JPS58136624A - 感熱性素子 - Google Patents
感熱性素子Info
- Publication number
- JPS58136624A JPS58136624A JP1763682A JP1763682A JPS58136624A JP S58136624 A JPS58136624 A JP S58136624A JP 1763682 A JP1763682 A JP 1763682A JP 1763682 A JP1763682 A JP 1763682A JP S58136624 A JPS58136624 A JP S58136624A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- polyester
- unit
- sensitive element
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
- Organic Insulating Materials (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は特定のポリエステルアミドから成る感熱性素子
に関するものである。更に詳しくは電気毛布、電気カー
ペットなどにおいて温度制御のための温度検知材料とし
て用いられる感温体に関するものである。
に関するものである。更に詳しくは電気毛布、電気カー
ペットなどにおいて温度制御のための温度検知材料とし
て用いられる感温体に関するものである。
高分子材料の持つ電気的な性質の温度依存性を利用して
これを温度検知体として用いることは、例えば電気毛布
や電気カーペットの場合に見られるように従来からよく
知られている。
これを温度検知体として用いることは、例えば電気毛布
や電気カーペットの場合に見られるように従来からよく
知られている。
これらの暖房器具用途における感熱温度制御線は、第１
図に示すよ、うに本質的にはヒーター線２、感熱性素子
３、信号線４、外被５および芯線６から構成されている
。
図に示すよ、うに本質的にはヒーター線２、感熱性素子
３、信号線４、外被５および芯線６から構成されている
。
イマヒーター線２に電源をつなぐと、該制御線または面
が低温であればヒーター線２自体が発熱し、感熱温度制
御線または面１全体が昇温する。ここで昇温の程度とと
もに供給される電気エネルギーの減少または供給停止が
なされなければ、その供給エネルギーに見合うエネルギ
−の発熱がヒーター線２に起こる。しかし感熱温度制御
線１は適度の温度に保たれることが要求されるので、そ
の温度をヒーター線２の供給源に知らせて供給される電
気エネルギーの制御に役立たせるものがいる。この役目
をするのが信号線４である。そして信号線４はヒーター
線２の発熱量を何らかの形１感知しなければならない。
が低温であればヒーター線２自体が発熱し、感熱温度制
御線または面１全体が昇温する。ここで昇温の程度とと
もに供給される電気エネルギーの減少または供給停止が
なされなければ、その供給エネルギーに見合うエネルギ
−の発熱がヒーター線２に起こる。しかし感熱温度制御
線１は適度の温度に保たれることが要求されるので、そ
の温度をヒーター線２の供給源に知らせて供給される電
気エネルギーの制御に役立たせるものがいる。この役目
をするのが信号線４である。そして信号線４はヒーター
線２の発熱量を何らかの形１感知しなければならない。
通常このヒーター線２の発熱量はヒーター線と（４号線
の間に介在する感温体の電気的特性に変換させて信号線
４に伝える。この感温物体が感熱性素子３であり、温度
による自己の電気特性の変化によって温度検知機能を発
揮する。従ってこのような感熱素子材料として要求され
る特性は、誘電率、直流抵抗、交流インピーダンス等の
電気特性の温度依存性が大きいことである。ポリアミド
は一般に電気特性の温度による変化が大きく、機械物性
、成形加工性、耐熱性にも優れた好適な感熱素子材料で
あり、なかでもとくに吸湿性の低いナイロン１１、ナイ
ロン１２が電気毛布、電気カーペットの感熱体として実
用に供されている。実際の温度制御回路においてはその
制御因子として用いられる電気特性にはいくつかの可能
性があり、従来ナイロン１１、ナイロン１２を感熱素子
材料とする場合主に誘電率或いは交流インピーダンスが
制御因子とされてきており、これらの電気特性の温度依
存性を改良する試みも数多く成されてきた（例えば特公
昭４８−１０９７８号公報、特開昭５６−１０４９３８
号など）。しかし電気毛布、電気カーペットの温度制御
回路が多様化するのにともない感熱体高分子の直流抵抗
を制御因子とする温度制御回路も開発されている。ナイ
ロン１１、ナイロン１セは直流抵抗の温度変化は非常に
大きく、このような制御回路にも適した材料であるが、
本来絶縁体であるため、室温付近の抵抗が高過ぎるとい
う欠点がある。室温付近の抵抗が大きいと、制御回路を
設計する際に抵抗を検知する抵抗計として大容量のもの
を用いなければならず、大容量の抵抗計を使えばその分
感度が低下し温度制御の精密性に欠ける結果となる。実
用的な温度制御範囲内において精密な温度制御ができる
ようにするためには、感熱素子材料の室温の体積固有抵
抗をナイロンが必要である。ナイロンの導電性を増すた
めに炭素粉末、Ａ１粉末等の導電性充填材を混入させる
ことは従来公知の技術であるが、このような充填材を用
いる処方は本用途においては非常に薄い感熱相（２００
〜３００μ）中に異物が入ることになり、均一性が損わ
れまた絶縁不良の原因ともなり得るので好ましくない。
の間に介在する感温体の電気的特性に変換させて信号線
４に伝える。この感温物体が感熱性素子３であり、温度
による自己の電気特性の変化によって温度検知機能を発
揮する。従ってこのような感熱素子材料として要求され
る特性は、誘電率、直流抵抗、交流インピーダンス等の
電気特性の温度依存性が大きいことである。ポリアミド
は一般に電気特性の温度による変化が大きく、機械物性
、成形加工性、耐熱性にも優れた好適な感熱素子材料で
あり、なかでもとくに吸湿性の低いナイロン１１、ナイ
ロン１２が電気毛布、電気カーペットの感熱体として実
用に供されている。実際の温度制御回路においてはその
制御因子として用いられる電気特性にはいくつかの可能
性があり、従来ナイロン１１、ナイロン１２を感熱素子
材料とする場合主に誘電率或いは交流インピーダンスが
制御因子とされてきており、これらの電気特性の温度依
存性を改良する試みも数多く成されてきた（例えば特公
昭４８−１０９７８号公報、特開昭５６−１０４９３８
号など）。しかし電気毛布、電気カーペットの温度制御
回路が多様化するのにともない感熱体高分子の直流抵抗
を制御因子とする温度制御回路も開発されている。ナイ
ロン１１、ナイロン１セは直流抵抗の温度変化は非常に
大きく、このような制御回路にも適した材料であるが、
本来絶縁体であるため、室温付近の抵抗が高過ぎるとい
う欠点がある。室温付近の抵抗が大きいと、制御回路を
設計する際に抵抗を検知する抵抗計として大容量のもの
を用いなければならず、大容量の抵抗計を使えばその分
感度が低下し温度制御の精密性に欠ける結果となる。実
用的な温度制御範囲内において精密な温度制御ができる
ようにするためには、感熱素子材料の室温の体積固有抵
抗をナイロンが必要である。ナイロンの導電性を増すた
めに炭素粉末、Ａ１粉末等の導電性充填材を混入させる
ことは従来公知の技術であるが、このような充填材を用
いる処方は本用途においては非常に薄い感熱相（２００
〜３００μ）中に異物が入ることになり、均一性が損わ
れまた絶縁不良の原因ともなり得るので好ましくない。
またイオン性物質を添加して導電性を付与すると、直流
印加下で使用中に電気泳動によって添加剤が流失し、電
気特性が経時変化するためこの方法も゛不適当である。
印加下で使用中に電気泳動によって添加剤が流失し、電
気特性が経時変化するためこの方法も゛不適当である。
そこで本発明者らは充填材、添加剤処方などＣζよらず
、室温付近の抵抗値が小さく、精密な温度制御のできる
高性能感熱素子を開発すべく鋭意検討した結果、特定の
脂肪族成分からなるポリエステルアミドが室温付近の抵
抗値が低く、且つ温度による抵抗の変化も大きい優れた
感熱素子材料であることを見出し本発明に到達した。
、室温付近の抵抗値が小さく、精密な温度制御のできる
高性能感熱素子を開発すべく鋭意検討した結果、特定の
脂肪族成分からなるポリエステルアミドが室温付近の抵
抗値が低く、且つ温度による抵抗の変化も大きい優れた
感熱素子材料であることを見出し本発明に到達した。
すなわち本発明は穴下記（１）式で示されるポリアミド
単位９０〜６０重量部、および旧）下記（１１および／
または１）式で示されるポリエステル単位１０〜４０重
量部より構成されるポリエステルアミドより成ることを
特徴とする感熱性素子を提供するものである。
単位９０〜６０重量部、および旧）下記（１１および／
または１）式で示されるポリエステル単位１０〜４０重
量部より構成されるポリエステルアミドより成ることを
特徴とする感熱性素子を提供するものである。
＋ＨＮ−（ＣＨ２）ｋ−Ｃ÷巾
１
＋０−Ｒ−０−Ｃ−（ＣＨ２）−Ｃ＋（Ｉｈ１１１
０
（ここでｋは１０または１１．１は３〜１１の整数、Ｒ
は二価の脂肪族、指環族の基、ｎは４〜１０の整数を表
わす。） 本発明のポリエステルアミドのポリアミド単位はウンデ
カノアミドまたはドデカンアミド単位であり、各々相当
するアミノ酸、ラクタムから誘導される。一方ポリエス
テル単位の内（■）式で示されるものは、ラクトン類か
ら誘導されるものであり、モノマ原料の例としてブチロ
ラクトン、カプロラクトン等を挙げることができる。
は二価の脂肪族、指環族の基、ｎは４〜１０の整数を表
わす。） 本発明のポリエステルアミドのポリアミド単位はウンデ
カノアミドまたはドデカンアミド単位であり、各々相当
するアミノ酸、ラクタムから誘導される。一方ポリエス
テル単位の内（■）式で示されるものは、ラクトン類か
ら誘導されるものであり、モノマ原料の例としてブチロ
ラクトン、カプロラクトン等を挙げることができる。
また（響）式で表わされるポリエステル単位を形成する
ジオール成分としてはエチレングリコール、１．３−プ
ロパンジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパン
ジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ベンタン
ジオール、１，６−ヘキサンジオール、１．４−シクロ
ヘキサンジメタツール等を挙げることができ、ジカルボ
ン酸としてはアジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、
ドデカンニ酸等が挙げられる。
ジオール成分としてはエチレングリコール、１．３−プ
ロパンジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパン
ジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ベンタン
ジオール、１，６−ヘキサンジオール、１．４−シクロ
ヘキサンジメタツール等を挙げることができ、ジカルボ
ン酸としてはアジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、
ドデカンニ酸等が挙げられる。
本発明のポリエステルアミドの代表的な製造方法として
はアミド成分原料のアミノ酸またはラクタム、エステル
成分のラクトンまたはジオールとジカルボン酸を混合し
、触媒の存在下に加熱減圧縮重合させる方法を挙げるこ
とができるが、製造方法はこれに限られるものでなく、
例えばアミド成分、エステル成分のいずれか一方又は両
方を適当な分子量を持つオリゴマとした後これを原料と
して用いる方法も採用できる。
はアミド成分原料のアミノ酸またはラクタム、エステル
成分のラクトンまたはジオールとジカルボン酸を混合し
、触媒の存在下に加熱減圧縮重合させる方法を挙げるこ
とができるが、製造方法はこれに限られるものでなく、
例えばアミド成分、エステル成分のいずれか一方又は両
方を適当な分子量を持つオリゴマとした後これを原料と
して用いる方法も採用できる。
またポリエステルアミドの共重合比はＡポリアミド単位
９０〜６０重量部に対し、（Ｂ）ポリエステル単位１０
〜４０重量部が適当であり、へポリアミド単位が９０重
量部を越えると室温における体積固有抵抗特性の改良効
果が不十分であり、また（２）ポリアミド単位が６０重
量部以下の場合にはポリマ融点が低くなりすぎて暖房器
具の発熱部分で使用される感熱素子としての実用に耐え
ない。
９０〜６０重量部に対し、（Ｂ）ポリエステル単位１０
〜４０重量部が適当であり、へポリアミド単位が９０重
量部を越えると室温における体積固有抵抗特性の改良効
果が不十分であり、また（２）ポリアミド単位が６０重
量部以下の場合にはポリマ融点が低くなりすぎて暖房器
具の発熱部分で使用される感熱素子としての実用に耐え
ない。
本発明のポリエステルアミドにはその物性をそこなわな
い限りにおいて重合時もしくは重合後成形前に酸化防止
剤、熱分解安定剤、耐光剤、耐加水分解性向上剤、着色
剤、難燃剤、各種成形助剤などを適宜用いることができ
る。
い限りにおいて重合時もしくは重合後成形前に酸化防止
剤、熱分解安定剤、耐光剤、耐加水分解性向上剤、着色
剤、難燃剤、各種成形助剤などを適宜用いることができ
る。
上記ポリエステルアミドを通常の押出機などに供給し、
電熱線またはシートなどの形状に成形することにより、
感熱性素子が得られる。
電熱線またはシートなどの形状に成形することにより、
感熱性素子が得られる。
以下に実施例を挙げて本発明を更に詳しく述べる。実施
例および比較例中の諸特性の評価は次のように行なった
。
例および比較例中の諸特性の評価は次のように行なった
。
（１）溶液相対粘度： ホ’Ｊ ｖ Ｏ，５ｆ ヲ１０
０ ｗ／ （７） ｔルトクロロフェノールに溶解した
溶液の２５℃における相対粘度。
０ ｗ／ （７） ｔルトクロロフェノールに溶解した
溶液の２５℃における相対粘度。
（２）融点： Ｐｅｒｋｉｎ −Ｅ１ｍｅｒ製ＤＳＣ−
ＩＢ型示差差動熱量計を用いて２０℃／分の昇温速度で
測定した際の融解ピーク温度。
ＩＢ型示差差動熱量計を用いて２０℃／分の昇温速度で
測定した際の融解ピーク温度。
（３）体積固有抵抗：ポリマを乾燥後、溶融プレスによ
って厚さ約０．２Ｈのシート状に成形し、このシートの
両面に導電性塗料を円状に塗布して電極とし、電極間の
直流抵抗を測定した後、電極面積とシート厚とから体積
固有抵抗を算出した。
って厚さ約０．２Ｈのシート状に成形し、このシートの
両面に導電性塗料を円状に塗布して電極とし、電極間の
直流抵抗を測定した後、電極面積とシート厚とから体積
固有抵抗を算出した。
実施例１
１２−アミノドデカノ酸７６．４部、ドデヵン二酸２４
．３部、１．４−ブタノジオール１７．１部を混合し加
熱均一化した後、触媒の存在下に２５０〜２７０℃で３
〜４時間時間線圧縮することによって溶液相対粘度１．
６３の溶融時均−透明なポリマが得られた。このポリマ
はドデカンアミド単位とブチレンドデカジオエート単位
との重量比が７０７３０であり、その融点は１５０℃で
あった。このポリマの体積固有抵抗の温度依存性は第２
図に示す通りであり、３０℃付近の体積固有抵抗が４．
２ＸＩＱ＋＋Ω・１でナイロン１２より低く、且つ温度
依存性の大きい極めて優れた感熱素子材料であることが
判明した。
．３部、１．４−ブタノジオール１７．１部を混合し加
熱均一化した後、触媒の存在下に２５０〜２７０℃で３
〜４時間時間線圧縮することによって溶液相対粘度１．
６３の溶融時均−透明なポリマが得られた。このポリマ
はドデカンアミド単位とブチレンドデカジオエート単位
との重量比が７０７３０であり、その融点は１５０℃で
あった。このポリマの体積固有抵抗の温度依存性は第２
図に示す通りであり、３０℃付近の体積固有抵抗が４．
２ＸＩＱ＋＋Ω・１でナイロン１２より低く、且つ温度
依存性の大きい極めて優れた感熱素子材料であることが
判明した。
比較例１
ω−ラウロラクタムを原料として通常の加圧溶融重合を
行なって得られたナイロン１２の体積固有抵抗を実施例
１と同様の方法で測定しその温度変化を第２図に示した
。３０℃付近の体積固有抵抗値が２．６Ｘ１０１４Ω・
αと高過ぎ、特性が不十分であった。
行なって得られたナイロン１２の体積固有抵抗を実施例
１と同様の方法で測定しその温度変化を第２図に示した
。３０℃付近の体積固有抵抗値が２．６Ｘ１０１４Ω・
αと高過ぎ、特性が不十分であった。
実施例２
１２−アミノドデカン酸３９．３部、分子量３、０００
〜４．０００のポリカプロラクトン９．０部を触媒と共
に混合し、以下実施例１と同様に縮重合反応を行ない、
ドデカンアミド単位とカプロラクトン単位の重量比が８
０７２０の溶融時均−透明なポリエステルアミドを得た
（相対粘度１．５５．融点１６３℃）。このポリマの体
積固有抵抗の温度依存性を実施例１と同様に測定し、結
果を第２図に示した。本ポリマも低温部特性、温度依存
性共に極めて良好な感熱素子材料であることが判明した
。
〜４．０００のポリカプロラクトン９．０部を触媒と共
に混合し、以下実施例１と同様に縮重合反応を行ない、
ドデカンアミド単位とカプロラクトン単位の重量比が８
０７２０の溶融時均−透明なポリエステルアミドを得た
（相対粘度１．５５．融点１６３℃）。このポリマの体
積固有抵抗の温度依存性を実施例１と同様に測定し、結
果を第２図に示した。本ポリマも低温部特性、温度依存
性共に極めて良好な感熱素子材料であることが判明した
。
第１図は有機高分子材料からなる感熱性素子を使用した
感熱ヒーター線の〜例を示す側面図である。 １：感熱ヒーター線、２：発熱線、３：感熱性素子、４
：信号線、５：絶縁材、６：芯線第２図は本発明のポリ
エステルアミドおよび比較材料の直流体積固有抵抗の温
度依存性を示すグラフである。 特許出願人 重し性式会社 第１図 １２図 ト°− ソ ＼ノ 這 膚 （０Ｃ）
感熱ヒーター線の〜例を示す側面図である。 １：感熱ヒーター線、２：発熱線、３：感熱性素子、４
：信号線、５：絶縁材、６：芯線第２図は本発明のポリ
エステルアミドおよび比較材料の直流体積固有抵抗の温
度依存性を示すグラフである。 特許出願人 重し性式会社 第１図 １２図 ト°− ソ ＼ノ 這 膚 （０Ｃ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （２）下記（１１式で示されるポリアミド単位９０〜６
０重量部および■下記ｔ１）式および／または（璽）式
で示されるポリエステル単位１０〜４０重量部より構成
されるポリエステルアミドより成ることを特徴とする感
熱性素子。 ＜１１ ＋Ｏ−（ＣＨ・）、−Ｃ−） ０ （ここでｋは１０または１１、ｌは３〜１１の整数、Ｒ
は二価の脂肪族、指環族の基、ｎは４〜１０の整数を表
わす。）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1763682A JPS58136624A (ja) | 1982-02-08 | 1982-02-08 | 感熱性素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1763682A JPS58136624A (ja) | 1982-02-08 | 1982-02-08 | 感熱性素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58136624A true JPS58136624A (ja) | 1983-08-13 |
| JPH0363571B2 JPH0363571B2 (ja) | 1991-10-01 |
Family
ID=11949347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1763682A Granted JPS58136624A (ja) | 1982-02-08 | 1982-02-08 | 感熱性素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58136624A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58196231A (ja) * | 1982-05-12 | 1983-11-15 | Toray Ind Inc | 高分子ヒユ−ズ |
| US4617356A (en) * | 1984-06-15 | 1986-10-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Temperature sensitive polymer compositions |
-
1982
- 1982-02-08 JP JP1763682A patent/JPS58136624A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58196231A (ja) * | 1982-05-12 | 1983-11-15 | Toray Ind Inc | 高分子ヒユ−ズ |
| US4617356A (en) * | 1984-06-15 | 1986-10-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Temperature sensitive polymer compositions |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0363571B2 (ja) | 1991-10-01 |
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