JPH06151113A - 高分子感温体 - Google Patents

高分子感温体

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JPH06151113A
JPH06151113A JP29949692A JP29949692A JPH06151113A JP H06151113 A JPH06151113 A JP H06151113A JP 29949692 A JP29949692 A JP 29949692A JP 29949692 A JP29949692 A JP 29949692A JP H06151113 A JPH06151113 A JP H06151113A
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忠孝 山崎
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直子 柳田
Masahiko Ito
雅彦 伊藤
Shuji Yamamoto
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 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感温体に関するもので、感温特性
および耐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。 【構成】 ポリアミドに、スルホンアミドとヒンダード
フェノールおよびリン濃度と分子量の適度の値を持つ亜
リン酸エステル系化合物とを配合した組成物より構成さ
れ、鋭敏な温度検知性と優れた熱安定性が得られる。

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
ポリアミド組成物や特開昭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に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、芳香族スルホンアミドおよびヒンダードフェノール
とホスファイトを配合した組成物を感温体として用い
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。本発明
のポリアミド組成物を用いた場合、高分子感温体中の芳
香族スルホンアミドの配合によりポリアミドの硬度を下
げ、線材として必要な可撓性を付与することができる。
芳香族スルホンアミドはポリアミドと相溶性が良く、耐
熱性を損なうことがない。またスルホンアミド基による
極性により誘電率が高まり、交流抵抗の温度傾斜を高め
る。しかもイオンキャリア性の少ないことから直流電界
のもとでもインピーダンスの変化が少ない。配合量とし
ては2重量%より少ないと効果が低く、45重量%を越
えると分散が難しくなるので3〜30重量%が実用に適
している。またヒンダードフェノールにより抗酸化性、
耐熱性を高めることができる。しかもテトラフェニル・
ジプロリレングリコールジホスファイト、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ホ
スファイトおよび水添フェノールA・ペンタエリスリト
ールホスファイトポリマーの様に高分子量でかつリン濃
度の高いジホスファイトまたはテトラホスファイトある
いはホスファイト系ポリマーのもつ酸化防止性と還元防
錆作用による効果により熱劣化性が著しく相乗的に抑制
される。リン濃度が低いとこの効果は低く、また高すぎ
ても実用的でない。リン濃度は3〜20重量%で効果が
あるが、望ましくは5〜15重量%で最も良い値を示
す。また分子量が低いと高温で揮発しやすく、効果の持
続性に乏しい。また5,000を越えると分散が難しくな
るので、望ましくは300〜3,500が実用的である。
本発明における芳香族スルホンアミド、ヒンダードフェ
ノールと亜リン酸エステル系化合物との組み合わせは作
用が重複してもお互いに疎外されるものでなく、加算さ
れて相乗作用を持つ。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。
【0007】
【実施例】本発明におけるポリアミドとしては、吸湿性
の少ないナイロン12、N−アルキル置換ポリアミド1
1、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
高める導電性付与剤であり、かつ酸化防止性と還元防錆
作用を高める構成として、亜リン酸エステルとヒンダー
ドフェノールを併用した。ヒンダードフェノールとして
は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−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〕またはN,N’−ヘキサメチレンビス
(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロキ
シンナマミド)または3,9−ビス{2−〔3−(3−
t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プ
ロピオニルオキシ〕−1,1−ジメチルエチル}−2,
4,8,10−テトラオキサスピロ〔5,5〕ウンデカ
ン、亜リン酸エステルとしてテトラフェニル・ジプロピ
レングリコールジホスファイト(分子量566、リン濃
度10.9重量%)、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ホスファイト(分子量
1,424、リン濃度8.7重量%)、水添ビスフェノール
A・ペンタエリスリトールホスファイト(分子量2,50
0〜3,100、リン濃度13.8重量%)を選んだ。芳香
族スルホンアミドはp−トルエンスルホンアミド、N−
シクロヘキシル−p−トルエンスルホンアミド、N−エ
チル−p−トルエンスルホンアミド、N−ブチルベンゼ
ンスルホンアミド、N−メチルベンゼンスルホンアミド
を選んだ。配合比は、ナイロン100重量部に対して芳
香族スルホンアミドを8重量部、ヒンダードフェノール
を0.5重量部、ホスファイトを1.5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150℃で1,000時間加熱
空気老化をさせ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,表2に示す。
【0009】
【表1】
【0010】
【表2】
【0011】本発明のスルホンアミドはp−トルエンス
ルホンアミド、N−シクロヘキシル−p−トルエンスル
ホンアミド、N−エチル−p−トルエンスルホンアミ
ド、N−ブチルベンゼンスルホンアミド、N−メチルベ
ンゼンスルホンアミドが用いられ、可撓性と感温性の向
上に寄与している。また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−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〕またはN,N’−ヘキサメチレンビス
(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロキ
シンナマミド)または3,9−ビス{2−〔3−(3−
t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プ
ロピオニルオキシ〕−1,1−ジメチルエチル}−2,
4,8,10−テトラオキサスピロ〔5,5〕ウンデカ
ンが用いられ、耐熱性の向上に寄与している。さらに亜
リン酸エステルとしては、分子量が高く不揮発性に優
れ、かつリン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、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、
水添ビスフェノールA・ペンタエリスリトールホスファ
イトポリマーが用いられ、耐熱安定性と防錆作用の向上
に寄与している。これらの組み合わせが、さらに相乗的
効果を発揮している。
【0012】感熱素子の評価のためナイロン12(10
0重量部)、p−トルエンスルホンアミド(8重量
部)、テトラフェニルジプロピレングリコールジホスフ
ァイト(1.5重量部)、ペンタエリスリチル−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〕(0.5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
1,500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、5はポリエステル
分離層、6は耐熱塩化ビニル外被である。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に対して、
サーミスタB定数は約3倍の10,000(K)を示し、
130℃における連続100V通電に対して約5倍以上
の1,500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、スルホン
アミドとヒンダードフェノールおよびホスファイトの併
用は、サーミスタB定数の向上と高温度に於ても、長期
に亘る機械的強度と電気特性を相乗的に安定なものとし
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。以上のように本発明によれば、温度検知感度が高
く、かつ耐熱性の良い高分子感温体が得られる。
【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.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // H05B 3/14 E 7913−3K (72)発明者 山本 周次 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリアミドに、芳香族スルホンアミド3〜
    30重量%と、ヒンダードフェノールと、ホスファイト
    またはリン酸の少なくともいずれか一種と配合したポリ
    アミド組成物よりなる高分子感温体。
  2. 【請求項2】スルホンアミドがp−トルエンスルホンア
    ミド、N−シクロヘキシル−p−トルエンスルホンアミ
    ド、N−エチル−p−トルエンスルホンアミド、N−ブ
    チルベンゼンスルホンアミド、N−メチルベンゼンスル
    ホンアミドより選ばれた少なくとも一種である請求項1
    に記載の高分子感温体。
  3. 【請求項3】ヒンダードフェノールがトリエチレングリ
    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−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〕また
    はN,N’−ヘキサメチレンビス(3,5−ジ−t−ブ
    チル−4−ヒドロキシ−ヒドロキシンナマミド)または
    3,9−ビス{2−〔3−(3−t−ブチル−4−ヒド
    ロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ〕−
    1,1−ジメチルエチル}−2,4,8,10−テトラ
    オキサスピロ〔5,5〕ウンデカンより選ばれた少なく
    とも一種である請求項1に記載の高分子感温体。
  4. 【請求項4】亜リン酸エステル系化合物がテトラフェニ
    ル・ジプロピレングリコールジホスファイトまたはテト
    ラフェニルテトラ(トリデシル)ペンタエリスリトール
    テトラホスファイトまたは水添フェノールA・ペンタエ
    リスリトールホスファイトポリマーより選ばれた少なく
    とも一種である請求項1に記載の高分子感温体。
  5. 【請求項5】ポリアミドが、下記(a)〜(e)よりな
    る群から選ばれた少なくとも1種である請求項1に記載
    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)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 (d)ポリウンデカンアミドあるいはポリドデカンアミ
    ドのエーテルアミド共重合体 (e)ダイマー酸含有ポリアミド
  6. 【請求項6】請求項1〜請求項5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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