的強度、耐熱安定性、温度
ヒューズ機能、成形加工性を満たす高分子感温体を得る
ことが出来る。

【００２６】（実施例２）実施例２の高分子感温体のポ
リアミド組成物は、ポリアミド樹脂５０重量部から９０
重量部に対して、ポリアミド樹脂とポリエーテル樹脂の
共重合体を５０重量部から１０重量部配合し、ポリアミ
ド樹脂と、ポリアミド樹脂とポリエーテル樹脂の共重合
体との混合物１００重量部に対して、導電性付与剤を５
から３０重量部を配合した後、イオン移動障害剤を１か
ら１０重量部配合したポリアミド組成物を用いる。

【００２７】ポリアミド樹脂とポリエーテル樹脂の共重
合体の配合量が多すぎると、ポリエーテル部分のソフト
セグメント部が多くなり弾性体成分増加により、このポ
リアミド組成物からなる高分子感温体を用いた感温素子
において、高分子感温体表面に帯状の銅電極を配置する
とき、銅電極が高分子感温体表面に食い込んでしまい、
機械的強度を低下させる原因となる。ポリアミド樹脂と
ポリエーテル樹脂の共重合体の配合量が少なすぎると、
吸水特性の変動を抑制することが困難になる。

【００２８】次に作用について説明する。ポリアミドの
アミド基に導電性付与剤が作用して、静電容量、電気抵
抗値、インピーダンスなどの電気的特性の温度依存性が
増加する。吸湿量の少ないポリアミド樹脂とポリエーテ
ル樹脂の共重合体を配合することで、高分子感温体全体
の吸湿量を低下させることが出来る。また、親水性のイ
オン移動を阻害するイオン移動障害剤を配合すること
で、ポリアミドおよびポリアミド組成物中のポリアミド
の水素結合サイトであるアミド基への水分子の進入を阻
害することが出来る。よって吸湿による影響が少なく高
感度で安定性のよい温度検知を行うことが出来る。ま
た、イオン移動障害剤は、通電時の導電性付与剤の移動
も阻害するため通電安定性が高まり、耐湿特性、電気的
特性、機械的強度、耐熱安定性、温度ヒューズ機能、成
形加工性を満たす高分子感温体を得ることが出来る。

【００２９】（実施例３）実施例３の高分子感温体のポ
リアミド組成物は、ポリアミド樹脂４０から８０重量部
に対して、オレフィン系樹脂を６０から２０重量部配合
し、ポリアミド樹脂とオレフィン系樹脂との混合物１０
０重量部に対して、導電性付与剤を５から３０重量部を
配合した後、イオン移動障害剤を１から１０重量部配合
したポリアミド組成物を用いる。オレフィン系樹脂の配
合割合が高すぎると、温度ヒューズとして機能させるた
めの適正な融点範囲よりも融点が低下し、高分子感温体
の融点がポリアミド樹脂よりも低い温度で溶融してしま
い、温度ヒューズ機能上好ましくない。一方、オレフィ
ン系樹脂の配合割合量が低すぎる場合には、吸水特性の
変動を抑制することが困難になる。

【００３０】次に作用について説明する。ポリアミドの
アミド基に導電性付与剤が作用して、静電容量、電気抵
抗値、インピーダンスなどの電気的特性の温度依存性が
増加する。吸湿のほとんどないポリオレフィン系樹脂を
配合することで、高分子感温体全体の吸湿量を低下させ
ることが出来る。また、親水性のイオン移動を阻害する
イオン移動障害剤を配合することで、ポリアミドおよび
ポリアミド組成物中のポリアミドの水素結合サイトであ
るアミド基への水分子の進入を阻害することが出来る。
よって吸湿による影響が少なく高感度で安定性のよい温
度検知を行うことが出来る。また、イオン移動障害剤
は、通電時の導電性付与剤の移動も阻害するため通電安
定性が高まり、耐湿特性、電気的特性、機械的強度、耐
熱安定性、温度ヒューズ機能、成形加工性を満たす高分
子感温体を得ることが出来る。

【００３１】（実施例４）実施例４について説明する。
実施例４ではポリアミドに吸湿性の低いナイロンを用い
た。

【００３２】ポリアミドとして、ナイロン１２、ナイロ
ン１１、ナイロン１２−ナイロン４０共重合体、Ｎーア
ルキル置換アミドのポリアミドの水素結合サイトである
アミド基の少ない吸湿性の低い高分子材料を少なくとも
１種類以上用いることで、さらに吸湿量の少ない高分子
感温体を得ることが出来、より耐湿性を高めることが出
来る。

【００３３】（実施例５）実施例５について説明する。
実施例５では、ポリアミド樹脂とポリエーテル樹脂の共
重合体の内、ポリアミド樹脂にポリアミド１１もしくは
ポリアミド１２の吸湿性の低い高分子材料を用い、ポリ
エーテル樹脂にポリエチレングリコールもしくはポリテ
トラメチレングリコールを用いることでさらに吸湿量の
少ない高分子感温体を得ることができ、耐湿性能を向上
することができる。

【００３４】（実施例６）実施例６について説明する。
実施例６では、オレフィン系樹脂としてポリエチレン
（変性ポリエチレンを含む）、ポリプロピレン（変成ポ
リプロピレンを含む）、エチレンープロピレン共重合体
（エチレン−プロピレン−ジエン共重合体を含む）な
ど、吸湿性の低い高分子材料をポリアミド樹脂とポリマ
ーアロイすることで、さらに吸湿量の少ない高分子感温
体を得ることが出来、より耐湿性を高めることが出来
る。また、ポリアミド樹脂との相溶性を高めるために相
溶化剤を用いた構成やオレフィン系樹脂を変性オレフィ
ン系樹脂で構成してもさしつかえない。

【００３５】特に、エチレン−プロピレン−ジエン共重
合体を用いることで、さらに耐湿性を向上するととも
に、可撓性をも付与することが出来る。

【００３６】（実施例７）実施例７について説明する。
実施例７では、導電性付与剤にアルキルフェノール−ホ
ルムアルデヒド縮重合体もしくはオキシ安息香酸エステ
ル−ホルムアルデヒド縮重合体を用いた。

【００３７】導電性付与剤としては、アルキルフェノー
ル−ホルムアルデヒド縮重合体もしくはオキシ安息香酸
エステル−ホルムアルデヒド縮重合体として、ｐ−オキ
シ安息香酸オクチルエステルーアルデヒド縮重合体、ｐ
−オキシ安息香酸イソステアリルエステル−ホルムアル
デヒド縮重合体、ｐ−オキシ安息香酸アルキルエステ
ル、ｐ−ドデシルフェノール−アルデヒド縮重合体、ｐ
−クロロフェノール−アルデヒド縮重合体、ｐ−ヒドロ
キシ安息香酸アルキルエステルのホルムアルデヒド縮重
合体を用いることができる。導電性付与剤はポリアミド
１００重量部に対して、５ないし３０重量部配合される
もので、５重量部より少ないと効果が低く、３０重量部
より多いと組成物の性質を著しく損なう。

【００３８】アルキルフェノール−ホルムアルデヒド縮
重合体もしくはオキシ安息香酸エステル−ホルムアルデ
ヒド縮重合体はポリアミドと相溶性がよく、ポリアミド
の水素結合サイトであるアミド基に水分子の代わりに配
位して吸湿性を低減させるととも、アミド基に作用して
感温性を増大することが出来る。

【００３９】（実施例８）実施例８について説明する。
実施例８では、導電性付与剤に、よう化亜鉛、酸化亜鉛
を用いた。

【００４０】導電性付与剤として、熱安定性の高いよう
化亜鉛を、ポリアミド樹脂と、ポリアミドおよびポリエ
ーテル樹脂の共重合体との混合物１００重量部に対し
０．０１ないし３０重量部配合した。よう化亜鉛は０．
０１重量部より少ないと増感性および通電安定効果が低
く、３０重量部より多いと組成物の物理的性質を著しく
損なう。

【００４１】また高温度で長時間使用した場合によう化
亜鉛より生じるよう素イオンの受容体として、粒子径が
０．１ないし０．５μmの酸化亜鉛粉末をポリアミドと
ポリアミドおよびポリエーテル共重合体混合物１００重
量部に対し０．０１ないし３０重量部配合した。酸化亜
鉛は０．０１重量部より少ないと増感性および通電安定
効果が低く、３０重量部より多いと組成物の物理的性質
を著しく損なう。

【００４２】（実施例９）実施例９について説明する。
実施例９では、イオン移動障害剤に４ふっ化エチレン樹
脂または、熱可塑性シリコーンなどの極性基をもたない
撥水剤を用いた。

【００４３】４ふっ化エチレン樹脂はポリアミド組成物
の中で優れた潤滑性、撥水性を示すので、高分子感温体
全体として水分子の吸着を防止することができる。４ふ
っ化エチレンは単独で、−２００℃から＋２５０℃の広
い範囲で潤滑作用を示すので、長期安定性に優れる。

【００４４】熱可塑性シリコーンは、室温では固体状を
示し、軟化温度８５〜１０５℃を有する。室温では固形
状であるためにポリアミド粉末と機械的に混合した後、
２軸押し出し機等の溶融混練り機で、ポリアミド樹脂に
練り込ませながら均一に配合させることができる。この
ため、高分子感温体内にイオン移動障害物質を分散させ
ることができる。

【００４５】イオン移動障害剤は親水性である水分子の
高分子感温体への進入を阻害することで、高分子感温体
全体内部から吸湿量を低減して、長期的且つ安定的に耐
湿性能を保持させることができる。また、通電時には、
イオン移動障害剤は通電の影響を受けないため、導電性
付与剤の移動を阻害するバリヤとして働き、通電特性を
安定化することが出来る。

【００４６】４ふっ化エチレン樹脂粉体や熱可塑性シリ
コーンは、ポリアミド１００重量部に対して、１重量部
から１０重量部の範囲で配合される。１重量部未満では
イオン移動障害効果が低く、１０重量部より多く配合す
ると、ポリアミドとの混合が不均一になり高分子感温体
の強度物性が低下してしまう。

【００４７】（実施例１０）実施例１０について説明す
る。実施例１０においては、ポリアミド組成物にナフチ
ルアミンもしくはヒンダードフェノールを配合した。

【００４８】ヒンダードフェノールとしてトリエチレン
グリコール−ビス［３−（３−ｔ−ブチル−５−メチル
−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］またはペ
ンタエリスリチルーテトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ
−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］
などとナフチルアミンが用いられヒンダードフェノール
やナフチルアミンの恒酸化性により耐熱安定性を高める
ことが出来る。

【００４９】（実施例１１）次に実施例１１について説
明する。実施例１１においては、ポリアミド組成物に亜
リン酸エステル系化合物を配合した。

【００５０】亜リン酸エステル系化合物としては、分子
量が高く不揮発性に優れ、リン酸濃度が適当なテトラフ
ェニルジプロピレングリコールホスファイトやテトラフ
ェニルテトラ（トリデシル）ペンタエリスリトールテト
ラフォスファイト、および水添ビスフェノールＡ・ペン
タエリスリトールフォスファイトポリマーが用いられ
る。亜リン酸エステル系化合物のもつ酸化防止性と還元
防錆作用により熱劣化性が抑制され、耐熱安定性を高め
ることが出来る。

【００５１】以上の実施例を確認するために下記に示す
高分子感温体試験片を作成した。実施例１から８で示し
たような材料を用いてポリアミド組成物を配合し、押し
出し機により混練した後ペレット化して、加熱プレスで
７０mm×７０mm、厚さ０．８mmのシートに成形し、その
両面に銀塗布電極を設けて作成した試料を用いて、イン
ピーダンスの温度依存性、耐湿性、半波通電安定性を測
定した結果を（表１）に示す。

【００５２】

【表１】 インピーダンスの温度依存性は４０ないし６０℃のサー
ミスタＢ定数で、半波通電安定性は１００℃における初
期のインピーダンスと８０℃で５０Ｖの半波通電を５０
０時間行った後のインピーダンスの温度差ΔＴｚで表し
た。このΔＴｚの評価を図１に示す。半波通電により、
高分子感温体の劣化が生じ、インピーダンスー温度依存
特性が変化してしまう。つまり、このΔＴｚの値が小さ
いほど半波通電安定性が高いということである。耐湿性
は４５℃における初期インピーダンスと４５℃、９５Ｒ
Ｈ％で７２時間放置後のインピーダンスの温度差ΔＴｗ
で表した。ΔＴｗの評価を図２に示す。この図から、試
験片が吸湿によるため、インピーダンスー温度依存特性
が変化し、初期インピーダンス値と吸湿後の同じインピ
ーダンス値では温度差が生じる。このΔＴｗの値が小さ
いほど耐湿性能が高いことを示す。

【００５３】（表１）に示す通り、本発明の実施例１か
ら９のポリアミド組成物からなる高分子感温体は、半波
通電安定性と耐湿安定性を同時に満足することができ
る。

【００５４】（実施例１２）実施例１２について説明す
る。図３は本発明の実施例１２の感温素子の構成図であ
る。図３において１は１５００デニールのポリエステル
芯線、２、４は銅、アルミニウム、金、白金、パラジウ
ム、銀、錫、半田、ニッケル、ステンレス、チタン、イ
ンジウムなどの巻き線電極線、３は電極線２と４の間に
配設された高分子感温体、５は遮湿性絶縁外被層であ
る。

【００５５】次に動作作用について説明する。高分子感
温体３は温度によって静電容量、電気抵抗値、インピー
ダンスなどの電気的特性が変化するため、電極２電極４
間に通電し高分子感温体３の電気的特性を測定すること
で温度を検知し、電気毛布、電気カーペットなどの電気
採暖具の温度制御を行うことが出来る。周辺環境中の水
分子は遮湿性絶縁外被層５によって通過を阻止され高分
子感温体３の吸湿を防止することが出来る。よって、高
分子感温体３には、実施例１から１１で述べたような配
合からなるポリアミド組成物であるので、電気的特性、
機械的強度、耐熱安定性、温度ヒューズ機能、成形加工
性の要求が満たされ、ナイロン１１、ナイロン１２など
の高分子材料を用いることが出来、周辺環境の影響を受
けず高感度で安定性の良い温度制御を行うことができ高
分子感温体３表面に配置された電極４に通電する事によ
りヒータ発熱させることができ、発熱と高分子感温体に
よる温度検知、温度ヒューズ機能を１本に集約でき、且
つ、通電安定性、耐湿安定性に優れた感温素子を提供す
ることができる。

【００５６】（実施例１３）実施例１３について説明す
る。

【００５７】実施例１２に示す感温素子を電気採暖装置
に用いることで、夏季期間中の収納に対する長期保存性
や、使用時の信頼性、省エネルギー性などに優れた機能
を提供することが出来る。

【００５８】なお、実施例ではたんに、電気採暖装置と
したが、電気毛布、電気カーペット、電気座布団、カー
シートヒーターなどの電気採暖器具を含んだとしても何
の問題もないものである。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明
は、高分子感温体内部に分散したイオン移動阻害剤によ
り水分子の高分子感温体への進入を阻害することで、高
分子感温体内部から吸湿量を低減して、長期的且つ安定
的に耐湿性能を保持させることができるとともに通電時
の導電性付与剤の移動も阻害するため、通電特性が安定
する。そのため、耐湿特性、電気的特性、機械的強度、
耐熱安定性、温度ヒューズ機能、成形加工性を満たす高
分子感温体を得ることが出来る。

【００６０】請求項２の発明は、吸湿量の少ないポリア
ミドおよびポリエーテル共重合体で高分子感温体全体の
吸湿量を低下させることで、さらに吸湿量の少ない高分
子感温体を得ることが出来、イオン移動阻害剤により水
分子の高分子感温体への進入を阻害することで、吸湿に
よる影響を小さくするとともに通電時の導電性付与剤の
移動も阻害するため、通電特性が安定する。

【００６１】請求項３の発明は、吸湿のほとんどないポ
リオレフィン系樹脂で高分子感温体全体の吸湿量を低下
させ、イオン移動阻害剤により親水性である水分子の高
分子感温体への進入を阻害することで、吸湿による影響
を小さくするとともに導電性付与剤の移動も阻害するた
め、通電特性が安定する。

【００６２】請求項４の発明は、さらに吸湿量の少ない
高分子感温体を得ることが出来、より耐湿性を高めるこ
とが出来る。

【００６３】請求項５の発明は、ポリエーテルにポリエ
チレングリコールもしくはポリテトラメチレングリコー
ルからなるポリエーテル共重合体を用いることで、さら
に吸湿量の少ない高分子感温体を得ることができ、より
耐湿性を向上させることができる。

【００６４】請求項６の発明は、さらに吸湿量の少ない
高分子感温体を得ることができ、より耐湿性を高めるこ
とが出来る。

【００６５】請求項７の発明は、アルキルフェノール−
ホルムアルデヒド縮重合体もしくはオキシ安息香酸エス
テル−ホルムアルデヒド縮重合体がポリアミドの水素結
合サイトであるアミド基に水分子の代わりに配位して吸
湿性を低減させるととも、アミド基に作用して感温性を
増大することが出来る。

【００６６】請求項８の発明は、よう化亜鉛の持つイオ
ンキャリア性によりインピーダンスの温度依存性を高め
るとともに、ポリアミドのアミド基に亜鉛錯体を形成し
通電安定性を高め、熱的に安定化する。

【００６７】また、高温で長時間使用した場合には、よ
う化亜鉛により生じたよう素がよう素イオンとして電極
に作用し、電気絶縁体であるよう化金属を生成し、電極
間インピーダンス経時安定性が得にくくなるが、酸化亜
鉛を配合することで、酸化亜鉛がよう素イオンの受容体
となりよう化金属の生成を防止することができる。

【００６８】請求項９の発明は、イオン移動障害剤が水
分子の高分子感温体への進入を阻害することで、高分子
感温体全体内部から吸湿量を低減して、長期的且つ安定
的に耐湿性能を保持させることができる。また、通電時
には、導電性付与剤の移動を阻害するバリヤとして働
き、通電特性を安定化することが出来る。

【００６９】請求項１０の発明は、ナフチルアミン、ヒ
ンダードフェノールの抗酸化性により耐熱安定性を高め
ることが出来る。

【００７０】請求項１１の発明は、亜リン酸エステル系
化合物のもつ酸化防止性と還元防錆作用により熱劣化性
が抑制され、耐熱安定性を高めることが出来る。

【００７１】請求項１２の発明は、電極間に通電し高分
子感温体のインピーダンスを測定することで、温度を制
御することが出来き、高分子感温体表面に巻き付けられ
た一方の金属電極ががヒータの役目も果たし、発熱、温
度検知、温度ヒューズ機能を１本に集約できる感温素子
を提供することができる。

【００７２】請求項１３の発明は、請求項１２の感温素
子を電気採暖装置に用いることで、信頼性、省エネルギ
ー性、長期保存性などに優れた機能を提供することが出
来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における高分子感温体の半波
通電安定性評価説明図

【図２】同耐湿性能評価安定図

【図３】本発明の一実施例における感温素子の構成図

【符号の説明】

１ ポリエステル芯線 ２、４ 電極線 ３ 高分子感温体 ５ 遮湿性絶縁外被層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｌ 23/02 Ｃ０８Ｌ 23/02 23/06 23/06 23/12 23/12 23/16 23/16 61/08 61/08 77/02 77/02 Ｆ２４Ｄ 13/02 Ｆ２４Ｄ 13/02 Ｅ Ｇ０１Ｋ 7/16 Ｇ０１Ｋ 7/16 Ｓ Ａ Ｈ０１Ｃ 7/04 Ｈ０１Ｃ 7/04 (72)発明者 山崎 忠孝 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2F056 CL09 MS06 3L072 AA01 AB04 AC02 AD02 4J002 BB03X BB12X BB15X BD154 CC043 CC053 CL01W CL011 CL07X CP034 DD086 DE106 EJ017 EN067 EW067 FD113 FD116 FD204 GQ00 GT00 5E034 BA09 BB01 BC10 DB03 DC03

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリアミド樹脂と、導電性付与剤と、親水
   性イオンの移動を阻害するイオン移動障害剤とを配合し
   たポリアミド組成物を有する高分子感温体。
2. 【請求項２】ポリアミド樹脂と、ポリアミド樹脂とポリ
   エーテル樹脂の共重合体と、導電性付与剤と、親水性イ
   オンの移動を阻害するイオン移動障害剤とを配合したポ
   リアミド組成物を有する高分子感温体。
3. 【請求項３】ポリアミド樹脂と、オレフィン系樹脂と、
   導電性付与剤と、親水性イオンの移動を阻害するイオン
   移動障害剤とを配合したポリアミド組成物を有する高分
   子感温体。
4. 【請求項４】ポリアミド樹脂は、ナイロン１２、ナイロ
   ン１１、ナイロン１２−ナイロン４０共重合体、Ｎ−ア
   ルキル置換アミドの内、少なくとも１種以上からなる請
   求項１ないし３のいずれか１項に記載の高分子感温体。
5. 【請求項５】ポリアミド樹脂とポリエーテル樹脂の共重
   合体は、ポリアミド１１もしくはポリアミド１２からな
   るポリアミド樹脂と、ポリエチレングリコールもしくは
   ポリテトラメチレングリコールからなるポリエーテル樹
   脂の共重合体である請求項２に記載の高分子感温体。
6. 【請求項６】オレフィン系樹脂は、ポリエチレン、ポリ
   プロピレン、エチレンープロピレン共重合体の内、少な
   くとも１種以上からなる請求項３に記載の高分子感温
   体。
7. 【請求項７】導電性付与剤はアルキルフェノールーホル
   ムアルデヒド縮重合体もしくはオキシ安息香酸エステル
   −ホルムアルデヒド縮重合体とする請求項１ないし６の
   いずれか１項に記載の高分子感温体。
8. 【請求項８】導電性付与剤は、よう化亜鉛と酸化亜鉛と
   からなる請求項１ないし６のいずれか１項に記載の高分
   子感温体。
9. 【請求項９】イオン移動障害剤を、極性基を持たない撥
   水剤とする請求項１ないし８記載のいずれか１項に記載
   の高分子感温体。
10. 【請求項１０】ポリアミド組成物はナフチルアミンもし
    くはヒンダードフェノールを含有する請求項１ないし９
    のいずれか１項に記載の高分子感温体。
11. 【請求項１１】ポリアミド組成物が亜リン酸エステル系
    化合物を含有する請求項１ないし１０のいずれか１項に
    記載の高分子感温体。
12. 【請求項１２】同芯状に設けた一対の電極と、前記電極
    間に設けた請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の
    高分子感温体と、前記電極の外側に設けた遮湿性絶縁外
    被層とからなる感温素子。
13. 【請求項１３】請求項１２に記載の感温素子を用いた電
    気採暖装置。