JP3133199B2 - 耐光堅牢度の優れたカチオン染料可染性合成繊維 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐光堅牢度の優れたカ
チオン染料可染性合成繊維に関する。

【０００２】

【従来の技術】合成繊維はその優れた特性から用途が拡
大されているものの、克服すべき課題も増えつつある。

【０００３】例えば、スポーツ用途のうち、スキーウエ
アやマリンウエアなど屋外で着用する機会が多い場合に
は、太陽光中のＵＶ−Ａ光やＵＶ−Ｂ光が雪や水面で反
射し、その光が直接布帛に当たるので、色素の退色が通
常の用途よりも遥かに大きいことが知られている。

【０００４】また、最近流行の、紫などの配合鮮明色ほ
ど退色が目立ち易い傾向があり、通常の、カチオン染料
可染性合成繊維をカチオン染料で染色しただけの布帛で
は到底これらのニーズには応えられないのが現状であ
る。

【０００５】かかる問題を解決するため、例えば特開昭
６０−２５２７８５号公報には、ポリエステル繊維に紫
外線吸収剤や酸化防止剤などの耐光性改良剤を吸着させ
る方法が開示されているが、該耐光性改良剤は大きな分
子構造を有するために繊維内部への拡散が不十分であ
り、剤の脱落が起こり易いという問題を有している。

【０００６】一方、アラミド繊維に黄色系の光退色性着
色剤を練り込み、光の照射に伴って淡色化させることに
よりみかけの耐光性を向上させる方法が、特開平２−２
２９２８１号公報に開示されているが、色相が黄色系以
外は効果が少ないという問題を有している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記従
来技術の有する問題点を解消し、濃色かつ鮮明に染色さ
れ、しかも配合鮮明色で染色した場合においても耐光堅
牢度の良好なカチオン染料可染性合成繊維を提供するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記目的を
達成するために鋭意検討を重ねた結果、カチオン染料で
染色されたカチオン染料可染性合成繊維に、カチオン型
遷移金属含有フタロシアニンを含有させることにより、
鮮明に染色されしかも耐光堅牢度が優れたカチオン染料
可染性合成繊維が得られること、特に、カチオン型遷移
金属含有フタロシアニンを繊維の外層部にリング状に配
置することにより、耐光堅牢度が飛躍的に向上したカチ
オン染料可染性合成繊維が得られることを究明した。

【０００９】かくして本発明によれば、色素母体の分子
量が２５０〜６００であるカチオン染料の１種以上を用
いて染色されたカチオン染料可染性合成繊維であって、
該合成繊維は、下記構造を有し、かつ色素母体の分子量
が１０００以上のカチオン型遷移金属含有フタロシアニ
ンを繊維重量に対して０．０１％以上含有していること
を特徴とするカチオン染料可染性合成繊維が提供され
る。

【００１０】

【化２】

【００１１】（Ｍは遷移金属で銅、ニッケル、鉄、クロ
ムを示す。Ｒはオニウム残基を示し、Ｒの置換個数は１
〜４である。）以下、本発明の構成要件を詳述する。本
発明におけるカチオン染料可染性合成繊維とは、カチオ
ン染料で染色可能な合成繊維をいい、アクリル繊維やテ
レフタル酸を主たる酸成分とし、エチレングリコールを
主たるグリコール成分とするポリエステルに、スルホン
酸金属塩基を含有するイソフタル酸成分、例えば５−ナ
トリウムスルホイソフタル酸あるいは５−テトラブチル
ホスホニウムスルホイソフタル酸などを公知の方法で共
重合した共重合ポリエステル繊維あるいはポリメタフェ
ニレンイソフタルアミドを主たる構成単位とするメタ型
アラミド繊維などが例示される。

【００１２】上記繊維には、本発明の目的を損なわない
範囲で安定剤、酸化防止剤、難燃剤、帯電防止剤、蛍光
増色剤、触媒、着色剤、無機微粒子などを添加したもの
でもよい。

【００１３】合成繊維の形状はフィラメント、ウーリー
加工糸、紡績糸を問わず、また必要に応じて木綿、羊毛
などの天然繊維、レーヨンなどの再生繊維、ポリエチレ
ンテレフタレート系ポリエステルをハードセグメントと
し、ポリオキシブチレングリコール系ポリエステルをソ
フトセグメントとするブロック共重合ポリエーテルエス
テル弾性繊維および他の合成繊維との交織、交編、混
繊、混紡などの形で使用されてもよい。

【００１４】また、合成繊維の繊度には特に制限はない
が、風合の点から単繊維繊度は０．１〜４デニール程度
が好ましい。

【００１５】本発明で使用するカチオン染料とは、水に
可溶性で、色素イオンがカチオンである染料をいい、次
の２つの構造タイプに分類される。

【００１６】先ず、共役型カチオン染料として、メチン
系、ポリメチン系、アザメチン系、アゾ系、トリアゾー
ルアゾ系、チアゾールアゾ系、ベンゾチアゾールアゾ
系、トリフェニールメタン系などがある。次に絶縁型カ
チオン染料としてはアゾ系、アントラキノン系などがあ
る。

【００１７】該カチオン染料は、色素母体の分子量が２
５０〜６００のものを用いる必要がある。分子量が２５
０以下では熱分解が起こり易く、一方６００を越えると
水に難溶性となり、染斑が発生し易くなるばかりでな
く、後述の、カチオン型金属含有フタロシアニンとの拡
散速度の差が生じにくくなる。

【００１８】さらに、該カチオン染料の耐熱分解性は、
１３０℃で６０分処理後の染料残存率が少なくとも９０
％以上あることが好ましい。染料残存率が９０％未満で
は色相の不鮮明化等の問題が発生する。

【００１９】本発明で使用する金属フタロシアニンは、
一般には塗料としてよく用いられており、極めて大きな
分子量を有しているので光を照射しても色素の分解が起
こりにくく、耐光堅牢性に優れている。しかしながら、
これらの顔料型金属フタロシアニンを通常の染色に用い
た場合は、水不溶性で浴中での分散性が悪く、熱がかか
ると容易に凝集を起こすので染斑などの重欠点が発生
し、実用に耐えない。

【００２０】本発明においては、上記金属フタロシアニ
ンを、アンモニウム塩、スルホニウム塩、イソチオウロ
ニウム塩などのオニウム塩の形にして水可溶性のカチオ
ン型金属含有フタロシアニンとする事により、通常の染
色条件で繊維に染着させることを可能としている。

【００２１】さらに、金属として遷移金属を使用するこ
とにより、遷移金属と有機フタロシアニンの間で錯塩が
形成され、蛍光性が消失するために、いわゆる励起寿命
が極端に短くなり、日光に対して堅牢な色素となる。使
用する遷移金属としては銅、ニッケル、鉄、クロムが挙
げられ、特に好ましいのは銅である。

【００２２】該カチオン型遷移金属含有フタロシアニン
の色素母体の分子量は１０００以上であることが必要で
ある。分子量が１０００未満の場合には、カチオン染料
との拡散速度差が小さくなり、本発明の効果が十分に発
現できないが、あまり大きすぎても繊維への吸着が不良
となるので、１５００以下に止めるのが好ましい。

【００２３】さらに、該カチオン型遷移金属含有フタロ
シアニンは繊維重量に対して０．０１％以上、好ましく
は０．１％以上含有されていることが必要である。含有
量が０．０１％未満の場合には十分な耐光性向上効果が
みられないが、量を増やしても効果が飽和するため２％
程度に止めることが望ましい。

【００２４】本発明のカチオン染料可染性合成繊維は、
上記のカチオン染料とカチオン型遷移金属含有フタロシ
アニンを染浴中に共存させてあるいは別浴で染色するこ
とにより得られ、染色に際しては、通常の合成繊維の染
色条件がそのまま採用できる。

【００２５】染色温度は、使用する合成繊維に応じて適
宜設定すれば良く、例えばポリエステル繊維の場合は１
２０℃〜１３０℃が好ましく、メタ型アラミド繊維の場
合は１３０℃以上が好ましい。

【００２６】また、必要に応じて染色時にキャリアやｐ
Ｈ調整剤、分散均染剤、紫外線吸収剤、無機塩（硫酸ナ
トリウム、硝酸ナトリウム）などを添加しても一向に差
し支えない。

【００２７】

【作用】本発明は以上の構成を採っているので、以下の
作用を奏する。即ち、少なくとも１種以上のカチオン染
料で染色されたカチオン染料可染性合成繊維に、励起寿
命の短いカチオン型遷移金属含有フタロシアニンを含有
させると、染色後繊維に光が照射された際、フタロシア
ニンの遷移金属に吸収された光は瞬時に消光されるの
で、カチオン染料が受ける紫外線の量が減少し、カチオ
ン染料の色素退色を低減できる。

【００２８】さらに、カチオン型遷移金属含有フタロシ
アニンの分子量は、カチオン染料の分子量よりはるかに
大きいので、繊維への拡散速度が低く、カチオン型遷移
金属含有フタロシアニンは繊維の外層部へ、いわゆるリ
ング染色の状態で吸着される。

【００２９】その結果、繊維表面に照射された光は、先
ずフタロシアニンに含有されている遷移金属に吸収さ
れ、瞬時に消光されるので繊維内部に拡散しているカチ
オン染料まで到達せず、カチオン染料の色素退色が防止
できるのである。

【００３０】この場合、繊維の内層部へ拡散したカチオ
ン染料は色相の発現を受け持ち、外層部のカチオン型遷
移金属含有フタロシアニンは紫外線を消光するバリヤー
の働きを受け持つことになる。しかも、カチオン型遷移
金属含有フタロシアニンは、繊維中のスルホン酸基とイ
オン結合で強固に結合しているため脱落が起こりにくく
（カチオン型遷移金属含有フタロシアニンが繊維から脱
落して染液中に溶出しないことはＸ線マイクロアナライ
ザーで確認済み）、結果として繊維全体の耐光堅牢度を
飛躍的に向上させることが可能となるのである。

【００３１】この結果、フェードオメーター２０時間照
射後の耐光変色度ΔE*が１０に近い、耐光堅牢度不良の
カチオン染料でも、カチオン型遷移金属含有フタロシア
ニンを併用することにより、ΔE*を４以下程度にまで向
上させることができる。

【００３２】以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体
的に説明する。尚、実施例で採用している評価方法は下
記の通りである。

【００３３】(１) 光照射条件 ＪＩＳ Ｌ０８４２−７１に従い、染色布をフェードオ
メーターにて６３℃、２０時間照射した。

【００３４】(２) 耐光変色度ΔE* マクベス カラーアイ (Macbeth Color-Eye)モデルM-20
20（米国、コルモーゲン社製）を使用して、光源 D65、
10度視野で原布と光照射布の拡散反射率を測定し、通常
の演算処理で明度指数L*、クロマティクネス指数a*、b*
を算出した後、ＪＩＳ Ｚ８７３０−１９８０に従って
次式よりΔE*を算出した。 ΔE*＝｛（ΔL*）² ＋（Δa*）² ＋（Δb*）² ｝^1/2 ΔE*が４以下であれば光照射による変退色が小さく、紫
などの配合鮮明色においても、良好な耐光堅牢度を有し
ていると言える。

【００３５】

【実施例１〜３】公知の方法で、テレフタル酸ジメチル
に対して１．７モル％の３，５−ジカルボキシベンゼン
スルホン酸テトラｎ−ブチルスルホニウムを共重合し、
水酸化テトラメチルアンモニウムを５０ミリモル％添加
したポリエチレンテレフタレートチップを溶融紡糸し、
７５デニール／７２フィラメントのカチオン染料可染性
ポリエステルマルチフィラメントを得た。

【００３６】次いで、該マルチフィラメントを経緯に用
いて平織物を製織し、常法に従って、精練、リラック
ス、乾燥、プリセットを行なった。

【００３７】次いで、下記構造を有するカチオン型銅含
有フタロシアニン（Ｋｏｄａｋ社製Ａｌｃｉａｎ Ｂｌ
ｕｅ ＣＩ７４２４０、色素母体の分子量1300）を０．
４％ｏｗｆおよび酢酸０．４ｇ／ｌ、硫酸ナトリウム６
ｇ／ｌを添加して浴比１：５０で１３０℃、６０分間染
色した。使用したカチオン染料およびその分子量、濃度
を表１に示す。

【００３８】

【化３】

【００３９】染色後、繊維表面に付着している色素を除
去するため、下記の浴中で８０℃、２０分間還元洗浄し
た。 ＮａＯＨフレーク １ｇ／ｌ ハイドロサルファイト １ｇ／ｌ アミラジンＤ（第一工業製薬製） １ｇ／ｌ 還元洗浄後、十分水洗して乾燥、キュアリングを行な
い、耐光堅牢度を評価した。結果を表１に示す

【００４０】

【実施例４】実施例３において、３，５−ジカルボキシ
ベンゼンスルホン酸テトラｎ−ブチルスルホニウムの代
わりに、５−ナトリウムスルホイソフタル酸成分を２．
６モル％共重合した以外は実施例３と同様に実施した。
結果を表１に示す。

【００４１】

【比較例１〜４】実施例１〜４において、カチオン型銅
フタロシアニンを使用しなかった以外は各々実施例１〜
４と同様に実施した。得られた織物の耐光変色度ΔE*を
表１に示す。

【００４２】

【表１】

【００４３】

【実施例５】メタ型アラミド繊維として、２ｄｅ×３８
ｍｍカットの帝人 (株) 製コーネックス（登録商標）ス
フから得られた４０／−の紡績糸を使用し、普通織機で
経密度１１０本／インチ、緯密度６０本／インチ、目付
２１５ｇ／ｍ２の平織物を製織した。次いでこの織物
を、常法に従って精練、リラックス、乾燥した後１９０
℃で１分間熱処理した。

【００４４】得られた織物を、表２に示すカチオン染料
を用い、実施例１と同じカチオン型銅含有フタロシアニ
ン（Ｋｏｄａｋ社製Ａｌｃｉａｎ Ｂｌｕｅ ＣＩ７４
２４０、色素母体の分子量１３００）を２．５％ｏｗ
ｆ、および酢酸０．４ｇ／ｌ、硝酸ナトリウム２５ｇ／
ｌ、イソフタル酸ジメチル１５ｇ／ｌを添加して浴比
１：３０で１７０℃、９０分間染色した。

【００４５】染色後、上記織物を実施例１と同じ処方で
８０℃、２０分間還元洗浄し、繊維表面に付着している
カチオン染料を除去した。還元洗浄後、十分水洗して乾
燥、キュアリングを行ない、耐光変色度ΔE*を評価し
た。結果を表２に示す。

【００４６】

【実施例６】実施例５において、使用したカチオン染料
の種類を表２の如く変え、カチオン型銅含有フタロシア
ニンの添加量を０．４％ｏｗｆとした以外は実施例５と
同様に実施した。結果を表２に示す。

【００４７】

【実施例７】実施例５において、染浴に紫外線吸収剤
（住友化学工業製Ｓｕｍｉｓｏｒｂ３００）を５％ｏｗ
ｆ添加した以外は実施例５と同様に実施した。結果を表
２に示す。

【００４８】

【実施例８】実施例６において、染浴に紫外線吸収剤
（住友化学工業製Ｓｕｍｉｓｏｒｂ３００）を５％ｏｗ
ｆ添加した以外は実施例６と同様に実施した。結果を表
２に示す。

【００４９】

【比較例５〜６】実施例５および６において、カチオン
型銅含有フタロシアニンを使用しなかった以外は各々実
施例５および６と同様に実施した。結果を表２に示す。

【００５０】

【表２】

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、濃色かつ鮮明に染色さ
れ、しかも耐光堅牢度が飛躍的に改良された合成繊維が
得られるので、屋外でのスポーツテキスタイル分野など
への合成繊維の適用が可能となる

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−21486（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−99467（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−40365（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−194088（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−152081（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−282484（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−37885（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D06P 3/52 D06P 3/24

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 色素母体の分子量が２５０〜６００であ
   るカチオン染料の１種以上を用いて染色されたカチオン
   染料可染性合成繊維であって、該合成繊維は、下記構造
   を有し、かつ色素母体の分子量が１０００以上のカチオ
   ン型遷移金属含有フタロシアニンを繊維重量に対して
   ０．０１％以上含有していることを特徴とするカチオン
   染料可染性合成繊維。 【化１】 （Ｍは遷移金属で銅、ニッケル、鉄、クロムを示す。Ｒ
   はオニウム残基を示し、Ｒの置換個数は１〜４であ
   る。）
2. 【請求項２】 遷移金属が銅である請求項１記載のカチ
   オン染料可染性合成繊維。
3. 【請求項３】 合成繊維が共重合ポリエステル繊維であ
   る請求項１または２記載のカチオン染料可染性合成繊
   維。
4. 【請求項４】 合成繊維がメタ型アラミド繊維である請
   求項１または２記載のカチオン染料可染性合成繊維。