光干渉繊維用複合紡糸口金、およびこれによって得られる光干渉繊維
【課題】人間が視認できる発色の違いが生じ難い高品質の光干渉繊維と、この繊維を高い加工精度と組立精度とを要することなく製造でき、かつ長期間の使用に耐える光干渉繊維用複合紡糸口金を提供する。
【解決手段】光干渉繊維を紡出する複合紡糸口金のスリット状吐出孔において、前記スリット孔の長辺側孔壁に特定形状を有する絞り部を形成した口金を使用して、光の屈折率が異なる２種の高分子重合体からなる交互積層体を含み、かつ団子状の異形断面を有する光干渉繊維を得る。
【解決手段】光干渉繊維を紡出する複合紡糸口金のスリット状吐出孔において、前記スリット孔の長辺側孔壁に特定形状を有する絞り部を形成した口金を使用して、光の屈折率が異なる２種の高分子重合体からなる交互積層体を含み、かつ団子状の異形断面を有する光干渉繊維を得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維軸方向と平行して工学的屈折率の異なる少なくとも２種のポリマーを交互に積層した交互積層体が形成された光干渉繊維を溶融紡糸するための複合紡糸口金と、この複合紡糸口金によって紡出して得られる光干渉繊維に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自然光の反射、干渉作用によって可視光線領域の波長の色を発色する多層薄膜構造を有する光輝体として、例えば、基材の上に透明金属化合物を薄膜蒸着させた構造のものがある。
【０００３】
ところが、近年において、図６(a)および図６(b)に示すように屈折率の異なる２種の透明性を有する高分子重合体（高分子重合体Ａと高分子重合体Ｂ）からなる薄膜層ＦＡとＦＢとを交互に積層した薄膜多層状の交互積層体Ｌをフィラメント（単繊維）の内部に形成したものが製造されている。
【０００４】
しかしながら、異なる少なくとも２種類のポリマーからなる交互積層体が形成された前述の複合繊維を設計どおりの積層厚さを常に安定して保持する繊維を溶融紡糸しようとすると問題が生じる。すなわち、交互積層体Ｌを構成する各薄膜層ＦＡとＦＢの厚みを狙い通りの寸法で形成するためには、複雑な構造の複合紡糸口金を加工精度良く製作されたものが要求されるが、従来の光干渉繊維用紡糸口金は、このような要求に十分に応えられないという問題である。
【０００５】
この問題に対して、例えば、交互積層体Ｌを狙い通りに形成することができ、これによって、波長の揃った反射光による優れた光干渉効果を発現する光学干渉性複合高分子繊維を製造することができる溶融紡糸用口金が、特許文献１（特開平１１−１８１８号公報）、あるいは特許文献２（特開２００５−１６３２１５号公報）等に提案されている。
【０００６】
ところが、その内部に交互積層体が形成された光干渉繊維は、積層厚みが数ｎｍ違うだけで人間が視認できるほどの色の違いを呈する。このような理由から、前記特許文献１および特許文献２などで提案された複合紡糸口金を使用して、布帛や光輝材の用途として光干渉繊維を大量生産すると、人間が視認できるほどの色の違いを呈する品質が劣った製品が製造されるということがしばしば起こる。
【０００７】
この問題は、光干渉繊維の内部に形成される交互積層体Ｌの各層の積層厚さを数ｎｍ単位で精密に制御できる複合紡糸口金を高い加工精度と組立精度で製作することによってある程度解消することができる。しかしながら、この従来の複合紡糸口金は、本質的に複合紡糸口金の加工精度や組立精度に頼っているために、複合紡糸口金を精密かつ歩留まりよく加工することが前提となる。
【０００８】
ところが、複合紡糸口金を精密に加工するためには、精密加工に要するコストと共に加工に要する時間も増大するという問題がある。しかも、このようにして精密加工した複合紡糸口金であっても、長時間に渡って溶融紡糸を繰返し続行すると、長期使用に伴う口金の磨耗や微小な変形などが生じる。
【０００９】
そうすると、前述のように交互積層体Ｌの各層の積層厚さを数ｎｍ単位で精密に制御することができなくなって、新しく製作した複合紡糸口金と短周期で交換することが必要になる。当然のことながら、このような事態を招くと、光干渉繊維の製造コストが更に増大することになる。また、口金劣化に伴って悪化する光干渉繊維の品質管理や口金劣化の検出検査を強化しなければ、品質が劣った光干渉繊維を製造して市場に供給されてしまうという事態を招く。
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−１８１８号公報
【特許文献２】特開２００５−１６３２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
以上に述べた従来技術が有する問題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、「高度な精密加工が必要とされず、それ故に加工コストを低減できる複合紡糸口金を使用して長期間に渡って溶融紡糸を実施しても、安定した発色を呈する品質に優れた光干渉繊維を溶融紡糸できる複合紡糸口金と、これによって製造される光干渉繊維を提供する」ことにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
ここに、前記課題を解決するために、下記(1)〜(4)に記載の本発明が提供される。
(1) 光の屈折率が異なる少なくとも２種の高分子重合体からなる各薄膜の層面が繊維軸方向に平行に交互積層された交互積層体を含む光干渉性繊維を溶融紡糸する、スリット形状を有するポリマー吐出孔が穿設された複合紡糸口金であって、
前記ポリマー吐出孔が、前記交互積層体を形成するポリマー流の層面が前記スリット状吐出孔の長辺側孔壁面に沿って平行となるように前記複合紡糸口金に穿設され、かつ前記長辺側孔壁に縊れ部を形成した光干渉繊維用複合紡糸口金。
(2) 前記ポリマー吐出孔に設ける縊れ部がスリット状であり、該スリット状の任意の縊れ部のスリット幅Ｗ１とスリット長Ｌ１、および該任意の縊れ部を間に挟んでその両端部に形成された各非縊れ部の何れか短い方のスリット幅Ｗ２とスリット長Ｌ２とが、「１．５≦Ｗ２／Ｗ１≦２．５」および「０．３８≦Ｌ２／Ｌ１≦２．４」という条件式を同時に満足する(1)に記載の光干渉繊維用複合紡糸口金。
(3) 前記吐出孔の長辺側吐出孔壁に形成するスリット状縊れ部の数が１〜６である(1)または(2)に記載の光干渉繊維用複合紡糸口金。
(4) (1)〜(3)の何れかに記載の光干渉繊維用複合紡糸口金によって溶融紡糸して得た光干渉繊維。
【発明の効果】
【００１３】
このように、本発明の溶融紡糸口金により反射率差の低減を極力抑えた状態で従来の光干渉繊維よりも広い範囲の波長帯の光を反射することのできる光学干渉機能を有するマルチフィラメントヤーンの溶融紡糸が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
本発明の光干渉繊維用紡糸口金では、光の屈折率が互に異なる少なくとも２種のポリマーＡとＢとからなる交互積層体をその積層面が繊維軸に沿って平行となるように形成された光干渉繊維を紡糸する。このようにして紡糸された光干渉繊維は、図１に示すような団子状の異形断面を有している。なお、図１に模式的に示した断面図は、繊維軸方向（繊維の長手方向）に対して直角に切断した図である。
【００１５】
図１に示したように、本発明に係る光干渉繊維Ｙには、前記ポリマーＡとＢによってそれぞれ交互に積層された薄膜層によって形成された交互積層体Ｌを含んでいる。なお、図１には交互積層体Ｌの周囲が保護ポリマー層ＦＣによって囲繞された実施形態例を示したが、保護ポリマー層ＦＣは必須である必要は無く、この保護ポリマー層ＦＣは省略される場合もある。
【００１６】
本発明の光干渉繊維Ｙにおいては、その偏平断面の長軸長さＷと該長軸に直交する短軸長さＴの比Ｗ／Ｔで表される偏平度が２．０〜１５．０の範囲にあることが好ましく、３．０以上、さらには４．０以上と大きい方がより好ましい。なお、交互積層体Ｌを囲繞する保護ポリマー層ＦＣが省略される場合には、Ｗ／Ｔは交互積層体Ｌの部分のみの扁平率となる。
【００１７】
このような偏平率の上限については、その値が１５．０を超えると、極めて大きな扁平率を有する光干渉繊維Ｙを安定して溶融紡糸するこが困難となり、過度に薄平な形状であるために、この偏平断面を保ち難くなり、一部が断面内で折れ曲がる等の問題も出てくる。この点から、扱いやすい偏平率は高々１５．０であり、特に１０．０以下が好ましい。
【００１８】
また、本発明に係る光干渉繊維Ｙに形成する交互積層体Ｌの積層数は、光学干渉理論によれば、各層の厚みが全て基準の厚さに等しいときには、高々１０層もあれば得られる干渉光量は飽和状態に達する。したがって、それ以上積層数を増やすことはフィラメントＹを成形する溶融紡糸工程を複雑困難にするだけとなってしまう。
【００１９】
ところが、偏平率を２．０以上とすると、各積層単位のポリマーの厚みにゆらぎが生じやすくなり、積層数を１５以上にしないと、干渉光量が不十分な場合が生じる。また、図１に例示したような本発明に係る異形断面を有する光干渉繊維Ｙの場合には、干渉光が不十分になり易い。したがって、交互積層体Ｌの積層数は１５以上が好ましい。さらに、偏平率を３．０、４．０と大きくすればするほど、積層数は多い方が好ましく、このような場合には、２０層以上、２５層以上がより好ましい。
【００２０】
このように、積層数は多い方が各層の厚みのゆらぎを補償して干渉性を高めることができる。しかしながら、その製造技術の難しさ、特に複合紡糸口金の構造の複雑さ、溶融ポリマー流のコントロールの難しさから、扱いやすいのは１００層までである。それを超えると、また積層の厚みのゆらぎ幅が広がり、積層数を増すことによって得られる効果が得られにくくなる。したがって、実用的な観点から積層数は、１２０層以下とするのが好ましい。
【００２１】
以上に述べた本発明の光干渉繊維Ｙにおいて、高屈折率側のポリマーをＡ成分、低屈折率側のポリマーをＢ成分とすれば、前述の交互積層体Ｌを構成する各ポリマーとして、下記(1)〜(5)のような組み合わせを例示することができる。
【００２２】
(1) Ａ成分：スルホン酸金属塩基を有する二塩基酸成分が全二塩基酸成分当たり０．３〜１０モル％共重合しているポリエチレンテレフタレート、Ｂ成分：酸価が３以上を有するポリメチルメタクリレート。
(2) Ａ成分：スルホン酸金属塩を有する二塩基酸成分を、ポリエステルを形成している全二塩基酸成分あたり０．３〜５モル％共重合しているポリエチレンナフタレート、Ｂ成分：脂肪族ポリアミド。
(3) Ａ成分：側鎖にアルキル基を少なくとも１個有する二塩基酸成分および／またはグリコール成分を共重合成分とし、該共重合成分を全繰り返し単位当たり５〜３０モル％共重合している共重合芳香族ポリエステル、Ｂ成分：ポリメチルメタクリレート。
(4) Ａ成分：４，４’−ヒドロキシジフェニル−２，２−プロパンを二価フェノール成分とするポリカーボネート、Ｂ成分：ポリメチルメタクリレート。
(5) Ａ成分：ポリエチレンテレフタレートと、Ｂ成分：脂肪族ポリアミド。
【００２３】
次に、以上に述べたような交互積層体Ｌをその内部に含んだ光学干渉機能を有する光干渉繊維Ｙの製造方法について以下に図２および図３を参照しながら簡単に説明する。
図２は、前記光干渉繊維Ｙを溶融紡糸するための光干渉繊維用複合紡糸口金（以下、単に“口金”ともいう）の立断面図である。本発明に係る光干渉繊維Ｙは、この図２および図３に記載した口金、特開平１１−１８１８号公報あるいは特開平１１−１２４７４８号公報などに提案されている口金を使用することによって得ることができる。
【００２４】
図２において、複合紡糸口金は、各々円板状の上部分配板９、下部分配板１０、上口金６、中口金７、下口金８を含み、それらがボルト１２で一体的に締めつけられている。また、図３は、図２に例示した上口金６を上部から見た断面図である。この図３に例示したように、ノズルプレート１、１’は、互いに対をなして、１２対が放射状に設置されている。このように、図示した実施形態例では、ノズルプレート１、１’が１２対設けられており、これによって、一つの口金から１２本の光干渉繊維（マルチフィラメント糸）Ｙを同時に溶融紡糸できることを示している。
【００２５】
なお、図３において、前記ノズルプレート１、１’対の一方のノズルプレート１には溶融ポリマーＡが、他方のノズルプレート１’には溶融ポリマーＢが供給される。また、これらノズルプレート１、１’は、２種の溶融ポリマーＡとＢとを交互に積層するために、積層数に応じて開口群２、２’が紙面と直交する方向に設けられており、これら開口群２と２’は、図示したように、互いに対向しつつ、対向する各開口はそれぞれ同数ずつ対を形成して互い違いの配置となるように交互に配列されている。
【００２６】
次に、図２に例示したように、上部分配板９と下部分配板１０には、前記ノズルプレート１、１’対と同数の流路３、３’が、これらの上部分配板９および下部分配板１０を貫通して設けられている。このようにして、溶融ポリマーＡとＢとが、ノズルプレート１、１’において合流して交互に積層された交互積層流が形成される。
【００２７】
その際、前述の交互積層流を構成するポリマー各層の厚みを徐々に薄くするために、中口金７のポリマー流路がテーパー状に下流に向かって狭くなった“漏斗状流路部４”が前記ノズルプレート１、１’対と同数配置されている。また、下口金８には、吐出口１１がそれぞれの漏斗状流路部４に対応して設けられている。
【００２８】
このようにして、一方の溶融ポリマーＡは、上部分配板９および下部分配板１０を貫通して設けられた流路３を経て各ノズルプレート１へ分配され、同様に他方のポリマーＢも流路３’を経て各ノズルプレート１’へ分配される。そして、分配されたポリマーＡおよびＢは、ノズルプレート１、１’において互いに合流し、交互に積層された交互積層流となった状態で吐出される。
【００２９】
さらに、交互積層流となった合流ポリマーは、漏斗状流路部４を進む間に各層の厚みが徐々に薄くなり、最終的にスリット状に形成されたポリマー吐出孔１１から吐出される。その際、吐出孔１１は、図４に模式的に例示したように、例えば０．１３ｍｍ（長辺）×２．５ｍｍ（短辺）のスリット孔形状を有している。
【００３０】
また、図示したように、このスリット状吐出孔１１の長辺側孔壁には、３箇所に縊れ部（ネック部）１１Ｙが形成されている。なお、この長辺側孔壁に形成された縊れ部１１Ｙの数は１〜６であることが好ましい。何故ならば、縊れ部１１Ｙが形成されていない従来の偏平断面（図６参照）では、光干渉繊維Ｙを大量生産した際に、各ロット間あるいはロット内での発色のバラツキが大きくなるからである。したがって、少なくとも１個の縊れ部１１Ｙが形成されている必要がある。また、縊れ部１１Ｙの数が６箇所を超えると製糸性が悪くなり、安定して本発明のマルチフィラメントヤーンを製造することができない。
【００３１】
また、縊れ部１１Ｙが６箇所を超えると、最終的に得られる光干渉繊維Ｙの内部に形成する交互積層体Ｌの積層の乱れが大きくなり過ぎて、目的とする干渉光を得ることができない。その上、吐出孔１１の孔壁部に縊れ部１１Ｙを加工して形成するのに要するコストと加工時間が共に増大するのに対して、得られる効果がこれに比例して増加するわけではなく、費用対効果の点でメリットはない。
【００３２】
以上に述べたような縊れ部１１Ｙを形成した本発明のスリット状吐出孔１１では、当然のことながら、交互積層体Ｌを形成するポリマー流の層面が長辺側孔壁面と平行となるように前記複合紡糸口金に穿設されていることは言うまでもない。その上で、前記スリット状吐出孔１１の長辺側孔壁に孔流路を狭める縊れ部１１Ｙがスリット状に形成されていることが必要である。
【００３３】
ここで、前記ポリマー吐出孔（スリット状吐出孔）１１に設ける縊れ部１１Ｙがスリット状であることが好ましい。その際、任意の前記縊れ部１１Ｙに関して、そのスリット幅Ｗ１とスリット長Ｌ１と定義する。このとき、これら任意の縊れ部１１Ｙを間に挟んでその両端部に形成される２つの非縊れ部１１ｘについて、それぞれ短い方のスリット幅Ｗ２とスリット長Ｌ２と定義する。そうすると、本発明においては、前記Ｗ１、Ｌ１、Ｗ２及びＬ２の間に成立する関係が、「１．５≦Ｗ２／Ｗ１≦２．５」および「０．３８≦Ｌ２／Ｌ１≦２．４」という条件式を同時に満足することが好ましい。
【００３４】
何故ならば、Ｗ２／Ｗ１が１．５未満であると、光干渉繊維に形成する縊れが小さくなり過ぎて、交互積層体の積層状態が縊れ部１１Ｙを持たない場合と同じように微妙に崩されることがなく、縊れ部を設ける効果が小さくなるものと推定される。逆に、Ｗ２／Ｗ１が２．５を超えると、今度は交互積層体の積層状態が必要以上に乱されてしまい、所望の色合いを呈することが難しくなる。
【００３５】
更に、Ｌ２／Ｌ１が０．３８未満になると、光干渉繊維を製造したときに非縊れ部１１Ｘからの反射干渉光より縊れ部１１Ｙのからの反射干渉光の影響を強く受けて、期待する色合いの光干渉繊維を得ることが難しくなる。逆に、Ｌ２／Ｌ１が２．４を超える場合には、非縊れ部１１Ｘからの反射干渉光の影響が強くなりすぎて、特定のピーク波長からなる反射干渉光が観察され、図５を援用して後述するように、ブロードな反射干渉光を観察することが難しくなる。
【００３６】
このように本発明に係るスリット状吐出孔１１は、図４に例示したような縊れ部１１Ｙを有することを一大特徴とする。そして、このような形状を有する吐出孔１１によって、図１に模式的に例示したような異形断面を有する交互積層体Ｌが内部に形成された光干渉繊維Ｙを製造することができる。ただし、前記スリット状吐出孔１１において、非縊れ部１１Ｘの形状をスリット形状とすることに代えて、円孔または長円孔（楕円孔）としてもよい。
【００３７】
なお、ここで念のために付言しておくと、図１に図示した交互積層体Ｌを構成する各ポリマーの薄膜層の積層状態は、その積層面が吐出孔の長辺方向に沿った方向に形成されることを模式的に示した単なる模式説明図である。したがって、各薄膜層の実際の積層状態がこの図１のような状態になっているというわけではない。
【００３８】
以上に説明したように、図２〜図４に例示した実施例に係る複合紡糸口金に穿設されたポリマー吐出孔１１より吐出された交互積層体Ｌを含む光干渉繊維Ｙは、紡出後に冷却固化された後、引取ローラによって引き取り、一旦巻き取るか、あるいは巻取ることなく延伸工程へ供して最終的に図１に例示したような異形断面形状を有する光干渉性能を有すマルチフィラメントからなる糸条パッケージが巻き取られる。
【００３９】
このとき、紡出された糸条の引き取り速度は、通常の合成繊維の紡糸と同様に、１０００〜８０００ｍ／ｍｉｎの速度範囲で引き取ればよいが、低紡速の方が吐出孔から出たまだ溶融状態にあるポリマーが形成する交互積層体Ｌに無理な応力や歪がかからない。したがって、このような速度で形成された交互積層体Ｌには、ポリマーＡとポリマーＢとからなり、縊れ部の近辺である程度の揺らぎ（乱れ）はあるものの薄膜層が交互にきれいに積層された状態が確保される。
【００４０】
なお、本発明の光干渉繊維の製造方法においては、通常は、１０００〜１５００ｍ／ｍｉｎの速度範囲で紡糸引き取りし、続いてローラを介して延伸した後に巻き取るか、あるいは紡糸引き取りした未延伸糸を一旦巻き取り、別工程で延伸速度２００〜１０００ｍ／ｍｉｎの範囲で延伸するのが好ましい。
【００４１】
ただし、延伸時の延伸倍率は、重合体を繊維軸方向に配向させて複屈折率を高めるように、できるだけ大きく設定すればよい。しかしながら、製編織等の後工程の取り扱い性も考慮して、マルチフィラメント糸の伸度が１０〜５０％の範囲、好ましくは１５〜４０％の範囲となる倍率を選ぶことが好ましい。
【００４２】
以上に説明した複合紡糸口金を使用して製造した光干渉繊維Ｙは、図１に模式的に例示したような団子状異形断面を有しており、この光干渉繊維Ｙは、従来の複合紡糸口金から製造されたものとは異なって、極めて高い加工精度と組立精度で複合紡糸口金を製作しなくても安定した発色性が得られることを特徴とする。なお、このように極めて高い加工精度と組立精度で複合紡糸口金を製作しなくても安定した発色性が得られる理由については詳らかではない。
【００４３】
しかしながら、各層間で反射干渉する光屈折しながら入出射する交互積層体Ｌの光干渉面に、前述のように偏平断面の長軸方向に沿って縊れ部を１〜６箇所に形成すると、偏平断面の長軸方向に並行して配列する交互積層体の積層構造が縊れ部で部分的に微小に崩れる（乱れる）ことがその原因と推定される。
【００４４】
以下、図５を参照しながら、この点に関する本発明者等の意見を述べる。
従来、光干渉繊維は、図６に示すように交互積層体Ｌを構成する各薄膜層の配列ができるだけ乱れないようにきれいに揃えることに注力されていた。これに対して、本発明に係る光干渉性繊維では、図４に例示した縊れ部１１Ｙを形成したスリット状吐出孔１１から少なくとも内部に交互積層体流を含むポリマーを吐出することを特徴とする。
【００４５】
図５は、本願発明のように縊れ部１１Ｙが形成された吐出孔１１を用いて得られた光干渉繊維（図では“本発明”と記載）と、図６(b)に例示した従来の光干渉繊維（図では“従来品”と記載）とからそれぞれ反射光を受光し、受光した反射光を分光測色計を用いて分光分析した結果を示したグラフである。なお、このグラフでは、横軸に分光した各波長をとり、縦軸にこれら各波長を有する光の反射率（％）を採ったものである。
【００４６】
このグラフから明らかな通り、図６に例示した交互積層体の積層面が乱されずに綺麗に揃った従来品の光干渉繊維では、特定の波長（グラフでは６３０ｎｍ近辺）において反射率が鋭いピークとなるピーク反射率が観察される。これに対して、本発明の光干渉繊維では、特定波長に対するピーク反射率は観察されず、波長範囲が６００〜６５０ｎｍに渡たる高原台地状の反射率が観察される。
【００４７】
このような観察結果から、従来品では、交互積層体の積層面が乱されずに綺麗に揃えることが、交互積層体Ｌの積層状態を良好に維持して、常に特定波長（６３０ｎｍ近辺）においてピーク反射率を維持しなければならないことを意味する。何故ならば、ピーク反射率を示す波長がわずかであったとしてもずれると、背景技術欄で述べたように、人間が死人する色も異なってしまうからである。
【００４８】
このことは、従来の複合紡糸口金は、常に一定した特定波長においてピーク反射率を示すように口金の加工精度や組立精度を維持しなければならないことを意味している。これに対して、本発明の複合紡糸口金から得られる光干渉繊維では、鋭いピークを持たずに広い範囲に渡って反射率が滑かに変化するため、人が本発明の光干渉繊維の発色を視認した場合に、大きな違いが見出せないものと推定される。
【００４９】
したがって、本発明の光干渉繊維を得るためには、従来のように極めて高い加工精度と組立精度を有する複合紡糸口金を使用しなくても良い。しかも、本発明の光干渉繊維を大量生産したときでも、生産ロット内、あるいは生産ロット間において発色のバラツキを小さくできる。そのうえ、従来の複合紡糸口金と比較して、僅かな磨耗や変形によって発色性が大きく変化することがない。このため、結果的に従来品と比較して、口金寿命を延長することもできた。
【００５０】
しかしながら、従来の光干渉繊維と本発明の光干渉繊維とを比較すると、マルチフィラメントヤーンとしての分光率を測定したとき、波長４００〜７００ｎｍの範囲における分光反射率のピーク反射率値と波長３５０ｎｍにおける反射率値との差（以下、単に“反射率差”ともいう）が従来の光干渉繊維の方がピーク値を持つ分だけより大きくなる。ところが、この反射率差が７％未満の場合には、光干渉による発色が弱くなるので好ましくない。そこで、本発明の光干渉繊維といえども、前記反射率差が７％以上、好ましくは８％以上の範囲にあることが望ましい。
【００５１】
さらに付言すると、上記マルチフィラメントの分光反射率曲線において、ピーク反射率値から１％低い反射率における反射曲線の波長幅が５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下となるとき、本発明の効果が顕著に現れる。すなわち、この波長幅は、いわゆる半価幅などと類似の考え方による尺度で、波長値が小さいほど反射光の色はより純粋な混色が少ない色になり、波長幅が大きいほど多くの色の混色となる。
【００５２】
このような理由から、本発明の光干渉繊維では、大量生産した場合に、生産ロット間あるいは生産ロット内において、人が視認した場合の色バラツキを小さくするために、ピーク反射率値から１％低い反射率における反射曲線の波長幅が５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。
【実施例】
【００５３】
なお、実施例中に記載した各パラメータは下記のような方法で求めたものである。
（１）偏平率
顕微鏡により長軸方向の長さ／短軸方向の長さ（の比）を求めた。
（２）積層数
顕微鏡により各層を直接観察して求めた。
（３）反射率差（光干渉発色強度）
マクベス社製分光測色計Ｃｏｌｏｒ-Ｅｙｅ３１００を用い、黒板にマルチフィラメントヤーンを４０ターン／ｃｍのピッチで捲き付けたものを測色し、波長４００〜７００ｎｍの範囲における分光反射曲線のピーク反射率値から、波長３５０ｎｍにおける反射率値を差し引いた値を反射率差とした。これは発色の強さを表す。
（４）ピーク反射率-１％での反射波長幅
マクベス社製分光測色計（Ｃｏｌｏｒ-Ｅｙｅ３１００）を用い、黒板にマルチフィラメントヤーンを４０ターン／ｃｍのピッチで捲き付けたものを測色し、波長４００〜７００ｎｍの範囲における分光反射曲線のピーク反射率値から、１％だけ低い反射率値を示す波長の幅を測定した。
（５）伸度
東洋ボールドウィン社製引張り試験機（ＲＴＭ-３００ＴＥＮＳＩＬＯＮ）を用い、試長２０ｃｍ、引張り速度２００ｍｍ／分で行う。なお、バラツキを考慮してｎ＝５として測定して平均をとった。
（６）色のバラツキ
紡糸錘または捲取日、捲取時刻の異なる繊維１００本分をそれぞれ黒板に４０ターン／ｃｍのピッチで捲き付けたものを熟練者が目視判定し、発色バラツキが殆ど視認できない場合を○、１００本のうち５本以内で色差を視認できる場合を△、１００本のうち６本以上で色差を視認できる場合を×とした。
【００５４】
［実施例１］
交互積層体を形成させる屈折率が異なる２種のポリマーとして、Ａ成分ポリマーが、５−ナトリウムスルホイソフタル酸が０．９モル％共重合された、固有粘度０．５７のポリエチレンテレフタレート系ポリエステルと、Ｂ成分ポリマーが、固有粘度１．２０のナイロン６とを複合容積比４：１で２台のギヤポンプを使用してそれぞれ独立に溶融紡糸装置へ連続的に定量計量しながら供給した。
【００５５】
そして、図２〜図４に示した、スリット状吐出孔１１が１２個穿設された光干渉繊維用複合紡糸口金を使用して、図１に例示した断面形状を有する本発明に係る光干渉繊維を特開平１１−１８１８号公報、特開平１１−１２４７４８号公報などに記載された溶融紡糸方法に準拠して１２本のマルチフィラメントヤーンを紡出し、冷却風によって冷却固化させた。このとき、前記吐出孔１１は、全体形状が、０．１３ｍｍ（長辺）×２．５ｍｍ（短辺）とした長方形のスリット断面を有しており、さらに、交互積層体Ｌを構成する各層の積層面が平行となる長辺側吐出孔壁には、図４に例示したように、非縊れ部１１ｘを４等分するようにスリットの３箇所に縊れ部１１Ｙを形成した。
【００５６】
そして、このような３箇所に縊れ部１１Ｙを有する紡糸口金を用い、口金温度２８０℃、引取速度１０００ｍ／分で紡糸した。その際、前記吐出孔１１の非縊れ部と縊れ部の各スリット流路形状は、本例においては代表値として、「Ｗ２／Ｗ１＝１．８」および「Ｌ２／Ｌ１＝１．５」となるように設定した。
【００５７】
ついで、前記溶融紡糸において紡出したマルチフィラメントヤーンを、一旦巻き取ることなく引き続いて、延伸倍率：３．４倍、延伸温度（供給ローラの表面温度）：９０℃、セット温度：１８０℃（延伸ローラの表面温度）の条件下で直接延伸を行い、１２０デシテックス、１２フィラメントの図１に例示した異形断面を有する光干渉繊維Ｙを糸条パッケージとして巻き取った。得られたフィラメントＹの内部には交互積層体Ｌが形成されており、その断面形態は偏平率３．０の偏平形状であり、その積層数は３１層であった。なお、偏平積層部の外周に、共重合ポリエチレンテレフタレート系ポリエステルからなる非積層領域を設けた。このようにして得られた光学干渉機能を有するマルチフィラメントヤーンは、反射率差は１０％、ピーク反射率−１％での反射波長幅が５５ｎｍ、伸度が３０％であり、良好な発色強度を有すると共に、色のバラツキを視認できない良好な糸（○）であった。
【００５８】
［比較例１］
比較のため、前述の吐出孔１１の全体形状を０．１３ｍｍ（短辺）×２．１ｍｍ（長辺）とした矩形の縊れ部を設けないスリット孔とした以外は、実施例１と同じ条件に準拠して光学干渉機能を有するマルチフィラメントヤーンを得た。得られた、光干渉繊維の反射率差は１２％、ピーク反射率−１％での反射波長幅が３０ｎｍ、伸度が３０％となり、発色性は高いが、広い範囲の波長帯の光が反射できないため色バラつきが視認できる糸（×）であった。
【００５９】
［実施例２］
なお、その詳細説明は省略するが、実施例１と同様の製糸条件に準拠して、(1) 「Ｗ２／Ｗ１＝１．５」及び「Ｌ２／Ｌ１＝０．３８」というスリット状吐出孔を形成した口金、(2) 「Ｗ２／Ｗ１＝１．５」及び「Ｌ２／Ｌ１＝２．４」というスリット状吐出孔を形成した口金、(3) 「Ｗ２／Ｗ１＝２．５」及び「Ｌ２／Ｌ１＝０．３８」というスリット状吐出孔を形成した口金、(4) 「Ｗ２／Ｗ１＝２．５」及び「Ｌ２／Ｌ１＝２．４」というスリット状吐出孔を形成した口金をそれぞれ製作して溶融紡糸に供して、それぞれ光干渉繊維を得た。これらの４つの口金によって得られた光干渉繊維は、図５に例示した従来品（比較例１）のように単一のピーク波長からなる反射干渉光を持たず、何れもブロードな波長領域を有していた。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の光干渉繊維の繊維軸方向（繊維の長手方向）に対して直角に切断した断面図である。
【図２】本発明に係る光干渉繊維用複合紡糸口金の一実施形態を模式的に例示した立断面図である。
【図３】図２に例示した上口金を上部から見た模式断面図である。
【図４】本発明のスリット状吐出孔の形状を模式的に示した説明図である。
【図５】本発明に係る光干渉繊維と従来の光干渉繊維とからそれぞれ反射した光を分光測色計を用いて分光分析した結果を示した、分光波長と反射率との間の関係を示したグラフである。
【図６】交互積層体の積層面が乱されずに綺麗に揃った従来品の光干渉繊維を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１１：スリット状吐出孔
１１Ｘ：非縊れ部
１１Ｙ：縊れ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維軸方向と平行して工学的屈折率の異なる少なくとも２種のポリマーを交互に積層した交互積層体が形成された光干渉繊維を溶融紡糸するための複合紡糸口金と、この複合紡糸口金によって紡出して得られる光干渉繊維に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自然光の反射、干渉作用によって可視光線領域の波長の色を発色する多層薄膜構造を有する光輝体として、例えば、基材の上に透明金属化合物を薄膜蒸着させた構造のものがある。
【０００３】
ところが、近年において、図６(a)および図６(b)に示すように屈折率の異なる２種の透明性を有する高分子重合体（高分子重合体Ａと高分子重合体Ｂ）からなる薄膜層ＦＡとＦＢとを交互に積層した薄膜多層状の交互積層体Ｌをフィラメント（単繊維）の内部に形成したものが製造されている。
【０００４】
しかしながら、異なる少なくとも２種類のポリマーからなる交互積層体が形成された前述の複合繊維を設計どおりの積層厚さを常に安定して保持する繊維を溶融紡糸しようとすると問題が生じる。すなわち、交互積層体Ｌを構成する各薄膜層ＦＡとＦＢの厚みを狙い通りの寸法で形成するためには、複雑な構造の複合紡糸口金を加工精度良く製作されたものが要求されるが、従来の光干渉繊維用紡糸口金は、このような要求に十分に応えられないという問題である。
【０００５】
この問題に対して、例えば、交互積層体Ｌを狙い通りに形成することができ、これによって、波長の揃った反射光による優れた光干渉効果を発現する光学干渉性複合高分子繊維を製造することができる溶融紡糸用口金が、特許文献１（特開平１１−１８１８号公報）、あるいは特許文献２（特開２００５−１６３２１５号公報）等に提案されている。
【０００６】
ところが、その内部に交互積層体が形成された光干渉繊維は、積層厚みが数ｎｍ違うだけで人間が視認できるほどの色の違いを呈する。このような理由から、前記特許文献１および特許文献２などで提案された複合紡糸口金を使用して、布帛や光輝材の用途として光干渉繊維を大量生産すると、人間が視認できるほどの色の違いを呈する品質が劣った製品が製造されるということがしばしば起こる。
【０００７】
この問題は、光干渉繊維の内部に形成される交互積層体Ｌの各層の積層厚さを数ｎｍ単位で精密に制御できる複合紡糸口金を高い加工精度と組立精度で製作することによってある程度解消することができる。しかしながら、この従来の複合紡糸口金は、本質的に複合紡糸口金の加工精度や組立精度に頼っているために、複合紡糸口金を精密かつ歩留まりよく加工することが前提となる。
【０００８】
ところが、複合紡糸口金を精密に加工するためには、精密加工に要するコストと共に加工に要する時間も増大するという問題がある。しかも、このようにして精密加工した複合紡糸口金であっても、長時間に渡って溶融紡糸を繰返し続行すると、長期使用に伴う口金の磨耗や微小な変形などが生じる。
【０００９】
そうすると、前述のように交互積層体Ｌの各層の積層厚さを数ｎｍ単位で精密に制御することができなくなって、新しく製作した複合紡糸口金と短周期で交換することが必要になる。当然のことながら、このような事態を招くと、光干渉繊維の製造コストが更に増大することになる。また、口金劣化に伴って悪化する光干渉繊維の品質管理や口金劣化の検出検査を強化しなければ、品質が劣った光干渉繊維を製造して市場に供給されてしまうという事態を招く。
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−１８１８号公報
【特許文献２】特開２００５−１６３２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
以上に述べた従来技術が有する問題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、「高度な精密加工が必要とされず、それ故に加工コストを低減できる複合紡糸口金を使用して長期間に渡って溶融紡糸を実施しても、安定した発色を呈する品質に優れた光干渉繊維を溶融紡糸できる複合紡糸口金と、これによって製造される光干渉繊維を提供する」ことにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
ここに、前記課題を解決するために、下記(1)〜(4)に記載の本発明が提供される。
(1) 光の屈折率が異なる少なくとも２種の高分子重合体からなる各薄膜の層面が繊維軸方向に平行に交互積層された交互積層体を含む光干渉性繊維を溶融紡糸する、スリット形状を有するポリマー吐出孔が穿設された複合紡糸口金であって、
前記ポリマー吐出孔が、前記交互積層体を形成するポリマー流の層面が前記スリット状吐出孔の長辺側孔壁面に沿って平行となるように前記複合紡糸口金に穿設され、かつ前記長辺側孔壁に縊れ部を形成した光干渉繊維用複合紡糸口金。
(2) 前記ポリマー吐出孔に設ける縊れ部がスリット状であり、該スリット状の任意の縊れ部のスリット幅Ｗ１とスリット長Ｌ１、および該任意の縊れ部を間に挟んでその両端部に形成された各非縊れ部の何れか短い方のスリット幅Ｗ２とスリット長Ｌ２とが、「１．５≦Ｗ２／Ｗ１≦２．５」および「０．３８≦Ｌ２／Ｌ１≦２．４」という条件式を同時に満足する(1)に記載の光干渉繊維用複合紡糸口金。
(3) 前記吐出孔の長辺側吐出孔壁に形成するスリット状縊れ部の数が１〜６である(1)または(2)に記載の光干渉繊維用複合紡糸口金。
(4) (1)〜(3)の何れかに記載の光干渉繊維用複合紡糸口金によって溶融紡糸して得た光干渉繊維。
【発明の効果】
【００１３】
このように、本発明の溶融紡糸口金により反射率差の低減を極力抑えた状態で従来の光干渉繊維よりも広い範囲の波長帯の光を反射することのできる光学干渉機能を有するマルチフィラメントヤーンの溶融紡糸が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
本発明の光干渉繊維用紡糸口金では、光の屈折率が互に異なる少なくとも２種のポリマーＡとＢとからなる交互積層体をその積層面が繊維軸に沿って平行となるように形成された光干渉繊維を紡糸する。このようにして紡糸された光干渉繊維は、図１に示すような団子状の異形断面を有している。なお、図１に模式的に示した断面図は、繊維軸方向（繊維の長手方向）に対して直角に切断した図である。
【００１５】
図１に示したように、本発明に係る光干渉繊維Ｙには、前記ポリマーＡとＢによってそれぞれ交互に積層された薄膜層によって形成された交互積層体Ｌを含んでいる。なお、図１には交互積層体Ｌの周囲が保護ポリマー層ＦＣによって囲繞された実施形態例を示したが、保護ポリマー層ＦＣは必須である必要は無く、この保護ポリマー層ＦＣは省略される場合もある。
【００１６】
本発明の光干渉繊維Ｙにおいては、その偏平断面の長軸長さＷと該長軸に直交する短軸長さＴの比Ｗ／Ｔで表される偏平度が２．０〜１５．０の範囲にあることが好ましく、３．０以上、さらには４．０以上と大きい方がより好ましい。なお、交互積層体Ｌを囲繞する保護ポリマー層ＦＣが省略される場合には、Ｗ／Ｔは交互積層体Ｌの部分のみの扁平率となる。
【００１７】
このような偏平率の上限については、その値が１５．０を超えると、極めて大きな扁平率を有する光干渉繊維Ｙを安定して溶融紡糸するこが困難となり、過度に薄平な形状であるために、この偏平断面を保ち難くなり、一部が断面内で折れ曲がる等の問題も出てくる。この点から、扱いやすい偏平率は高々１５．０であり、特に１０．０以下が好ましい。
【００１８】
また、本発明に係る光干渉繊維Ｙに形成する交互積層体Ｌの積層数は、光学干渉理論によれば、各層の厚みが全て基準の厚さに等しいときには、高々１０層もあれば得られる干渉光量は飽和状態に達する。したがって、それ以上積層数を増やすことはフィラメントＹを成形する溶融紡糸工程を複雑困難にするだけとなってしまう。
【００１９】
ところが、偏平率を２．０以上とすると、各積層単位のポリマーの厚みにゆらぎが生じやすくなり、積層数を１５以上にしないと、干渉光量が不十分な場合が生じる。また、図１に例示したような本発明に係る異形断面を有する光干渉繊維Ｙの場合には、干渉光が不十分になり易い。したがって、交互積層体Ｌの積層数は１５以上が好ましい。さらに、偏平率を３．０、４．０と大きくすればするほど、積層数は多い方が好ましく、このような場合には、２０層以上、２５層以上がより好ましい。
【００２０】
このように、積層数は多い方が各層の厚みのゆらぎを補償して干渉性を高めることができる。しかしながら、その製造技術の難しさ、特に複合紡糸口金の構造の複雑さ、溶融ポリマー流のコントロールの難しさから、扱いやすいのは１００層までである。それを超えると、また積層の厚みのゆらぎ幅が広がり、積層数を増すことによって得られる効果が得られにくくなる。したがって、実用的な観点から積層数は、１２０層以下とするのが好ましい。
【００２１】
以上に述べた本発明の光干渉繊維Ｙにおいて、高屈折率側のポリマーをＡ成分、低屈折率側のポリマーをＢ成分とすれば、前述の交互積層体Ｌを構成する各ポリマーとして、下記(1)〜(5)のような組み合わせを例示することができる。
【００２２】
(1) Ａ成分：スルホン酸金属塩基を有する二塩基酸成分が全二塩基酸成分当たり０．３〜１０モル％共重合しているポリエチレンテレフタレート、Ｂ成分：酸価が３以上を有するポリメチルメタクリレート。
(2) Ａ成分：スルホン酸金属塩を有する二塩基酸成分を、ポリエステルを形成している全二塩基酸成分あたり０．３〜５モル％共重合しているポリエチレンナフタレート、Ｂ成分：脂肪族ポリアミド。
(3) Ａ成分：側鎖にアルキル基を少なくとも１個有する二塩基酸成分および／またはグリコール成分を共重合成分とし、該共重合成分を全繰り返し単位当たり５〜３０モル％共重合している共重合芳香族ポリエステル、Ｂ成分：ポリメチルメタクリレート。
(4) Ａ成分：４，４’−ヒドロキシジフェニル−２，２−プロパンを二価フェノール成分とするポリカーボネート、Ｂ成分：ポリメチルメタクリレート。
(5) Ａ成分：ポリエチレンテレフタレートと、Ｂ成分：脂肪族ポリアミド。
【００２３】
次に、以上に述べたような交互積層体Ｌをその内部に含んだ光学干渉機能を有する光干渉繊維Ｙの製造方法について以下に図２および図３を参照しながら簡単に説明する。
図２は、前記光干渉繊維Ｙを溶融紡糸するための光干渉繊維用複合紡糸口金（以下、単に“口金”ともいう）の立断面図である。本発明に係る光干渉繊維Ｙは、この図２および図３に記載した口金、特開平１１−１８１８号公報あるいは特開平１１−１２４７４８号公報などに提案されている口金を使用することによって得ることができる。
【００２４】
図２において、複合紡糸口金は、各々円板状の上部分配板９、下部分配板１０、上口金６、中口金７、下口金８を含み、それらがボルト１２で一体的に締めつけられている。また、図３は、図２に例示した上口金６を上部から見た断面図である。この図３に例示したように、ノズルプレート１、１’は、互いに対をなして、１２対が放射状に設置されている。このように、図示した実施形態例では、ノズルプレート１、１’が１２対設けられており、これによって、一つの口金から１２本の光干渉繊維（マルチフィラメント糸）Ｙを同時に溶融紡糸できることを示している。
【００２５】
なお、図３において、前記ノズルプレート１、１’対の一方のノズルプレート１には溶融ポリマーＡが、他方のノズルプレート１’には溶融ポリマーＢが供給される。また、これらノズルプレート１、１’は、２種の溶融ポリマーＡとＢとを交互に積層するために、積層数に応じて開口群２、２’が紙面と直交する方向に設けられており、これら開口群２と２’は、図示したように、互いに対向しつつ、対向する各開口はそれぞれ同数ずつ対を形成して互い違いの配置となるように交互に配列されている。
【００２６】
次に、図２に例示したように、上部分配板９と下部分配板１０には、前記ノズルプレート１、１’対と同数の流路３、３’が、これらの上部分配板９および下部分配板１０を貫通して設けられている。このようにして、溶融ポリマーＡとＢとが、ノズルプレート１、１’において合流して交互に積層された交互積層流が形成される。
【００２７】
その際、前述の交互積層流を構成するポリマー各層の厚みを徐々に薄くするために、中口金７のポリマー流路がテーパー状に下流に向かって狭くなった“漏斗状流路部４”が前記ノズルプレート１、１’対と同数配置されている。また、下口金８には、吐出口１１がそれぞれの漏斗状流路部４に対応して設けられている。
【００２８】
このようにして、一方の溶融ポリマーＡは、上部分配板９および下部分配板１０を貫通して設けられた流路３を経て各ノズルプレート１へ分配され、同様に他方のポリマーＢも流路３’を経て各ノズルプレート１’へ分配される。そして、分配されたポリマーＡおよびＢは、ノズルプレート１、１’において互いに合流し、交互に積層された交互積層流となった状態で吐出される。
【００２９】
さらに、交互積層流となった合流ポリマーは、漏斗状流路部４を進む間に各層の厚みが徐々に薄くなり、最終的にスリット状に形成されたポリマー吐出孔１１から吐出される。その際、吐出孔１１は、図４に模式的に例示したように、例えば０．１３ｍｍ（長辺）×２．５ｍｍ（短辺）のスリット孔形状を有している。
【００３０】
また、図示したように、このスリット状吐出孔１１の長辺側孔壁には、３箇所に縊れ部（ネック部）１１Ｙが形成されている。なお、この長辺側孔壁に形成された縊れ部１１Ｙの数は１〜６であることが好ましい。何故ならば、縊れ部１１Ｙが形成されていない従来の偏平断面（図６参照）では、光干渉繊維Ｙを大量生産した際に、各ロット間あるいはロット内での発色のバラツキが大きくなるからである。したがって、少なくとも１個の縊れ部１１Ｙが形成されている必要がある。また、縊れ部１１Ｙの数が６箇所を超えると製糸性が悪くなり、安定して本発明のマルチフィラメントヤーンを製造することができない。
【００３１】
また、縊れ部１１Ｙが６箇所を超えると、最終的に得られる光干渉繊維Ｙの内部に形成する交互積層体Ｌの積層の乱れが大きくなり過ぎて、目的とする干渉光を得ることができない。その上、吐出孔１１の孔壁部に縊れ部１１Ｙを加工して形成するのに要するコストと加工時間が共に増大するのに対して、得られる効果がこれに比例して増加するわけではなく、費用対効果の点でメリットはない。
【００３２】
以上に述べたような縊れ部１１Ｙを形成した本発明のスリット状吐出孔１１では、当然のことながら、交互積層体Ｌを形成するポリマー流の層面が長辺側孔壁面と平行となるように前記複合紡糸口金に穿設されていることは言うまでもない。その上で、前記スリット状吐出孔１１の長辺側孔壁に孔流路を狭める縊れ部１１Ｙがスリット状に形成されていることが必要である。
【００３３】
ここで、前記ポリマー吐出孔（スリット状吐出孔）１１に設ける縊れ部１１Ｙがスリット状であることが好ましい。その際、任意の前記縊れ部１１Ｙに関して、そのスリット幅Ｗ１とスリット長Ｌ１と定義する。このとき、これら任意の縊れ部１１Ｙを間に挟んでその両端部に形成される２つの非縊れ部１１ｘについて、それぞれ短い方のスリット幅Ｗ２とスリット長Ｌ２と定義する。そうすると、本発明においては、前記Ｗ１、Ｌ１、Ｗ２及びＬ２の間に成立する関係が、「１．５≦Ｗ２／Ｗ１≦２．５」および「０．３８≦Ｌ２／Ｌ１≦２．４」という条件式を同時に満足することが好ましい。
【００３４】
何故ならば、Ｗ２／Ｗ１が１．５未満であると、光干渉繊維に形成する縊れが小さくなり過ぎて、交互積層体の積層状態が縊れ部１１Ｙを持たない場合と同じように微妙に崩されることがなく、縊れ部を設ける効果が小さくなるものと推定される。逆に、Ｗ２／Ｗ１が２．５を超えると、今度は交互積層体の積層状態が必要以上に乱されてしまい、所望の色合いを呈することが難しくなる。
【００３５】
更に、Ｌ２／Ｌ１が０．３８未満になると、光干渉繊維を製造したときに非縊れ部１１Ｘからの反射干渉光より縊れ部１１Ｙのからの反射干渉光の影響を強く受けて、期待する色合いの光干渉繊維を得ることが難しくなる。逆に、Ｌ２／Ｌ１が２．４を超える場合には、非縊れ部１１Ｘからの反射干渉光の影響が強くなりすぎて、特定のピーク波長からなる反射干渉光が観察され、図５を援用して後述するように、ブロードな反射干渉光を観察することが難しくなる。
【００３６】
このように本発明に係るスリット状吐出孔１１は、図４に例示したような縊れ部１１Ｙを有することを一大特徴とする。そして、このような形状を有する吐出孔１１によって、図１に模式的に例示したような異形断面を有する交互積層体Ｌが内部に形成された光干渉繊維Ｙを製造することができる。ただし、前記スリット状吐出孔１１において、非縊れ部１１Ｘの形状をスリット形状とすることに代えて、円孔または長円孔（楕円孔）としてもよい。
【００３７】
なお、ここで念のために付言しておくと、図１に図示した交互積層体Ｌを構成する各ポリマーの薄膜層の積層状態は、その積層面が吐出孔の長辺方向に沿った方向に形成されることを模式的に示した単なる模式説明図である。したがって、各薄膜層の実際の積層状態がこの図１のような状態になっているというわけではない。
【００３８】
以上に説明したように、図２〜図４に例示した実施例に係る複合紡糸口金に穿設されたポリマー吐出孔１１より吐出された交互積層体Ｌを含む光干渉繊維Ｙは、紡出後に冷却固化された後、引取ローラによって引き取り、一旦巻き取るか、あるいは巻取ることなく延伸工程へ供して最終的に図１に例示したような異形断面形状を有する光干渉性能を有すマルチフィラメントからなる糸条パッケージが巻き取られる。
【００３９】
このとき、紡出された糸条の引き取り速度は、通常の合成繊維の紡糸と同様に、１０００〜８０００ｍ／ｍｉｎの速度範囲で引き取ればよいが、低紡速の方が吐出孔から出たまだ溶融状態にあるポリマーが形成する交互積層体Ｌに無理な応力や歪がかからない。したがって、このような速度で形成された交互積層体Ｌには、ポリマーＡとポリマーＢとからなり、縊れ部の近辺である程度の揺らぎ（乱れ）はあるものの薄膜層が交互にきれいに積層された状態が確保される。
【００４０】
なお、本発明の光干渉繊維の製造方法においては、通常は、１０００〜１５００ｍ／ｍｉｎの速度範囲で紡糸引き取りし、続いてローラを介して延伸した後に巻き取るか、あるいは紡糸引き取りした未延伸糸を一旦巻き取り、別工程で延伸速度２００〜１０００ｍ／ｍｉｎの範囲で延伸するのが好ましい。
【００４１】
ただし、延伸時の延伸倍率は、重合体を繊維軸方向に配向させて複屈折率を高めるように、できるだけ大きく設定すればよい。しかしながら、製編織等の後工程の取り扱い性も考慮して、マルチフィラメント糸の伸度が１０〜５０％の範囲、好ましくは１５〜４０％の範囲となる倍率を選ぶことが好ましい。
【００４２】
以上に説明した複合紡糸口金を使用して製造した光干渉繊維Ｙは、図１に模式的に例示したような団子状異形断面を有しており、この光干渉繊維Ｙは、従来の複合紡糸口金から製造されたものとは異なって、極めて高い加工精度と組立精度で複合紡糸口金を製作しなくても安定した発色性が得られることを特徴とする。なお、このように極めて高い加工精度と組立精度で複合紡糸口金を製作しなくても安定した発色性が得られる理由については詳らかではない。
【００４３】
しかしながら、各層間で反射干渉する光屈折しながら入出射する交互積層体Ｌの光干渉面に、前述のように偏平断面の長軸方向に沿って縊れ部を１〜６箇所に形成すると、偏平断面の長軸方向に並行して配列する交互積層体の積層構造が縊れ部で部分的に微小に崩れる（乱れる）ことがその原因と推定される。
【００４４】
以下、図５を参照しながら、この点に関する本発明者等の意見を述べる。
従来、光干渉繊維は、図６に示すように交互積層体Ｌを構成する各薄膜層の配列ができるだけ乱れないようにきれいに揃えることに注力されていた。これに対して、本発明に係る光干渉性繊維では、図４に例示した縊れ部１１Ｙを形成したスリット状吐出孔１１から少なくとも内部に交互積層体流を含むポリマーを吐出することを特徴とする。
【００４５】
図５は、本願発明のように縊れ部１１Ｙが形成された吐出孔１１を用いて得られた光干渉繊維（図では“本発明”と記載）と、図６(b)に例示した従来の光干渉繊維（図では“従来品”と記載）とからそれぞれ反射光を受光し、受光した反射光を分光測色計を用いて分光分析した結果を示したグラフである。なお、このグラフでは、横軸に分光した各波長をとり、縦軸にこれら各波長を有する光の反射率（％）を採ったものである。
【００４６】
このグラフから明らかな通り、図６に例示した交互積層体の積層面が乱されずに綺麗に揃った従来品の光干渉繊維では、特定の波長（グラフでは６３０ｎｍ近辺）において反射率が鋭いピークとなるピーク反射率が観察される。これに対して、本発明の光干渉繊維では、特定波長に対するピーク反射率は観察されず、波長範囲が６００〜６５０ｎｍに渡たる高原台地状の反射率が観察される。
【００４７】
このような観察結果から、従来品では、交互積層体の積層面が乱されずに綺麗に揃えることが、交互積層体Ｌの積層状態を良好に維持して、常に特定波長（６３０ｎｍ近辺）においてピーク反射率を維持しなければならないことを意味する。何故ならば、ピーク反射率を示す波長がわずかであったとしてもずれると、背景技術欄で述べたように、人間が死人する色も異なってしまうからである。
【００４８】
このことは、従来の複合紡糸口金は、常に一定した特定波長においてピーク反射率を示すように口金の加工精度や組立精度を維持しなければならないことを意味している。これに対して、本発明の複合紡糸口金から得られる光干渉繊維では、鋭いピークを持たずに広い範囲に渡って反射率が滑かに変化するため、人が本発明の光干渉繊維の発色を視認した場合に、大きな違いが見出せないものと推定される。
【００４９】
したがって、本発明の光干渉繊維を得るためには、従来のように極めて高い加工精度と組立精度を有する複合紡糸口金を使用しなくても良い。しかも、本発明の光干渉繊維を大量生産したときでも、生産ロット内、あるいは生産ロット間において発色のバラツキを小さくできる。そのうえ、従来の複合紡糸口金と比較して、僅かな磨耗や変形によって発色性が大きく変化することがない。このため、結果的に従来品と比較して、口金寿命を延長することもできた。
【００５０】
しかしながら、従来の光干渉繊維と本発明の光干渉繊維とを比較すると、マルチフィラメントヤーンとしての分光率を測定したとき、波長４００〜７００ｎｍの範囲における分光反射率のピーク反射率値と波長３５０ｎｍにおける反射率値との差（以下、単に“反射率差”ともいう）が従来の光干渉繊維の方がピーク値を持つ分だけより大きくなる。ところが、この反射率差が７％未満の場合には、光干渉による発色が弱くなるので好ましくない。そこで、本発明の光干渉繊維といえども、前記反射率差が７％以上、好ましくは８％以上の範囲にあることが望ましい。
【００５１】
さらに付言すると、上記マルチフィラメントの分光反射率曲線において、ピーク反射率値から１％低い反射率における反射曲線の波長幅が５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下となるとき、本発明の効果が顕著に現れる。すなわち、この波長幅は、いわゆる半価幅などと類似の考え方による尺度で、波長値が小さいほど反射光の色はより純粋な混色が少ない色になり、波長幅が大きいほど多くの色の混色となる。
【００５２】
このような理由から、本発明の光干渉繊維では、大量生産した場合に、生産ロット間あるいは生産ロット内において、人が視認した場合の色バラツキを小さくするために、ピーク反射率値から１％低い反射率における反射曲線の波長幅が５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。
【実施例】
【００５３】
なお、実施例中に記載した各パラメータは下記のような方法で求めたものである。
（１）偏平率
顕微鏡により長軸方向の長さ／短軸方向の長さ（の比）を求めた。
（２）積層数
顕微鏡により各層を直接観察して求めた。
（３）反射率差（光干渉発色強度）
マクベス社製分光測色計Ｃｏｌｏｒ-Ｅｙｅ３１００を用い、黒板にマルチフィラメントヤーンを４０ターン／ｃｍのピッチで捲き付けたものを測色し、波長４００〜７００ｎｍの範囲における分光反射曲線のピーク反射率値から、波長３５０ｎｍにおける反射率値を差し引いた値を反射率差とした。これは発色の強さを表す。
（４）ピーク反射率-１％での反射波長幅
マクベス社製分光測色計（Ｃｏｌｏｒ-Ｅｙｅ３１００）を用い、黒板にマルチフィラメントヤーンを４０ターン／ｃｍのピッチで捲き付けたものを測色し、波長４００〜７００ｎｍの範囲における分光反射曲線のピーク反射率値から、１％だけ低い反射率値を示す波長の幅を測定した。
（５）伸度
東洋ボールドウィン社製引張り試験機（ＲＴＭ-３００ＴＥＮＳＩＬＯＮ）を用い、試長２０ｃｍ、引張り速度２００ｍｍ／分で行う。なお、バラツキを考慮してｎ＝５として測定して平均をとった。
（６）色のバラツキ
紡糸錘または捲取日、捲取時刻の異なる繊維１００本分をそれぞれ黒板に４０ターン／ｃｍのピッチで捲き付けたものを熟練者が目視判定し、発色バラツキが殆ど視認できない場合を○、１００本のうち５本以内で色差を視認できる場合を△、１００本のうち６本以上で色差を視認できる場合を×とした。
【００５４】
［実施例１］
交互積層体を形成させる屈折率が異なる２種のポリマーとして、Ａ成分ポリマーが、５−ナトリウムスルホイソフタル酸が０．９モル％共重合された、固有粘度０．５７のポリエチレンテレフタレート系ポリエステルと、Ｂ成分ポリマーが、固有粘度１．２０のナイロン６とを複合容積比４：１で２台のギヤポンプを使用してそれぞれ独立に溶融紡糸装置へ連続的に定量計量しながら供給した。
【００５５】
そして、図２〜図４に示した、スリット状吐出孔１１が１２個穿設された光干渉繊維用複合紡糸口金を使用して、図１に例示した断面形状を有する本発明に係る光干渉繊維を特開平１１−１８１８号公報、特開平１１−１２４７４８号公報などに記載された溶融紡糸方法に準拠して１２本のマルチフィラメントヤーンを紡出し、冷却風によって冷却固化させた。このとき、前記吐出孔１１は、全体形状が、０．１３ｍｍ（長辺）×２．５ｍｍ（短辺）とした長方形のスリット断面を有しており、さらに、交互積層体Ｌを構成する各層の積層面が平行となる長辺側吐出孔壁には、図４に例示したように、非縊れ部１１ｘを４等分するようにスリットの３箇所に縊れ部１１Ｙを形成した。
【００５６】
そして、このような３箇所に縊れ部１１Ｙを有する紡糸口金を用い、口金温度２８０℃、引取速度１０００ｍ／分で紡糸した。その際、前記吐出孔１１の非縊れ部と縊れ部の各スリット流路形状は、本例においては代表値として、「Ｗ２／Ｗ１＝１．８」および「Ｌ２／Ｌ１＝１．５」となるように設定した。
【００５７】
ついで、前記溶融紡糸において紡出したマルチフィラメントヤーンを、一旦巻き取ることなく引き続いて、延伸倍率：３．４倍、延伸温度（供給ローラの表面温度）：９０℃、セット温度：１８０℃（延伸ローラの表面温度）の条件下で直接延伸を行い、１２０デシテックス、１２フィラメントの図１に例示した異形断面を有する光干渉繊維Ｙを糸条パッケージとして巻き取った。得られたフィラメントＹの内部には交互積層体Ｌが形成されており、その断面形態は偏平率３．０の偏平形状であり、その積層数は３１層であった。なお、偏平積層部の外周に、共重合ポリエチレンテレフタレート系ポリエステルからなる非積層領域を設けた。このようにして得られた光学干渉機能を有するマルチフィラメントヤーンは、反射率差は１０％、ピーク反射率−１％での反射波長幅が５５ｎｍ、伸度が３０％であり、良好な発色強度を有すると共に、色のバラツキを視認できない良好な糸（○）であった。
【００５８】
［比較例１］
比較のため、前述の吐出孔１１の全体形状を０．１３ｍｍ（短辺）×２．１ｍｍ（長辺）とした矩形の縊れ部を設けないスリット孔とした以外は、実施例１と同じ条件に準拠して光学干渉機能を有するマルチフィラメントヤーンを得た。得られた、光干渉繊維の反射率差は１２％、ピーク反射率−１％での反射波長幅が３０ｎｍ、伸度が３０％となり、発色性は高いが、広い範囲の波長帯の光が反射できないため色バラつきが視認できる糸（×）であった。
【００５９】
［実施例２］
なお、その詳細説明は省略するが、実施例１と同様の製糸条件に準拠して、(1) 「Ｗ２／Ｗ１＝１．５」及び「Ｌ２／Ｌ１＝０．３８」というスリット状吐出孔を形成した口金、(2) 「Ｗ２／Ｗ１＝１．５」及び「Ｌ２／Ｌ１＝２．４」というスリット状吐出孔を形成した口金、(3) 「Ｗ２／Ｗ１＝２．５」及び「Ｌ２／Ｌ１＝０．３８」というスリット状吐出孔を形成した口金、(4) 「Ｗ２／Ｗ１＝２．５」及び「Ｌ２／Ｌ１＝２．４」というスリット状吐出孔を形成した口金をそれぞれ製作して溶融紡糸に供して、それぞれ光干渉繊維を得た。これらの４つの口金によって得られた光干渉繊維は、図５に例示した従来品（比較例１）のように単一のピーク波長からなる反射干渉光を持たず、何れもブロードな波長領域を有していた。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の光干渉繊維の繊維軸方向（繊維の長手方向）に対して直角に切断した断面図である。
【図２】本発明に係る光干渉繊維用複合紡糸口金の一実施形態を模式的に例示した立断面図である。
【図３】図２に例示した上口金を上部から見た模式断面図である。
【図４】本発明のスリット状吐出孔の形状を模式的に示した説明図である。
【図５】本発明に係る光干渉繊維と従来の光干渉繊維とからそれぞれ反射した光を分光測色計を用いて分光分析した結果を示した、分光波長と反射率との間の関係を示したグラフである。
【図６】交互積層体の積層面が乱されずに綺麗に揃った従来品の光干渉繊維を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１１：スリット状吐出孔
１１Ｘ：非縊れ部
１１Ｙ：縊れ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の屈折率が異なる少なくとも２種の高分子重合体からなる各薄膜の層面が繊維軸方向に平行に交互積層された交互積層体を含む光干渉性繊維を溶融紡糸する、スリット形状を有するポリマー吐出孔が穿設された複合紡糸口金であって、
前記ポリマー吐出孔が、前記交互積層体を形成するポリマー流の層面が前記スリット状吐出孔の長辺側孔壁面に沿って平行となるように前記複合紡糸口金に穿設され、かつ前記長辺側孔壁に縊れ部を形成した光干渉繊維用複合紡糸口金。
【請求項２】
前記ポリマー吐出孔に設ける縊れ部がスリット状であり、該スリット状の任意の縊れ部のスリット幅Ｗ１とスリット長Ｌ１、および該任意の縊れ部を間に挟んでその両端部に形成された各非縊れ部の何れか短い方のスリット幅Ｗ２とスリット長Ｌ２とが、「１．５≦Ｗ２／Ｗ１≦２．５」および「０．３８≦Ｌ２／Ｌ１≦２．４」という条件式を同時に満足する請求項１に記載の光干渉繊維用複合紡糸口金。
【請求項３】
前記長辺側孔壁面に形成する縊れ部の数が１〜５である請求項１または請求項２に記載の光干渉繊維用複合紡糸口金。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の光干渉繊維用複合紡糸口金によって溶融紡糸して得た光干渉繊維。
【請求項１】
光の屈折率が異なる少なくとも２種の高分子重合体からなる各薄膜の層面が繊維軸方向に平行に交互積層された交互積層体を含む光干渉性繊維を溶融紡糸する、スリット形状を有するポリマー吐出孔が穿設された複合紡糸口金であって、
前記ポリマー吐出孔が、前記交互積層体を形成するポリマー流の層面が前記スリット状吐出孔の長辺側孔壁面に沿って平行となるように前記複合紡糸口金に穿設され、かつ前記長辺側孔壁に縊れ部を形成した光干渉繊維用複合紡糸口金。
【請求項２】
前記ポリマー吐出孔に設ける縊れ部がスリット状であり、該スリット状の任意の縊れ部のスリット幅Ｗ１とスリット長Ｌ１、および該任意の縊れ部を間に挟んでその両端部に形成された各非縊れ部の何れか短い方のスリット幅Ｗ２とスリット長Ｌ２とが、「１．５≦Ｗ２／Ｗ１≦２．５」および「０．３８≦Ｌ２／Ｌ１≦２．４」という条件式を同時に満足する請求項１に記載の光干渉繊維用複合紡糸口金。
【請求項３】
前記長辺側孔壁面に形成する縊れ部の数が１〜５である請求項１または請求項２に記載の光干渉繊維用複合紡糸口金。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の光干渉繊維用複合紡糸口金によって溶融紡糸して得た光干渉繊維。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−１９７８６５（Ｐ２００７−１９７８６５Ａ）
【公開日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１７４４２（Ｐ２００６−１７４４２）
【出願日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【出願人】（３０２０１１７１１）帝人ファイバー株式会社 (1,101)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【出願人】（３０２０１１７１１）帝人ファイバー株式会社 (1,101)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]