JP3158830B2 - 近紫外線と近赤外線の一方あるいは両方を反射する構造体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は，織物や塗装等に利用
される繊維やチップ（小片）を形成する近紫外線と近赤
外線の一方あるいは両方を反射する構造体に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】まず，この発明に係わる技術的な背景に
ついて説明する。一般に知られているように，地表に到
達する太陽光線はその波長域によって，紫外線（波長２
９０〜４００ｎｍ），可視光線（波長４００〜７８０ｎ
ｍ），赤外線（波長７８０ｎｍ以上）の３領域に分けら
れる。これを放射エネルギー全体からみると，赤外線が
４２％，可視光線が５２％，残りの６％が紫外線であ
る。特に，赤外線は波長が長いため吸収され易い。その
ため，熱的影響が大きく，これを遮蔽することが要求さ
れている。例えば，繊維等においては，夏場の厚さを避
け，清涼感のある衣服が望まれている。また，車の塗装
や建材等においては，外装の温度上昇を抑制，あるいは
低減化することが望まれている。

【０００３】一方，紫外線については，ＵＶ−Ａ波（波
長３２０〜４００ｎｍ），ＵＶ−Ｂ波（波長２９０〜３
２０ｎｍ）と呼ばれる近紫外線は地表に到達するエネル
ギーーの高々６％程度であるが，人体においては過度の
日焼けや，シミ，ソバカス等の原因となる可能性が高い
とされている。また，各種塗装物や建材等においても大
きなエネルギーを有する近紫外線は構成材料の劣化を促
進させてしまう。

【０００４】このように，自然光の下で生活を営む上に
おいて，近紫外線および近赤外線の影響を少なくするこ
とは極めて重要なことである。このため，従来において
も下記の如く，赤外線や紫外線を遮蔽するため関連する
技術が様々な形で提案されている。

【０００５】まず，赤外線対策として，第１に，特開平
１−３１４７１６号公報や特開平３−２１３５３６号公
報に開示されており，これは，鉄やコバルト，ニッケル
等の酸化物を熱吸収材として含有させるもので，主に熱
線遮蔽ガラスの分野で検討されている。また，第２に，
光学屈折率の高い酸化物，例えば，チタン，クロム等の
酸化物，あるいは酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の化
合物半導体，さらには，金やニッケル等の金属薄膜の単
層，あるいは多層薄膜による干渉作用を利用するものと
して，特開昭６０−２７６２４号公報，特開平３−１４
５３５号公報，特開平３−７０２０２号公報に開示され
ているものがある。

【０００６】また，紫外線対策として，第１に，サルチ
ル酸系やベンゾトリアゾール系，シアノアクリノール系
等の紫外線吸収材を化粧品や繊維中に含浸させるものと
して，特開昭４９−７５８２４号公報，特開平４−２０
８１０２号公報に開示されているものがある。また，第
２に，物理的に紫外線を散乱させる無機散乱剤，例え
ば，酸化亜鉛や二酸化チタン等の金属酸化物や炭酸カル
シウム，タルク等を含有させるものとして，特開平２−
８４５１７号公報，特開平４−２９７４１１号公報に開
示されているものがある。

【０００７】さらに，より高い紫外線遮蔽効果を得るた
めに種々の試みがなされており，例えば，特開平４−３
２３２１８号公報に開示されているように，ベンゾトリ
アゾール系の紫外線吸収剤と酸化亜鉛および酸化チタン
からなる散乱剤を併用することにより，優れた紫外線遮
蔽効果を発するポリエステル繊維が提案されている。

【０００８】また，赤外線と紫外線の両方を遮蔽しよう
とする提案はほとんどなく，上記の如く開示されている
赤外線遮蔽方法と紫外線遮蔽方法とを組み合わせる程度
のものがあるだけである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記に
示されるような従来の技術にあっては，以下のような問
題点があった。すなわち，赤外線と紫外線の両方を遮蔽
しよとする組み合わせ技術にあっては，実用上におい
て，吸収剤を高分子樹脂中に含有させた場合，相溶性が
悪く，繊維やチップ等を製造する上で，口金付近でトラ
ブルを生じやすい問題点，また，赤外線吸収剤を含有・
分散させた場合，熱安定性に優れた高分子樹脂を用いな
ければならない問題点，さらに，これらの吸収剤は可視
光線領域へ影響を及ぼし，着色してしまう等の問題点が
あった。

【００１０】また，上記紫外線に対する第１の方法にあ
っては，紫外線吸収剤は優れた吸収性を有しているが，
その融点が高いために，熱可塑性樹脂へ溶融混練する場
合において，熱安定性，耐昇華性，相溶性等の要求され
る特性項目において十分ではなかった。特に，ポリエチ
エンやポリプロピレン等の高分子材料においては，紫外
線吸収剤との相溶性が格段に劣るため使用できないとい
う問題点があった。

【００１１】さらに，例えば，繊維の代表的な材料であ
るポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を考えると，
その最大吸収波長（最大劣化波長を意味する）は３２５
ｎｍであり，この波長より短波長域に吸収能を有する紫
外線吸収剤を用いると，当然の如く，ＰＥＴ自身が先に
劣化することになる。このように，紫外線吸収剤は用い
る高分子材料との組み合わせを十分考慮しなければなら
ず，適用上において限界があった。

【００１２】一方，上記紫外線に対する第２の方法の無
機散乱剤を用いた場合にあっては，ある程度紫外線を遮
蔽することができるが，可視光線もそれに応じてカット
されるという不具合が生じる。また，紡糸工程上の安定
性の面からも，粒子形状および含有量に制限を設ける必
要があり，また，耐候性の面でも十分ではないという問
題点があった。

【００１３】この発明は、上記に鑑みてなされたもので
あって、容易に紡糸することができると共に、近紫外線
を反射し、かつ（あるいは）、近赤外線による温度上昇
を軽減することの可能な繊維やチップ（繊維の短い小
片）の構造体を得ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に係る赤外線を反射する構造体は、光学
屈折率ｎ_ａ、厚さｄ_ａである第１の物質と、光学屈折率
ｎ_ｂ、厚さｄ_ｂである第２の物質とを、 ０.６μｍ≦２（ｎ_ａｄ_ａ＋ｎ_ｂｄ_ｂ）≦１.６μｍ ただし、１.０≦ｎ_ａ≦１.８ １.３≦ｎ_ｂ≦１.８ １.２５≦ｎ_ｂ／ｎ_ａ≦１.８ の関係および前記第１の物質と第２の物質の光学厚みの
和、 λ_１＝２（ｎ_ａｄ_ａ＋ｎ_ｂｄ_ｂ） により定義される関係を成立するように、交互に規則的
に積層し、かつ、前記第１の物質と第２の物質はそれぞ
れ光の入射方向に対して横方向に長い形状を有する構造
とし、それを繊維状に成形したものである。

【００１５】また、請求項２に係る近赤外線を反射する
構造体は、前記第１の物質と前記第２の物質が、透過性
を有する高分子物質より構成されている。

【００１６】また、請求項３に係る近赤外線を反射する
構造体は、前記第１の物質と前記第２の物質のうち、一
方が空気層、他方が透過性を有する高分子物質より構成
されている。

【００１７】また、請求項４に係る近紫外線と近赤外線
を反射する構造体は、光学屈折率ｎ_ａ、厚さｄ_ａである
第１の物質と、光学屈折率ｎ_ｂ、厚さｄ_ｂである第２の
物質とを、 ０.６３μｍ≦２（ｎ_ａｄ_ａ＋ｎ_ｂｄ_ｂ）≦０.７８μｍ ただし、 １.３≦ｎ_ａ １.２８≦ｎ_ｂ／ｎ_ａ≦１.４ ０.０５５μｍ≦ｎ_ａｄ_ａ ０.０５５μｍ≦ｎ_ｂｄ_ｂ ０.０５５μｍ≦｜ｎ_ａｄ_ａ−λ_１／４｜ の関係および前記第１の物質と第２の物質の光学厚みの
和、 λ_１＝２（ｎ_ａｄ_ａ＋ｎ_ｂｄ_ｂ） により定義される関係を成立するように、交互に規則的
に積層し、かつ、前記第１の物質と第２の物質はそれぞ
れ光の入射方向に対して横方向に長い形状を有する構造
とし、それを繊維状に成形したものである。

【００１８】また，請求項５に係る近紫外線と近赤外線
を反射する構造体は，前記交互積層構造における層数Ｎ
は４以上である。

【００１９】また，請求項６に係る近紫外線と近赤外線
を反射する構造体は，前記第１の物質と前記第２の物質
が，透過性を有する高分子物質より構成されているもの
である。

【００２０】また、請求項７に係る近紫外線と近赤外線
を反射する構造体は、光学屈折率ｎ_ａ、厚さｄ_ａである
第１の物質と、光学屈折率ｎ_ｂ、厚さｄ_ｂである第２の
物質とを設け、前記第１の物質と第２の物質のうち一方
を空気層とし、 ０.６μｍ≦２（ｎ_ａｄ_ａ＋ｎ_ｂｄ_ｂ）≦０.８１μｍ ただし、１.３≦ｎ_ｂ／ｎ_ａ≦１.８０ ０.０２５μｍ≦ｎ_ａｄ_ａ ０.０２５μｍ≦ｎ_ｂｄ_ｂ ０.０２５μｍ≦｜ｎ_ａｄ_ａ−λ_１／４｜ の関係および前記第１の物質と第２の物質の光学厚みの
和、 λ_１＝２（ｎ_ａｄ_ａ＋ｎ_ｂｄ_ｂ） により定義される関係を成立するように、交互に規則的
に積層し、かつ、前記第１の物質と第２の物質はそれぞ
れ光の入射方向に対して横方向に長い形状を有する構造
とし、それを繊維状に成形したものである。

【００２１】また，請求項８に係る近紫外線と近赤外線
を反射する構造体は，前記交互積層構造における層数Ｎ
は２以上である。

【００２２】また，請求項９に係る近紫外線と近赤外線
を反射する構造体は，前記第１の物質と前記第２の物質
のうち，一方が空気層，他方が透過性を有する高分子物
質より構成される。

【００２３】また、請求項１０に係る近紫外線を反射す
る構造体は、光学屈折率ｎ_ａ、厚さｄ_ａである第１の物
質と、光学屈折率ｎ_ｂ、厚さｄ_ｂである第２の物質と
を、 ０.２９μｍ≦２（ｎ_ａｄ_ａ＋ｎ_ｂｄ_ｂ）≦０.４２μｍ ただし、１.３≦ｎ_ａ １.１５≦ｎ_ｂ／ｎ_ａ≦１.４ ０.０２５μｍ≦ｎ_ａｄ_ａ ０.０２５μｍ≦ｎ_ｂｄ_ｂ の関係および前記第１の物質と第２の物質の光学厚みの
和、 λ_１＝２（ｎ_ａｄ_ａ＋ｎ_ｂｄ_ｂ） により定義される関係を成立するように、交互に規則的
に積層し、かつ、前記第１の物質と第２の物質はそれぞ
れ光の入射方向に対して横方向に長い形状を有する構造
とし、それを繊維状に成形したものである。

【００２４】また，請求項１１に係る近紫外線を反射す
る構造体は，前記第１の物質と前記第２の物質が，透過
性を有する高分子物質より構成される。

【００２５】また，請求項１２に係る近紫外線を反射す
る構造体は，前記交互積層構造における層数Ｎは２以上
である。

【００２６】また、請求項１３に係る近紫外線を反射す
る構造体は、光学屈折率ｎ_ａ、厚さｄ_ａである第１の物
質と、光学屈折率ｎ_ｂ、厚さｄ_ｂである第２の物質とを
設け、前記第１の物質と第２の物質のうち一方を空気層
とし、 ０.２６μｍ≦２（ｎ_ａｄ_ａ＋ｎ_ｂｄ_ｂ）≦０.４５μｍ ただし、１.３≦ｎ_ｂ／ｎ_ａ≦１.８ ０.０１５μｍ≦ｎ_ａｄ_ａ ０.０１５μｍ≦ｎ_ｂｄ_ｂ の関係および前記第１の物質と第２の物質の光学厚みの
和、 λ_１＝２（ｎ_ａｄ_ａ＋ｎ_ｂｄ_ｂ） により定義される関係を成立するように、交互に規則的
に積層し、かつ、前記第１の物質と第２の物質はそれぞ
れ光の入射方向に対して横方向に長い形状を有する構造
とし、それを繊維状に成形したものである。

【００２７】また，請求項１４に係る近紫外線を反射す
る構造体は，前記第１の物質と前記第２の物質のうち，
一方が空気層，他方が透過性を有する高分子物質より構
成される。

【００２８】

【作用】この発明に係る近紫外線と近赤外線の一方ある
いは両方を反射する構造体は，前記第１の物質と前記第
２の物質の光学厚みの和で定義されるλ₁ の下限値と上
限値を上記各関係式により規定し，この規定を満足する
ように，前記第１の物質と前記第２の物質を選択して，
光学屈折率の異なる２つの物質を交互積層構造とするこ
とにより近紫外線と近赤外線の一方，あるいは両方を反
射させるように，所望する反射率を得るものである。

【００２９】

【実施例】

〔実施例１〕以下，この発明に係る近紫外線と近赤外線
の一方あるいは両方を反射する構造体の一実施例を添付
図面に基づいて説明する。この実施例１では，第１，第
２，第３の発明について説明する。図１（ａ）〜
（ｅ），および，図２（ｆ）〜（ｈ）は，第１の発明に
係る構造体の８つの例の断面図であり，前者は空気層を
除く２種類の物質層を用いた構造体，後者は２種類の物
質層の一方を空気層とした場合の構造体である。具体的
には，以下に説明する２種類の物質層の交互積層（物質
層１０１および物質層１０２）から成る層状構造を有す
るものである。

【００３０】上記２種類の物質とは，光学屈折率ｎの異
なる高分子樹脂，特に，熱可塑性樹脂であり，しかも，
ある程度の透過性をもっている。ここでどの程度の透過
性を必要とするかは一義的に決定することはできない
が，交互積層構造内に光を入射させるために，可視域で
５０〜６０％，できれば７０％以上の値であることが好
ましい。

【００３１】このような高分子樹脂としては，例えば，
ポリエステル，ポリアクリロニトリル，ポリスチレン，
ナイロン，ポリプロピレン，ポリビニルアルコール，ポ
リカーボネート，ポリメタクリル酸メチル，ポリエーテ
ルエーテルケトン，ポリパラフェニレンテレフタルアミ
ド，ポリフェニレンサルファイド等が挙げられ，これら
の高分子樹脂群の中から目的，用途に応じて光学屈折率
の異なる２種類の樹脂を選択する。

【００３２】なお，上記材料は，あくまでも例示であ
り，これらにより，この発明の構成物質が限定されるも
のではない。ところで，紫外線の遮蔽効果を向上させる
ために，高分子樹脂中に紫外線を吸収したり，散乱させ
たりする物質を含有することも可能であるが，高分子樹
脂との相溶性が低下し，紡糸上困難になるので好ましく
ない。

【００３３】なお，ここで「層状」とは，構造体断面の
縦（ｙ）方向に２種類の物質層がある程度の厚さ
（ｄ_a ，ｄ_b ）で交互に，かつ，規則的に積層されてお
り，しかも，横（ｘ）方向に，ある程度の長さを有する
ものをいう。したがって，この発明の構造体への光の入
射は，横（ｘ）方向に対して垂直入射することである。

【００３４】ところで，入射光に対し，物質層１０１
（光学屈折率ｎ_a ）および物質層１０２（光学屈折率ｎ
_b ）の積層の方法は２通りある。すなわち，一つは入射
光側から物質層１０１／物質層１０２／物質層１０１／
・・と積層する場合，もう一つは物質層１０２／物質層
１０１／物質層１０２／・・と積層する場合である。い
ずれの積層でも構わないが，望ましくは低屈折率の物質
層が入射光に対して表層となる積層順が好ましい。例え
ば，ｎａ＞ｎｂの場合は，前者の積層順が好ましい。

【００３５】次に，構造体の断面の横（ｘ）方向にはそ
の物質層が連続状であっても不連続状であっても構わな
いが，製造上および効果の観点からは図１における
（ｄ），（ｅ）に示すような連続状であることが好まし
い。また，物質層が横（ｘ）方向に不連続である場合，
当然のことながら，その長さは波長（λμｍ）以上でな
ければならない。

【００３６】なお，近赤外線反射をより大きくするため
には，後述する通り，図２における（ｆ），（ｇ），
（ｈ）のように物質内に空隙（空気）層を設けた構造で
あることが望ましい。また，構造体の断面形状および大
きさは特にこだわらないが，その構造体がより紫外線を
遮蔽させるためには，入射光が垂直入射となりやすい偏
平状の断面形状であることが望ましい。例えば，図１に
おける（ｃ），（ｄ）に示すような形状である。

【００３７】さて，この発明における所期の目的を達成
するために，発明者等の研究成果によれば，上記のよう
な構造体において，物質層の光学屈折率をｎ_a ，その厚
さをｄ_a ，他方の物質層の光学屈折率をｎ_b ，その厚さ
をｄ_b とした場合，これらの物質層の間には，下記式
（１）に示す関係が必要であることがわかった。すなわ
ち ０．６１μｍ≦２（ｎ_a ｄ_a ＋ｎ_b ｄ_b ）≦１．４５μｍ ・・（１） ただし，１．０≦ｎ_a ≦１．８ １．３≦ｎ_b ≦１．８ １．２５≦ｎ_b ／ｎ_a ≦１．８ である。

【００３８】なお，上記におけるｎ_a ｄ_a ＋ｎ_b ｄ
_b は，両物質層の光学厚みの和を示すものであり，薄膜
干渉式より反射スペクトルにおける一次ピーク波長λ₁
は次の関係式で与えられ，この発明においては，この一
次ピークを用いるものである。すなわち， λ₁ ＝２（ｎ_a ｄ_a ＋ｎ_b ｄ_b ） である。

【００３９】したがって，上記λ₁ とは，両物質層の光
学厚みの和の２倍を与えるものであり，また，１次ピー
ク波長に対応するものである。以下，この定義を踏ま
え，単にλ₁ と記載することにする。

【００４０】ここで，上記（１）式が成立しなければな
らない理由を図３を用いて説明する。図３は，λ₁ と近
赤外線の平均反射率＜Ｒ＞_IRとの関係を両物質層の屈折
率比（ｎ_b ／ｎ_a ）をパラメータとして示すグラフであ
る。λ₁ の下限である０．６１μｍ，および上限である
１．４５μｍは，それぞれ平均反射率＜Ｒ＞_IRが３０％
以上を達成する値に起因している。

【００４１】この近赤外線の平均反射率＜Ｒ＞_IRとは，
地表での太陽光（波長０．７〜１．８μｍ）の放射エネ
ルギーで重みを付けた値を意味するもので，３０％の遮
蔽は，約２°Ｃの温度上昇を抑える効果に相当する。こ
の温度低下は，真夏等にあっては人体にとっては大きな
清涼感を与えるものであり，少なくとも３０％以上遮蔽
できれば効果的であることに準拠している。

【００４２】なお，上記（１）式において，光学厚みの
和を下限側，例えば，０．６５μｍに設定すると可視域
に入り，やや赤みを帯びた色相となる。また，当然なが
ら，この（１）式において，一方の物質層の厚さが零の
ときは，この発明でいう２種類の物質の交互積層構造と
はならない。

【００４３】次に，一方の物質の光学屈折率が１．０≦
ｎ_a ≦１．８である理由は，空気層を含めた高分子樹脂
の光学屈折率が一般に１．０〜１．８レベルであること
に起因している。なお，上記高分子樹脂中に無機物のフ
ィラーや顔料，例えば，酸化チタン（ｎ＝２．８），酸
化クロム（ｎ＝２．５）等の酸化物，硫化カドミウム
（ｎ＝２．４）等の硫化物を含有，分散させることによ
り高分子樹脂を高屈折率化（ｎ＝１．８以上）させるこ
とも可能であるが，この場合，透明性を損ねたり，含有
物の吸収が生じたりする。さらには，繊維やチップを作
製する上での紡糸性や成型性を損ねるといった問題も発
生するため好ましくない。

【００４４】さらに，１．３≦ｎ_b ≦１．８なる関係
は，もう一方の物質層の光学屈折率ｎ_b の範囲を規定す
るもので，高分子樹脂の光学屈折率が一般に１．３〜
１．８レベルであることに起因する。なお，種々の物質
を含有させて高分子樹脂を高屈折率すべきではないこと
は前述の理由と同様である。

【００４５】また，１．２５≦ｎ_b ／ｎ_a ≦１．８は，
２種類の物質層の光学屈折率比（ｎ_b ／ｎ_a ）の関係を
示すもので，図３からも明らかなように近赤外線の平均
反射率＜Ｒ＞_IRが３０％以上となりうる際の下限と上限
を表すものである。この光学屈折率比（ｎ_b ／ｎ_a ）が
１．２５では極めて狭い範囲のλ₁ でしか３０％以上と
ならないが，光学屈折率比（ｎ_b ／ｎ_a ）が１．６以上
では広範なλ₁ で３０％以上となる。また，５０％以
上，さらには７０％程度も可能となる。

【００４６】また，２種類の交互積層の層数Ｎについて
は特に限定はしないが，図３にも示した１０層程度が望
ましい。なお，１層では所望の近赤外線領域において高
反射率を得ることは不可能であることはいうまでもな
い。

【００４７】上記第１の発明に加え，近紫外線と近赤外
線の両者を反射可能としたのが，第２の発明および第３
の発明であり，薄膜干渉における１次ピークと２次ピー
クの両者を用いようとするものである。すなわち，近紫
外線（波長２９０〜４００ｎｍ）反射用に２次ピーク
を，一方，近赤外線（波長７８０〜１４００ｎｍ）反射
用に１次ピークを適用させたものである。

【００４８】次に，第２の発明は，２種類の物質の交互
積層構造からなる，近紫外線と近赤外線とを反射する構
造体であって，一方の物質層の光学屈折率をｎ_a ，その
厚さをｄ_a ，他方の物質層の光学屈折率をｎ_b ，その厚
さをｄ_b とした場合，これらの物質層の間には，下記式
（２）に示す関係を満足させ，近紫外線と近赤外線とを
反射する構造体である。すなわち ０．６３μｍ≦２（ｎ_a ｄ_a ＋ｎ_b ｄ_b ）≦０．７８μｍ・・（２） ただし，１．３≦ｎ_a １．２８≦ｎ_b ／ｎ_a ≦１．４ ０．０５５μｍ≦ｎ_a ｄ_a ０．０５５μｍ≦ｎ_b ｄ_b ０．０５５μｍ≦｜ｎ_a ｄ_a −λ₁ ／４｜ である。

【００４９】また，第３の発明は，２種類の物質の交互
積層構造からなる，近紫外線と近赤外線とを反射する構
造体であって，一方の物質層を空気層とし，その光学屈
折率をｎ_a （空気層はｎ_a ＝１．０とみなす），その厚
さをｄ_a ，他方の物質層の光学屈折率をｎ_b ，その厚さ
をｄ_b とした場合，下記式（３）に示す関係を満足さ
せ，近紫外線と近赤外線とを反射する構造体である。す
なわち ０．６μｍ≦２（ｎ_a ｄ_a ＋ｎ_b ｄ_b ）≦０．８１μｍ・・（３） ただし，１．３≦ｎ_b ／ｎ_a ≦１．８ ０．０２５μｍ≦ｎ_a ｄ_a ０．０２５μｍ≦ｎ_b ｄ_b ０．０２５μｍ≦｜ｎ_a ｄ_a −λ₁ ／４｜ である。

【００５０】ただし，第２の発明においては，交互積層
の層数Ｎが４以上，第３の発明においては，交互積層の
層数Ｎが２以上である。また，空気層を除く物質層は透
過性を有する高分子物質である。

【００５１】次に，前述の第１の発明と同様に，第２の
説明について説明する。図４は，両物質層の光学厚みの
和（λ₁ ）と近赤外線の平均反射率＜Ｒ＞_IR，近紫外線
の平均反射率＜Ｒ＞_UVとの関係を示すグラフである。図
４（ｂ）はλ₁ と近紫外線の平均反射率＜Ｒ＞_UVとの関
係を両物質層の屈折率比（ｎ_b ／ｎ_a ）をパラメータと
して示したもので，λ₁ の下限である０．６３μｍ，お
よび上限である０．７８μｍは，それぞれ近紫外線の平
均反射率＜Ｒ＞_UVが４０％以上を達成する値に起因して
いる。

【００５２】上記近紫外線の平均反射率＜Ｒ＞_UVとは，
地表の到達する紫外線であるＵＶ−Ａ波，およびＵＶ−
Ｂ波の波長域，すなわち，波長０．３〜０．４μｍにお
ける平均反射率を示すものである。また，その４０％と
は，例えば，繊維において，４０％遮蔽により繊維強度
保持率が２倍向上する，あるいは通常の繊維である綿
（未処理品）の反射率が，このレベルである，等のしき
い値に基づいている。換言すると，波長０．３〜０．４
μｍにおける紫外線の平均反射率としては少なくとも４
０％以上あれば効果的であることに準拠している。

【００５３】また，１．３≦ｎ_b なる関係は，前述の第
１の発明と同様，適用できる高分子樹脂の光学屈折率の
下限に基づいている。さらに，１．２８≦ｎ_b ／ｎ_a ≦
１．４なる関係は，次の２点より決定される。まず，高
分子樹脂の光学屈折率は一般に１．３〜１．８レベルで
あり，この範囲内で光学屈折率比を最大となるように高
分子樹脂を選択すると，ｎ_b ／ｎ_a ≦１．４となるから
である。

【００５４】また，１．２８≦ｎ_b ／ｎ_a なる関係は，
図５（ｂ）より決定される。該図５（ｂ）は近紫外線の
平均反射率＜Ｒ＞_UVと２種類の物質層の光学屈折比（ｎ
_b ／ｎ_a ）の関係を交互積層数Ｎを変えて示したもの
で，１．２８≦ｎ_b ／ｎ_a なる関係は近紫外線の平均反
射率＜Ｒ＞_UVが４０％以上となるときの下限に相当す
る。なお，この近紫外線の平均反射率＜Ｒ＞_UVは交互積
層数Ｎが１０〜２０付近で飽和することから，Ｎ＝１０
〜２０で限界値を定めてもよい。

【００５５】図４（ｂ）において，近紫外線を４０％以
上反射可能であるλ₁ ，すなわち，０．６３〜０．７８
μｍにおいて，図４（ａ）からも近赤外線の反射される
ことがわかる。例えば，λ₁ ＝０．７２μｍとすると，
近紫外線の平均反射率＜Ｒ＞_UVは約５０％，また，近赤
外線の平均反射率＜Ｒ＞_IRは約３３％となる（ｎ_b ／ｎ
_a ＝１．４のとき）。

【００５６】図５は，両物質層の光学屈折比（ｎ_b ／ｎ
_a ）と紫外線，赤外線の平均反射率＜Ｒ＞との関係を示
すグラフである。次に，交互積層数Ｎの大きさを，図５
（ｂ）を用いて説明する。光学屈折比（ｎ_b ／ｎ_a ）の
上限である１．４において，近紫外線の平均反射率＜Ｒ
＞_UVが４０％以上となるためには，交互積層数Ｎが最低
４以上でなければならないことによる。

【００５７】また，上記（２）式における， ０．０５５μｍ≦ｎ_a ｄ_a ０．０５５μｍ≦ｎ_b ｄ_b ０．０５５μｍ≦｜ｎ_a ｄ_a −λ₁ ／４｜ なる関係を図６を用いて説明する。図６は，一方の物質
層の光学厚み（ｎ_a ｄ_a）と紫外線，赤外線の平均反射
率＜Ｒ＞との関係を示すグラフである。特に，図６
（ｂ）は一方の物質層の光学厚み（ｎ_a ｄ_a ）と紫外線
の平均反射率＜Ｒ＞_UVとの関係を光学屈折率比（ｎ_b ／
ｎ_a ）をパラメータとして示した一例であり，両物質層
の光学厚みλ₁ を０．７２μｍ，交互積層数Ｎ＝１０と
した際のものである。

【００５８】上記図６（ｂ）からも明らかなように，紫
外線の平均反射率＜Ｒ＞_UVが４０％以上となる光学厚み
ｎ_a ｄ_a は，少なくとも０．０５５μｍ以上必要なこと
がわかる。また，ｎ_b ｄ_b についても同様である。ま
た，図中，ｎ_a ｄ_a ＝０．１８μｍはλ₁ ／４に相当す
る光学厚みであるが，この値の前後０．０５５μｍ以上
の厚さを有していなければならず，０．０５５μｍ≦｜
ｎ_a ｄ_a −λ₁ ／４｜なる条件が必要となる。

【００５９】次に，第３の発明について，上記第２の発
明と同様，図を用いて説明する。図７は，両物質層の光
学厚みの和（λ₁ ）と紫外線，赤外線の平均反射率＜Ｒ
＞との関係を示すグラフである。特に，図７（ｂ）はλ
₁ と近紫外線の平均反射率＜Ｒ＞_UVとの関係を両物質層
の光学屈折率比（ｎ_b ／ｎ_a ）をパラメータとして示し
た一例であり，λ₁ の下限である０．６μｍ，および上
限である０．８１μｍは，それぞれ近紫外線の平均反射
率＜Ｒ＞_UVが４０％以上となる値に起因している。な
お，この４０％の意味は，前述した通りである。

【００６０】また，１．３≦ｎ_b ／ｎ_a ≦１．８なる関
係は，第２の発明と同様，次の２点より決定される。ま
ず，物質層の一方が空気層であることより，その屈折率
ｎ_aは１．０である。また，もう一方の物質層である高
分子樹脂の光学屈折率は一般に１．３〜１．８レベルで
あり，この範囲内で光学屈折率比の下限，上限はそれぞ
れ，１．３，１．８となることに起因している。

【００６１】次に，交互積層数Ｎの大きさを図５（ｂ）
を用いて説明する。光学屈折率比（ｎ_b ／ｎ_a ）の上限
である１．８において，近紫外線の平均反射率＜Ｒ＞_UV
が４０％以上となるためには，交互積層数Ｎが２以上で
あればよい。

【００６２】また，上記（３）式における， ０．０２５μｍ≦ｎ_a ｄ_a ０．０２５μｍ≦ｎ_b ｄ_b ０．０２５μｍ≦｜ｎ_a ｄ_a −λ₁ ／４｜ なる関係を図８を用いて説明する。図８は，一方の物質
層の光学厚み（ｎ_a ｄ_a）と紫外線，赤外線の平均反射
率＜Ｒ＞との関係を示すグラフである。図８（ｂ）は一
方の物質層の光学厚みｎ_a ｄ_a と近紫外線の平均反射率
＜Ｒ＞_UVとの関係を光学屈折率比（ｎ_b ／ｎ_a ）をパラ
メータとして示した一例で，λ₁ を０．７２μｍ，交互
積層数Ｎ＝１０とした際のものである。

【００６３】上記図８（ｂ）からも明らかなように，近
紫外線の平均反射率＜Ｒ＞_UVが４０％以上となる光学厚
みｎ_a ｄ_a は，少なくとも０．０２５μｍ以上必要なこ
とがわかる。また，ｎ_b ｄ_b についても同様である。ま
た，図中，ｎ_a ｄ_a ＝０．１８μｍは，λ₁ ／４に相当
する光学厚みであるが，この値の前後０．０２５μｍ以
上の厚さを有していなければならず，０．０２５μｍ≦
｜ｎ_a ｄ_a −λ₁ ／４｜なる条件が必要となる。なお，
ｎ_a ｄ_a ＝０．０９μｍはλ₁ ／８に相当し，このと
き，最大の近紫外線の平均反射率＜Ｒ＞_UVを与えること
になる。

【００６４】さて，上記のように条件を設定することに
より，実際にどの程度の近赤外線および近紫外線を反射
するかを求めたものが，前述の図７（ａ），（ｂ）であ
る。この図７（ａ），（ｂ）はλ₁ と近赤外線の平均反
射率＜Ｒ＞_IR，近紫外線の平均反射率＜Ｒ＞_UVとの関係
を示したものであり，λ₁ が０．６６〜０．８１μｍの
範囲にあれば，近紫外線を４０％以上反射し，しかも，
近赤外線の反射されることがわかる。例えば，λ₁ ＝
０．７２μｍ，ｎ_b ／ｎ_a ＝１．８のとき，近紫外線の
平均反射率＜Ｒ＞_UVは約７０％以上に，また，近赤外線
の平均反射率＜Ｒ＞_IRも５０％以上となることがわかる
（交互積層数Ｎ＝１０のとき）。

【００６５】したがって，以上説明してきたように，上
記第１，第２，第３の発明によれば，有害な近紫外線と
熱的影響の大きな近赤外線の両者を反射することのでき
る構造体を提供することができる。しかも，紫外線吸収
剤や散乱剤および近赤外線吸収剤等を用いずに上記特性
を実現するため，繊維やチップ等を製造する過程で，口
金付近におけるトラブルを解消することができ，さら
に，安定に，かつ，高速に紡糸できるというメリットも
得ることができる。

【００６６】次に，上記第１，第２，第３の発明の製造
実施例について説明する。なお，これは一例であり，こ
れによってこの発明が何ら限定されるものではない。

【００６７】〔製造実施例１−１〕２種類の物質層の一
方に，光学屈折率ｎ_b ＝１．８２のポリフェニレンサル
ファイド（ＰＰＳ）を，もう一方の物質層として空気層
（ｎ_a ＝１．０）を選択し，光学屈折率比ｎ_b ／ｎ_a が
１．８になるようにする。また，その他の設計条件は，
λ₁ （空気層とＰＥＴの光学厚みの和の２倍）＝０．７
２μｍ，空気層およびＰＰＳの光学厚みの和：λ₁ ＝
０．８μｍ，空気層およびＰＰＳの光学厚みをｎ_a ｄ_a
＝ｎ_b ｄ_b ＝０．２μｍ，交互積層数Ｎ＝１０とした。

【００６８】近赤外線反射構造体として，次のような方
法による交互積層複合繊維を作製した。ＰＰＳポリマー
と空隙（空気）層とを交互積層する複合ノズルを用い，
溶融紡糸法により交互積層Ｎ＝１０の繊維を作製した。
なお，紡糸は，上記の設計値となるよう，高速紡糸（５
０００ｍ／ｍｉｎ）による延伸処理を併用した。

【００６９】また，上記における紡糸条件は，紡糸温
度：３２０°Ｃ，フィラメント数：１本，巻取速度：５
０００ｍ／ｍｉｎとし，紡糸中の冷却は自然冷却とし
た。また，作製された交互積層型繊維の反射スペクトル
を顕微分光光度計（モデルＵ−６０００：日立製作所
製）を用い，入射０°／受光０°の条件で評価を行っ
た。その結果，図９に示すように，波長０．７〜１μｍ
の赤外線領域全てをカバーする高反射率となる反射スペ
クトルが得られた。

【００７０】〔製造実施例１−２〕２種類の高分子樹脂
として，光学屈折率ｎ_a ＝１．４１のポリフッ化ビニリ
デン（ＰＶＤＦ）と，光学屈折率ｎ_b ＝１．８２のポリ
フェニレンサルファイド（ＰＰＳ）を選択し，光学屈折
率比ｎ_b ／ｎ_a が１．３になるようにする。また，その
他の設計条件は，λ₁ （ＰＶＤＦとＰＰＳの光学厚みの
和の２倍）＝０．７２μｍ，ＰＶＤＦおよびＰＰＳの光
学厚みをそれぞれ，ｎ_a ｄ_a ＝０．０９μｍ，ｎ_b ｄ_b
＝０．２７μｍ，交互積層数Ｎ＝１０とした。

【００７１】上記の条件に基づいて，両ポリマーチップ
を複合紡糸装置のホッパー内に投入し，海島構造型の交
互積層繊維を高速紡糸法を併用して作製した。なお，こ
の場合の紡糸条件は，紡糸温度：３２０°Ｃ，フィラメ
ント数：１本，巻取速度：８０００ｍ／ｍｉｎとし，紡
糸中の冷却は自然冷却とした。

【００７２】また，上記により作製された交互積層型繊
維の反射スペクトルを顕微分光光度計（モデルＵ−６０
００：日立製作所製）を用い，入射０°／受光０°の条
件で評価を行った。その結果，図１０（ａ）に示すよう
に，近紫外線領域（波長０．３〜０．４μｍ）と近赤外
線領域（波長０．６５〜１．４μｍ）の両者で比較的高
反射となる反射スペクトルが得られた。

【００７３】〔製造実施例１−３〕２種類の物質層の一
方を空気層（ｎ_a ＝１．０），他方を光学屈折率ｎ_b ＝
１．５０のポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を選
択し，光学屈折率比ｎ_b ／ｎ_a が１．５になるようにす
る。また，その他の設計条件は，λ₁ （空気層とＰＭＭ
Ａの光学厚みの和の２倍）＝０．７２μｍ，空気層およ
びＰＭＭＡの光学厚みをそれぞれ，ｎ_a ｄ_a ＝０．０９
μｍ，ｎ_b ｄ_b ＝０．２７μｍ，交互積層数Ｎ＝１０と
した。

【００７４】上記の条件に基づいて，異形断面繊維（特
願平４−１７２９２６号公報）を海島構造法により複合
紡糸した。なお，その際の海部用高分子としては後処理
で溶剤剥離が可能なポリスチレン（ＰＳ）を用い，ま
た，島部用高分子としては，上記ＰＭＭＡを用いた。

【００７５】また，上記における紡糸条件は，紡糸温
度：３２０°Ｃ，フィラメント数：１本，巻取速度：８
０００ｍ／ｍｉｎ（延伸処理を兼用）とし，紡糸中の冷
却は自然冷却とした。また，ここで得られた海島型複合
繊維の海部を溶剤（ジクロルエタン）により除去し，上
記設計値の異形断面繊維を作製する。

【００７６】そして，上記作製された交互積層型繊維の
反射スペクトルを顕微分光光度計（モデルＵ−６００
０：日立製作所製）を用い，入射０°／受光０°の条件
で評価を行った。その結果，図１０（ｂ）に示すよう
に，波長０．３〜０．４μｍの紫外線領域，波長０．６
５〜１．４μｍの赤外線領域で比較的高反射となる反射
スペクトルが得られた。

【００７７】〔製造実施例１−４〕２種類の物質層の一
方を空気層（ｎ_a ＝１．０），他方を光学屈折率ｎ_b ＝
１．８のポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）を選択
し，光学屈折率比ｎ_b ／ｎ_a が１．８になるようにす
る。また，その他の設計条件は，λ₁ （空気層とＰＰＳ
の光学厚みの和の２倍）＝０．７２μｍ，空気層および
ＰＰＳの光学厚みをそれぞれ，ｎ_a ｄ_a ＝０．０９μ
ｍ，ｎ_b ｄ_b ＝０．２７μｍ，交互積層数Ｎ＝１０とし
た。そして，上記設計に基づいた交互積層繊維を中空繊
維を作製する手法を利用して作製した。

【００７８】また，上記における紡糸条件は，紡糸温
度：３２０°Ｃ，フィラメント数：１本，巻取速度：５
０００ｍ／ｍｉｎとし，紡糸中の冷却は自然冷却とし
た。また，作製された交互積層型繊維の反射スペクトル
を顕微分光度計（モデルＵ−６０００：日立製作所製）
を用い，入射０°／受光０°の条件で評価を行った。そ
の結果，図１１に示すように，波長０．３〜０．４μｍ
の紫外線領域，波長０．６５〜１．４μｍの赤外線領
域，特に，波長０．６５〜０．８５μｍにおいては１０
０％に近いレベルの高反射となる反射スペクトルが得ら
れた。

【００７９】以上説明してきたように，上記実施例１に
よれば，有害な近紫外線と熱的影響の大きな近紫外線の
両者を反射する構造体を提供することができる。さら
に，紫外線吸収剤や散乱剤および近紫外線吸収剤等を用
いていないため，繊維やチップ等を製造する上で，口金
付近でのトラブルを解消でき，安定に，かつ，高速に紡
糸できるというメリットも生まれ，また，長期間安定し
た紫外線反射も可能となる。

【００８０】〔実施例２〕ここでは，第４，第５の発明
について説明する。なお，この発明の構造体は実施例１
で説明した図１（ａ）〜（ｅ）に示したものと共通であ
る。

【００８１】さて，この発明における所期の目的を達成
するために，発明者等の研究成果によれば，図１のよう
な構造体において，物質層の光学屈折率をｎ_a ，その厚
さをｄ_a ，他方の物質層の光学屈折率をｎ_b ，その厚さ
をｄ_b とした場合，これらの物質層の間には，下記式
（４）に示す関係が必要であることがわかった。すなわ
ち ０．２９μｍ≦２（ｎ_a ｄ_a ＋ｎ_b ｄ_b ）≦０．４２μｍ・・（４） ただし，１．３≦ｎ_a １．１５≦ｎ_b ／ｎ_a ≦１．４ ０．０２５μｍ≦ｎ_a ｄ_a ０．０２５μｍ≦ｎ_b ｄ_b である。

【００８２】なお，上記におけるｎ_a ｄ_a ＋ｎ_b ｄ
_b は，両物質層の光学厚みの和を示すものであり，薄膜
干渉式より反射スペクトルにおける一次ピーク波長λ₁
は次の関係式で与えられる。すなわち， λ₁ ＝２（ｎ_a ｄ_a ＋ｎ_b ｄ_b ） である。

【００８３】ここで，上記（４）式が成立しなければな
らない理由を図１２を用いて説明する。図１２は，λ₁
（両物質層の光学厚みの和）と紫外線の平均反射率＜Ｒ
＞との関係を両物質層の屈折率比（ｎ_b ／ｎ_a ）をパラ
メータとして示すグラフである。λ₁ の下限である０．
２９μｍ，および上限である０．４２μｍは，それぞれ
平均反射率＜Ｒ＞４０％以上を達成する値に起因してい
る。

【００８４】この近赤外線の平均反射率＜Ｒ＞とは，地
表に到達する紫外線であるＵＶ−Ａ波，およびＵＶ−Ｂ
波の波長域，すなわち，波長０．３〜０．４μｍにおけ
る平均反射率を示すものである。また，その４０％と
は，例えば，繊維において４０％遮蔽により繊維強度保
持率が２倍向上する，あるいは通常の繊維である綿（未
処理品）の反射率がこのレベルである，等のしきい値に
基づいている。換言すると，波長０．３〜０．４μｍに
おける紫外線の平均遮蔽率（この発明では反射率）とし
ては少なくとも４０％あれば効果的であることに準拠し
ている。

【００８５】また，（４）式において，光学厚みの和を
より上限側に設定する。例えば，０．４μｍ程度とする
と，やや青色を発する紫外線遮蔽も可能となる。また，
この（４）式において，一方の物質層の厚さが零のとき
は当然のことながら，この発明でいう２種類の交互積層
構造とはならない。

【００８６】次に，一方の物質の光学屈折率が１．３≦
ｎ_a である理由は，高分子樹脂の光学屈折率が一般に
１．３０〜１．８２，汎用的に１．３５〜１．７５のレ
ベルであり，この１．３０が高分子樹脂の光学屈折率の
下限に相当することによる。なお，高分子樹脂の光学屈
折率の上限は１．８２程度である。ここで，上記高分子
樹脂中に，ＮａＦやＭｇＦ₂ 等の低屈折率結晶を微粒子
化して分散．含有させることにより全体の光学屈折率を
１．３以下とすることも可能であるが，白濁したり，成
型性を損ねたりして適切ではない。

【００８７】既存の低屈折率（１．４以下）の高分子樹
脂としては，４フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）や４フッ化
エチレン・６フッ化エチレン（ＦＥＰ），ポリフッ化ビ
ニリデン（ＰＶＤＦ）等のフッ素系樹脂が挙げられる。
反対に，高屈折率（１．６５以上）の高分子樹脂として
は，ポリエステル系，ポリフェニレンサルファイド（Ｐ
ＰＳ）等が挙げられる。

【００８８】さらに，（４）式における１．１５≦ｎ_b
／ｎ_a ≦１．４なる関係は，両物質層の光学屈折率比の
関係を示すもので，以下の理由に基づいている。図１３
は，図１に示すような構造体において２種類の物質層の
交互積層Ｎをパラメータとした際の両物質層の光学屈折
率比（ｎ_b ／ｎ_a ）と紫外線の平均反射率＜Ｒ＞との関
係を示すグラフである。この図１３からも明らかよう
に，ｎ_b ／ｎ_a ＝１．１ではＮを１０，２０と増加させ
ても先に述べた平均反射率＜Ｒ＞は４０％を越えない。
また，Ｎをさらに増加させて，Ｎ＝１０，２０としても
大きな差異が得られないことはグラフからも容易に推定
できる。

【００８９】したがって，以下，交互積層数Ｎの最大層
数はＮ＝１０として説明しても差し支えない。これを踏
まえ，Ｎ＝１０の場合，平均反射率＜Ｒ＞が４０％を越
えるｎ_b ／ｎ_a は１．１５となり，上記条件を達成する
ため光学屈折率比の下限となる。一方，その上限は，Ｎ
＝２のときに制限され，ｎ_b ／ｎ_a ＝１．４９となる。

【００９０】ところが，前述したように，高分子樹脂の
光学屈折率の最大値は高々１．８２であり，仮に１．８
２である高分子樹脂を用いたとしても，光学屈折率比の
最大値はｎ_b ／ｎ_a ＝１．８２／１．３＝１．４に留ま
ることになる。したがって，光学屈折率比（ｎ_b ／
ｎ_a ）は，１．１５≦ｎ_b ／ｎ_a ≦１．４の範囲でなけ
ればならない。

【００９１】なお，上記高分子樹脂中に無機物のフィラ
ーや顔料，例えば，酸化チタン（ｎ＝２．８），酸化ク
ロム（ｎ＝２．５）等の酸化物，硫化カドミウム（ｎ＝
２．４）等の硫化物を含有，分散させることにより高分
子樹脂を高屈折率化（ｎ＝１．８以上）させることも可
能であるが，この場合，透明性を損ねたり，含有物の吸
収が生じたりする。さらには，繊維やチップを作製する
上での紡糸性，成型性を損ねるといった問題も発生する
ため好ましくない。

【００９２】次に，（４）式における０．０２５μｍ≦
ｎ_a ｄ_a および０．０２５μｍ≦ｎ_b ｄ_b なる条件を図
１４を用いて説明する。図１４は，一方の物質層の光学
厚みｎ_a ｄ_a ，他方の光学厚みｎ_b ｄ_b と紫外線の平均
反射率＜Ｒ＞との関係を光学屈折率比（ｎ_b ／ｎ_a ）を
パラメータとして示したグラフである。

【００９３】前述したように，薄膜干渉式により一次ピ
ーク波長λ₁ は， λ₁ ＝２（ｎ_a ｄ_a ＋ｎ_b ｄ_b ） で与えられる。さらに，この式を変形すると， ｎ_a ｄ_a ＝（λ₁ ／２）−ｎ_b ｄ_b ・・（ａ） あるいは， ｎ_b ｄ_b ＝（λ₁ ／２）−ｎ_a ｄ_a ・・（ｂ） となる。

【００９４】いま，図１４の横軸を上記（ａ）式に基づ
いて表記すると，ｎ_a ｄ_a がとりうる最大値はｎ_b ｄ_b
＝０のときで，その値は（λ₁ ／２）である。換言する
と，ｎ_a ｄ_a が（λ₁ ／２）であれば，そのときのｎ_b
ｄ_b は０であることを意味する。したがって，横軸とし
ては，ｎ_a ｄ_a ，ｎ_b ｄ_b の両者で示すことが可能であ
る。例えば，上記において，ここでλ₁ ＝０．３５μｍ
とすると，この図１４の横軸のとりうるｎ_a ｄ_a 値は
（λ₁ ／２）＝０．１７５μｍとなると共に，この位置
がｎ_b ｄ_b ＝０ともなる。

【００９５】さて，図１４により，平均反射率＜Ｒ＞４
０％を確保するための光学厚みｎ_aｄ_a は，最低でも
０．０２５μｍ必要である。なお，λ₁ が０．３５μｍ
の場合，光学厚みｎ_a ｄ_a をほぼ０．０９μｍ（λ／４
波長に相当する）とすると，平均反射率＜Ｒ＞も最大と
なる。

【００９６】また，光学屈折率比（ｎ_b ／ｎ_a ）が１．
４となる材料系で，しかも光学厚みを０．０６〜０．１
２μｍの何れかに設定すれば，平均反射率＜Ｒ＞は８０
％以上を達成することができる。この８０％という高反
射率は，例えば，冬場の雪面からの反射率に相当するも
のである。

【００９７】また，交互積層の層数Ｎが３以上でなけれ
ばならない理由は，図１３において，１．１５≦ｎ_b ／
ｎ_a ≦１．４の範囲で紫外線の平均反射率＜Ｒ＞が４０
％以上を達成できる最低の層数に起因する。なお，層数
Ｎの上限は，特に限定されないが，図１２にも示す通
り，Ｎ＝１０〜２０では平均反射率＜Ｒ＞もほとんど変
化しない。したがって，交互積層の層数Ｎとしては１０
層程度あれば，十分所望とする反射率を得ることができ
る。

【００９８】次に，第５の発明について説明する。上記
第４の発明に加えて，２種類の物質層を空気層とし，光
学屈折率比（ｎ_b ／ｎ_a ）を大きくすることにより，さ
らに紫外線の遮蔽化，すなわち，紫外線の平均反射率＜
Ｒ＞の向上を図ったものが，以下説明する第５の発明で
ある。

【００９９】この第５の発明は，下記（５）式を満足す
ることにより成立する。すなわち， ０．２６μｍ≦２（ｎ_a ｄ_a ＋ｎ_b ｄ_b ）≦０．４５μｍ・・（５） ただし，１．３≦ｎ_b ／ｎ_a ≦１．８ ０．０１５μｍ≦ｎ_a ｄ_a ０．０１５μｍ≦ｎ_b ｄ_b である。

【０１００】以下，第４の発明と同様，上記第５の発明
による（５）式について，図１５，図１６，および図１
３を用いて説明する。空気層と物質層の光学厚みの和：
λ₁＝２（ｎ_a ｄ_a ＋ｎ_b ｄ_b ）は，紫外線の平均反射
率＜Ｒ＞が４０％以上となる値で制限され，図１５より
０．２６〜０．４５μｍの間（斜線部分）でなければな
らないが，好ましくは０．３〜０．４μｍ，最適値は
０．３５μｍ程度である。λ₁ ＝０．３５μｍの場合，
光学屈折率ｎ_b が１．８となる。

【０１０１】高分子樹脂を選択すれば，空気層の光学屈
折率ｎ_a は１．０であるので，光学屈折率比（ｎ_b ／ｎ
_a ）＝１．８となり，紫外線の平均反射率＜Ｒ＞を１０
０％近くにすることができる。ただし，この場合，交互
積層数Ｎ＝１０とする。また，光学屈折率比（ｎ_b ／ｎ
_a ）の関係は，前述した第４の発明と同様である。

【０１０２】次に，一方の物質層の光学厚みｎ_a ｄ_a ，
ｎ_b ｄ_b は図１６において，紫外線の平均反射率＜Ｒ＞
４０％以上となる値が必要となることにより，両者とも
０．０１５μｍ以上でなければならない。なお，λ₁ ＝
０．３５μｍの場合にあっては，ｎ_a ｄ_a が０．０９μ
ｍ程度のとき，最大となる。

【０１０３】また，交互積層の層数Ｎが２以上でなけれ
ばならない理由は，図１３において，１．３≦ｎ_b ／ｎ
_a ≦１．８の条件下で紫外線の平均反射率＜Ｒ＞が４０
％以上を達成できる最低の層数に起因する。この範囲内
での最低層数Ｎはｎ_b ／ｎ_a＝１．８のとき，Ｎ＝２を
与えることになる。

【０１０４】さらに，上記条件に加え，第５の発明の構
造体の３つの例として，前述の実施例１にて示した図２
と同様のものとすることができる。この図２は，基本的
には図１にて示した５つの例において，物質層の一方が
空気層となったものと考えてよい。この第５の発明の場
合，図２（ｆ），（ｇ）のように物質内に空隙（空気）
層を有するものと，図２（ｈ）のように空気中に交互積
層構造を保持したものとの２つに大別できる。

【０１０５】以下，上記第４の発明および第５の発明に
おける製造実施例について説明する。なお，この製造実
施例は一例であり，この発明がこれに何ら限定されるも
のではない。

【０１０６】〔製造実施例２−１：第４の発明〕２種類
の高分子樹脂として，光学屈折率ｎ_a ＝１．４１のポリ
フッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）と，光学屈折率ｎ_b ＝
１．６８のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を選
択し，光学屈折率比ｎ_b ／ｎ_a が１．２になるようにす
る。また，その他の設計条件は，λ₁ （ＰＶＤＦとＰＥ
Ｔの光学厚みの和）＝０．３５μｍ，ＰＶＤＦおよびＰ
ＥＴの光学厚みをｎ_a ｄ_a ＝ｎ_b ｄ_b ＝０．０８７μ
ｍ，交互積層数Ｎ＝２０とした。

【０１０７】上記の条件に基づいて，両ポリマーチップ
を複合紡糸装置のホッパー内に投入し，公知の多層並列
紡糸法により偏平率３．５の交互積層型の偏平繊維を作
製した。なお，この場合の紡糸条件は，紡糸温度：３１
０°Ｃ，フィラメント数：１本，巻取速度：２５０ｍ／
ｍｉｎとし，紡糸中の冷却は自然冷却とした。

【０１０８】また，上記により作製された交互積層型偏
平繊維の反射スペクトルを顕微分光光度計（モデルＵ−
６０００：日立製作所製）を用い，入射０°／受光０°
の条件で評価を行った。その結果，図１７（ａ）に示す
ように，波長０．３〜０．４μｍの紫外線領域で比較的
高反射となる反射スペクトルが得られた。

【０１０９】〔製造実施例２−２：第４の発明〕２種類
の高分子樹脂として，光学屈折率ｎ_a ＝１．４１のポリ
フッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）と，光学屈折率ｎ_b ＝
１．８２のポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）を選
択し，光学屈折率比ｎ_b ／ｎ_a が１．３になるようにす
る。また，その他の設計条件は，λ₁ （ＰＶＤＦとＰＰ
Ｓの光学厚みの和）＝０．３５μｍ，ＰＶＤＦおよびＰ
ＰＳの光学厚みをｎ_a ｄ_a ＝ｎ_b ｄ_b ＝０．０８７μ
ｍ，交互積層数Ｎ＝１０とした。

【０１１０】上記の条件に基づいて，両ポリマーチップ
を複合紡糸装置のホッパー内に投入し，海島構造型の交
互積層繊維を高速紡糸法を併用して作製した。なお，こ
の場合の紡糸条件は，紡糸温度：３２０°Ｃ，フィラメ
ント数：１本，巻取速度：８０００ｍ／ｍｉｎとし，紡
糸中の冷却は自然冷却とした。

【０１１１】また，上記により作製された交互積層型繊
維の反射スペクトルを顕微分光光度計（モデルＵ−６０
００：日立製作所製）を用い，入射０°／受光０°の条
件で評価を行った。その結果，図１７（ｂ）に示すよう
に，波長０．３〜０．４μｍの紫外線領域で高反射（平
均反射率＜Ｒ＞：約７５％）となる反射スペクトルが得
られた。

【０１１２】〔製造実施例２−３：第５の発明〕２種類
の物質層の一方を空気層（ｎ_a ＝１．０），他方を光学
屈折率ｎ_b ＝１．５０のポリメチルメタクリレート（Ｐ
ＭＭＡ）を選択し，光学屈折率比ｎ_b ／ｎ_a が１．５に
なるようにする。また，その他の設計条件は，λ₁ （空
気層とＰＭＭＡの光学厚みの和）＝０．３５μｍ，空気
層およびＰＭＭＡの光学厚みをｎ_a ｄ_a ＝ｎ_b ｄ_b ＝
０．０８７μｍ，交互積層数Ｎ＝７とした。

【０１１３】上記の条件に基づいて，異形断面繊維（特
願平４−１７２９２６号公報）を海島構造法により複合
紡糸した。なお，その際の海部用高分子としては後処理
で溶剤剥離が可能なポリスチレン（ＰＳ）を用い，ま
た，島部用高分子としては，上記ＰＭＭＡを用いた。

【０１１４】また，上記における紡糸条件は，紡糸温
度：２８０°Ｃ，フィラメント数：１本，巻取速度：８
０００ｍ／ｍｉｎとし，紡糸中の冷却は自然冷却とし
た。また，ここで得られた海島型複合繊維の海部を溶剤
（ジクロルエタン）により除去し，上記設計値の異形断
面繊維を作製する。

【０１１５】そして，上記作製された交互積層型繊維の
反射スペクトルを顕微分光光度計（モデルＵ−６００
０：日立製作所製）を用い，入射０°／受光０°の条件
で評価を行った。その結果，図１８（ａ）に示すよう
に，波長０．３〜０．４μｍの紫外線領域で高反射（平
均反射率＜Ｒ＞：約９０％）となる反射スペクトルが得
られた。

【０１１６】〔製造実施例２−４：第５の発明〕２種類
の物質層の一方を空気層（ｎ_a ＝１．０），他方を光学
屈折率ｎ_b ＝１．８０のポリフェニレンサルファイド
（ＰＰＳ）を選択し，光学屈折率比ｎ_b ／ｎ_a が１．８
になるようにする。また，その他の設計条件は，λ
₁ （空気層とＰＰＳの光学厚みの和）＝０．３５μｍ，
空気層およびＰＰＳの光学厚みをｎ_a ｄ_a ＝ｎ_b ｄ_b ＝
０．０８７μｍ，交互積層数Ｎ＝５とした。そして，上
記設計に基づいた交互積層繊維を中空繊維を作製する手
法を利用して作製した。

【０１１７】また，上記における紡糸条件は，紡糸温
度：３２０°Ｃ，フィラメント数：１本，巻取速度：５
０００ｍ／ｍｉｎとし，紡糸中の冷却は自然冷却とし
た。また，作製された交互積層型繊維の反射スペクトル
を顕微分光光度計（モデルＵ−６０００：日立製作所
製）を用い，入射０°／受光０°の条件で評価を行っ
た。その結果，図１８（ｂ）に示すように，波長０．３
〜０．４μｍの紫外線領域の全てをカバーする高反射
（平均反射率＜Ｒ＞：約９５％）となる反射スペクトル
が得られた。

【０１１８】以上説明してきたように，上記実施例２に
よれば，有害な近紫外線の波長を任意に，かつ，長期間
遮蔽できる構造体を提供することができる。また，紫外
線吸収剤や散乱剤等の各種不純物を用いていないため，
繊維やチップ等を製造する上で，口金付近でのトラブル
を解消でき，安定に，かつ，高速に紡糸できるという効
果も発生する。

【０１１９】なお，本発明者らは先に可視光領域おける
反射干渉作用に基づく発色体について鋭意研究を重ね，
新規な構造体を発明した（特願平４−１７２９２６号，
特願平５−１７６７６８号）。この研究の中で本発明者
らは，近赤外線と近紫外線とを同時に遮蔽可能あること
や，紫外線の反射が十分可能であることを見いだし，以
上説明した如く，この発明により，それを完成させたも
のである。

【０１２０】

【発明の効果】以上説明したように，この発明に係る近
紫外線と近赤外線の一方あるいは両方を反射する構造体
によれば，前記第１の物質と前記第２の物質の光学厚み
の和で定義されるλ₁ の下限値と上限値を上記各関係式
により規定し，この規定を満足するように，前記第１の
物質と前記第２の物質を選択して，交互積層構造とする
ことにより近紫外線と近赤外線の一方，あるいは両方を
反射させるようにしたため，容易に紡糸することが実現
すると共に，近紫外線を反射し，かつ（あるいは），近
赤外線による温度上昇を軽減することが可能となる繊維
やチップ（小片）の構造体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る構造体の５つの例を示す断面図
である。

【図２】この発明に係る構造体の３つの例を示す断面図
である。

【図３】実施例１に係る両物質層の光学厚みの和
（λ₁ ）と紫外線，赤外線の平均反射率＜Ｒ＞との関係
（１）を示すグラフである。

【図４】実施例１に係る両物質層の光学厚みの和
（λ₁ ）と紫外線，赤外線の平均反射率＜Ｒ＞との関係
（２）を示すグラフである。

【図５】実施例１に係る両物質層の光学屈折率比（ｎ_b
／ｎ_a ）と紫外線，赤外線の平均反射率＜Ｒ＞との関係
（１）を示すグラフである。

【図６】実施例１に係る一方の物質層の光学厚み（ｎ_a
ｄ_a ）と紫外線，赤外線の平均反射率＜Ｒ＞との関係
（１）を示すグラフである。

【図７】実施例１に係る両物質層の光学厚みの和
（λ₁ ）と紫外線，赤外線の平均反射率＜Ｒ＞との関係
（３）を示すグラフである。

【図８】実施例１に係る一方の物質層の光学厚み（ｎ_a
ｄ_a ）と紫外線，赤外線の平均反射率＜Ｒ＞との関係
（２）を示すグラフである。

【図９】実施例１に係る製造実施例１−１の評価結果
（反射スペクトル）を示すグラフである。

【図１０】実施例１に係る製造実施例１−２，１−３の
評価結果（反射スペクトル）を示すグラフである。

【図１１】実施例１に係る製造実施例１−４の評価結果
（反射スペクトル）を示すグラフである。

【図１２】実施例２に係る両物質層の光学厚みの和（λ
₁ ）と紫外線の平均反射率＜Ｒ＞との関係（１）を示す
グラフである。

【図１３】実施例２に係る両物質層の光学屈折率比（ｎ
_b ／ｎ_a ）と紫外線の平均反射率＜Ｒ＞との関係を示す
グラフである。

【図１４】実施例２に係る一方の物質層の光学厚み（ｎ
_a ｄ_a ）と紫外線の平均反射率＜Ｒ＞との関係（１）を
示すグラフである。

【図１５】実施例２に係る両物質層の光学厚みの和（λ
₁ ）と紫外線の平均反射率＜Ｒ＞との関係（２）を示す
グラフである。

【図１６】実施例２に係る一方の物質層の光学厚み（ｎ
_a ｄ_a ）と紫外線の平均反射率＜Ｒ＞との関係（２）を
示すグラフである。

【図１７】実施例２に係る製造実施例２−１，２−２の
評価結果（反射スペクトル）を示すグラフである。

【図１８】実施例２に係る製造実施例２−３，２−４の
評価結果（反射スペクトル）を示すグラフである。

【符号の説明】

１０１ 物質層（第１の物質） １０２ 物質層（第２の物質）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−295804（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−99307（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−34324（ＪＰ，Ａ) 特公 昭46−28972（ＪＰ，Ｂ１) 米国特許3711176（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D01F 8/00 - 8/18 B32B 1/00 - 35/00

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光学屈折率ｎ_ａ、厚さｄ_ａである第１の物
   質と、光学屈折率ｎ_ｂ、厚さｄ_ｂである第２の物質と
   を、 ０.６μｍ≦２（ｎ_ａｄ_ａ＋ｎ_ｂｄ_ｂ）≦１.６μｍ ただし、１.０≦ｎ_ａ≦１.８ １.３≦ｎ_ｂ≦１.８ １.２５≦ｎ_ｂ／ｎ_ａ≦１.８ の関係および前記第１の物質と第２の物質の光学厚みの
   和、 λ_１＝２（ｎ_ａｄ_ａ＋ｎ_ｂｄ_ｂ） により定義される関係を成立するように、交互に規則的
   に積層し、かつ、前記第１の物質と第２の物質はそれぞ
   れ光の入射方向に対して横方向に長い形状を有する構造
   とし、それを繊維状に成形したことを特徴とする近赤外
   線を反射する構造体。
2. 【請求項２】前記第１の物質と前記第２の物質は、透過
   性を有する高分子物質であることを特徴とする請求項１
   記載の近赤外線を反射する構造体。
3. 【請求項３】前記第１の物質と前記第２の物質のうち、
   一方が空気層、他方が透過性を有する高分子物質である
   ことを特徴とする請求項１記載の近赤外線を反射する構
   造体。
4. 【請求項４】光学屈折率ｎ_ａ、厚さｄ_ａである第１の物
   質と、光学屈折率ｎ_ｂ、厚さｄ_ｂである第２の物質と
   を、 ０.６３μｍ≦２（ｎ_ａｄ_ａ＋ｎ_ｂｄ_ｂ）≦０.７８μｍ ただし、 １.３≦ｎ_ａ １.２８≦ｎ_ｂ／ｎ_ａ≦１.４ ０.０５５μｍ≦ｎ_ａｄ_ａ ０.０５５μｍ≦ｎ_ｂｄ_ｂ ０.０５５μｍ≦｜ｎ_ａｄ_ａ−λ_１／４｜ の関係および前記第１の物質と第２の物質の光学厚みの
   和、 λ_１＝２（ｎ_ａｄ_ａ＋ｎ_ｂｄ_ｂ） により定義される関係を成立するように、交互に規則的
   に積層し、かつ、前記第１の物質と第２の物質はそれぞ
   れ光の入射方向に対して横方向に長い形状を有する構造
   とし、それを繊維状に成形したことを特徴とする近紫外
   線と近赤外線を反射する構造体。
5. 【請求項５】前記交互積層構造における層数Ｎは４以上
   であることを特徴とする請求項４記載の近紫外線と近赤
   外線を反射する構造体。
6. 【請求項６】前記第１の物質と前記第２の物質は、透過
   性を有する高分子物質であることを特徴とする請求項４
   記載の近紫外線と近赤外線を反射する構造体。
7. 【請求項７】光学屈折率ｎ_ａ、厚さｄ_ａである第１の物
   質と、光学屈折率ｎ_ｂ、厚さｄ_ｂである第２の物質とを
   設け、前記第１の物質と第２の物質のうち一方を空気層
   とし、 ０.６μｍ≦２（ｎ_ａｄ_ａ＋ｎ_ｂｄ_ｂ）≦０.８１μｍ ただし、１.３≦ｎ_ｂ／ｎ_ａ≦１.８０ ０.０２５μｍ≦ｎ_ａｄ_ａ ０.０２５μｍ≦ｎ_ｂｄ_ｂ ０.０２５μｍ≦｜ｎ_ａｄ_ａ−λ_１／４｜ の関係および前記第１の物質と第２の物質の光学厚みの
   和、 λ_１＝２（ｎ_ａｄ_ａ＋ｎ_ｂｄ_ｂ） により定義される関係を成立するように、交互に規則的
   に積層し、かつ、前記第１の物質と第２の物質はそれぞ
   れ光の入射方向に対して横方向に長い形状を有する構造
   とし、それを繊維状に成形したことを特徴とする近紫外
   線と近赤外線を反射する構造体。
8. 【請求項８】前記交互積層構造における層数Ｎは２以上
   であることを特徴とする請求項７記載の近紫外線と近赤
   外線を反射する構造体。
9. 【請求項９】前記第１の物質と前記第２の物質のうち、
   一方が空気層、他方が透過性を有する高分子物質である
   ことを特徴とする請求項７記載の近紫外線と近赤外線を
   反射する構造体。
10. 【請求項１０】光学屈折率ｎ_ａ、厚さｄ_ａである第１の
    物質と、光学屈折率ｎ_ｂ、厚さｄ_ｂである第２の物質と
    を、 ０.２９μｍ≦２（ｎ_ａｄ_ａ＋ｎ_ｂｄ_ｂ）≦０.４２μｍ ただし、１.３≦ｎ_ａ １.１５≦ｎ_ｂ／ｎ_ａ≦１.４ ０.０２５μｍ≦ｎ_ａｄ_ａ ０.０２５μｍ≦ｎ_ｂｄ_ｂ の関係および前記第１の物質と第２の物質の光学厚みの
    和、 λ_１＝２（ｎ_ａｄ_ａ＋ｎ_ｂｄ_ｂ） により定義される関係を成立するように、交互に規則的
    に積層し、かつ、前記第１の物質と第２の物質はそれぞ
    れ光の入射方向に対して横方向に長い形状を有する構造
    とし、それを繊維状に成形したことを特徴とする近紫外
    線を反射する構造体。
11. 【請求項１１】前記第１の物質と前記第２の物質は、透
    過性を有する高分子物質であることを特徴とする諸求項
    １０記載の近紫外線を反射する構造体。
12. 【請求項１２】前記交互積層構造における層数Ｎは２以
    上であることを特徴とする請求項１０記載の近紫外線を
    反射する構造体。
13. 【請求項１３】光学屈折率ｎ_ａ、厚さｄ_ａである第１の
    物質と、光学屈折率ｎ_ｂ、厚さｄ_ｂである第２の物質と
    を設け、前記前記第１の物質と第２の物質のうち一方を
    空気層とし、 ０.２６μｍ≦２（ｎ_ａｄ_ａ＋ｎ_ｂｄ_ｂ）≦０.４５μｍ ただし、１.３≦ｎ_ｂ／ｎ_ａ≦１.８ ０.０１５μｍ≦ｎ_ａｄ_ａ ０.０１５μｍ≦ｎ_ｂｄ_ｂ の関係および前記第１の物質と第２の物質の光学厚みの
    和、 λ_１＝２（ｎ_ａｄ_ａ＋ｎ_ｂｄ_ｂ） により定義される関係を成立するように、交互に規則的
    に積層し、かつ、前記第１の物質と第２の物質はそれぞ
    れ光の入射方向に対して横方向に長い形状を有する構造
    とし、それを繊維状に成形したことを特徴とする近紫外
    線を反射する構造体。
14. 【請求項１４】前記第１の物質と前記第２の物質のう
    ち、一方が空気層、他方が透過性を有する高分子物質で
    あることを特徴とする請求項１３記載の近紫外線を反射
    する構造体。