JPH0638361B2 - 可撓性感熱電線 - Google Patents

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、電子敷毛布などの電気採暖具に用
いられる可撓性感熱電線に関する。

従来の技術 従来、電気毛布などは、使用時直接皮膚に触れることか
ら、洗濯に対する要望が強かった。これに対し、低吸湿
性のポリアミド組成物よりなる高分子感熱体を用いた可
撓性感熱電線の使用などにより、水洗いできる電気毛布
が開発されている。

一方、電気毛布のドライクリーニングを可能とするため
に、可撓性感熱電線に耐溶剤性を付与することを目的と
して、エチレン−ビニルアルコール共重合体あるいは高
結晶性ポリオレフィンなどよりなる溶剤バリヤ性高分子
材料や、エチレン−塩化ビニル共重合体あるいはこれと
ポリ塩化ビニルとのポリマアロイなどよりなる非溶出性
高分子材料を高分子感熱層上に設けた可撓性感熱電線
が、特開昭６０−89901号公報に開示されている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、可撓性感熱電線に、低吸湿性の高分子感
熱体を用いても、この上よりバリヤ性高分子材料や非溶
出性高分子材料などの高分子材料層を設けると、これに
より、高分子感熱体あるいはこの内部の材料からの湿気
放出が妨げられ、感熱特性の回復が非常に遅くなり、電
気毛布としての実使用時には長時間にわたって毛布温度
が変化してしまうという問題点があった。

また、高分子感熱層とバリヤ性高分子材料は共に、ポリ
アミド系組成物よりなるケースが多く、互いに同系統の
材料より成る組成物のため、組成の移行現象が生じ、高
分子感熱特性が大きな経時変化を生じるという問題点が
あった。

本発明は上記問題点に鑑み、経時変化の少ない、かつ使
用勝手のよいドライクリーニングの可能な電気毛布等に
用いられる可撓性感熱電線を提供するものである。

問題点を解決するための手段 本発明の可撓性感熱電線は、対をなす電極間にポリアミ
ド組成物よりなる高分子感熱層を設け、これらの電極と
前記高分子感熱層の外周に、ポリエステルあるいはポリ
オレフィンよりなる分離層、ポリアミド組成物よりなる
バリヤ性の親水基含有高分子材料層、透湿性外被が順次
形成されたものである。

作用 ドライクリーニング溶剤に対するバリヤ性高分子材料に
は、エチレン−ビニルアルコール共重合体、高結晶性ポ
リオレフィン、ポリハロゲン化ビニリデン、含フッ素系
ポリマ、ポリアミド、金属キレート含有ポリマ、アクリ
ロニトリル共重合体などがある。これらは、結晶性が高
いので優れたバリヤ性を示すが、外被として一般に用い
られる軟質高分子材料に比べ、曲げ弾性率が大きいの
で、可撓性感熱電線の最外層（外被上）にバリヤ性高分
子材料層として設けると、その柔軟性が低下して使用勝
手が悪くなってしまう。したがって可撓性感熱電線は、
高分子感熱層上より、バリヤ性高分子材料層、外被層と
順次設けることが望ましい。また、これらバリヤ性高分
子材料のうち、水酸基やアミド基などの親水基を有して
いるものは、水分子との親和性が良く透湿性が非常に大
きい。したがって、これらの材料は、ドライクリーニン
グ溶剤に対する優れたバリヤ性と大きな透湿性を示す。
一方、外被層としては、上記のバリヤ性の親水基含有高
分子材料と同等以上の透湿性を示し、耐溶剤性に優れた
軟質高分子材料が適する。

一方、高分子感熱層は、サーミスタ特性並びに温度ヒュ
ーズ機能を有することが必要であり、アミド基の水素結
合の感熱特性を利用してポリアミド組成物より構成され
ることが多い。この際、前記バリヤ層とこの高分子感熱
層が、接触すると、同系統のため、次第に移行現象が生
じ、高分子感熱層の感熱特性が経時変化をおこす。そこ
で、分離層を設け、両層を隔離することにより、この移
行現象を防止し、高分子感熱層の感熱特性を信頼性の高
いものにするものである。

実施例 バリヤ性高分子材料とは、ドライクリーニング溶剤の透
過性が小さく、バリヤレベルの高い高分子材料をいう。

本発明におけるバリヤ性の親水基含有高分子材料は、水
酸基やアミド基やカルボキシル基を有する高分子材料
で、具体的にはエチレン−ブニルアルコール共重合体や
ポリアミドなどがある。エチレン−ビニルアルコール共
重合体は、透湿性の点で、ランダムあるいは交互共重合
体が適する。ポリアミドには、ナイロン６、ナイロン１
１、ナイロン１２などのナイロンホモポリマと、ポリエ
ーテルアミド、ポリエステルアミド、Ｎ−置換ポリアミ
ドなどのポリアミド共重合体がある。これらのうち、ナ
イロンホモポリマは、結晶性が高いので優れたバリヤ性
を示す。また、ナイロンホモポリマは、ナイロン６など
のようにアミド基濃度が高くなると曲げ弾性率が大きく
なり、可撓性感熱電線として柔軟性が低下してくる。以
上のことより、本発明におけるバリヤ性の親水基含有高
分子材料としては、ナイロン１１あるいはナイロン１２
が最も適する。分離層としては、ポリエステル、ポリオ
レフィンが適し、形状としては、これらの素材よりなる
フィルムを、スパイラル状、あるいは、第２図の分離層
５のように円筒に沿わせた形状にて巻きつけたものが望
ましい。

透湿性外被としては、上記バリヤ性の親水基含有高分子
材料と同等以上の透湿性を示し、耐溶剤性に優れる軟質
の高分子材料が適する。軟質の高分子材料は、種々ある
が、中でもポリ塩化ビニル組成物は、塩化ビニル単位を
含んでいるため、難燃性を付与することが容易であり、
酸化アンチモンに代表される汎用難燃剤を配合すること
により、限界酸素指数２５以上の高い難燃性を付与する
ことができる。したがって、この種の可撓性感熱電線の
外被用材料として適する。

ポリ塩化ビニルは、他のポリマとのブレンドや可塑剤の
使用により容易に軟質化される。ブレンド用ポリマで透
湿性の大きなものは、水分子との比較的親和性の良いウ
レタン基やエステル基を有するもので、ポリウレタンや
塩化ビニルウレタン共重合体、塩化ビニル−アクリル共
重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体などの塩化ビ
ニル共重合体である。これらのうち、ポリウレタンある
いは塩化ビニル−ウレタン共重合体が、軟質材料である
ことも手伝って透湿性が非常に大きく、耐溶剤性、耐寒
性に優れ、本発明に最も適する。したがって、ポリ塩化
ビニルとポリウレタンあるいは塩化ビニル−ウレタン共
重合体とを混練りした組成物は、大きな透湿度と優れた
耐溶剤性を示し、且つ耐寒性、難燃性を合わせもつ。こ
こで、耐溶剤性とは、ドライクリーニング溶剤に対する
非溶出性のことをいう。しかし、これらのポリウレタン
や塩化ビニル共重合体は、耐熱性が低いため組成物とし
て実用には不十分な面がある。

一般に、可塑化ポリ塩化ビニル組成物の耐熱性は、使用
可塑剤の種類により大きく変わる。耐熱性可塑剤には、
ポリエステル系、トリメリテート系、エポキシ系などが
ある。このうち、ポリエステル系可塑剤は、エステル基
を有しているため水分子との親和性が良く、且つ高分子
化が容易であり平均分子６０００以上となると優れた耐
溶剤性を示す。また、ポリエステル系可塑剤には、フタ
ル酸系、アジピン酸系、セバシン酸系があるが、中でも
セバシン酸系は、長鎖の二塩基酸であるためエステル結
合の極性基間隔が広く、分子の自由度が大きくポリ塩化
ビニルとの相溶性が最も良い。したがって、ポリ塩化ビ
ニルと平均分子量6000以上のポリエステル系可塑剤とを
混練りした組成物は、大きな透湿性と優れた耐溶剤性を
示し、且つ耐熱性、難燃性を合わせもつ。しかし、可塑
剤が高分子量であるため、組成物としても耐寒性が不十
分である。

これらのことより、ポリ塩化ビニル１００重量部に対し
て、平均分子量6000以上のポリエステル系可塑剤３０〜
１００重量部と、ポリウレタンあるいは塩化ビニル共重
合体２０〜８０重量部とを混練りしたポリ塩化ビニル組
成物は、大きな透湿性と、優れた耐溶剤性を示し、且つ
耐熱性、耐寒性、難燃性をあわせもち、本発明の可撓性
感熱電線の透湿性外被として最も適する。尚、ポリエス
テル系可塑剤は、３０重量部より少なくなると透湿性や
耐熱性が悪くなり、１００重量部より多くなると相溶性
が悪くなってブリーズアウトしやすくなる。また、ポリ
ウレタンあるいは塩化ビニル共重合体は、２０重量部よ
り少なくなると透湿性や柔軟性が悪くなり、８０重量部
より多くなると耐熱性が悪くなる。

また、組成物の機械的強度や耐熱性を向上させるには、
ポリ塩化ビニルとして、平均重合度1800以上の高重合度
ポリマを用いることが望ましい。特に、本発明の可撓性
感熱電線は、電気毛布などの毛布内に配設されて使用さ
れるため、機械的強度が大きく、且つ布製加熱機器であ
るため、耐熱性、難燃性をもつことが望ましい。これら
の特性は、上記により容易に付与することができる。

一般に、ポリ塩化ビニル粒子は、その分子集合体粒子群
が殻（スキン）をかむっており、可塑剤を配合混練りし
てもほぐれ難く、フィッシュアイの原因となり易い。ス
キンレス粒子は、重合工程においてこの配慮をしたもの
で、可塑剤との相溶性が改善され、ポリ塩化ビニル粒子
の分散が良く、本発明に用いられるポリ塩化ビニルの素
材として適する。

本発明の可撓性感熱電線に用いられる高分子感熱体は、
インピーダンスなどが、正あるいは負の温度依存性をも
つ高分子組成物や、融点以上で急峻に溶融して温度ヒュ
ーズ機能を構成する結晶性の高分子組成物などで、ポリ
アミド組成物が最も適する。また、この可撓性感熱電線
は内蔵する複数の電極を信号線として使えば温度センサ
となり、少なくとも１つを発熱線と兼用すれば感熱ヒー
タとなる。

一般に、ドライクリーニングは、一工程約３０分程度を
要し、溶剤として、テトラクロルエチレンや石油系溶剤
が使用されている。したがって、可撓性感熱電線は、少
なくともこの時間で、感熱特性変化が小さく、且つ可塑
剤などの溶出により柔軟性を失なわないことが必要であ
る。

以下さらに具体的な実施例にしたがって説明する。

実施例１ 第１図に、本実施例の可撓性感熱電線の一部を分解した
正面図を示す。図において、１はポリエステルよりなる
芯系、２，３は銅合金よるなるリボン状の電極、４はフ
ェノール系材料を配合したナイロン１２組成物よりなる
低吸湿性の高分子感熱層、５はポリエステルフィルムよ
りなり分離層、６はナイロン１２よりなる溶剤バリヤ性
の親水基含有高分子材料層（厚さ0.15mm）、７はポリ塩
化ビニル１００重量部に対して、ポリウレタン３０重量
部、ポリエステル系可塑剤「PolycizerP-202」（大日本イ
ンキ化学（株）製、平均分子量8000）５０重量部、Ba-Z
n系耐熱安定剤３重量部、酸化アンチモンと炭酸カルシ
ウムを合わせて１５重量部配合したポリ塩化ビニルより
なる透湿性外被（厚さ0.4mmで、高分子材料層５より厚
くしている。）である。この可撓性感熱電線を用いて耐
熱試験をおこなった。耐熱試験は、可撓性感熱電線を１
００℃で１０時間乾燥後インピーダンス測定(Z_O)の後、
温度１００℃、５００時間放置後インピーダンス測定
(Z)によりおこない、６０℃のインピーダンス変化（Δ
Ｚ＝Z/Z_O）により経時変化を評価した。この結果を下表
に示す。

実施例２，３ 実施例１と同様にして、溶剤バリヤ層６および分離層５
と、その巻き方をかえて耐熱試験をおこなった結果を下
表に示す。

また、比較のために従来例１，２を同様に試験した。

これから明らかなように、本実施例の可撓性感熱電線は
高分子感熱層の耐熱試験時の経時安定性がよく、電気毛
布などとしての使用時には、毛布温度が一定に保たれ、
使用感の良い採暖具を提供することができる。そして、
毛布が汚れた時はドライクリーニングにより洗濯ができ
るという大きな特徴も有する。

発明の効果 以上のように、本発明によれば、耐熱試験による感熱特
性の経時安定性がきわめてよい、感熱電線を提供すると
共に、本感熱電線のリード取出部としての端末処理にお
いても、分離層を有するため、きわめて容易に被覆を取
ることができ、端末モールド加工作業においても大きな
メリットを有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である可撓性感熱電線の一部
を切欠した正面図、第２図は同他の実施例の一部を切欠
した正面図である。 ２，３……電極、４……高分子感熱層、５……分離層、
６……溶剤バリヤ層、７……透湿性外被。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対をなす電極間にポリアミド組成物よりな
   る高分子感熱層を設け、これらの電極と前記高分子感熱
   層の外周に、ポリエステルあるいはポリオレフィンより
   なる分離層、ポリアミド組成物よりなるバリヤ性の親水
   基含有高分子材料層、透湿性外被が順次形成されて成る
   可撓性感熱電線。
2. 【請求項２】ポリアミド組成物がナイロン１１、または
   ナイロン１２を主成分とする組成物であり、分離層が、
   フィルムを巻くことにより形成されている特許請求の範
   囲第１項記載の可撓性感熱電線。