(57)【要約】【課題】可逆性熱変色材料を含む積層構造体の変色速度を向上させることにより、変色するまでのタイムラグを小さくすること。【解決手段】可逆性熱変色材料を含む示温層４と、０．５Ｗ/ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する熱伝導層２と、を備える積層構造体１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可逆性熱変色材料を含む示温層と、
０．５Ｗ/ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する熱伝導層と、を備える積層構造体。
【請求項２】
前記示温層の外表面を覆う透明層を備える請求項１に記載の積層構造体。
【請求項３】
前記示温層及び前記透明層のうちの少なくともいずれか一方に紫外線吸収剤を含む請求項２に記載の積層構造体。
【請求項４】
前記示温層と前記熱伝導層との間に補強層を備える請求項１〜３のいずれか１項に記載の積層構造体。
【請求項５】
前記示温層が可撓性材料を含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の積層構造体。
【請求項６】
前記熱伝導層を内層とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の積層構造体を備えるホース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触する流体や固体の温度変化を、可逆性熱変色材料の色変化によって確認することができる積層構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の積層構造体としては、例えば、以下の特許文献１に記載されるシャワーホースが挙げられる。当該シャワーホースでは、可逆性熱変色材料を含む編組繊維層が内面層と外面層と間に設けられており、ポリ塩化ビニル等の透明素材で外面層が構成されるため、ユーザーは編組繊維層を外側から視認することができる。従ってシャワーを使用する際、シャワー水に直接触れることなく、シャワーホースの外観を見るだけで内部を流れるシャワー水の温度を察することができるようになり、冷たいとか、或いは熱過ぎるなどといった不快な思いをしなくて済む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−３３１８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献に記載されるシャワーホースのように、常時使用されるものでなく、流体温度が短時間で比較的大きく変化するようなものの場合には、特に使用初期において、流体の温度に対応して速やかに変色することが望ましい。
【０００５】
しかしながら、上記従来のシャワーホースでは、その変色速度が必ずしも十分に速いと言えるものではない。例えば３５℃で変色する可逆性熱変色材料を用いた従来のシャワーホースでは、その変色速度が遅いため、シャワーホースの色が変化した直後にシャワー水を浴びても、シャワー水はすでに３５℃を超えていることがある。
【０００６】
従って本発明の目的は、可逆性熱変色材料を含む積層構造体の変色速度を向上させることにより、変色するまでのタイムラグを小さくすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の積層構造体に係る第１特徴構成は、可逆性熱変色材料を含む示温層と、０．５Ｗ/ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する熱伝導層と、を備える点にある。
【０００８】
〔作用及び効果〕
本構成によれば、接触する流体や固体の熱が、熱伝導層を介して示温層の可逆性熱変色材料に伝わり易いため、示温層の変色速度が速くなる。よって、変色するまでのタイムラグが小さくなり、流体や固体の温度変化が示温層の色変化に迅速に反映される。
【０００９】
第２特徴構成は、前記示温層の外表面を覆う透明層を備える点にある。
【００１０】
〔作用及び効果〕
本構成によれば、透明層が示温層の外表面を覆ってこれを保護すると共に、示温層に含まれる可逆性熱変色材料の紫外線による退色を生じ難くすることができる。
【００１１】
第３特徴構成は、前記示温層及び前記透明層のうちの少なくともいずれか一方に紫外線吸収剤を含む点にある。
【００１２】
〔作用及び効果〕
本構成によれば、示温層に含まれる可逆性熱変色材料の紫外線による退色を、より一層生じ難くすることができる。
【００１３】
第４特徴構成は、前記示温層と前記熱伝導層との間に補強層を備える点にある。
【００１４】
〔作用及び効果〕
本構成によれば、補強層により強度が高められて変形し難くなるため、積層構造体本来の機能が維持され易い。
【００１５】
第５特徴構成は、前記示温層が可撓性材料を含む点にある。
【００１６】
〔作用及び効果〕
本構成によれば、示温層が可撓性材料を含むため、積層構造体の可撓性がさらに向上する。
【００１７】
本発明のホースに係る特徴構成は、熱伝導層を内層とする上記第１特徴構成〜第５特徴構成のいずれかを有する積層構造体を備える点にある。
【００１８】
〔作用及び効果〕
本構成を適用したシャワーホースやガスホース等は、変色するまでのタイムラグが小さく使い勝手が良い。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の積層構造体の一例であるシャワーホースの詳細構成を示す図である。
【図２】加熱温度１００℃における熱伝導率と変色時間との関係を示すグラフである。
【図３】加熱温度１５０℃における熱伝導率と変色時間との関係を示すグラフである。
【図４】示温層退色防止試験における色差測定結果を示す図である。
【図５】示温層退色防止試験における色差測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の積層構造体の一例であるシャワーホースについて、本発明の実施形態として図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１に示すように、シャワーホース１は、内側から順に、熱伝導層２、補強層３、可逆性熱変色材料を含む示温層４、及び示温層４の外表面を覆う透明層５を備えて構成される。
【００２２】
（熱伝導層）
熱伝導層は、シャワーホースの内側を流れる流体の熱を外側に伝える機能を有する。
熱伝導層の熱伝導率は０．５Ｗ/ｍ・Ｋ以上であることが好ましく、より好ましくは１．０Ｗ/ｍ・Ｋ以上であり、さらにより好ましくは１．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。
熱伝導層の構成素材としては、例えば、ポリ塩化ビニル等の樹脂や、シリコーンゴム等のゴムを挙げることができる。
また熱伝導層は、必要に応じて充填材を含むように構成しても良い。適用可能な充填材としては、例えば、金属酸化物（酸化マグネシウム等）、金属窒化物、炭素材料などが挙げられる。
【００２３】
（補強層）
補強層はシャワーホースの強度を高めて、変形による閉塞を生じ難くする。補強層の構成素材としては、例えば、ナイロン、ビニロン、ポリエステル等が挙げられる。尚、本実施形態における補強層は、編組繊維層として構成されている。
【００２４】
（示温層）
示温層は、可逆性熱変色材料を含み、シャワーホースの内側を流れる流体の温度変化を示す機能を有する。可逆性熱変色材料としては、所定の温度において可逆的に変色する公知の示温材料を用いることができる。そのような示温材料としては、例えば、ロイコ染料、顕色性物質、及び変色温度調整剤を含有する顔料やこれらを樹脂でコーティングしてマイクロカプセル化したもの等が挙げられる。ロイコ染料、顕色性物質、及び変色温度調整剤の組成内容を変更することで変色する色の種類や変色温度域を調節することも出来る。
【００２５】
尚、可逆性熱変色材料については、所望する変色温度域や変色前後の色の種類等に応じて適宜選択して良い。また１種類だけに限らず、変色温度域がそれぞれ異なる複数種の可逆性熱変色材料を必要に応じて適宜組み合わせて用いても良い。
【００２６】
また示温層は、可逆性熱変色材料の他にも例えばポリ塩化ビニル等の可撓性材料を含むように構成しても良い。
【００２７】
（透明層）
透明層は、示温層の外表面を覆ってこれを保護する。透明層の構成素材としては、示温層の視認性の妨げとならない透明性と、可撓性とを備える素材であれば特に限定されるものではないが、例えば、ポリ塩化ビニル等が挙げられる。
【００２８】
（紫外線吸収剤）
可逆性熱変色材料の紫外線による退色を防ぐために、示温層及び透明層のうちの少なくともいずれか一方に紫外線吸収剤を含ませるようにしても良い。紫外線吸収材剤の配合量については、示温層及び透明層がいずれも着色せず、且つブルーム（層表面に白い粉が浮き出たような状況）が生じない程度に含ませることが望ましい。配合量としては、例えば、示温層及び透明層の各層において、１.０重量％未満とする。また、紫外線吸収剤の種類としては、例えば、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、サリシレート系、シアノアクリルレート系、ニッケル系、トリアジン系等が挙げられる。
【００２９】
（製造方法）
例えば、軟質塩化ビニルをベースとしたシャワーホースを製造する場合には、公知の樹脂押出し機により熱伝導層をチューブ状に成形し、ポリエステル等の補強糸を編込み、その後、示温層と透明層を共押出しによりチューブに被せて作製する。
【００３０】
（使用例）
例えば、約３５℃に変色温度域を有し、且つ３５℃以下では紫色であり３５℃を超えると赤色に変色する可逆性熱変色材料を使用した場合の上記シャワーホースの使用例を説明する。
【００３１】
シャワー不使用時においては、シャワーホースの外観は紫色である。シャワーの蛇口を回してシャワー水を流通させ、シャワーホースの色が紫色から赤色に変わったときにシャワーを使用する。
【００３２】
本発明に係るシャワーホースでは、その内部を流れる温水の熱が、熱伝導層を介することによって示温層の可逆性熱変色材料に伝わり易く、示温層の変色速度が速い。よって、変色するまでのタイムラグが小さく、温水の温度変化が示温層の色変化に迅速に反映されることとなる。従って、シャワーホースが変色した直後のシャワー水の温度は、可逆性熱変色材料の変色温度域に非常に近いものとなり、ユーザーは、シャワーをより快適に利用することができる。
【００３３】
〔その他の実施形態〕
１．上述の実施形態における補強層及び透明層については、必要に応じて設けるようにしても良い。
２．上述の実施形態においては、本発明の積層構造体に係る構成をシャワーホースに適用した例を示したが、これに限定されるものではなく、その他にも例えば、燃焼用機器やガスストーブ等に使用されるゴム管、又はガスコード（強化ガスホース）等に適用しても良い。
３．本発明の積層構造体の使用形態は、上述のシャワーホースのような管状に限るものではなく、他にも例えば、本発明の積層構造体をシート状に成形して、これを対象物（例えば、熱水を移送する熱水管等）の表面に張り付けて、その温度変化をユーザーに知らせるように構成しても良い。
【実施例】
【００３４】
（１）変色速度比較試験
内層及び外層からなる本発明に係る積層シート（実施例１〜６）、並びに、酸化マグネシウム（充填材）を含まない内層を使用した積層シート（比較例１及び２）を作製して、変色速度比較試験を実施した。内層（熱伝導層）の組成を表１に示し、外層（示温材料添加ＰＶＣシート）の組成を表２に示す。表１及び２における各成分は、重量部（ｐｈｒ）で示されている。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
【表２】
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【００３７】
上記表１及び表２に示される組成を有する内層１〜４、及び外層１〜２のそれぞれについて、厚み２ｍｍ×横幅１００ｍｍ×縦幅１００ｍｍのシートを作製した。
【００３８】
以下の表３に示される内層と外層との組み合わせに従い、各シートを重ね合わせて密着させて実施例１〜８に係る積層シートを作製した。
【００３９】
【表３】
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【００４０】
１００℃及び１５０℃に加熱した鉄板の上に、外層を上側にした状態で比較例１〜２、及び実施例１〜６に係る積層シートを置いて、「変色開始Ｓ」及び「変色完了Ｅ」のそれぞれに要した時間（秒）を測定した。尚、本実施例の積層シートを加熱すると、外層の示温材料添加ＰＶＣシートが収縮して若干端部が反り返るため、これを防ぐために枠状の錘を用いて試験を行った。結果を以下の表４、及び図２、図３に示す。
【００４１】
【表４】
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【００４２】
上記表４及び図２、図３に示すように、熱伝導率が高くなるほど、変色開始時間及び変色完了時間が速くなり、その開始から完了までの時間も短くなることが確認できた。また加熱温度が高いほど、また熱伝導率が高いほど、異なる示温顔料における変色時間の差が小さくなることが確認された。尚、熱伝導率１．０Ｗ/ｍ・Ｋを境として、変色速度に大きな差が見られた。
【００４３】
また具体的にみると、特に１．６Ｗ/ｍ・Ｋの熱伝導率を有する内層４を使用した実施例３及び実施例６の変色速度は、１００℃及び１５０℃のいずれの加熱条件下においても、それぞれに対応する比較例１及び比較例２と比べて２倍以上速いことが確認された。
【００４４】
（２）示温層退色防止試験
示温材料は一般的に耐候性が低いと言われている。そのため、紫外線吸収剤を配合し、示温材料の耐候性への効果を確認した。
以下の表５に示す配合に従い樹脂ロール（１３５℃）で混練後、ミニテストプレス（１４０℃、１０分間）によって４種類のプレスシート（Ａ層、Ｂ層、Ｃ層、Ｄ層）を作製した。Ａ層及びＢ層が上記示温層に相当し、Ｃ層及びＤ層が上記透明層に相当する。
【００４５】
試料として、Ａ層及びＢ層それぞれ単層のもの、Ａ層及びＣ層のそれぞれを内層及び外層として重ね合わせたもの、Ｂ層及びＤ層のそれぞれを内層及び外層として重ね合わせたものの４種類の試料を用意した。
【００４６】
【表５】
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【００４７】
また紫外線吸収剤については、Ａ層、Ｂ層、Ｃ層、Ｄ層の全てについて、以下の表６に従って４通りの配合を行った。
【００４８】
【表６】
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【００４９】
前述の４試料について、サンシャインウェザーメータを使用して耐候性試験を７０時間実施した。耐候性試験終了後、２層構造の試料（Ａ層＋Ｃ層、及びＢ層＋Ｄ層）については、外層（Ｃ層、Ｄ層）を剥がして内層（Ａ層、Ｂ層）について色差測定を行った。
【００５０】
色差測定は、日本電色工業株式会社製の分光色差計ＳＥ６０００を使用し、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系（ＪＩＳＺ８７２９，８７３０）を測定した。また、示温性に関しては耐候性試験後の試料を４０℃の温水に浸して変色が目視で判別できるかどうかを確認した。結果を図４及び図５に示す。
【００５１】
内層（Ａ層、Ｂ層）の上に外層（Ｃ層、Ｄ層）を設けることによって退色を小さくすることができ、さらに紫外線吸収剤による退色防止効果が確認された。しかし、紫外線吸収剤を配合するとわずかに黄色に着色し、また１．０重量％以上配合すると、耐候性試験後にブルームが確認された。
【００５２】
紫外線吸収剤として、シプロ化成社製ＳＥＥＳＯＲＢ７０１（ベンゾトリアゾール系、融点１３０℃）及びシプロ化成社製ＳＥＥＳＯＲＢ１０２（ベンゾフェノン系、融点４８℃）の２種類を用いたが、同量の０．５重量％では結果に大きな差は見られなかった。
【００５３】
紫外線吸収剤を配合していない場合でも、外層を設けることによって退色が小さくなった。また２層構造の場合、紫外線吸収剤は、外層に配合するよりも、内層に配合させた方がより高い退色防止効果が確認された。
【００５４】
示温性に関しては、外層を設けていない単層試料のすべてについて、耐候性試験後の示温性を確認することができなかった。しかし、外層を設けた試料については、すべての試料で示温性を確認することができた。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、温度変化する流体や固体を取り扱う産業分野、例えば、シャワーホースやガスホース等に関する分野において好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１  シャワーホース
２  熱伝導層
３  補強層
４  示温層
５  透明層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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