JP2743834B2 - 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

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雅彦 伊藤
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Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、ポリアミドに
少なくともよう化マンガン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マ
ンガン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、アミド基にマンガン
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マンガンを用いた。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。また耐熱安定性は初期
のインピーダンスと100℃で100Vの半波通電を1
000時間行った後のインピーダンスとの温度差(ΔT
z)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マンガン無
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。
【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。
【0012】感熱素子の評価のためナイロン12(10
0重量部)、よう化マンガン(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1500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5倍
以上の8800(K)を示し、耐熱寿命試験として行っ
た100℃における連続100V半波通電に対してこれ
は2000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、よう化マ
ンガン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。
【図面の簡単な説明】
【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
【符号の説明】
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)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリアミドに、少なくともよう化マンガン
    を配合したポリアミド組成物よりなる高分子感温体。
  2. 【請求項2】よう化マンガンは、よう化マンガン無水和
    物、またはよう化マンガン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。
  3. 【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。
  4. 【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1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
  5. 【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。
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