JPS6161685B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は感熱性素子、特に交流インピーダンス
の温度による変化が大きく、温度検知能力の優れ
た高分子感温体を用いた感熱性素子に関するもの
である。 電気毛布、電気カーペツトなどの暖房器具にお
いてその温度制御装置の温度検知体として高分子
感温体が用いられることはよく知られており、実
際に使用されている感温制御線の構造は第１図に
示すようなものである。まず電源が入ると２のヒ
ータ線に電流が流れ発熱し温度が上昇する。高分
子感温体よりなる感熱素子３はこの温度上昇を自
己の電気特性（抵抗、インピーダンス、誘電率）
の変化として検知し、これを相接する信号線４に
伝えることにより温度制御回路を作動させるので
ある。 このような高分子感熱素子材料に一般に要求さ
れる特性は(1)温度検知能力が優れている、すなわ
ち電気特性の温度による変化が大きいこと、(2)電
気特性の経時変化がなく安定していること、(3)電
気特性が周囲の環境特に湿度に左右されないこと
および(4)異常過熱防止のため明確な融点を有する
ことなどである。 従来の感熱素子材料としては、ポリ塩化ビニル
に少量の界面活性剤を添加した組成物（特公昭53
−14179号公報）、ポリアミドに少量の界面活性剤
或いは金属イオンを添加した組成物（特公昭48−
10978号公報、特開昭51−4597号公報）が代表例
として挙げられる。中でもポリアミドは明確な融
点を持ち、自ら過熱防止温度ヒユーズとなり得る
点でポリ塩化ビニルより優れており、特にポリウ
ンデカンアミド、ポリドデカンアミドは吸湿性が
低く、また機械的性質や成形加工性などの諸性質
も良好であることから感熱素子用素材としてよく
用いられている。しかしながら従来使用されてき
た界面活性剤或いは金属イオンを含むポリアミド
系感熱素子は確かに電気特性の温度依存性が大き
く、温度検知能力が優れているが、使用中に界面
活性剤のしみ出し或いは直流を印加した場合の金
属イオンの分極により電気特性が経時的に変化す
る欠点があり、必ずしも満足すべきものではな
い。 そこで本発明者らは電気特性の経時変化が少な
く、しかも電気特性の温度依存性が大きな感熱素
子材料を得るべく鋭意検討した結果、特定のポリ
アミドとポリエステルアミドとの混合物が電気特
性の温度依存性が大きくまた機械的性質、成形加
工性などにも優れた好適な感熱素子材料となるこ
とを見出し本発明に到達した。 すなわち本発明は〔〕炭素原子数が10以上の
ω−アミノ酸およびラクタムの内から選ばれた少
くとも一種の成分の縮重合によつて得られるポリ
アミド10〜90重量部および〔〕(A)ブチレンテレ
フタレートおよび／もしくはブチレンイソフタレ
ート単位５〜95重量％および(B)ウンデカンアミド
および／もしくはドデカンアミド単位95〜５重量
％を主要構成成分とするポリエステルアミド90〜
10重量部との混合物からなることを特徴とする、
温度検知能力に優れ、電気特性の経時変化が小さ
い高性能感熱性素子を提供するものである。 成分〔〕のポリアミドは炭素原子数が10以上
のω−アミノ酸およびラクタムの中から選ばれた
少くとも一種の成分の縮重合によつて得られるポ
リアミドであり、代表例としてはポリウンデカン
アミド（ナイロン11）、ポリドデカンアミド（ナ
イロン12）およびその共重合体等を挙げることが
できる。ポリアミドの重合方法は通常公知の溶融
重合、固相重合およびこれらを組み合わせた方法
を採用することができる。またポリアミドの重合
度は特に制限なく、硫酸相対粘度（ポリマ１ｇを
98％濃硫酸100mlに溶解し、25℃で測定）が2.0〜
5.0の範囲内にあるポリアミドを用いることがで
きる。 成分〔）のポリエステルアミドの(A)成分であ
るエステル成分を形成するブチレンテレフタレー
トおよび／もしくはブチレンイソフタレートと
は、テレフタル酸および／もしくはイスフタル酸
と１・４−ブタンジオール、およびそれらのエス
テル形成性誘導体から縮合反応により製造したポ
リマ単位であり、一般式 （ｍ、ｎは０もしくは１以上の整数、ただしｍ、
ｎがともに０であることはない）で示される。こ
こでｎ＝０のときブチレンテレフタレート、ｍ＝
０のときブチレンイソフタレート、ｍ≠０、ｎ≠
０のときブチレンテレフタレート／ブチレンイス
フタレート共重合体となる。 ポリエステルアミドの(B)成分であるアミド成分
を構成するドデカンアミドおよび／もしくはウン
デカンアミド単位とは、12−アミノドデカン酸お
よび／もしくは11−アミノウンデカン酸およびそ
れらのアミド形成性誘導体から形成されるもので
あり、一般式

【式】もしくは

【式】 で示される。このポリエステルアミドにおいてド
デカンアミド単位とウンデカンアミド単位とは
各々単独もしくは共重合体の形で用いることがで
きる。 上記のポリエステルアミドは特願昭54−165588
号（特開昭56−88428号）に記載されている方法
によつて製造することができる。その重合度につ
いては特に限定はなく、オルトクロロフエノール
相対粘度（ポリマ0.5ｇをオルトクロロフエノー
ル100mlに溶解し、25℃で測定）が1.2〜2.5の範
囲のものが使用できる。 本発明の感熱性素子はポリアミド成分〔〕90
〜10重量部、とくに80〜20重量部およびポリエス
テルアミド成分〔〕10〜90重量部、とくに20〜
80重量部の混合物から成り、成分〔〕が10重量
部以下では電気特性の改良効果が小さく、また90
重量部以上では混合物の成形加工性が低下するた
め好ましくない。かかる組成の混合物からなる本
発明の感熱性素子は従来のポリアミド製感熱性素
子に比べて電気特性、特に体積固有インピーダン
スの温度依存性が著しくく大きく、ポリアミドに
電気特性改良剤として界面活性剤もしくは金属イ
オンを添加したものから成る感熱性素子と同等或
いはそれ以上である。しかも本発明の感熱性素子
は界面活性剤、金属イオン等の添加物を何ら含ま
ないため添加剤のしみ出しなどによる特性の経時
変化がなく特性が安定しているので温度検知感度
が極めて良好でかつ長期にわたつて高性能を保持
できる優れたものである。 また本発明におけるポリエステルアミドはナイ
ロン11、ナイロン12に比べて吸湿性の低い材料で
あるため、本発明の感熱性素子はナイロン11、ナ
イロン12などからなる感熱性素子より低吸湿性で
あり、電気特性が湿度に影響される度合が小さい
という利点をも有している。 本発明の感熱性素子には通常ポリアミド、ポリ
エステルに対して一般的に添加される種々の添加
剤たとえば耐熱剤、耐光剤、可塑剤、着色剤、難
燃剤、充填剤などを電気特性、機械的性質などを
損なわない程度において導入することができる。
なお本発明の感熱性素子は上記混合物を溶融して
押出機などにより電熱線またはシートなどの形状
に成形することにより得られる。 以下に実施例により本発明の効果をさらに説明
する。 実施例 １ ω−ラウロラクタムの開環重合によつて得られ
たナイロン12（Ｎ−12、硫酸相対粘度2.40）60重
量部とブチレンテレフタレート単位65重量％およ
びドデカンアミド単位35重量％より成るポリエス
テルアミド（PBT／Ｎ−12、オルトクロロフエ
ノール相対粘度1.48）40重量部とを押出機により
溶融ブレンドした。このブレンド品を真空乾燥後
溶融プレスによつて厚さ0.2mmのシートに成形
し、このシートの両面に導電性塗料を直径22mmの
円状に塗布したものを電気特性測定用試料とし
た。この試料の120Hz、30℃〜130℃の温度領域に
おける絶乾時の電気特性（誘電率、体積固有イン
ピーダンス）は第１表および第２図に示す通りで
あり、電気特性（特に体積固有インピーダンス）
の温度依存性が極めて大きいことがわかつた。 次にこの試料を120℃のオーブン中窒素雰囲気
下で120時間熱処理した後の110℃における体積固
有インピーダンスを測定し、熱処理前の同温度に
おける体積固有インピーダンスと比較して変化率
（Z₁₂₀／Z₀）を求めたところ、従来の添加剤を使用
したポリアミドに比べて体積固有インピーダンス
の変化率が少さいことがわかつた。従つて本発明
のブレンド物より成る感熱性素子は温度検知感度
が良好でかつその特性を長期にわたつて維持でき
る極めて優れた感熱性素子であることが判明し
た。 実施例 ２ 11−アミノウンデカン酸の重縮合によつて得ら
れたナイロン11（Ｎ−11、硫酸相対粘度2.30）70
重量部とブチレンテレフタレート単位25重量％お
よびドデカンアミド単位75重量％より成るポリエ
ステルアミド（PBT／Ｎ−12、オルトクロロフ
エノール相対粘度1.55）30重量部を押出し機によ
つて溶融ブレンドし、以下実施例１と同様の方法
でこのブレンド物の電気特性およびその経時変化
を測定したところ第１表および第２図に示す結果
を得た。この結果から本ブレンド物から成る感熱
性素子は温度制御性が良好でかつ特性が安定した
優れたものであることが判明した。 実施例 ３ 12−アミノドデカン酸の縮重合によつて得られ
たナイロン12（Ｎ−12、硫酸相対粘度2.40）30重
量部とブチレンイソフタレート単位50重量％およ
びウンデカンアミド単位50重量％より成るポリエ
ステルアミド（PBI／Ｎ−11、オルトクロロフエ
ノール相対粘度1.52）70重量部を押出し機によつ
て溶融ブレンドし、以下実施例１と同様にしてこ
のブレンド物の電気特性およびその経時変化を測
定した結果を第１表に示した。これから本ブレン
ド物より成る感熱性素子の温度制御性および特性
安定性が優れたものであることが判明した。 比較例 １ ω−ラウロラクタムの開環重合によつて得られ
たナイロン12（Ｎ−12、硫酸相対粘度2.40）の電
気特性とその安定性を実施例１に示した方法で測
定し、第１表および第２図に結果を示した。ナイ
ロン12単独では電気特性の温度依存性が小さく感
熱素子材料としては特性が不十分である。 比較例 ２ ω−ラウロラクタム80重量％およびε−カプロ
ラクタム20重量％の混合物を開環重合して得られ
た共重合ポリアミド（Ｎ−12／６）にヨウ化第１
銅／２−メルカプトベンズイミダゾール（１／
１）錯体0.05重量％を押出し混合練によつて添加
した組成物の電気特性とその安定性を実施例１と
同様の方法で測定し、その結果を第１表に示し
た。本組成物は熱処理による電気特性の経時変化
が大きい。

【表】 【図面の簡単な説明】

第１−Ａ〜Ｄ図は本発明にかかる感熱性素子す
なわち電気毛布、電気カーペツトなどに使用され
る感熱温度制御線または面の一例を示す側面ある
いは断面図である。第２図は実施例１、２および
比較例の各感温体の体積固有インピーダンスと温
度の関係を示す。 １……感熱制御線または面、２……ヒータ線、
３……感熱性素子、４……信号線、５……外皮、
６……芯線、７……絶縁材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 〔〕炭素原子数が10以上のω−アミノ酸お
   よびラクタムの内から選ばれた少くとも一種の成
   分の縮重合によつて得られるポリアミド10〜90重
   量部および〔〕(A)ブチレンテレフタレートおよ
   び／もしくはブチレンイソフタレート単位５〜95
   重量％および(B)ウンデカンアミドおよび／もしく
   はドデカンアミド単位95〜５重量％を主要構成成
   分とするポリエステルアミド90〜10重量部の混合
   物から成ることを特徴とする感熱性素子。