JPH0945506A - 高分子感温体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好なサーミスター特性を持ち、電気特性の
長期安定性に優れた、高感度で信頼性の高い高分子感温
体を提供する。 【解決手段】 チオシアン酸金属塩およびハロゲン化金
属塩から選ばれた一種または二種以上の塩類をポリアル
キレンオキサイドに溶解した導電性付与剤を、ポリアミ
ド樹脂に配合したポリアミド樹脂組成物よりなる高分子
感温体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気毛布、電気カ
ーペットなどの面状発熱体の温度制御のための温度検知
に使用される高分子感温体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高分子材料のもつ電気的特性の温度依存
性を利用して、電気カーペットなどの面状暖房器具の感
温性素子として用いうることは従来からよく知られてお
り、高分子感温材料の誘電率、直流抵抗、インピーダン
ス等の特性が温度により変化することを利用して温度制
御回路を作動させている。

【０００３】このような、高分子感温材料に要求される
特性としては、（１）高分子の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少ないこ
と、（３）吸湿が少ない、ないしは吸湿による電気特性
の変化が少ないこと、（４）耐屈曲性等の機械的特性が
優れていることなどが挙げられる。

【０００４】ポリアミド樹脂は、上記の電気的特性の温
度依存性が大きく、また、機械的特性、成形性も優れて
いるいるため感熱材料に適しており、特に吸水性の少な
いナイロン１１、ナイロン１２の組成物が好適に用いら
れている。

【０００５】また、特開昭４８−６６４８号、特開昭４
８−９９６９１号、特開昭６１−２３０３号等では、こ
れらのナイロンにフェノール性の化合物を配合したり、
あるいは特開昭５２−２７５９４号、特開昭５８−２１
５４４９号、特開昭６０−１０６１０１号等では、金属
塩類を配合する等の方法により電気特性の温度依存性の
改善が行われている。

【０００６】以上のような電気特性の改善方法により、
ナイロンの電気特性の改善効果は認められるが、長期使
用時に添加したフェノール性化合物の分解や揮発による
電気特性の経時変化や、添加塩類のナイロンへの相溶性
不良による感度のばらつきなどがあり、感温体として使
用する際に、印加される電流の直流成分による分極現象
のため電気特性が変化するなどの欠点があった。従って
感温体の初期サーミスタ特性、直流あるいは交流印加時
の長期の特性安定性などの、高分子感温材料に要求され
る特性のすべてを満足する材料はこれまでに得られてい
なかった。

【０００７】また、特開平６−５１７５号、特開平６−
１２４８０５号には、導電性付与剤として過塩素酸リチ
ウムをポリエチレンオキサイドに溶解した導電性付与剤
を、ポリアミド樹脂に配合することを特徴とする高分子
感温材料が記載されている。しかし、ここで使用されて
いる過塩素酸リチウム塩のリチウムはイオン半径が小さ
く電荷密度が高いため、塩のポリアルキレンオキサイド
への溶解性が低く、またイオンへの解離度が小さいた
め、低い導電キャリァー量しか得られない欠点がある。
さらに、過塩素酸塩は熱に対する安定性が低く、一般に
知られているように容易に酸素を放出して分解する。こ
れらの点から、２００℃以上の加熱が必要なポリアミド
樹脂とのコンパウンドや、感温体として使用する際の長
期安定性、安全性に問題が残されていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の点に鑑
み、優れた初期サーミスター特性を持ち、導電性付与剤
のブリード等がなく、電気特性の長期安定性に優れた、
好感度で信頼性の高い高分子感温体を提供することを目
的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、これらの
課題を解決するため鋭意検討した結果、ポリアルキレン
オキサイドにチオシアン酸金属塩およびハロゲン化金属
塩から選ばれた一種または二種以上の塩類を溶解し、次
いでこれらの塩を含有するポリアルキレンオキサイドを
ポリアミド樹脂に配合することにより、初期のサーミス
ター特性、電気特性の長期安定性の良好な高分子感温体
組成物が得られることを見いだし、本発明を完成するに
至った。

【００１０】すなわち、本発明はチオシアン酸金属塩お
よびハロゲン化金属塩から選ばれた一種または二種以上
の塩類をポリアルキレンオキサイドに溶解した導電性付
与剤を、ポリアミド樹脂に配合したポリアミド樹脂組成
物よりなる高分子感温体である。

【００１１】本発明の高分子感温体に使用することので
きるポリアミド樹脂は、特に制限はないが、吸水性、電
気特性の観点から、炭素原子１００個当たりアミド基濃
度が１４個以下のポリアミド樹脂が好適に使用できる。
このようなポリアミド樹脂として、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１
２）、Ｎ−アルキル置換ポリアミド、ポリエーテルアミ
ド、ポリエーテルエステルアミド、ダイマー酸および／
または水添ダイマー酸含有ポリアミド等のポリアミドお
よびその共重合体が使用できる。

【００１２】本発明に使用されるチオシアン酸金属塩に
は、チオシアン酸リチウム、チオシアン酸ナトリウム、
チオシアン酸カリウム、チオシアン酸ルビジウム、チオ
シアン酸セシウム、チオシアン酸マグネシウム、チオシ
アン酸カルシウム、チオシアン酸亜鉛、チオシアン酸銅
等を挙げることができる。

【００１３】また本発明に使用されるハロゲン化金属塩
としては、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化
カリウム、ヨウ化ルビジウム、ヨウ化セシウム、ヨウ化
マグネシウム、ヨウ化カルシウム、ヨウ化亜鉛、ヨウ化
銅等のヨウ化金属塩、塩化リチウム、塩化ナトリウム、
塩化カリウム、塩化ルビジウム、塩化セシウム、塩化マ
グネシウム、塩化カルシウム、塩化亜鉛、塩化銅等の塩
化金属塩、臭化リチウム、臭化ナトリウム、臭化カリウ
ム、臭化ルビジウム、臭化セシウム、臭化マグネシウ
ム、臭化カルシウム、臭化亜鉛、臭化銅等の臭化金属塩
を挙げることができる。

【００１４】本発明の導電性付与剤に使用されるポリア
ルキレンオキサイドは、特に制限はなく、工業的に利用
できるポリアルキレンオキサイドであるポリエチレンオ
キサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリテトラメチ
レングリコールおよびこれらの共重合体等が使用でき
る。特に好ましくはポリエチレングリコール、ポリプロ
ピレングリコールおよびこれらの共重合体を挙げること
ができる。これらのポリアルキレンオキサイドの分子量
は２００〜２００００の範囲、好ましくは３００〜２０
００の範囲のものが結晶性が低く、製造時の作業性、導
電キャリアーの移動度が高い等の点から望ましい。

【００１５】チオシアン酸金属塩やハロゲン化金属塩を
ポリアルキレンオキサイドに溶解した導電性付与剤の調
製は、まずポリアルキレンオキサイドを５０〜１５０℃
に加熱し、固体状のポリアルキレンオキサイドの場合は
溶融させ、液状のアルキレンオキサイドの場合はその粘
度を低下させた後に、撹拌しながらチオシアン酸金属塩
やハロゲン化金属塩を徐々に添加し、溶解させることに
よって得ることができる。

【００１６】また、本導電性付与剤は、チオシアン酸金
属塩やハロゲン化金属塩およびポリアルキレンオキサイ
ドを水あるいは低級のアルコール等の溶剤に溶解後、蒸
留等で溶剤を除いて調製することも可能である。溶剤と
しては、水、メタノール、エタノール、イソプロピルア
ルコール等を好適に使用することができる。

【００１７】導電性付与剤に含有される金属塩の濃度は
１〜５０重量％の範囲、望ましくは５〜４０重量％の範
囲である。１重量％以下の金属塩濃度では、導電に関与
する金属イオンの含有量が低いため、多量の導電性付与
剤をポリアミド樹脂に配合しなくてはならず、ポリアミ
ド樹脂の優れた加工性、耐薬品性、耐候性を損なうこと
になる。また、５０重量％以上の金属塩濃度では、導電
性付与剤の粘度が極めて高く、金属塩が析出しやすくな
るため扱いにくく、またこのような高濃度の金属塩を含
有する導電性付与剤の調製には、高い温度と長い撹拌時
間を要し、製造が困難である。

【００１８】ポリアミド樹脂に混練する、チオシアン酸
金属塩やハロゲン化金属塩をポリアルキレンオキサイド
に溶解した導電性付与剤の配合量は、０．０１重量％〜
２０重量％の範囲が好ましい。０．０１重量％より少な
い配合量ではイオン導電体としての性能が極めて低く、
一方、２０重量％より多い配合量ではポリアミド樹脂と
混練押し出しする際に、ストランドが切れやすく製造が
困難である。さらに、導電性付与剤の配合したポリアミ
ド樹脂の機械的特性が劣り、サーミスター特性も導電成
分が多すぎるため不良となる。また直流連続印加時の分
極効果も強く現れるようになり、高分子感温材料として
適さない。さらに好ましい導電性付与剤の配合量は０．
１〜１０重量％の範囲である。

【００１９】本発明のポリアミド樹脂組成物には、さら
に電気特性を改善する目的で各種の添加剤を配合するこ
とができる。このような添加剤として、公知のフェノー
ル化合物およびフェノール樹脂、さらに吸水性を下げ、
電気特性の経時変化を防止する観点から脂環式骨格を有
するフェノール樹脂オリゴマー、ポリマーが望ましく日
本石油（株）製 ＤＰＰシリーズ、ＰＰシリーズ等が好
適に使用できる。

【００２０】また、本発明のポリアミド樹脂組成物に
は、耐熱性、耐候性を改善する目的で酸化防止剤、耐熱
安定剤等の種々の高分子添加剤を併用することができる
ことは言うまでもない。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の高分子感温体の実
施の形態を実施例によって説明するが、これによって本
発明が限定されるものではない。

【００２２】

【実施例】導電性付与剤の調製 導電性付与剤ＮＯ．１（ＮａＳＣＮ／ＰＥＧ６００）
は、チオシアン酸ナトリウム１８重量部、ポリエチレン
グリコール（三洋化成製ＰＥＧ６００）１６２重量部を
ビーカーにとり、次いでホモミキサーにて約２５００ｒ
ｐｍで溶液が完全に透明になるまで約１時間攪拌し、チ
オシアン酸ナトリウムをポリエチレングリコールに溶解
させた。

【００２３】以下、同様にして表１に示した配合割合
（重量部）の導電性付与剤ＮＯ．２〜ＮＯ．７を調製し
た。

【００２４】

【表１】 実施例１〜７および比較例 ポリアミド樹脂としてダイセル・ヒュルス（株）製のナ
イロン１２、ナイロン１２エラストマー、水添ダイマー
酸変性ナイロン１２を使用し、導電性付与剤ＮＯ．１〜
ＮＯ．７と添加剤を表２に示す割合（重量部）で配合
し、押出機により２１０℃で溶融混練し、ペレタイザー
によりペレット化した。

【００２５】これらのペレットを２１０℃で厚さ約０．
５ｍｍのフィルムとし、次いでスズ電極を着装し、１０
０Ｈｚで各温度におけるインピーダンスを横河−ヒュー
レット パッカード社製のＬＣＲメーターで測定し、評
価結果を図１および図２に示した。

【００２６】比較例としてナイロン１２単独の各温度に
おけるインピーダンスを測定した。

【表２】

【００２７】

【発明の効果】本発明の導電性付与剤をポリアミド樹脂
に少量配合することによりより、従来の金属塩では得ら
れなかった良好なサーミスタ特性が得られ、また、高温
度による長期の電気特性の経時変化を防止でき、好感度
で信頼性の高い高分子感温体を得ることができる。ま
た、本発明のポリアミド樹脂組成物は、適当な融点をも
ち、温度ヒューズとしての機能も有しており、感熱線に
要求される機械的特性も満足している。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例１〜実施例４の高分子感温体
およびナイロン１２の各温度におけるインピーダンスの
測定結果を示すグラフである。

【図２】 本発明の実施例５〜実施例７の高分子感温体
およびナイロン１２の各温度におけるインピーダンスの
測定結果を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 77/00 ＬＱＶ Ｃ０８Ｌ 77/00 ＬＱＶ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チオシアン酸金属塩およびハロゲン化金
   属塩から選ばれた一種または二種以上の塩類をポリアル
   キレンオキサイドに溶解した導電性付与剤を、ポリアミ
   ド樹脂に配合したポリアミド樹脂組成物よりなる高分子
   感温体。