JP2003119623A - 光反射機能構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 広視野角度になっても灰色に見えることがな
く、発色波長の分光スペクトルの急峻さに由来する色の
深み機能を発現させる新規な発色機構に基づいた光反射
機能構造体を提供する。 【解決手段】 屈折率の異なる少なくとも２種類の材料
を使用し、光透過性を有する第１の材料２中に、回折・
散乱作用に基づく光の反射機能を発現させるのに十分な
規則性をもって第２の材料からなる複数の微細構造体３
を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は光の回折・散乱作用により、可視
光線、赤外線及び紫外線領域の少なくともいずれかの波
長域の光を反射する光学機能構造体に係わり、さらに詳
しくは、顔料や染料を必要とせず、例えば可視光線領域
において、光の特定波長を反射して発色する新規な光反
射機能構造体、およびこれを用いた物品に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】光エネルギーは、一般に我々の視覚で認
知できる可視光線（波長０．３８μｍ〜０．７８μ
ｍ）、それより短かい波長域の紫外線（波長０．２９μ
ｍ〜０．３８μｍ）、可視光線より長い波長域の赤外線
（波長０．７８μｍ以上）に区分される。このうち可視
光線域は、我々の視知覚と密接に関与しており、この光
の下で各種物体の色を感知している。一般に、物体の色
はその物体が光の一部を吸収することにより生じる。こ
の原理を利用した着色が従来から用いられてきた顔料や
染料を用いた方法であり、現在の我々の身の回りのほと
んどの着色および発色はこの方法に基づいている。

【０００３】ところが、これらによる着色は各種顔料や
染料自体が必要であるばかりでなく、これらを混練する
工程や廃液処理等も必要になり、工程および環境上も問
題視されてきている。また、品質的には、物体表面に溶
出して質感低下を引き起こしたり、紫外線等による退色
に基づく初期品質の低下に伴う意匠性や商品性を損ねた
りするといった欠点も少なからず指摘されている。

【０００４】このような問題点を解決するため、顔料や
染料などのいわゆる色素を用いることなく、光の干渉、
回折などの物理作用を用いた発色手段（広義には構造性
発色と称する）が知られている。これは、物体表面やそ
の内部の微細構造と、光との相互作用によって発色する
もので、既にいくつかの公知技術が知られている。

【０００５】例えば、光の干渉反射作用を利用すること
により発色する構造体としては、分子配向異方性フィル
ムを２枚の偏光フィルムで挟んだ構造とすることにより
発色する材料が発表されている（繊維機械学会誌Ｖｏ
ｌ．４２，Ｎｏ．２，Ｐ５５（１９８９）および同誌Ｖ
ｏｌ．４２，Ｎｏ．１０，Ｐ１６０（１９８９））。

【０００６】この原理は、第１の偏光フィルムに法線方
向からの光が入射すると、このフィルムを通った光は一
定方向のみに振動する光（直線偏光）となり、次に、こ
の直線偏光が４５°に配位した分子配向異方性フィルム
を通ると、偏光面を回転させて楕円偏光に変わる。そし
て、この楕円偏光が第２の偏光フィルムを通ると再び直
線偏光となるが、その際に、波長によって光の強さが異
なるために、それが着色偏光となって色として認識され
ることになるものである（いわゆる偏光の干渉による発
色）。

【０００７】また、屈折率の異なる２種類のポリマー物
質を、交互に何十層と積層した構造とすることにより発
色する材料も報告されている（特開平４−２９５８０４
号公報、特許第３０３６３０５号）。この原理は、屈折
率の異なる交互積層界面で生じるフレネル反射が重なっ
て干渉を起こし、その結果として反射率の波長依存性や
反射率そのものの増強や減少を生じるもので、特定波長
で特定位相差をもって重なり合うときに現れる発色であ
る（発色波長λ_１＝２（ｎ_ａｄ_ａ＋ｎ_ｂｄ_ｂ）：発色波
長λ_１はお互いの光学的厚みが等しいとき、すなわち、
ｎ_ａｄ_ａ＝ｎ_ｂｄ_ｂのとき、最大となる）。

【０００８】例えば、特開平４−２９５８０４号公報に
は少なくとも第１と第２のポリマー物質の屈折率が互い
に少なくとも０．０３異なり、しかも０．１μｍ程度の
厚さで積層させたフィルム状の反射性ポリマー物体を開
示している。さらに本発明者らも特許第３０３６３０５
号において、屈折率の異なる２種類の高分子物質からな
る交互積層構造を有する繊維状の発色構造体を開示して
いる。後者の発色繊維は非染色の発色繊維であって、見
る方向によって色味が変わり、しかもこれと組合せる糸
の色によってはその複合効果によって、干渉特有の独特
の質感を呈するものである。

【０００９】一方、回折・干渉作用を利用した構造体と
しては、繊維表面に一定幅の細溝を設けることによって
回折・干渉色を発する構造体が提案されている（特開昭
６２−１７０５１０号公報あるいは特開昭６３−１２０
６４２号公報、特開平８−２３４００７号公報）。この
原理は、平面あるいは凹面上に多数の所定寸法の溝（間
隔と深さ）を規則的（いわゆる、回折格子のごとく）に
形成させたものに光を入射させると、光路差ΔＬが生
じ、この光路差が波長λの整数倍のとき、反射光が強め
合って明るくなるもの（光路差ΔＬ＝ｍλ ：但し、ｍ
は回折次数で、ｍ＝０，１，２・・・）で、実際には、
ある入射角で入った入射光に対し、ある回折角で波長λ
の発色を与えるものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
うち、分子配向異方性フィルムを偏光フィルムで挟んだ
構造体においては、細い繊維や微小な光輝材用チップ
（小片）を安価に、しかも安定して製造することが困難
であると共に、色味の鮮やかさの点でも十分ではなかっ
た。また、第１と第２の屈折率の異なるポリマーからな
る反射性ポリマー物体においても、細い繊維や微小な光
輝材用チップを安価に製造することが困難であるばかり
でなく、見る角度によって、即ち、広視野角度になると
干渉現象特有の、灰色に見えてしまう（死角がある）と
いう本質的な問題もあった。ここで死角とは、干渉発色
フィルムや繊維の照射面に対して、法線方向からの光が
入射し、我々の眼でこの法線からθだけずれた位置で見
る場合、このθが大きくなればなるほど、多層薄膜干渉
理論に基づき、発色波長λ１が法線方向で見た場合より
も短波長側にシフトし、最終的にはλ１が可視光領域を
はずれて紫外線領域にシフトしてしまい、色として認知
できない角度を意味する。

【００１１】また、特許第３０３６３０５号にて開示し
た繊維状の発色構造体においても見る方向によって色味
が変わるというメリットと裏腹に、やはり広視野角度に
なると、干渉現象特有の灰色に見えてしまうという問題
を内在していた。

【００１２】一方、回折・干渉作用を利用した構造体に
おいては上記のような欠点は少ないものの、ＣＤ盤のご
とくレインボー色に見え、商品として安価なイメージを
与えてしまうものであったり、膜状のものにおいては、
特殊な装置や製造方法が必要となったり、実用性に乏し
いといった問題があり、このような問題点の解消が従来
の発色構造体における課題となっていた。

【００１３】

【発明の目的】本発明は、構造性発色機能を備えた従来
の発色構造体における上記課題に着目してなされたもの
であって、広視野角度になると灰色に見える（死角があ
る）という問題点を解消すると共に、目指す発色波長の
分光スペクトルの急峻さに由来する色の深み機能を発現
させる新規な発色機構に基づいた光反射機能構造体を提
供するということを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる光反射機
能構造体は、可視光線、赤外線および紫外線の反射特性
のうちの少なくともいずれかの光学機能を有する繊維状
あるいはフィルム状の構造体であって、該構造体が屈折
率の異なる少なくとも第１および第２の材料からなると
共に、少なくとも第１の材料が当該構造体の断面におい
て光透過性を有し、第２の材料からなる複数の微細構造
体が光透過性を有する第１の材料によって取り囲まれ、
回折・散乱作用に基づく光の反射機能を発現させるのに
十分な規則性をもって配置されている構成としており、
光反射機能構造体におけるこのような構成を前述した従
来の課題を解決するための手段としたことを特徴として
いる。

【００１５】本発明に係わる光反射機能構造体の好適形
態としては、微細構造体が所定の断面形状を有し、光の
入射方向をｙ方向、これに対向する複数の微細構造体か
らなる微細構造体群の方向をｘ方向、微細構造体群の奥
行き方向をｚ方向としたとき、第１の材料の内部に、所
定断面形状を有する複数の微細構造体がｘ−ｙ平面内で
多角形状の規則的配列をなしている構成、例えば、第１
の材料の内部に、所定断面形状を有する複数の微細構造
体がｘ−ｙ平面内で行と列のマトリックス状（アレイ
状）の規則的配列、ｘ−ｙ平面内で六角形状の規則的配
列、三角形状の規則的配列、五角形状の規則的配列、あ
るいは八角形状の規則的配列をなしている構成としたこ
とを特徴としている。

【００１６】さらに、本発明に係わる光反射機能構造体
の他の好適形態としては、複数の微細構造体がその長さ
方向（ｚ方向）に一様に連続している構成、微細構造体
の断面形状が円形である構成とすることができ、この場
合、微細構造体の円形断面における半径をｒ、ｘ−ｙ平
面内での行と列のマトリックス状配列における隣接する
微細構造体の中心間ピッチをＰ、回折・散乱作用による
反射ピーク波長をλとしたとき、サイズパラメータα
（＝λ／２πｒ）および前記ピッチＰが、１０^{− ２}≦α
≦１０^３、かつ２ｒ≦Ｐ、なる関係を満たす構成、さら
には微細構造体個々の断面形状が円形、楕円形、矩形お
よび多角形からなる群から選択される１種以上の断面形
状である構成とすることができる。

【００１７】また、他の好適形態として、微細構造体が
所定の断面形状を有し、光の入射方向をy方向、これに
対向する複数の微細構造体群の方向をx方向、微細構造
体群の奥行き方向をz方向としたとき、互いに異なる波
長の光を出射するに足る十分な規則性をもった微細構造
体群が複数のブロックとしてx方向に存在するように構
成することができる。また、このような規則性をもった
微細構造体群がy方向に複数のブロックとして存在する
ように構成しても良い。

【００１８】さらに他の好適形態としては、少なくとも
第１の材料がポリマー系、ガラス系、セラミックス系よ
りなる群から選ばれる１種類以上の材料からなる構成と
し、前記ポリマー系材料としては、ポリエステル系、ポ
リアミド系、ポリオレフィン系、ビニル系、ポリエーテ
ルケトン系、ポリサルファイド系、フッ素系、ポリカー
ボネート系の単体もしくはこれらのブレンド、あるいは
これら２種類以上の共重合体のいずれかとすることがで
きる。

【００１９】さらに、別の好適形態として、第１の材料
が光透過性を維持できる程度の顔料および／または染料
を含有しているものとしたり、第２の材料からなる微細
構造体を第３の材料により被覆したり、さらには当該光
反射機能構造体の断面形状を円形、楕円形、正方形、矩
形、三角形、星型、あるいは多角形としたり、このよう
な光反射機能構造体を所定の長さに切断して微小なチッ
プとしたり、粉砕して粉末としたりすることができる。

【００２０】そして、このようなチップや粉末は光輝材
として使用することができ、塗料やフィルム構造体、プ
ラスチック等の各種成形体、壁紙等に広く適用すること
ができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づいて具体的に説明する。

【００２２】図１（ａ）は、本発明に係わる光反射機能
構造を繊維あるいはフィルム状構造体に適用した場合を
示す概念図であって、本発明に係わる光反射機能構造体
１は屈折率の異なる少なくとも第１および第２の材料か
らなり、ここでは光透過性を有し、矩形断面形状をなす
第１の材料２の内部に、第２の材料からなり円形断面を
備えた複数の微細構造体３（微細構造体群）が回折・散
乱作用に基づく光の反射機能を発現させるのに十分な規
則性をもって配置されたものである。

【００２３】ここで、本発明を理解するうえで、光の入
射方向に対する座標軸を定義しておいた方が好ましいの
で、以下のように定義し説明を進める。即ち、上記構造
体１の断面において、光の入射方向をｙとし、該構造体
１の最外周辺に位置する微細構造体群を構成する微細構
造体２の中心同士を結んだ等価線をｙ方向と直行する位
置に配置した場合、その等価線の方向をｘ、さらにその
ｘ−ｙ平面に直行する奥行き方向をｚとする。また、当
該構造体１に対する法線を図１（ｂ）のように仮定し、
かつ、入射角αで入ってきた入射光の反射光（回折角
β）を０次反射と称するものとし、入射光側に正の次数
（＋１，＋２，・・・）、反射光側に負の次数（−１，
−２，・・・）の反射光が出射されるものとする。な
お、各次数の反射光のピーク波長を、例えば、λ_０（０
次反射光）、λ_−１（−１次反射光）と記述することに
する。

【００２４】図２（ａ）は、第１の材料２の内部に、第
２の材料からなる複数の微細構造体３をｘ方向、ｙ方向
にそれぞれ配列方向が互いに直行するようなマトリック
ス（アレイ）状に規則的に配列したものの全体像である
（ここでは直交配列型と称する）。また、図２（ｂ）は
そのｘ−ｙ平面の拡大図を示したものである。

【００２５】ここで、光の反射機能を発現させるのに
「十分な規則性」とは、例えば、図２（ｂ）において、
光透過性を有する第１の材料１の内部に、第２の材料か
らなる微細構造体３が、同一直径Ｄでしかもｘ方向およ
びｙ方向に、あるピッチＰでもって規則的に配列してい
るようなものをいう。なお、ピッチＰとは隣接する微細
構造体３の中心間距離を意味する。

【００２６】すなわち、本発明者らは、上記目的の達成
に向けて、鋭意検討した結果として、上記のように、構
造体１が屈折率の異なる少なくとも第１、第２の材料か
らなり、しかも第２の材料からなる微細構造体３の直径
やそのピッチが狙いとする反射ピーク波長λを実質的に
発現させるように、規則性、周期性が確保できていれ
ば、回折・散乱作用に基づく所望の反射機能を得ること
ができ、特に可視光線領域では、従来から問題視されて
きた広視野角度になると、灰色に見えたり（死角がある
ことを意味する）、レインボー色に見えたりする欠点を
解消できるということを見出すに到った。

【００２７】すなわち、本発明において、実質的に「回
折・散乱作用」に基づくとは、基本的に以下の内容を意
味するものである。

【００２８】一様な媒質中にその屈折率とは異なる屈折
率で波長よりも小さな物体があると、これによって光が
散乱されるが、その物体が等間隔で規則的に並んでいる
と、散乱されたそれぞれの光が一定方向に波面を形成し
てその方向に強く反射（回折）されることになる。本発
明においては、この現象の特異性を「回折・散乱作用」
に基づく、と称することにする（詳細については、例え
ば、光波工学：共立出版参照）。

【００２９】これを踏まえ、再度、図１（ｂ）を用いて
本発明における光反射機能の特異性について説明する。
すなわち、当該構造体１に、入射角αで入った光は回折
角βで０次反射光を、さらに±１次、±２次等の反射光
を発現する。つまり、入射角αが一定のとき、反射光側
に位置して、当該構造体１を見たり、反射測定したりす
ると、次数の重なりを生じ、各次数の反射光成分に基づ
いた反射スペクトルがあたかも合成されたかのように、
一つの連続スペクトルとして検知されることになる。

【００３０】さらに、各次数の反射スペクトルにおける
反射ピーク波長λ_０、λ_±１、λ_{± ２}等も入射角依存性
（入射角を変えると、λ_０、λ_±１、λ_±２等もシフト
すること）、および反射強度依存性をもつため、反射光
側に位置して当該構造体1を入射角度を変えて見ても、
ある色相を保持し、それゆえ、広視野角度になっても灰
色に見えたりすることがない（死角がない）と考えられ
る。なお、入射角度を変えながら、当該構造体をある角
度で見ることと、入射角度を一定にして、見る角度（受
光角度）を変えて観察することは概ね等価であるので、
以下では、入射角度を変えた状態をベースに説明するこ
とにする。

【００３１】以上のごとく、本発明における「回折・散
乱作用」に基づく光の反射機能を発現させる構造体１
は、従来から知られている回折や干渉作用に基づく発
色、さらに着色体（顔料自身、あるいは顔料や染料によ
って着色した物体、分子構造に基づく着色物体など）の
単なる散乱作用に基づく反射体とは機構的に明らかに異
なるものである。

【００３２】本発明に係わる光反射機能構造体１は、構
成上、屈折率の異なる少なくとも第１、第２の材料から
なるが、両者の屈折率の大小関係については特に限定さ
れない。すなわち、光透過性を有する第１の材料２の屈
折率をｎ_１、第２の材料の屈折率をｎ_２とするとその大
小は、（１）ｎ_１＞ｎ_２であっても、（２）ｎ_１＜ｎ _２
であっても構わず、その選択は後述するように、ユーザ
ーの嗜好性によるところが大である。つまり、（１）の
場合は、高屈折率の材料が最表面に配置される形になる
ため、キラキラ感を含めた「光沢」が増す傾向になる。
一方、（２）の場合は低屈折率の材料が最表面に配置さ
れる形になるため、（１）とは逆に、しっとりした「濡
れた」感じが増す傾向となる。

【００３３】なお、ここで第２の材料（屈折率ｎ_２）と
第１の材料（屈折率ｎ_１）との屈折率比については、両
者の比をできるだけ大きくとれるように材料選択するこ
とが、回折・散乱作用に基づく反射強度向上の点で望ま
しい。ここで、両者の比とは、分子／分母の形におい
て、屈折率の大きな方を分子とすることとし、（１）ｎ
_１＞ｎ_２の場合、ｎ_１／ｎ_２として、また、（２）ｎ_２
＞ｎ_１の場合、ｎ_２／ｎ _１として表現する。実用的には
両者の比は、１．０１以上、好ましくは１．０３以上で
あることが望ましい。その理由について以下、説明す
る。両者の屈折率比が限りなく１．０に近い場合では、
所望の反射機能（例えば、反射率を得るために、微細構
造体３のｙ軸方向の段数Ｎ_ｙｍを格段にアップさせる必
要性が生じてくる。このことは、当該光反射機能構造体
１自身の厚み（ｙ軸方向における構造体の厚さ）を増大
させてしまうため、適用分野を限定してしまうことにな
る。また、本構造体１を成形するための紡糸口金自体も
極めて大掛かりになるというデメリットも生じ、両者の
屈折率比としては、１．０１以上、好ましくは１．０３
以上であることが望ましい。

【００３４】次に、先に述べた本発明に係わる光反射機
能構造体１（図１に記載の構造体）における反射機能の
特異性について説明する。

【００３５】図３ないし図７は、実際の光学機能構造体
における反射スペクトルの入射角依存性（α＝０〜６０
°）の想定結果を示すものである。ここでは第１の材料
２として、屈折率ｎ_１＝１．５３のナイロン６（Ｎｙ
６）を、第２の材料として、屈折率ｎ_２＝１．６３のポ
リエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を選択し、図２に
示すような円柱形をなす微細構造体３が直交配列した系
を用いた。なお、当該構造体１は、微細構造体３の直径
Ｄを０．１９μｍ、ピッチＰを０．２８μｍとすると共
に、ｙ方向の行数Ｎ_ｙｍ（Ｎ_ｙｍの定義は後述する）を
５として、青色発色を狙ったものである。また、図３な
いし７に示されている反射スペクトルは全反射スペクト
ルであり、反射測定法において、様々な方向に反射され
る反射光（ここでは主に、０次、±１次の反射光）を積
分球にて取り込んだものと基本的に等価である。

【００３６】図３は、横軸に波長λ（ｎｍ）、縦軸にエ
ネルギー反射率Ｒをとり、入射角α＝０°での反射スペ
クトルを示したもので、波長３７０ｎｍ付近にメインピ
ークが、また波長４５０ｎｍ付近にサブピークが認めら
れ、両ピークに起因して、この場合の色味としては概ね
青紫色となる。入射角α＝０°で見られるこのメインピ
ークは、図４〜図６からも明らかなように、入射角αが
１５°〜４５°へと増大しても波長５００ｎｍ〜４３０
ｎｍ付近に位置し、大きなピークシフトは発生せず、し
たがって、色味もほぼ青紫色と安定することになる。さ
らに、図７に示すように、入射角α＝６０°となっても
メインピークは波長４９０ｎｍ付近に位置し、色味的に
は青〜緑青色を呈することになる。

【００３７】ここでは一例を示したに過ぎないが、入射
角αを０°〜６０°と大きく変えても、色味的に大きな
変化を引き起こさず、また、当然のことながら、広視野
角（入射角α＝６０°）になっても、従来の干渉型構造
体で認められたような灰色に見えるというようなことも
発生しない。

【００３８】また、図８は、上記条件下において、微細
構造体３としての円柱体の直径Ｄをパラメータにして、
０．０３，０．０６，０．０９，０．１３，０．１９お
よび０．２８μｍと変化させた場合の入射角度αと反射
ピーク波長λとの関係の一例を示したものである。この
例ではピッチＰと比較して、円柱体直径Ｄが小さな方が
反射ピーク波長λの入射角度依存性が少ない傾向が認め
られる。

【００３９】また、本発明に係わる光反射機能構造体１
においては、屈折率の異なる少なくとも第１および第２
の材料からなると記述しているように、本発明は屈折率
の異なる２種類の材料の組み合わせのみに限定されず、
例えば、図９（ａ）およびその拡大図である図９（ｂ）
に示すように、第２の材料からなる微細構造体３に第３
の材料４を合体させた構成としてもよい。すなわち、第
３の材料が高屈折率材料であっても成形が困難であった
り、延伸処理等により所望の寸法サイズまで引落とすこ
とが物性上、困難であったりする場合に、成形可能な第
２の材料からなる微細構造体３の周囲を高屈折率材料で
ある第３の材料で覆う芯鞘型の構成とすることにより、
高屈折率材料による優れた発色効果を得ることができる
ようになる。

【００４０】なお、第２の材料からなる微細構造体３の
実際の直径、ピッチ等は、狙いとする所望の反射スペク
トル波長λを得るために、第２の材料と第１の材料２と
の屈折率比（ｎ_２／ｎ_１）や、第２の材料からなる微細
構造体３の数Ｎ（図２参照：行数や列数を言うもので、
ｘ方向における第２の材料からなる微細構造体３の数：
Ｎ_ｘ１，Ｎ_ｘ２，・・・Ｎ_ｘｎ、ｙ方向における同材料
からなる微細構造体の数：Ｎ_ｙ１，Ｎ_ｙ２，・・・Ｎ
_ｙｍ）等を調整することによって制御することができ
る。

【００４１】例えば、先に記載した材料の組み合わせ
（屈折率ｎ_１＝１．６３のＰＥＴと屈折率ｎ_２＝１．５
３のＮｙ６の組み合わせ）において、青色発色（反射ピ
ーク波長λ＝０．４５μｍ）を得るための諸元寸法は概
ね、以下のように算出することができる。まず、微細構
造体３の各々の中心間の距離（ピッチＰ）については、
狙いとする反射ピーク波長をλ、見かけの屈折率をｍと
すると、おおよそ、λ／ｍで与えられる。ここで、上記
構成においては、屈折率ｎ_１の媒質中に屈折率ｎ _２の微
細構造体３が置かれているので、見かけの屈折率ｍは計
算上光反射機能構造体１の断面内に占める両物質の面積
比で換算することができる。今、断面内に占める屈折率
ｎ_１の媒質がＡ／１００（％），屈折率ｎ_２の微細構造
体３がＢ／１００（％）であるとすると、見かけの屈折
率ｍは、 ｍ＝ｎ_２×（Ｂ／１００）＋ｎ_１×（Ａ／１００） となる。従って、屈折率ｎ_１＝１．６３のＰＥＴと屈折
率ｎ_２＝１．５３のＮｙ６において、面積比で各々５０
％ずつ存在しているとすると、ピッチＰは、概ね０．２
８μｍ（＝０．４５μｍ／（１．５３＋１．６３）／
２）程度となる。

【００４２】また、微細構造体３の直径Ｄは、本発明に
係わる光反射機能構造体１を構成する材料、すなわち、
第２の材料の屈折率ｎ_２や第１の材料の屈折率ｎ_１の大
きさ、および両者の比（ｎ_２／ｎ_１）、さらには微細構
造体３の配列形態等により、一義的には設定できない
が、概ね次のように考えることができる。

【００４３】散乱理論に基づいて、粒子のサイズパラメ
ータとして、 α=（λ／２πｒ）・・・ なる関係式が広く用いられている。ここで、ｒは粒子の
半径、λは波長である。散乱理論によれば、散乱光強度
はこのαの値により大きく変動（振動）するとされてき
たが、本発明者らは種々検討した結果、単なる散乱理論
の適用ではなく、前述してきたように、規則性（すなわ
ち、回折・散乱作用）に着目することにより、このサイ
ズパラメータαが １０^−２≦α≦１０^３・・・ という範囲においても、実用的な光反射機能を発現する
ということを見出した。ここで、前述した図３ないし図
７から実際の値を適用し、α値を逆算してみると、微細
構造体３の半径ｒ＝（０．１９μｍ／２）、反射ピーク
波長λ＝０．４５μｍという値から、α＝０．７５程度
となる。光反射機能を発現するためのより好ましいサイ
ズパラメータαの値としては、１０^−１〜１０^２、さら
には１０^{− １}〜１０が好適である。特に可視光線〜近赤
外線領域における光反射機能の点からは１０^−１〜１０
であることが望ましい。

【００４４】なお、このサイズパラメータαが１０^−２
よりも小さくなると、粒子サイズが波長オーダよりも非
常に大きくなってしまい、繊維状あるいはフィルム状の
構造体自身の成形が困難になってしまう。逆に、このα
が１０^３よりも大きくなってしまうと、粒子サイズが分
子レベル以下の大きさとなってしまい、規則性を保持す
ることが困難になると共に、散乱光強度自体も非常に小
さくなり、実用的な光反射機能を発現できなくなってし
まう。

【００４５】また、２ｒ（＝Ｄ）≦Ｐなる関係式は、微
細構造体３の直径ＤとピッチＰとの関係を示したもの
で、微細構造体３の直径Ｄは、最大でもピッチＰの寸法
（この場合、隣接する微細構造体同士が点接触すること
を意味する）であることを規定している。直径Ｄがピッ
チＰ以上になると、微細構造体同士の融着や断面構造に
変化を生じさせ、回折・散乱作用による光反射機能を低
下させるため、好ましくない。

【００４６】第２の材料からなる微細構造体３の数につ
いては、ｘ方向における数Ｎ_ｘｎ（行列でいうところの
列の数）は、反射光波長λよりも十分に長い距離をとる
ことが望ましく、好ましくは波長λの数倍以上、より好
ましくは数十倍程度確保されていることが望ましい。こ
のようにすることにより、発色領域を確保でき、回折・
散乱効率を向上させることができる。

【００４７】また、ｙ方向における数Ｎ_ｙｍ（行列でい
うところの行の数）は、第２の材料と光透過性を有する
第１の材料との屈折率の比（ｎ_１／ｎ_２）に依存し、一
義的に設定せっていすることはできないが、微細構造体
３に空気孔を用いた系においては、数行（２〜５行程
度）で所望の光反射機能を得ることができるが、第１の
材料としてポリマー系、ガラス系、セラミックス系など
の材料を用いた系においては、概ね５行以上、より好ま
しくは１０行以上とすることが望ましい。

【００４８】次に、第２の材料からなる微細構造体３の
断面形状および第１、第２の材料として適用可能な材料
の種類について説明する。

【００４９】微細構造体３の断面形状のいついては、二
次元的（ｘ，ｙ方向）に、あるいは三次元的（ｘ，ｙ，
ｚ方向）に十分な規則性を保つことが可能であれば円形
断面に限定されず、例えば、図１０（ａ）ないし（ｃ）
に示すように楕円形、矩形、多角形断面など任意の形状
であっても構わないが、回折・散乱光の位相整合性（円
形断面であれば、等価面から見た場合、どの方向に回折
・散乱光が反射されても光路長が等しくできるため）
と、回折・散乱光の反射強度を稼げる（円形断面である
と、円形断面の直径Ｄと円形断面の中心間ピッチＰが等
しい場合に、隣接する円形断面同士の点接触が可能とな
り、反射スペクトルの半値幅も大きくできるというメリ
ット有り）という視点から、円形断面がより好ましい。

【００５０】また、第２の材料からなる微細構造体３
は、ｘ−ｙ平面だけでなく、ｚ方向においても規則性を
もった形態であれば、特に限定されず、上記に示したよ
うな種々の断面形状をもった三次元体であっても良い。
なお、このような、より一般的な形状体としては図１１
に示すような球状体を一例としてあげることができる。
なお、少なくとも第１と第２の材料からなる本発明の光
反射機能構造体１自体の断面形状については何ら限定さ
れず、図１２（ａ）ないし（ｇ）に示すように、円形、
楕円形、矩形、星型、多角形等、目的や用途に応じて適
宜設定できることは言うまでもない。例えば、後述する
ように、当該光反射機能構造体１を塗装用光輝材の形で
使用する場合、入射光に対し、塗装膜内で光輝材の回折
・散乱面が一様にそろう確率が大となる観点から、円形
断面よりも矩形や偏平の断面形態がより好ましい。

【００５１】また、本発明の光反射機能構造体は、例え
ば、図１３に示すように微細構造体が断面（ｘ−ｙ平
面）内で回折・散乱作用に基づく光の反射機能を発現さ
せるのに十分な規則性をもって配列されているため、従
来の発色構造体では得られなかった以下のような大きな
特徴も兼ね備えている。すなわち、当該構造体では、例
えば図１３において、基本的に光がｘ−ｚ平面に入射し
た場合（図１３（ａ））に大きな光反射機能を発現する
ように構成されているが、光がｘ−ｙ平面（断面方向：
図１３（ｂ））、あるいはｙ−ｚ平面（側面方向：図１
３（ｃ））に入射した場合でも反射効率は劣るものの、
ほぼ全方位的に光反射機能を発現し得るということであ
る。

【００５２】特に、当該構造体内の微細構造体が円柱体
のような連続一様のもの（図１３（ａ））、あるいは球
状体のもの（図１１）などであって、しかもその規則的
配列が直交配列（四角形配列）のような場合であれば、
ｙ−ｚ平面（側面）に光が入射した場合（図１３（ｃ）
参照）でも反射機能を発現する。この特異性は、例えば
当該構造体を縦糸、及び／又は横糸に用いて織編物とし
たとき、当該構造体（糸）に撚りが入っていても概ね全
方位的に発色を示す（従来の干渉や回折作用に基づいて
発色する織編物類では、撚りが入ると灰色に見えてしま
うという欠点があった）ということを意味する。

【００５３】さらにまた、図１４に示すように、当該構
造体（糸）を数ｍｍ〜数十μｍオーダにチッピング（小
片）して塗装用光輝材１１として塗膜１０の中に入れて
使用した場合、通常の干渉発色光輝材では形状的に極め
て扁平とすることによって自然に配向するようにした
り、あるいは配向がランダムになっても発色するよう着
色付き光輝材とせざるを得なかったのに対し、本発明の
構造体からなる光輝材の場合には、必ずしも光輝材の配
向の精密制御をしなくても発色させることができるとい
う大きなメリットも持ち合わせている。

【００５４】また、本発明で言う光透過性材料とは、可
視光線、赤外線および紫外線領域の中のいずれかの領域
で実質的に光透過性を有する材料であれば、特に限定さ
れず、固体、液体、気体物質のいずれであっても構わな
い。また、回折・散乱作用に基づく光の反射機能を発現
させるためには、第１の材料２と第２の材料３との境界
面での反射が重要となるので、第１の材料２は少なくと
も入射した光の一部が透過する材料系であることが望ま
しい。加えて、第２の材料３も光透過性を有する材料と
し、かつ、当該構造体１が可視光の特定波長を反射する
発色構造体になっているとすると、以下のような特異性
も発現する。

【００５５】すなわち、我々が入射光側に位置して当該
構造体１を見る場合（反射光を見ることになる）と、入
射光線側と反対側に位置して構造体１を見る場合（透過
光を見ることになる）とで、色相が異なるという商品性
も付与できる。

【００５６】また、少なくとも第１の材料２が、実質的
に光透過性を有してさえいれば、分子構造に基づく着色
があっても良いし、あるいは顔料や染料などの色素によ
って人工的に着色されていても構わない。このような着
色機能と本発明の回折・散乱作用に基づく光の反射機能
との相乗効果（複合効果）により、今までにない独特の
色味や質感を与えることも可能である。さらに、第２の
材料からなる個々の微細構造体３の中に、実質的に紫外
線や赤外線を反射させる材料を適量添加することによ
り、紫外線あるいは赤外線の反射特性を向上させること
も可能である。また、紫外線や赤外線を吸収させる材料
を適量添加することにより、紫外線や赤外線を遮蔽させ
たり、保温効果を持たせたりすることも可能である。そ
のような具体的な材料としては微粒子形態が好ましく、
例えば、チタンやジルコニウム、アルミニウム、アンチ
モン、亜鉛、リンなどの酸化物等を挙げることができ
る。

【００５７】次に、実質的に光透過性を有する材料につ
いて、少なくとも第１の材料としては、ポリマー系、ガ
ラス系、セラミックス系より成る群から選ばれる１種類
以上の材料からなることが望ましい。ガラス系の材料と
しては例えば、通常のクラウンガラス、フリントガラ
ス、Ｅガラス、Ｓガラス、石英ガラスなどが挙げられ
る。また、セラミックス系の材料としては例えば、Ａｌ
_２Ｏ_３，ＢｅＯ，ＣａＯなどを挙げることができる。さ
らに、より多くの応用品に適用するため、例えば紫外線
・赤外線の反射や、可視光領域で死角のない発色化のた
めの織編物やフィルム、成形品として、あるいはまた、
それらを所定の長さに切断した微小なチップ（小片）と
し、光輝材として使用した加飾性・高意匠性用途には、
光透過性を有するポリマー系がより望ましい。

【００５８】ポリマー系材料としては、熱可塑性樹脂、
熱硬化性樹脂、紫外線硬化樹脂といった種々のポリマー
系の中でも、成形性および後加工性、コスト等の点か
ら、第１の材料および第２の材料の少なくとも一方は、
ポリエステル系、ポリアミド系、ポリオレフィン系、ビ
ニル系、ポリエーテルケトン系、ポリサルファイド系、
フッ素系、ポリカーボネート系の単体もしくはこれらの
ブレンド、あるいはこれらの共重合体のいずれかである
ことが望ましい。なお、上記系の一部に液晶性高分子を
付与し、配向性を向上させても構わない。

【００５９】次に、「十分な規則性」をもっている断面
構造のバリエーションについて、さらに説明する。ま
ず、図１５には、第２の材料からなる微細構造体３にお
いて、ｘ方向およびｙ方向の各々のピッチＰは同一であ
るが、奇数行（Ｎ_ｙ１，Ｎ_ｙ３，・・・）と偶数行（Ｎ
_ｙ２，Ｎ_ｙ４，・・・）に位置する第２の材料からなる
微細構造体群を形成する微細構造体３の直径が、お互い
に異なる場合を示している。

【００６０】また、図１６には、Ｎ_ｙ１行からＮ_ｙ４行
に位置する微細構造体群を単一ユニットと考えた時、ピ
ッチＰはいずれの行も同一であって、Ｎ_ｙ１行とＮ_ｙ４
行に位置する微細構造体３の直径Ｄが等しく、Ｎ_ｙ２行
とＮ_ｙ３行に位置する微細構造体３の直径ｄが等しく、
前者と後者の直径が異なる場合を示したものである。

【００６１】また、図１７及び１８は、ｘ−ｙ平面内で
微細構造体(円柱体)が、三角形状の規則的配列をとった
場合を示しており、図１７では、図１７（ａ）に示すよ
うに、規則性の最小構成として同一直径（２Ｒ）の円柱
状微細構造体が三角形配列をとったものであり、図１７
（ｃ）に拡大して示すように、ｙ方向にはＡ／Ｂ／Ａ／
Ｂの繰返し構造となっている。また、図１８では、図１
８（ａ）に示すように、頂点を構成する円柱状微細構造
体の直径（２Ｒ）と他の2点に位置する円柱状微細構造
体の直径（２ｒ）が異なる場合を示している。

【００６２】図１９〜２１には、図１８に示した直径が
異なる円柱体からなる三角形配列において、入射角を０
°、４５°、６０°と変えたときの反射スペクトルをそ
れぞれ示す。なお、ここでは第２の材料からなる複数の
円柱体（微細構造体３）とそれを取り囲む第1の材料２
の屈折率比を１．０６５と一定にし、発色波長λ決定に
寄与する断面内の頂点部（入射光側から見て）に位置す
る円柱体同士のピッチＰを０．４４μｍ、その円柱体直
径２Ｒを０．１０μｍ、三角形の底辺を構成する他の２
点間のピッチｐ_１を０．２２μｍ、その円柱体直径２ｒ
を０．０８μｍ、また、その円柱体からなる三角形を１
ユニット（規則性の最小構成）と考えたときの近接三角
形同士のピッチｐ_２を０．２１μｍ、さらにｙ方向にお
いて、その三角形を１ユニットとしたときの段数Ｎを１
１とした。この場合には、図１９ないし２１からも明ら
かなように、エネルギー反射率も０．９程度と極めて大
きく、しかも入射角を０°から６０°へと変えた場合で
も色味は灰色にならず、ある色味を保持していることが
認められる。

【００６３】また、ｘ−ｙ平面内での円柱体の配列形態
として、前述の三角形配列に加え、五角形配列とした際
の反射スペクトルについても検討した。これらのうち、
図２２（ａ）及び（ｂ）には五角形状の規則的配列の構
成例を、また、図２３には、図２２（ｂ）に例示した構
成の場合の反射スペクトル例（４５°入射）を示す。こ
の場合にも、三角形状配列に比べ、反射スペクトルはや
やブロードになっているものの、青色領域に反射ピーク
が認められている。なお、この場合も、第２の材料から
なる複数の円柱体（微細構造体３）と、これらを取り囲
む第１の材料３の屈折率比を１．０６５と一定にし、発
色波長λ決定に寄与する頂点に位置する円柱体同士のピ
ッチＰｘ_１を０．４２μｍ、その直径２Ｒを０．１０μ
ｍ、また、五角形の２点（頂点及び底辺を構成する点以
外）の円柱体３の直径２ｒが０．０８μｍ、ｙ方向のピ
ッチｐｙ_１が０．１２μｍ、さらに五角形を１ユニット
と考えたときの近接五角形同士のピッチｐｙ_２が０．２
４μｍ、ｙ方向のユニット段数Ｎを１１とした場合の例
である。

【００６４】また、図２４（ａ）（ｂ）（ｃ）には、円
柱体（微細構造体３）の八角形状の規則的配列の構成例
をそれぞれ示す。なお、三角形状、五角形状、八角形状
のいずれの場合においても、発色波長（反射ピーク波
長）λを決定づけるのは、既に段落［００４１］でも説
明したように、入射光側に最も近い面に位置する円柱体
同士のピッチＰｘ_１である。このように、発色波長（反
射ピーク波長）λを決定づけている入射光側に最も近い
面に位置する微細構造体（円柱体）同士のピッチＰｘ_１
に留意し、かつ、微細構造体群の配列形態が多角形状
で、しかも規則的配列が確保できていれば、回折・散乱
作用に基づく光反射機能を十分発現させることが可能で
ある。

【００６５】また、図２５には奇数行（あるいは偶数
行）において、ｘ方向にピッチＰで規則的に配置されて
いる微細構造体３と、偶数行（あるいは奇数行）におい
て、ｘ方向に上記と同一ピッチで配置している微細構造
体３とが互いに半ピッチずれており、しかも偶数行と奇
数行に位置する最近接の微細構造体同士もピッチＰとな
っている場合を示したもので、いわゆる結晶学上、良く
見られる六角形配列（この場合、奇数行に位置する微細
構造体３、偶数行に位置する微細構造体３とが互いに同
一ピッチになっている）である。

【００６６】図２６ないし２８は、上記六角形配列にお
ける反射スペクトルの一例を示したものである。但し、
第１の材料および第２の材料としてそれぞれ前述したＰ
ＥＴおよびＮｙ６を用い、円柱体（微細構造体）直径Ｄ
＝０．１９μｍ、ピッチＰ＝０．２８μｍ、微細構造体
群の行数Ｎｙｍ＝５とし、入射角度αを０°、４５°、
６０°と変えたものである。入射角α＝０°、４５°、
６０°におけるメインピーク波長λはそれぞれ、４３０
ｎｍ、４６０ｎｍ、４５０ｎｍ程度で、入射角を大きく
変えても大きなピークシフトは見られないことがわか
る。それ故、色味としても概ね、青色を呈している。

【００６７】このように、微細構造体３の配列を六角形
配列とすることにより、広視野角度になっても干渉型発
色構造体のように灰色に見えるようなことはなく、しか
も安定した色味を呈することが判る（干渉型発色構造体
のように、大きな色味の変化は発生しない）。以上の事
例は、第２の材料からなる微細構造体３が直径Ｄ、ピッ
チＰなる寸法で、しかも微細構造体３同士が接触せず、
光透過性を有する第１の材料２を介して、ある間隔（ス
ペース）でもって規則的に配列したものである。

【００６８】一方、回折・散乱作用に基づく光の反射機
能を実質的に発揮させる上で、第２の材料からなる微細
構造体３同士が必ずしも、ある間隔を空けて配列してい
る必要はなく、微細構造体３が直径Ｄ、ピッチＰなる寸
法で規則性を保持してさえいれば、微細構造体３同士が
近接していたり、接触していても構わないことを本発明
者らは見出した。例えば、図２９においては、図２で示
した直交配列の状態で、微細構造体３同士が点接触して
いる断面構造を例示しており、また、図３０には図２５
で示した六角形配列の状態で、やはり点接触しているよ
うな場合を示したものである。

【００６９】図３１は、図２９に示した構造体（円柱体
同士が接触:Ｄ＝Ｐ＝０．２８μｍの場合）における反
射スペクトルを示す。なお、参考として、円柱体の直径
Ｄがそれよりも小さい０．１６μｍ、０．１９μｍ、
０．２２μｍの場合の反射スペクトルを図３２ないし３
４に示す。なお、発色としては青色を狙い、材料系とし
ては前述したＰＥＴとＮｙ６とし、ピッチＰ＝０．２８
μｍ、微細構造体群の行数Ｎｙｍ＝５行、入射角度α=
４５°として得たものである。

【００７０】図３１から明らかなように、反射ピークは
２つの波長である波長λ＝４００ｎｍ付近と波長λ＝６
８０ｎｍ付近に認められ、メインピークはλ＝６８０ｎ
ｍ付近となっている。また、この場合の色味は概ね赤紫
色を呈する。また、２つの反射ピーク位置は、円柱体
（微細構造体）の直径Ｄが小さくなってもほどんど変化
せず、反射強度の大小が変化する傾向が認められるだけ
で、十分実用的な光反射機能を発現することがわかる。

【００７１】また、以上のような事例から、本発明者ら
はさらに次のようなバリエーションも可能であることを
見出した。

【００７２】例えば、図３５（ａ）および（ｂ）に示す
ように、入射光側から見たとき、実質的に回折・散乱作
用に基づいて光の反射機能を発現するのに十分な規則性
（直径Ｄ_１、ピッチＰ_１の直交配列型）を有しているブ
ロックＡと、その下、あるいはその上部に、やはり実質
的に回折・散乱作用に基づく反射機能を発現する規則性
（直径Ｄ_２、ピッチＰ_２の直交配列型）をもった微細構
造体群からなるブロックＢが配置されていても構わない
（但し、Ｄ_２＜Ｄ_１，Ｐ_２＜Ｐ_１）。さらに、図３５
（ｃ）に示すように、実質的に回折・散乱作用に基づい
て光の反射機能を発現するブロックＡの間に、前記ブロ
ックＢが入り込んだサンドイッチ構造とすることもでき
る。

【００７３】ここでブロックＢの機能は、ブロックＡか
らの回折、散乱作用に基づく反射機能をさらに向上させ
るためのもの（一種の反射増幅機能）であり、例えば、
図３５（ａ）において、ブロックＢはその上部に位置す
るブロックＡからの回折・散乱作用に基づく反射波長λ
_０（０次反射波長:図1参照）と同一の反射波長λ_０を発
現するよう寸法・諸元が決定されていることが特に望ま
しい。一例としては、ブロックＡからの回折・散乱作用
に基づく反射波長λ_０が０．４７μｍ（青色発色）とす
ると、ブロックＢからの反射波長λ_０も０．４７μｍ
（青色発色）であるようになっていることが好ましい。

【００７４】このような機能を発現させるため、具体的
にはブロックＢにおいて、微細構造体３の各々の直径Ｄ
_２は、ブロックＡからの反射ピーク波長λ_０と等価の値
となるλ／（４ｎ_ａ）に近い方がより望ましく、また、
微細構造体のｙ方向のピッチＰｙ２は、（λ／（４
ｎ_ａ）＋λ／（４ｎ_ｂ））の値に近い方がより望まし
い。また、ｘ方向のピッチＰ_ｘ２は直径Ｄ_２に近い値が
より好ましい。なお、微細構造体３のｘ方向のピッチＰ
_ｘ２が直径Ｄ_２に近い値をとることは、微細構造体同士
が最近接あるいは接触していて、見掛け上、層状構造と
なることを意味する。このような構成をとることによ
り、ブロックＡとブロックＢ両者からの反射の相乗効果
により、例えば目的とする反射波長λ_０における反射率
を極めて大きくすることが可能である。

【００７５】また、このように、個々に反射機能を有す
るブロックを組合せるバリエーションの他の例を、図３
６及び図３７に示す。すなわち、図３６（ａ）及び
（ｂ）には、微細構造体が三角形状配列であるブロック
Ａと、直交配列状であるブロックＢがｙ方向に組み合わ
さった構造体を示す。また、図３７（ａ）及び（ｂ）に
は、ブロックＡとブロックＢが３段構成された例を示し
たものであり、図３７（ａ）は，微細構造体が直交（四
角形）配列状であるブロックＢが三角形状配列のブロッ
クＡにサンドイッチ状に挟まれた構成とし、図３７
（ｂ）は逆に、三角形状配列のブロックＡが直交（四角
形）配列状であるブロックＢに挟まれた構成としてい
る。このように、回折・散乱作用に基づく光の反射機能
を発現させるのに十分な規則性をもっているブロック同
士を組合せることにより、見る角度が大きくなっても灰
色に見えることを解消し、しかも物理発色独特な上品な
輝きと鮮やかな色味を提供することができる。

【００７６】また、これら一連の断面構造の検討から、
さらに次のようなバリエーションとすることにより、多
機能な光学特性を発現することも見出されたした。図３
８は、図１に示した光反射機能を有する構造体を基本と
し、この構造体のｘ方向に、互いに異なる波長の光を出
射するようなブロックとなった構造体が複数配置された
ものである。例えば、図３８（ａ）の構造体ではｘ方向
に３つのブロックが配置されており、左側のブロックＡ
からは青色の光λ_Ｂが、真中に位置するブロックＢから
は緑色の光λ_Ｇが、また、右側のブロックＣからは赤色
の光λ_Ｒというように、光の３原色が回折・散乱作用に
よって発せられるように構成されたものである。このよ
うな構成とすることにより、見る角度（受光角）を例え
ば、法線方向から６０°、７０°と大きく変えても灰色
に見えることなく、色味を保持した高品位な発色が可能
となる。

【００７７】さらに、図３８（ｂ）のように、前述のブ
ロックがｙ方向に複数配置された構成とすることによ
り、種々の光の色を発現させることが可能となる。例え
ば、入射光側に位置するブロックＡから青色の光λ
_Ｂが、真中に位置するブロックＢから緑色の光λ_Ｇが、
さらに下部に位置するブロックＣから赤色の光λ_Ｒ（光
の3原色）が回折・散乱作用により出射できるようにす
ると、各々から発せられる光の強度を制御する（各ブロ
ック内に位置する微細構造体のｙ方向の段数Ｎを変えた
り、微細構造体の直径を変えたりして）ことにより、黒
色以外の様々な「光の色」を発現させることが可能とな
る（加法混色）。なお、３原色の光強度が同一となるよ
う制御すれば、λ_Ｂ + λ_Ｇ + λ_Ｒ＝λ_Ｗ（白）とな
り、我々の眼には白色に見えることになる。

【００７８】加えて、各々のブロックから発せられる色
味が異なっているため、見る角度（受光角）を大きく変
えても必ず、あるブロックから回折・散乱光が反射され
てくるため、灰色に見えることなく、色味を保持できる
という特徴を有することになる。なお、上記各ブロック
内の微細構造体は、回折・散乱作用に基づく光の反射機
能を発現させるのに十分な規則性をもって配置していれ
ば、どんな配置構成であっても構わず、前述したよう
に、例えば、ｘ−ｙ平面で多角形配列（三角形配列、直
交配列（四角形配列）、五角形配列、六角形配列、八角
形配列など）が挙げられる。また、上記事例ではいずれ
も青色Ｂ、緑色Ｇ、赤色Ｒという光の３原色を発するよ
う３ブロック配列からなる構成としたが、必ずしもこれ
に限定されるものではない（例えば、緑色Ｇと赤色Ｒ発
色となるような２ブロックの組合せなど、種々の組合せ
が可能）。

【００７９】このように、本発明者は、屈折率の異なる
少なくとも第１、第２の材料からなり、かつ、構造体断
面において少なくとも第１の材料が光透過性を有し、該
第１の材料によって取り囲まれた第２の材料からなる微
細断面構造群が、ｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向での規
則性を保つことによって初めて、光との相互作用による
回折・散乱作用に基づいた所望の反射機能を得ることが
できるということを見出した。

【００８０】また、本発明の光反射機能構造体１におい
ては、第２の材料からなる微細構造体群を覆う第１の材
料２の厚みも重要になってくる。この厚みは単なる保護
的な役割を担うに足りるものであっても構わないが、各
種耐久性（耐摩耗性や耐引掻性等）や耐候性の観点から
適正な厚みに調整されることが望ましい。なお、このよ
うな実用的な機能に加え、適切な光透過性材料の選択と
厚みの調整により、実質的に回折・散乱作用に基づく光
の反射機能をさらに向上させる機能を兼ね備えることも
可能である。

【００８１】例えば、図１に示したような光反射機能構
造体１の周囲に、さらに同一の、あるいは異種の光透過
性材料を一次被覆、二次被覆として覆っても構わない。
図３９（ａ）および（ｂ）はその概略図を示したもの
で、当該構造体１の周囲に、第１の材料２および第２の
材料より屈折率の大きな第３の光透過性材料からなる保
護層５として設けることにより反射率を向上させ、さら
に高品位性を高めることができる。また、図３９（ｂ）
に示すように、当該保護層（一次被覆層）５の外側をさ
らに被覆して二次被覆層６とすることもできる。

【００８２】なお、第１の材料の厚み、あるいは第１の
材料を覆う保護層５の厚みに関しては、その光透過性材
料の屈折率と厚みの積で与えられる光学的厚み（屈折率
×厚み）を適正にしなければ、この部分での反射と回折
・散乱作用に基づく反射とが打ち消しあう（位相がずれ
る）こともあるので、これに留意する必要がある。

【００８３】また、本発明に係わる光反射機能構造体１
の光沢度を高めるために、第１の材料２あるいは第２の
材料のうち、より平滑性の高い材料を選択して保護層５
として設けても良いし、さらに両者よりも高平滑性を有
する第３の光透過性材料を保護層５として設けても良
い。なお、このような保護層５は繊維状やフィルム状の
構造体を成形する際に、複合溶融紡糸口金や成形ダイを
使って一気に押出し（一体成形）しても良いし、後工程
で一次被覆、二次被覆しても良い。

【００８４】本発明に係わる光反射機能構造体の実施態
様において、可視光線領域での発色向上のため、あるい
は今までにない複合色や深み感を向上させるために、前
記構造体の中に顔料の含有領域が組込まれていても良
い。例えば、黒色や褐色などの暗色系の顔料を組込んだ
領域を、光の入射方向に対し、当該構造体１の下部に設
けると、回折・散乱光以外の余分な光（いわゆる迷光）
を吸収して、より鮮やかで深みのある質感を発現させる
ことができる。この場合、当該構造体１の下部に位置す
る第２の材料から成る微細構造体３自身に暗色系の顔料
が含有されていても構わないし、下部に位置する第１の
材料自身に含有されていても構わない。さらに、当該構
造体１の成形後に、暗色系の塗料や粘着テープなどを付
着させても良い。また、構造体１を繊維として用いる場
合、撚り糸の相手側に暗色系の糸を用いたり、縦糸ある
いは横糸のいずれか一方に暗色系の糸を用いて織編み物
としたりすることも可能である。なお、光透過性を維持
できる程度については、含有する顔料および／または染
料の種類やサイズ、さらに第１の材料との相溶性や密着
性等により一義的に決定できないが、第１の材料内に組
込まれる場合、含有量的には概ね、０．０１ｗｅｔ％〜
２０ｗｅｔ％の範囲内で選択されることが好ましい。

【００８５】一方、暗色系の顔料に替えて、白色系の顔
料を組み込んだ領域を当該構造体１の下部に設けると、
拡散反射が助長されるために一種の着色高反射体（着色
ミラー）としての機能をも発現させることができる。

【００８６】次に、本発明の光反射機能構造体１の成形
について、上記で示したポリマー系を例として説明す
る。すなわち、繊維状あるいはフィルム状の光反射機能
構造体１を成形する代表的な手段としては、複合溶融紡
糸法や共押出し法が挙げられる。

【００８７】ここで、複合溶融紡糸法による光反射機能
構造体（繊維）の成形について触れると、公知の海島型
構造成形用口金（特公昭４４−１３２０８号公報や特公
昭４４−１８３６９号公報等）において、図２に示すよ
うな島部直径Ｄ、島部同士の中心間ピッチＰの規則的な
直交配列型の超微細構造体群を、高精度に成形できるよ
う相似的にスケールアップした特殊口金と、第１の材料
と第２の材料の溶融可能な２種類のポリマーを用い、適
切な紡糸条件（口金温度、口金下温度、総吐出量、吐出
量比、巻き取り速度等）で未延伸糸を成形する。さらに
所望の光学機能発現と機械特性向上を図るため、次のス
テップとして適切な条件下（温度、巻き取り速度、延伸
比等）で熱延伸処理等を施すことによって、当該光反射
機能構造体１を得ることができる。なお、溶融可能な２
種類のポリマーにおいては、口金流路内および口金吐出
孔下での両者の応力バランスを考慮すると、できるだけ
溶融粘度特性の近いものが望ましい。

【００８８】なお、糸の断面形状や寸法は前述のごと
く、特に規定されず、目的に合った形状・寸法のものが
可能であるが、単糸レベルでは円形断面であれ、矩形断
面であれ、概ねミクロンオーダの寸法のものが製造上の
観点からは好ましい。

【００８９】本発明に係わる光反射機能構造体において
は、当該構造体１を、数百本から数千本というオーダ
で、ある断面寸法になるように束ねた状態にして、機械
的にカッター等で切断し、微小なチップ（小片）とする
ことも可能である。例えば、適切な含浸液（例えば、
水）を使用しながら当該構造体を数千本程度集合させて
直径数十ｍｍ程度にした後、集合束の送り出し機構を備
えた自動カッターで、連続的に数十μｍから数ｍｍ程度
の長さに切断することも可能である。なお、チッピング
の方法等は、例えば、繊維機械学会編「繊維工学（II）
繊維の製造、構造体及び物性」の第１１６頁や、同学会
編「繊維工学（III）繊維の製造、構造体及び物性」の
第２３３〜２３５ページに記載されている。

【００９０】あるいはまた、当該構造体１を上記のごと
く束ねたのち、フリージング処理し、各種方法によって
粉砕して所定の寸法の粉末体とすることも可能である。
これらはいずれも従来にない優れた色材として各種分野
に幅広く適用できるものである。

【００９１】また、このような微小なチップ（小片）や
粉末体を光輝材として、光透過性を有する塗料に用いる
ことにより、自動車や家電、建築材、玩具、スポーツ用
品などの様々な内外装面に塗布することが可能となる。
このような適用により、見る方向によっても大きな死角
がなく、しかも鮮やかな色味と反射スペクトルの急峻さ
による深み感をも兼ね備えた優れた意匠性を実現するこ
とができる。

【００９２】さらに、上記チップや粉末体は、フィルム
や各種のプラスチック成形体に光輝材として混ぜ込むこ
とや、不織布や紙に漉き込んで壁紙や障子紙などにする
ことも可能である。

【００９３】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明するが、これら実施例によって本発明が限定されるも
のではない。

【００９４】（実施例１）光透過性を有する第１の材料
として、平均屈折率ｎ_１＝１．５３のナイロン６（Ｎｙ
６）を、また、微細構造体３を形成するための第２の材
料として、平均屈折率ｎ_２＝１．６３のポリエチレンテ
レフタレート（ＰＥＴ）を選択し、下記条件にて、図２
に示すような矩形型の光反射機能を有する構造体１を狙
って紡糸を行った。

【００９５】まず、口金として、特開平８−２２６０１
１号公報に記載の複合紡糸口金を一部修正したものを準
備し、これを溶融複合紡糸装置に装着したうえで、紡糸
温度２８５℃、巻き取り速度３ｋｍ／ｍｉｎから５ｋｍ
／ｍｉｎの条件下で、吐出量を適宜変えて未延伸糸を得
た。この未延伸糸は、さらに熱延伸処理により細径化さ
れ、光反射機能を有する構造体１を得た。

【００９６】得られた糸の断面を電子顕微鏡で観察した
ところ、糸断面形状は矩形で、その断面寸法は約５．８
μｍ×２２μｍであって、内部には１本当たり、平均直
径Ｄ＝０．１９μｍφ、平均ピッチＰ＝０．２８μｍの
円柱体からなる微細構造体群（１０行×６０列の直行配
列型）が規則的に配列していることが確認された。この
単糸を、積分球を具備した分光光度計（日立製作所製モ
デルＵ−４０００を改良したもの）を用い、可視光領域
で、入射角度θ＝４５°にて反射スペクトルを測定し
た。なお、反射率は標準白色板を基準とした。得られた
反射スペクトルは、波長λ＝０．４０μｍにメインピー
クを、波長λ＝６７０ｎｍ付近にサブピークをもってい
た。メインピークでの反射率Ｒは６５％、しかもその波
長におけるスペクトルの半値幅Ｂも約７０ｎｍと小さ
く、スペクトルとしては急峻な形状を示した。

【００９７】また、角度４５°程度での目視によっても
青紫色に発色していることが確認された。さらに見る角
度を０°〜６０°の範囲に大きく変えても干渉型繊維の
ように灰色的に見えることなく、青紫色から赤紫色に明
らかに発色していることが確認された。

【００９８】（実施例２）実施例１と同様のポリマーを
使用し、狙いとする断面構造については、図２９に示す
ような密着した直交配列型とした。そして、特開平８−
２２６０１１号公報に記載の複合紡糸口金を一部修正し
たものを使用して、実施例１と同様の手順で紡糸および
熱延伸処理を行い、光反射機能を有する構造体１を得
た。

【００９９】得られた糸の断面を電子顕微鏡で観察した
ところ、糸断面形状は矩形で、その断面寸法は約６．８
μｍ×２５μｍであって、内部には１本当たり、平均直
径Ｄ＝０．２８μｍφ、平均ピッチＰ＝０．２８μｍの
円柱体からなる微細構造体群（１０行×６０列の直行配
列型）が規則的に配列していた。この単糸を、上記分光
光度計を用いて、可視光領域で、入射角度θ＝４５°に
て反射スペクトルを測定した。なお、反射率は標準白色
板を基準とした。得られた反射スペクトルは、波長λ＝
０．６８μｍにメインピークを、波長λ＝０．４２μｍ
付近にサブピークをもっていた。メインピークでの反射
率Ｒは約５６％、スペクトルの半値幅Ｂは約１４０ｎｍ
であった。

【０１００】また、角度４５°程度での目視によっても
赤紫色に発色していることが確認され、さらに見る角度
を０°〜６０°の範囲に大きく変えても、干渉型繊維の
ように灰色的に見えることなく、青紫色から赤紫色に明
らかに発色していることが確認された。

【０１０１】（実施例３）実施例１および２と同様のポ
リマーを使用し、狙いとする断面構造については、図１
に示すような直交配列型とした。そして、特開平８−２
２６０１１号公報に記載の複合紡糸口金を一部修正した
ものを使用し、実施例１および２と同様の手順で紡糸お
よび熱延伸処理を行い、光反射機能を有する構造体１を
得た。

【０１０２】得られた糸の断面を電子顕微鏡で観察した
ところ、断面形状は矩形で、その断面寸法は約６．２μ
ｍ×２６μｍ、内部には１本当たり直径Ｄ＝０．１６μ
ｍφ、平均ピッチＰ＝０．２８μｍの円柱体からなる微
細構造体群（１０行×６０列の直行配列型）が規則的に
配列していた。この単糸を、上記分光光度計を用いて、
可視光領域で、標準白色板を基準として、入射角度θ＝
４５°にて反射スペクトルを測定した。得られた反射ス
ペクトルは、波長λ＝０．４μｍにメインピークを、波
長λ＝０．６６μｍにサブピークをもっていた。メイン
ピークでの反射率Ｒは約５２％、スペクトルの半値幅Ｂ
は約１２５ｎｍであった。

【０１０３】また、角度４５°程度での目視によっても
赤紫色に発色していることが確認され、さらに見る角度
を０°〜６０°程度の範囲に大きく変えても、干渉型繊
維のように灰色的に見えることはなく、明らかに青紫色
から赤紫色に発色していることが確認された。

【０１０４】（実施例４）実施例１，２および３と同様
のポリマーを使用し、狙いとする断面構造については、
図２５に示すような六角形配列型とした。そして、特開
平８−２２６０１１号公報に記載の複合紡糸口金を一部
修正したものを使用すると共に、防止温度を２９０℃と
したこと以外は、上記各実施例と同様の手順で紡糸およ
び熱延伸処理を行い、光反射機能を有する構造体１を得
た。

【０１０５】得られた糸の断面を電子顕微鏡で観察した
ところ、断面形状は矩形で、その断面寸法は約５．２μ
ｍ×１９μｍで、内部には１本当たり直径Ｄ＝０．０９
μｍφ、平均ピッチＰ＝０．１６μｍの円柱体からなる
微細構造体群（行数：１０、列数：６０の六角形配列
型）が密着して規則的に配列していることが確認され
た。この単糸を、上記分光光度計を用いて、可視光領域
で、標準白色板を基準として入射角度θ＝４５°にて反
射スペクトルを測定した。得られた反射スペクトルは、
波長λ＝０．６２μｍにメインピークを、波長λ＝０．
４０μｍにサブピークをもっていた。メインピークでの
反射率Ｒは約４０％、スペクトルの半値幅Ｂは約１２０
ｎｍであった。

【０１０６】また、目視によっても紫赤色に発色してい
ることが確認され、さらに見る角度を０°〜６０°程度
の範囲に大きく変えても、干渉型繊維のように灰色的に
見えることはなく、明らかに青紫色から紫赤色に発色し
ていることが確認された。

【０１０７】（実施例５）光透過性を有する第1の材料
として、平均屈折率ｎ_１＝１．６３のポリエチレンテレ
フタレート（ＰＥＴ）を、また、微細構造体３を形成す
るための第２の材料として、平均屈折率ｎ_２＝１．５３
のナイロン６（Ｎｙ６）を選択し、下記条件にて、図１
８に示すような光反射機能を有する構造体１（繊維断面
は矩形型、内部微細構造体群は三角形状の配列）を狙っ
て紡糸を行った。

【０１０８】口金としては、海島複合繊維製造用の複合
紡糸口金（最終吐出孔：矩形形状）を準備し、紡糸温度
２８５℃、巻き取り速度３〜５ｋｍ／ｍｉｎにて吐出量
を適宜変えて未延伸糸を得た。この未延伸糸をさらに、
熱延伸処理により細径化し、目的とする光反射機能を有
する構造体1（フィラメント）を得た。

【０１０９】得られたフィラメントの断面を電子顕微鏡
にて観察したところ、断面形状は矩形状であった。ま
た、その内部には微細構造体（円柱体）が三角形状配列
をなしており、発色波長に寄与する入射側に最も近い円
柱体１本の直径２Ｒは０．１０μｍφ、その円柱体同士
のピッチＰ＝０．４４μｍ、また、三角形の底辺を構成
する他の2点の円柱体の直径２ｒが０．０８μｍ、その
２点間のピッチｐ_１が０．２２μｍ、さらに三角形を１
ユニット（規則性の最小単位）と考えた時の近接三角形
同士のピッチｐ_２ が０．２１μｍ、ｙ方向における段
数（三角形を１ユニットとしたときの）Ｎ＝１１となっ
ていた。この構造体（フィラメント）を上記の分光光度
計を用いて、入射角度θ＝４５°にて反射スペクトルを
測定した。得られたスペクトルは図２０に示すように、
反射ピーク波長４４０ｎｍ、ピーク反射率８９％で、紫
青色を示していた。また、見る角度を０°〜６０°の範
囲に大きく変えても灰色に見えることなく、青紫色から
橙色に発色していることが確認された。

【０１１０】（実施例６）光透過性を有する第1の材料
として、平均屈折率ｎ_１＝１．６３のポリエチレンテレ
フタレート（ＰＥＴ）を、また、微細構造体３を形成す
るための第２の材料として、平均屈折率ｎ_２＝１．４９
のポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を選択し、下
記条件にて、図２２（ｂ）に示すような光反射機能を有
する構造体１（繊維断面は矩形型、内部微細構造体群は
五角形状の配列）を狙って紡糸を行った。

【０１１１】口金としては、海島複合繊維製造用の複合
紡糸口金（最終吐出孔：矩形形状）を準備し、実施例５
と同様、紡糸温度２８５℃、巻き取り速度３〜５ｋｍ／
ｍｉｎにて吐出量を適宜変えて未延伸糸を得た。この未
延伸糸をさらに、熱延伸処理により細径化し、目的とす
る光反射機能を有する構造体１（フィラメント）を得
た。

【０１１２】得られたフィラメントの断面を電子顕微鏡
にて観察したところ、断面形状は矩形状であった。ま
た、その内部には微細構造体（円柱体）が五角形状配列
をなしており、発色波長に寄与する入射側に最も近い円
柱体１本の直径２Ｒは０．１０μｍφ、その円柱体同士
のピッチＰｘ_１＝０．４２μｍ、また、五角形の２点
（頂点および底辺を構成する点以外）の円柱体の直径２
ｒが０．０８μｍ、ｙ方向のピッチｐｙ_１が０．１２μ
ｍ、さらに五角形を１ユニット（規則性の最小単位）と
考えた時の近接五角形同士のピッチｐｙ_２＝０．２４μ
ｍ、ｙ方向における段数（五角形を１ユニットとしたと
きの）Ｎ＝１１となっていた。この構造体（フィラメン
ト）を上記分光光度計を用いて、入射角度θ＝４５°に
て反射スペクトルを測定した。得られたスペクトルは、
図４０に示すように、反射ピーク波長６６５ｎｍ、ピー
ク反射率７２％で、赤色を示していた（図面の示す結果
と合わないようです。ご確認下さい。）。また、見る角
度を０°〜６０°の範囲に大きく変えても灰色に見える
ことなく、赤紫色から赤色に発色していることが確認さ
れた。

【０１１３】（実施例７）光透過性を有する第1の材料
として、平均屈折率ｎ_１＝１．６３のポリエチレンテレ
フタレート（ＰＥＴ）を、また、微細構造体３を形成す
るための第２の材料として、平均屈折率ｎ_２＝１．５３
のナイロン６（Ｎｙ６）を選択し、下記条件にて、図２
４（ｃ）に示すような光反射機能を有する構造体１（繊
維断面は矩形型、内部微細構造体群は八角形状の配列）
を狙って紡糸を行った。

【０１１４】口金としては、海島複合繊維製造用の複合
紡糸口金（最終吐出孔：矩形形状）を準備し、紡糸温度
２８５℃、巻き取り速度３〜５ｋｍ／ｍｉｎにて吐出量
を適宜変えて未延伸糸を得た。この未延伸糸をさらに、
熱延伸処理により細径化し、目的とする光反射機能を有
する構造体１（フィラメント）を得た。

【０１１５】得られたフィラメントの断面を電子顕微鏡
にて観察したところ、断面形状は矩形状であった。ま
た、その内部には微細構造体（円柱体）が八角形状配列
をなしており、発色波長に寄与する入射側に最も近い円
柱体１本の直径２Ｒは０．１０μｍφ、その円柱体同士
のピッチＰ＝０．４４μｍ、また、八角形の頂点２点お
よび底辺２点以外の点４点の円柱体の直径２ｒが０．０
７μｍ、ｙ方向の２点間のピッチｐ_１が０．２９μｍ、
さらにピッチｐ_２が０．４４μｍ、ｙ方向における段数
（八角形を１ユニットとしたときの）Ｎ＝１１となって
いた。この構造体（フィラメント）を上記分光光度計を
用いて、入射角度θ＝４５°にて反射スペクトルを測定
した。得られたスペクトルは図４１に示すように、反射
ピーク波長５１０ｎｍ、ピーク反射率７８％で、青緑色
を示していた。また、見る角度を０°〜６０°の範囲に
大きく変えても灰色に見えることなく、青色から緑色に
発色していることが確認された。

【０１１６】（実施例８）光透過性を有する第1の材料
として、平均屈折率ｎ_１＝１．６３のポリエチレンテレ
フタレート（ＰＥＴ）を、また、微細構造体３を形成す
るための第２の材料として、平均屈折率ｎ_２＝１．５３
のナイロン６（Ｎｙ６）を選択し、下記条件にて、図３
８（ｂ）に示すような光反射機能を有する構造体１（繊
維断面は矩形型、内部は青色、緑色、赤色をそれぞれ出
射するように配置した３ブロックからなる構造微細構造
体群は直交配列状）を狙って紡糸を行った。

【０１１７】口金としては、海島複合繊維製造用の複合
紡糸口金（最終吐出孔：矩形形状）を準備し、紡糸温度
２８５℃、巻き取り速度３〜５ｋｍ／ｍｉｎにて吐出量
を適宜変えて未延伸糸を得た。この未延伸糸をさらに、
熱延伸処理により細径化し、目的とする光反射機能を有
する構造体１（フィラメント）を得た。

【０１１８】得られたフィラメントの断面を電子顕微鏡
にて観察したところ、断面形状は矩形状であった。ま
た、その内部には微細構造体（円柱体）の直径が異なる
３つのブロックがｙ方向に配列されていた。また、３ブ
ロック内の各々の微細構造体（円柱体）の段数Ｎは入射
側に最も近い方（円柱体の直径の小さい方）から、それ
ぞれ、６段、８段、６段となっていた。この構造体（フ
ィラメント）を上記分光光度計を用いて、入射角度θ＝
４５°にて反射スペクトルを測定した。得られたスペク
トルは図４２に示すように、反射ピーク波長５４２ｎ
ｍ、ピーク反射率８６％で、緑色を示していた。また、
見る角度を０°〜６０°の範囲に大きく変えても灰色に
見えることなく、青紫色から緑色に発色していることが
確認された。

【０１１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる光
反射機能構造体においては、光透過性を有する第１の材
料によって取り囲まれた第２の材料からなる複数の微細
構造体が回折・散乱作用に基づく光の反射機能を発現さ
せるのに十分な規則性をもって配置されているので、広
視野角度になっても灰色に見えたり（死角がある）、レ
インボー色を発現したりするということを解消すること
ができると共に、回折・散乱作用特有の反射スペクトル
の急峻さに基づく色調の深み感も付与することができる
という極めて優れた効果がもたらされる。

【０１２０】さらに、本発明に係わる光反射機能構造体
は、繊維状やフィルム状の形態でそのまま使用すること
ができるばかりでなく、微小なチップや粉末体に比較的
容易かつ安価に加工することができるので、光輝材とし
て塗料やプラスチック成形体、さらには不織布や紙など
にも適用可能であり、当該構造体の有する新規な発色機
構に基づく意匠性を種々の物品に付与することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ） 本発明に係わる光反射機能構造体の基
本構造を示す斜視図である。 （ｂ） 本発明に係わる光反射機能構造体において、入
射角、回折角等の定義の説明図である。

【図２】（ａ） 本発明に係わる光反射機能構造体の実
施形態として直交配列型の構造体を示す斜視図である。 （ｂ） 図２（ａ）に示した光反射機能構造体における
ｘ−ｙ平面の拡大説明図である。

【図３】図２に示した光反射機能構造体による入射角度
α＝０°のときの反射スペクトルを示すグラフである。

【図４】図２に示した光反射機能構造体による入射角度
α＝１５°のときの反射スペクトルを示すグラフであ
る。

【図５】図２に示した光反射機能構造体による入射角度
α＝３０°のときの反射スペクトルを示すグラフであ
る。

【図６】図２に示した光反射機能構造体による入射角度
α＝４５°のときの反射スペクトルを示すグラフであ
る。

【図７】図２に示した光反射機能構造体による入射角度
α＝６０°のときの反射スペクトルを示すグラフであ
る。

【図８】図２に示した光反射機能構造体における微細構
造体の径を変化させた場合の入射角度αと反射ピーク波
長λとの関係を示すグラフである。

【図９】（ａ） 本発明に係わる光反射機能構造体の実
施形態として芯鞘型微細構造体による直交配列型の構造
体を示す斜視図である。 （ｂ） 図９（ａ）に示した光反射機能構造体における
ｘ−ｙ平面の拡大説明図である。

【図１０】（ａ）ないし（ｃ）は本発明に係わる光反射
機能構造体の実施形態として直交配列した微細構造体の
断面が楕円形、矩形および多角形の例を示すｘ−ｙ平面
の拡大説明図である。

【図１１】（ａ） 本発明に係わる光反射機能構造体の
実施形態として球状微細構造体による直交配列型の構造
体を示す斜視図である。 （ｂ） 図１１（ａ）に示した光反射機能構造体におけ
る球状微細構造体の拡大説明図である。

【図１２】（ａ）ないし（ｇ）は本発明に係わる光反射
機能構造体自身の形状例を示すそれぞれ断面図である。

【図１３】（ａ） 本発明に係わる光反射機能構造体に
おいて光の入射方向がｘ−ｚ平面の場合の光反射機能が
発現する方向及び部位を示す説明図である。 （ｂ） 本発明に係わる光反射機能構造体において光の
入射方向がｘ−ｙ平面の場合の光反射機能が発現する方
向及び部位を示す説明図である。 （ｃ） 本発明に係わる光反射機能構造体において光の
入射方向がｙ−ｚ平面の場合の光反射機能が発現する方
向及び部位を示す説明図である。

【図１４】本発明に係わる光反射機能構造体からなる微
小チップを塗装用光輝材として含む塗膜構造を示す概略
説明図である。

【図１５】本発明に係わる光反射機能構造体の実施形態
として直交配列した円柱形微細構造体の径を行ごとに変
えた例を示すｘ−ｙ平面の拡大説明図である。

【図１６】同じく光反射機能構造体の実施形態として直
交配列した円柱形微細構造体の径を２行ごとに変えた例
を示すｘ−ｙ平面の拡大説明図である。

【図１７】本発明に係わる光反射機能構造体の実施形態
として三角形状に配列した円柱形微細構造体の直径がす
べて同一の場合を示すｘ−ｙ平面の断面図である。

【図１８】同じく光反射機能構造体の実施形態として三
角形状に配列した円柱形微細構造体の直径がｙ方向で相
違する場合を示すｘ−ｙ平面の断面図である。

【図１９】図１８に示した光反射機能構造体による入射
角度α＝０°のときの反射スペクトルを示すグラフであ
る。

【図２０】図１８に示した光反射機能構造体による入射
角度α＝４５°のときの反射スペクトルを示すグラフで
ある。

【図２１】図１８に示した光反射機能構造体による入射
角度α＝６０°のときの反射スペクトルを示すグラフで
ある。

【図２２】（ａ） 本発明に係わる光反射機能構造体の
実施形態として五角形状に配列した円柱形微細構造体の
直径がすべて同一の場合を示すｘ−ｙ平面の断面図であ
る。 （ｂ） 同じく光反射機能構造体の実施形態として五角
形状に配列した円柱形微細構造体の直径がｙ方向で相違
する場合を示すｘ−ｙ平面の断面図である。

【図２３】図２２（ｂ）に示した光反射機能構造体によ
る入射角度α＝４５°のときの反射スペクトルを示すグ
ラフである。

【図２４】（ａ） 本発明に係わる光反射機能構造体の
実施形態として八角形状に配列した円柱形微細構造体の
直径がすべて同一の場合を示すｘ−ｙ平面の断面図であ
る。 （ｂ） 同じく実施形態として八角形状に配列した円柱
形微細構造体の直径が同一であり隣接する八角形ユニッ
トの辺が共通している場合を示すｘ−ｙ平面の断面図で
ある。 （ｃ） 同じく光反射機能構造体の実施形態として八角
形状に配列した円柱形微細構造体の直径がｙ方向で相違
する場合を示すｘ−ｙ平面の断面図である。

【図２５】（ａ） 本発明に係わる光反射機能構造体の
実施形態として円形断面の微細構造体による六角形配列
型の構造体を示す斜視図である。 （ｂ） 図２５（ａ）に示した光反射機能構造体におけ
るｘ−ｙ平面の拡大断面図である。

【図２６】図２５に示した光反射機能構造体による入射
角度α＝０°のときの反射スペクトルを示すグラフであ
る。

【図２７】図２５に示した光反射機能構造体による入射
角度α＝４５°のときの反射スペクトルを示すグラフで
ある。

【図２８】図２５に示した光反射機能構造体による入射
角度α＝６０°のときの反射スペクトルを示すグラフで
ある。

【図２９】本発明に係わる光反射機能構造体の実施形態
として直交配列した円柱形微細構造体が互いに接触した
例を示すｘ−ｙ平面の拡大説明図である。

【図３０】本発明に係わる光反射機能構造体の実施形態
として六角形配列した円柱形微細構造体が互いに接触し
た例を示すｘ−ｙ平面の拡大説明図である。

【図３１】図２９に示した光反射機能構造体であって円
柱形微細構造体の径が０．２８μｍのときの反射スペク
トルを示すグラフである。

【図３２】図２９に示した光反射機能構造体であって円
柱形微細構造体の径が０．１６μｍのときの反射スペク
トルを示すグラフである。

【図３３】図２９に示した光反射機能構造体であって円
柱形微細構造体の径が０．１９μｍのときの反射スペク
トルを示すグラフである。

【図３４】図２９に示した光反射機能構造体であって円
柱形微細構造体の径が０．２２μｍのときの反射スペク
トルを示すグラフである。

【図３５】（ａ）ないし（ｃ）は本発明に係わる光反射
機能構造体の実施形態として配列の規則性が異なる２種
類のブロックからなる例を示す断面説明図である。

【図３６】（ａ）及び（ｂ）は本発明に係わる光反射機
能構造体の実施形態として微細構造体の配列形態が異な
る２種類のブロックからなる構造例を示すｘ−ｙ平面の
断面図である。

【図３７】（ａ）及び（ｂ）は同じく光反射機能構造体
の実施形態として微細構造体の配列形態が異なる２種類
のブロックがｙ方向に３段に組み合わされた構造例を示
すｘ−ｙ平面の断面図である。

【図３８】（ａ）及び（ｂ）は同じく光反射機能構造体
の実施形態として微細構造体の配列形態が異なる２種類
のブロックがｘ方向に３列に組み合わされた構造例を示
すｘ−ｙ平面の断面図である。

【図３９】（ａ）および（ｂ）は本発明に係わる光反射
機能構造体の実施形態として当該構造体の周囲に一次被
覆層および一次、二次被覆層を設けた例を示す断面説明
図である。

【図４０】本発明の実施例６に係わる光反射機能構造体
による入射角度α＝４５°のときの反射スペクトルを示
すグラフである。

【図４１】本発明の実施例７に係わる光反射機能構造体
による入射角度α＝４５°のときの反射スペクトルを示
すグラフである。

【図４２】本発明の実施例８に係わる光反射機能構造体
による入射角度α＝４５°のときの反射スペクトルを示
すグラフである。

【符号の説明】

１ 光反射機能構造体 ２ 第１の材料 ３ 微細構造体 １０ 塗膜 １１ 塗装用光輝材（光反射機能構造体）

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｄ０１Ｆ 8/14 Ｄ０１Ｆ 8/14 Ｃ Ｚ (72)発明者 甲斐 康朗 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 田畑 洋 京都府京都市下京区中堂寺南町17 株式会 社関西新技術研究所内 Ｆターム(参考） 4J038 CB002 CD092 DD002 DE002 DF002 DH002 DK002 HA486 KA08 MA02 NA01 PB08 4L041 AA07 BA04 BA05 BA13 BA14 BA16 BA37 BC06 BD20 CA06 CA21 CA55 DD01 DD07 DD14

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可視光線、赤外線および紫外線の反射特
   性のうちの少なくともいずれかの光学機能を有する繊維
   状あるいはフィルム状の構造体であって、 該構造体が屈折率の異なる少なくとも第１および第２の
   材料からなると共に、少なくとも第１の材料が当該構造
   体の断面において光透過性を有し、第２の材料からなる
   複数の微細構造体が光透過性を有する第１の材料によっ
   て取り囲まれ、回折・散乱作用に基づく光の反射機能を
   発現させるのに十分な規則性をもって配置されているこ
   とを特徴とする光反射機能構造体。
2. 【請求項２】 微細構造体が所定の断面形状を有し、光
   の入射方向をｙ方向、これに対向する複数の微細構造体
   からなる微細構造体群の方向をｘ方向、微細構造体群の
   奥行き方向をｚ方向としたとき、第１の材料の内部に、
   所定断面形状を有する複数の微細構造体がｘ−ｙ平面内
   で多角形状の規則的配列をなしていることを特徴とする
   請求項１記載の光反射機能構造体。
3. 【請求項３】 第１の材料の内部に、所定断面形状を有
   する複数の微細構造体がｘ−ｙ平面内で行と列のマトリ
   ックス状（アレイ状）の規則的配列をなしていることを
   特徴とする請求項２記載の光反射機能構造体。
4. 【請求項４】 第１の材料の内部に、所定断面形状を有
   する複数の微細構造体がｘ−ｙ平面内で六角形配列をな
   していることを特徴とする請求項２記載の光反射機能構
   造体。
5. 【請求項５】 第１の材料の内部に、所定断面形状を有
   する複数の微細構造体がｘ−ｙ平面内で三角形配列をな
   していることを特徴とする請求項２記載の光反射機能構
   造体。
6. 【請求項６】 第１の材料の内部に、所定断面形状を有
   する複数の微細構造体がｘ−ｙ平面内で五角形配列をな
   していることを特徴とする請求項２記載の光反射機能構
   造体。
7. 【請求項７】 第１の材料の内部に、所定断面形状を有
   する複数の微細構造体がｘ−ｙ平面内で八角形配列をな
   していることを特徴とする請求項２記載の光反射機能構
   造体。
8. 【請求項８】 複数の微細構造体がその長さ方向に一様
   に連続していることを特徴とする請求項１ないし７のい
   ずれかに記載の光反射機能構造体。
9. 【請求項９】 微細構造体の断面形状が円形であること
   を特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の光反
   射機能構造体。
10. 【請求項１０】 微細構造体の円形断面における半径を
    ｒ、ｘ−ｙ平面内での行と列のマトリックス状配列にお
    ける隣接する微細構造体の中心間ピッチをＰ、回折・散
    乱作用による反射ピーク波長をλとしたとき、サイズパ
    ラメータα（＝λ／２πｒ）および前記ピッチＰが １０^−２≦α≦１０^３ ２ｒ≦Ｐ なる関係を満たすことを特徴する請求項９記載の光反射
    機能構造体。
11. 【請求項１１】 微細構造体が所定の断面形状を有し、
    光の入射方向をｙ方向、これに対向する複数の微細構造
    体からなる微細構造体群の方向をｘ方向、微細構造体群
    の奥行き方向をｚ方向としたとき、互いに異なる波長の
    光を出射するに十分な規則性をもった微細構造体群が複
    数のブロックとしてｘ方向に存在することを特徴とする
    請求項１〜１０のいずれかに記載の光反射機能構造体。
12. 【請求項１２】 微細構造体が所定の断面形状を有し、
    光の入射方向をｙ方向、これに対向する複数の微細構造
    体からなる微細構造体群の方向をｘ方向、微細構造体群
    の奥行き方向をｚ方向としたとき、互いに異なる波長の
    光を出射するに十分な規則性をもった微細構造体群が複
    数のブロックとしてｙ方向に存在することを特徴とする
    請求項１〜１０のいずれかに記載の光反射機能構造体。
13. 【請求項１３】 微細構造体個々の断面形状が円形、楕
    円形、矩形および多角形からなる群から選択される１種
    以上の断面形状であることを特徴とする請求項１ないし
    ８のいずれかに記載の光反射機能構造体。
14. 【請求項１４】 第１の材料がポリマー系、ガラス系、
    セラミックス系よりなる群から選ばれる１種以上の材料
    からなることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに
    記載の光反射機能構造体。
15. 【請求項１５】 前記ポリマー系材料が、ポリエステル
    系、ポリアミド系、ポリオレフィン系、ビニル系、ポリ
    エーテルケトン系、ポリサルファイド系、フッ素系、ポ
    リカーボネート系の単体もしくはこれらのブレンド、あ
    るいはこれら２種類以上の共重合体のいずれかであるこ
    とを特徴とする請求項１４記載の光反射機能構造体。
16. 【請求項１６】 第１の材料が光透過性を維持できる程
    度の顔料および／または染料を含有していることを特徴
    とする請求項１〜１５のいずれかに記載の光反射機能構
    造体。
17. 【請求項１７】 第２の材料からなる微細構造体が第３
    の材料により被覆されていることを特徴とする請求項１
    〜１６のいずれかに記載の光反射機能構造体。
18. 【請求項１８】 断面形状が円形、楕円形、正方形、矩
    形、三角形、星型、又は多角形であることを特徴とする
    請求項１〜１７のいずれかに記載の光反射機能構造体。
19. 【請求項１９】 所定の長さに切断された微小なチップ
    であることを特徴とする請求項１ないし１８のいずれか
    に記載の光反射機能構造体。
20. 【請求項２０】 所定の寸法に粉砕した粉末であること
    を特徴とする請求項１ないし１８のいずれかに光反射機
    能構造体。
21. 【請求項２１】 請求項１９記載の光反射機能構造体チ
    ップを含有することを特徴とする塗料、フィルム構造
    体、プラスチック成形体、不織布および壁紙からなる群
    より選ばれる物品。
22. 【請求項２２】 請求項２０記載の光反射機能構造体粉
    末を含有することを特徴とする塗料、フィルム構造体、
    プラスチック成形体、不織布および壁紙からなる群より
    選ばれる物品。