JPH02209939A

JPH02209939A - 感熱樹脂材料及び感熱発熱体、感熱体

Info

Publication number: JPH02209939A
Application number: JP10527589A
Authority: JP
Inventors: Michiharu Kamikawa; 上川　道治
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1988-09-30
Filing date: 1989-04-25
Publication date: 1990-08-21
Also published as: JPH0572081B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】【産業上の利用分野〕本発明は、電気毛布や電気カーペット等に、発熱線とと
もに配線して使用される温度検知線又は、発熱線と温度
検知線を１本の線で兼用できるようにした感熱発熱線及
び感熱面状発熱体等の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

−ａに電気毛布や電気カーペット等の面状採暖具は、コ
ード状の発熱線と、温度検知線とが、蛇行状に配設され
ており、温度検知線は、面状採暖具の温度を検知して発
熱線の温度を好みの温度に制御したり、部分的な断熱状
態や、他の暖房器具との併用などの場合に部分的に高温
部が発生していることを検知して電源をしや暖して、安
全を確保する等の役目をしている。

また、近年では、発熱線と温度検知線とを１本の線で兼
用できる様にした感熱発熱線や、それを面状に形成した
。面状発熱体も実用化されている感熱発熱線や温度検知
線の構造は、はぼ同様であり、例えば第１図に示す如く
、絶縁性の芯糸（１）と、その外周囲にスパイラル状に
巻いた金属より成る同巻電極（２）と、その外周囲に負
の温度係数を有するプラスチックサーミスタ材より成る
感熱樹脂層（３）を押出成形加工により被覆し、次に、
その感熱樹脂層（３）の外周囲に金属より成る外巻電極
（６）をスパイラル状に巻いた後、分離層（４）となる
テープを巻、更に絶縁層（５）を押出成形により被覆し
、さらに、その外周囲に熱接着層（７）を押出成形によ
り被覆して成るものである。感熱発熱線は、前述の同巻
電極（２）又は外巻電極（６）のいずれか一方が発熱線
を兼用する様にしたものである。

また、感熱面状発熱体は、例えば第２図に示す如く、感
熱樹脂フィルム（３°）の両面に金属箔をラミネートし
てエツチング加工により発熱線を兼用する電極（２゛）
と温度検知電極（６°）及び反射電極（８）とを対面す
る様にパターン形成した後、絶縁フィルム（５”）をラ
ミネートし、さらにその外面に熱接着層（７゛）をラミ
ネート加工したものである。

ここで感熱樹脂層（３）や感熱樹脂フィルム（３″）は
、塩化ビニル樹脂に耐熱性の可塑剤であるＤＴＤＰ　（
ジトリデシル・フタレート）、ＴＯＴＭ（トリメリット
酸エステル）などを加えた軟質塩化ビニル樹脂に第四級
アンモニウム塩等のイオン性の添加剤を加えてイオン伝
導により、インピーダンス値が温度上昇によって低下す
る様にしたプラスチックサーミスタが使用され、温度の
変化をインピーダンス変化として検出して温度制御して
いる。

〔発明が解決しようとした課題〕

第１図、第２図に示す従来の感熱線、感熱発熱線、感熱
免状発熱体などは、次に述べる欠点がありその改善が望
まれていた。すなわち、感熱樹脂材料が塩化ビニル樹脂
材に可塑剤を加えてＴｇ　（ガラス転移点温度）を８５
°Ｃ付近から室温領域に低下させて室温領域よりイオン
伝導性を発現させて負特性のサーミスタ樹脂化すると同
時に軟質化して柔軟性を持たせていることから発生する
問題であり、具体的には、電気カーペット等に使用され
た場合、座布団等で部分的に断熱される状態が発生した
場合に、蓄熱等により感熱線、感熱発熱線、感熱面状発
熱体の温度が高音になってしまい、感熱樹脂材料中の可
塑剤が、ブリードアウトして減少したり、表面に析出し
て分散が不均一化してしまったりする場合があった。こ
の様になった場合には、第３図（ハ）に示す様に、温度
〜インピーダンス特性が高音側にシフトしてしまい温度
の検値能力が低下し、温度が危険な方向にしだいに変化
してしまうという問題があった。

この現象は、前述のＴｇ点が、可塑剤のブリードアウト
や析出によって高温側にシフトしてしまうことにより説
明できる。もちろん可塑剤の選定に当たっては、分子量
が大きく、耐熱性や塩化ビニルに対する相容性等も考慮
しであるし、第１図の感熱発熱線の場合にはポリエステ
ルフィルム等より成る分離Ｎ（４）を巻いて感熱樹脂材
よりの可塑剤のブリードアウトを少なくしたり、また第
２図の感熱面状発熱体の場合にも絶縁フィルム（５゛）
の選定により可塑剤のブリードアウトを防止する様にし
ているが、いずれの場合も完全に防止することは出来ず
、インピーダンス値が経時変化を起こすという問題があ
った。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記課題を解決するためになされたもので、内
部可塑化塩化ビニル樹脂に第４級アンモニウム塩等のイ
オン性添加剤を加えたことを特徴としたイオン伝導性の
感熱樹脂材料及びこの感熱樹脂材料を使用した感熱発熱
体及び感熱体を提供することにより、従来の欠点である
可塑剤のブリードアウトや折出によって発生するインピ
ーダンスの経時変化を防止するものである。叉内部可塑
化塩化ビニル樹脂としてＥＶＡ、アクリロニトリル、ポ
リウレタン樹脂単独又は塩化ビニルとグラフト共重合可
能な第３物質を組合せてグラフト共重合させることも可
能である。

〔作　　用〕

塩化ビニル樹脂とＥＶＡ、アクリロニトリル、又は、ポ
リウレタン樹脂を共重合させることで、外部可塑剤を添
加することなく、樹脂に柔軟性を与え、Ｔｇ点を低下さ
せ、第３図（ニ）、（ホ）、（へ）に示すような温度−
インピーダンス特性が得られる。叉、共重合させたこと
により、第４級アンモニウム塩の均一分散性や、樹脂と
の相容性が向上する。

〔実施例］以下、本発明の感熱樹脂材料を使用した感熱発熱体の一
実施例を第３図（ニ）、第４図（ニ）に示した。

ＥＶＡ　（エチレン−酢酸ビニル共重合体）と塩化ビニ
ル樹脂とをグラフト共重合して得た可塑剤を含まない内
部可塑化塩化ビニル樹脂（積水化学工業株式会社製のセ
キスイＰＶＣ−ＴＧシリーズ）に、第４級アンモニウム
塩より成るイオン性添加剤を２％と鉛系の熱安定剤１０
％を加えて作ったコンパウンドより成る感熱樹脂材料を
使用して作った感熱発熱線の温度−インピーダンス特性
は第３図（ニ）に示す如き特性を示し、第４図（ニ）に
示す如く、１１０°Ｃで２０００時間処理してもインピ
ーダンスの経時変化を起こさない。

他の実施例を第３図（ホ）、第４図（ホ）に示した。

アクリロニトリルを塩化ビニルをグラフト共重合して得
た、可塑剤を含まない内部可塑化塩化ビニル樹脂（三井
東圧化学工業株式会社製のグラフトＡＲシリーズ）に第
４級アンモニウム塩より成るイオン性添加剤２％、及び
鉛系の熱安定剤１０％を加えて作ったコンパウンドより
成る感熱樹脂材料を使用して作った感熱発熱線の温度−
インピーダンス特性は第３図（ホ）に示す如き特性を示
し、第４図（ホ）に示す如く、１１０°Ｃで２０００時
間処理してもインピーダンスの経時変化を起こさない他
の実施例を第５図を用いて説明する。

他の実施例を第３図（へ）、第４図（へ）に示した。ポ
リウレタン樹脂と塩化ビニル樹脂とをグ性添加剤を２％
と鉛系の熱安定剤１０％を加えて作ったコンパウンドよ
り成る感熱樹脂材料を使用して作った感熱発熱線の温度
〜インピーダンス特性は、第３図（へ→に示す如き特性
を示し、第４図（へ）に示す如く、１１０’Ｃで２００
０時間処理してもインピーダンスの経時変化を起こさな
い。

テトロン糸などの絶縁性の芯糸（１）と、その外周にス
パイラル状に巻いた銅合金等より成る、発熱線を兼用す
る同巻電極（２）と、その外周にアクリロニトリルと塩
化ビニルとをグラフト共重合して得た内部可塑化した塩
化ビニル樹脂（三井東圧化学株式会社製グラフトＡＲシ
リーズ）に第４級アンモニウム塩より成るイオン性添加
剤、鉛系の熱安定剤を加えて作った負特性の感熱樹脂層
（３）を押出成形加工により被覆し、次に前記感熱樹脂
層（３）の外周に銅合金等より成る外巻電極（６）をス
パイラル状に巻いた後、分離層（４）となるテトロンフ
ィルム等より成るテープを巻、更にその外周に、ＴＯＴ
Ｍ（）リメリット酸エステル系）などの耐熱可塑剤鉛系
の熱安定剤などを加えて外部可塑化した軟質塩化ビニル
樹脂より成る絶縁Ｎ（５）を押出成形により被覆し、さ
らにその外周にポリエチレンなどの熱接着層（７）を押
出成形加工により被覆したものである。

また、感熱線のみとして使用する場合は、同巻電極（２
）は電極のみとして作用し、また電極には耐熱性を向上
させる為にニッケルメッキ等を施されることがある。

この構成の感熱発熱線を電気カーペットに使用して、絶
縁層（５）に添加されている耐熱性可塑剤がブリードア
ウトする温度以上になる使われ方（例えば、他の暖房器
具との併用など）の場合、絶縁層（５）の可塑剤が、分
離層（４）を介して感熱樹脂層（３）に移行する現象が
発生してもＴｇを低下させる方向のためインピーダンス
が低下する方向へ変化し、より低温側で電源をしゃ断す
ることになる為、安全性が向上できる。

（効　　果〕第４図は、本発明の実施例と従来例を第１図に示す感熱
発熱線に仕上げて、感熱発熱線全体を１１０°Ｃの恒温
槽に放置したまま、インピーダンスの経時変化を比較し
たものである。

１）　第４図からもわかる様に、従来例（ロ）にあって
は、可塑剤がブリードアウトするに従ってインピーダン
スが大きくなっているが本発明実施例（ニ）、（ホ）、
（へ）にあっては、可塑剤を含まないので、インピーダ
ンスの変化がほとんどない。

２）　また、第１図に示す様な線状の感熱発熱線にあっ
ては、可塑剤を含まない感熱樹脂を使用すると、熱履歴
によって感熱樹脂材の体積減少がな（電極と感熱樹脂材
の密着性が保たれることもインピーダンス変化のない理
由である。換言すると、従来例にあっては、可塑剤のブ
リードアウトによるＴｇ点の変化以外に感熱樹脂材の体
積減少によって感熱樹脂と電極との密着が悪くなったこ
ともインピーダンス変化の大きな原因と考えられる。

第２図に示す面状の感熱発熱素子にあっては、さらに、
可塑剤のブリードアウト現象が、接着面の接着強度を著
しく低下させ、電極と感熱樹脂との間で剥離減少が発生
するという問題があったが、本発明によれば、接着力の
経時低下のほとんどないものが得られる。

本発明によれば、可塑剤を使用しない塩化ビニル樹脂を
感熱樹脂材料として使用しているので、インピーダンス
特性の高温での変化がなく、耐熱性が向上するので、例
えば、電気カーペットに応用する場合、クツション性の
良い、ぶ厚いカバー材を使用した場合にも充分暖かくで
きる高温設定が可能となる等の実用面での効果も大きい
。

４）　また、本発明実施例の様にグラフト共重合化する
と、塩化ビニル樹脂に可塑剤を均一分散させて塩ビの線
状ポリマー分子相互間の動きを容易にしてＴｇを低下さ
せる方法と異なり枝状に異質なものが共重合されるので
塩ビの線状分子がきれいに並ばなくなって内部可塑化さ
れているのでＴｇを超えて分子相互の動きが活発になる
と可塑剤の場合よりもイオンの移動が容易となりインピ
ーダンスの変化の大きなものが得られやすい、（Ｂ定数
が大）また、共重合する相手の種類や分子量、重合比率を変え
ることによりＴｇ点の設定が比較釣行ないやすく、再現
性も大きいという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の感熱発熱線又は温度検知線の構造図で
ある。第２図は従来例の感熱面状発熱体の断面図である
。第３図は本発明の感熱樹脂材料の温度−インピーダン
ス特性図である。第４図は本発明の感熱樹脂材料のイン
ピーダンスの経時変化特性図である。第５図は本発明の
他の実施例を示す感熱発熱線の構造図である。２・・・内巻電極、２°・・・発熱線を兼用する電極、
３．３゛・・・感熱樹脂材料、５・・・絶縁樹脂層、６
・・・外巻電極、６°・・・外巻電極。

Claims

【特許請求の範囲】１）内部可塑化塩化ビニル樹脂に第４級アンモニウム塩
等のイオン性添加剤を加えたことを特徴としたイオン伝
導性の感熱樹脂材料。２）内部可塑化塩化ビニル樹脂を、ＥＶＡと塩化ビニル
樹脂をグラフト共重合して得た内部可塑化塩化ビニル樹
脂としたことを特徴とした特許請求の範囲第１項記載の
イオン伝導性の感熱樹脂材料。３）内部可塑化塩化ビニルを、アクリロニトリルと塩化
ビニル樹脂をグラフト共重合して得た内部可塑化塩化ビ
ニルとしたことを特徴とした特許請求の範囲第１項記載
のイオン伝導性の感熱樹脂材料。４）内部可塑化塩化ビニルを、ポリウレタン樹脂と塩化
ビニル樹脂をグラフト共重合して得た内部可塑化塩化ビ
ニルとしたことを特徴とした特許請求の範囲第１項記載
のイオン伝導性の感熱樹脂材料。５）特許請求の範囲第１項、第２項、第３項、及び第４
項記載の感熱樹脂材料を使用したことを特徴とした感熱
発熱体。６）特許請求の範囲第１項、第２項、第３項、及び第４
項記載の感熱樹脂材料を使用したことを特徴とした感熱
体。７）特許請求の範囲第５項及び第６項記載の感熱熱発熱
体及び感熱体において絶縁樹脂層に外部可塑化した塩化
ビニル樹脂材料を使用したことを特徴とした感熱発熱体
及び感熱体。