JPS6141127B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特定のポリアミド樹脂組成物からな
る高分子感温体、特に電気容量成分を一つの制御
因子として温度制御する装置における熱感応性材
料の温度に対する抵抗値やインピーダンスまたは
キヤパシタンスの挙動が改善された高分子感温体
に関するものである。

高分子感温体は主として電気毛布、電気カーペ
ツトなどの発熱体用電線の構成材料を供される場
合が多く、その際要求される特性は、(1)温度によ
る電気容量成分、すなわち温度による抵抗値やイ
ンピーダンスまたはキヤパシタンスまたはキヤパ
シタンスの変化率が大きいこと、(2)発熱体の使用
環境、とくに湿度によつて電気特性の変動が小さ
いこと、(3)常用温度の範囲内において機械的強度
や電気的性質が劣化しないこと、(4)異常昇温に対
処するため200℃前後で明確な融をもつているこ
と、等である。

従来から感温体として使われることが知られて
いる高分子材料としては、ポリ塩化ビニル、セル
ロースエステル、ポリアミド、アクリル酸エステ
ルとアクリロニトリルの共重合物（特公昭26―
1627号公報、特公昭35―7635号公報、特公昭35―
14179号公報参照）などがある。これら高分子材
料を使用した感熱温度制御線又は面の適用例を第
１図Ａ及びＢに示す。Ａは感熱温度制御線の一例
を示す一部切欠斜視図であり、本質的には絶縁材
１、芯線２、高分子感温体３、信号線４、ヒータ
ー線５から構成されている。又は、Ｂは感熱温度
制御面の一例を示す断面図である。このような構
成にすることにより、高分子感温体３の電気特
性、すなわち、抵抗値やインピーダンスまたはキ
ヤパシタンスが温度によつて変化するのを利用
し、感熱温度制御線又は面に沿つて温度を検出し
制御するものである。

上記高分子感温体として知られている高分子材
料のなかで、ポリアミド樹脂はその電気的性質、
機械的性質、耐熱性、成形加工性等の諸点におい
てすぐれているので高分子感温体として使用され
る場合が多い。さらにポリアミド樹脂は結晶性高
分子であり他樹脂に比べて明確な融点をもつてお
り異常昇温に対処することが可能である。すなわ
ち第１図Ａ及びＢに示される高分子感温体３にポ
リアミド樹脂が使用される場合ポリアミド樹脂は
融点が200℃前後であり、発熱線の温度が異常昇
温によりその融点以上の温度になると、上記高分
子感温体が融解して、第１図Ａ及びＢに示される
発熱線５と信号線４とが短絡し、安定装置を作動
させることが可能になる。

高分子感温体としての使用温度範囲に於ける温
度による抵抗値やインピーダンスまたはキヤパシ
タンスの変化率を更に顕著にするために、例えば
特公昭35―14179号公報には高分子感温体である
ポリ塩化ビニルあるいはポリアミド樹脂に対して
イオン性の界面活性剤、すなわちカチオンあるい
はアニオン界面活性剤を配合した高分子感温体組
成物を製造する旨の記載がある。

しかしながら、これらイオン性界面活性剤は耐
熱性が劣り、さらにポリ塩化ビルは耐熱性ポリア
ミド樹脂より劣つていること、およびポリアミド
樹脂のような明確な融点をもたず異常昇温に対処
できないという欠点をもち、いまだ実用に供しう
る程度に至つていない。また、イオン性界面活性
剤をナイロン６のあるいはナイワン６６のような
周知のポリアミド樹脂に配合した場合には、イオ
ン性界面活性剤の耐熱性が劣るため配合すること
ができない。すなわち、特公昭35―14179号公報
に記載されているステアリルジメチルベンジルア
ンモニウムクロライドで代表されるような界面活
性剤類をポリアミド樹脂に添加してその電気特性
の温度変化を増大させることは可能であるが、ポ
リアミド樹脂に混練するにはあまりにもその耐熱
性の劣るため、ほとんどポリアミド樹脂に混練す
ることさえ不可能である。

また、特公26―1627号公報に述べられているよ
うな代表的なポリアミド樹脂であるナイロン６あ
るいはナイロン66等においては、その吸水性能が
熱感応性材料として大きすぎるため、例えば電気
毛布用感熱線としてすでに知られているように最
外層にポリ塩化ビニル等の防湿性を与える皮膚を
形成したとしても実質的に完全な防湿は得られが
たい。このためナイロン６あるいはナイロン66等
を用いた感熱体はその制御温度点がそのおかれて
いる環境条件によつて著しく変動する。すなわ
ち、ナイロン６あるいはナイロン66はその吸水性
能が大きすぎるため使用環境条件によりその電気
特性が著しく変動することから、実質的に電気毛
布、電気カーペツト等の感熱線として使用するこ
とは不可能である。この欠点は界面活性剤等の吸
水性のある添加剤を加えた場合には相乗的に増大
する。

そこで、本発明者は種々のポリアミド樹脂につ
いて総合的な献討をすなわち、その結果としてナ
イロン11、ナイロン12、ナイロン６，12等の炭素
原子数100個あたりのアミド基数が14個以下のポ
リアミド樹脂を高分子感温体の高分子材料として
使用すれば、これらのポリアミド樹脂は低吸水性
であり、しかもその他の物性を優れているため、
上記ナイロン６或いはナイロン66の様な電気特性
の変動がなく、優れた感熱性素材を供し得ること
がわかつた。更にこれらナイロン12等の炭原子数
100個当りのアミド基数が14個以下のポリアミド
樹脂を用いて電気特性の改良を行うため種々の添
加剤について検討した結果、一般式(1) （式中、ｌ，ｍは０≦ｌ≦10，２≦ｍ≦10の範
囲内の数であり、又、R₁，R₂，R₃な各々同一で
も、異なつていもよく、炭素数１〜10を有するア
ルキル基あるいはアルコキン基である）で示され
る化合物を添加することにより電気的性質が著し
く改良されることを見い出した。すなわち、かゝ
る添加剤を添加したポリアミド樹脂組成物は温度
による抵抗値やインピーダンスまたはキヤパシタ
ンスの変化率が非常に増大し、電気毛布等の高分
子感温体としてまことに好ましい性質を示すこと
が見い出された。また、本発明に用いられる前記
一般式(1)で示される化合物よりなる電気特性良剤
は耐熱性がすぐれ、ポリアミド樹脂に実質に混練
可能であり、電気毛布、電気カーペツト等に使用
された場合、その電極の耐腐蝕性もすぐれている
ことがわかつた。

すなわち、本発明はナイロン11、ナイロン12等
の炭素原子数100個あたりのアミド基数が14個以
下のポリアミド樹脂からなる低吸水性ポリアミド
樹脂に前記一式(1)で示される化合物を該樹脂に対
して0.01〜10重量％配合せしめたポリアミド樹脂
組成物からなる高分子感温度体で、その組成物材
料がすぐれた高分子感温体となることを見い出し
たものである。

本発明に使用される炭素原子数100個当りのア
ミド基数が14個以下のポリアミド樹脂としては、
上記の如きポリアミド樹脂成分を主成分とするナ
イロン共重合体からなる低吸水性ポリアミド樹脂
も使用し得る。

ここで一般式(1)で示される化合物としては例え
ばＮ―β―（アミノエチル）―γ―アミノブロピ
ルトリエトキシラン、Ｎ―β―（アミノエチル）
―γ―アミノプロピルトリメントキシシラン、Ｎ
―β―（アミノエチル）―γ―アミノプロピルメ
チルジメトキシシラン等があげられる。

また、本発明にに於ける前記一般式(1)で示され
る化合物の添加量はポリアミド樹脂あるいは該化
合物の種類によつて異なるが、一般にポリアミド
樹脂に対して0.01〜10wt％が添加される。0.01wt
％未満では実用に供し得る程の電気特性を示さ
ず、10wt％を越えるとポリアミド樹脂の有する
機械的性質を低下させるおそれがあり、又、添加
剤が経時的にプリードし、電気特性の経時変化を
示すおそれがあるからである。

更に、本発明における前記化合物と他のイオン
性化合物、例えば、ヨウ化カリ、ヨウ化銅等とを
共存させ、添加剤の相乗効果により更に電気特性
を改良することもできる。

ポリアミド樹脂に前記一般式(1)で示される化合
物を添加混合するに際し、添加方法には特に限定
はなく、ポリアミド樹脂に該化合物が均一に分散
することができればよく、一般的に押出によつて
溶融押出し混合することが可能である。溶融押出
し時に本組成の電気的性質に支障を起さない範囲
で他の添加剤、例えば可塑剤、耐光安定剤、耐熱
安定剤、充填剤、難燃剤、着色剤等の添加を併用
しても何ら本発明の目的を阻害すものではない。

以下本発明の効果を実施例をもつて説明する。

実施例 １ ナイロン12ペレツト（ダイアミドＬ―1901ダイ
セル株式会社登録商標）に2.0wt％の式 で示される構造を有する化合物をあらかじめヘン
シエルミキサーを用いて十分混合してから、つい
で押出機を用いて溶融ブレンドし（ポリマー温度
約220℃）外観の良好なブレンドペレツトを得
た。次にこのペレツトを圧縮成形（ポリマー温度
約210℃）で約50μのアルミニウム箔間に約0.2mm
厚みの感温体の一形態としてのシートを作成し、
このシートについて1KHzにおける誘電性を20℃
〜120℃の温度範囲で測定し第２図Ａに示す結果
を得た。比較のためにもとのナイロン12ポリマー
について同様な条件で誘電特性を測定し、第２図
Ｂに示す結果を得た。これらの結果からの結果か
らもとのナイロン12ポリマーにくらべて誘電率の
温度変化率が向上していることが明らかである。

さらに、電界強度1KV／cm450Hz）に於けるイ
ンピーダンス特性を測定し、その結果を第３図に
示した。但し、信号Ａ，Ｂは第２図の場合と同様
である。

この結果からも、もとのナイロン12ポリマーに
くらべてインビーダンスの温度変化率が向上して
いることが明らかである。

実施例 ２ 実施例１と同様な方法によりナイロン12に式
H₂N（CH₂）₂HN（CH₂）₃Si（OCH）₃で示される構
造を有する化合物を2.0wt％混練したものにつ
き、誘電特性とイピーダンス特性を測定し、その
結果を第２図及び第３図にＣとして示した。この
結果よりもとのポリアミド樹脂にくらべて誘電解
とインピーダンスの温度変化率が向上しているこ
とは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは感熱温度御線の一例を示す一部切欠
斜視図、Ｂは感熱温度制御面の一例を示す断面図
であり、第２図は高分子感温体の誘電性を示すグ
ラフ、第３図はインピーダンス特性を示すグラフ
である。 １……絶縁材、２……芯線、３……高分子感温
体、４……信号線、５……ヒーター線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 炭素原子数100個当りのアミド基数が14個以
   下のポリアミド樹脂に、下記の一般式(1)で示され
   る化合物を少なくとも一成分として0.01〜10重量
   ％配合せしめたポリアミド樹脂組成物からなる高
   分子感温体。 （式中、ｌ，ｍは０≦ｌ≦10、２≦ｍ≦10の範
   囲内の数であり、又、R₁，R₂，R₃は各々同一で
   も、異なつていてもよく、炭素数１〜10を有する
   アルキル基あるいはアルコキシ基である。