JPS592467B2 - ポリアミド組成物からなる熱感応性の材料 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特定のポリアミド樹脂組成物からなる熱感応性
材料、特に電気容量成分を一つの制御因子として熱制御
する装置奢こおける熱感応性材料の温度に対する抵抗値
やインピーダンスまたはキャパシタンスの挙動が改善さ
れた材料蚤こ関するものである。

さら曇こ詳しくは、ポリアミド樹脂に対して０．０１〜
５．０重量％のハロゲン化カリウムを添加せしめてなる
ことを特徴とする熱感応性材料に関するものである。高
分子熱感応性材料は主として電気毛布等発熱体用電線の
構成材料１こ供される場合が多く、その際要求される特
性は（１）温度による電気容量成分、すなわち温度曇こ
よる抵抗値やインピーダンスまたはキャパシタンスの変
化率が大きいこと、（２）発熱体の使用環境とくに湿度
曇こよつて電気特性の変動が小さいこと、（３）異常昇
温に対処するため２００℃前後で明確な融点をもつてい
ること、（４）常用温度の範囲内において機械的強度や
電気的性質が劣化しないこと等である。

従来から熱感応性材料として使われることが知られてい
る高分子材料としてはポリ塩化ビニル、セルローズエス
テル、ポリアミド、アクリル酸エステルとアクリロニト
リル共重合物（特公昭２６−１６２７号公報、特公昭３
５−７６３５号公報、特公昭３５−１４１７９号公報）
などがある。

これら高分子材料を使用した発熱体用電線の適用例を第
１図に示す。第１図において、１は塩化ビニル樹脂より
なる絶縁材料で内部にテトロン芯線２を中心にして上記
高分子熱感応性材料３を挿入している。４は信号線で塩
化ビニル樹脂１および熱感応性材料３の間に巻き付けて
ある。

５は発熱線でテトロン芯線２の表面に巻付けてある。

この如き構成にすることにより、高分子熱感応性材料３
の電気特性すなわち抵抗値やインピーダンスまたはキャ
パシタンスの温度によつて変化するのを利用し発熱線用
電線に沿つて温度を検出し制御するものである。上記熱
感応性材料として知られている高分子材料のなかで、ポ
リアミド樹脂はその電気的性質、機械的性質、耐熱性、
成形加工性等諸点においてすぐれているので熱感応性材
料として使用される場合が多い。

さらに、ポリアミド樹脂は融点が２００’Ｃ前後であり
、発熱線の温度が異常昇温蚤こよりその融点以上の温度
になると上記熱感応性材料が融解して、第１図に示され
る発熱線５と信号線４とが短絡して、安全装置を作動さ
せることが可能になる。熱感応性材料としての使用温度
範囲Ｉこ於ける温度による抵抗値やインピーダンスまた
はキャパシタンスの変化率をさらに顕著にするためには
、例えば特公昭３５−１４１７９号公報で示されるよう
に、熱感応性材料の素材であるポリ塩化ビニルあるいは
ポリアミド樹脂に対しイオン性の界面活性剤、すなわち
カチオンあるいはアニオン界面活性剤を配合した熱感応
性樹脂組成物を製造する旨の記載がある。

しかしながら、これらイオン性界面活性剤は耐熱性が劣
り、ざらにポリ塩化ビニルは耐熱性がポリアミド樹脂よ
り劣つていること、およびポリアミド樹脂のような明確
な融点をもたず異常昇温に対処できないという欠点をも
ちいまだ実用ｋこ供しうる程度に至つていない。

また、イオン性界面活性剤をナイロン６あるいはナイロ
ン６６のような周知のポリアミド樹脂に配合した場合に
は、イオン性界面活性剤の耐熱性が劣るため配合するこ
とができない。すなわち、特公昭３５−１４１７９号公
報をこ記載されているステアリルジメチルベンジルアン
モニウムクロライドで代表されるような界面活性剤類を
ポリアミド樹脂′こ添加してその電気特性の温度変化を
増大させることは可能であるがポリアミド樹脂に混練す
るにはあまりにもその耐熱性に劣るため、ほとんどポリ
アミド樹脂に混練することさえ不可能である。また、特
公昭２６−１６２７号公報に述べられているような代表
的なポリアミド樹脂であるナイロン６あるいはナイロン
６６等においては、その吸水性能が熱感応性材料として
大きすぎるため例えば電気毛布用感熱線としてすでに知
られているように最外層をこポリ塩化ビニル等の防湿性
を与える皮膜を形成したとしても実質的１こ完全な防湿
は得られがたい。

このためナイロン６あるいはナイロン６６等を用いた感
熱体はその制徂温度点がおかれている環境条件によつて
著しく変動する。すなわちナイロン６あるいはナイロン
６６はその吸水性能が大きすぎるため使用環境条件１こ
よりその電気特性が著しく変動することから、実質的１
こ電気毛布用感熱線として使用することは不可能である
。この欠点は界面活性剤等の吸水性のある添加剤を加え
た場合には相乗的に増大する。そこで、本発明渚らは種
々のポリアミド樹脂について総合的な検討をすすめ、そ
の結果としてポリウンデカンアミド（ナイロン１１）あ
るいはポリドデカンアミド（ナイロン１２）等の炭素原
子数あたりのアミド基数の少ない低吸水性ポリアミド樹
脂を使用することｌこより従来使用されていたナイロン
６あるいはナイロン６６の欠点を解消することが可能で
あることをつきとめた。

ナイロン１１およびナイロン１２は低吸水性ポリアミド
樹脂でポリアミド樹脂本来の機械的性質、電気的性質、
耐熱性、成形加工性の優れた物性をもち、さらにはナイ
ロン６あるいはナイロン６６よりも柔軟性、可撓性に富
み電気毛布用電線に使用するのにまことに好ましい物性
をもつていることがわかつた。加えて、ナイロン１１お
よびナイロン１２はその融点が１７０〜１９０℃の範囲
であり、電気毛布用電線に使用された場合異常昇温によ
り融解して安全装置を作動させることが可能である。こ
の温度範囲もナイロン６あるいはナイロン６６の融点が
２００℃以上であるのｔこ比ベナイロン１１およびナイ
ロン１２の融点は１７０〜１９０℃であり安全上まこと
に好ましい範囲１こあるといえる。さらに、本発明渚ら
はこれら低吸水性ポリアミド樹脂を用いて、ポリアミド
樹脂の電気特性の改良をするためをこ種々の添加剤につ
いて検討した結果、ハロゲン化カリウムを添加したもの
が驚くべきこと（こはその電気特性が非常に改良される
ことを見い出した。

すなわち、ハロゲン化カリウムを添加したポリアミド樹
脂は温度による抵抗値やインピーダンスまたはキヤパシ
タンスの変化率が非常に増大し電気毛布等の熱感応性材
料としてまことに好ましい性質を示した。また、ハロゲ
ン化カリウムはポリアミド樹脂の耐熱安定剤としての効
果も期待でき、常時一定の温度のもとで使用される熱感
応性材料としてはますます好ましいことがわかつた。す
なわち、本発明はナイロン１１あるいはナイカン１２な
どの低吸水性ポリアミド樹脂にハロゲン化カリウムを該
樹脂１００重量部に対して００１〜５．０重量部配合し
てなる熱感応性材料で、か＼る組成物材料がすぐれた熱
感応性材料となることを見い出したものである。

熱感応性材料とは、特公昭２６−１６２７号公報等で代
表されるような第１図に示した構造の電線の発熱線５と
信号線４との間に介在せしめたとき、発熱の温度ととも
に抵抗値やインピーダンスまたはキヤパシタンスが変化
するような介在材料と定義される。なお、本発明におけ
るハロゲン化カリウムとしてはヨウ化カリウムが好まし
い。

本発明の材料はハロゲン化カリウムをポリアミド樹脂１
００重量部に対して０．０１〜５，０重量部配合するも
ので、０．０１重量部以下では実用に供しうる程の電気
特性を示さず、耐熱性も改善されない。

５．０重量部以上の添加ではポリアミド樹脂の有する機
械的性質を低下させるおそれがある。

本発明における熱感応性材料は耐熱性１こすぐれ、ポリ
アミド樹脂本来のすぐれた成形性、機械的特性をもち、
電気毛布などの発熱温度制御用電線の構成材料に要求さ
れる特性を大巾をこ改良したものである。すなわち、温
度ｆこよる抵抗値やインピーダンスまたはキヤパシタン
スの変化率が非常に大きくなるよう改良されたものであ
る。又、本発明の材料はナイロン１１あるいはナイロン
１２などの低吸水性ポリアミド樹脂を使用するため発熱
体の使用環境特に湿度をこよつて電気特性の変動が小さ
く、結晶性ポリマーであることから、１７０〜１９０℃
の範囲をこ明確な融点をもち異常昇温により材料が融解
し短絡して安全装置を作動させることが可能である。本
発明に於てポリアミド樹脂にハロゲン化カリウムを添加
混合するに際し、特をこその添加方法に限定はなく、ポ
リアミド樹脂３こ該添加剤が均一に分散できればよく、
一般的な押出機によつて溶融押出し混合することが可能
である。

溶融押出し時に本組成物の電気的性質１こ支障を起さな
い範囲で他の添加剤、例えば可塑剤、耐光安定剤、耐熱
安定剤、充填剤、難燃剤、着色剤等の添加剤を併用して
も何ら本発明の目的を阻害するものではない。以下本発
明を実施例をもつて説明する。実施例 １ ナイロン１２チツプ（ダイセルーヒユルス社製ゞダイア
ミド″Ｌ−１９４０）＆こ０．６重量部のヨウ化カリウ
ムをあらかじめペンシェルミキサーを用いて十分混合し
てから、ついで押出機を用いて溶融プレンド（ポリマー
温度約２２『Ｃ）し外観の良好なるブレンドチツプを得
た。

次１ここのブレンドチツプを圧縮成形（ポリマー温度約
２００℃）により約１ｍｍ厚みの熱感応性素子の一形態
としてのシートを作成して６０Ｈｚに於ける誘電特性を
２０〜７０℃の温度範囲で測定し第２図Ａをこ示す結果
を得た。比較のためｆこもとのナイロン１２ポリマーに
ついて同一条件で誘電特性を測定し第２図Ｂに示す結果
を得た。これらの結果からもとのナイロン１２ポリマー
をこ比べて本実施例のシートは比誘電率の温度変化率が
向上し、その変化が低温側１こ移動していることが明ら
かである。したがつて、このポリアミド組成物が熱感応
性材料として好ましい特性を示すことがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は発熱体用電線の一例を示す図、第２図は熱感応
性材料の６０Ｈｚ！こおける比誘電率の温度依存性を示
すグラフ１・・・・・・絶縁材料、２・・・・・・テト
ロン芯線、３・・・・・・高分子熱感応性材料、４・・
・・・・信号線、５・・・・・・発熱線、Ａ・・・・・
・実施例１で得られた材料、Ｂ・・・・・・ナイロン１
２ポリマー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ポリウンデカンアミドもしくはポリドデカンアミド
   から選ばれるポリアミド樹脂にハロゲン化カリウムを該
   ポリアミド樹脂１００重量部に対して０．０１〜５．０
   重量部配合せしめたポリアミド樹脂組成物からなる熱感
   応性材料。