JPH02239930A - 自己発熱性を有する形状記憶性樹脂成形体 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は自己発熱性を有する形状記憶性樹脂成形体、特
に通電によって樹脂成形体自身を発熱・昇湿させ、成形
時の形状に復元させることができる形状記憶性樹脂成形
体に関するものである。

［従来の技術］ 形状記憶とは材料が元（成形時）の形状を記憶しており
、低温おるいは高温下で変型しても加熱すると元の形状
に戻る現象のことである。

近年、ポリノルボルネン、トランスポリイソプレン等の
上記現象を有する形状記憶樹脂がいくつか発表されてい
る（特開昭５９−５３５２８号公報、同６２−８６０２
５号公報）。これらは、従来の形状記憶合金に比べて安
価であり、その特異的な特性を利用してエレクトロニク
ス、メディカル、自動車関連部品、建築分野等から注目
されている。

一方、本発明者らの提案に係るポリエステル系形状記憶
性樹脂もある。

［発明が解決しようとする課題］ 上記ポリノルボルネン、トランスポリイソプレン、ポリ
エステル系樹脂等の形状記憶性の発現手段について検討
中のところ、その樹脂成形体表面に導電性成分含有合成
樹脂層を被覆しておき、通電発熱によって成形体の形状
を復元させることが一層効果的であることを見出し、本
発明に至ったのである。すなわち、本発明の課題は形状
記憶性樹脂成形体への通電発熱によって成形時の形状を
効率的に復元させることにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の上記課題は、加熱によって形状が復元する性質
を有する形状記憶性樹脂成形体に、導電性粒子含有合成
樹脂を被覆してなる自己発熱性を有する形状記憶性樹脂
成形体よって解決することができる。

先ず、本発明の自己発熱性を有する形状記憶性樹脂成形
体（以下、単に本発明樹脂成形体という）について説明
する。

すなわち、本発明にお（プる形状記憶性樹脂成形体を構
成する樹脂としては、ポリノルボルネン系，トランスポ
リイソプレン系，ポリスチレンーポリブタジエン系，ポ
リウレタン系など公知の形状記憶性樹脂、ざらにはポリ
エチレンテレフタレー１ヘ，ポリブチレンテレフタレー
ｉ〜（以下、ＰＢＴという）あるいはポリシクロヘキサ
ンジメチレンテレフタレート等の芳香族ポリエステルセ
グメントと、ボリ（ε一カプロラクｌ〜ン）等の脂肪族
ポリラクｌヘンまたはポリエチレングリ］一ル（以下、
ＰＥＧという）セグメン１へ等から構成された形状記憶
性ポリエステル系ブロック共重合体が例示できるが、こ
れらの形状記憶性樹脂のうち，特に好ましい樹脂はＰＢ
Ｔ系セグメントと、ポリ（ε一カプロラクトン）あるい
はＰＥＧ系セグメント等とのブロック共重合体から得ら
れる成形体でおる。

一方、本発明において導電性粒子含有合成樹脂（以下、
単に導電性樹脂という）として用いる合成樹脂としては
、前記形状記憶性樹脂の形状復元できる温度（通常は５
０〜１００’Ｃ）にて安定した性能を保ち、かつ接着性
，対屈曲性，耐摩擦性などの優れた樹脂ならば特に制限
はないが、好適な樹脂としてはポリウレタン樹脂，ポリ
アクリル樹脂，ブチラール樹脂，シリコーン樹脂，ボリ
アミド樹脂，ポリエステル樹脂，ポリエステルエラスト
マ樹脂等が挙げられ、これらの樹脂のうち，特に好まし
い樹脂は熱可塑性タイプのものである。

またこれらの樹脂に含有させる導電性粒子としては、通
常はカーボン粒子や金属粒子，金属酸化物粒子が使用ざ
れる。カーボンの場合、より微細な粒子とすることがで
きるので好ましい。粒子径としては、通常２０〜４０ｍ
μのものが好ましく使用される。その使用量は、前記合
成樹脂固形分１００重量部当り、５〜１５重量部が好ま
しく、７〜１２重量部がより好ましい。前記５重量部よ
り少なくなると、抵抗値が高くなるので単位容積当りの
発熱量が低下し、また前記１５重量部を超えると、樹脂
分が不足するので均一な被覆がし難く、しかも耐屈曲性
、耐摩擦性等の機械的強度が低下する傾向がおる。　本
発明樹脂成形体は上記の樹脂成形体表面に導電性樹脂を
１層以上被覆させたものであるが、成形体の外径や抵抗
値のバラツキを抑えるためには、２〜４層程度被覆させ
るのが好ましい。このとき、導電性樹脂中の導電性粒子
量を各層毎に変えることができる。

該導電性樹脂の抵抗値は、樹脂中の導電性粒子量，被覆
層数，層の厚さおよび成形体の形状などに応じて適宜設
定すればよいが、実用的な抵抗値は好ましくは成形体１
ユニット当り１〜１００ＫΩ、より好ましくは５〜５０
ＫΩである。

また本発明樹脂成形体は場合によりその表面を絶縁材料
で被覆したり、温度制御装置を組み込んでおいても差支
えない。

このように、本発明樹脂成形体はその表面に導電性樹脂
を被覆しておくため、通電発熱により成形時の形状を効
率的に復元させることができる。

次に、本発明樹脂の製法についてＰＢＴとＰＥＧを主成
分とするポリエステル系形状記憶性樹脂を例に説明する
。

すなわち、ＰＢＴとＰＥＧを主成分とするポリエステル
系形状記憶性樹脂の製法例としては、■テレフタル酸の
低級アルキルエステル，過剰量の１，４−ブタンジオー
ル，あよびＰＥＧを触媒の存在下に加熱してエステル交
換反応し、得られる生成物を重縮合する方法 ■テレフタル酸，過剰量の１，４−ブタンジオール，お
よびＰＥＧを触媒の存在下に加熱してエステル化反応し
、次に重縮合する方法 ■上記の反応において、ＰＥＧを重縮合反応開始直前に
添加し、重縮合する方法 ■予めＰＢＴを作っておき、それにＰＥＧを添加してエ
ステル交換反応させる方法 などがある。

この際、上記ブロック共重合体はＰＥＧ成分の共重合比
率やＰＥＧの数平均分子量を適切に選定するのか好まし
い。

すなわち、上記ブロック共重合体において、ＰＥＧ鎖長
が長い程．ＰＢＴ成分との相溶性が低下し、ＰＥＧ数平
均分子量が大きいときにはＰＥＧ共重合量が多い領域し
か相溶化しない。このためＰＥＧの数平均分子量と共重
合量とは、但し、ＰＦＧ共重合量は重量％ を満足させることが好ましい。

一方、ＰＥＧ鎖が短い程，結晶化しにくい。このためＰ
ＥＧの数平均分子最が小さいときは低融点セグメント中
のＰＦＧ成分を多目とし、ＰＥＧの数平均分子量＋２５
　［ＰＥＧ共重合量］≧３３００ 但し、ＰＥＧ共重合量は重量％ を満足させることか好ましい。

このとき、ＰＥＧ成分の共重合量は６０重最％〜９５重
量％の範囲が好適である。

また上記エステル交換反応またはエステル化反応と重縮
合反応においては、好ましい触媒例として，テトラブチ
ルチタネート，テトラメチルチタネー１・などの如きチ
タン化合物、シュウ酸チタンカリの如きシュウ酸ヂタン
金属塩、ジブチルスズオキザイド，ジブチルスズラウレ
ー１〜の如き有機スズ化合物、その他鉛、マグネシウム
、リチウム、マンカン等金属の弱酸塩等を挙げることが
できる。

さらに上記エステル交換反応またはエステル化反応は、
約１５０〜２６０’Ｃの温度で常圧おるいは若干の減圧
下で行ない、その後引続き行なう重縮合反応は、減圧下
約２００〜３００’Ｃの温度とするのが一般的である。

さらに必要に応じて固相重合を組合せて目的とするブロ
ック共重合体，即ち，ポリエステル系形状記憶性樹脂と
することもできる。

上記ポリエステル系形状記憶性樹脂成形体の表面には、
前述したようにカーホン粒子などを含有する導電性樹脂
を，好ましくは２〜４層程度被覆させるが、その被覆手
段としては，例えば該樹脂成形体を導電性樹脂液に浸潤
するか、あるいは樹脂成形体に導電性樹脂液を塗布する
等が最も一般的である。

なお、本発明樹脂成形体には、樹脂の合成時ないし導電
性材料の被覆時などに酸化防止剤、熱分解防止剤、紫外
線吸収剤などの耐熱耐光性の安定剤を含有させることが
できるし、また耐加水分解改良剤、着色剤（顔料，染利
）、帯電防止剤、導電剤、難燃剤、補強剤、充填祠、滑
剤、離型剤、核剤、可塑剤、接着助剤、粘着剤などを任
意に含有させることもできる。

［実施例］ 以下、実施例により本発明を具体的に説明する。

本例中の「部」および「％」は、１重量部」および「重
量％」である。

実施例１ テレフタル酸、１，４−ブタンジオール、および触媒と
してテトラブチルチタネート，モノブチル錫オキサイド
から通常の重合方法に従ってＰＢ丁を得た。次にこのポ
リ７２０重量部にε一カブロラクトン１１４重量部を添
加し、窒素ガス雰囲気下２　４　０　’Ｃで，約１時間
加熱混合することにより重合反応を行ない、目的の熱可
塑性ブロック共重合体を作製した。このものはポリマ中
のＰＢＴセグメント含量が約１５重量％，ε−カブロラ
クトンセグメント含量が約８５重量％であった。

一方、平均粒径４０ｍμのカーボン粒子を１０％含有す
るポリエステル型ポリウレタン樹脂（大日精化（株）製
〉をメチルエチルケトンとジメチルホルムアミドとの重
量比８０：２０の混合溶媒に濃度２４重量％となるよう
に均一に溶解させた。

このようにして得た懸濁液の粘度は、Ｂ型粘度計で測定
したところ，３０’Ｃの下で４５ポイズであつ　Ｉこ　
。

上記の懸濁液を撹拌しながら、その中に上記のブロック
共重合体を溶融射出成形した幅２０ｍ，長さ５０ｃｍ．
幅１０ｍのシー１へ状成形体を浸漬・通過させ、成形体
の仝休が均一に被覆されるように導電性樹脂の付着量を
調節した。その後、１００′Ｃに保った熱風乾燥機で乾
燥処理し、該成形休の周りにカーボン粒子含有の約０．
４＃平均厚さの導電層を被覆ざゼ、外観的に凹凸が見ら
れるサンプルを得た。

次に、このサンプルについて上記の同一懸濁液中に全く
同一手法で約０．３＃平均厚さの導電層を被覆させた。

外観的に凹凸斑の小さいものであり、この断面は外周辺
にカーボン粒子層が観察されるサンプルを得た。

この形状記憶性樹脂のシート状サンプルを約８０゜Ｃの
温水中で変形させた後、そのまま冷水に浸した。シート
は変形した状態で室温下数日間以上全く変形しなかった
。この変形したシートの両端部に電極をセットし、３０
Ｖの通電で約６０’Ｃ以上に発熱すると、成形時の形状
に復帰することを確認し、通電発熱によって形状記憶性
の発現を検証することができた。

実施例２ テレフタル酸、１，４−ブタンジオール、および触媒と
してテトラブチルチタネート，モノブチル錫オキサイド
から通常のエステル化反応を行ない、その生成物を予め
数平均分子量約４０００のＰＥＧを仕込んである重合缶
へ移行した。さらに触媒としてテトラブチルチタネート
、安定剤として″イルガノックス”１０１０を添加し、
通常の重合反応に従ってポリエステル・ポリエーテルブ
ロック共重合体を作製した。このものはボリマ中のＰＢ
丁セグメント含量が約２０重量％，ＰＥＧセグメント含
量が約８０重量％であった。

次に、得られたブロック共重合体に、実施例１と同様に
，シート状成形体として，カーボン粒子含有の樹脂導電
層（厚さ；約０．６．）を被覆した。

このシー１〜について、約８０’Ｃの温水中で変形させ
、そのまま冷水に浸した。シートは変形した状態で室温
下数日間以上全く変形せず、またこの変形シートは３０
Ｖの通電で約６０’Ｃ以上に発熱すると、成形時の形状
に復帰した。これによって本発明樹脂成形体の通電発熱
によって形状記憶性の発現を検証することができた。

［発明の効果］ 本発明の形状記憶性樹脂成形体は、その表面に導電性樹
脂を被覆するため、樹脂本来の形状記憶性および機械的
物性を損わず、成形体への通電発熱によって成形時の形
状を効率的に復元させることができる。従って、本発明
樹脂成形体は、例えばエレクトロニクス、メディカル、
自動車関連部品、建築分野等において好適に利用できる
。ざらに、繊維、布帛、不織布、およびシート等の分野
にあいても、優れた性能を発揮することができる。

手続補正書

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　加熱によって形状が復元する性質を有する形状記憶性
   樹脂成形体に、導電性粒子含有合成樹脂を被覆してなる
   自己発熱性を有する形状記憶性樹脂成形体。