JPH0428192A - 感熱樹脂材および感熱発熱体 - 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） 本発明は電気カーベントの如き面状発熱体に用いられる
感熱樹脂材および感熱発熱体、詳しくは金属箔の発熱回
路パターンを有する面状発熱体において、前記発熱回路
が一方の温度検知電極を兼ねるように、温度検知電極と
、プラスチックサーミスタ材より成る感熱樹脂材と対に
なって一体を成す温度検知機能を有する面状発熱体の前
記感熱樹脂材に関する。

また、上記感熱樹脂材を用いたフィルム状の感熱面状発
熱体や、絶縁性の芯材の周囲に、プラスチックサーミス
タ材層を挟持する様に金石導体を２軍にスパイラル巻き
し、一方の電極を発熱回路と温度検知電極を兼用とし、
他方を温度検知電極として対になって一体とし、それら
の外周囲を絶縁被覆して成る温度検知機能を有する感熱
発熱線を面状に配線して成る感熱発熱体に関する。

（従来の技術） 電気カーペット等の広面積暖房器には、従来より塩化ビ
ニル樹脂より成る感熱樹脂材料を使用した温度検知機能
を有する、フィルム状の怒熱面状発熱体や、コード状の
感熱発熱線をジグザグ状に面状に配線して成る面状の感
熱発熱体が表・裏面材の間に設けられて使用されている
。

（発明が解決しようとする課題） ところが、近年、電気カーペットにあっては、カーペッ
ト地より成る表面材やカーペットにかぶせて使用する電
気カーペット用のカバー材が、本物志向によりぶ厚い物
となってきており、それが好まれる傾向にあり、従来よ
りも発熱体の温度を高くする必要が生じてきている。

しかしながら、感熱発熱体の温度を従来よりも高温にす
ると、感熱樹脂材料である塩化ビニル系の樹脂は、機械
的強度の低下が著しく、踏みつけや重量物を置いた時に
、フィルム状の面状発熱の金属箔パターンが変形して断
線したり、コード状の感熱発熱線も変形して温度〜イン
ピーダンス特性がくるってしまったり、電極間が短絡し
てしまうという問題があった。

また、最高設定温度を高温側に変えるため、部分的に断
熱された場合の異常高温の検知能力が低下するので、プ
ラスチックサーミスタ材の温度〜インピーダンス特性も
、異常高温検知能力が低下しない様に改良する必要があ
った。

本発明はこのようなことに鑑みて提案されたもので、そ
の目的とするところは、高温側においても機械的強度を
損うことなく、かつ最高設定温度を高温側にしても優れ
た異常高温の検知能力を得られるようにした感熱樹脂材
およびそれを用いて成る感熱発熱体を提供するにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、感熱樹脂材を、部分架橋したポリ塩化ビニル
樹脂材を耐熱性可塑剤の添加や軟質ポリマーとのグラフ
ト共重合、軟質塩化ビニルとの混合等の方法で軟質化さ
せ、第四級アンモニウム塩等のイオン性の添加剤を加え
てイオン伝導性を付与させてプラスチックサーミスタ化
して構成することにより、上記目的を達成している。

また、部分架橋したポリ塩化ビニル樹脂材を耐熱性可塑
剤の添加や軟質ポリマーとのグラフト共重合、軟質塩化
ビニルとの混合等の方法で軟質化させ、第四級アンモニ
ウム塩等のイオン性の添加剤を加えてイオン伝導性を付
与させてプラスチックサーミスタ化成る感熱樹脂材を用
いて感熱発熱体とすることにより、上記目的を達成して
いる。

（作用） 一般的に塩化ビニル樹脂は、可塑剤の添加量によってガ
ラス転移点Ｔｇは変えることが可能であり、インピーダ
ンスＩＺ〜温度特性をシフトすることは可能であるが、
可塑剤量を減らしても、高温域での機械強度の改善には
限度があり、また、単に可塑剤量を少なくしただけでは
、押出成型性やカレンダー成型性が悪くなり、別の手段
の必要性があった。

そこで、本発明は、部分架橋したポリ塩化ビニル樹脂材
に耐熱性の可塑剤を添加したり、他の軟質ポリマーとの
グラフト共重合体化したり、または、耐熱性可塑剤を添
加したストレートＰｖＣや軟質ポリマーとのグラフトＰ
ｖＣと混合する方法にて軟質化することにより、ガラス
移転点Ｔｇの調整を行なってインピーダンスＩＺ−温度
特性を高温設定側にシフトさせることにより異常高温検
知能力を改善し、さらに部粉架橋ｐｖｃ成分によって高
温域での機械強度の低下を少な（し、かつストレートｐ
ｖｃに可塑剤を添加して作った同じＴｇ点の組成物より
も成型性を改善できる感熱樹脂材を作り、また、これを
用いて感熱発熱体を得るようにしている。

（実施例１） 第１図は本発明の第１実施例にかかるフィルム状とした
感熱樹脂材を用いた面状発熱体への断面の一部を示すも
ので、図中（１）は発熱回路、（２）は温度検知電極、
（３）は塩化ビニル系であってフィルム状となっている
感熱樹脂材（４）を介し反対側に対面して設けられた分
割反射電極で、これら発熱回路（１）、温度検知電極（
２）および分割反射電極（３）はアルミ箔から成ってお
り、かつ外側は絶縁フィルム（５）によって覆われてい
る。

（実施例２） 第２図は本発明の第２実施例にかかる感熱発熱線Ｂの構
成を示すもので、（１′）は芯糸（６′）上に巻かれた
発熱回路としての内巻導体、（２゛）は温度検知電極と
して作用する外巻導体、（４′）は外巻導体（２゛）と
内巻導体（１゛）との間に介設された塩化ビニル系の感
熱樹脂材で、この外周には分離層（７′）が設けられ、
かつこの外周に絶縁層が設けられている。これらにおい
て上記感熱樹脂材（４）、（４°）は以下のように作成
されている。

すなわち、第３図は本発明におけるイオン性添加剤を添
加したプラスチックサーミスタ材料の原理を示したもの
で、図においてＴ、はガラス転移点、Ｃは塩化ビニルの
特性、Ｄは塩化ビニルにイオン性添加剤を添加した場合
の特性で、縦軸はそれらのインピーダンス＋２１、横軸
は温度特性を示す。しかして、この特性図から明らかな
ように、ガラス転移点Ｔｇを越えると、添加しているイ
オン性不純物がマトリクスポリマー中で、イオン伝導を
発現するために温度上昇とともに、インピーダンスＩＺ
の低下するサーミスタ材料が作れることがわかる。

第４図は、本発明の様に従来の最高温度設定（イ）から
設定温度（ロ）にアップさせた時に部分断熱等の異常高
温検知温度を上昇させない（望ましい特性）サーミスタ
特性を示したものである。

具体的には、温度設定をアップさせた場合は、Ｅの特性
の様に、設定温度（ロ）を越えるとインピーダンスＩＺ
Ｉの変化率が大きくなる方向に改良すれば良い。

第５図は本発明の具体的なサーミスタ特性であり、本発
明の感熱樹脂材は部分架橋したポリ塩化ビニル樹脂材を
耐熱性可塑剤の添加や軟質ポリマーとのグラフト共重合
、軟質塩化ビニルとの混合等の方法で軟質化させ、第四
級アンモニウム塩等のイオン性の添加剤を加えてイオン
伝導性を付与させてプラスチックサーミスタ化して構成
しており、部分的な異常高温検知をする温度を（バ）と
し、従来の最高温度設定を（イ”）とすると、実施例の
Ｅの特性としたものにあっては、従来の（イ”）と（ハ
゛　）のインピーダンス１２１比率と同し比率のインピ
ーダンス１Ｚｌｆｉは、（口°）の点となり温度検知能
力を落とさずに最高温度設定を７７プさせることが可能
となる。

第５図における比較例Ｆ゛は、ストレートｐｖｃ−可塑
則１５部十イオン性添加剖にて成るもので、この場合、
従来のストレー）　ＰＶＣ系の感熱樹脂の可塑剤を少な
くして、ガ点を高温側にシフトさせたものであるが、図
からもわかる欅に、確かに特性は高温側にシフトしてい
るものの、高温側のインピーダンスＩＺＩの変化率が大
きくなってＵ〜な０ので、部分的な異常高温検知能力は
、むしろ悪化する傾向を示している。

このことから、単に可塑剤を減らしただけでは、設定温
度の改善には適さないことがわかる。その推定原因とし
ては、イオン伝導性は、可塑化された、ソフトセグメン
トの部分で発現し、可塑剤Ｉを少なくすると、イオン伝
導の絶対量が減少するが部分架橋したｐｖｃで可塑剤量
をある程度増加してやると、本発明の欅にイオンが動く
軟化温度しま、部分架橋により高温側にシフトするもの
の、動き始める温度になると、可塑剤量が多い分だけ、
イオン伝導の絶対量が多くなるので、インピーダンスＩ
Ｚｌの変化率が大きくなると考えられる。

このことは、温度上昇と弾性率の変化がインピダンス１
７１特性の傾向と一致していないことからも推察される
。

以上の様に部分架橋ｐｖｃを使用した感熱樹脂材料は、
サーミスタ特性の改善と、比較例に比べて可塑剤量を比
較的多くすることができるので、成型性をあまり悪化さ
せない組成とすることが可能である。

第６図は、本発明の実施例の部分架１１ｇＰＶＣをベー
スとした感熱樹脂材の粘弾性測定における温度と弾性率
の関係を示している。

なお、第５図、第６図の本発明の実施例においてＥ゛は
、ゲル分率２０％の部分架橋ＰｖＣにトリメリット酸エ
ステル系の耐熱可塑剤を３０部、三塩基性硫酸ｐｂより
成る熱安定剤を１０部ｉ１０；（過塩素酸）イオンを存
する耐熱性第四級アンモニウム塩より成るイオン性添加
剤を２部添加した組成であリ、従来例Ｄ°の可塑剤を４
５部添加したストレー）　ＰＶＣ−イオン性添加剤を加
えて成るものよりもサーミスタ特性、熱間強度（弾性率
）よりも優れていることがわかる。

また、ストレートＰｖＣに可塑剤を１５部添加して半硬
質化した比較例Ｆ″よりも優れていることがわかる。

第１図に示した感熱発熱体はフィルム状にした上記感熱
樹脂材（４）を用いて感熱発熱体を構成したものである
。

また、第７図は、上記感熱樹脂材を用いた第２図に示し
た感熱発熱線Ｂを、熱接着層Ｆ、、金属Ｆ＆Ｆｔにて成
る熱接着シートＦにジグザク状に面状に配線接着して構
成した感熱発熱体１を示す。

そして、この感熱発熱体Ｉに、第８図に示すように、表
面剤Ｇ、裏面材Ｈを設ければ電気カーペットの如き面状
発熱体を得ることができる。

第９図はその平面図を示し、図中Ｊは端子部である。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、感熱樹脂材を部分架橋し
たポリ塩化ビニル樹脂材を耐熱性可塑剤の添加や軟質ポ
リマーとのグラフト共重合、軟質塩化ビニルとの混合等
の方法で軟質化させ、第四級アンモニウム塩等のイオン
性の添加剤を加えてイオン伝導性を付与させてプラスチ
ックサーミスタ化して構成し、この感熱樹脂材を用いて
感熱発熱体を構成したため、 （ア）高級志向のぶ厚い表面材・カバー材を使用しても
充分に暖かい高温設定が可能となる。

（イ）その時、部分的な以上高温検知能力がア。

プしているため、プラスチックサーミスタの最高温度は
、従来よりも高温にならないので、熱老化に対して長寿
命化が図れる。

（つ）感熱樹脂の加熱変形が少なくなるので、外力に対
して強度の強い発熱体が作れる。

（１）感熱樹脂の成型性を比較的悪くしないで済む。

等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例のフィルム状面状発熱体
の断面の一部、第２図は、本発明の第２実施例の感熱発
熱線の構造を説明する図である。 第３図は本発明の感熱樹脂材のインピーダンスＺ〜温度
特性、第４図も同上の特性を示す説明図、第５図は本発
明の具体的なサーミスタ特性、第６図は本発明のシート
状の感熱樹脂材の粘弾性測定における温度と弾性率の関
係、第７図は本発明の第２実施例における感熱発熱線を
用いた感熱発熱体の概略断面の一部、第８図は同上の感
熱発熱体にて成る面状の感熱発熱体の断面の一部、第９
図は同上の平面図を示す。 ４．４゛　・・・・感熱樹脂材 Ａ・・・・・・・フィルム状の感熱発熱体Ｂ・・・・・
・・感熱発熱線 ■・・・・・・・感熱発熱体 第５図 一一伽’４１Ｌ　（’Ｃ） インこ一７パ〉ス

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）部分架橋したポリ塩化ビニル樹脂材を耐熱性可塑
   剤の添加や軟質ポリマーとのグラフト共重合、軟質塩化
   ビニルとの混合等の方法で軟質化させ、第四級アンモニ
   ウム塩等のイオン性の添加剤を加えてイオン伝導性を付
   与させてプラスチックサーミスタ化したことを特徴とす
   る感熱樹脂材。
2. （２）部分架橋したポリ塩化ビニル樹脂材を耐熱性可塑
   剤の添加や軟質ポリマーとのグラフト共重合、軟質塩化
   ビニルとの混合等の方法で軟質化させ、第四級アンモニ
   ウム塩等のイオン性の添加剤を加えてイオン伝導性を付
   与させてプラスチックサーミスタ化した感熱樹脂材をフ
   ィルム状として用いた感熱面状発熱体またはコード状と
   した感熱発熱線を面状に配線して成ることを特徴とした
   感熱発熱体。