JP2743832B2 - 高分子感温体およびこれを用いた感温素子 - Google Patents
高分子感温体およびこれを用いた感温素子Info
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- JP2743832B2 JP2743832B2 JP16122694A JP16122694A JP2743832B2 JP 2743832 B2 JP2743832 B2 JP 2743832B2 JP 16122694 A JP16122694 A JP 16122694A JP 16122694 A JP16122694 A JP 16122694A JP 2743832 B2 JP2743832 B2 JP 2743832B2
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- Japan
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- polymer
- thermosensor
- polyamide
- temperature
- iron iodide
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- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気採暖具等の可撓性
の温度センサや感温ヒータに用いる高分子感温体に関す
る。
の温度センサや感温ヒータに用いる高分子感温体に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、高分子感温体は一般に一対の巻き
線電極間に配設され、可撓性線状の温度センサや感熱ヒ
ータとして用いられている。この高分子感温体として
は、ナイロン１２や特開昭５５−１００６９３号公報に
開示されている変性ナイロン１１（ＡＴＯ−ＣＨＩＭＩ
Ｅ社製、商品名「リルサンＮナイロン」）等のポリアミ
ド組成物が用いられ、その静電容量や抵抗値あるいはイ
ンピーダンス等の温度変化が利用され、温度センサの機
能を果たしている。さらに特公昭６０−４８０８１号公
報では亜リン酸エステルを熱劣化改良剤として添加した
ポリアミド組成物が特開昭６４−３０２０３号公報では
銅不活性化剤とフェノール系酸化防止剤を添加したイオ
ン伝導性感熱組成物の例が開示されている。
線電極間に配設され、可撓性線状の温度センサや感熱ヒ
ータとして用いられている。この高分子感温体として
は、ナイロン１２や特開昭５５−１００６９３号公報に
開示されている変性ナイロン１１（ＡＴＯ−ＣＨＩＭＩ
Ｅ社製、商品名「リルサンＮナイロン」）等のポリアミ
ド組成物が用いられ、その静電容量や抵抗値あるいはイ
ンピーダンス等の温度変化が利用され、温度センサの機
能を果たしている。さらに特公昭６０−４８０８１号公
報では亜リン酸エステルを熱劣化改良剤として添加した
ポリアミド組成物が特開昭６４−３０２０３号公報では
銅不活性化剤とフェノール系酸化防止剤を添加したイオ
ン伝導性感熱組成物の例が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ナイロン１２は吸湿率
が低い点は優れているが、温度センサとしては湿度によ
る感温特性の変動が大きいため、実用に供し難い。また
特開昭５５−１００６９３号公報の変性ポリアミドにお
いては、インピーダンスの温度依存性が小さいため温度
検出感度が低く、耐熱安定性に劣る。このため耐湿度
性、感温性の改善のため、特公平３−５０４０１号公報
に開示されている様にフェノール系化合物のアルデヒド
重縮合体を配合した組成物が提案されている。しかしこ
れらはいずれもインピーダンスの温度依存性が低く、ま
た長期間にわたる熱安定性が不十分である等の問題点が
あった。
が低い点は優れているが、温度センサとしては湿度によ
る感温特性の変動が大きいため、実用に供し難い。また
特開昭５５−１００６９３号公報の変性ポリアミドにお
いては、インピーダンスの温度依存性が小さいため温度
検出感度が低く、耐熱安定性に劣る。このため耐湿度
性、感温性の改善のため、特公平３−５０４０１号公報
に開示されている様にフェノール系化合物のアルデヒド
重縮合体を配合した組成物が提案されている。しかしこ
れらはいずれもインピーダンスの温度依存性が低く、ま
た長期間にわたる熱安定性が不十分である等の問題点が
あった。
【０００４】本発明は、インピーダンスの温度依存性が
大きく、かつ熱安定性に優れた高分子感温体を提供する
ことを目的とする。
大きく、かつ熱安定性に優れた高分子感温体を提供する
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、ポリアミドに
少なくともよう化鉄を配合した組成物を感温体として用
い、感温素子として前述の高分子感温体を一対の電極間
に配設して構成するものである。
少なくともよう化鉄を配合した組成物を感温体として用
い、感温素子として前述の高分子感温体を一対の電極間
に配設して構成するものである。
【０００６】
【作用】一般に高分子感温体は、一対の銅あるいは銅合
金の巻き線電極間に配設されて可撓性線状の温度センサ
や感熱ヒータとして用いられる。これら温度センサや感
熱ヒータとしての耐熱安定性は、高分子感温体自体の安
定性と巻き線電極の表面状態により決まる。上述のポリ
アミド組成物を用いた場合、高分子感温体中のよう化鉄
のもつイオンキャリア性により著しくインピーダンスの
温度依存性を高めると共に、アミド基に鉄錯体を形成
し、通電安定性を高め、熱的にも安定なものとなる。従
って、高分子感温体の熱安定性を向上させ、温度センサ
や感熱ヒータとして耐熱安定性を著しく増すものと考え
られる。さらにフェノール化合物のアルデヒド重縮合体
の配合により強力な吸湿防止作用を付与することができ
る。フェノール系化合物はポリアミドと相溶性がよく、
ポリアミド中で水素結合サイトに水分子の代わりに配位
して吸湿性を低減させ、湿度による感温特性の変動を低
減させる。またそのアミド基への作用により感温性を増
大する効果もある。
金の巻き線電極間に配設されて可撓性線状の温度センサ
や感熱ヒータとして用いられる。これら温度センサや感
熱ヒータとしての耐熱安定性は、高分子感温体自体の安
定性と巻き線電極の表面状態により決まる。上述のポリ
アミド組成物を用いた場合、高分子感温体中のよう化鉄
のもつイオンキャリア性により著しくインピーダンスの
温度依存性を高めると共に、アミド基に鉄錯体を形成
し、通電安定性を高め、熱的にも安定なものとなる。従
って、高分子感温体の熱安定性を向上させ、温度センサ
や感熱ヒータとして耐熱安定性を著しく増すものと考え
られる。さらにフェノール化合物のアルデヒド重縮合体
の配合により強力な吸湿防止作用を付与することができ
る。フェノール系化合物はポリアミドと相溶性がよく、
ポリアミド中で水素結合サイトに水分子の代わりに配位
して吸湿性を低減させ、湿度による感温特性の変動を低
減させる。またそのアミド基への作用により感温性を増
大する効果もある。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例について述べる。本発
明の実施例では、ポリアミドとしては、吸湿性の少ない
ナイロン１２、ナイロン１２−ナイロン４０共重合体、
Ｎ−アルキル置換ポリアミド１１、ポリエーテルアミ
ド、ダイマー酸含有アミドを選んだ。これらのポリマー
のインピーダンスの温度依存性を高める導電付与剤とし
て、熱安定性の高いよう化鉄を用いた。さらにフェノー
ル化合物のアルデヒド重縮合体を添加した例では、ポリ
アミドと相溶性の良いオキシ安息香酸オクチルエステル
−ホルムアルデヒド重縮合体を選び１５重量部とした。
試料はこれらを配合し押し出し機により混練りした後、
加熱プレスで約７０×７０mm、厚さ１mmのシートに成形
し、その両面に銀塗布面電極を設けて作成した。インピ
ーダンスの温度依存性は、４０〜８０℃におけるサーミ
スタＢ定数で表した。また耐熱安定性は１００℃におけ
る初期のインピーダンスと１００℃で１００Ｖの半波通
電を１０００時間行った後のインピーダンスとの温度差
（ΔＴz）で表した。なお４０〜８０℃におけるサーミ
スタＢ定数は４０℃におけるインピーダンスＺ40および
８０℃におけるインピーダンスＺ80を測定した結果をも
とに算出した。
明の実施例では、ポリアミドとしては、吸湿性の少ない
ナイロン１２、ナイロン１２−ナイロン４０共重合体、
Ｎ−アルキル置換ポリアミド１１、ポリエーテルアミ
ド、ダイマー酸含有アミドを選んだ。これらのポリマー
のインピーダンスの温度依存性を高める導電付与剤とし
て、熱安定性の高いよう化鉄を用いた。さらにフェノー
ル化合物のアルデヒド重縮合体を添加した例では、ポリ
アミドと相溶性の良いオキシ安息香酸オクチルエステル
−ホルムアルデヒド重縮合体を選び１５重量部とした。
試料はこれらを配合し押し出し機により混練りした後、
加熱プレスで約７０×７０mm、厚さ１mmのシートに成形
し、その両面に銀塗布面電極を設けて作成した。インピ
ーダンスの温度依存性は、４０〜８０℃におけるサーミ
スタＢ定数で表した。また耐熱安定性は１００℃におけ
る初期のインピーダンスと１００℃で１００Ｖの半波通
電を１０００時間行った後のインピーダンスとの温度差
（ΔＴz）で表した。なお４０〜８０℃におけるサーミ
スタＢ定数は４０℃におけるインピーダンスＺ40および
８０℃におけるインピーダンスＺ80を測定した結果をも
とに算出した。
【０００８】これらの結果を（表１）に示す。
【０００９】
【表１】
【００１０】本発明の増感剤としてはよう化鉄無水和物
が用いられ、サーミスタＢ定数の向上に寄与している。
が用いられ、サーミスタＢ定数の向上に寄与している。
【００１１】また、フェノール系化合物のアルデヒド重
縮合体には、ｐ−オキシ安息香酸オクチルエステル−ア
ルデヒド重縮合体およびｐ−オキシ安息酸イソステアリ
ルエステル−ホルムアルデヒド重縮合体が相溶性および
耐湿性の点で優れているが、ｐ−オキシ安息香酸アルキ
ルエステル以外にｐ−ドデシルフェノール、ｐ−クロロ
フェノール、ｐ−オキシ安息香酸ノニルエステル等のア
ルデヒド重縮合体であってもよい。これらは、ポリアミ
ドに対し、５〜３０重量部配合される。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。
縮合体には、ｐ−オキシ安息香酸オクチルエステル−ア
ルデヒド重縮合体およびｐ−オキシ安息酸イソステアリ
ルエステル−ホルムアルデヒド重縮合体が相溶性および
耐湿性の点で優れているが、ｐ−オキシ安息香酸アルキ
ルエステル以外にｐ−ドデシルフェノール、ｐ−クロロ
フェノール、ｐ−オキシ安息香酸ノニルエステル等のア
ルデヒド重縮合体であってもよい。これらは、ポリアミ
ドに対し、５〜３０重量部配合される。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。
【００１２】感熱素子の評価のためナイロン１２（１０
０重量部）、よう化鉄（１．０重量部）よりなるナイロ
ン配合物のペレットを作成し、このペレットを用いて図
１に示すような感熱素子、すなわち温度検知線を作成し
た。ここで、各構成要素について説明すると、１は１５
００デニールのポリエステル芯糸、２、４は０．５％銀
入銅電極線、３はナイロン感温層、はポリエステル分離
層、６は耐熱塩化ビニル外被である。すなわち、高分子
感温体を一対の電極間に配設して感温素子を構成したも
のである。上記感温素子のサーミスタＢ定数は、比較の
ためにナイロン１２のみで感温層を形成した試作物のサ
ーミスタＢ定数が１５００（Ｋ）に対して約６倍以上の
９０００（Ｋ）を示し、耐熱寿命試験として行った１０
０℃における連続１００Ｖ半波通電に対してこれは２０
００時間以上の耐久性を示した。
０重量部）、よう化鉄（１．０重量部）よりなるナイロ
ン配合物のペレットを作成し、このペレットを用いて図
１に示すような感熱素子、すなわち温度検知線を作成し
た。ここで、各構成要素について説明すると、１は１５
００デニールのポリエステル芯糸、２、４は０．５％銀
入銅電極線、３はナイロン感温層、はポリエステル分離
層、６は耐熱塩化ビニル外被である。すなわち、高分子
感温体を一対の電極間に配設して感温素子を構成したも
のである。上記感温素子のサーミスタＢ定数は、比較の
ためにナイロン１２のみで感温層を形成した試作物のサ
ーミスタＢ定数が１５００（Ｋ）に対して約６倍以上の
９０００（Ｋ）を示し、耐熱寿命試験として行った１０
０℃における連続１００Ｖ半波通電に対してこれは２０
００時間以上の耐久性を示した。
【００１３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、よう化鉄
の配合はサーミスタＢ定数の向上と高温度においても、
長期にわたる機械的強度と電気特性を安定なものとし
て、多くの実用的な用途の信頼性を向上させることがで
きる。
の配合はサーミスタＢ定数の向上と高温度においても、
長期にわたる機械的強度と電気特性を安定なものとし
て、多くの実用的な用途の信頼性を向上させることがで
きる。
【図１】感温体を用いた温度検知ヒータ線の一部破断側
面図
面図
１ ポリエステル芯糸 ２、４ 電極線 ３ ナイロン感温層 ５ ポリエステル分離層 ６ 塩化ビニル外被
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ // Ｈ０５Ｂ 3/56 Ｈ０５Ｂ 3/56 Ｃ
Claims (5)
- 【請求項１】ポリアミドに、少なくともよう化鉄を配合
したポリアミド組成物よりなる高分子感温体。 - 【請求項２】よう化鉄は、よう化鉄無水和物、またはよ
う化鉄水和物より選ばれた一種よりなる請求項１記載の
高分子感温体。 - 【請求項３】ポリアミド組成物は、オキシ安息香酸エス
テル、ホルムアルデヒド重縮合体を含んでなる請求項１
記載の高分子感温体。 - 【請求項４】ポリアミドは、下記（ａ）〜（ｆ）よりな
る群から選ばれた少なくとも一種よりなる請求項１記載
の高分子感温体。 （ａ）ポリウンデカンアミド （ｂ）ポリドデカンアミド （ｃ）直鎖飽和炭化水素Ｃ13以上を含むポリアミドおよ
びその共重合体 （ｄ）ポリウンデカンアミドあるいはポリドデカンアミ
ドのＮ−アルキル置換アミド共重合体 （ｅ）ポリウンデカンアミドあるいはポリドデカンアミ
ドのエーテルアミド共重合体 （ｆ）ダイマー酸含有ポリアミド - 【請求項５】請求項１、請求項２、請求項３、請求項４
のいずれかに記載の高分子感温体を一対の電極間に配設
してなる感温素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16122694A JP2743832B2 (ja) | 1994-07-13 | 1994-07-13 | 高分子感温体およびこれを用いた感温素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16122694A JP2743832B2 (ja) | 1994-07-13 | 1994-07-13 | 高分子感温体およびこれを用いた感温素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0831609A JPH0831609A (ja) | 1996-02-02 |
| JP2743832B2 true JP2743832B2 (ja) | 1998-04-22 |
Family
ID=15731032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16122694A Expired - Lifetime JP2743832B2 (ja) | 1994-07-13 | 1994-07-13 | 高分子感温体およびこれを用いた感温素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2743832B2 (ja) |
-
1994
- 1994-07-13 JP JP16122694A patent/JP2743832B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0831609A (ja) | 1996-02-02 |
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