(57)【要約】【課題】  後加工によって製造でき、光の照射を受けて十分な色濃度で可逆的に変色できる繊維構造物の提供を課題とする。【解決手段】  繊維構造物の少なくとも一部に、可視光領域において良好な光透過性を示すとともに、紫外線領域でのエネルギー吸収が一般の繊維と比べて非常に小さい特徴をもつポリ乳酸繊維を用いて、この繊維の表面や繊維間に光可逆変色性微粒子を固着させることにより、直接光照射を受けない領域でも繊維内を透過する光の作用で十分かつ均一な可逆変色性を示し、高い色濃度に変色できる光可逆変色性繊維構造物が得られる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリ乳酸繊維を少なくとも一部に用いた繊維構造物の繊維表面及び／又は繊維間に、光可逆変色性微粒子がバインダーで固着されていることを特徴とする繊維構造物。
【請求項２】
ポリ乳酸繊維を少なくとも一部に用いた、光可逆変色性微粒子が固着されている繊維構造物が、特にカーテンであることを特徴とする請求項１記載の繊維構造物。
【請求項３】
ポリ乳酸繊維を少なくとも一部に用いた、光可逆変色性微粒子が固着されている繊維構造物が、特に日傘であることを特徴とする請求項１記載の繊維構造物。
【請求項４】
ポリ乳酸繊維を少なくとも一部に用いた、光可逆変色性微粒子が固着されている繊維構造物が、特にＴシャツ等の上着であることを特徴とする請求項１記載の繊維構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ポリ乳酸繊維を少なくとも一部に用いた繊維構造物の繊維表面及び／又は繊維間に、光可逆変色性微粒子が固着されている繊維構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】  これまでの光可逆変色性を付与した繊維としては、無機フォトクロミック化合物を配合して紡糸した特許文献１記載のフォトクロミック繊維、有機フォトクロミック化合物を配合して紡糸した特許文献２、３、４及び５記載の塩化ビニリデン繊維、アクリル繊維、塩化ビニル繊維及びポリオレフィン繊維、光可逆変色性微粒子を含む分散液中に浸漬して処理された特許文献６記載のセルロース繊維を有してなる繊維製品が知られている。
【特許文献１】特開平３−２８７８１１
【特許文献２】特開平６−２８０１１２
【特許文献３】特開平６−３１３２１０
【特許文献４】特開平７−１１８９１８
【特許文献５】特開２００１−２０７３２６
【特許文献６】特開平５−３３２７６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  無機フォトクロミック化合物又は有機フォトクロミック化合物を配合して紡糸される光可逆変色性繊維は、原糸段階での改質であるため、様々な形態や構成の繊維素材に対して多品種・小ロット生産の要求に応じることは不可能である。また、編織物からなる繊維製品に応用する場合には、模様の表現は編織物の組織で表現できる範囲に限定される。【０００４】  光可逆変色性微粒子を含む分散液中に浸漬して処理されたセルロース繊維からなる繊維製品の場合は、主にカチオン化された綿などのセルロース繊維に光可逆変色性微粒子を吸着させる処理を行う。このような製品は後加工で製造できるため、様々な素材構成や多様な色彩の多品種・小ロット生産に対応可能である。こうして得られる光可逆変色性セルロース繊維は、光の照射を直接受ける領域での変色性は良好であるが、その一方で直接照射を受けない陰の領域では変色が不良となる。その結果として不均一な変色になり、光可逆変色性微粒子の一部しか変色しないために、全体としての色濃度を十分に高くすることができない。【０００５】  本発明は、上記の従来の事情に鑑み、多品種・小ロット生産に対応可能な後加工によって製造でき、直接光照射を受けない領域でも十分かつ均一な可逆変色性を示すことにより、全体としての高い色濃度に変色できる光可逆変色性の繊維構造物を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  本発明の発明者らは、多品種・小ロット生産に対応可能な後加工によって光可逆変色性繊維構造物を得るためには、繊維表面や繊維間に光可逆変色性微粒子をバインダーで固着させる方法が適当であると考えた。【０００７】  また、発明者らは、後加工で繊維表面や繊維間に光可逆変色性微粒子を固着させた繊維構造物について、光照射を直接受けない陰の領域で可逆変色性が不良となる原因を鋭意研究した結果、繊維素材の光透過性と光エネルギーの吸収性が可逆変色性に大きく関係していることを見出した。すなわち、フォトクロミック化合物が変色するためには一般に波長３００から３６０ｎｍ付近の紫外線で励起される必要があり、繊維の間や陰などの光が直接照射されない場所にフォトクロミック化合物がある場合には、繊維中を通過する紫外線の作用によって励起されなければならない。一方、励起されて変色したフォトクロミック化合物の色が人間の視覚で捉えられるためには、波長４００〜７００ｎｍの可視光が妨げられることなく外部に放射される必要がある。【０００８】  綿などの天然繊維では光透過性が悪いため、直接光の照射を受けないフォトクロミック化合物が励起されて変色することはなく、たとえ発色した部分でも繊維中を可視光が通過できないので、裏側などの直接見えない場所での発色は色濃度の増大に寄与しない。一方、ポリエステルなどの合成繊維は可視光の透過性を有しており、繊維束の内部で変色したフォトクロミック化合物の色が繊維中を通過して視覚で捉えられるため、同量の光可逆変色性微粒子を固着させた場合には綿などの天然繊維よりも可逆変色性は良好となる。しかし、ポリエステルなどの高分子材料は可視光の透過性を有していても、紫外線領域では比較的大きなエネルギー吸収を起こす場合が多い。そのため、紫外線領域の光エネルギーがフォトクロミック化合物の励起と繊維によるエネルギー吸収との間で競争的に消費され、変色応答性の遅延や変色濃度の低下を引き起こす。【０００９】  以上のような考察をもとに、様々な繊維素材の可視光透過性と紫外線領域のエネルギー吸収を比較検討した結果、上記目的を達成するためには、繊維素材として近年生分解性繊維として注目を集めているポリ乳酸繊維を用いることが必要であるという考えに至った。このポリ乳酸繊維は、可視光領域で良好な光透過性を示すとともに、波長２５０ｎｍ位までの紫外線領域までエネルギー吸収をほとんど起こさないという特徴的な繊維素材である。本発明では、ポリ乳酸繊維を少なくとも一部に用いた繊維構造物の繊維表面や繊維間に、光可逆変色性微粒子を固着させることによって、上記目的の直接光照射を受けない領域でも十分かつ均一な可逆変色性を示し、高い色濃度に変色できる光可逆変色性繊維構造物を完成するに至った。【００１０】  以上の手段で実現できるポリ乳酸繊維を少なくとも一部に用いた繊維構造物を具体的応用としてカーテン、日傘、Ｔシャッ等に使用すれば、光可逆変色を利用した付加価値製品を実現可能にできる。
【発明の効果】
【００１１】  本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。【００１２】  繊維表面や繊維間に光可逆変色性微粒子を固着させた、主としてポリ乳酸繊維によって構成されている紡績糸などの繊維構造物は、太陽光などの紫外線を含む光が照射されることによって、直接照射を受ける部分だけでなく内部や反対面においても可逆変色性を示し、全体として均一かつ十分に高い色濃度で変色することができる。そして、その可逆変色性は、ポリエステルなどの紫外線領域でエネルギー吸収を起こす繊維素材と比較して、光の照射によってより速やかに変色し、照射と止めると元の色に速やかに戻るという良好な応答性を示すことができる。【００１３】  繊維表面や繊維間に光可逆変色性微粒子を固着させた、主としてポリ乳酸繊維によって構成されている糸を用いてカーテンや日傘などの製品を製造した場合、光の照射を受ける面だけでなく反対面でも良好な可逆変色性が得られるため、カーテンであれば室内から、日傘の場合は開いたときの下方からの、使用者側の視点から可逆変色性を観察することができ、その変色濃度の程度によって紫外線強度を知ることができる。【００１４】  後加工によって繊維表面や繊維間に光可逆変色性微粒子をバインダーで固着させる製造方法では、様々な形態や構成の素材に多品種・小ロット生産で対応することができる。また、伝統的なむら染めやスクリーン捺染などの染色技法を応用することにより、原糸段階の改質で製造された光可逆変色性繊維からなる製品では不可能な、多様な模様表現が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】  本発明で利用するポリ乳酸繊維を少なくとも一部に用いた繊維構造物の形態としては、糸、織物、編物、不織布、及びそれらによって構成された繊維製品や縫製品が挙げられる。繊維製品や縫製品の具体例としては、カーテン、日傘、帽子、バッグ、Ｔシャツ、トレーナー、ジャンパー、ズボン等を例示できる。特にポリ乳酸繊維を含む糸の形態に関しては、光可逆変色性微粒子の保持性が良好な点で、繊維束中の各単繊維の位置関係があまり変化することなく密集状態を維持できる紡績糸が好ましい。大量のバインダーで強固に接着できる場合には、フィラメント糸を利用して実施することも可能である。高い色濃度で迅速な応答性の光可逆変色性を得るためには、ポリ乳酸繊維単独で構成された糸であることが好ましいが、繊維物性を調整するために、綿、麻等のセルロース繊維、羊毛、絹等のタンパク質繊維、ビスコースレーヨンなどの再生繊維、アセテートなどの半合成繊維、ポリエステル、ナイロン、アクリル等の合成繊維等が混用された糸を用いることもできる。【００１６】  本発明で用いる光可逆変色性微粒子としては、光の照射を受けて可逆的に変色できるものであれば、特に制限されることなく使用できる。具体的には、酸化チタン系、チタン酸バリウム系、チタン酸カルシウム系等の無機フォトクロミック顔料、スピロピラン系、スピロオキサジン系、フルギド系、ナフトピラン系、ベンゾピラン系等の有機フォトクロミック化合物を高分子化合物中に含有させた微粒子の中から選ぶことができる。それらの中で、有機フォトクロミック化合物を含有する高分子化合物製のマイクロカプセルが市販されており、本発明に好ましく用いることができる。光可逆変色性微粒子の粒子径としては、繊維表面や繊維間に固着させるためには光可逆変色性に問題がない範囲で小さい方が好ましく、最大でも３０ミクロン以下であり、大部分の微粒子は２０ミクロン以下であることが望ましい。【００１７】  本発明で用いるバインダーとしては、光可逆変色性微粒子を繊維に固着させるために使用されるもので、適当な硬さ、柔軟性、接着力、各種耐久力や安定性があるものであれば、特に制限されることなく使用できる。具体的な組成は一概にはいえないが、アクリル系樹脂、アクリル酸エステル樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられる。【００１８】  本発明で、繊維構造物の繊維表面や繊維間に光可逆変色性微粒子をバインダーで固着させる方法は、微粒子状の物質をバインダーで繊維に固着させるために通常行われる方法であれば、特に制限されることなく実施できる。代表的な具体例としては、顔料染色で行われる方法と同様に、繊維構造物を予めカチオン化又はアニオン化処理しておき、この繊維構造物にアニオン性又はカチオン性の光可逆変色性微粒子を水浴中で吸着させた後にバインダーを添加して被覆させ、その後、乾燥及び熱処理によって固着させる方法を行うことができる。また、他の方法としては、バインダーに光可逆変色性微粒子を混合し、これをスクリーン捺染、浸漬法、刷毛塗り等の通常行われる塗布方法によって繊維構造物に塗布し、その後、乾燥及び熱処理によって固着させるという方法を行うことができる。
【実施例１】
【００１９】  以下に、発明の実施の形態を実施例に基づき、図面を参照して説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。【００２０】  まず、ポリ乳酸繊維の前処理として、水浴中で第四級アンモニウム塩高分子化合物（センカ（株）製、商品名：ＫＺ−７６Ｋ）によるカチオン化処理を行った。２０番手双糸のポリ乳酸紡績糸１００重量部に対してＫＺ−７６Ｋを４重量部用いて、浴比１：２０で７０℃、２０分間の処理を行った。【００２１】  続いて、カチオン化されたポリ乳酸糸に、水浴中で光可逆変色性微粒子（松井色素化学（株）製のマイクロカプセル状光発色性色素、商品名：Ｐｈｏｔｏｐｉａ  ＡＱ  ＩＮＫ）を吸着させて、さらに繊維表面や繊維間に吸着した光可逆変色性微粒子をバインダーで固着させた。光可逆変色性微粒子による水浴中での処理は、Ｐｈｏｔｏｐｉａ  ＡＱ  ＩＮＫをカチオン化ポリ乳酸紡績糸１００重量部に対して２０重量部用い、浴比１：２０で、室温から２℃／分で７０℃まで昇温させて行った。光可逆変色性微粒子処理に続くバインダーによる固着処理は、浴中にポリ乳酸紡績糸１００重量部に対して１０重量部のアクリル系バインダー（松井色素化学（株）製、商品名：ＢＩＮＤＥＲ  ＭＲ−Ｙ）を添加し、７０℃で１５分間保持してバインダーを糸に吸着させ、軽く水洗、脱水、乾燥後、１３０℃で３分間の熱処理を行った。【００２２】  こうして得られた光可逆変色性微粒子が固着されているポリ乳酸糸の拡大断面図を図１に示す。繊維表面や繊維間に吸着した光可逆変色性微粒子をバインダーが覆って接着している。【００２３】  この光可逆変色性微粒子が固着された２０番手双糸のポリ乳酸紡績糸を、４本に一回の割合で経糸として使用して布地を編み上げ、この布地からカーテンを作製した。このカーテンは、太陽光を受けると光可逆変色性の糸がＰｈｏｔｏｐｉａ  ＡＱ  ＩＮＫの種類によって青、紫、黄等に変色し、その色濃度は室内側から見ても十分な程度であった。また、強い日光が差し込む日にはより濃色に、曇りの日には淡色に変色して屋外の紫外線強度を室内に居る人に視覚的に知らせることができた。
【実施例２】
【００２４】  ポリ乳酸繊維と綿繊維を１：１の割合で含有する紡績糸からなるニット地から作製されたＴシャツに、伝統的なむら染めの技法を応用して光可逆変色性微粒子を固着させた。【００２５】  まず、Ｔシャツの前処理として、水浴中で第四級アンモニウム塩高分子化合物（センカ（株）製、商品名：ＫＺ−７６Ｋ）によるカチオン化処理を行った。Ｔシャツ１００重量部に対してＫＺ−７６Ｋを４重量部用いて、浴比１：２５で７０℃、２０分間の処理を行った。【００２６】  続いて、カチオン化されたＴシャツを部分的に紐で強く絞り、水浴中で光可逆変色性微粒子（松井色素化学（株）製のマイクロカプセル状光発色性色素、商品名：Ｐｈｏｔｏｐｉａ  ＡＱ  ＩＮＫ）を吸着させて、さらに繊維表面や繊維間に吸着した光可逆変色性微粒子をバインダーで固着させた。光可逆変色性微粒子による水浴中での処理は、Ｐｈｏｔｏｐｉａ  ＡＱ  ＩＮＫをカチオン化Ｔシャツ１００重量部に対して１５重量部用い、浴比１：２５で、室温から２℃／分で７０℃まで昇温させて行った。光可逆変色性微粒子処理に続くバインダーによる固着処理は、Ｔシャツ１００重量部に対して１０重量部のアクリル系バインダー（松井色素化学（株）製、商品名：ＢＩＮＤＥＲ  ＭＲ−Ｙ）を浴中に添加し、７０℃で１５分間保持してバインダーを吸着させ、軽く水洗、脱水、乾燥後、１３０℃で３分間の熱処理を行った。【００２７】  この伝統的なむら染め技法により光可逆変色性微粒子を固着させたＴシャツは、日光の下でＰｈｏｔｏｐｉａ  ＡＱ  ＩＮＫの種類によって青、紫、黄等に絞りの模様状に変色し、視覚的に十分に楽しめる濃度の色変化が得られた。
【実施例３】
【００２８】  糊付け機を用いて、ポリ乳酸糸に光可逆変色性微粒子を含有するバインダーを塗布した実施例を以下に示す。バインダー（松井色素化学（株）製、商品名：バインダーＳ）７７重量部、光可逆変色性微粒子（松井色素化学（株）製のマイクロカプセル状光発色性色素、商品名：Ｐｈｏｔｏｐｉａ  ＡＱ  ＩＮＫ）２０重量部、繊維改質剤（松井色素化学（株）製、商品名：フィクサーＦ）３重量部を配合して処理液を調整し、この液を糊付け機で３００デニールのポリ乳酸マルチフィラメント糸に塗布した。処理液を塗布したポリ乳酸糸には、乾燥後、１３０℃で３分間の熱処理を行った。【００２９】  この光可逆変色性微粒子が固着された３００デニールのポリ乳酸フィラメント糸を、日傘用の布地に刺繍糸として用い、一部に光可逆変色性繊維で刺繍が施された日傘を作製した。この日傘は、太陽光を受けると光可逆変色性の糸がＰｈｏｔｏｐｉａ  ＡＱ  ＩＮＫの種類によって青、紫、黄等に変色し、その色濃度は日傘の下側から見ても十分な程度で、使用者が視覚的に色変化を楽しめる製品が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００３０】  本発明の光可逆変色性微粒子を固着させたポリ乳酸繊維構造物は、太陽光が直接照射される部分だけでなく内部や反対面においても可逆変色性を示し、全体として均一かつ十分な高い色濃度に変色することができる。また、後加工によって光可逆変色性微粒子をバインダーで固着させるため、様々な形態や構成の素材に対して多品種・小ロット生産で対応することができる。そのため、カーテンなどのインテリア用途、Ｔシャツなどの一般衣類用途、日傘、帽子、バッグなどの幅広い分野で利用される可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】光可逆変色性微粒子を固着させたポリ乳酸糸の拡大断面図
【符号の説明】
【００３２】  １  ポリ乳酸繊維の断面
２  光可逆変色性微粒子
３  バインダー
【図１】
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