JP2504032Y2 - 感温変色性複合繊維 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、温度変化に敏感に反応
して色彩が変化する機能を有する感温変色性複合繊維に
関する。詳しくは、衣料、装飾、玩具、インテリア用品
など色彩が極めて重要視されている分野において、温度
により色彩が変化する機能を付与するための感温変色性
複合繊維に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より各種の感温変色性物質が開発さ
れ、そのうち特に酸顕色性物質、酸性物質及び溶媒の３
成分からなる感温変色性組成物は、発色濃度が高く、鮮
明で、色相の選択の幅が広いといった特徴を有する。こ
の様な組成物を繊維に適用できれば、その優れた変色機
能をもって、商品価値を大幅に向上できることは明らか
である。

【０００３】従来より、かかる試みとして、例えば実開
昭５９ー８３９３２号公報には感温変色性組成物を、ポ
リオレフィン系樹脂に直接混合したポリオレフィン系樹
脂が提案されているが、この繊維は感温変色性組成物が
経日的にブリードアウトするので、安定性や安全性に問
題があり、又、繊維強度が不十分で発色濃度が経日的に
低下する。特開昭６１ー１７９３８９号、特開昭６３ー
９４９９５号公報にはマイクロカプセル化した感温変色
性組成物を接着剤と共に配合したインキにて繊維表面を
被覆した感温変色性繊維が提案されている。しかしなが
らこれらの方法では、いずれも、該インキの付着が表面
のみに止まり、十分な濃度が得られないこと、該被覆膜
が物理的に剥離しやすいこと、更に、繊維表面の平滑性
が劣るなどの欠点があった。また特開昭６２ー１８４１
１４号公報にはマイクロカプセル化した感温変色性組成
物を繊維の元液中に配合して紡糸する方法が提案されて
いる。しかしながら、この方法では繊維の強度が大幅に
低下する、繊維が不透明となって濃度やつやが低下す
る、あるいは繊維表面が平滑でないといった欠点があっ
た。この様に、いづれの場合も、商品価値の乏しいもの
や、商品化が困難なものしか得られていない。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】本考案は、上記従来技
術に属する種々の問題点をすべて解決するためになされ
たもので、その目的とするところは、発色濃度が高く、
変色機能が長期間安定で、力学的特性に優れ、且つ表面
が平滑で光沢の高い感温変色性繊維を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本考案者らは前記目的を
達成するために、鋭意検討を重ねた結果、ポリオレフィ
ン系樹脂以外の熱可塑性樹脂に感温変色性組成物を直接
配合させたものは、発色濃度が著るしく低かったり、全
く発色しなかったり、又、逆に常に発色したままとなる
欠点があり、これに対してポリオレフィン系樹脂に感温
変色性組成物を直接配合させたものは、経日的にブリー
ドアウトするという欠点はあるが初期の変色機能は良好
で、その発色濃度も著るしく高いものが得られるという
ことが判明した。本考案者らは更に検討を重ねた結果、
感温変色性組成物をポリオレフィン系樹脂に直接配合し
て、これを芯成分とし、ポリエチレンテレフタレート、
ポリブチレンテレフタレート、ナイロン６又はナイロン
６．６などのような熱可塑性樹脂を鞘成分とする芯鞘型
複合繊維となせば、感温変色性組成物がポリオレフィン
系樹脂の系外にブリードアウトすることなく、変色機能
が経日的に安定で発色濃度が高く、更に繊維としての機
械的強度が優れ、表面が平滑で光沢が高い感温変色性繊
維が得られることを見出し、本考案を完成するに至っ
た。

【０００６】すなわち、本考案は、酸顕色性物質、酸性
物質及び溶媒の３成分を０．１〜３０重量％均一に含有
するポリオレフィン系樹脂を芯成分Ａとし、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ナイ
ロンー６、ナイロンー６６から選ばれた熱可塑性樹脂を
鞘成分Ｂとする芯鞘型複合繊維であって、該複合繊維の
複合比（芯Ａ／鞘Ｂの重量比）が１０／９０〜９０／１
０であることを特徴とする感温変色性複合繊維に係る。

【０００７】

【実施例】以下に本考案の１実施例を添附図面にもとづ
き説明すると、次の通りである。本考案による感温変色
性複合繊維は、図１の断面図に示すように、芯成分Ａと
鞘成分Ｂとの芯鞘型複合構造を有している。

【０００８】芯成分Ａはポリオレフィン系樹脂から構成
される。ポリオレフィン系樹脂としては特に制限はない
が、できるだけ曳糸性のよいものが適当である。好まし
い樹脂として、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、エチレン−プロピレン共重合体樹脂などを例示でき
る。

【０００９】一方、鞘成分Ｂはポリエチレンテレフタレ
ート、ポリブチレンテレフタレート、ナイロンー６、ナ
イロンー６６から選ばれた熱可塑性樹脂から構成され
る。

【００１０】なお、安定に溶融紡糸するためには、芯成
分Ａ及び鞘成分Ｂに用いられる熱可塑性樹脂の分解温度
以下で紡糸を行ない、該紡糸条件の下での溶融粘度が一
般的に４０００ポイズ以下、好ましくは５００〜２５０
０ポイズの範囲にあるのが望ましく、従って紡糸温度及
び熱可塑性樹脂の分子量は上記範囲になるよう適宜選択
すればよい。また、通常繊維に用いられる添加剤、例え
ば紫外線吸収剤、酸化防止剤、染料、顔料、フォトクロ
ミック材料、蛍光増白剤、金属石ケン、界面活性剤、帯
電防止剤、揆水剤、難燃剤、防サビ剤、防虫剤等あるい
は酸化チタン、酸化ケイ素等の滑剤、さらには曳糸性を
損なわない範囲で他種ポリマーを添加してもよい。

【００１１】芯成分Ａには、感温変色性を付与するため
に、酸顕色性物質、酸性物質及び溶媒の３成分からなる
感温変色性組成物が均一に混入される。酸顕色性物質、
酸性物質及び溶媒としては、次のものを例示できる。

【００１２】（酸顕色性物質） ３．３′−ジメトキシフルオラン、３．３′−ジブトキ
シフルオラン ３−クロル−６−フェニルアミノフルオラン ３−ジエチルアミノ−６−メチル−７−クロロフルオラ
ン ３−ジエチルアミノ−７．８−ベンゾフルオラン ３．３′−ビス（Ｐ−ジメチルアミノフェニル）−６−
ジメチルアミノフタリド ３．３′−ビス（Ｐ−ジメチルアミノフェニル）フタリ
ド ３−ジエチルアミノ−７−フェニルアミノフルオラン などの置換フェニルメタン、フルオラン誘導体、インド
リルフタリド類、スピロピラン、クマリン類などの１種
又は２種以上。

【００１３】（酸性物質） フェノール類、オキシ芳香族カルボン酸、カルボン酸、
ベンゾトリアゾール類などの１種又は２種以上。

【００１４】・フェノール類 ・フェニルフェノール、ビスフェノールＡ、ビスフェノ
ールＦ、ビスフェノールＳ、２．２′−ビスフェノー
ル、フェノール樹脂オリゴマ−、Ｐ−クロロフェノール
ホルマリン樹脂、１．２−ジオキシナフタレン、４．
４′−チオビス（６−ターシャリーブチル−３−メチル
フェノール、２．２′−メチレン−ビス−（４−メチル
−６−ターシャリブチルフェノール） ・オキシ芳香族カルボン酸類 Ｐ−オキシ安息香酸アルキル、没食子酸アルキル、プロ
トカテキュ酸アルキル、サリチル酸アルキル、β−オキ
シナフトエ酸、レゾルシン酸など ・カルボン酸 フタル酸、トリメリット酸、１．２−オキシステアリル
酸、酒石酸、アンスラニル酸など ・ベンゾトリアゾール類 ５−クロロベンゾトリアゾール、ビスベンゾトリアゾー
ル−５−メタン、ベンゾトリアゾール−５−カルボン酸
など （溶媒） アルコール類、アゾメチン類、エステル類、酸アマイ
ド、水酸基を有するエステル類など ・アルコール類 オクチルアルコール、ノニルアルコール、デシルアルコ
ール、ウラリルアルコール、ミリスチルアルコール、セ
チルアルコール、ステアリルアルコール、ベヘニルアル
コール、ドコシルアルコール、オレイルアルコール、ト
リメチロールプロパンなど ・アゾメチン類 ベンジリデン・アニリン、ベンジリデン・ブチルアミ
ン、Ｐ−メトキシベンジリデン・アニシジン、Ｐ−イソ
プロピルベンジリデンアニリン、１．４−ビスフェノー
ルアゾメチン ・エステル類 カプリル酸オクチル、カプリル酸デシル、カプリル酸ミ
リスチル、ラウリン酸デシル、ラウリン酸ラウリル、ラ
ウリン酸ミリスチル、ラウリン酸ラウリル、ミリスチン
酸デシル、ミリスチン酸ラウリル、ミリスチン酸セチ
ル、パルミリン酸ラウリル、パルミチン酸セチル、ステ
アリン酸ステアリル、グリセリンモノステアレート、Ｐ
−ｔ−ブチル安息香酸セシル、４−メトキシ安息香酸ス
テアリル、安息香酸ステアリル、安息香酸ベンジル、サ
リチル酸ベンジル、ジプロピレングリコールジベンゾエ
ート、チオジプロピオン酸ジラウリル、チオジプロピオ
ン酸ジミリスチル、チオジプロピオン酸ジステアリル、
フタル酸ジラウリル、グリセリントリラウレート、ペン
タエリスリトールテトラステアレートなど ・水酸基を有するエステル類 ヒドロキシステアリン酸ステアリル、ヒドロキシステア
リン酸パルミチル、ヒドロキシステアリン酸ミリスチ
ル、ヒドロキシステアリン酸トリグリセライド、部分水
添下ヒマシ油、ペンタエリスリトール−ヒドロキシステ
アリン酸トリエステル、トリメチロールプロパン−ヒド
ロキシステアリン酸ジエステル、ミリスチン酸ジグリセ
ライド、パルミチン酸ジグリセライド、ステアリン酸ジ
グリセライド、ペンタエリスリトールステアリン酸ジエ
ステル、ペンタエリスリトールステアリン酸トリエステ
ル、トリメチロールプロパンパルミチン酸ジエステル、
ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレ
ート、ソルビタンモノヒドロキシステアレート、ショ糖
ステアリン酸ジエステル、ショ糖ステアリン酸トリエス
テル、ショ糖パルミチン酸ジエステル、ショ糖ヒドロキ
システアリン酸トリエステルなど酸アマイド類の具体例
としてはアセトアマイド、カプリル酸アマイド、ラウリ
ン酸アマイド、ミリスチン酸アマイド、ステアリン酸ア
マイド、オレイン酸アマイド、ビスステアリン酸アマイ
ド、アセトアセチルアマイド、アセトアニリド、パラト
ルエンスルフォアマイド、安息香酸アマイド、サリチル
酸アマイド、蓚酸アマイド、フタル酸アマイド、フタル
イミド、ジエチルユリア、チオ尿素、ジフェニル尿素、
ベンズイミダゾール等が挙げられる。溶媒類は単独で又
は２種以上を併用して使用できる。

【００１５】本考案の感温変色性複合繊維は、芯成分Ａ
のポリオレフィン系樹脂に上記の感温変色性組成物を熔
融して均一に混合した後、フレーク状又はペレット状と
なし、これを鞘成分Ｂと芯鞘型複合紡糸することにより
製造できる。該組成物の配合量は、芯成分Ａの０．１〜
３０重量％とする。０．１重量％未満では発色濃度が低
すぎて変色が目視し難くなり、また３０重量％を越える
と繊維が劣化する傾向となるので、いずれも好ましくな
い。

【００１６】また、感温変色性組成物を、芯成分Ａを構
成するポリオレフィン系樹脂に混合する際に、熱可塑性
低分子量重合体を加えることが好ましい。該低分子量重
合体は感温変色性組成物のポリオレフィン系樹脂への相
溶性を高め、ブリードアウトを低減する効果を有する。

【００１７】かかる低分子量重合体は、特に制限ないが
例えばα−エチレン、低分子量ポリエチレン、低分子量
ポリプロピレン、含フッ素オリゴマー、ポリイソブチレ
ン、低分子量ポリスチレン、石油樹脂などが例示でき、
分子量が２００〜１００００程度のものが好ましい。該
低分子量重合体はポリオレフィン系樹脂に対して１〜５
０重量％配合するのが望ましく、且つ、該低分子量重合
体と感温変色性組成物の配合比率は重量比で２０／８０
〜８０／２０とするのが好ましい。

【００１８】以上に説明した芯成分Ａと鞘成分Ｂとを複
合紡糸して芯鞘型複合繊維となすには従来より公知の方
法をそのまま採用できる。芯成分Ａと鞘成分Ｂとの複合
比は重量比で１０／９０〜９０／１０（Ａ／Ｂ）とする
必要がある。芯成分Ａの量が１０重量％未満になると変
色が目視し難くなり、一方９０重量％を越えると繊維と
しての機械的強度が急激に低下する傾向となり、いずれ
も好ましくない。

【００１９】以下に、本考案感温変色性複合繊維の製造
例１〜７と、各製造例より得られた製品の品質試験結果
を記す。尚次表に、各製造例に於て芯成分の溶融紡糸に
用いた芯成分の配合組成を No.１〜７として示し、その
番号は製造例の番号に対応している。尚 No.１〜２に於
ては、次表に示した配合組成物をＶ型タンブラーにて混
合した後、攪拌羽根を取り付けたステンレス製２重釜中
で２２０℃にて加熱熔融する。該溶融物をテーブル式フ
レーカーにて冷却して、フレーク状物を製造した。また
No.３〜７に於ては、次表に示した配合組成物を十分に
混合後、２軸押出機により溶融温度２２０℃にて押出
し、通常の水中冷却法にて冷却後、ペレタイザーにてペ
レット化しカラードペレットを製造した。

【００２０】

【表１】

【００２１】 （ＰＳＤ−Ｖ）ロイコ染料 新日曹化工（株） 橙色 （ＰＳＤ−Ｏ） 〃 〃 橙色 （ＣＶＬ） ロイコ染料 保土谷化学
青紫色 （Ｙ−１） 〃 山本化成（株）
黄色 （Ｂ−６３） 〃 保土谷化学工業（株）
青色 （スミライザーＷＸ）２．２′−チオビス（６−ターシ
ャリースチル−３メチルフェノール）住友化学工業
（株） （ＵＢＥ−ポリプロＳ−１１５Ｍ）ポリプロピレン樹脂
（Ｍ．Ｉ１５）宇部興産（株） （徳山ポリプロＳＥ１５０）ポリプロピレン樹脂（Ｍ．
Ｉ１４） 徳山ソーダー（株） （サンワックス１６５Ｐ）ポリエチレンオリゴマー
三洋化成工業（株） （ビスコースＴ−５５０）ポリプロピレンオリゴマ−
〃

【００２２】

【製造例１】表中 No.１のフレーク状物を３０ｍｍφ１
軸押出機にて溶融温度２２０℃で溶融し、吐出孔径１．
０ｍｍφ、ホール数２４個の同心円型芯鞘複合紡糸口金
を有するパックドーム（２４０℃）にギャポンプにて計
量しながら芯成分Ａとして導入し、他方融点が２１８℃
であるナイロン６樹脂を３０ｍｍφ１軸押出機にて溶融
温度２５０℃で溶融し、同パックドームにギャポンプに
て計量しながら鞘成分Ｂとして導入し、巻取速度９００
ｍ／分にて通常のエステル系油剤を０．７％付着させ、
未延伸糸として巻取った。この未延伸糸は、５００Ｄｅ
／２４フィラメントであり、複合比率（Ａ／Ｂ）は５０
／５０であった。この未延伸糸を延伸ローラー温度７０
℃、セットローラー温度１６０℃、冷却ローラー温度室
温の延伸機にて、延伸倍率２．１倍にて延伸し巻き取
り、２４２Ｄｅの感温変色性複合繊維を得た。この繊維
の破断強度は５．８ｇ／ｄｅであった。

【００２３】またこの延伸糸は約２０℃以下で桃色（図
２左参照）を呈し発色しているが、約３０℃を越えると
無色（図２右参照）となり消色し、この変化を可逆的に
１０００回くり返すことができ、しかも何ら物性が劣化
することはなかった。またこの繊維は表面が平滑で光沢
が高いので、衣料品、インテリア用品、産業資材、雑貨
等各種産業界に幅広く利用でき、その商品価値を著しく
高めることが可能である。

【００２４】

【製造例２】No.１のフレーク状物を No.２のフレーク
状物に代える以外は製造例１と同様にして延伸糸を得
た。この延伸糸は２３５Ｄｅであり、その破断強度は
５．４ｇ／ ｄｅであった。この延伸糸は製造例１のも
のと同様の変色機能及び平滑性、光沢を示した。しかも
その発色温度が製造例１のものに比べ、約４倍と極めて
高いものであった。

【００２５】尚、 No.２のフレーク状物を押出機に充填
し、２５０℃で溶融し、孔径１．０ｍｍφ、ホール数２
４個のノズルから吐出させ延伸、冷却して２５０Ｄｅの
延伸糸を得たところ、この延伸糸の破断強度は２．０ｇ
／ｄｅであり、繊維の機械的強度が極めて不十分であ
り、更に初期の発色濃度は製造例２の糸とほぼ同一であ
ったが、短期間のうちにブリード・アウトが進行し、１
カ月後、発色濃度が１／２に減少し、しかも消色時に不
必要な残色が生じた。

【００２６】

【製造例３】No.１のフレーク状物を No.３のカラード
ペレットに代える以外は製造例１と同様にして延伸糸を
得た。この延伸糸は２３５Ｄｅであり、その破断強度は
５．１ｇ／ｄｅであった。この延伸糸は製造例２のもの
と同様の変色機能、発色濃度及び平滑性、光沢を示し
た。

【００２７】

【製造例４】No.４のカラードペレットを製造例１と同
一紡糸機にて溶融温度２２０℃で溶融し、芯成分Ａに、
他方鞘成分Ｂは融点２５５℃のナイロン６６樹脂
（〔η〕＝１．２）を溶融温度２８８℃で溶融し、パッ
クドーム（２８０℃）にそれぞれ導入し、未延伸糸を得
た。この未延伸糸は５００Ｄｅ／２４フィラメントであ
り、複合比率（Ａ／Ｂ）は４／６であった。この未延伸
糸を延伸ローラー温度８０℃、セットローラー温度１７
５℃、冷却ローラー温度室温の延伸機にて延伸倍率２．
０倍にて延伸し巻き取った。この延伸糸は２５５Ｄｅで
あり、その破断強度は４．９ｇ／ｄｅであった。この延
伸糸は約３０℃以下では濃厚な橙色であったが、約４０
℃以上の温水につけると完全な無色に変化した。この変
化を可逆的に１０００回くり返した後も、何ら劣化しな
かった。

【００２８】また繊維表面は平滑で、機械的強度も良好
であった。

【００２９】

【製造例５】No.５のカラードペレットを製造例１と同
一紡機にて溶融温度２２０℃で溶融し芯成分Ａに他方鞘
成分Ｂ側は融点２５６℃のポリエチレンテレフタレート
（〔η〕＝０．６０）を溶融温度２９５℃で溶融し、パ
ックドーム（２８３℃）にそれぞれ導入し、未延伸系８
００Ｄｅ／２４フィラメントを紡速１０００ｍ／分にて
巻き取った。この未延伸糸を製造例１の延伸機を用い、
延伸ローラー温度９０℃、セットローラー温度１５０℃
で延伸倍率３．３倍に延伸し、２４５Ｄｅ／２４フィラ
メントとして、２００ｍ／分にて巻き取った。この糸の
破断強度５．２ｇ／ｄｅであり、複合比率（Ａ／Ｂ）は
６／４であった。この延伸糸は約３５℃以下では極めて
濃厚な青紫色を呈し、約４５℃以上の温風を当てると、
完全な無色に変化した。この変化を可逆的に１０００回
くり返したが、何ら劣化しなかった。また、繊維表面は
滑らかで、編機、織機によって全くトラブルが起こらず
得られた織物同志を接圧２００ｇ／cm² で５０００回摩
擦後も熱変色機能は全く低下していなかった。

【００３０】

【製造例６】No.５のカラードペレットを No.６のカラ
ードペレットに代える以外は製造例５と同様にして延伸
糸を得た。この延伸糸は２４５Ｄｅであり、破断強度は
５．３ｇ／ｄｅであった。この延伸糸は約５５℃以下で
は濃い黄色を呈しており、これに約６５℃以上の熱風を
当てると完全な無色に変化した。なお、繊維の機械強
度、変色機能、平滑性、光沢共に製造例５と同様に優れ
たものであった。

【００３１】

【製造例７】No.４のカラードペレットを No.７のカラ
ードペレットに代える以外は製造例４と同様にして延伸
糸を得た。この延伸糸は２５５Ｄｅであり、破断強度は
４．９ｇ／ｄｅであった。

【００３２】この延伸糸は約２０℃以上では、濃厚な青
色を呈しているが約３０℃以上で完全な無色に変化し
た。なお繊維の機械的強度、変色機能、平滑性、光沢共
に製造例４と同様に優れたものであった。以下に比較例
を挙げる。

【比較例１】表１中、Ｎｏ．１に於ける徳山ポリプロＳ
Ｅ１５０（９６重量部）を製造例１に於ける鞘成分たる
ナイロン６樹脂（９６重量部）に置き換える以外は全て
表中Ｎｏ．１のものと同様にしてフレーク状物を得た。
かかるフレーク状物を用いると共に、鞘成分として徳山
ポリプロＳＥ１５０を用いることを除き、他は全て製造
例１と同様にして芯鞘型複合繊維を得た。該フレーク状
物は、２０℃以下の温度に於いても消色したままであ
り、いずれの温度に於いても全く発色せず、得られた複
合繊維に於いても一切変色挙動は観察されなかった。

【比較例２〜３】比較例１に於けるナイロン６樹脂をナ
イロン６６樹脂（製造例４の鞘成分）、ポリエチレンテ
レフタレート（製造例５の鞘成分）にそれぞれ置き換え
る以外は全て比較例１と同様にして複合繊維を得た。た
だし、フレーク状物製造工程に於けるステンレス製２重
釜の溶融温度は、上記樹脂の融点以上とした。得られた
複合繊維は、いずれも一切変色挙動を示さなかった。

【比較例４〜７】製造例１に於いて鞘成分として用いら
れるナイロン６樹脂を、ポリエチレン、ポリスチレン、
アクリル樹脂、ウレタン樹脂にそれぞれ置き換える以外
は、全て製造例１と同様にして芯鞘型複合繊維を得た。
このようにして得られた複合繊維は、いずれも初期に於
いては製造例１のものとほぼ同様の機能を示したが、３
ケ 月後において、発色濃度が大幅に減少すると共に、消
色時に不必要な残色が生じ、いずれもその性能が製造例
１の物に比べ劣っていた。

【００３３】

【考案の効果】本考案に於ては、感温変色性物質を含有
しないポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレ
フタレート、ナイロンー６、ナイロンー６６から選ばれ
た熱可塑性樹脂を鞘成分とし、感温変色性組成物を含有
するポリオレフィン系樹脂を芯成分として、感温変色性
複合繊維を構成したので、変色機能の経日安定性、発色
濃度、表面の平滑性、光沢、繊維の機械的強度のどれを
とっても、従来のものと比べ大幅に優れたものとなり、
その産業利用性を大幅に拡大できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の１実施例を示す拡大断面図である。

【図２】発色と消色の可逆的変化状態を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

Ａ 芯成分 Ｂ 鞘成分

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】酸顕色性物質、酸性物質及び溶媒の３成分
   を０．１〜３０重量％均一に含有するポリオレフィン系
   樹脂を芯成分Ａとし、ポリエチレンテレフタレート、ポ
   リブチレンテレフタレート、ナイロンー６、ナイロンー
   ６６から選ばれた熱可塑性樹脂を鞘成分Ｂとする芯鞘型
   複合繊維であって、該複合繊維の複合比（芯Ａ／鞘Ｂの
   重量比）が１０／９０〜９０／１０であることを特徴と
   する感温変色性複合繊維。