複合繊維及びその製造方法
【課題】光の入射方向に依存することなく、長さ方向を軸としたほぼ全周囲方向において発色し、該発色が劣化しにくい複合繊維及び該複合繊維の製造方法の提供。
【解決手段】長さ方向に直交する断面形状が略円形である芯材の樹脂層上に、長さ方向に直交する断面形状が略円環形である樹脂層を３層以上有してなり、該樹脂層のうちの隣接する２つの樹脂層の屈折率差の絶対値が０より大きい複合繊維である。該隣接する２つの樹脂層の屈折率差の絶対値が、０．０５以上である態様、樹脂層の数が６０以下である態様、などが好ましい。
【解決手段】長さ方向に直交する断面形状が略円形である芯材の樹脂層上に、長さ方向に直交する断面形状が略円環形である樹脂層を３層以上有してなり、該樹脂層のうちの隣接する２つの樹脂層の屈折率差の絶対値が０より大きい複合繊維である。該隣接する２つの樹脂層の屈折率差の絶対値が、０．０５以上である態様、樹脂層の数が６０以下である態様、などが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光等の光が照射されたときに発色が観られる複合繊維及び該複合繊維の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ナノテクノロジーの進展に伴って、構造性発色を発現する構造体を、衣服や化粧品などの審美性が要求される素材に利用する技術が提案されている。
前記構造性発色とは、それ自体に着色剤や発色剤を含んでいないにもかかわらず、その反射光に発色が観られることがあり、この場合の光を反射する構造体に生ずる発色を意味する。その発色原理としては、前記素材の表面に形成されたナノオーダーの微細構造による光の干渉（例えば、薄膜干渉や多層膜干渉による干渉）、回折（回折格子）、光散乱等が知られている。
このように、構造性発色によって所望の色を発現する構造を前記素材の表面に形成することにより、着色剤や発色剤などを用いないので、該着色剤や発色剤の廃棄などによる環境汚染を抑制することができる。
また、着色剤や発色剤を含む素材では、該着色剤や発色剤の劣化により、発色の経年低下がみられるが、構造性発色を発現する素材においては、その発色原理が、前記素材の構造自体にあるので、発色の経年劣化がほとんどみられない。
【０００３】
このような構造性発色を発現する繊維の典型的な例として、屈折率が異なる二種の樹脂層を一方向に交互に積層した構造を有することによって、前記樹脂層の積層方向に入射した自然光が、各樹脂層において屈折する光と、反射する光とに分光され、それらの光が干渉によって強められた特定の波長の色を発現し、染料や顔料の光吸収による発色とは全く異なった審美性を示す繊維が開示されている（特許文献１参照）
しかし、この場合においては、構造性発色を発現するための構造として樹脂層が積層された方向が一方向であるため、その積層された方向（積層する正方向及び逆方向の二方向）以外では構造性発色が確認できず、前記素材として用いる場合にも光の入射方向を考慮しなければならないという問題があった。
したがって、審美性の効果を充分に発揮させるためにも、光の入射方向に依存することなく発色する繊維の提供が強く望まれていた。
【０００４】
【特許文献１】国際公開第０５／０２１８４９号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、光の入射方向に依存することなく、繊維の長さ方向を軸としたほぼ全周囲方向において発色し、該発色が劣化しにくい複合繊維及び該複合繊維の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞ 長さ方向に直交する断面形状が略円形である芯材の樹脂層上に、長さ方向に直交する断面形状が略円環形である樹脂層を３層以上有してなり、該樹脂層のうちの隣接する２つの樹脂層の屈折率差の絶対値が０より大きいことを特徴とする複合繊維である。
＜２＞ 隣接する２つの樹脂層の屈折率差の絶対値が、０．０５以上である前記＜１＞に記載の複合繊維である。
＜３＞ 樹脂層の数が６０以下である前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の複合繊維である。
＜４＞ 樹脂層のいずれもが同心円状に位置する前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の複合繊維である。
＜５＞ 樹脂層が、第一の材料で形成した樹脂層と、第二の材料で形成した樹脂層とで構成され、該第一の材料で形成した樹脂層と、該第二の材料で形成した樹脂層とが交互に配置された前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の複合繊維である。
＜６＞ 第一の材料が芳香環を有さないポリマーから選択され、第二の材料が芳香環を有するポリマーから選択される前記＜５＞に記載の複合繊維である。
＜７＞ 保護層が、最外層に設けられてなる前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の複合繊維である。
＜８＞ 太陽光が照射された際、
長さ方向に直交する断面における、一の方向での干渉光のピーク波長Ｘ（ｎｍ）と、該一の方向と直交する他の方向での干渉光のピーク波長Ｙ（ｎｍ）との差（Ｘ−Ｙ）が、４００ｎｍ以下である前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の複合繊維である。
＜９＞ 前記＜１＞から＜８＞のいずれかに記載の複合繊維を製造する方法であって、
芯材の樹脂層上に３層以上の樹脂層を積層して紡糸する積層紡糸工程と、
前記積層紡糸を芯材の樹脂層の長さ方向に延伸する延伸工程と、を含むことを特徴とする複合繊維の製造方法である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、従来における前記諸問題を解決することができ、光の入射方向に依存することなく、繊維の長さ方向を軸としたほぼ全周囲方向において発色し、該発色が劣化しにくい複合繊維及び該複合繊維の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（複合繊維）
本発明の複合繊維は、長さ方向に直交する断面形状が略円形である芯材の樹脂層上に、長さ方向に直交する断面形状が略円環形である樹脂層を３層以上有してなる。
前記「略円」とは、真円形や楕円形に限らず、丸味を帯びた形状全般を含み、具体的には、真円度が３．５未満であることを意味する。
【０００９】
ここで、図１は、本発明の一例としての複合繊維の長さ方向に直交する方向における断面図である。
図１に示すように、本発明の複合繊維１０は、長さ方向に直交する断面形状が略円形である芯材の樹脂層１１と、該芯材の樹脂層１１上に積層され、長さ方向に直交する断面形状が略円環形である複数の樹脂層（以下、「被覆樹脂層」と称することがある）として、第一の被覆樹脂層１２及び第二の被覆樹脂層１３とを有してなる。
本発明の複合繊維における、長さ方向に直交する方向における断面の直径としては、１ｍｍ以下が好ましく、２００μｍ以下がより好ましく、１μｍ〜１０μｍが特に好ましい。前記断面の直径が、１μｍ未満であると、繊維の強度不足となることがあり、１ｍｍを超えると、皮膚刺激性が発現し繊維として衣服等に使用できないことがある。
【００１０】
芯材の樹脂層１１及び各被覆樹脂層のうち、隣接する樹脂層の屈折率は互いに異なるように選択される。
また、隣接する樹脂層の屈折率が互いに異なるようにする方法としては、例えば複数種の樹脂層を積層することが好ましく、隣接する樹脂層の屈折率の増減が外側に向けて繰り返されることがより好ましく、２種の樹脂層を交互に積層する。即ち、芯材の樹脂層、第１の被覆樹脂層、第３の被覆樹脂層、第５の被覆樹脂層、・・・第（２ｎ＋１）の被覆樹脂層の材料を同じくし、第２の被覆樹脂層、第４の被覆樹脂層、第６の被覆樹脂層、・・・第２ｎの被覆樹脂層の材料を同じくすることが特に好ましい（ただし、ｎは自然数とする）。
【００１１】
このように、本発明の複合繊維は、隣接する樹脂層の屈折率が互いに異なるように、各樹脂層が積層されてなるため、前記芯材の樹脂層及び被覆樹脂層の界面や、２つの被覆樹脂層の界面において屈折、又は反射した光が互いに干渉し合い、結果として強められた波長によって示される色が発現するいわゆる多層膜干渉を生じる構成をなしている。なお、本発明の複合繊維において発現する構造性発色は、回折や光散乱などによる作用は少ないと考えられる。
【００１２】
以下、本発明の複合繊維における構造性発色（多層膜干渉）の原理について説明する。
図２は、本発明の複合繊維の長さ方向に直交する方向における断面において、入射光の光路を示す図である。なお、図２においては、説明の便宜上、芯材の樹脂層１１上に２層の被覆樹脂層１２，１３が積層された３層構造であり、同心円状に積層された断面を巨視的に示した。
【００１３】
図２に示すように、本発明の複合繊維に照射された光は、気相１４中を進行して、複合繊維１０に対し、所定の角度αで入射する。ここで、前記入射角度αは、複合繊維１０の表面４０の法線から該表面４０方向へ前記光がなす角度を示す。入射した光７０（入射光７０）のうち、一部の光７０は、気相１４と第二の被覆樹脂層１３との界面４０（複合繊維１０の表面４０）で反射し、反射光７１が生じる。他の一部の光７０は、界面４０で屈折して第二の被覆樹脂層１３中を直進し、該第二の被覆樹脂層１３と、第一の被覆樹脂層１２との界面５０において反射し、反射光７２を生じる。反射光７２は、第二の被覆樹脂層１３中を進み、第二の被覆樹脂層１３と気相１４との界面４０で屈折し、第二の被覆樹脂層１３を透過して気相１４中を直進する。つまり、薄膜状の第二の被覆樹脂層１３に所定の角度で光を照射すると、第二の被覆樹脂層１３の上側の界面４０と下側の界面５０とにおいて、それぞれ反射光７１，７２が生じている。
【００１４】
これら反射光７１，７２は干渉して、条件により互いに強めあい、あるいは弱めあう。特定の波長を有する光の干渉条件は、光の入射角度、光が通過する媒質（気相１４、第二の被覆樹脂層１３）の屈折率、第二の被覆樹脂層１３の厚みによって決まる。ここで、反射光７１，７２によって最も強められる条件の波長（極大波長）λｍａｘと、反射光７１，７２によって最も弱められる条件の波長（極小波長）λｍｉｎとを、それぞれ式で表すと以下のようになる。
【００１５】
【数１】
【００１６】
【数２】
【００１７】
前記数式（１）及び数式（２）において、ｎ１は第二の被覆樹脂層１３の屈折率を表し、ｎ２は、気相１４の屈折率を表し、αは光の入射角度を示し、ｄは、第二の被覆樹脂層１３の厚みを表す。ｍは、正の整数を表す。
【００１８】
また、前記複数の被覆樹脂層のうち、最も外側に形成された被覆樹脂層を保護層としてもよい。該保護層の構造としては、隣接する樹脂層との屈折率差により、構造性発色を発現する構造を有し、保存安定性や、耐蝕性を向上させる機能を有していれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択され、最も外側に形成された被覆樹脂層のみを保護層としてもよいし、最も外側に形成された被覆樹脂層を含む複数層を保護層としてもよい。
前記保護層の材料としては、隣接する樹脂層との屈折率差により、構造性発色を発現する構造を有し、保存安定性や、耐蝕性を向上させる機能を有していれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択され、前記保存安定性や、耐蝕性を向上させる機能を有する単一の材料でもよいし、このような単一の材料を含む２種以上の材料でもよいし、前記保存安定性や、耐蝕性を向上させる機能を有する添加剤を含んでもよい。
【００１９】
＜屈折率差＞
本発明の複合繊維においては、各樹脂層の屈折率と、該樹脂層に隣接する樹脂層との屈折率との差の絶対値が０より大きくなるように前記各樹脂層が選択される。なお、隣接する２つの樹脂層の屈折率差の絶対値は、０．０５以上が好ましい。前記屈折率差を０．０５以上とすることによって、好適な構造性発色を発現するための積層数を少なくすることができ、結果として、複合繊維の細繊化を実現することができる。
【００２０】
ここで、本発明の複合繊維の各樹脂層の屈折率差について、図３を参照して説明する。
図３Ａは、従来の屈折率分布（ＧＩ：Ｇｒａｄｅｄ Ｉｎｄｅｘ）型の光ファイバーのプラスチック複合繊維の長さ方向に直交する方向における断面図、及び各層における屈折率との関係を示す図であり、図３Ｂは、本発明の複合繊維の長さ方向に直交する方向における断面図、及び各層における屈折率との関係を示す図である。
図３Ａに示すように、従来の屈折率分布型の光ファイバーは、コア部と、該コア部を覆うように積層されたクラッド部との２層からなり、前記コア部は、外周部から中心に向かって屈折率が漸進的に大きくなるように形成されている。
一方、本発明の複合繊維では、隣接する樹脂層の屈折率差が、中心（芯材の樹脂層）から半径方向に離れるに従って、増減が交互となるように設けられている。
【００２１】
＜＜屈折率の測定＞＞
前記屈折率の測定方法としては、例えば、反射光を用いたエリプソメータ法や、透過型二光束干渉顕微鏡を用いた屈折率分布の測定法が挙げられる。
【００２２】
＜樹脂層の層数＞
前記樹脂層の層数（積層数）としては、６０以下であることが好ましく、５０以下がより好ましい。前記樹脂層の層数が、６０を超えると、審美性を損ってしまうことがある。
【００２３】
＜樹脂層の厚み＞
前記芯材の樹脂層の厚み（平均直径）としては、１０ｎｍ以上、２００μｍ以下が好ましく、２０ｎｍ以上、１０μｍ以下がより好ましい。前記芯材の樹脂層の厚み（平均直径）が、１０μｍを超えると、繊維としての手触り感が損なわれることがあり、２０ｎｍ未満であると、強度不足が生じることがある。
なお、前記芯材の樹脂層の厚み（平均直径）としては、例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や光学顕微鏡等で繊維方向と垂直な断面を観察としたときの直径を円周方向に任意の点数測定し、平均した値とする。
また、各被覆樹脂層の厚みとしては、１０ｎｍ以上、１５０μｍ以下が好ましく、２０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下がより好ましい。前記各被覆樹脂層の厚みが、２０ｎｍ未満及び５００ｎｍを超えると、有効な波長領域での光干渉が起こりにくいことがある。
【００２４】
＜＜複合繊維の繊度＞＞
本発明の複合繊維の繊度としては、１０ｄｔｅｘ以下が好ましく、０．２ｄｔｅｘ〜５ｄｔｅｘがより好ましい。前記繊度が、１０ｄｔｅｘより大きいと、繊維として衣服等に不適合であり、０．２ｄｔｅｘ未満であると、強度が不足することがある。
ここで、前記繊度は、例えば恒長式表示法などにより測定することができる。
【００２５】
＜＜複合繊維の伸度＞＞
本発明の複合繊維の伸度としては、２００％以上が好ましく、３００％以上がより好ましい。前記伸度が、２００％未満であると、製造時に糸切れが多発し紡糸できないことがある。
前記伸度は、引っ張り試験機、例えば、テンシロンＲＴＮ−５０（オリエンテック社製）により測定することができる。
【００２６】
＜＜複合繊維の真円度＞＞
本発明の複合繊維の真円度としては、繊維方向に垂直な断面形態において、円又は楕円の中心を通る直線と円周部の交点の距離が最も長い長軸と最も短い短軸との比（長軸／短軸）が３．５未満であることが好ましく、２以下がより好ましい。前記真円度が、３．５以上であると、扁平すぎて干渉光発現が入射方向に依存し、繊維の長さ方向を軸としたほぼ全周囲方向において発色しにくくなるということがある。
前記真円度は、例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や光学顕微鏡等で繊維方向と垂直な断面を観察し円及び楕円の中心を通る直線と円周の交点の距離により測定することができる。
【００２７】
＜樹脂層＞
前記樹脂層を構成する材料（以下、「樹脂組成物」と称することがある）としては、屈折率が異なる２種以上の材料の組合せであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、高密度ポリエチレン、ポリオレフィン（例えば、ポリプロピレンなど）、ポリアミド（ＰＡ）（例えば、ナイロン−６など）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリエステル（例えば、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＴＴ、ＰＢＴ、ＰＢＮ、ＰＥＳ、ＰＢＳなど）、シンジオタクチック・ポリスチレン（ＳＰＳ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、フッ素樹脂、アクリル樹脂、などが挙げられる。これらの中でも、力学強度や製造の観点から、ポリエステル、シンジオタクチック・ポリスチレン（ＳＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、アクリル樹脂が好ましく、ポリエステル、アクリル樹脂がより好ましい。また、これらのうちの二種以上のポリマーをブレンドしたり、共重合させたりして使用してもよい。
【００２８】
前記樹脂層が、第一の材料で形成した樹脂層と、第二の材料で形成した樹脂層とで構成され、該第一の材料で形成した樹脂層と、該第二の材料で形成した樹脂層とが交互に配置されていることが好ましい。
この場合、前記第一の材料が芳香環を有さないポリマーから選択され、前記第二の材料が芳香環を有するポリマーから選択されることが好ましい。
前記芳香環を有するポリマーとしては、例えばポリカーボネ−ト、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリスチレン、ポリベンジルアクリレート、ポリフェニルサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、などが挙げられる。
前記芳香環を有さないポリマーとしては、例えばポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン等）、ポリアセタール、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリメチルアクリレート、ポリアクリレート、ポリアミド（ナイロン−６等）、セルロース（アセチル置換、プロピオニル置換、ブチリル置換等）、などが挙げられる。
【００２９】
＜＜樹脂組成物の融点＞＞
前記樹脂組成物の融点（Ｔｍ）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、４０℃〜３５０℃が好ましく、１００℃〜３００℃がより好ましく、１００℃〜２６０℃が更に好ましい。前記融点が、４０℃以上であると、通常の使用で予想される温度範囲で形を保ちやすくなる点で好ましい。また、前記融点が、３５０℃以下であると、高温での加工に必要とされる特殊な技術を特に用いなくても、均一な製膜ができる点で好ましい。
ここで、前記融点は、例えば示差熱分析装置（ＤＳＣ）により測定することができる。
【００３０】
＜＜樹脂組成物の透過率＞＞
前記樹脂組成物の透過率としては、９０％以上が好ましく、９２％以上がより好ましい。前記透過率が、９０％未満であると、干渉光の低下が起こることがある。
前記透過率は、例えばヘイズメータ（村上色彩研究所製、ＨＭ−６５）、あるいは可視紫外吸収スペクトル測定装置（株式会社日本分光製、Ｖ−５７０）により測定することができる。
【００３１】
＜＜樹脂組成物の粘度＞＞
前記樹脂組成物の溶融粘度としては、２４０℃において１×１０３Ｐａ・ｓ〜１×１０５Ｐａ・ｓが好ましく、２４０℃において１×１０３Ｐａ・ｓ〜１×１０４Ｐａ・ｓがより好ましい。前記粘度が、１×１０３Ｐａ・ｓ未満であると、紡糸時糸切れが生じることがあり、１×１０５Ｐａ・ｓを超えると、紡糸が難しく製造困難となることがある。
前記粘度は、平板に樹脂を挟み、せん断をかけて測定する装置（例えばレオメ−タ ＤＡＲ−１００、レオロジカ社製）により測定することができる。
【００３２】
＜＜樹脂組成物の質量平均分子量＞＞
前記樹脂組成物の質量平均分子量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、２０，０００〜３００，０００が好ましく、３０，０００〜２００，０００がより好ましく、５０，０００〜１００，０００が更に好ましい。前記質量平均分子量が２０，０００未満であると、紡糸時糸切れが生じることがある。一方、前記質量平均分子量が３００，０００を超えると、溶融紡糸などができないことがある。
ここで、前記質量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ：Ｇｅｌ Ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）法により測定することができる。
【００３３】
−ポリエステル樹脂−
前記ポリエステル樹脂は、エステル結合を主鎖の主要な結合鎖とする高分子化合物の総称を意味する。したがって、前記ポリマーとして好適なポリエステル樹脂としては、前記例示したＰＥＴ（ポリエチレンテレフタエレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＴＴ（ポリトリメチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＢＮ（ポリブチレンナフタレート）、ＰＥＳ（ポリエチレンサクシネート）、ＰＢＳ（ポリブチレンサクシネート）だけでなく、ジカルボン酸成分とジオール成分との重縮合反応によって得られる高分子化合物が全て含まれる。
【００３４】
前記ジカルボン酸成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、芳香族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、脂環族ジカルボン酸、オキシカルボン酸、多官能酸などが挙げられる。これらの中でも、芳香族ジカルボン酸が好ましい。
【００３５】
前記芳香族ジカルボン酸としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸などが挙げられる。これらの中でも、テレフタル酸、イソフタル酸、ジフェニルジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸が好ましく、テレフタル酸、ジフェニルジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸がより好ましい。
【００３６】
前記脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、シュウ酸、コハク酸、エイコ酸、アジピン酸、セバシン酸、ダイマー酸、ドデカンジオン酸、マレイン酸、フマル酸が挙げられる。前記脂環族ジカルボン酸としては、例えば、シクロヘキシンジカルボン酸などが挙げられる。前記オキシカルボン酸としては、例えば、ｐ−オキシ安息香酸などが挙げられる。前記多官能酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸などが挙げられる。脂肪族カルボン酸としては、コハク酸、アジピン酸、シクロヘキサンジカルボン酸が好ましく、コハク酸、アジピン酸がより好ましい。
【００３７】
−フッ素樹脂−
前記フッ素樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば特開２００６−１５４５９０号公報に記載のフッ素樹脂などが好適に挙げられる。具体的には、炭素原子、フッ素原子を必須の構成原子とする含フッ素モノマー（ａ）と、炭素原子、フッ素原子、塩素原子を必須の構成原子とする含フッ素モノマー（ｂ）との組成比を変えて重合を行うことによって所望の屈折率のフッ素樹脂を得て、各樹脂層に適用する。なお、前記フッ素樹脂は、前記含フッ素モノマー（ａ）、又は前記含フッ素モノマー（ｂ）のホモポリマーでもよい。
【００３８】
＜発色方向の確認方法＞
前記発色方向の確認方法としては、本発明の複合繊維に対して太陽光が照射された際、長さ方向に直交する断面における、一の方向での干渉光のピーク波長Ｘ（ｎｍ）と、該一の方向と直交する他の方向での干渉光のピーク波長Ｙ（ｎｍ）とを測定し、その測定された値の差（Ｘ−Ｙ）が、４００（ｎｍ）以下であるか否かによって少なくとも直交する二方向において同様の色の構造性発色が確認されたと判別できる。したがって、長さ方向を軸とする略全周囲方向において構造性発色が確認されることを判別するためには、この測定方法を、前記長さ方向を軸とした複数の角度において実施すればよい。
ここで、前記ピーク波長Ｘ（ｎｍ）と、前記ピーク波長Ｙ（ｎｍ）との差（Ｘ−Ｙ）は、４００ｎｍ以下（人間にとって視認しうる値の限度）が好ましく、１００ｎｍ以下がより好ましく、５０ｎｍ以下が更に好ましい。また、前記ピーク波長の差（Ｘ−Ｙ）が、４００ｎｍを超えると、２面性があり好ましくない。この測定には、例えば、黒色板にサンプル繊維を４０本／１ｃｍの巻密度で、０．２６５ｃＮ／ｄｔｅｘ（０．３ｇ／ｄｅ）の巻張力で巻きつけ、マクベス社製分光光度計カラーアイ３１００（ＣＥ−３１００）にてＤ６５光源で測色する。あるいは可視紫外吸収スペクトル測定装置（株式会社日本分光製、Ｖ−５７０）と積分球を使用して測定することができる。表面光沢を含む、光源に紫外線を含む条件にて、ピーク波長と反射強度を測定することができる。
【００３９】
（複合繊維の製造方法）
本発明の複合繊維の製造方法は、積層紡糸工程と、延伸工程とを含み、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。
【００４０】
［積層紡糸工程］
前記積層紡糸工程は、同心円状に各樹脂層が積層された円筒形状のプリフォームを作製する工程である。前記積層紡糸工程としては、コーティング法、溶融複合紡糸法などが挙げられ、これらのうちでも、溶融複合紡糸法が好ましい。
前記コーティング法は、被覆樹脂層の樹脂組成物を溶剤に溶かして、芯材の樹脂層に塗布した後、乾燥して溶剤を蒸発させる製法である。
前記溶融複合紡糸法としては、ラム押出複合紡糸法、連続複合紡糸法、界面ゲル重合法（例えば、特開２００３−７５６５６号公報等）、などが挙げられる。
【００４１】
前記ラム押出複合紡糸法は、芯材の樹脂層、及び複数の被覆樹脂層の材料である樹脂組成物のロッドを形成し、それらをシリンダに挿入し、シリンダの一端においてこのロッドを溶融しながらピストンにより他端から押圧して押し出し、複合紡糸ダイ２０（図４Ａ参照）に形成された芯材の樹脂層の材料（樹脂組成物）の流入孔２１、及び複数の被覆樹脂層の材料（樹脂組成物）の各流入孔２２〜２７に、それぞれの樹脂組成物が所定の厚みになるように定量的に供給し、順次積層して多層構造とした後に、ガイドパイプ２８によって隔絶された吐出口より吐出する方法であり、吐出された糸状体は定速で引き取られながら冷却され、プリフォームが作製される。
【００４２】
前記連続複合紡糸法は、押出機で連続的に各層を構成する樹脂組成物を溶融し、必要に応じて脱揮を行った後、図４Ａに示すような複合紡糸ダイに、前述したラム押出複合紡糸法と同様にして定量的に供給し、順次積層して多層構造とした後にダイより吐出する方法であり、吐出された糸状体は定速で引き取られながら冷却され、プリフォームが作製される。
【００４３】
前記連続複合紡糸法は、樹脂組成物の重合から紡糸までを一貫して連続的に紡糸することが容易であり、生産性に優れるとともに紡糸の工程以前に連続脱揮工程を導入することにより、残留モノマーや不純物等を十分に取り除くことができるため、透過性が高く、光学耐久性に優れた複合繊維が得られることから好適である。
前記界面ゲル重合法は、まず、第１の樹脂となる重合性モノマーを、充分な剛性のある重合容器に入れて、該容器を回転させつつ、モノマーを重合させ第１の樹脂重合体からなる円筒管を作製する。次に、該円筒管の中空部に第２の樹脂の原料となるモノマー、重合開始剤、連鎖移動剤及び屈折率調整剤などを注入して、円筒管内部で界面ゲル重合を行い、第２の樹脂重合体を形成する。
この重合法を繰り返して積層構造を作製することができる。
【００４４】
［延伸工程］
前記延伸工程は、前記積層紡糸を芯材の樹脂層の長さ方向に延伸する工程である。
ここで、図４Ｂに示すように、前記積層紡糸工程で得られたプリフォーム２１は、例えば、２２０〜２６０℃に調整された加熱炉３０内に挿入され、リール３２に巻き取られながら熱延伸処理が施され、本発明の複合繊維が作製される。なお、前記熱延伸処理における延伸速度は、各樹脂層が、目的とする厚みになるように、加熱炉３０とリール３２との間に設置された外径測定器３１を通じて外径を測定しながら制御される。このように、紡糸後に連続的、又は一旦巻き取られた後に熱延伸処理を施すことによって、複合繊維の内部の歪みが除去される。これは複合繊維の内部に歪みが残留していると、各樹脂層の界面において、クラックが発生する等の問題が生じ、良好な構造性発色の発現が損われてしまうおそれがあるためである。
【実施例】
【００４５】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。
【００４６】
（実施例１）
＜第一の樹脂層の材料＞
攪拌機、温度計及び還流冷却器を備えた反応槽に、下記組成の化合物を投入し、樹脂組成物混合溶液として濾過した後、更に超音波脱気し、前記重合容器中へ注入した。その後、十分に攪拌しながら４０℃で２４時間加熱重合し、第一の樹脂層の材料（第一の樹脂組成物）を得た。
【００４７】
［第一の樹脂層の材料の組成］
・メチルメタクリレート（ＭＭＡ、ｎ＝１．４９）・・・・・・・・・・１００質量部
・ジｔ−ブチルパーオキシド（ＰＢＤ、重合開始剤）・・・・・・・・・・・１質量部
・ｎ−ラウリルメルカプタン（ｎ−ＬＭ、連鎖移動剤）・・・・・・・・０．５質量部
【００４８】
＜第二の樹脂層の材料＞
攪拌機、温度計、及び還流冷却器を備えた反応槽内に、下記組成の化合物を投入し、樹脂組成物混合溶液として濾過した後、更に超音波脱気し、前記重合容器中へ注入した。その後、十分に攪拌しながら４０℃で２４時間加熱重合し、第二の樹脂層の材料（第二の樹脂組成物）を得た。
【００４９】
［第二の樹脂層の材料の組成］
・ベンジルメタクリレート（ＢｚＭＡ、ｎ＝１．５６）・・・・・・・・１００質量部
・ジｔ−ブチルパーオキシド（ＰＢＤ、重合開始剤）・・・・・・・・・・・３質量部
・ｎ−ラウリルメルカプタン（ｎ−ＬＭ、連鎖移動剤）・・・・・・・・０．５質量部
【００５０】
＜積層紡糸工程＞
３０層複合紡糸ダイを用いて、前記第一の樹脂組成物と前記第二の樹脂組成物とが交互に積層されるように、かつ前記第一の樹脂組成物が芯材の樹脂となるように、樹脂受け入れ口に各樹脂組成物を投入し、３０層構造をなす円筒形状のプリフォ−ムを作製した。
【００５１】
得られたプリフォ−ムの屈折率分布を二光束透過型干渉顕微鏡（ＴＤ−２０、溝尻光学株式会社製）にて測定したところ、芯材の樹脂層を一層目とした奇数層の屈折率は１．４９であり、芯材の樹脂層を一層目とした偶数層の屈折率は１．５６であった。
【００５２】
＜延伸工程＞
次に、上記で得られたプリフォームを溶融延伸した。２２０℃〜２６０℃に調整された加熱炉内に該プリフォームを鉛直下向きに挿入し、延伸速度は、各被覆樹脂層が、１５０μｍ以下の厚みになるように外径を調整するために、外径測定器を通じて直径を測定しながら延伸速度を制御して、例えば、延伸張力を２０ｇ〜９０００ｇ、延伸速度は１〜６０００ｍ／分の間で調整して複合繊維を作製した。
【００５３】
（実施例２）
＜第一の樹脂層の材料＞
重合容器としてガラスチューブを用意し、回転装置に水平にセットし、下記組成の第一の樹脂組成物を混合し、樹脂組成物混合溶液として濾過した後、更に超音波脱気し、前記重合容器中へ注入した。その後、２，０００ｒｐｍの回転を与えながら４０℃で２４時間加熱重合し、第一の樹脂層の材料（第一の樹脂組成物）を円筒状に形成した。
【００５４】
［第一の樹脂層の材料の組成］
・メチルメタクリレート（ＭＭＡ、ｎ＝１．４９）・・・・・・・・・・１００質量部
・ジｔ−ブチルパーオキシド（ＰＢＤ、重合開始剤）・・・・・・・・・・・１質量部
・ｎ−ラウリルメルカプタン（ｎ−ＬＭ、連鎖移動剤）・・・・・・・・０．５質量部
【００５５】
＜第二の樹脂層の材料＞
重合容器としてガラスチューブを用意し、回転装置に水平にセットし、下記組成の第二の樹脂組成物を混合し、樹脂組成物混合溶液として濾過した後、更に超音波脱気し、前記重合容器中へ注入した。その後、２，０００ｒｐｍの回転を与えながら４０℃で２４時間加熱重合し、第二の樹脂層の材料（第二の樹脂組成物）を円筒状に形成した。
【００５６】
［第二の樹脂層の材料の組成］
・ベンジルメタクリレート（ＢｚＭＡ、ｎ＝１．５６）・・・・・・・・１００質量部
・ジｔ−ブチルパーオキシド（ＰＢＤ、重合開始剤）・・・・・・・・・・・３質量部
・ｎ−ラウリルメルカプタン（ｎ−ＬＭ、連鎖移動剤）・・・・・・・・０．５質量部
【００５７】
＜積層紡糸工程＞
上記第一の樹脂層及び第二の樹脂層の形成を１５回繰り返し行うことで、同心円状の断面をなし、交互に屈折率の異なる多層円筒形状のプリフォ−ムを作製した。
【００５８】
得られたプリフォ−ムの屈折率分布を２光束透過型干渉顕微鏡（溝尻光学株式会社製、ＴＤ−２０）にて測定したところ、芯材の樹脂層を一層目とした奇数層の屈折率は１．４９であり、芯材の樹脂層を一層目とした偶数層の屈折率は１．５６であった。
【００５９】
＜延伸工程＞
次に、上記で得られたプリフォームを実施例１と同様にして溶融延伸し、複合繊維を作製した。
【００６０】
（実施例３）
実施例２において、隣接する二層の屈折率差の絶対値が、０．０５となるように第二の樹脂層の材料を以下のように調製した組成物とした以外は、実施例１と同様にして、複合繊維を作製した。
【００６１】
［第二の樹脂層の材料の組成］
・ベンジルメタクリレート（ＢｚＭＡ、ｎ＝１．５６）／パ−フルオロ（４−ビニルオキシ−１−ブテン（ＢＶＥ、ｎ＝１．３４）＝９１／９（ｗ／ｗ）・・・・１００質量部
・ジｔ−ブチルパーオキシド（ＰＢＤ、重合開始剤）・・・・・・・・・・・３質量部
・ｎ−ラウリルメルカプタン（ｎ−ＬＭ、連鎖移動剤）・・・・・・・・０．５質量部
【００６２】
（実施例４）
実施例３において、樹脂層の数を５とした以外は、実施例３と同様にして、複合繊維を作製した。
【００６３】
（実施例５）
実施例４において、樹脂層が、第一の樹脂層の材料で形成した樹脂層と、第二の樹脂層の材料で形成した樹脂層とで構成され、該第一の樹脂層の材料で形成した樹脂層と、該第二の樹脂層の材料で形成した樹脂層とが交互に配置されるように代えた以外は、実施例４と同様にして、複合繊維を作製した。
【００６４】
（実施例６）
実施例３において、樹脂層の数を１０とした以外は、実施例３と同様にして、複合繊維を作製した。
作製した実施例６の複合繊維の断面写真を図６に示した。この図６から、複合繊維の長さ方向に直交する断面形状が略円形である芯材の樹脂層上に、長さ方向に直交する断面形状が略円環形である樹脂層を１０層積層していることが認められた。
【００６５】
（実施例７）
実施例２において、重合容器としてガラスチューブの代わりにポリフッ化ビニリデンチュ−ブを用意し、実施例６と同様にして、複合繊維を作製した。
【００６６】
（比較例１）
＜複合繊維の作製＞
比較例１として、国際公開第０５／０２１８４９号パンフレット（特許文献１）の実施例１に基づき、複合繊維を作製した。
具体的には、５−ナトリウムスルホイソフタル酸成分を１．５モル％共重合したポリエチレン−２，６−ナフタレートと、ナイロン−６とが、交互に２１層積層され、ポリエチレングリコール（平均分子量４，０００）を２．５モル％共重合したポリブチレンテレフタレートが周りを被覆している構造となるように、各々２９０℃、２７０℃、２３０℃にて溶融し、計量後、紡糸パック内に導入して１，２００ｍ／分で紡糸した。得られた未延伸糸を予熱温度６０℃にて２倍に延伸し、１５０℃で熱セットして巻き取り、図７に示すような断面形状の複合繊維を得た。
【００６７】
（比較例２）
実施例１において、芯材の樹脂層上に形成される被覆樹脂層を前記第二の樹脂組成物からなる一層のみに代えた以外は、実施例１と同様にして、複合繊維を作製した。
【００６８】
（比較例３）
実施例１において、芯材の樹脂層及び該樹脂層上に形成される複数の被覆樹脂層の屈折率が全て略同じとなるように各樹脂層で構成した以外は、実施例１と同様にして、複合繊維を作製した。
【００６９】
（比較例４）
実施例１において、芯材の樹脂層及び該樹脂層上に形成される複数の被覆樹脂層の屈折率が全て略同じとなるように各樹脂層で構成し、更にその材料にＬＣＶ（ロイコクリスタルバイオレット）を５質量％添加した以外は、実施例１と同様にして、複合繊維を作製した。
【００７０】
次に、実施例１〜７及び比較例１〜４において作製した各複合繊維について、表１にまとめて示す。
【００７１】
【表１】
【００７２】
＜測定方法及び評価方法＞
前記実施例１〜７及び比較例１〜４の各複合繊維について、下記の測定及び評価を行った。測定結果及び評価結果を表２に示す。
【００７３】
＜＜繊度の測定＞＞
作製した各複合繊維の繊度を一定の長さ（１００ｍｍ）４０本の質量と各繊維の直径を光学顕微鏡にて求め、デシテックス（ｄｔｅｘ）に換算した。
【００７４】
＜＜伸度の測定＞＞
作製した各複合繊維の伸度をテンシロンＲＴＭ−５０（オリエンテック社製）で測定した。
【００７５】
＜＜真円度の測定＞＞
作製した各複合繊維の真円度を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（Ｓ−４８００、株式会社日立ハイテクノロジ−ズ製）又は光学顕微鏡（Ａｘｉｏｓｋｏｐ２、カールツアイス社製）で繊維方向と垂直な断面を観察し円及び楕円の中心を通る直線と円周の交点の距離を測定した。
【００７６】
＜＜干渉光のピーク波長の測定＞＞
作製した各複合繊維の長さ方向に直交する断面における、一の方向（０°）での干渉光のピーク波長Ｘ（ｎｍ）と、該一の方向と直交する他の方向（９０°）での干渉光のピーク波長Ｙ（ｎｍ）とを可視紫外吸収スペクトル測定装置（株式会社日本分光製、Ｖ−５７０）で測定し、これらの差（Ｘ−Ｙ）を算出した。
【００７７】
＜＜審美性の評価＞＞
図５に示すように、上記測定したピーク波長の差（Ｘ−Ｙ）について、下記基準に基づき評価した。なお、下記評価基準に示すように、１００ｎｍ以下であることが二方向において同様の色の構造性発色が確認されたと判別できることにおいて実用上好ましい。
［評価基準］
◎：ピーク波長の差が１００ｎｍ以下である
○：ピーク波長の差が１００ｎｍ以上、７００ｎｍ未満である
×：ピーク波長の差が７００ｎｍ以上である
【００７８】
＜＜発色保存性の評価＞＞
耐光試験機（サンシャインウエザーメーター、スガ試験機株式会社製）で２００時間光照射した前後の色を、可視・紫外吸収スペクトル測定装置で吸収極大の減少率により下記基準で評価した。
［評価基準］
◎：減少率が１０％以内である
○：減少率が５０％以内である
×：減少率が５０％を超える
【００７９】
【表２】
表２の結果から、実施例１〜７の複合繊維は、比較例１〜４に比べて、光の入射方向に依存することなく、繊維の長さ方向を軸としたほぼ全周囲方向において発色し、該発色が劣化しにくいことが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】図１は、本発明の複合繊維の構成の一例を示す断面図である。
【図２】図２は、構造性発色の発現の原理を説明する図である。
【図３Ａ】図３Ａは、従来の複合繊維の断面構成と各層における屈折率との関係を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の複合繊維の断面構成と各層における屈折率との関係を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明に用いられる複合紡糸ダイの構成を示す断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明の延伸工程を示す図である。
【図５】図５は、発色方向の評価の形態を示す図である。
【図６】図６は、実施例６の複合繊維の断面写真である。
【図７】図７は、従来の複合繊維の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８１】
１０ 複合繊維
１１ 芯材の樹脂層
１２ 第一の被覆樹脂層
１３ 第二の被覆樹脂層
２１ プリフォーム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光等の光が照射されたときに発色が観られる複合繊維及び該複合繊維の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ナノテクノロジーの進展に伴って、構造性発色を発現する構造体を、衣服や化粧品などの審美性が要求される素材に利用する技術が提案されている。
前記構造性発色とは、それ自体に着色剤や発色剤を含んでいないにもかかわらず、その反射光に発色が観られることがあり、この場合の光を反射する構造体に生ずる発色を意味する。その発色原理としては、前記素材の表面に形成されたナノオーダーの微細構造による光の干渉（例えば、薄膜干渉や多層膜干渉による干渉）、回折（回折格子）、光散乱等が知られている。
このように、構造性発色によって所望の色を発現する構造を前記素材の表面に形成することにより、着色剤や発色剤などを用いないので、該着色剤や発色剤の廃棄などによる環境汚染を抑制することができる。
また、着色剤や発色剤を含む素材では、該着色剤や発色剤の劣化により、発色の経年低下がみられるが、構造性発色を発現する素材においては、その発色原理が、前記素材の構造自体にあるので、発色の経年劣化がほとんどみられない。
【０００３】
このような構造性発色を発現する繊維の典型的な例として、屈折率が異なる二種の樹脂層を一方向に交互に積層した構造を有することによって、前記樹脂層の積層方向に入射した自然光が、各樹脂層において屈折する光と、反射する光とに分光され、それらの光が干渉によって強められた特定の波長の色を発現し、染料や顔料の光吸収による発色とは全く異なった審美性を示す繊維が開示されている（特許文献１参照）
しかし、この場合においては、構造性発色を発現するための構造として樹脂層が積層された方向が一方向であるため、その積層された方向（積層する正方向及び逆方向の二方向）以外では構造性発色が確認できず、前記素材として用いる場合にも光の入射方向を考慮しなければならないという問題があった。
したがって、審美性の効果を充分に発揮させるためにも、光の入射方向に依存することなく発色する繊維の提供が強く望まれていた。
【０００４】
【特許文献１】国際公開第０５／０２１８４９号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、光の入射方向に依存することなく、繊維の長さ方向を軸としたほぼ全周囲方向において発色し、該発色が劣化しにくい複合繊維及び該複合繊維の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞ 長さ方向に直交する断面形状が略円形である芯材の樹脂層上に、長さ方向に直交する断面形状が略円環形である樹脂層を３層以上有してなり、該樹脂層のうちの隣接する２つの樹脂層の屈折率差の絶対値が０より大きいことを特徴とする複合繊維である。
＜２＞ 隣接する２つの樹脂層の屈折率差の絶対値が、０．０５以上である前記＜１＞に記載の複合繊維である。
＜３＞ 樹脂層の数が６０以下である前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の複合繊維である。
＜４＞ 樹脂層のいずれもが同心円状に位置する前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の複合繊維である。
＜５＞ 樹脂層が、第一の材料で形成した樹脂層と、第二の材料で形成した樹脂層とで構成され、該第一の材料で形成した樹脂層と、該第二の材料で形成した樹脂層とが交互に配置された前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の複合繊維である。
＜６＞ 第一の材料が芳香環を有さないポリマーから選択され、第二の材料が芳香環を有するポリマーから選択される前記＜５＞に記載の複合繊維である。
＜７＞ 保護層が、最外層に設けられてなる前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の複合繊維である。
＜８＞ 太陽光が照射された際、
長さ方向に直交する断面における、一の方向での干渉光のピーク波長Ｘ（ｎｍ）と、該一の方向と直交する他の方向での干渉光のピーク波長Ｙ（ｎｍ）との差（Ｘ−Ｙ）が、４００ｎｍ以下である前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の複合繊維である。
＜９＞ 前記＜１＞から＜８＞のいずれかに記載の複合繊維を製造する方法であって、
芯材の樹脂層上に３層以上の樹脂層を積層して紡糸する積層紡糸工程と、
前記積層紡糸を芯材の樹脂層の長さ方向に延伸する延伸工程と、を含むことを特徴とする複合繊維の製造方法である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、従来における前記諸問題を解決することができ、光の入射方向に依存することなく、繊維の長さ方向を軸としたほぼ全周囲方向において発色し、該発色が劣化しにくい複合繊維及び該複合繊維の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（複合繊維）
本発明の複合繊維は、長さ方向に直交する断面形状が略円形である芯材の樹脂層上に、長さ方向に直交する断面形状が略円環形である樹脂層を３層以上有してなる。
前記「略円」とは、真円形や楕円形に限らず、丸味を帯びた形状全般を含み、具体的には、真円度が３．５未満であることを意味する。
【０００９】
ここで、図１は、本発明の一例としての複合繊維の長さ方向に直交する方向における断面図である。
図１に示すように、本発明の複合繊維１０は、長さ方向に直交する断面形状が略円形である芯材の樹脂層１１と、該芯材の樹脂層１１上に積層され、長さ方向に直交する断面形状が略円環形である複数の樹脂層（以下、「被覆樹脂層」と称することがある）として、第一の被覆樹脂層１２及び第二の被覆樹脂層１３とを有してなる。
本発明の複合繊維における、長さ方向に直交する方向における断面の直径としては、１ｍｍ以下が好ましく、２００μｍ以下がより好ましく、１μｍ〜１０μｍが特に好ましい。前記断面の直径が、１μｍ未満であると、繊維の強度不足となることがあり、１ｍｍを超えると、皮膚刺激性が発現し繊維として衣服等に使用できないことがある。
【００１０】
芯材の樹脂層１１及び各被覆樹脂層のうち、隣接する樹脂層の屈折率は互いに異なるように選択される。
また、隣接する樹脂層の屈折率が互いに異なるようにする方法としては、例えば複数種の樹脂層を積層することが好ましく、隣接する樹脂層の屈折率の増減が外側に向けて繰り返されることがより好ましく、２種の樹脂層を交互に積層する。即ち、芯材の樹脂層、第１の被覆樹脂層、第３の被覆樹脂層、第５の被覆樹脂層、・・・第（２ｎ＋１）の被覆樹脂層の材料を同じくし、第２の被覆樹脂層、第４の被覆樹脂層、第６の被覆樹脂層、・・・第２ｎの被覆樹脂層の材料を同じくすることが特に好ましい（ただし、ｎは自然数とする）。
【００１１】
このように、本発明の複合繊維は、隣接する樹脂層の屈折率が互いに異なるように、各樹脂層が積層されてなるため、前記芯材の樹脂層及び被覆樹脂層の界面や、２つの被覆樹脂層の界面において屈折、又は反射した光が互いに干渉し合い、結果として強められた波長によって示される色が発現するいわゆる多層膜干渉を生じる構成をなしている。なお、本発明の複合繊維において発現する構造性発色は、回折や光散乱などによる作用は少ないと考えられる。
【００１２】
以下、本発明の複合繊維における構造性発色（多層膜干渉）の原理について説明する。
図２は、本発明の複合繊維の長さ方向に直交する方向における断面において、入射光の光路を示す図である。なお、図２においては、説明の便宜上、芯材の樹脂層１１上に２層の被覆樹脂層１２，１３が積層された３層構造であり、同心円状に積層された断面を巨視的に示した。
【００１３】
図２に示すように、本発明の複合繊維に照射された光は、気相１４中を進行して、複合繊維１０に対し、所定の角度αで入射する。ここで、前記入射角度αは、複合繊維１０の表面４０の法線から該表面４０方向へ前記光がなす角度を示す。入射した光７０（入射光７０）のうち、一部の光７０は、気相１４と第二の被覆樹脂層１３との界面４０（複合繊維１０の表面４０）で反射し、反射光７１が生じる。他の一部の光７０は、界面４０で屈折して第二の被覆樹脂層１３中を直進し、該第二の被覆樹脂層１３と、第一の被覆樹脂層１２との界面５０において反射し、反射光７２を生じる。反射光７２は、第二の被覆樹脂層１３中を進み、第二の被覆樹脂層１３と気相１４との界面４０で屈折し、第二の被覆樹脂層１３を透過して気相１４中を直進する。つまり、薄膜状の第二の被覆樹脂層１３に所定の角度で光を照射すると、第二の被覆樹脂層１３の上側の界面４０と下側の界面５０とにおいて、それぞれ反射光７１，７２が生じている。
【００１４】
これら反射光７１，７２は干渉して、条件により互いに強めあい、あるいは弱めあう。特定の波長を有する光の干渉条件は、光の入射角度、光が通過する媒質（気相１４、第二の被覆樹脂層１３）の屈折率、第二の被覆樹脂層１３の厚みによって決まる。ここで、反射光７１，７２によって最も強められる条件の波長（極大波長）λｍａｘと、反射光７１，７２によって最も弱められる条件の波長（極小波長）λｍｉｎとを、それぞれ式で表すと以下のようになる。
【００１５】
【数１】
【００１６】
【数２】
【００１７】
前記数式（１）及び数式（２）において、ｎ１は第二の被覆樹脂層１３の屈折率を表し、ｎ２は、気相１４の屈折率を表し、αは光の入射角度を示し、ｄは、第二の被覆樹脂層１３の厚みを表す。ｍは、正の整数を表す。
【００１８】
また、前記複数の被覆樹脂層のうち、最も外側に形成された被覆樹脂層を保護層としてもよい。該保護層の構造としては、隣接する樹脂層との屈折率差により、構造性発色を発現する構造を有し、保存安定性や、耐蝕性を向上させる機能を有していれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択され、最も外側に形成された被覆樹脂層のみを保護層としてもよいし、最も外側に形成された被覆樹脂層を含む複数層を保護層としてもよい。
前記保護層の材料としては、隣接する樹脂層との屈折率差により、構造性発色を発現する構造を有し、保存安定性や、耐蝕性を向上させる機能を有していれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択され、前記保存安定性や、耐蝕性を向上させる機能を有する単一の材料でもよいし、このような単一の材料を含む２種以上の材料でもよいし、前記保存安定性や、耐蝕性を向上させる機能を有する添加剤を含んでもよい。
【００１９】
＜屈折率差＞
本発明の複合繊維においては、各樹脂層の屈折率と、該樹脂層に隣接する樹脂層との屈折率との差の絶対値が０より大きくなるように前記各樹脂層が選択される。なお、隣接する２つの樹脂層の屈折率差の絶対値は、０．０５以上が好ましい。前記屈折率差を０．０５以上とすることによって、好適な構造性発色を発現するための積層数を少なくすることができ、結果として、複合繊維の細繊化を実現することができる。
【００２０】
ここで、本発明の複合繊維の各樹脂層の屈折率差について、図３を参照して説明する。
図３Ａは、従来の屈折率分布（ＧＩ：Ｇｒａｄｅｄ Ｉｎｄｅｘ）型の光ファイバーのプラスチック複合繊維の長さ方向に直交する方向における断面図、及び各層における屈折率との関係を示す図であり、図３Ｂは、本発明の複合繊維の長さ方向に直交する方向における断面図、及び各層における屈折率との関係を示す図である。
図３Ａに示すように、従来の屈折率分布型の光ファイバーは、コア部と、該コア部を覆うように積層されたクラッド部との２層からなり、前記コア部は、外周部から中心に向かって屈折率が漸進的に大きくなるように形成されている。
一方、本発明の複合繊維では、隣接する樹脂層の屈折率差が、中心（芯材の樹脂層）から半径方向に離れるに従って、増減が交互となるように設けられている。
【００２１】
＜＜屈折率の測定＞＞
前記屈折率の測定方法としては、例えば、反射光を用いたエリプソメータ法や、透過型二光束干渉顕微鏡を用いた屈折率分布の測定法が挙げられる。
【００２２】
＜樹脂層の層数＞
前記樹脂層の層数（積層数）としては、６０以下であることが好ましく、５０以下がより好ましい。前記樹脂層の層数が、６０を超えると、審美性を損ってしまうことがある。
【００２３】
＜樹脂層の厚み＞
前記芯材の樹脂層の厚み（平均直径）としては、１０ｎｍ以上、２００μｍ以下が好ましく、２０ｎｍ以上、１０μｍ以下がより好ましい。前記芯材の樹脂層の厚み（平均直径）が、１０μｍを超えると、繊維としての手触り感が損なわれることがあり、２０ｎｍ未満であると、強度不足が生じることがある。
なお、前記芯材の樹脂層の厚み（平均直径）としては、例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や光学顕微鏡等で繊維方向と垂直な断面を観察としたときの直径を円周方向に任意の点数測定し、平均した値とする。
また、各被覆樹脂層の厚みとしては、１０ｎｍ以上、１５０μｍ以下が好ましく、２０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下がより好ましい。前記各被覆樹脂層の厚みが、２０ｎｍ未満及び５００ｎｍを超えると、有効な波長領域での光干渉が起こりにくいことがある。
【００２４】
＜＜複合繊維の繊度＞＞
本発明の複合繊維の繊度としては、１０ｄｔｅｘ以下が好ましく、０．２ｄｔｅｘ〜５ｄｔｅｘがより好ましい。前記繊度が、１０ｄｔｅｘより大きいと、繊維として衣服等に不適合であり、０．２ｄｔｅｘ未満であると、強度が不足することがある。
ここで、前記繊度は、例えば恒長式表示法などにより測定することができる。
【００２５】
＜＜複合繊維の伸度＞＞
本発明の複合繊維の伸度としては、２００％以上が好ましく、３００％以上がより好ましい。前記伸度が、２００％未満であると、製造時に糸切れが多発し紡糸できないことがある。
前記伸度は、引っ張り試験機、例えば、テンシロンＲＴＮ−５０（オリエンテック社製）により測定することができる。
【００２６】
＜＜複合繊維の真円度＞＞
本発明の複合繊維の真円度としては、繊維方向に垂直な断面形態において、円又は楕円の中心を通る直線と円周部の交点の距離が最も長い長軸と最も短い短軸との比（長軸／短軸）が３．５未満であることが好ましく、２以下がより好ましい。前記真円度が、３．５以上であると、扁平すぎて干渉光発現が入射方向に依存し、繊維の長さ方向を軸としたほぼ全周囲方向において発色しにくくなるということがある。
前記真円度は、例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や光学顕微鏡等で繊維方向と垂直な断面を観察し円及び楕円の中心を通る直線と円周の交点の距離により測定することができる。
【００２７】
＜樹脂層＞
前記樹脂層を構成する材料（以下、「樹脂組成物」と称することがある）としては、屈折率が異なる２種以上の材料の組合せであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、高密度ポリエチレン、ポリオレフィン（例えば、ポリプロピレンなど）、ポリアミド（ＰＡ）（例えば、ナイロン−６など）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリエステル（例えば、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＴＴ、ＰＢＴ、ＰＢＮ、ＰＥＳ、ＰＢＳなど）、シンジオタクチック・ポリスチレン（ＳＰＳ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、フッ素樹脂、アクリル樹脂、などが挙げられる。これらの中でも、力学強度や製造の観点から、ポリエステル、シンジオタクチック・ポリスチレン（ＳＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、アクリル樹脂が好ましく、ポリエステル、アクリル樹脂がより好ましい。また、これらのうちの二種以上のポリマーをブレンドしたり、共重合させたりして使用してもよい。
【００２８】
前記樹脂層が、第一の材料で形成した樹脂層と、第二の材料で形成した樹脂層とで構成され、該第一の材料で形成した樹脂層と、該第二の材料で形成した樹脂層とが交互に配置されていることが好ましい。
この場合、前記第一の材料が芳香環を有さないポリマーから選択され、前記第二の材料が芳香環を有するポリマーから選択されることが好ましい。
前記芳香環を有するポリマーとしては、例えばポリカーボネ−ト、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリスチレン、ポリベンジルアクリレート、ポリフェニルサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、などが挙げられる。
前記芳香環を有さないポリマーとしては、例えばポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン等）、ポリアセタール、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリメチルアクリレート、ポリアクリレート、ポリアミド（ナイロン−６等）、セルロース（アセチル置換、プロピオニル置換、ブチリル置換等）、などが挙げられる。
【００２９】
＜＜樹脂組成物の融点＞＞
前記樹脂組成物の融点（Ｔｍ）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、４０℃〜３５０℃が好ましく、１００℃〜３００℃がより好ましく、１００℃〜２６０℃が更に好ましい。前記融点が、４０℃以上であると、通常の使用で予想される温度範囲で形を保ちやすくなる点で好ましい。また、前記融点が、３５０℃以下であると、高温での加工に必要とされる特殊な技術を特に用いなくても、均一な製膜ができる点で好ましい。
ここで、前記融点は、例えば示差熱分析装置（ＤＳＣ）により測定することができる。
【００３０】
＜＜樹脂組成物の透過率＞＞
前記樹脂組成物の透過率としては、９０％以上が好ましく、９２％以上がより好ましい。前記透過率が、９０％未満であると、干渉光の低下が起こることがある。
前記透過率は、例えばヘイズメータ（村上色彩研究所製、ＨＭ−６５）、あるいは可視紫外吸収スペクトル測定装置（株式会社日本分光製、Ｖ−５７０）により測定することができる。
【００３１】
＜＜樹脂組成物の粘度＞＞
前記樹脂組成物の溶融粘度としては、２４０℃において１×１０３Ｐａ・ｓ〜１×１０５Ｐａ・ｓが好ましく、２４０℃において１×１０３Ｐａ・ｓ〜１×１０４Ｐａ・ｓがより好ましい。前記粘度が、１×１０３Ｐａ・ｓ未満であると、紡糸時糸切れが生じることがあり、１×１０５Ｐａ・ｓを超えると、紡糸が難しく製造困難となることがある。
前記粘度は、平板に樹脂を挟み、せん断をかけて測定する装置（例えばレオメ−タ ＤＡＲ−１００、レオロジカ社製）により測定することができる。
【００３２】
＜＜樹脂組成物の質量平均分子量＞＞
前記樹脂組成物の質量平均分子量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、２０，０００〜３００，０００が好ましく、３０，０００〜２００，０００がより好ましく、５０，０００〜１００，０００が更に好ましい。前記質量平均分子量が２０，０００未満であると、紡糸時糸切れが生じることがある。一方、前記質量平均分子量が３００，０００を超えると、溶融紡糸などができないことがある。
ここで、前記質量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ：Ｇｅｌ Ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）法により測定することができる。
【００３３】
−ポリエステル樹脂−
前記ポリエステル樹脂は、エステル結合を主鎖の主要な結合鎖とする高分子化合物の総称を意味する。したがって、前記ポリマーとして好適なポリエステル樹脂としては、前記例示したＰＥＴ（ポリエチレンテレフタエレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＴＴ（ポリトリメチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＢＮ（ポリブチレンナフタレート）、ＰＥＳ（ポリエチレンサクシネート）、ＰＢＳ（ポリブチレンサクシネート）だけでなく、ジカルボン酸成分とジオール成分との重縮合反応によって得られる高分子化合物が全て含まれる。
【００３４】
前記ジカルボン酸成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、芳香族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、脂環族ジカルボン酸、オキシカルボン酸、多官能酸などが挙げられる。これらの中でも、芳香族ジカルボン酸が好ましい。
【００３５】
前記芳香族ジカルボン酸としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸などが挙げられる。これらの中でも、テレフタル酸、イソフタル酸、ジフェニルジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸が好ましく、テレフタル酸、ジフェニルジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸がより好ましい。
【００３６】
前記脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、シュウ酸、コハク酸、エイコ酸、アジピン酸、セバシン酸、ダイマー酸、ドデカンジオン酸、マレイン酸、フマル酸が挙げられる。前記脂環族ジカルボン酸としては、例えば、シクロヘキシンジカルボン酸などが挙げられる。前記オキシカルボン酸としては、例えば、ｐ−オキシ安息香酸などが挙げられる。前記多官能酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸などが挙げられる。脂肪族カルボン酸としては、コハク酸、アジピン酸、シクロヘキサンジカルボン酸が好ましく、コハク酸、アジピン酸がより好ましい。
【００３７】
−フッ素樹脂−
前記フッ素樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば特開２００６−１５４５９０号公報に記載のフッ素樹脂などが好適に挙げられる。具体的には、炭素原子、フッ素原子を必須の構成原子とする含フッ素モノマー（ａ）と、炭素原子、フッ素原子、塩素原子を必須の構成原子とする含フッ素モノマー（ｂ）との組成比を変えて重合を行うことによって所望の屈折率のフッ素樹脂を得て、各樹脂層に適用する。なお、前記フッ素樹脂は、前記含フッ素モノマー（ａ）、又は前記含フッ素モノマー（ｂ）のホモポリマーでもよい。
【００３８】
＜発色方向の確認方法＞
前記発色方向の確認方法としては、本発明の複合繊維に対して太陽光が照射された際、長さ方向に直交する断面における、一の方向での干渉光のピーク波長Ｘ（ｎｍ）と、該一の方向と直交する他の方向での干渉光のピーク波長Ｙ（ｎｍ）とを測定し、その測定された値の差（Ｘ−Ｙ）が、４００（ｎｍ）以下であるか否かによって少なくとも直交する二方向において同様の色の構造性発色が確認されたと判別できる。したがって、長さ方向を軸とする略全周囲方向において構造性発色が確認されることを判別するためには、この測定方法を、前記長さ方向を軸とした複数の角度において実施すればよい。
ここで、前記ピーク波長Ｘ（ｎｍ）と、前記ピーク波長Ｙ（ｎｍ）との差（Ｘ−Ｙ）は、４００ｎｍ以下（人間にとって視認しうる値の限度）が好ましく、１００ｎｍ以下がより好ましく、５０ｎｍ以下が更に好ましい。また、前記ピーク波長の差（Ｘ−Ｙ）が、４００ｎｍを超えると、２面性があり好ましくない。この測定には、例えば、黒色板にサンプル繊維を４０本／１ｃｍの巻密度で、０．２６５ｃＮ／ｄｔｅｘ（０．３ｇ／ｄｅ）の巻張力で巻きつけ、マクベス社製分光光度計カラーアイ３１００（ＣＥ−３１００）にてＤ６５光源で測色する。あるいは可視紫外吸収スペクトル測定装置（株式会社日本分光製、Ｖ−５７０）と積分球を使用して測定することができる。表面光沢を含む、光源に紫外線を含む条件にて、ピーク波長と反射強度を測定することができる。
【００３９】
（複合繊維の製造方法）
本発明の複合繊維の製造方法は、積層紡糸工程と、延伸工程とを含み、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。
【００４０】
［積層紡糸工程］
前記積層紡糸工程は、同心円状に各樹脂層が積層された円筒形状のプリフォームを作製する工程である。前記積層紡糸工程としては、コーティング法、溶融複合紡糸法などが挙げられ、これらのうちでも、溶融複合紡糸法が好ましい。
前記コーティング法は、被覆樹脂層の樹脂組成物を溶剤に溶かして、芯材の樹脂層に塗布した後、乾燥して溶剤を蒸発させる製法である。
前記溶融複合紡糸法としては、ラム押出複合紡糸法、連続複合紡糸法、界面ゲル重合法（例えば、特開２００３−７５６５６号公報等）、などが挙げられる。
【００４１】
前記ラム押出複合紡糸法は、芯材の樹脂層、及び複数の被覆樹脂層の材料である樹脂組成物のロッドを形成し、それらをシリンダに挿入し、シリンダの一端においてこのロッドを溶融しながらピストンにより他端から押圧して押し出し、複合紡糸ダイ２０（図４Ａ参照）に形成された芯材の樹脂層の材料（樹脂組成物）の流入孔２１、及び複数の被覆樹脂層の材料（樹脂組成物）の各流入孔２２〜２７に、それぞれの樹脂組成物が所定の厚みになるように定量的に供給し、順次積層して多層構造とした後に、ガイドパイプ２８によって隔絶された吐出口より吐出する方法であり、吐出された糸状体は定速で引き取られながら冷却され、プリフォームが作製される。
【００４２】
前記連続複合紡糸法は、押出機で連続的に各層を構成する樹脂組成物を溶融し、必要に応じて脱揮を行った後、図４Ａに示すような複合紡糸ダイに、前述したラム押出複合紡糸法と同様にして定量的に供給し、順次積層して多層構造とした後にダイより吐出する方法であり、吐出された糸状体は定速で引き取られながら冷却され、プリフォームが作製される。
【００４３】
前記連続複合紡糸法は、樹脂組成物の重合から紡糸までを一貫して連続的に紡糸することが容易であり、生産性に優れるとともに紡糸の工程以前に連続脱揮工程を導入することにより、残留モノマーや不純物等を十分に取り除くことができるため、透過性が高く、光学耐久性に優れた複合繊維が得られることから好適である。
前記界面ゲル重合法は、まず、第１の樹脂となる重合性モノマーを、充分な剛性のある重合容器に入れて、該容器を回転させつつ、モノマーを重合させ第１の樹脂重合体からなる円筒管を作製する。次に、該円筒管の中空部に第２の樹脂の原料となるモノマー、重合開始剤、連鎖移動剤及び屈折率調整剤などを注入して、円筒管内部で界面ゲル重合を行い、第２の樹脂重合体を形成する。
この重合法を繰り返して積層構造を作製することができる。
【００４４】
［延伸工程］
前記延伸工程は、前記積層紡糸を芯材の樹脂層の長さ方向に延伸する工程である。
ここで、図４Ｂに示すように、前記積層紡糸工程で得られたプリフォーム２１は、例えば、２２０〜２６０℃に調整された加熱炉３０内に挿入され、リール３２に巻き取られながら熱延伸処理が施され、本発明の複合繊維が作製される。なお、前記熱延伸処理における延伸速度は、各樹脂層が、目的とする厚みになるように、加熱炉３０とリール３２との間に設置された外径測定器３１を通じて外径を測定しながら制御される。このように、紡糸後に連続的、又は一旦巻き取られた後に熱延伸処理を施すことによって、複合繊維の内部の歪みが除去される。これは複合繊維の内部に歪みが残留していると、各樹脂層の界面において、クラックが発生する等の問題が生じ、良好な構造性発色の発現が損われてしまうおそれがあるためである。
【実施例】
【００４５】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。
【００４６】
（実施例１）
＜第一の樹脂層の材料＞
攪拌機、温度計及び還流冷却器を備えた反応槽に、下記組成の化合物を投入し、樹脂組成物混合溶液として濾過した後、更に超音波脱気し、前記重合容器中へ注入した。その後、十分に攪拌しながら４０℃で２４時間加熱重合し、第一の樹脂層の材料（第一の樹脂組成物）を得た。
【００４７】
［第一の樹脂層の材料の組成］
・メチルメタクリレート（ＭＭＡ、ｎ＝１．４９）・・・・・・・・・・１００質量部
・ジｔ−ブチルパーオキシド（ＰＢＤ、重合開始剤）・・・・・・・・・・・１質量部
・ｎ−ラウリルメルカプタン（ｎ−ＬＭ、連鎖移動剤）・・・・・・・・０．５質量部
【００４８】
＜第二の樹脂層の材料＞
攪拌機、温度計、及び還流冷却器を備えた反応槽内に、下記組成の化合物を投入し、樹脂組成物混合溶液として濾過した後、更に超音波脱気し、前記重合容器中へ注入した。その後、十分に攪拌しながら４０℃で２４時間加熱重合し、第二の樹脂層の材料（第二の樹脂組成物）を得た。
【００４９】
［第二の樹脂層の材料の組成］
・ベンジルメタクリレート（ＢｚＭＡ、ｎ＝１．５６）・・・・・・・・１００質量部
・ジｔ−ブチルパーオキシド（ＰＢＤ、重合開始剤）・・・・・・・・・・・３質量部
・ｎ−ラウリルメルカプタン（ｎ−ＬＭ、連鎖移動剤）・・・・・・・・０．５質量部
【００５０】
＜積層紡糸工程＞
３０層複合紡糸ダイを用いて、前記第一の樹脂組成物と前記第二の樹脂組成物とが交互に積層されるように、かつ前記第一の樹脂組成物が芯材の樹脂となるように、樹脂受け入れ口に各樹脂組成物を投入し、３０層構造をなす円筒形状のプリフォ−ムを作製した。
【００５１】
得られたプリフォ−ムの屈折率分布を二光束透過型干渉顕微鏡（ＴＤ−２０、溝尻光学株式会社製）にて測定したところ、芯材の樹脂層を一層目とした奇数層の屈折率は１．４９であり、芯材の樹脂層を一層目とした偶数層の屈折率は１．５６であった。
【００５２】
＜延伸工程＞
次に、上記で得られたプリフォームを溶融延伸した。２２０℃〜２６０℃に調整された加熱炉内に該プリフォームを鉛直下向きに挿入し、延伸速度は、各被覆樹脂層が、１５０μｍ以下の厚みになるように外径を調整するために、外径測定器を通じて直径を測定しながら延伸速度を制御して、例えば、延伸張力を２０ｇ〜９０００ｇ、延伸速度は１〜６０００ｍ／分の間で調整して複合繊維を作製した。
【００５３】
（実施例２）
＜第一の樹脂層の材料＞
重合容器としてガラスチューブを用意し、回転装置に水平にセットし、下記組成の第一の樹脂組成物を混合し、樹脂組成物混合溶液として濾過した後、更に超音波脱気し、前記重合容器中へ注入した。その後、２，０００ｒｐｍの回転を与えながら４０℃で２４時間加熱重合し、第一の樹脂層の材料（第一の樹脂組成物）を円筒状に形成した。
【００５４】
［第一の樹脂層の材料の組成］
・メチルメタクリレート（ＭＭＡ、ｎ＝１．４９）・・・・・・・・・・１００質量部
・ジｔ−ブチルパーオキシド（ＰＢＤ、重合開始剤）・・・・・・・・・・・１質量部
・ｎ−ラウリルメルカプタン（ｎ−ＬＭ、連鎖移動剤）・・・・・・・・０．５質量部
【００５５】
＜第二の樹脂層の材料＞
重合容器としてガラスチューブを用意し、回転装置に水平にセットし、下記組成の第二の樹脂組成物を混合し、樹脂組成物混合溶液として濾過した後、更に超音波脱気し、前記重合容器中へ注入した。その後、２，０００ｒｐｍの回転を与えながら４０℃で２４時間加熱重合し、第二の樹脂層の材料（第二の樹脂組成物）を円筒状に形成した。
【００５６】
［第二の樹脂層の材料の組成］
・ベンジルメタクリレート（ＢｚＭＡ、ｎ＝１．５６）・・・・・・・・１００質量部
・ジｔ−ブチルパーオキシド（ＰＢＤ、重合開始剤）・・・・・・・・・・・３質量部
・ｎ−ラウリルメルカプタン（ｎ−ＬＭ、連鎖移動剤）・・・・・・・・０．５質量部
【００５７】
＜積層紡糸工程＞
上記第一の樹脂層及び第二の樹脂層の形成を１５回繰り返し行うことで、同心円状の断面をなし、交互に屈折率の異なる多層円筒形状のプリフォ−ムを作製した。
【００５８】
得られたプリフォ−ムの屈折率分布を２光束透過型干渉顕微鏡（溝尻光学株式会社製、ＴＤ−２０）にて測定したところ、芯材の樹脂層を一層目とした奇数層の屈折率は１．４９であり、芯材の樹脂層を一層目とした偶数層の屈折率は１．５６であった。
【００５９】
＜延伸工程＞
次に、上記で得られたプリフォームを実施例１と同様にして溶融延伸し、複合繊維を作製した。
【００６０】
（実施例３）
実施例２において、隣接する二層の屈折率差の絶対値が、０．０５となるように第二の樹脂層の材料を以下のように調製した組成物とした以外は、実施例１と同様にして、複合繊維を作製した。
【００６１】
［第二の樹脂層の材料の組成］
・ベンジルメタクリレート（ＢｚＭＡ、ｎ＝１．５６）／パ−フルオロ（４−ビニルオキシ−１−ブテン（ＢＶＥ、ｎ＝１．３４）＝９１／９（ｗ／ｗ）・・・・１００質量部
・ジｔ−ブチルパーオキシド（ＰＢＤ、重合開始剤）・・・・・・・・・・・３質量部
・ｎ−ラウリルメルカプタン（ｎ−ＬＭ、連鎖移動剤）・・・・・・・・０．５質量部
【００６２】
（実施例４）
実施例３において、樹脂層の数を５とした以外は、実施例３と同様にして、複合繊維を作製した。
【００６３】
（実施例５）
実施例４において、樹脂層が、第一の樹脂層の材料で形成した樹脂層と、第二の樹脂層の材料で形成した樹脂層とで構成され、該第一の樹脂層の材料で形成した樹脂層と、該第二の樹脂層の材料で形成した樹脂層とが交互に配置されるように代えた以外は、実施例４と同様にして、複合繊維を作製した。
【００６４】
（実施例６）
実施例３において、樹脂層の数を１０とした以外は、実施例３と同様にして、複合繊維を作製した。
作製した実施例６の複合繊維の断面写真を図６に示した。この図６から、複合繊維の長さ方向に直交する断面形状が略円形である芯材の樹脂層上に、長さ方向に直交する断面形状が略円環形である樹脂層を１０層積層していることが認められた。
【００６５】
（実施例７）
実施例２において、重合容器としてガラスチューブの代わりにポリフッ化ビニリデンチュ−ブを用意し、実施例６と同様にして、複合繊維を作製した。
【００６６】
（比較例１）
＜複合繊維の作製＞
比較例１として、国際公開第０５／０２１８４９号パンフレット（特許文献１）の実施例１に基づき、複合繊維を作製した。
具体的には、５−ナトリウムスルホイソフタル酸成分を１．５モル％共重合したポリエチレン−２，６−ナフタレートと、ナイロン−６とが、交互に２１層積層され、ポリエチレングリコール（平均分子量４，０００）を２．５モル％共重合したポリブチレンテレフタレートが周りを被覆している構造となるように、各々２９０℃、２７０℃、２３０℃にて溶融し、計量後、紡糸パック内に導入して１，２００ｍ／分で紡糸した。得られた未延伸糸を予熱温度６０℃にて２倍に延伸し、１５０℃で熱セットして巻き取り、図７に示すような断面形状の複合繊維を得た。
【００６７】
（比較例２）
実施例１において、芯材の樹脂層上に形成される被覆樹脂層を前記第二の樹脂組成物からなる一層のみに代えた以外は、実施例１と同様にして、複合繊維を作製した。
【００６８】
（比較例３）
実施例１において、芯材の樹脂層及び該樹脂層上に形成される複数の被覆樹脂層の屈折率が全て略同じとなるように各樹脂層で構成した以外は、実施例１と同様にして、複合繊維を作製した。
【００６９】
（比較例４）
実施例１において、芯材の樹脂層及び該樹脂層上に形成される複数の被覆樹脂層の屈折率が全て略同じとなるように各樹脂層で構成し、更にその材料にＬＣＶ（ロイコクリスタルバイオレット）を５質量％添加した以外は、実施例１と同様にして、複合繊維を作製した。
【００７０】
次に、実施例１〜７及び比較例１〜４において作製した各複合繊維について、表１にまとめて示す。
【００７１】
【表１】
【００７２】
＜測定方法及び評価方法＞
前記実施例１〜７及び比較例１〜４の各複合繊維について、下記の測定及び評価を行った。測定結果及び評価結果を表２に示す。
【００７３】
＜＜繊度の測定＞＞
作製した各複合繊維の繊度を一定の長さ（１００ｍｍ）４０本の質量と各繊維の直径を光学顕微鏡にて求め、デシテックス（ｄｔｅｘ）に換算した。
【００７４】
＜＜伸度の測定＞＞
作製した各複合繊維の伸度をテンシロンＲＴＭ−５０（オリエンテック社製）で測定した。
【００７５】
＜＜真円度の測定＞＞
作製した各複合繊維の真円度を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（Ｓ−４８００、株式会社日立ハイテクノロジ−ズ製）又は光学顕微鏡（Ａｘｉｏｓｋｏｐ２、カールツアイス社製）で繊維方向と垂直な断面を観察し円及び楕円の中心を通る直線と円周の交点の距離を測定した。
【００７６】
＜＜干渉光のピーク波長の測定＞＞
作製した各複合繊維の長さ方向に直交する断面における、一の方向（０°）での干渉光のピーク波長Ｘ（ｎｍ）と、該一の方向と直交する他の方向（９０°）での干渉光のピーク波長Ｙ（ｎｍ）とを可視紫外吸収スペクトル測定装置（株式会社日本分光製、Ｖ−５７０）で測定し、これらの差（Ｘ−Ｙ）を算出した。
【００７７】
＜＜審美性の評価＞＞
図５に示すように、上記測定したピーク波長の差（Ｘ−Ｙ）について、下記基準に基づき評価した。なお、下記評価基準に示すように、１００ｎｍ以下であることが二方向において同様の色の構造性発色が確認されたと判別できることにおいて実用上好ましい。
［評価基準］
◎：ピーク波長の差が１００ｎｍ以下である
○：ピーク波長の差が１００ｎｍ以上、７００ｎｍ未満である
×：ピーク波長の差が７００ｎｍ以上である
【００７８】
＜＜発色保存性の評価＞＞
耐光試験機（サンシャインウエザーメーター、スガ試験機株式会社製）で２００時間光照射した前後の色を、可視・紫外吸収スペクトル測定装置で吸収極大の減少率により下記基準で評価した。
［評価基準］
◎：減少率が１０％以内である
○：減少率が５０％以内である
×：減少率が５０％を超える
【００７９】
【表２】
表２の結果から、実施例１〜７の複合繊維は、比較例１〜４に比べて、光の入射方向に依存することなく、繊維の長さ方向を軸としたほぼ全周囲方向において発色し、該発色が劣化しにくいことが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】図１は、本発明の複合繊維の構成の一例を示す断面図である。
【図２】図２は、構造性発色の発現の原理を説明する図である。
【図３Ａ】図３Ａは、従来の複合繊維の断面構成と各層における屈折率との関係を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の複合繊維の断面構成と各層における屈折率との関係を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明に用いられる複合紡糸ダイの構成を示す断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明の延伸工程を示す図である。
【図５】図５は、発色方向の評価の形態を示す図である。
【図６】図６は、実施例６の複合繊維の断面写真である。
【図７】図７は、従来の複合繊維の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８１】
１０ 複合繊維
１１ 芯材の樹脂層
１２ 第一の被覆樹脂層
１３ 第二の被覆樹脂層
２１ プリフォーム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長さ方向に直交する断面形状が略円形である芯材の樹脂層上に、長さ方向に直交する断面形状が略円環形である樹脂層を３層以上有してなり、該樹脂層のうちの隣接する２つの樹脂層の屈折率差の絶対値が０より大きいことを特徴とする複合繊維。
【請求項２】
隣接する２つの樹脂層の屈折率差の絶対値が、０．０５以上である請求項１に記載の複合繊維。
【請求項３】
樹脂層の数が６０以下である請求項１から２のいずれかに記載の複合繊維。
【請求項４】
樹脂層のいずれもが同心円状に位置する請求項１から３のいずれかに記載の複合繊維。
【請求項５】
樹脂層が、第一の材料で形成した樹脂層と、第二の材料で形成した樹脂層とで構成され、該第一の材料で形成した樹脂層と、該第二の材料で形成した樹脂層とが交互に配置された請求項１から４のいずれかに記載の複合繊維。
【請求項６】
第一の材料が芳香環を有さないポリマーから選択され、第二の材料が芳香環を有するポリマーから選択される請求項５に記載の複合繊維。
【請求項７】
保護層が、最外層に設けられてなる請求項１から６のいずれかに記載の複合繊維。
【請求項８】
太陽光が照射された際、
長さ方向に直交する断面における、一の方向での干渉光のピーク波長Ｘ（ｎｍ）と、該一の方向と直交する他の方向での干渉光のピーク波長Ｙ（ｎｍ）との差（Ｘ−Ｙ）が、４００ｎｍ以下である請求項１から７のいずれかに記載の複合繊維。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の複合繊維を製造する方法であって、
芯材の樹脂層上に３層以上の樹脂層を積層して紡糸する積層紡糸工程と、
前記積層紡糸を芯材の樹脂層の長さ方向に延伸する延伸工程と、を含むことを特徴とする複合繊維の製造方法。
【請求項１】
長さ方向に直交する断面形状が略円形である芯材の樹脂層上に、長さ方向に直交する断面形状が略円環形である樹脂層を３層以上有してなり、該樹脂層のうちの隣接する２つの樹脂層の屈折率差の絶対値が０より大きいことを特徴とする複合繊維。
【請求項２】
隣接する２つの樹脂層の屈折率差の絶対値が、０．０５以上である請求項１に記載の複合繊維。
【請求項３】
樹脂層の数が６０以下である請求項１から２のいずれかに記載の複合繊維。
【請求項４】
樹脂層のいずれもが同心円状に位置する請求項１から３のいずれかに記載の複合繊維。
【請求項５】
樹脂層が、第一の材料で形成した樹脂層と、第二の材料で形成した樹脂層とで構成され、該第一の材料で形成した樹脂層と、該第二の材料で形成した樹脂層とが交互に配置された請求項１から４のいずれかに記載の複合繊維。
【請求項６】
第一の材料が芳香環を有さないポリマーから選択され、第二の材料が芳香環を有するポリマーから選択される請求項５に記載の複合繊維。
【請求項７】
保護層が、最外層に設けられてなる請求項１から６のいずれかに記載の複合繊維。
【請求項８】
太陽光が照射された際、
長さ方向に直交する断面における、一の方向での干渉光のピーク波長Ｘ（ｎｍ）と、該一の方向と直交する他の方向での干渉光のピーク波長Ｙ（ｎｍ）との差（Ｘ−Ｙ）が、４００ｎｍ以下である請求項１から７のいずれかに記載の複合繊維。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の複合繊維を製造する方法であって、
芯材の樹脂層上に３層以上の樹脂層を積層して紡糸する積層紡糸工程と、
前記積層紡糸を芯材の樹脂層の長さ方向に延伸する延伸工程と、を含むことを特徴とする複合繊維の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１７４０６８（Ｐ２００９−１７４０６８Ａ）
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１１１８（Ｐ２００８−１１１１８）
【出願日】平成２０年１月２２日（２００８．１．２２）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月２２日（２００８．１．２２）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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