JPS6240701A

JPS6240701A - 高分子感温材料

Info

Publication number: JPS6240701A
Application number: JP18043485A
Authority: JP
Inventors: 上川　道治
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1985-08-19
Filing date: 1985-08-19
Publication date: 1987-02-21

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。

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は、電気カーペットや電気毛布などの採暖具のグ
ラスチックサーミスタ材料として用いられる改良された
熱感応性ポリアミド組成物に関するものである。

（背景技術）電気カーペットや電気毛布等の広面積採暖具等の温度検
知として用いられるポリアミド組成物は、特公昭５１−
１０３５５号公報に示されている、　　　′５０〜９ｏ
１ｉ量部のポリラクロラクタム（Ｎｙ　１２　）と　　
　！他のポリアミド成分の共重合体、特公昭８−２５２
３６号公報に示されている、０１００個当シの　　　”
ＮＨＣＯが１４個以下めポリアミドにＣｕＩを１００〜
６０００　ｐｐｍ　配合した熱感応素子、特公昭５９−
２４６７　　　　’号公報Ｋ　示すｈ　テイル、Ｎｙ　
１１　モＬ　（ＦｉＮｙ　１２ＩＣ”　　　　’ロゲン
化カリウム（Ｋりを０．０１〜ｓ、ｏ’ｉｆｉ部配合し
　　　；た熱感応性材料及び特公昭５１−４１２３７号
公報に　　　；示されている、ポリアミド組成物に可塑
剤を添　　　□加した材料などが提案されているが、現
実に実　　　゛用化されているものは、ナイロン１２に
イオン性の添加剤を添加し九ものか又はナイロン１２に
可塑剤を添加したも０である・そ０主な理由は上　　　
］記の材料はナイロンの中では一番吸湿性が少な　　　
′く、吸湿、乾燥の状態での温度〜インピーダン　　　
：、ス特性の変化がナイロンの中では一番少ない。　　
　゛また機械的性質：耐熱性、成形加工性において　　
　へきすぐれている等の理由による為である。　　　　　　゛
しかるに、ナイロンの中で一番吸湿性の少ないナイロン
１２を使用しても、４０°ａｘｃｔｏｓの飽和吸水率は
約１．８チもちゃ、特に電気カーペットや電気毛布等の
暖房器に使用した場合は、シーズ／中はその発熱による
ナイロンの乾燥が発生し、はぼ絶乾まで乾燥し、シーズ
／オフには、高温多湿な気候も関係して４０℃×９０チ
飽和吸水率に近い１直まで吸湿してしまうという欠点が
ありインピーダンスの変化を相対的な温度変化（制御温
度）としてとらえるとΔＴ　＝２６　ｄｅｇという大き
な差となって現われてしまい、／−ズン始めＫはぬるい
、／−メン中は経時変化をするというように、温度制御
的な問題点があった。

また可塑剤を添加したナイロン［２は、可塑剤が使用中
にブリードアウトしてインピーダンスが大きくなる方向
に変化するばかシか、逆に、ブリードアウトした後に混
生放置すると、可塑剤の抜けた部分に水分が余分に吸湿
される為かナイロン１２よシも吸湿度が増してしまうと
いう問題があった。

いづれの場合も、設定温度が大きく変化するということ
は、電気カーペットや、電気毛布等の広面積採暖具に使
用されることを考えると重大な欠点となっていた。すな
わち一部分を祈りた之んだまま通電した）、座布団等で
部分的に断熱するとその部分の温度は設定Ｂｅより相当
に高くなるが、前述のようにインビーダンス変化が大き
いと、乾燥時には危険な温度になる場合があった。

このことを少しでも防ぐ為に使用される材料の融点は、
明確であることが要求され異常高温時には、ナイロン１
２の融点（１７５〜１８０°Ｃ）で検出電極間が短絡し
たことを検知して電源側のヒユーズを溶断する等の手段
が種々検討実用化されている。しかしこの温度も、接触
暖房が主の電気カーペットや、電気毛布においては安全
であるとは言えないものであった。

（発明の目的）本発明は上記の欠点を改善するために提案されたもので
、（イ）感熱材料において、乾燥状態と吸湿状態の１２１
特性変動の削減とサーミスタ定数を高温側で大きくしサ
ーミスタ感度を向上させる。

（ロ）感熱樹脂フィルムの一方の面に発熱線路兼、温度
検知線（１）及び前記発熱線路兼温度検知線にほぼ並設
して設けられている温度検知線（２）を設け、その両面
に絶縁フィルムを貼って成る感熱樹脂フィルムの少なく
とも片面が金属箔等の不透湿性のもので覆われていない
発熱によって感熱樹脂フィルムの吸湿度合いが短時間で
乾燥する構成が実現できる高分子感温材料を提供するこ
とを目的としている。

（発明の開示）本発明は、前述の欠点をなくする目的で他の材料につい
て検討した結果得られたもので、機械的強度、融点等の
熱的性質がナイロン１２に比べると多少劣るものの結果
的には、吸湿によるインピーダンス変動が少なくなるの
で、部分的な断熱による高温部の温度を安全範囲に抑え
ることが可能となシ、高温での材料強度の低下も実用上
問題のない範囲にでき、しかも添加剤による高温側サー
ミスタ特性（Ｂ定数）の向上も可能な為に、異常温度検
知能力も高くでき、設定温度変動の少ないサーミスタ材
料を得ることができた。

さらに、吸湿によるインピーダンス変動が１ゼロ”にな
らなくても、発熱線路への通電てよって比較的短時間で
感熱樹脂フィルム層が乾燥するタイプの感熱面状発熱体
が実現できるので、温度設定を感熱樹脂フィルムの乾・
譲状態に合わせて最高設定できるので温度変動の少ない
きわめて安全な電気カーペットを得ろことができるよう
になった。

すなわち、ナイロン１２よ）も低吸湿性にする為に、ア
ミド基濃度の低いポリアミドについて檀々検討した結果
、共重合体による内部可塑化の為にガラス転移点温度が
低く、しかもブリードアクトの恐れがない低吸湿性のポ
リアミドエラストマー樹脂に、ＫＩ　２，０００〜１０
，０００　ｐｐｍ及びＣｕｌ５０〜４００ｐｐｙｍ混練
して成る高分子感温材料は、吸湿によるインピーダンス
変動が、Ｎｙ　１２よシ少なく、また、体積固有インピ
ーダンスがＮｙ１２より相当低くなるので、感熱樹脂フ
ィルムの一方の面にのみ金属箔等より成る！極が設けら
れており、他の面が金属箔等の不透湿性のもので覆われ
ていないタイプの感熱面状発熱体の実現を可能にし、通
電くよる感熱樹脂フィルムの乾燥がきわめて早い安全性
の高い感熱面状発熱体ができるようＫなった。

次に本発明の詳細な説明する。なお実施例は一つの例示
であって、本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の変
更あるいは改良を行いうろことは云うまでもない。

（実施例１）アミノドデカン酸とポリテトラメチレンエーテルグリコ
ールの比率が約４：６程度のブロック共重合体であるポ
リエーテル、エステル、アミド樹脂（ダイセル＠　Ｅ４
０Ｌ　）にヨウ化カリウム（ＫＩ　）　５，０００　ｐ
ｐｍ及びヨク化鋼（ＣｕＩ）１５０　ｐｐｍを均一分散
させ六後、０．５ｆｉ厚のプレスフートな作成し、（資
）℃にて乾燥した後の温度〜インピーダンス特注と、次
に４０℃Ｘ９０チの抱卵吸水率まで吸湿処理した後の特
性測定を実施した。

サーミスタ特性は、１００　Ｈ２の特性を測定し、サー
ミスタ特性の変化は乾燥時の５０°０相当のインビーダ
ンス値が何＋１＠ｇ相当ズレが生じたかで表わした。

以上の結果は、吸湿によるサーミスタ特性のズレΔＴ　
＝　１２　ｄ＠ｇ伯”０Ｘ９０チ飽和吸水率（重量測定）　＝　１．２チ
（比較例１）ＥＩＯＬにヨウ化カリウム（ＫＩ）を５，０００ｐｐｍ
添加した材料について比較テストを実施し友。

ΔＴ　＝　２０　ｄｏｇ吸水率＝１．５チ（比較例２）ナイロン１２にヨウ化カリウム（Ｋりを５，０００ｐｐ
ｍ添加した材料について比較テストを実施した。

ΔＴ　＝　２６　ｄ＠ｇ吸水率＝１．８チまた第１図には本発明及び比較例の体積固有インピーダ
ンスの値を示す。

また、第２図に示す断面構成の感熱面状発熱体、すなわ
ち、（資）μｍ厚さの感熱樹脂フィルム（１）の一方の
面にアルミ箔加μｍ厚さ、線幅５鵡線間スキマｌｆｌの
発熱線路兼温度検知線（２）及び、温度検知線（３）を
設け、その両面にポリエチレン′、ポリエステルの２重
フィルム厚さ１５０μｍよ）成る絶縁フィルム（４Ｘ５
）を貼って成る感熱面状発熱体の温度〜インピーダンス
特性の乾燥時の測定結果を第３図に示す。第１図かられ
かるように、ポリアミドエラストマーに、ＫｌとＣｕＩ
を混練したものは固有インピーダンスが一番低く、しか
も吸湿によるインピーダンス変動も１番少ないことがわ
かる。ＣｕＩを添加すると固有インピーダンスが低くな
り、吸湿性も改善できる理由は、ＫＩのみの添加の場合
に比べてＫＩの相溶性が増す為であると考えられるが詳
細は不明である。

また、第３図に示すように第２図の構成の感熱面状発熱
に応用した場合に、温度〜インピーダンス特性が、固有
インピーダンスが低くない　　　゛材料の場合に、特に
高温側のＢ定数が大きくな　　　（らないのは、第・２
図の感熱樹脂フィルムｌ中を　　　′流れる電流（ａ）
の絶対値に比べて、絶縁フィルム　　　、の表面、れう
表面ｔ　ａ　（ｂ）　Ｏ値ヵ、無視、□い　　　１程度
に影響する為である・部分的次高温・部を検　　　１゜
□ ′″＋６６！！０６６ｔｉ＃−＜７）−ｓ〜“１・　　
１大きなり定数が得られることは絶対条件である。　　
：：。

従って、この種の構成の感熱面状発熱体が実現　　　；
できるので、感熱樹脂フィルム（１）が吸湿して　　　
パも、発熱線路（２）への短時間の通電で乾燥して　　
　ｋンしまうので、乾燥時の特性に合わせて最高温度　　　。

ビ設定ができるので、きわめて安全性の高い電気　　　３
゛人、カーペットが実現できることになる。　　　　　　　゛
でまた、第２図の構成の感熱面状発熱体におい　　　］１
□ １・七〇Ｉ″Ｊ御電流値０絶対値がＪ′ｉＪ（＆りす　
　　４．１ぎて、温度制御回路の安定動作的に問題があ
つ　　　＝たが、固有インピーダンスの小さい本発明の
感　　　パ！熱樹脂で第３図のような特性が得られるので回　　　１
、路動作上の問題もなくなった。

（発明の効果）上記の結果よυ明らかなように、本発明によると、感熱
樹脂の吸湿によるインピーダンス変動が少なくなるばか
やでなく、体積固有インピーダンス値が低下するので、
第２図のような構成の感熱面状発熱体の実現を可能せし
めるので発熱線路への通電によシ短時間で感熱樹脂は乾
燥してしまうので、感熱樹脂の乾燥時特性に合わせた、
最高温度設定を可能にし、きわめて安全な電気カーペッ
ト等の実現を可能とした。

ここで、吸湿性が少なくなるのは、共重合ポリアミドで
おる為に親水性のアミド基の濃度がナイロン１２よシ低
ぐなる為である。ま之、体積固有インピーダンス値が低
くなるのは、ポリアミドエラストマー自身の特性にもよ
るが、ガラス転移点温度の低い樹脂にイオン性の添加剤
を加えているので低温域よυイオン電導が発生する為で
ある。

また、ヨウ化カリウム（ＫＩ）の添加量を２，０００ｐ
ｐｍ以上としたのは、それ以下では、サーミスタ特性（
Ｂ定ａ）が充分大きくならない為と、体涜固有インピー
ダンスが充分小さくならない為である。また、１０，０
００　ｐｐｍ以下としたのは、それ以上添加してもサー
ミスタ特性が大きくならないばかりか、　ＫＩの相溶性
が悪くなることと、ＫＩの形で分散してしまう部分が多
くなるのでＫＩ自身の吸湿性によって吸湿度が増してし
まうという欠点がある為である。

さらに、ヨウ化鋼（ＣｕＩ）の添加量を５０ｐｐｍ以上
としたのは、それ以下では体積固有インピーダンスを小
さくする効果が少ないばかりでなく均一分散することが
困難であシ出来上り品質のバラツキ等で問題がある。ま
た、４００　ｐｐｍ以下としたのは、それ以上添加して
も体積固有インピーダンスが小さくならないば７３為り
でなく、フィルム押出し時の高温、高圧条件下で押出し
スクリューの内面壁に金属鋼として析出してしまい、経
時的な押出条件の変化、出来上り品質のバラツキ等の面
で問題がある為である。

なお本発明には他に可塑剤を添加するとか、他の樹脂と
ポリマーブレンド等を実施してもＣｔＩＩの添加による
固有１２１の低下効果については問題がないので有効で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は体積固有インピーダンスの温度特性。第２図イ〕、−）は本発明を適用した感熱面状発熱体、
（ハ）は動作説明図、第３図はセンサ特性の温度による
変化を示す。ｌ・・・感熱樹脂フィルム、２・・・発熱線路、３・・
・温度検知線、４，５・・・絶縁フィルム。第　２　図（ハ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ポリアミドエラストマー樹脂にヨウ化カリウム（
ＫＩ）を２，０００〜１０，０００ｐｐｍ及びヨウ化銅
（ＣｕＩ）を５０〜４００ｐｐｍ混練してなることを特
徴とする高分子感温材料。
（２）ポリアミドエラストマー樹脂がアミノドデカン酸
とポリテトラメチレンエーテルグリコールとのブロック
共重合体よりなる特許請求の範囲第１項記載の高分子感
温材料。