JP4269140B2 - Light reflection functional object - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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物体、及びこれを用いた物品に関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
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〜０．７８μｍ）、それより短い波長域の紫外線（波長０．２９μｍ〜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方法の一つが従来から用いられてきた顔料や染料を用いたものであり、現在の我々の身の回りのほとんどの着色及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、工程及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って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Ｖｏｌ．４２，Ｎｏ．２，Ｐ５５（１９８９）及び同誌Ｖｏｌ．４２，Ｎｏ．１０，Ｐ１６０（１９８９））。
【０００６】
この原理は、次のとおりである。すなわち、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にのみ振動する光（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。さらに、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λ１＝２（ｎａｄａ＋ｎｂｄｂ）：発色波長λ１は互いの光学的厚みが等しいとき、すなわち、ｎａｄａ＝ｎｂｄｂ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が開示されている。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、見る方向によって干渉特有の色味が変わり、しかもこれと組み合わせる糸の色によっては、その複合効果によって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６３−１２０６４２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】
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αだけずれた位置で見る場合、このα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、目的とする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物体を提供する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物体は、可視光線、赤外線及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物体であって、該物体の内部に、屈折率の異なる少なくとも第１及び第２の材料からなり、少なくとも第１の材料が光透過性を有し、第２の材料からなる複数の微細構造体が第１の材料により取り囲まれた状態で回折・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置された光反射構造体を有し、異なる規則性を備えた光反射構造体が少なくとも２段配設してある構成としており、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物体の好適形態としては、少なくとも第１及び第２の光反射構造体内に位置する微細構造体の断面形状が、円形、楕円形、矩形及び多角形から成る群から選ばれた少なくとも１種の断面形状であることを特徴としている。
また、 第１の光反射構造体内に位置する微細構造体同士のピッチをＰ１、第２の光反射構造体内に位置する微細構造体同士のピッチをＰ２、第（Ｎ−１）の光反射構造体内に位置する微細構造体同士のピッチをＰＮ−１、第Ｎの光反射構造体内に位置する微細構造体同士のピッチをＰＮとするとき、ＰＮ，ＰＮ−１，・・・，Ｐ２＜Ｐ１となるように構成している。
さらに、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方向とするとき、第１の光反射構造体内に位置する微細構造体のｘ方向における断面寸法をＬ１、微細構造体同士のピッチをＰ１、第２の光反射構造体内に位置する微細構造体のｘ方向における断面寸法をＬ２、微細構造体同士のピッチをＰ２とするとき、Ｌ２＜Ｌ１、かつＰ２＜Ｐ１であ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物体の好適形態としては、第２の光反射構造体内に位置する微細構造体のｘ方向における断面寸法をＬ２と、微細構造体同士のｘ方向のピッチをＰ２ｘとの間に、Ｐ２ｘ＝Ｌ２なる関係がある構成としたことを特長としている。また、微細構造体群の奥行方向、すなわちｘ−ｙ平面に直交する方向をｚ方向とするとき、第１及び／又は光反射構造体内に位置する微細構造体がｚ方向に一様連続である構成したことを特徴としている。
【００１７】
本発明に係わる光反射機能物体の他の好適形態としては、少なくとも第１あるいは第２の光反射構造体を挟んで、その両側に第２あるいは第１の光反射構造体が配置されている構成としたことを特徴としている。また、第１の光反射構造体内に位置する微細構造体の屈折率をｎｂ、微細構造体同士のピッチをＰ１、前記微細構造体を取り囲む光透過性材料の屈折率をｎａ、第２の光反射構造体内に位置する微細構造体の屈折率をｎｄ、微細構造体同士のピッチをＰ２、前記微細構造体を取り囲む光透過性材料の屈折率をｎｃとし、さらに第１の光反射構造体から反射される光の波長をλとするとき、前記ピッチＰ１，Ｐ２が以下の関係を満足する構成としたことを特徴としている。
Ｐ１＝λ／ｍ１ ・・・（１）
Ｐ２＝（λ／２）／ｍ２ ・・・（２）
（式中のｍ１，ｍ２は第１及び第２の光反射構造体の見かけの屈折率であって、
ｍ１＝ｎｂ×（Ａ／１００）＋ｎａ×（Ｂ／１００）
ｍ２＝ｎｄ×（Ｃ／１００）＋ｎｃ×（Ｅ／１００）
Ａ＋Ｂ＝１００
Ｃ＋Ｅ＝１００
で与えられる。なお、Ｂ及びＡは第１の光反射構造体断面に占める微細構造体及び該微細構造体を取り囲む光透過性材料の面積割合、またＥ及びＣは第２の光反射構造体断面に占める微細構造体及び該微細構造体を取り囲む光透過性材料の面積割合を示す。）
【００１８】
さらに、本発明に係わる光反射機能物体の他の好適形態としては、第２の光反射構造体における微細構造体同士のｘ方向及びｙ方向のピッチをそれぞれＰ２ｘ及びＰ２ｙとし、微細構造体のｘ方向及びｙ方向の断面寸法をそれぞれＬ２ｘ及びＬ２ｙとすると、Ｐ２ｘ＝Ｐ２ｙ＝Ｌ２ｘ＝Ｌ２ｙである構成としたことを特徴としている。
【００１９】
さらに、第１及び／又は第２の光反射構造体において、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方向とするとき、第１の材料内部に所定断面形状を有する微細構造体がｘ−ｙ平面内で多角形配列の規則的配列をなす構成、例えば八角形、六角形、五角形の規則的配列、さらには行と列のマトリックス状（アレイ状）の規則的配列、三角形の規則的配列をなす構成とすることができる。
【００２０】
また、微細構造体の断面形状が円形であって、円形断面における断面寸法（直径）をＬ１、円形微細構造体により構成される行と列のマトリックス状の配列規則性における隣接する微細構造体同士のピッチを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）及びピッチＰがＬ１＝２ｒ、１０−２≦α≦１０３ 、２ｒ≦Ｐなる関係を満たす構成とすることができる。
【００２１】
また、さらに他の好適形態としては、第１及び／又は第２の光反射構造体において、微細構造体が所定の断面形状を有し、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ｘ方向、あるいはｙ方向に複数のブロックとして存在する構成としたことを特徴としている。
【００２２】
また、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。
【００２３】
さらに、別の好適形態として、第１及び／又は第２の光反射構造体を構成する材料が複屈折性を有するものとすることができ、このとき複屈折性を有する材料の複屈折Δｎが０．０５以上である構成とすることができる。また、第１の材料が顔料及び／又は染料を含有しているものとしたり、さらには当該光反射機能物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。
【００２４】
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、不織布や壁紙等に広く適用することができる。
【００２５】
【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。
【００２６】
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物体１は、可視光線、赤外線及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物体であって、該物体の内部に、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、少なくとも第１の材料が光透過性を有し、この光透過性を有する第１の材料２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３（３ａ，３ｂ）が、実質的に回折・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配置されている光反射構造体４を形成し、かつ、このような光反射構造体４が２段に、すなわち第１の光反射構造体４ａと、これとは微細構造体３ｂの配置の規則性が異なる第２の光反射構造体４ｂとが２段に配置されたものである。
なお、ここでは微細構造体の断面形状として、単純な円形断面を中心に説明するが、断面形状に関しては後述するように、円形のみに限定されず、円形、楕円形、矩形及び多角形から成る群から選ばれる少なくとも１種の断面形状であれば特に支障はない。
【００２７】
ここで、説明の都合上、光の入射方向に対する座標軸、入射角度、反射光の次数等を定義するが、説明を単純化するために、ここでは本発明に係わる光反射機能物体１の内部に形成される第１の光反射構造体４ａに焦点を当てて進めるものとする。さて、図１（ｂ）に示すように、上記物体１の断面において、光の基本的な入射方向をｙとし、これに対向する前記第１の光反射構造体４ａ，第２の光反射構造体４ｂの内部に、十分な規則性をもって配置される複数の微細構造体３ａからなる微細構造体群の方向をｘ方向とし、さらにその微細構造体群の奥行き方向をｚ方向とする。また、図１（ｂ）のように法線を仮定し、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とする。なお、各次数の反射光のピーク波長λを、例えば、λ０（０次反射光）、λ−１（−１次反射光）と記述することにする。
【００２８】
また、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に示す第１の光反射構造体４ａの拡大図において、第１の材料２の内部に、第２の材料からなる微細構造体３ａが、ｘ方向の断面寸法Ｌ１（すなわち、この場合は直径Ｄ１）が同一で、しかもｘ方向及びｙ方向に、あるピッチＰ１でもって規則的に配列しているようなものを言う。なお、ピッチＰ１は第２の材料からなる微細構造体３ａの各々の中心間の距離を言う。
【００２９】
また、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。
【００３０】
すなわち、今、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、光は散乱されるが、その物体が等間隔で規則的に並んでいると、それぞれの散乱された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。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 第１０頁：共立出版参照）。
【００３１】
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基本的特異性を説明する。すなわち、本発明に係わる光反射機能物体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、当該物体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。さらにまた、各次数の反射スペクトルにおける反射ピーク波長λ０、λ±１、λ±２等も入射角依存性（入射角を変えると、λ０、λ±１、λ±２等もシフトすること）、及び反射強度依存性をもつため、反射光側に位置して当該物体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（すなわち死角がない）と考えられる。なお、入射角度を変えながら、当該物体１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と等価であるので、以下、入射角度を変えた状態をベースに説明することにする。
【００３２】
以上のように、本発明における「回折・散乱作用」に基づく光の反射機能とは、従来から知られている回折や干渉作用に基づく反射機能、さらに着色体の単なる散乱作用に基づく反射機能とは機構的に明らかに異なるものである。
【００３３】
このように、本発明者らは鋭意検討の結果、屈折率の異なる少なくとも第１及び第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ＤやそのピッチＰが実質的に狙いとする反射ピーク波長λを発現させるよう、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るということを見出し、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したものである。
【００３４】
さて、再度、図１（ａ）を用いて本発明の詳細を説明すると、本発明に係わる光反射機能物体１は、上記したように可視光線、赤外線及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物体であって、該物体１の内部に、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、少なくとも第１の材料が光透過性を有し、この光透過性を有する第１の材料２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３（微細構造体群）が、実質的に回折・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配置している光反射構造体４を形成し、かつ、異なる規則性をもった前記光反射構造体４が２段配置されたものである（第１の光反射構造体４ａ及び第２の光反射構造体４ｂ）。
【００３５】
ここでは、回折・散乱作用に基づく光の反射機能を発現する第１の光反射構造体４ａと第２の光反射構造体４ｂがｙ方向に２段重ね合った形態のもので、入射光側から見て、第１の光反射構造体４ａ、第２の光反射構造体４ｂが順次配置されている一例が示してある。なお、第１の光反射構造体４ａ、第２の光反射構造体４ｂを構成する微細構造体３ａ及び３ｂのｘ軸方向の断面寸法、すなわち直径をそれぞれＤ１及びＤ２、さらにピッチをそれぞれＰ１及びＰ２とした時、Ｄ１≠Ｄ２であるか、あるいはＰ１≠Ｐ２となるようにしている。ここで、第１の光反射構造体４ａ及び第２の光反射構造体４ｂを構成するそれぞれの直径やピッチが規則性をもたず、ランダムに設定されていると、当然のことながら、狙いとする波長λでの回折・散乱作用による強い反射光は得ることはできない。
【００３６】
また、第１の光反射構造体４ａと第２の光反射構造体４ｂから、各々の規則性に基づいた反射光（反射波長λ）が放出される場合であっても、それぞれ適正な反射波長λを有していなければ、両構造体からの反射光同士がお互いに反射効果を減じたり、狙いとする波長以外の波長にピークを有したりするなどの現象が生じるので、やはり適切な反射波長λに設定することが望ましい。なお、Ｄ１＝Ｄ２でしかも、Ｐ１＝Ｐ２の場合には、同一構造体が２段重ね合ったものと等価であることは言うまでもない。
【００３７】
以下に、本発明に係わる光反射機能物体１の内部に形成される第１の光反射構造体４ａと第２の光反射構造体４ｂを構成する微細構造体３ａ，３ｂの断面寸法Ｌ１（Ｄ１），Ｌ２（Ｄ２）やピッチＰ１，Ｐ２がある規則性をもって、しかもお互いに異なっている場合の作用効果について、図１（ｂ）を用いて説明する。すなわち、第１の光反射構造体４ａ、第２の光反射構造体４ｂは前述したように、それぞれ実質的に回折・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。それゆえ、当該反射機能物体１に入射した光は、［００２９］〜［００３２］において説明したように、まず、入射光側に位置する第１の光反射構造体４ａから、断面寸法Ｌ１（直径Ｄ１）、ピッチＰ１の規則性に基づいた０次、±１次、±２次等の各種次数の反射光（回折・散乱光）を発し、反射スペクトルとしてはそれらの混在したスペクトル（Ａ）となっている。
【００３８】
次に、当初の入射光からその反射光を除いた光が、第２の入射光として、第２の光反射構造体４ｂに入射し、同様に第２の光反射構造体４ｂから直径Ｄ２、ピッチＰ２の規則性に基づいた０次、±１次、±２次等の各種次数の反射光（回折・散乱光）を発し、同様にこれらの混在したスペクトル（Ｂ）となってくる。これらの状況を示したのが図３であって、光反射機構的には、本発明の光反射機能物体１を構成する第１の光反射構造体４ａと第２の光反射構造体４ｂから、それぞれの規則性に基づいた固有の反射スペクトルが反射光として放出されることになる。したがって、入射光の反対側に位置して本発明の光反射機能物体１の色味を見たり、反射スペクトルを測定したりすると上記スペクトル（Ａ）と（Ｂ）の合成和として検知されることになる。
【００３９】
また、以上のような事例に基づき、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。
【００４０】
例えば、図４（ａ）及び（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（微細構造体のｘ軸方向における断面寸法Ｌ１、微細構造体同士のピッチＰ１の三角形配列型）を有している第１の光反射構造体４ａの下部に、やはり実質的に回折・散乱作用に基づく反射機能を有する規則性（微細構造体のｘ軸方向における断面寸法Ｌ２、微細構造体同士のピッチＰ２の直交配列型）をもった微細構造体群からなる第２の光反射構造体４ｂが、さらに、回折・散乱作用に基づく反射機能を有する規則性（微細構造体のｘ軸方向における断面寸法Ｌ２、微細構造体同士のピッチＰ２の直交配列型）を有している第Ｎの光反射構造体４Ｎが配置されていても構わない。
このとき、光反射構造体における各々のピッチの間には、ＰＮ，ＰＮ−１，・・・，Ｐ２＜Ｐ１なる関係があることが望ましい。これは最も入射光側に位置する第１の光反射構造体において、狙いとする波長λの光を出射させ、その波長λ以外の残りの波長の光を下部に位置する第２、第３、・・・、第Ｎ−１、第Ｎの光反射構造体へと順次、入射させていくためである。従って、狙いとする波長λに関係するピッチＰ１（詳細は段落［００７４］を参照）は上記のような関係を満たすことが望ましい。なお、第１、第２、・・・、第Ｎ−１、第Ｎの全ての光反射構造体から、同一の波長の光を出射させて高反射率を得ようとする場合には、第２の光反射構造体においてＰ２＝（Ｐ１）／２とし、以下同様に、第Ｎの光反射構造体においてＰＮ＝（Ｐ１）／Ｎとすることにより効果が増大する。
その際の微細構造体の各々のｘ軸方向における断面寸法Ｌ（微細構造体の形状が円形の場合は、直径を表わす）は、特に限定されないが、概ね、ＬＮ＜ＬＮ−１，・・・，Ｌ２＜Ｌ１であることが望ましい。
【００４１】
また、図５（ａ）に示すように、光反射機能物体が、２段の光反射構造体からなるような場合は、特にＬ２＜Ｌ１、Ｐ２＜Ｐ１とすることにより、さらに反射率が向上し、反射スペクトルにおける半値幅も狭くなり、より深み感をも付与することが可能となる。なお、各光反射構造体に位置する微細構造体のｘ軸方向における断面寸法Ｌ１，Ｌ２と微細構造体同士のピッチＰ１，Ｐ２の定義について、図６（ａ）及び（ｂ）を用いて簡単に説明する。
まず、微細構造体の断面形状として、円形の場合を示したのが図６（ａ）である。円形断面の場合、第１の光反射構造体４ａにおける微細構造体のｘ軸方向における断面寸法Ｌ１とは、微細構造体の直径Ｄ１そのものを示すことになる。一方、微細構造体の形状として、三角形状（多角形状の一例として）の場合を示したのが図６（ｂ）である。この場合、第１の光反射構造体４ａにおける微細構造体の断面寸法Ｌ１とは、図からも明らかなように、あくまでもｘ軸方向における長さを意味するものである。この考え方は、例えば、三角形状断面の微細構造体が、ｘ軸方向にピッチＰ１で規則的に配置されている場合、三角形状断面の微細構造体の断面寸法Ｌ１がピッチＰ１と等しくなると、微細構造体同士が接する状況になることを意味する。またＬ２＜Ｌ１、Ｐ２＜Ｐ１なる関係は、第１の光反射構造体４ａで回折・散乱作用による光の反射波長λを主に確保し、次の第２の光反射構造体４ｂで、その反射率を向上させることを狙ったもので、具体的には、第２の反射構造体４ｂからの反射波長が、第１の光反射構造体４ａから出射される反射波長λの１／２、１／３の次数とすることによりその効果を得ることが可能となる。
【００４２】
さらに、図５（ｂ）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第１の光反射構造体４ａ，４ａの間に、上記第２の光反射構造体４ｂが入り込んだサンドイッチ構造であっても構わない。これによって、構造上対称形状となり、どちらの側から光が入っても効率のよい反射が可能となる。
【００４３】
ここで第２の光反射構造体４ｂの機能は、第１の光反射構造体４ａ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１（ａ）においては、第２の光反射構造体４ｂは、その上部に位置する第１の光反射構造体４ａからの回折・散乱作用に基づく反射波長λ０（０次反射波長）と同一の反射波長λ０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、第１の光反射構造体４ａからの回折・散乱作用に基づく反射波長λ０が０．４７μｍ（青色発色）とすると、第２の光反射構造体４ｂからの反射波長λ０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。
【００４４】
その具体例を図７に示す。図７は、直径Ｄ１（断面寸法Ｌ１）＝０．１９μｍ、平均ピッチＰ１＝０．２８μｍの円柱状微細構造体からなる微細構造体群（７行×６０列の直交配列型）である第１の光反射構造体４ａと、直径Ｄ２（断面寸法Ｌ２）＝０．０７μｍ、ｘ方向のピッチＰｘ２＝０．０７μｍ、ｙ方向のピッチＰｙ２＝０．１４μｍの微細構造体からなる微細構造体群（５行×６０列の直交配列型）である第２の反射構造体４ｂが２段重ねに配列しているものの反射スペクトルを単に第１の光反射構造体４ａだけのもの（但し、微細構造体の行数は１２行であって、上記光反射機能物体と同一）と比較した結果である。
【００４５】
このような機能を発現させるため、具体的には第２の光反射構造体４ｂにおいて、微細構造体の各々の直径Ｄ２（断面寸法Ｌ２）は、第１の光反射構造体４ａからの反射ピーク波長λ０と等価の値となるλ０／（４ｎａ）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、（λ０／（４ｎａ）＋λ０／（４ｎｂ））の値に近い方がより望ましい。また、ｘ方向のピッチＰｘ２は、請求項５にも記載しているように、微細構造体の直径Ｄ２に近い値がより好ましい。なお、微細構造体のｘ方向のピッチＰｘ２が直径Ｄ２に近い値をとるということは、微細構造体同士が最近接あるいは接触していて、実質的に一様連続体（一種の層状構造）と見なすことができることを意味する。
【００４６】
本発明者らは、このような構成をとることにより、単に第１の光反射構造体４ａだけから構成される光反射機能物体１に比べ、第１の光反射構造体４ａと第２の光反射構造体４ｂの両者からの相乗効果によって、例えば目的とする反射波長λ０における反射率を極めて大きくできることを見出した。さらに当該光反射機能物体１のｙ方向の厚みも薄く抑えることができるというメリットも生まれ、本発明に係わる光反射機能物体の寸法諸元を決定する上での自由度をアップできることになる。
【００４７】
また、さらに、反射スペクトルにおけるその反射波長λ０での半値幅Ｂも狭くすることが可能となり、より顕著な深みをも付与することができるという特徴を発現することになる。
【００４８】
また、本発明者らは、本発明に係わる光反射機能物体１において、当該物体１を構成する第１の光反射構造体４ａ及び第２の光反射構造体４ｂが以下のような寸法諸元を満足するような関係を持つことにより、さらに所望の波長の光を効率良く反射させることができるということを見出した。
【００４９】
図８（ａ）は、これを説明するための概略図であり、本発明に係わる光反射機能物体１が次のような構成、すなわち、第１の光反射構造体４ａ内に位置する微細構造体３ａの屈折率及び直径（断面寸法）をそれぞれｎｂ及びＤ１、微細構造体３ａ同士の中心間の距離（ピッチ）をＰ１、微細構造体３ａを取り囲む光透過性材料２ａの屈折率をｎａとし、また第２の光反射構造体４ｂ内に位置する微細構造体３ｂの屈折率及び直径（断面寸法）をそれぞれｎｄ及びＤ２、微細構造体３ｂ同士の中心間の距離（ピッチ）をＰ２、微細構造体３ｂを取り囲む光透過性材料２ｂの屈折率をｎｃとし、さらに第１の光反射構造体４ａから反射される光の波長をλとしたとき、前記第２の光反射構造体４ｂから反射される光の波長が（λ／２）となるように、前記ピッチＰ１及びＰ２が
Ｐ１＝λ／ｍ１ ・・・（１）
Ｐ２＝（λ／２）／ｍ２・・・（２）
を満足するようにしている。但し、ｍ１及びｍ２は、第１の光反射構造体４ａ及び第２の光反射構造体４ｂの見かけの屈折率であって、それぞれｍ１＝ｎｂ×（Ａ／１００）＋ｎａ×（Ｂ／１００）、ｍ２＝ｎｄ×（Ｃ／１００）＋ｎｃ×（Ｅ／１００）で与えられるものである。なお、Ｂ，Ａは第１の光反射構造体４ａの断面に占める微細構造体３ａ及びこの微細構造体３ａを取り囲む光透過性材料２ａの面積割合を示し（Ａ＋Ｂ＝１００）、同様に面積Ｅ，Ｃは第２の光反射構造体４ｂの断面に占める微細構造体３ｂ及びこの微細構造体３ｂを取り囲む光透過性材料２ｂの面積割合を示す（Ｃ＋Ｄ＝１００）。したがって、第１の光反射構造体４ａ及び第２の光反射構造４ｂを構成するそれぞれの微細構造体３ａ，３ｂ、これら微細構造体３ａ，３ｂを取り囲む光透過性材料２ａ，２ｂの面積割合によって見かけの屈折率も異なってくる。
【００５０】
これを具体的な事例で説明すると、図８（ａ）において、まず、当該光反射機能物体１から回折・散乱作用に基づいて発せられる色を青色（λ＝０．４５μｍ）とする。また、第１の光反射構造体４ａ及び第２の光反射構造４ｂを構成する微細構造体３ａ，３ｂの屈折率、これら微細構造体３ａ，３ｂを取り囲む光透過性材料２ａ，２ｂの屈折率をいずれも、ｎｂ（＝ｎｄ）、ｎａ（＝ｎｃ）とし、さらに第１の光反射構造体４ａ及び第２の光反射構造４ｂの断面に占める微細構造体３ａ，３ｂ、これらを取り囲む光透過性材料２ａ，２ｂの面積の割合をＢ＝Ａ、Ｃ＝Ｅとし、いずれも同一面積（Ｂ＝Ａ＝１／２、Ｃ＝Ｅ＝１／２）を占めるものとする。
【００５１】
ここで、第１の光反射構造体４ａを構成する微細構造体３ａの屈折率ｎｂを１．５３（ナイロン６（Ｎｙ６））、この微細構造体３ａを取り囲む第１の光透過性材料２ａの屈折率ｎａを１．６３（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ））とする。そして、第２の光反射構造４ｂにおいても同様とする。このような前提下では、第１の光反射構造体４ａ及び第２の光反射構造４ｂの見かけの屈折率ｍ１，ｍ２はそれぞれ、
ｍ１＝１．５３×１／２＋１．６３×１／２＝１．５８
ｍ２＝１．５３×１／２＋１．６３×１／２＝１．５８
となる。したがって、第１の光反射構造体４ａにおける微細構造体３ａ，３ａ間のピッチＰ１は、
Ｐ１＝λ／ｍ１＝０．４５μm／１．５８＝０．４５μｍ
また、第２の光反射構造体４ｂにおける微細構造体３ｂ，３ｂ間のピッチＰ２は、
Ｐ２＝（λ／２）／ｍ２＝（０．４５μｍ／２）／１．５８＝０．１４μｍ
を得る。このように当該光反射機能物体１において、第１の光反射構造体４ａと第２の光反射構造４ｂを構成する微細構造体の各々のピッチＰ１、Ｐ２を決定することにより、目標とする反射ピーク波長λを精度良く設定できると共に、その反射ピーク波長λの変動を少なくすることができ、反射強度をも向上させることができるようになる。
【００５２】
さらに上記において、図６（ａ）に示すように、第２の光反射構造４ｂを構成する微細構造体３ｂのｘ軸方向におけるピッチＰ２ｘとその断面寸法Ｌ２ｘが等しい（お互いに点接触している状態）とき、すなわちＰ２ｘ＝Ｌ２ｘであるとき、見る角度を変えても大きな色味の変化を呈さず、微妙な色味の変化を示すことがわかった（反射スペクトル上、反射ピーク波長λの大きなシフトも発生しない）。また、ｘ軸方向のみならず、さらにｙ軸方向における微細構造体同士のピッチＰ２ｙと断面寸法Ｌ２ｙとがいずれも等しいとき、すなわち、Ｐ２ｘ＝Ｐ２ｙ＝Ｌ２ｘ＝Ｌ２ｙとすることにより、見る角度を変えても大きな色味変化を抑制できることがわかった。
【００５３】
また、上記結果を踏まえ、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、光反射機能物体１の構成が、前記第１，第２の光反射構造体４ａ，４ｂを基本構成要素としたとき、第２の光反射構造体４ｂを挟んで、その両側に第１の光反射構造体４ａを対称的に配置することにより、入射光が当該光反射機能物体１の上下方向（ｙ軸方向）いずれの方向から入っても同様の光反射機能を発現できるようになる。
【００５４】
また、上記対称構成（第１の光反射構造体４ａ／第２の光反射構造体４ｂ／第１の光反射構造体４ａ）において、各々を構成するｙ軸方向の微細構造体の段数Ｎをそれぞれ３段、１２段、３段とした場合と、第１の光反射構造体４ａ／第２の光反射構造体４ｂという構成において、各々のｙ軸方向の微細構造体の段数Ｎを６段、１２段とした場合を比較してみる（但し、第１の光反射構造体４ａ内の微細構造体３ａの総段数Ｎはお互いに等しい（６段）とする）と、このようなケースにおいては、第１の光反射構造体４ａ内における微細構造体３ａの総段数Ｎが一つの構造体内に構成されていると、それぞれの光反射構造体を構成する微細構造体のピッチや直径の製造上の寸法ばらつきが累積されて非常に大きな機能上の低下を生み、結果的に第１の光反射構造体４ａと第２の光反射構造体４ｂからの反射ピーク波長λにずれを生じる可能性が高くなる。これに対し、第１の光反射構造体４ａ／第２の光反射構造体４ｂ／第１の光反射構造体４ａというような分配した構成にしておくと、第１の光反射構造体４ａ内における微細構造体３ａの総段数Ｎが少なくなるため、製造上、微細構造体３ａのピッチや直径の寸法ばらつきがあっても機能上の低下を軽減できるというメリットもある。
【００５５】
本発明の光反射機能物体１は、次のような形態であっても構わない。すなわち、図１０（ａ）〜（ｃ）には、第１の光反射構造体４ａ内に位置する微細構造体３ａの配列が後述するように六角形配列となっており、第２の光反射構造体４ｂ内に位置する微細構造体３ｂの配列が直交配列の場合を示す。また、図１１（ａ）〜（ｃ）には、第１の光反射構造体４ａ内に位置する微細構造体３ａの配列が六角形配列、第２の光反射構造体４ｂ内に位置する微細構造体３ｂの配列も六角形配列であって、第２の光反射構造体４ｂにおける微細構造体３ｂの直径及びピッチが、第１の光反射構造体４ａにおける微細構造体３ａのそれらより小さい場合を示す。これらの場合も、第２の光反射構造体４ｂにおける直径Ｄ２及びピッチＰ２の関係において、ｘ方向のピッチＰｘ２は直径Ｄ２に近い方が、反射率を向上できるということを見出した。
【００５６】
また、さらに他の実施形態として、図１２（ａ）及び（ｂ）に示すように、直交配列となった第２の光反射構造体４ｂの両側を直交配列の第１の光反射構造体４ａと六角形配列の第３の光反射構造体４ｃで挟んだ構造や、図１３（ａ）及び（ｂ）に示すように、六角形配列を有する第２の光反射構造体４ｂの両側を直交配列となった第１の光反射構造体４ａと六角形配列となった第３の光反射構造体４ｃで挟んだ構造の組み合わせも可能であり、この場合にも所望の性能を得ることができる。
【００５７】
微細構造体群の配列に関して、直交配列（正四角形配列）および六角形配列の２形態について上述したが、本発明者らはさらに、これ以外の微細構造体群の配列についても鋭意検討した結果、微細構造体群の配列が上記２形態に留まらず、規則性を有する多角形状（三角形、五角形、六角形、八角形など）配列であれば、光反射機能を発現することを見出した。以下、これについて説明する。なお、微細構造体の断面形状はこれまでの流れを踏まえ、全て円形（３次元的には円柱体）として説明する。
【００５８】
図１４（ａ）〜図１６（ｂ）は、ｘ−ｙ平面内で微細構造体群（円柱体）が三角形状の規則的配列（同一直径の微細構造体が三角形状配列となっているもの）を含む光反射機能物体の例を示す。まず、図１４（ａ），（ｂ），（ｃ）には、２段構造からなる光反射機能物体を示したもので、図１４（ａ）は、第１の光反射構造体４ａおよび第２の光反射構造体４ｂにおいて、微細構造体群がいずれも三角形状配列をなしているものである。また、図１４（ｂ）は、第２の光反射構造体４ｂにおいて、微細構造体群が直交（正四角形）配列をなしたものであり、図１４（ｃ）は、前記図１４（ｂ）の逆のケースで、第１の光反射構造体４ａが直交配列を、第２の光反射構造体４ｂが三角形状配列をなしているものである。
【００５９】
また、図１５（ａ）〜図１６（ｂ）には、光反射機能物体が３つの光反射構造体から構成される例を示す。まず、図１５（ａ）は、第２の光反射構造体４ｂ（微細構造体群が直交配列状）を挟んで、その両側に、第１の光反射構造体４ａ（微細構造体群が三角形状配列）が配置された系である。なお、第１の光反射構造体４ａにおける微細構造体群の三角形状配列は、入射光が上部から入っても、下部から入っても対称となるように配置している（上部に位置する第１の光反射構造体４ａと下部に位置する第１の光反射構造体４ａの関係において）。さらに、図１５（ｂ）は、第２の光反射構造体４ｂ（微細構造体群が五角形状配列）を挟んで、第１の光反射構造体４ａ（微細構造体群が三角形状配列）が配置された系である。また、図１６（ａ）には、第２の光反射構造体４ｂ（微細構造体群が三角形状配列）を挟んで、その両側に第１の光反射構造体４ａ（微細構造体群が八角形状配列）が位置する構成となっているものを示す。
【００６０】
次に，図１６（ｂ）には、第１，第２，第３の光反射構造体がそれぞれ、異なる多角形状配列をなしている例を示したもので、微細構造体群が三角形状配列を有する第１の光反射構造体４ａ、五角形状配列を有する第２の光反射構造体４ｂ、八角形状配列を有する第３の光反射構造体４ｃから構成されたものである。このように、微細構造体群の配列が多角形状となっても、その配列の規則性が保たれていれば、光反射機能を発現し得ることが見出された。
【００６１】
また、これら一連の断面構造の検討から、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。
すなわち、図１７（ａ）及び（ｂ）は、これまで例示してきた構造の組合せからなる多機能な光学特性を発現する光反射機能物体の一例である。まず、図１７（ａ）においては、第２の光反射構造体４ｂの上に、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第１の光反射構造体４ａが複数配置されたものである。ここでは、ｘ方向に３つのブロックが配置されており、図中、左側のブロックからは青色の光λＢが、真中に位置するブロックからは緑色の光λＧが、右側のブロックからは赤色の光λＲが出射するといった具合に光の３原色（青、緑、赤）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、入射面に対し、法線方向（０°）から、４５°、６０°、７０°と大きく変えていっても灰色（無彩色）にならず、色味を保持した高品位な発色が可能となる。
【００６２】
またさらに、図１７（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、図中上方の入射光側に配置されているブロックからは青色の光λＢが、真中に位置するブロックからは緑色の光λＧが、さらに下部に位置するブロックからは赤色の光λＲが、回折・散乱作用により出射できるように構成すると、各ブロックから発せられる光の強度を制御する（各ブロックに位置する微細構造体のｙ方向の段数Ｎを変えたり、微細構造体の断面寸法Ｌあるいは直径Ｄ（断面円形の場合）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（加法混色により）。なお、３原色の光強度が同一になるようにすれば、λＢ＋λＧ＋λＲ＝λＷ（白）となり、我々の眼には白色に見えることになる。このように、加法混色により、様々な色を発現させることが可能であるので、この構成を利用適用すると、各種ディスプレイなどに応用できることになる。
【００６３】
加えて、各ブロックから出射さ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、あるブロックからの回折・散乱光が必ず反射されてくるので、灰色（無彩色）に見えることなく、色味を保持できると言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（三角形状配列、直交（四角形状）配列、五角形状配列、六角形状配列など）が挙げられる。また、上記事例では、いずれも青色の波長λＢ、緑色の波長λＧ、赤色の波長λＲという光の３原色を発するような3ブロック配列としたが、必ずしもこれに限定されるものではない（例えば、緑色の波長λＧ、赤色の波長λＲというような２ブロックの組合せなど、種々の組合せが可能）。
【００６４】
以下、本発明に係わる光反射機能物体１の構成上のポイントを具体的に説明する。
【００６５】
まず、光反射機能物体１において、第１の光反射構造体４ａ及び第２の光反射構造体４ｂの構成は、各々、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。ここで、光反射構造体４において、回折・散乱作用を効率良く発現させる上でのキーでもある屈折率について、屈折率が明記されている図８を使って説明する。図８に示す光反射構造体４は、第１の光反射構造体４ａおよび第２の光反射構造体４ｂからなる複合系である。複合系であっても、回折・散乱作用に基づく光の反射機構は、単一系での現象と大きく異なる訳ではないので、今、第１の光反射構造体４ａに焦点を当てて説明する。
第１の光反射構造体４ａ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（微細構造体を取り囲む材料）２ａの屈折率をｎａ、第２の材料（微細構造体の材料）３ａの屈折率をｎｂとすると、その大小は、（１）ｎａ＞ｎｂであっても、（２）ｎａ＜ｎｂ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大である。つまり、回折・散乱作用に基づく光の反射は、上記（１）の場合、高屈折率ｎａの材料が最表面側に位置することになるので、キラキラ感を含めた「光沢」が増す方向になる。一方、上記（２）の場合、低屈折率ｎｂが最表面側に位置するため、（１）とは逆に、しっとりとした「濡れた感じ（濃色化）」が増す傾向となる。
【００６６】
従って、第１の材料２ａ（屈折率ｎａ）と、第２の材料３ａ（屈折率ｎｂ）の屈折率比という視点からすると、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反射強度向上の点から望ましい。ここで両者の比とは屈折率の大きい方を分子とすることとし、（１）ｎａ＞ｎｂの場合は．ｎａ／ｎｂとして、（２）ｎａ＜ｎｂの場合は、ｎｂ／ｎａとして表現する。実用的には両者の比は１．０１以上、より好ましくは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。
すなわち、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Ｎｙｍを格段にアップさせる必要性が生じてくる。このことは、当該光反射機能物体１自身の厚み（ｙ軸方向における全体厚み）を増大させてしまうので、適用分野を限定してしまい、また、当該光反射機能物体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ずるので、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。
【００６７】
次に、［００２９］〜［００３２］において述べた本発明に係わる光反射機能物体１の反射機能の特異性について説明する。
【００６８】
図１８ないし図２２には、実際の光反射構造体における反射スペクトルの入射角依存性（α＝０°〜６０°）の測定結果を示す。ここでは光透過性を有する第１の材料２として、屈折率ｎ１＝１．６８のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を、第２の材料として、屈折率ｎ２＝１．５３のナイロン６（Ｎｙ６）を選択し、図１（ａ）に示される光反射構造体４ａの構造とする。なお、微細構造体３としての円柱体の直径Ｄは０．０９μｍ、ピッチＰを０．２８μｍとし、ｙ方向の行数Ｎｙｍ（Ｎｙｍ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、これらの図に示されている反射スペクトルはいずれも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。
【００６９】
図１８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１９〜図２１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４００ｎｍ〜４３０ｎｍ付近に位置し、大きなピークシフトは発生せず、それ故、色味もほぼ青紫色に安定することになる。さらに、図２１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。
【００７０】
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、従来の干渉型発色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。
【００７１】
また、図２３は、上記条件下で、円柱体の直径Ｄをパラメータにして、Ｄ＝０．０３，０．０６，０．０９，０．１３，０．１９及び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が小さい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。
【００７２】
また、上記構成において、屈折率の異なる少なくとも第１及び第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種類の材料のみの組み合わせに限定されず、例えば、図２４（ａ）及びその拡大図である図２４（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５を複合させた構成としてもよい。この具体的事例としては、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が挙げられる。このような場合、成形可能な第２の材料からなる微細構造体の周囲を高屈折率材料である第３の材料で覆う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達成できるようになる。
【００７３】
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（ｎｂ／ｎａ）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：Ｎｘ１，Ｎｘ２，・・・Ｎｘｎ、ｙ方向における同材料からなる構造体の数：Ｎｙ１，Ｎｙ２，・・・Ｎｙｎ）等を調整することによって制御することができる。
【００７４】
例えば、先に記載した材料の組み合わせ（屈折率ｎ１＝１．６３のＰＥＴと、屈折率ｎ２＝１．５３のＮｙ６からなる構成）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、段落［００４９］にも記載しているように、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ｍ１とすると、おおよそ、λ／ｍ１で与えられる。光反射構造体４の断面内に占める両物質の面積比で分配・換算することができる。今、この見かけの屈折率ｍ１は断面内に占める屈折率ｎ１の媒質がＡ／１００（％）、屈折率ｎ２の微細構造体がＢ／１００（％）であるとすると、見かけの屈折率ｍ１は、
ｍ１＝ｎ２×（Ｂ／１００）＋ｎ１×（Ａ／１００）
で与えられる。なお、Ａ＋Ｂ＝１００である。したがって、この場合、断面内に占めるＰＥＴの微細構造体が５０％、またそれを取り囲むＮｙ６材料も５０％であるとすると、ピッチＰは、
Ｐ＝λ／ｍ１＝０．４５μｍ／（（１．５３＋１．６３）／２）＝０．２８μｍとなる。
【００７５】
また、光反射構造体４ａあるいは４ｂを構成する微細構造体３の直径Ｄ（＝２ｒ）は、請求項１７にも記載しているように、当該光反射機能物体１を構成する材料、すなわち、第２の材料の屈折率ｎｂや第１の光透過性材料の屈折率ｎａの大きさ、及び段落［００６５］にも記載している両者の比（ｎｂ／ｎａ）あるいは（ｎａ／ｎｂ）、さらには微細構造体群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。
【００７６】
散乱理論に基づくと、粒子のサイズパラメータとして、
α＝（λ／２πｒ）・・・▲１▼
なる関係式を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。しかしながら、本発明者らは鋭意検討した結果、単なる散乱理論の適用ではなく、前述してきたように、規則性に着目（すなわち、回折・散乱作用）することにより、このサイズパラメータαが
１０−２≦α≦１０３・・・▲２▼
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１８ないし図２２から実際の値を適用し、α値を逆算してみると、円柱体の半径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１０−１〜１０２、さらには１０−１〜１０が好適である。とくに可視光線から近赤外線に到る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。
【００７７】
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、散乱理論で言うレイリー散乱やミー散乱の領域を超え、いわゆる、幾何学的散乱（全方位的に散乱するレベルで、発色も白色のみとなる）になる。また、当然のことながら、粒子（あるいは円柱体）サイズが大きくなると、繊維状やフィルム状への成形も困難になってしまう。逆に、このαが１０３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。
【００７８】
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は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。
【００７９】
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Ｎｘｎ（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。
【００８０】
また、ｙ方向における数Ｎｙｍ（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（ｎ１／ｎ２）に依存し、一義的に設定できないが、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。なお、微細構造体３を構成する第２の材料としてポリマー系、ガラス系、セラミックス系など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。
【００８１】
次に、第１の光反射構造体４ａ及び第２の光反射構造体４ｂの内部における第２の材料からなる微細構造体３の断面形状及び第１、第２の適用材料について説明する。
【００８２】
微細構造体３の断面形状については、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２５（ａ）ないし（ｃ）に示すように、円形、楕円形、矩形、各種多角形（三角形、四角形、五角形、六角形、八角形等）断面など任意の形状であっても構わない。しかしながら、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、より円形断面に近い形状が好ましい。
【００８３】
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２６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物体１自体の断面形状については何ら限定されず、例えば、図２７（ａ）ないし（ｇ）に示すように、円形、楕円形、矩形、星型、多角形（三角形、四角形、五角形、六角形、八角形など）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、本発明の光反射機能物体１をチッピング（小片化）し、塗装用光輝材の形でクリア層の中に入れて使用する場合、入射光に対し、塗装膜内で光輝材の回折・散乱面がその向き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断面の形態がより好ましい。
【００８４】
また、本発明の光反射機能物体は、例えば、図２８に示すように微細構造体が断面（ｘ−ｚ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、当該物体では、例えば、図２８において、基本的に光が、（i）ｘ−ｚ平面に入射した場合に、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（ii）ｘ−ｙ平面（断面方向）、あるいは（iii）ｙ−ｚ平面（側面）に入射した場合でも光反射機能は劣るものの、その機能を発現できるということである。言い換えると、当該光反射機能物体においては、光がどの方向から入射しても光反射機能を発現する（全方位的反射）という特徴をもっている。
【００８５】
特に、本発明の光反射機能物体１内の微細構造体が、円柱体のような連続一様のもの（例えば、図１（ｂ）、あるいは球状体のもの（図２６）などで、しかもその規則的配列が直交配列（正四角形配列）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でも光反射機能を発現する。この特異性は、例えば、当該光反射機能物体１を縦糸、あるいは横糸に用いて織編物としたとき、当該物体１に撚りが入っていても全方位的に概ね発色を示す（従来の光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（無彩色化）という欠点があった）ということを意味する。
【００８６】
さらにまた、当該光反射機能物体１（例えば、糸の場合）を数ｍｍ〜数十μｍオーダの長さにチッピング（小片化）して塗装用光輝材として塗膜の中に入れて使用する場合でも以下のようなメリットが生まれる。すなわち、通常の干渉発色型光輝材では形状的に極めて扁平とすることにより、入射光面が塗膜内で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、着色付き光輝材を使わざるを得なかったのに対し、本物体からなる光輝材では必ずしもその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（図２８参照）。例えば、図２８中に符号（ア）で示すように、チッピング面が光入射方向に配置されても、反射効率は落ちるものの発色が可能である。
【００８７】
また、本発明で言う光透過性材料とは、可視光線、赤外線及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の材料も光透過性を有する材料とし、かつ、当該構造体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。
【００８８】
すなわち、我々が入射光側に位置して本発明の光反射機能物体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当該光反射機能物体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することができる。
【００８９】
また、本発明に係わる光反射機能物体１の構成材料として、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の材料からなる微細構造体群を形成する各々の微細構造体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す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。こ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。
【００９０】
次に、実質的に光透過性を有する材料について説明する。請求項１３に記載しているように、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なる群から選ばれる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、Ａｌ２Ｏ３、ＢｅＯ、ＣａＯなどが挙げられる。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、これらを所定の長さに切断した微小なチップ（小片）として光輝材として使用した加飾性・高意匠性用途には、実質的に光透過性を有するポリマー系がより望ましい。
【００９１】
なお、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、成形性及び後加工性、コスト等の点から、例えば請求項２１に記載されているように、第１の材料及び第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く、実用的なポリマー材料の組み合わせと製造が可能になる。
【００９２】
次に、本発明に係わる光反射機能物体１の内部に形成される、第１の光反射構造体４ａ及び第２の光反射構造体４ａにおいて、「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、さらに補足説明する。まず、図２９には、第２の材料からなる微細構造体３において、ｘ方向及びｙ方向の各々のピッチＰは同一であるが、奇数行（Ｎｙ１，Ｎｙ３・・・）と偶数行（Ｎｙ２，Ｎｙ４・・・）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の直径が互いに異なる場合を示している。
【００９３】
また、図３０には、Ｎｙ１行からＮｙ４行に位置する第２の材料からな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、Ｎｙ１行とＮｙ４行に位置する第２の材料からなる微細構造体３の直径Ｄは等しく、Ｎｙ２行とＮｙ３行に位置する第２の材料からなる微細構造体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。
【００９４】
また、図３１には、請求項１３にも記載しているように、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第２の材料からなる微細構造体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されている第２の材料からなる微細構造体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、奇数行に位置する第２の材料からなる微細構造体３と、偶数行に位置する第２の材料からなる微細構造体３とが互いに同一ピッチになっている）である。
【００９５】
図３２〜図３４には、上記この六角形配列における反射スペクトルの一例を示す。但し、光透過性を有する第１の材料２、第２の材料としては、それぞれ前述したＰＥＴ及びＮｙ６を用い、円柱体（微細構造体）の直径Ｄ＝０．１９μｍ、ピッチＰ＝０．２８μｍ、微細構造体の行数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、４３０ｎｍ、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。したがって色味としても概ね、青色を呈している。
【００９６】
このように、微細構造体群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った（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、しかも微細構造体同士が接触せず、光透過性を備えた第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。
【００９７】
一方、実質的に回折・散乱作用に基づく光の反射機能を発揮させる上で、第２の材料からなる微細構造体同士が必ずしも、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、微細構造体同士が近接していたり、接触していたりしても構わないことを本発明者らは見出した。例えば、図３５においては、図２で示した直交配列の状態で、微細構造体同士が点接触している断面構造を例示しており、また、図３６には図３１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。
【００９８】
図３７は、上記図３５に示した構造体（円柱体同士が接触：Ｄ＝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３８ないし４０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＝０．２８μｍ、微細構造体３の行数Ｎｙｍ＝５行、入射角度α＝４５°として得たものである。
【００９９】
図３７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＝６８０ｎｍ付近に認められ、メインピークはλ＝６８０ｎｍ付近となっている。そして、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。
【０１００】
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の光透過性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言うことを見出した。
【０１０１】
また、光反射構造体４ａ及び４ｂにおいては、第２の材料からなる微細構造体３ａ及び３ｂ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ていることが望ましい。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。
【０１０２】
例えば、光反射構造体４ａ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４１（ａ）及び（ｂ）はその概略図を示したものであって、当該構造体４ａの周囲に、第１の材料２及び第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層保護層６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ても良い。なお、第１の材料２の厚み、あるいは第１の材料２を覆う保護層６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）を適正にすることにより、さらに反射率を向上させることも可能である。また、図４１（ｂ）に示すように、前記保護層（一次被覆層）６の外側をさらに被覆して二次被覆層７とすることもできる。
【０１０３】
また、本発明の光反射機能物体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６として設けても良いし、さらに両者よりもさらに高平滑性を有する第３の光透過性材料を保護層６として設けても良い。なお、このような保護層６は繊維状やフィルム状の構造体成形の際に、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。
【０１０４】
さらに、請求項２２に記載しているように、本発明に係わる光反射機能物体１における光反射構造体４ａ，４ｂを構成する各々の微細構造体３ａ，３ｂの材料、及びこれらを取り囲む材料の少なくともいずれかの材料が複屈折を有するものであることが望ましい。ここで、「複屈折」とは偏光方向によって屈折率が異なり、光がその進行方向と垂直な面内で最大の屈折率を示す振動方向と最小の屈折率を示す振動方向（互いに直交する）の２成分に分かれて進む現象をいう（例えば、丸善株式会社発行「繊維便覧」第１９５頁参照）。
【０１０５】
本発明の光反射機能物体１において、上記材料のうちの少なくともいずれかの材料が複屈折を有するものであると、前述したようにある方向において最大の屈折率差を利用できるというメリットが生まれ、回折・散乱作用に基づく光反射機能を一層向上させることができる。複屈折Δｎの大きな材料としては、例えば請求項２１で挙げた各種ポリマーのうちでは、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ:Δｎ＝０．２４〜０．２８）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ：Δｎ＝０．２４〜０．２５）、ポリカーボネート（ＰＣ：Δｎ＝０．１８２）、ポリブチルテレフタレート（ＰＢＴ：Δｎ＝０．１５３）が代表的なものである（丸善株式会社発行「繊維便覧」第１９６頁参照）。
【０１０６】
したがって、光学機能向上の点から複屈折Δｎに着目すると、複屈折Δｎの大きな材料と小さな材料の組み合わせを使うことが望ましい。例えば、図１（ａ）に示される第１の光反射構造体４ａと第２の光反射構造体４ｂの２段配置からなる本発明の光反射機能物体１においても、それぞれの微細構造体及びそれを取り囲む光透過性材料の少なくとも一方に、複屈折Δｎの比較的大きなポリエチレンナフタレートやポリエチレンテレフタレート等を用いることが望ましい。なお、繊維形態においては繊維軸方向の屈折率（ｎｚ）と繊維軸に垂直方向の屈折率（ｎｙ）の２つの成分の差で複屈折Δｎを決定することができる（繊維においては、一般に断面内のｘ方向とｙ方向の屈折率は区別できず、ｎｘ＝ｎｙとなるため、繊維軸方向の屈折率（ｎｚ）と、もう一方の繊維軸に垂直方向の屈折率（ｎｙ）とで論じることができる）。
【０１０７】
繊維においては、紡糸中や延伸処理によって繊維軸方向に結晶配向するため、条件をコントロールすることにより、繊維軸方向の屈折率（ｎｚ）を著しく大きくすることが可能となる。このような視点に立って、回折・散乱作用に基づく光の反射機能を考えると、第１，第２の光反射構造体等を構成する各々の微細構造体、及びこれらを取り囲む材料の少なくともいずれかの材料の複屈折Δｎは０．０５以上、より好ましくは０．１０以上であることが望ましい。
【０１０８】
上記したポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）とナイロン６（Ｎｙ６）の組み合わせを考えると、ポリエチレンナフタレートのΔｎ＝０．２４〜０．２８、ナイロン６のΔｎは０．０８程度であり、繊維軸方向においては、０．２前後の屈折率差を確保できるというメリットが生まれる。
【０１０９】
次に、本発明に係わる光反射機能物体の実施形態において、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、光透過性を損なわない程度の顔料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ｙに対し、光反射構造体４ａや光反射構造体４ｂの下部、あるいは当該光反射機能物体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。
【０１１０】
この場合、第２の材料からなる微細構造体３に暗色系の顔料が含有されていても構わないし、第１の材料２に含有されていても構わない。さらに、当該光反射機能物体１の成形後に、暗色系の塗料や粘着テープなどを同様な位置に付加させても良い。また、光反射機能物体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（例えば、黒色系や茶色系）の糸を用いたりして織編物とすることも可能である。
【０１１１】
一方、暗色系の顔料に代えて、白色系の顔料を組み込んだ領域を光反射機能物体１の下部に設けると、光の拡散反射が助長されるために、回折・散乱作用に基づく発色機能と、高反射体との機能を兼ね備えた発色ミラー的な機能をも発現可能となる。
【０１１２】
当該光反射機能物体１の断面形状や寸法は、前述のごとく特に限定されず、目的に合った形状・寸法のものが可能であるが、冒頭に述べた繊維レベルのものでは、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。
【０１１３】
次に、本発明に係わる光反射機能物体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から、カッター等で機械的に切断し、請求項２５に記載しているように、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光反射機能物体１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については、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頁に記載されている。
【０１１４】
あるいはまた、請求項２６に記載しているように、当該光反射機能物体１を上記のごとく束ねた後、例えば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に粉砕した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。
【０１１５】
また、請求項２７あるいは２８に記載しているように、このような微小なチップ（小片）や粉末体を光輝材として使用し、その光輝材による光反射性機能を有する塗料やフィルム構造体、プラスチック等の各種成形体に適用することができる。自動車用塗装としては、例えば、外板塗装、ホイールやエンブレム表面、テーブルフィッシャ、インパネ、ドアトリム等に適用可能であり、また、成形体としては、バンパー、エアロパーツ等に適用できる。
【０１１６】
また、自動車分野以外では、家電や玩具等のハウジング、インテリア品、建築材、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。
【０１１７】
次に、本発明に係わる光反射機能物体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学機能構造体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。
【０１１８】
ここで、複合溶融紡糸法による光反射機能を有する構造体（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号公報等参照）をベースに、図１に示したような島部直径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の材料を溶融可能な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、本発明の光反射機能物体１を得ることができる。なお、溶融可能な２種類のポリマーについては、口金流路内及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（せん断速度−溶融粘度）の近いものが望ましい。
【０１１９】
上記においては、主に可視光領域の回折・散乱作用に基づく光の反射機能について説明したが、紫外線及び赤外線領域に対しても適用可能であることは言うまでもない。一例として本発明に係わる光反射機能物体における赤外線反射機能について説明する。
【０１２０】
すなわち、図９（ｂ）に示した構造体（第１の光反射構造体４ａ／第２の光反射構造体４ｂ／第１の光反射構造体４ａ）において、それぞれの構造体における微細構造体の材料をＰＥＴ（平均屈折率ｎ＝１．６３）、それを取り囲む材料をＮｙ６（平均屈折率ｎ＝１．５３）とし、狙いとする赤外線の反射スペクトルにおける反射ピーク波長λを０．８μｍとすると、第１の光反射構造体４ａにおける微細構造体のピッチＰ１は０．５０６μｍ、第２の光反射構造体４ｂにおける微細構造体のピッチＰ２は０．２５３μｍ、また、それぞれの微細構造体の直径Ｄ１、Ｄ２を０．１６９μｍ、０．２５３μｍと設定することにより、極めて高い赤外線反射体を得ることができる。
【０１２１】
【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。
【０１２２】
（実施例１）
光透過性を有する第１の材料２として、平均屈折率ｎａ＝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ｎｂ＝１．５３のナイロン６（Ｎｙ６）を選択し、下記条件にて、図１（ａ）に示すような矩形型の２段構造体からなる青色発色する光反射機能物体を狙って紡糸を行った。
【０１２３】
紡糸は、次の手順で行った。まず、口金は特開平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準備し、これを溶融複合紡糸装置に装着した上で、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光反射機能物体１を得た。
【０１２４】
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５．６μｍ×２２μｍであった。またその内部には、第１及び第２の光反射構造体４ａ及び４ｂが積木状に形成され、第１の光反射構造体４ａの内部には、１本当たり、平均直径Ｄ１＝０．１９μｍ、平均ピッチＰ１＝０．２８μｍの円柱体からなる微細構造体群（７行×６０列の直交配列型）が、また、第２の光反射構造体４ｂの内部には、１本当たり、平均直径Ｄ２＝０．０７μｍ、ｘ方向の平均ピッチＰ２ｘ＝０．０７μｍ、ｙ方向の平均ピッチＰ２ｙ＝０．１４μｍの円柱体からなる微細構造体群（５行×６０列の直交配列型）が規則的に配列していることが確認された。
【０１２５】
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＝０°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＝４７６ｎｍにメインピークをもち、その反射率Ｒは７２％、しかもその波長におけるスペクトルの半値幅Ｂも約８６ｎｍと小さく、スペクトルとしては急峻な形状を示した。
【０１２６】
また、角度０°位での目視でも青色に発色し、しかも深み感が感じられた。さらに見る角度を０°〜６０°位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、青紫色から青緑色に明らかに発色していることが確認された。
【０１２７】
（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は図５（ｂ）に示したような矩形型で３段構造体（第１の光反射構造体４ａ／第２の光反射構造体４ｂ／第１の光反射構造体４ａ）からなる青色発色する光反射機能物体を狙って紡糸した。
【０１２８】
紡糸は、特開平８−２２６０１１号公報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と同様の要領による紡糸及び熱延伸処理によって細径化し、光反射機能を有する物体１を得た。
【０１２９】
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６．８μｍ×２５μｍであった。またその内部には、光反射構造体４ａ／光反射構造体４ｂ／光反射構造体４ａが積木状に形成され、上下の構造体４ａの内部には、それぞれ、平均直径Ｄ１＝０．０９μｍ、平均ピッチＰ１＝０．２８μｍの円柱体からなる微細構造体群（３行×６０列の直交配列型）が、また、中央の構造体４ｂの内部には、１本当たり、平均直径Ｄ２＝０．０７μｍ、ｘ方向の平均ピッチＰ２ｘ＝０．０７μｍ、ｙ方向の平均ピッチＰ２ｙ＝０．１４μｍの円柱体からなる微細構造体群（１２行×６０列の直交配列型）が規則的に配列していた。
【０１３０】
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＝０°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＝４８２ｎｍ付近にメインピークをもち、その反射率Ｒは約９２％、スペクトルの半値幅Ｂは約７８ｎｍと極めて小さく、スペクトルとしては急峻であった。また、角度０°位での目視でも青色に発色し、しかも深み感が感じられた。さらに見る角度を０°〜６０°位に大きく変えても、干渉型繊維のように灰色的に見えることなく、青紫色から青緑色に明らかに発色していることが確認された。
【０１３１】
（実施例３）
上記実施例１及び２と同様のポリマーを使用し、狙いとする断面構造は図１０（ａ）に示したような矩形型の２段構造体からなる緑色発色する光反射機能物体を狙って紡糸した。紡糸は、特開平８−２２６０１１号公報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及び２と同様の要領によって紡糸及び熱延伸処理を行い、光反射機能を有する物体１を得た。
【０１３２】
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６．２μｍ×２６μｍであった。またその内部には、光反射構造体４ａ及び４ｂが積木状に形成され、光反射構造体４ａの内部には、１本当たり、直径Ｄ１＝０．１６μｍ、ピッチＰ１＝０．２８μｍの円柱体からなる微細構造体群（７行×６０列の六角形配列型）が、また光反射構造体４ｂの内部には、１本当たり、平均直径Ｄ２＝０．０８μｍ、ｘ方向の平均ピッチＰ２ｘ＝０．０８μｍ、ｙ方向の平均ピッチＰ２ｙ＝０．１６μｍの円柱体からなる微細構造体群（１２行×６０列の直行配列型）が規則的に配列していた。
【０１３３】
この単糸を上記分光光度計を用い、可視光領域において、入射角度θ＝０°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＝０．５２μｍにメインピークをもち、その反射率Ｒは約７２％、スペクトルの半値幅Ｂは約８９ｎｍと極めて小さく、スペクトルとしては急峻であった。また、角度０°位での目視でも緑色に発色していることが確認されると共に、見る角度を０°〜６０°位に大きく変えた場合も、干渉型繊維のように灰色的に見えることなく、緑青色及び青緑色に明らかに発色していることが確認された。
【０１３４】
（実施例４）
上記実施例１，２及び３と同様のポリマーを使用し、狙いとする断面構造は図１１（ａ）に示したような矩形型の２段構造体からなる橙色発色する光反射機能物体を狙って紡糸した。紡糸は、特開平８−２２６０１１号公報記載の複合紡糸口金を一部修正したものを使用し、上記各実施例と同様の要領によって紡糸及び熱延伸処理を行い、光反射機能を有する物体１を得た。
【０１３５】
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６．２μｍ×１９μｍであった。またその内部には、光反射構造体４ａ及び４ｂが積木状に形成されており、光反射構造体４ａの内部には、１本当たり、直径Ｄ１＝０．０９μｍ、ピッチＰ１＝０．１６μｍの円柱体からなる微細構造体群（行数：４、列数：６０の六角形配列型）が、また光反射構造体４ｂの内部には、１本当たり、平均直径Ｄ２＝０．０８μｍ、ｘ方向の平均ピッチＰ２ｘ＝０．０８μｍ、ｙ方向の平均ピッチＰ２ｙ＝０．１６μｍの円柱体からなる微細構造体群（１２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。
【０１３６】
この単糸を上記分光光度計を用いて、可視光領域において、入射角度θ＝０°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＝０．６２μｍにメインピークをもち、その反射率Ｒは約６８％、スペクトルの半値幅Ｂは約９０ｎｍであった。また、目視でも橙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°位に大きく変えたても、干渉型繊維のように灰色的に見えることもなく、黄橙色から橙赤色に明らかに発色していることが確認された。
【０１３７】
（実施例５）
光透過性を有する第１の材料２として、平均屈折率ｎａ＝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、第１の光反射構造体４ａ用には屈折率ｎｂ＝１．０の空気孔を、第２の光反射構造体４ｂ用には屈折率ｎｂ＝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１（ａ）に示すような矩形型で、２段構造体からなる青色発色する光反射機能物体を狙って紡糸した。
【０１３８】
紡糸については、中空繊維作成用の公知の複合紡糸口金を一部修正した口金を準備し、それを溶融複合紡糸装置に装着した上で、紡糸温度２６０℃、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物体１を得た。
【０１３９】
得られた糸の断面を電子顕微鏡で観察したところ、糸断面形状は楕円形状で、その寸法は約４．８μｍ×２１μｍであった。そして、光反射構造体４ａの内部には、１本当たり直径Ｄ１＝０．１９μｍ、ピッチＰ１＝０．２８μｍの円柱状の空気孔からなる微細構造体群（行数：５、列数５０の六角形配列型）が、また光反射構造体４ｂの内部には１本当たり、平均直径Ｄ２＝０．０８μｍ、ｘ方向の平均ピッチＰ２ｘ＝０．０８μｍ、ｙ方向の平均ピッチＰ２ｙ＝０．１６μｍの円柱体からなる微細構造体群（１２行×６０列の六角形配列型）が規則的に配列していることが確認された。
【０１４０】
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＝０°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＝０．４６μｍにメインピークをもち、その反射率Ｒは約８５％と極めて大きな値を示し、スペクトルの半値幅Ｂは約９２ｎｍnmであった。また、目視でも青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°位に大きく変えても、干渉型繊維のように灰色的に見えることなく、明らかに青紫色から紫青色に発色していることが確認された。
【０１４１】
（実施例６）
光透過性を有する第１の材料２として、平均屈折率ｎａ＝１．６８のポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）を、また、微細構造体群を形成するための第２の材料として、平均屈折率ｎｂ＝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８（ｂ）に示すような矩形型で２段構造体からなる青色発色する光反射機能物体（繊維）を狙って紡糸を行った。
【０１４２】
紡糸は、特開平８−２２６０１１号公報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上で、紡糸温度２８５℃、巻き取り速度３ｋｍ／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２．５倍に熱延伸処理されて、細径化・結晶配向化され、光反射機能を有する物体１を得た。
【０１４３】
この処理の後、ＰＥＮ側の屈折率を干渉顕微鏡で測定したところ、繊維軸方向の屈折率ｎ＝１．７１、繊維軸に垂直方向の屈折率ｎ＝１．５８となり、複屈折Δｎ＝０．１３であった。一方、ＰＭＭＡ側の屈折率は繊維軸方向及び繊維軸方向に垂直方向ともｎ＝１．４９であり、複屈折Δｎ＝０であった。
【０１４４】
得られた糸の断面を電子顕微鏡で観察したところ、糸断面形状は矩形型で、その内部には、光反射構造体４ａ及び４ｂが積木状に形成されており、光反射構造体４ａの内部には、平均直径Ｄ１＝０．０９μｍ、ピッチＰ１＝０．２８μｍの円柱体からなる微細構造体群（行数：６、列数：６０の直交配列型）が、また、光反射構造体４ｂの内部には、平均直径Ｄ２＝０．１４μｍ、ピッチＰ２＝０．１４μｍの円柱体からなる微細構造体群（行数：１２、列数：１１９の直交配列型）が規則的に配列していた。
【０１４５】
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θ=０°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=０．４８μｍにメインピークをもち、その反射率Ｒも複屈折Δｎの大きな差異に基づいて、８２％と大きな値を示し、またスペクトルの半値幅Ｂも１２０ｎｍと比較的狭かった。また、目視でも青色に発色していることが顕著に確認され、さらに見る角度を０°〜６０°位に変えても、干渉型繊維のように灰色的に見えることはなく、明らかに青色から紫青色に発色していることが確認された。
【０１４６】
（実施例７）
上記実施例６と同様のポリマーを使用し、狙いとする断面構造は図９（ｂ）に示したような矩形型で３段構造体からなる青色発色する光反射機能物体（繊維）を狙って紡糸した。紡糸は、特開平８−２２６０１１号公報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６と同様の要領によって紡糸及び熱延伸処理を行い、光反射機能を有する物体１を得た。
【０１４７】
この処理の後、ＰＥＮ側の屈折率を干渉顕微鏡で測定したところ、繊維軸方向の屈折率ｎ＝１．７１、繊維軸に垂直方向の屈折率ｎ＝１．５８となり、複屈折Δｎ＝０．１３であった。一方、ＰＭＭＡ側の屈折率は繊維軸方向及び繊維軸方向に垂直方向ともｎ＝１．４９であり、複屈折Δｎ＝０であった。
【０１４８】
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、その内部には、光反射構造体４ａ、光反射構造体４ｂ、光反射構造体４ａが積木状に形成され、上下の構造体４ａの内部には、平均直径Ｄ１＝０．１０μｍ、ピッチＰ１＝０．２８μｍの円柱体からなる微細構造体群（行数：３、列数：６０の直交配列型）が、また、中央の構造体４ｂの内部には、平均直径Ｄ２＝０．１４μｍ、ピッチＰ２＝０．１４μｍの円柱体からなる微細構造体群（行数：１２、列数：６０の直交配列型）が規則的に配列していた。
【０１４９】
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＝０°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＝０．４８μｍ付近にメインピークをもち、その反射率Ｒも複屈折Δｎの大きな差異に基づいて、９２％と大きな値を示し、スペクトルの半値幅Ｂも１１０ｎｍと比較的狭かった。また、目視でも青色に発色していることが顕著に確認され、さらに見る角度を０°〜６０°位に変えても、干渉型繊維のように灰色的に見えることはなく、明らかに青色から紫青色に発色していることが確認された。
【０１５０】
（実施例８）
光透過性を有する第１の材料２ａとして、平均屈折率ｎａ＝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３ａを形成するための第２の材料として、平均屈折率ｎｂ＝１．５３のナイロン６（Ｎｙ６）を選択し、下記条件にて、図１４（ａ）に示すような矩形型の２段構造からなる緑色発色する光反射機能物体を狙って紡糸を行った。
【０１５１】
紡糸は、前述の複合紡糸口金（特開平８−２２６０１１号公報記載の口金を修正したもの）を用い、紡糸温度２８５℃、巻取り速度３ｋｍ／ｍｉｎから５ｋｍ／ｍｉｎの範囲で吐出量を適宜変えて未延伸糸を得た。この未延伸糸を熱延伸処理することにより、細径化し、光反射機能を有する光反射機能物体１を得た。
【０１５２】
得られた糸の断面を電子顕微鏡で観察したところ、その内部には第１の光反射構造体４ａおよび第２の光反射構造体４ｂが２段形成されていた。第１の光反射構造体４ａの中には、１本当り、平均直径Ｄ１＝０．１９μｍ、ｘ方向の平均ピッチＰ１ｘ＝０．３２μｍ、ｙ方向の平均ピッチＰ１ｙ＝０．２８μｍの円柱体からなる３角形状配列（３個で１ユニットとなる）をなした微細構造体群が、ｙ方向に７段形成されていた。また、第２の光反射構造体４ｂの中には、１本当り、平均直径Ｄ２＝０．１８μｍ、ｘ方向の平均ピッチＰ２ｘ＝０．３０μｍ、ｙ方向の平均ピッチＰ２ｙ＝０．２６μｍの円柱体からなる３角形状配列（３個で１ユニットとなる）をなした微細構造体群が、やはりｙ方向に７段形成されていた。
【０１５３】
この単糸を積分球を具備した前述の分光光度計を用い、可視光領域で入射角度θ＝０°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＝５２５ｎｍにメインピークを持ち、その反射率Ｒは９４％に達していた（図４３のａ参照）。また、角度０°での目視でも緑色に発色し、見る角度を０°〜６０°位に変えても灰色に見えることはなく、緑色から緑青色に発色していることが確認された。
【０１５４】
（実施例９）
光透過性を有する第１の材料２ａとして、平均屈折率ｎａ＝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３ａを形成するための第２の材料として、平均屈折率ｎｂ＝１．５３のナイロン６（Ｎｙ６）を選択し、下記条件にて、図１５（ａ）に示すような矩形型の３段構造からなる緑色発色する光反射機能物体を狙って紡糸を行った。
【０１５５】
紡糸は、前述の複合紡糸口金を用い、紡糸温度２８５℃、巻取り速度３ｋｍ／ｍｉｎから５ｋｍ／ｍｉｎの範囲で吐出量を適宜変えて未延伸糸を得た。この未延伸糸を熱延伸処理することにより、細径化し、光反射機能を有する光反射機能物体１を得た。
【０１５６】
得られた糸の断面を電子顕微鏡で観察したところ、その内部には第２の光反射構造体４ｂを挟んで、その両側に第１の光反射構造体４ａが配置された３段重ねで形成されていた。第１の光反射構造体４ａの中には、１本当り、平均直径Ｄ１＝０．１９μｍ、ｘ方向の平均ピッチＰ１ｘ＝０．３２μｍ、ｙ方向の平均ピッチＰ１ｙ＝０．２８μｍの円柱体からなる３角形状配列（３個で１ユニットとなる）をなした微細構造体群がｙ方向に５段形成されていた。また、第２の光反射構造体４ｂの中には、１本当り、平均直径Ｄ１＝０．１８μｍ、ｘ方向の平均ピッチＰ２ｘ＝０．３０μｍ、ｙ方向の平均ピッチＰ２ｙ＝０．２６μｍの円柱体からなる直交配列（正方形状配列）をなした微細構造体群がｙ方向に７段形成されていた。また、図中下側に位置する第１の光反射構造体４ａの中には、上側の光反射構造４ａ内に位置する三角形状配列とは逆方向（三角形の頂点が表面に向く形）に配列したものが形成されていた。
【０１５７】
この単糸を積分球を具備した前述の分光光度計を用い、可視光領域で入射角度θ＝０°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＝５４５ｎｍにメインピークを持ち、その反射率Ｒは８２％に達していた（図４２のｂ参照）。また、角度０°での目視でも緑色に発色し、見る角度を０°〜６０°位に変えても灰色に見えることはなく、緑色から緑青色に発色していることが確認された。
【０１５８】
（実施例１０）
光透過性を有する第１の材料２ａとして、平均屈折率ｎａ＝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３ａを形成するための第２の材料として、平均屈折率ｎｂ＝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１４（ｃ）に示すような矩形型の２段構造からなる青緑色発色する光反射機能物体を狙って紡糸を行った。
【０１５９】
紡糸は、前述の複合紡糸口金を用い、紡糸温度２８５℃、巻取り速度３ｋｍ／ｍｉｎから５ｋｍ／ｍｉｎの範囲で吐出量を適宜変えて未延伸糸を得た。この未延伸糸を熱延伸処理することにより、細径化し、光反射機能を有する光反射機能物体１を得た。
【０１６０】
得られた糸の断面を電子顕微鏡で観察したところ、その内部には第１の光反射構造体４ａ、第２の光反射構造体４ｂが２段重ねで形成されていた。第１の光反射構造体４ａの中には、１本当り、平均直径Ｄ１＝０．２０μｍ、ｘ方向の平均ピッチＰ１ｘ＝０．２９２μｍ、ｙ方向の平均ピッチＰ１ｙ＝０．２９２μｍの円柱体からなる直交配列（正方形状）をなした微細構造体群がｙ方向に７段形成されていた。また、第２の光反射構造体４ｂの中には、１本当り、平均直径Ｄ１＝０．２８９μｍ、ｘ方向の平均ピッチＰ２ｘ＝０．３０μｍ、ｙ方向の平均ピッチＰ２ｙ＝０．２６μｍの円柱体からなる３角形状配列（３円柱体が１ユニットを形成する）をなした微細構造体群がｙ方向に５段形成されていた。なお、第２の光反射構造体の内部に位置する微細構造体の三角形状配列は、逆方向（三角形の頂点が表面に向く形）に配列したものが形成されていた。
【０１６１】
この単糸を積分球を具備した前述の分光光度計を用い、可視光領域で入射角度θ＝０°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=５０２ｎｍにメインピークを持ち、その反射率Ｒは７１％に達していた（図４２のｃ参照）。また、角度０°での目視でも青緑色に発色し、見る角度を０°〜６０°位に変えても灰色に見えることはなく、青緑色から青色に発色していることが確認された。
【０１６２】
（実施例１１）
実施例１ないし４と同様のポリマーを使用し、下記条件にて図１（ａ）に示すような矩形型で、２段構造体からなる赤外線反射機能を有する物体（繊維）を狙って紡糸を行った。紡糸は、特開平８−２２６０１１号公報記載の複合紡糸口金を一部修正したものを使用し、上記各実施例と同様の要領によって紡糸及び熱延伸処理を行い、光反射機能を有する物体１を得た。
【０１６３】
得られた糸の断面を電子顕微鏡で観察したところ、糸断面形状は矩形体で、その内部には光反射構造体４ａ及び光反射構造体４ｂが積木状に形成されており、構造体４ａには平均直径Ｄ１＝０．１７μｍ、平均ピッチＰ１＝０．５１μｍの円柱状をなす微細構造体群（７行×６０列の直交配列型）が、また、光反射構造体４ｂの内部には平均直径Ｄ２＝０．１３μｍ、ｘ方向の平均ピッチＰ２ｘ＝０．１３μｍ、ｙ方向の平均ピッチＰ２ｙ＝０．２５μｍの円柱状からなる微細構造体群（５行×６０列）が規則的に配列していた。
【０１６４】
この単糸を、積分球を具備した上記分光光度計を用いて、入射角度θ＝０°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＝０．８２μｍ付近にメインピークをもち、その反射率は約７３％と比較的高く、また、その波長における半値幅Ｂは約１００ｎｍであった。
【０１６５】
（実施例１２）
上記実施例６及び７と同様のポリマーを使用し、下記条件にて図９（ｂ）に示すような矩形型で３段構造体からなる赤外線反射機能を有する物体（繊維）を狙って紡糸を行った。紡糸は、特開平８−２２６０１１号公報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６，７と同様の要領によって紡糸及び熱延伸処理を行い、光反射機能を有する物体１を得た。
【０１６６】
この処理の後、ＰＥＮ側の屈折率を干渉顕微鏡で測定したところ、繊維軸方向の屈折率ｎ＝１．６８、繊維軸に垂直方向の屈折率ｎ＝１．５７となり、複屈折Δｎ＝０．１１であった。一方、ＰＭＭＡ側の屈折率は繊維軸方向及び繊維軸方向に垂直方向ともｎ＝１．４９であり、複屈折Δｎ＝０であった。
【０１６７】
得られた糸の断面を電子顕微鏡で観察したところ、糸断面形状は矩形型で、その内部には光反射構造体４ａ、光反射構造体４ｂ、光反射構造体４ａが積木状に形成され、構造体４ａの内部には、平均直径Ｄ１＝０．１７μｍ、ピッチＰ１＝０．５１μｍの円柱体からなる微細構造体群（行数：３、列数：６０の直交配列型）が、また、構造体４ｂの内部には、平均直径Ｄ２＝０．２５μｍ、ピッチＰ２＝０．２５μｍの円柱体からなる微細構造体群（行数：１２、列数：１１９の直交配列型）が規則的に配列していた。
【０１６８】
この単糸を上記分光光度計を用い、可視光領域で、入射角θ＝０°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＝０．８２μｍにメインピークをもち、その反射率Ｒも複屈折Δｎの大きな差異に基づいて、８２％と極めて大きな値を示し、またスペクトルの半値幅Ｂも１１０ｎｍであった。
【０１６９】
（実施例１３）
光透過性を有する第１の材料２として、平均屈折率ｎａ＝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、第１の光反射構造体４ａ用には屈折率ｎｂ＝１．０の空気孔を、第２の光反射構造体４ｂ用には屈折率ｎｂ＝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１（ａ）に示すような矩形型で、２段構造体からなる赤外線反射機能を有する物体（繊維）を狙って紡糸を行った。
【０１７０】
紡糸は、中空繊維作成用の公知の複合紡糸口金を一部修正した口金を準備し、それを溶融複合紡糸装置に装着した上で、紡糸温度２６０℃、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物体１を得た。
【０１７１】
得られた糸の断面を電子顕微鏡で観察したところ、糸断面形状は楕円形状で、光反射構造体４ａの内部には、１本当たり直径Ｄ１＝０．４０μｍ、ピッチＰ１＝０．６１μｍの円柱状の空気孔からなる微細構造体群（行数：５、列数５０の六角形配列型）が、また光反射構造体４ｂの内部には、１本当たり、平均直径Ｄ２＝０．１３μｍ、ｘ方向の平均ピッチＰ２ｘ＝０．１３μｍ、ｙ方向の平均ピッチＰ２ｙ＝０．２６μｍの円柱体からなる微細構造体群（１２行×６０列の六角形配列型）が規則的に配列していることが確認された。
【０１７２】
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＝０°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＝０．８１μｍにメインピークをもち、その反射率Ｒは約８％と極めて大きな値を示し、スペクトルの半値幅Ｂは約９８ｎｍであった。
【０１７３】
【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物体においては、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（微細構造体群）が、実質的に回折・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配置された光反射構造体を形成し、かつ異なる規則性をもった前記光反射構造体が当該光反射機能物体の内部に少なくとも２段に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でき、高品位な繊維状、あるいはフィルム状の構造体を提供することができ、しかも反射スペクトルの半値幅も狭くなるので、スペクトルの急峻さに基づく深み感も付与できるという極めて優れた効果がもたらされる。さらに、当該光反射機能物体は、微小なチップや粉末体に比較的容易に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光学機能に基づく意匠性を種々の物品に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ） 本発明に係わる光反射機能物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物体において、入射角、回折角等の定義を示す説明図である。
【図２】図１に示した光反射機能物体におけるｘ−ｙ平面の拡大説明図である。
【図３】本発明に係わる光反射機能物体の作用原理を示す説明図である。
【図４】（ａ） 本発明に係わる光反射機能物体の実施形態として第１〜第Ｎの光反射構造体からなり、第２〜第Ｎの光反射構造体におけるピッチが等しく直径が異なる例を示す断面図である。
（ｂ） 本発明の実施形態として第１〜第Ｎの光反射構造体からなり、第２〜第Ｎの光反射構造体におけるピッチ及び直径が異なる例を示す断面図である。
【図５】（ａ） 本発明の実施形態として第１の光反射構造体の上に第２の光反射構造体が位置する例を示す斜視図である。
（ｂ） 同じく実施形態として第１の光反射構造体の間に第２の光反射構造体を挟んだ例を示す斜視図である。
【図６】（ａ） 本発明の実施形態として第２の光反射構造体の上に円形断面の微細構造体からなる第２の光反射構造体が位置する例を示す断面図である。
（ｂ） 同じく実施形態として第２の光反射構造体の上に三角形断面の微細構造体からなる第２の光反射構造体が位置する例を示す断面図である。
【図７】本発明に係わる光反射機能構物体の反射スペクトルを光反射構造体が一つのみの場合と比較して示すグラフである。
【図８】（ａ） 本発明に係わる光反射機能物体において第２の光反射構造体から反射される光の波長が第１の光反射構造体から反射される光の波長λの１／２となるように設定する例を示す斜視図である。
（ｂ） 図８（ａ）において、第２の光反射構造体内の微細構造体の直径とピッチが等しい場合の例を示す斜視図である。
【図９】（ａ） 第１の光反射構造体の間に第２の光反射構造体を挟んだ光反射機能物体において第２の光反射構造体から反射される光の波長が第１の光反射構造体から反射される光の波長λの１／２となるように設定する例を示す断面図である。
（ｂ） 図９（ａ）において、第２の光反射構造体内の微細構造体の直径とピッチが等しい場合の例を示す斜視図である。
【図１０】（ａ）ないし（ｃ）は直交配列の第１の光反射構造体と六角形配列の第２の光反射構造体とを組み合わせた形態例を示すそれぞれ斜視図である。
【図１１】（ａ）ないし（ｃ）は六角形配列を有する第１の光反射構造体と第２の光反射構造体とを組み合わせた形態例を示すそれぞれ斜視図である。
【図１２】（ａ）及び（ｂ）は直交配列を有する第２の光反射構造体を直交配列の第１の光反射構造体と六角形配列の第３の光反射構造体とで挟持した形態例を示す斜視図である。
【図１３】（ａ）及び（ｂ）は六角形配列を有する第２の光反射構造体を直交配列の第１の光反射構造体と六角形配列の第３の光反射構造体とで挟持した形態例を示す斜視図である。
【図１４】（ａ） 本発明に係わる光反射機能物体の実施形態として三角形状配列の微細構造体群を備えた第１及び第２の光反射構造体からなる例を示す断面図である。
（ｂ） 本発明の実施形態として直交配列の微細構造体群を備えた光反射構造体の上に三角形状配列の光反射構造体が位置する例を示す断面図である。
（ｃ） 同じく実施形態として三角形状配列の微細構造体群を備えた光反射構造体の上に直交配列の光反射構造体が位置する例を示す断面図である。
【図１５】（ａ） 本発明の実施形態として直交配列の微細構造体群を備えた光反射構造体を三角形状配列の微細構造体群を備えた光反射構造体で挟んだ例を示す断面図である。
（ｂ） 同じく実施形態として五角形状配列の微細構造体群を備えた光反射構造体を三角形状配列の微細構造体群を備えた光反射構造体で挟んだ例を示す断面図である。
【図１６】（ａ） 本発明の実施形態として三角形状配列の微細構造体群を備えた光反射構造体を八角形状配列の微細構造体群を備えた光反射構造体で挟んだ例を示す断面図である。
（ｂ） 同じく実施形態として三角形状、五角形状および八角形状配列の微細構造体群を備えた第１〜第３の光反射構造体から成る例を示す断面図である。
【図１７】（ａ） 本発明に係わる光反射機能物体の実施形態として第２の光反射構造体の上に異なる波長の光を出射するブロック状の光反射構造体をｘ方向に並列させた構造例を示す断面図である。
（ｂ） 本発明の実施形態として異なる波長の光を出射するブロック状の第１〜第３の光反射構造体をｙ方向に生み重ねた構造例を示す断面図である。
【図１８】図１に示した光反射機能構物体の光反射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１９】図１に示した光反射機能構物体の光反射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２０】図１に示した光反射機能構物体の光反射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２１】図１に示した光反射機能構物体の光反射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２２】図１に示した光反射機能構物体の光反射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２３】図１に示した光反射機能物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２４】（ａ） 本発明に係わる光反射機能物体の他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光反射構造体を示す斜視図である。
（ｂ） 図２４（ａ）に示した光反射構造体のｘ−ｙ平面における拡大説明図である。
【図２５】（ａ）ないし（ｃ）は本発明に係わる光反射機能物体における光反射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、矩形及び多角形の例を示すｘ−ｙ平面の拡大説明図である。
【図２６】（ａ） 本発明に係わる光反射機能物体における光反射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例を示す斜視図である。
（ｂ） 図２６（ａ）に示した光反射構造体における球状微細構造体の拡大説明図である。
【図２７】（ａ）ないし（ｇ）は本発明に係わる光反射機能物体の形状例を示すそれぞれ断面図である。
【図２８】チッピング下本発明に係わる光反射機能物体の小片を塗装用光輝材として含有する塗膜の構造を示す概念図である。
【図２９】本発明に係わる光反射機能物体における光反射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３０】本発明に係わる光反射機能物体における光反射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３１】（ａ） 本発明に係わる光反射機能物体における光反射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例を示す斜視図である。
（ｂ） 図３１（ａ）に示した光反射構造体のｘ−ｙ平面における拡大説明図である。
【図３２】図３１に示した光反射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３３】図３１に示した光反射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３４】図３１に示した光反射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３５】本発明に係わる光反射機能物体における光反射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３６】本発明に係わる光反射機能物体における光反射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３７】図３５に示した光反射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３８】図３５に示した光反射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３９】図３５に示した光反射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４０】図３５に示した光反射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４１】（ａ）及び（ｂ）は本発明に係わる光反射機能物体における光反射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及び一次、二次被覆層を設けた例を示す断面説明図である。
【図４２】実施例８（ａ）、実施例９（ｂ）及び実施例１０（ｃ）により得られた光反射機能構物体による入射角度α＝０°のときの反射スペクトルを示すグラフである。
【符号の説明】
１ 光反射機能物体
２，２ａ，２ｂ 第１の材料
３，３ａ，３ｂ 微細構造体
４ａ 第１の光反射構造体
４ｂ 第２の光反射構造体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical functional structure that reflects light in at least one wavelength region of visible light, infrared light, and ultraviolet light due to light diffraction / scattering action, and more specifically, does not require pigments or dyes, for example, The present invention relates to a novel light-reflecting functional object that reflects a specific wavelength of light in the visible light region and develops color, and an article using the same.
[0002]
[Problems to be solved by the invention]
Light energy is generally visible light (wavelength of 0.38 μm to 0.78 μm) that can be perceived by our eyes, ultraviolet light with a shorter wavelength range (wavelength of 0.29 μm to 0.38 μm), and infrared light with a longer wavelength range than visible light. (Wavelength 0.78 μm or more). Of these, the visible light region is closely related to our visual perception, and senses the color of various objects under this light. In general, the color of an object is caused by the object absorbing part of the light. One of the coloring methods using this principle is that using pigments and dyes that have been used in the past, and most of the coloring and coloring in our daily lives are based on this method.
[0003]
However, coloring by these not only requires various pigments and dyes, but also requires a kneading process and waste liquid treatment, and has been regarded as a problem in terms of process and environment. In terms of quality, it has been pointed out that there are a number of drawbacks such as elution on the surface of the object, causing a decrease in texture, and a loss in design and merchandise due to a decrease in initial quality due to fading due to ultraviolet rays or the like. .
[0004]
In order to solve such problems, a coloring means (called structural coloring in a broad sense) using a physical action such as light interference or diffraction without using a so-called pigment such as a pigment or a dye is known. Yes. This is a color developed by the interaction of light with the fine structure of the object surface and its interior, and several known techniques are already known.
[0005]
For example, as a structure that develops color by utilizing the interference reflection of light, a material that produces color by having a structure in which a molecular orientation anisotropic film is sandwiched between two polarizing films has been announced (textile machinery) Academic Journal Vol. 42, No. 2, P55 (1989) and the same journal Vol. 42, No. 10, P160 (1989)).
[0006]
This principle is as follows. That is, when light from the normal direction is incident on the first polarizing film, the light passing through the film becomes light that oscillates only in a certain direction (linearly polarized light), and then this linearly polarized light is aligned at 45 °. When passing through the molecular orientation anisotropic film, the plane of polarization is rotated to change to elliptically polarized light. Furthermore, when this elliptically polarized light passes through the second polarizing film, it becomes linearly polarized light again. At this time, since the intensity of light differs depending on the wavelength, it becomes a colored polarized light and is recognized as a color. (So-called color development due to interference of polarized light).
[0007]
In addition, a material that develops color by forming a structure in which two types of polymer substances having different refractive indexes are alternately laminated with several dozen layers has been reported (Japanese Patent Laid-Open No. 4-295804, Japanese Patent No. 3036305). This principle is that Fresnel reflections that occur at the interfaces of alternating layers with different refractive indexes cause interference, resulting in the wavelength dependence of the reflectance and the increase or decrease in the reflectance itself. The color that appears when they overlap (color wavelength λ 1 = 2 (n a d a + N b d b ): Color development wavelength λ 1 Are equal to each other, i.e. n a d a = N b d b At the maximum).
[0008]
For example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-295804 discloses a film-like reflective polymer object in which the refractive indexes of at least the first and second polymer substances are different from each other by at least 0.03 and are laminated with a thickness of about 0.1 μm. Is disclosed. Furthermore, the present inventors also disclosed a fibrous color developing structure having an alternately laminated structure composed of two types of polymer materials having different refractive indexes in Japanese Patent No. 3036305. The latter coloring fiber is a non-dyed coloring fiber, and the color peculiar to interference changes depending on the viewing direction. Further, depending on the color of the yarn combined therewith, it has a unique texture due to its combined effect.
[0009]
On the other hand, as a structure using the diffraction / interference action, a structure that emits diffraction / interference color by providing a narrow groove with a certain width on the fiber surface has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. Sho 62-170510 or specially). No. 63-120642, JP-A-8-234007). This principle is that when light is incident on a regular (so-called diffraction grating-like) groove having a predetermined number of grooves (spacing and depth) on a plane or concave surface, an optical path difference ΔL is generated. When this optical path difference is an integral multiple of the wavelength λ, the reflected light intensifies and becomes brighter (optical path difference ΔL = mλ: where m is the diffraction order, m = 0, 1, 2,...) In this case, a color having a wavelength λ is given at a certain diffraction angle with respect to incident light entering at a certain incident angle.
[0010]
However, among the above, in the structure in which the molecular orientation anisotropic film is sandwiched between the polarizing films, it is difficult to manufacture a thin fiber or a small glitter material chip (small piece) inexpensively and stably. At the same time, the color vividness was not enough. Further, even in a reflective polymer object made of polymers having different first and second refractive indexes, not only is it difficult to inexpensively produce fine fibers and fine glitter tips, but depending on the viewing angle, There is also an essential problem that when the viewing angle is wide, it appears gray (which has a blind spot) peculiar to the interference phenomenon. Here, the blind spot means that the light from the normal direction is incident on the irradiation surface of the interference coloring film or fiber, and this α becomes large when viewed at a position shifted by α from this normal with our eyes. More and more, based on the multilayer thin film interference theory, the coloring wavelength λ1 shifts to a shorter wavelength side than when viewed in the normal direction, and finally λ1 shifts from the visible light region to the ultraviolet region, An angle that cannot be recognized as a color.
[0011]
Also, in contrast to the merit of changing the color depending on the viewing direction in the fibrous color structure disclosed in Japanese Patent No. 3036305, the problem is that when it becomes a wide viewing angle, it looks gray that is peculiar to the interference phenomenon. It was inherent.
[0012]
On the other hand, in the structure using the diffraction / interference action, although the above-mentioned defects are few, it looks like a rainbow color like a CD board and gives an inexpensive image as a product, or in a film-like one However, there is a problem that a special device or a manufacturing method is required or the practicality is poor, and solving such a problem has been a problem in the conventional coloring structure.
[0013]
OBJECT OF THE INVENTION
The present invention has been made by paying attention to the above-mentioned problems in a conventional color forming structure having a structural color forming function, and solves the problem that it looks gray (has a blind spot) at a wide viewing angle. Another object of the present invention is to provide a light reflecting functional object based on a novel color development mechanism that develops a color depth function derived from the steepness of the spectral spectrum of the target color development wavelength.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The light reflecting functional object according to the present invention is a fibrous or film-like object having an optical function of at least one of the reflection characteristics of visible light, infrared light and ultraviolet light, and has a refractive index inside the object. Diffraction / scattering in a state where the first material and the second material are different, at least the first material is light-transmitting, and a plurality of microstructures made of the second material are surrounded by the first material. It has a light reflecting structure that is arranged with sufficient regularity to exhibit a light reflecting function based on the action, and has a structure in which at least two stages of light reflecting structures having different regularities are arranged. Such a structure in the light reflection functional structure is a means for solving the above-described conventional problems.
[0015]
As a preferred embodiment of the light reflecting functional object according to the present invention, the cross-sectional shape of the microstructure located at least in the first and second light reflecting structures is selected from the group consisting of a circle, an ellipse, a rectangle and a polygon. It is characterized by having at least one kind of cross-sectional shape.
In addition, the pitch between the fine structures positioned in the first light reflecting structure is set to P 1 , P is the pitch between the fine structures located in the second light reflecting structure. 2 , P represents the pitch between the fine structures located in the (N-1) th light reflecting structure. N-1 , P is the pitch between the fine structures located in the Nth light reflecting structure. N And P N , P N-1 , ..., P 2 <P 1 It is comprised so that.
Furthermore, when the incident direction of light is the y direction and the direction of the fine structure group composed of a plurality of fine structures opposing the light is the x direction, the x direction of the fine structure located in the first light reflecting structure The cross sectional dimension at L 1 , P between the fine structures 1 , The cross-sectional dimension in the x direction of the microstructure located in the second light reflecting structure is L 2 , P between the fine structures 2 L 2 <L 1 And P 2 <P 1 It is characterized by having a configuration of
[0016]
Furthermore, as a preferred embodiment of the light reflecting functional object according to the present invention, the cross-sectional dimension in the x direction of the fine structure located in the second light reflecting structure is L 2 And the pitch of the microstructures in the x direction is P 2x P 2x = L 2 It is characterized by having a structure with Further, when the depth direction of the microstructure group, that is, the direction orthogonal to the xy plane is defined as the z direction, the microstructures located in the first and / or light reflecting structure are uniformly continuous in the z direction. It is characterized by the construction.
[0017]
As another preferred mode of the light reflecting functional object according to the present invention, at least the first or second light reflecting structure is sandwiched, and the second or first light reflecting structure is disposed on both sides thereof. It is characterized by that. Further, the refractive index of the fine structure located in the first light reflecting structure is set to n. b , P between the fine structures 1 , The refractive index of the light transmissive material surrounding the microstructure is n a , The refractive index of the microstructure located in the second light reflecting structure is n d , P between the fine structures 2 , The refractive index of the light transmissive material surrounding the microstructure is n c And when the wavelength of light reflected from the first light reflecting structure is λ, the pitch P 1 , P 2 Is characterized by satisfying the following relationship.
P 1 = Λ / m 1 ... (1)
P 2 = (Λ / 2) / m 2 ... (2)
(M in the formula 1 , M 2 Is the apparent refractive index of the first and second light reflecting structures,
m 1 = N b × (A / 100) + n a × (B / 100)
m 2 = N d × (C / 100) + n c × (E / 100)
A + B = 100
C + E = 100
Given in. B and A are the area ratio of the fine structure and the light-transmitting material surrounding the fine structure in the first light reflection structure cross section, and E and C are the fine structure in the second light reflection structure cross section. The area ratio of the light transmissive material surrounding the structure and the microstructure is shown. )
[0018]
Furthermore, as another preferred embodiment of the light reflecting functional object according to the present invention, the pitches in the x direction and the y direction between the fine structures in the second light reflecting structure are respectively set to P. 2x And P 2y And the cross-sectional dimensions of the microstructure in the x and y directions are respectively L 2x And L 2y Then, P 2x = P 2y = L 2x = L 2y It is characterized by having a configuration of
[0019]
Further, in the first and / or second light reflecting structure, when the light incident direction is the y direction and the direction of the microstructure group composed of a plurality of microstructures facing the first direction is the x direction, A structure in which a fine structure having a predetermined cross-sectional shape in the material has a regular arrangement of polygonal arrangement in the xy plane, for example, an octagonal, hexagonal, pentagonal regular arrangement, and a matrix of rows and columns (Regular array) or triangular regular array.
[0020]
Moreover, the cross-sectional shape of the microstructure is circular, and the cross-sectional dimension (diameter) in the circular cross-section is L 1 When the pitch between adjacent fine structures in a matrix-like arrangement regularity of rows and columns composed of circular fine structures is P, and the reflection peak wavelength due to diffraction / scattering action is λ, the size parameter α (= λ / 2πr) and pitch P is L 1 = 2r, 10 -2 ≦ α ≦ 10 3 It can be set as the structure which satisfy | fills the relationship of 2r <= P.
[0021]
As another preferred embodiment, in the first and / or second light reflecting structure, the fine structure has a predetermined cross-sectional shape and has regularity sufficient to emit light of different wavelengths. Further, the structure is characterized in that the fine structure group exists as a plurality of blocks in the x direction or the y direction.
[0022]
In another preferred embodiment, at least the first material is composed of one or more materials selected from the group consisting of polymer-based, glass-based, and ceramic-based materials. Polyamide-based, polyolefin-based, vinyl-based, polyetherketone-based, polysulfide-based, fluorine-based, polycarbonate-based simple substance or a blend thereof, or a copolymer of two or more of them can be used.
[0023]
Furthermore, as another preferred embodiment, the material constituting the first and / or second light reflecting structure may be birefringent, and at this time, the birefringence Δn of the birefringent material is It can be set as the structure which is 0.05 or more. Further, the first material contains a pigment and / or dye, and further, the light reflecting functional object is cut into a predetermined length to make a fine chip, or pulverized to make a powder. be able to.
[0024]
And such a chip | tip and powder can be used as a luster material, and can apply widely to various molded objects, such as a coating material, a film structure, a plastics, a nonwoven fabric, and a wallpaper.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
[0026]
FIG. 1A is a conceptual diagram showing a case where the light reflecting functional structure according to the present invention is applied to a fiber or film-like structure, and the light reflecting
Here, the cross-sectional shape of the microstructure will be described centering on a simple circular cross-section, but the cross-sectional shape is not limited to a circular shape as will be described later, and is composed of a circular shape, an elliptical shape, a rectangular shape, and a polygonal shape. There is no particular problem as long as the cross-sectional shape is at least one selected from the group.
[0027]
Here, for convenience of explanation, the coordinate axis with respect to the incident direction of light, the incident angle, the order of the reflected light, and the like are defined. However, in order to simplify the explanation, the light reflecting
[0028]
In addition, “sufficient regularity” to express the light reflecting function is, for example, an enlarged view of the first
[0029]
Further, in the present invention, substantially based on “diffraction / scattering action” basically means the following contents.
[0030]
That is, if there is an object with a refractive index different from its refractive index and smaller than the wavelength in a uniform medium, light is scattered, but if the objects are regularly arranged at equal intervals, The scattered light forms a wavefront in a certain direction and is strongly reflected (diffracted) in that direction. The peculiarity of this phenomenon is referred to as “based on“ diffraction / scattering action ”(for details, see, for example, optical wave engineering, page 10: Kyoritsu Publishing).
[0031]
Based on this, the basic specificity of the light reflection function in the present invention will be described again using FIG. That is, the light that enters the light reflecting
[0032]
As described above, the light reflection function based on the “diffraction / scattering action” in the present invention is a reflection function based on a conventionally known diffraction or interference action, and a reflection function based on a simple scattering action of a colored body. Are clearly different mechanically.
[0033]
As described above, as a result of intensive studies, the inventors of the present invention have substantially the diameter D and the pitch P of the
[0034]
The details of the present invention will be described again with reference to FIG. 1A. The light reflecting
[0035]
Here, the first
[0036]
Further, even when reflected light (reflection wavelength λ) based on the regularity is emitted from the first
[0037]
The cross-sectional dimension L of the
[0038]
Next, light obtained by removing the reflected light from the initial incident light enters the second
[0039]
Moreover, based on the above examples, the present inventors have found that the following variations are possible.
[0040]
For example, as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), when viewed from the incident light side, regularity (fine structure) sufficient to exhibit a light reflecting function substantially based on diffraction / scattering action. Cross sectional dimension L in the x-axis direction of the body 1 , Pitch P between microstructures 1 The regularity (the cross-sectional dimension L in the x-axis direction of the fine structure) having the reflection function substantially based on the diffraction / scattering action is also provided below the first
At this time, there is P between each pitch in the light reflecting structure. N , P N-1 , ..., P 2 <P 1 It is desirable to have a relationship. In the first light reflecting structure located closest to the incident light side, the light of the target wavelength λ is emitted, and the light of the remaining wavelengths other than the wavelength λ is located below the second, third, ... To sequentially enter the N-1th and Nth light reflecting structures. Therefore, the pitch P related to the target wavelength λ. 1 (See paragraph [0074] for details) preferably satisfy the above relationship. In addition, when trying to obtain high reflectivity by emitting light of the same wavelength from all of the first, second,..., N-1, Nth light reflecting structures, P in the
The cross-sectional dimension L in the x-axis direction of each fine structure at that time (representing the diameter when the fine structure is circular) is not particularly limited. N <L N-1 , ..., L 2 <L 1 It is desirable that
[0041]
In addition, as shown in FIG. 5A, when the light reflecting functional object is composed of a two-stage light reflecting structure, L 2 <L 1 , P 2 <P 1 As a result, the reflectance is further improved, the half-value width in the reflection spectrum is narrowed, and a deeper feeling can be imparted. The cross-sectional dimension L in the x-axis direction of the fine structure located in each light reflecting structure 1 , L 2 And pitch P between microstructures 1 , P 2 Will be briefly described with reference to FIGS. 6A and 6B.
First, FIG. 6A shows a circular cross-sectional shape of the fine structure. In the case of a circular cross section, the cross-sectional dimension L in the x-axis direction of the fine structure in the first
[0042]
Further, as shown in FIG. 5B, the second light reflecting structure is provided between the first
[0043]
Here, the function of the second
[0044]
A specific example is shown in FIG. FIG. 7 shows the diameter D 1 (Cross-sectional dimension L 1 ) = 0.19 μm, average pitch P 1 = A first light-reflecting
[0045]
In order to express such a function, specifically, in the second
[0046]
By adopting such a configuration, the inventors of the present invention have the first
[0047]
Furthermore, its reflection wavelength λ in the reflection spectrum 0 The half-value width B at can be made narrow, and the feature that a more remarkable depth can be imparted is also exhibited.
[0048]
In addition, the present inventors, in the light reflection
[0049]
FIG. 8A is a schematic diagram for explaining this, and the light reflecting
P 1 = Λ / m 1 ... (1)
P 2 = (Λ / 2) / m 2 ... (2)
To be satisfied. However, m 1 And m 2 Are the apparent refractive indexes of the first
[0050]
This will be described using a specific example. In FIG. 8A, first, the color emitted from the light reflecting
[0051]
Here, the refractive index n of the
m 1 = 1.53 x 1/2 + 1.63 x 1/2 = 1.58
m 2 = 1.53 x 1/2 + 1.63 x 1/2 = 1.58
It becomes. Therefore, the pitch P between the
P 1 = Λ / m 1 = 0.45 μm / 1.58 = 0.45 μm
Further, the pitch P between the
P 2 = (Λ / 2) / m 2 = (0.45 μm / 2) /1.58=0.14 μm
Get. As described above, in the light reflecting
[0052]
Furthermore, in the above, as shown in FIG. 6A, the pitch P in the x-axis direction of the
[0053]
Further, based on the above results, as shown in FIGS. 9A and 9B, the configuration of the light reflecting
[0054]
Further, in the above-described symmetrical configuration (first
[0055]
The light reflection
[0056]
As still another embodiment, as shown in FIGS. 12A and 12B, the first
[0057]
Regarding the arrangement of the fine structure group, two forms of the orthogonal arrangement (regular tetragonal arrangement) and the hexagonal arrangement have been described above, but the present inventors have further studied the arrangement of the fine structure group other than this, It has been found that if the arrangement of the fine structure group is not limited to the above two forms but is a regular polygonal arrangement (triangular, pentagonal, hexagonal, octagonal, etc.), the light reflecting function is exhibited. This will be described below. Note that the cross-sectional shape of the fine structure will be described as all circular (three-dimensionally cylindrical) based on the conventional flow.
[0058]
14 (a) to 16 (b) show a regular arrangement in which fine structure groups (cylindrical bodies) are triangular in the xy plane (fine structures having the same diameter are in a triangular arrangement). An example of a light reflecting functional object including) is shown. First, FIGS. 14A, 14B, and 14C show a light reflecting functional object having a two-stage structure. FIG. 14A shows the first
[0059]
FIGS. 15A to 16B show an example in which the light reflecting functional object is composed of three light reflecting structures. First, FIG. 15A shows the first
[0060]
Next, FIG. 16B shows an example in which the first, second, and third light reflecting structures are arranged in different polygonal shapes, and the fine structure groups are arranged in a triangular shape. The first
[0061]
Further, from the examination of the series of cross-sectional structures, the present inventors have found that the following variations are possible.
That is, FIGS. 17A and 17B are examples of a light-reflecting functional object that expresses multifunctional optical characteristics composed of combinations of structures exemplified so far. First, in FIG. 17 (a), a plurality of first
[0062]
Furthermore, as shown in FIG. 17B, a configuration in which a plurality of the above-described blocks are arranged in the y direction makes it possible to express various light colors. For example, blue light λ from the block arranged on the upper side of the figure in the figure B However, from the block located in the middle, green light λ G However, the red light λ from the lower block R However, if it can be emitted by diffraction / scattering action, it controls the intensity of light emitted from each block (by changing the number N of fine structures located in each block in the y direction, By changing L or diameter D (in the case of a circular cross section), various “light colors” other than black can be expressed (by additive color mixing). If the light intensity of the three primary colors is the same, λ B + Λ G + Λ R = Λ W (White) and it will appear white to our eyes. As described above, various colors can be expressed by additive color mixture. Therefore, if this configuration is used, it can be applied to various displays.
[0063]
In addition, since the color emitted from each block is different, diffracted / scattered light from a certain block is always reflected even if the viewing angle (light receiving angle) is changed greatly, so gray (achromatic) Therefore, it has a feature that the color can be maintained without being visible. The fine structures in each block may have any arrangement as long as they are arranged with sufficient regularity to exhibit a light reflection function based on diffraction / scattering action. Thus, for example, a polygonal array (triangular array, orthogonal (quadrangle) array, pentagonal array, hexagonal array, etc.) on the xy plane can be mentioned. In the above examples, the blue wavelength λ B , Green wavelength λ G , Red wavelength λ R However, the present invention is not necessarily limited to this (for example, the green wavelength λ G , Red wavelength λ R Various combinations such as a combination of two blocks are possible.
[0064]
Hereinafter, the structural points of the light reflecting
[0065]
First, in the light reflecting
The first
[0066]
Accordingly, the first material 2a (refractive index n a ) And the
That is, when the refractive index ratio between the two is as close as possible to 1.0, the number N of steps in the y-axis direction of the
[0067]
Next, the peculiarity of the reflection function of the light
[0068]
18 to 22 show the measurement results of the incident angle dependence (α = 0 ° to 60 °) of the reflection spectrum in an actual light reflecting structure. Here, as the
[0069]
FIG. 18 shows the reflection spectrum at the incident angle α = 0 ° with the wavelength λ (nm) on the horizontal axis and the energy reflectivity R on the vertical axis, with the main peak in the vicinity of the wavelength of 370 nm and the wavelength of 450 nm. Sub-peaks are observed in the vicinity, and due to both peaks, the color in this case is generally bluish purple. As is clear from FIGS. 19 to 21, this main peak seen at an incident angle α = 0 ° is located in the vicinity of a wavelength of 400 nm to 430 nm even when the incident angle α increases from 15 ° to 45 °. A large peak shift does not occur, and therefore the color is stabilized to be almost bluish purple. Furthermore, as shown in FIG. 21, even when the incident angle α = 60 °, the main peak is located in the vicinity of the wavelength of 490 nm, and the color is blue to green-blue.
[0070]
Although only an example is shown here, even if the incident angle α is greatly changed from 0 ° to 60 °, it does not cause a large change in color, and, naturally, a wide viewing angle (incident angle α = 60 °), it does not occur that the image looks gray as recognized in the conventional interference-type color developing structure.
[0071]
Further, in FIG. 23, under the above conditions, the diameter D of the cylindrical body was used as a parameter, and D was changed to 0.03, 0.06, 0.09, 0.13, 0.19, and 0.28 μm. An example of the relationship between the incident angle α and the reflection peak wavelength λ is shown. In this example, as compared with the pitch P, it is recognized that the smaller the cylindrical body diameter D is, the less the incident angle dependency of the reflection peak wavelength λ is.
[0072]
Further, as described in the above configuration, the present invention is not limited to the combination of only two kinds of materials having different refractive indexes, as described as being composed of at least first and second materials having different refractive indexes. For example, FIG. As shown to (a) and FIG.24 (b) which is the enlarged view, it is good also as a structure which combined the
[0073]
Note that the actual diameter, pitch, and the like of the
[0074]
For example, the combination of the materials described above (refractive index n 1 = 1.63 PET and refractive index n 2 = 1.53 Ny6 configuration), the dimensions for obtaining blue color development (reflection peak wavelength λ = 0.45 μm) are generally as follows, as described in paragraph [0049]. Can be calculated as follows. First, for the center-to-center distance (pitch P) of each
m 1 = N2 × (B / 100) + n 1 × (A / 100)
Given in. Note that A + B = 100. Therefore, in this case, if the fine structure of PET occupying the cross section is 50% and the Ny6 material surrounding it is also 50%, the pitch P is
P = λ / m 1 = 0.45 μm / ((1.53 + 1.63) / 2) = 0.28 μm.
[0075]
Further, the diameter D (= 2r) of the
[0076]
Based on the scattering theory, the particle size parameter is
α = (λ / 2πr) (1)
The relational expression is widely used. Here, r is the particle radius and λ is the wavelength. According to the scattering theory, the scattered light intensity has been greatly fluctuated (vibrated) depending on the value of α. However, as a result of intensive studies, the present inventors have not applied scatter theory, but, as described above, paying attention to regularity (that is, diffraction / scattering action) makes this size parameter α
10 -2 ≦ α ≦ 10 3 ・ ・ ・ ▲ 2 ▼
In such a range, the inventors have found that a practical light reflection function is exhibited. Here, when the actual value is applied from the above-described FIGS. 18 to 22 and the α value is calculated backward, the radius r of the cylindrical body is r = (0.19 μm / 2), and the reflection peak wavelength is λ = 0.45 μm. From the value, α = about 0.75. A more preferable value of the size parameter α for exhibiting the light reflection function is 10 -1 -10 2 Or even 10 -1 10 is preferred. Especially from the point of light reflection function in the region from visible light to near infrared light, it is 10 -1 10 to 10 is desirable.
[0077]
The size parameter α is 10 -2 The particle size becomes much larger than the wavelength order, exceeding the range of Rayleigh scattering and Mie scattering in the scattering theory, so-called geometrical scattering (coloring at a omnidirectional scattering level) Will also be white only). Moreover, as a matter of course, when the particle (or cylindrical body) size is increased, it becomes difficult to form the fiber or film. Conversely, this α is 10 3 If the particle size becomes larger than that, the particle size will be below the molecular level, and it will be difficult to maintain regularity, and the scattered light intensity itself will be very small, so that a practical light reflection function will be achieved. It becomes impossible to express.
[0078]
Further, the relational expression 2r (= D) ≦ P shows the relationship between the diameter D of the
[0079]
Regarding the number of
[0080]
The number N in the y direction ym (The number of rows in the matrix) is the ratio of the refractive index of the second material and the first material having optical transparency (n 1 / N 2 However, in a system using air holes in the
[0081]
Next, the cross-sectional shape of the
[0082]
The cross-sectional shape of the
[0083]
The
[0084]
Further, the light reflecting functional object of the present invention has, for example, a rule sufficient for a fine structure to exhibit a light reflecting function based on diffraction / scattering action in a cross section (xz plane) as shown in FIG. Since they are arranged with good characteristics, they also have the following major characteristics that cannot be obtained with conventional color developing structures. That is, in the object, for example, in FIG. 28, basically, when light is incident on the (i) xz plane, it is configured to exhibit a large light reflection function. The light reflection function is inferior even when incident on the xy plane (cross-sectional direction) or (iii) the yz plane (side surface), but the function can be expressed. In other words, the light-reflecting functional object has a feature that it exhibits a light-reflecting function (omnidirectional reflection) no matter which direction the light enters.
[0085]
In particular, the fine structure in the light reflecting
[0086]
Furthermore, when the light reflecting functional object 1 (for example, in the case of yarn) is chipped to a length on the order of several millimeters to several tens of micrometers and used as a glittering material for coating. However, the following benefits are born. In other words, the normal interference coloring type glitter material is colored so that the incident light surface is naturally oriented in the coating film, or colored even if the orientation is random, by making it extremely flat in shape. In contrast to the use of the luster material, the luster material made of the present object can be colored without the precise control of the orientation of the luster material (see FIG. 28). For example, as indicated by reference numeral (A) in FIG. 28, even when the chipping surface is arranged in the light incident direction, color development is possible although the reflection efficiency is reduced.
[0087]
In addition, the light transmissive material referred to in the present invention is not particularly limited as long as it is a material that is substantially light transmissive in any region of visible light, infrared light, and ultraviolet light. Any of gaseous substances may be used. In addition, in order to develop a light reflection function based on diffraction / scattering action, reflection at the interface between the
[0088]
That is, when we look at the light reflecting
[0089]
Further, as a constituent material of the light reflecting
[0090]
Next, the material having substantially light transmittance will be described. As described in claim 13, it is desirable that at least the first material is made of at least one material selected from the group consisting of polymer-based, glass-based, and ceramic-based materials. Examples of the glass-based material include ordinary crown glass, flint glass, E glass, S glass, and quartz glass. As a ceramic material, for example, Al 2 O 3 , BeO, CaO and the like. Furthermore, in order to apply to more applied products, for example, as a woven or knitted fabric or film for forming color without visible blind spots in the visible light region, or as a molded product, or as a predetermined length. For a decorative / highly designed application that is used as a glitter material as a fine chip (small piece) that has been cut into pieces, a polymer system that is substantially light transmissive is more desirable.
[0091]
As the polymer material, among various polymer systems such as a thermoplastic resin, a thermosetting resin, and an ultraviolet curable resin, the polymer material is described in, for example, claim 21 in terms of moldability, post-processability, cost, and the like. As described above, at least one of the first material and the second material is a polyester, polyamide, polyolefin, vinyl, polyether ketone, polysulfide, fluorine, polycarbonate, or a blend thereof, or Any one of these copolymers is desirable, which enables practical polymer material combinations and manufacture.
[0092]
Next, variations in the cross-sectional structure having “sufficient regularity” in the first
[0093]
Further, in FIG. y1 N from line y4 When a group of microstructures made of the second material located in a row is considered as a single unit, the pitch P is the same in all rows, and N y1 Row and N y4 The diameters D of the
[0094]
In addition, in FIG. 31, as described in claim 13, a fine structure made of a second material regularly arranged at a pitch P in the x direction in odd rows (or even rows). 3 and the
[0095]
32 to 34 show an example of the reflection spectrum in the hexagonal array. However, as the
[0096]
In this way, the arrangement of the fine structure group is a hexagonal arrangement, so that even if the viewing angle is wide, it does not look gray like the interference type coloring structure, and exhibits a stable color. It was found that there was no significant change in color as in the interference-type coloring structure. In the above example, the
[0097]
On the other hand, in order to exhibit a light reflection function substantially based on diffraction / scattering action, the microstructures made of the second material do not necessarily have to be arranged at a certain interval. The present inventors have found that fine structures may be close to each other or in contact with each other as long as 3 is a diameter D and a pitch P, and the regularity is maintained. For example, FIG. 35 illustrates a cross-sectional structure in which the fine structures are in point contact with each other in the orthogonal array state illustrated in FIG. 2, and FIG. 36 illustrates the hexagonal array illustrated in FIG. 31. In this state, the case where the point contact is also made is shown.
[0098]
FIG. 37 shows a reflection spectrum in the structure shown in FIG. 35 (when the cylindrical bodies are in contact with each other: D = 0.28 μm). For reference, FIGS. 38 to 40 show reflection spectra when the diameter D of the cylindrical body is smaller than 0.16 μm, 0.19 μm, and 0.22 μm. The target color is blue, the material system is PET and Ny6 described above, the pitch P = 0.28 μm, the number of rows of the
[0099]
As is clear from FIG. 37, the reflection peak is recognized in the vicinity of the wavelength λ = 400 nm and the wavelength λ = 680 nm, which are two wavelengths, and the main peak is in the vicinity of λ = 680 nm. In this case, the color is generally magenta. In addition, the two reflection peak positions hardly change even when the diameter D of the cylindrical body (fine structure) becomes small, and it is recognized that the reflection intensity tends to change. It turns out that it expresses.
[0100]
As described above, the inventor of the present invention is composed of at least the first and second materials having different refractive indexes, and at least the first material is light transmissive in the cross section, and is surrounded by the first light transmissive material. Only when the fine cross-sectional structure group made of the second material maintains regularity in the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction, the desired group based on the diffraction / scattering action by the interaction with light is desired. It has been found that a reflection function can be obtained.
[0101]
Further, in the
[0102]
For example, the same or different light-transmitting material may be covered as a primary coating or a secondary coating around the light reflecting structure 4a. 41 (a) and 41 (b) are schematic views showing a third light transmitting property having a refractive index larger than that of the
[0103]
Moreover, in order to increase the glossiness of the light reflecting
[0104]
Furthermore, as described in claim 22, the materials of the
[0105]
In the light reflection
[0106]
Therefore, when focusing on the birefringence Δn from the viewpoint of improving the optical function, it is desirable to use a combination of a material having a large birefringence Δn and a small material. For example, also in the light reflecting
[0107]
In the fiber, since the crystal is oriented in the fiber axis direction during spinning or drawing, the refractive index (n in the fiber axis direction is controlled by controlling the conditions. z ) Can be significantly increased. From this point of view, considering the light reflection function based on diffraction / scattering action, at least one of the fine structures constituting the first and second light reflecting structures and the materials surrounding them. It is desirable that the birefringence Δn of these materials is 0.05 or more, more preferably 0.10 or more.
[0108]
Considering the combination of polyethylene naphthalate (PEN) and nylon 6 (Ny6), Δn of polyethylene naphthalate is 0.24 to 0.28, and Δn of nylon 6 is about 0.08. Produces an advantage that a refractive index difference of around 0.2 can be secured.
[0109]
Next, in the embodiment of the light reflecting functional object according to the present invention, in order to improve color development in the visible light region, or to improve an unprecedented composite color and depth, A pigment-containing region that does not impair the permeability may be incorporated. For example, a region incorporating a dark pigment such as black or brown is placed below the
[0110]
In this case, the
[0111]
On the other hand, if a region incorporating a white pigment is provided below the light reflecting
[0112]
The cross-sectional shape and dimensions of the light reflecting
[0113]
Next, the light reflecting
[0114]
Alternatively, as described in claim 26, after the light reflecting
[0115]
Further, as described in claim 27 or 28, such a fine chip (small piece) or powder body is used as a glitter material, and a paint or film structure having a light reflecting function by the glitter material, It can be applied to various molded products such as plastic. The coating for automobiles can be applied to, for example, outer panel coating, wheel and emblem surfaces, table fishers, instrument panels, door trims, and the like, and the molded body can be applied to bumpers, aero parts, and the like.
[0116]
In addition to the automobile field, it can be applied to various interior and exterior surfaces such as housings such as home appliances and toys, interior products, building materials, and sports equipment. By such application, it is possible to realize an excellent design property that does not have a large blind spot depending on the viewing direction, and also has a vivid color and a sense of depth due to the sharpness of the reflection spectrum.
[0117]
Next, the molding of the light reflecting
[0118]
Here, touching on the formation of a structure (fiber) having a light reflection function by a composite melt spinning method, see the known sea-island structure forming die (Japanese Patent Publication No. 44-13208, Japanese Patent Publication No. 44-18369, etc.) ) As a base, and similar scale-up so that a group of regularly arranged ultra-fine structures with regular islands with diameter D and center-to-center pitch P as shown in FIG. 1 can be formed with high accuracy. The special spinning base and two types of polymers that can melt the first and second materials, and appropriate spinning conditions (base temperature, temperature under the base, total discharge amount, discharge rate ratio, winding speed, etc.) To form an undrawn yarn. Furthermore, in order to achieve desired optical functions and improve mechanical properties, the light reflecting functional object of the present invention is subjected to a thermal stretching process or the like under appropriate conditions (temperature, winding speed, stretching ratio, etc.) as the next step. 1 can be obtained. In addition, about two types of polymers which can be melt | dissolved, when the stress balance of both in a nozzle | cap | die flow path and under a nozzle | cap | die discharge hole is considered, the thing with a melt viscosity characteristic (shear rate-melt viscosity) as close as possible is desirable.
[0119]
In the above description, the light reflection function mainly based on the diffraction / scattering action in the visible light region has been described, but it goes without saying that the present invention can also be applied to the ultraviolet and infrared regions. As an example, the infrared reflection function of the light reflection functional object according to the present invention will be described.
[0120]
That is, in the structure shown in FIG. 9B (first
[0121]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited by these Examples.
[0122]
Example 1
As the
[0123]
The spinning was performed according to the following procedure. First, a spinneret prepared by partially correcting a composite spinneret described in JP-A-8-2226011 was prepared, and the spinneret was attached to a melt compound spinning apparatus. Then, the spinning temperature was 285 ° C. and the winding speed was 3 km / min. To 5 km / min, an undrawn yarn was obtained by appropriately changing the discharge rate. The undrawn yarn was further reduced in diameter by a heat drawing treatment to obtain a light reflecting
[0124]
When the cross-section of the obtained yarn was observed with an electron microscope, the cross-sectional shape of the yarn was rectangular and the cross-sectional dimension was about 5.6 μm × 22 μm. In addition, first and second
[0125]
A reflection spectrum of this single yarn was measured at an incident angle θ = 0 ° in the visible light region using a spectrophotometer (an improvement of model U-4000 manufactured by Hitachi, Ltd.) equipped with an integrating sphere. The reflectance was based on a standard white plate. The obtained reflection spectrum had a main peak at the wavelength λ = 476 nm, the reflectance R was 72%, and the half width B of the spectrum at that wavelength was as small as about 86 nm, and the spectrum showed a steep shape.
[0126]
In addition, even when visually observed at an angle of about 0 °, blue color was developed, and a sense of depth was felt. Further, even when the viewing angle was greatly changed from 0 ° to 60 °, it was confirmed that the blue-purple to blue-green color was clearly developed without appearing gray like an interference type fiber.
[0127]
(Example 2)
The same polymer as in Example 1 is used, and the target cross-sectional structure is a rectangular type as shown in FIG. 5B and a three-stage structure (first
[0128]
Spinning is performed by using a partially modified composite spinneret described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-222001. The diameter of the object is reduced by spinning and hot drawing in the same manner as in Example 1, and the object has a light reflecting function. 1 was obtained.
[0129]
When the cross-section of the obtained yarn was observed with an electron microscope, the cross-sectional shape of the yarn was rectangular, and the cross-sectional dimension was about 6.8 μm × 25 μm. In addition, a
[0130]
The reflection spectrum of this single yarn was measured at an incident angle θ = 0 ° in the visible light region using the above spectrophotometer. The reflectance was based on a standard white plate. The obtained reflection spectrum had a main peak in the vicinity of the wavelength λ = 482 nm, the reflectance R was about 92%, the half-value width B of the spectrum was about 78 nm, and the spectrum was steep. In addition, even when visually observed at an angle of about 0 °, blue color was developed, and a sense of depth was felt. Further, even when the viewing angle was greatly changed from 0 ° to 60 °, it was confirmed that the color was clearly developed from blue-violet to blue-green without appearing gray like an interference type fiber.
[0131]
(Example 3)
The same polymer as in Examples 1 and 2 above is used, and the target cross-sectional structure is spinning aiming at a light-reflecting functional object that produces a green color consisting of a rectangular two-stage structure as shown in FIG. did. For spinning, a composite spinneret described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-222001 is partially modified, and spinning and heat-stretching are performed in the same manner as in Examples 1 and 2, and an
[0132]
When the cross section of the obtained yarn was observed with an electron microscope, the cross-sectional shape was rectangular, and the cross-sectional dimension was about 6.2 μm × 26 μm. In addition,
[0133]
A reflection spectrum of this single yarn was measured at an incident angle θ = 0 ° in the visible light region using the above spectrophotometer. The reflectance was based on a standard white plate. The obtained reflection spectrum had a main peak at the wavelength λ = 0.52 μm, the reflectance R was about 72%, and the half-value width B of the spectrum was extremely small, about 89 nm, and the spectrum was steep. In addition, it is confirmed that the color is green by visual observation at an angle of about 0 °, and when the viewing angle is greatly changed to about 0 ° to 60 °, it looks gray like an interference type fiber. However, it was confirmed that the green and blue-green colors were clearly developed.
[0134]
(Example 4)
The same polymer as in Examples 1, 2 and 3 is used, and the target cross-sectional structure is a light reflecting functional object that develops an orange color consisting of a rectangular two-stage structure as shown in FIG. And spun. For spinning, a composite spinneret described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-222611 is partially modified, and spinning and heat-stretching are performed in the same manner as in each of the above examples, and the
[0135]
When the cross section of the obtained yarn was observed with an electron microscope, the cross-sectional shape was rectangular, and the cross-sectional dimension was about 6.2 μm × 19 μm. In addition,
[0136]
A reflection spectrum of this single yarn was measured at an incident angle θ = 0 ° in the visible light region using the above spectrophotometer. The reflectance was based on a standard white plate. The obtained reflection spectrum had a main peak at the wavelength λ = 0.62 μm, the reflectance R was about 68%, and the half-value width B of the spectrum was about 90 nm. In addition, it was confirmed that the color was colored orange, and even if the viewing angle was changed to 0 ° to 60 °, it did not look gray like an interference type fiber, but it turned from orange to orange. It was confirmed that the color was clearly red.
[0137]
(Example 5)
As the
[0138]
For spinning, a base in which a known composite spinneret for making hollow fibers was partially modified was prepared, and this was installed in a melt composite spinning apparatus, and then a spinning temperature of 260 ° C. and a winding speed of 3 km / min to 5 km / Under the condition of min, the undrawn yarn was obtained by appropriately changing the discharge rate. The undrawn yarn was further reduced in diameter by a hot drawing process to obtain an
[0139]
When the cross section of the obtained yarn was observed with an electron microscope, the yarn cross-sectional shape was an elliptical shape, and the size thereof was about 4.8 μm × 21 μm. And in the inside of the
[0140]
The reflection spectrum of this single yarn was measured at an incident angle θ = 0 ° in the visible light region using the above spectrophotometer. The reflectance was based on a standard white plate. The obtained reflection spectrum had a main peak at the wavelength λ = 0.46 μm, the reflectivity R showed an extremely large value of about 85%, and the half width B of the spectrum was about 92 nm. In addition, it was confirmed visually that the color was blue. Further, even when the viewing angle was greatly changed from 0 ° to 60 °, it was confirmed that the color was clearly colored from purple to purple without appearing gray like an interference type fiber.
[0141]
(Example 6)
As the
[0142]
Spinning was performed by preparing a partially modified composite spinneret described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-222611, and mounting it on a melt composite spinning apparatus. Then, the spinning temperature was 285 ° C. and the winding speed was 3 km / min. Below, the amount of discharge was changed suitably and the undrawn yarn was obtained. This undrawn yarn was further subjected to a heat drawing treatment of 2.5 times to reduce the diameter and crystal orientation, thereby obtaining an
[0143]
After this treatment, when the refractive index on the PEN side was measured with an interference microscope, the refractive index n = 1.71 in the fiber axis direction, the refractive index n = 1.58 in the direction perpendicular to the fiber axis, and birefringence Δn = 0. .13. On the other hand, the refractive index on the PMMA side was n = 1.49 in both the fiber axis direction and the direction perpendicular to the fiber axis direction, and birefringence Δn = 0.
[0144]
When the cross section of the obtained yarn was observed with an electron microscope, the shape of the cross section of the yarn was a rectangular shape, and
[0145]
The reflection spectrum of this single yarn was measured at an incident angle θ = 0 ° in the visible light region using the above spectrophotometer. The reflectance was based on a standard white plate. The obtained reflection spectrum has a main peak at a wavelength λ = 0.48 μm, and its reflectance R shows a large value of 82% based on a large difference in birefringence Δn, and the half-value width B of the spectrum is 120 nm. It was relatively narrow. In addition, it was confirmed that the color was blue by visual observation, and even when the viewing angle was changed from 0 ° to 60 °, it did not look gray like the interference type fiber, and clearly from blue It was confirmed that the color was purple-blue.
[0146]
(Example 7)
The same polymer as in Example 6 above is used, and the target cross-sectional structure is a rectangular shape as shown in FIG. 9B, aiming at a light reflecting functional object (fiber) that develops a blue color consisting of a three-stage structure. Spinned. Spinning is performed by spinning and heat-stretching in the same manner as in Example 6 using a partially modified composite spinneret described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-222611, and the
[0147]
After this treatment, when the refractive index on the PEN side was measured with an interference microscope, the refractive index n = 1.71 in the fiber axis direction, the refractive index n = 1.58 in the direction perpendicular to the fiber axis, and birefringence Δn = 0. .13. On the other hand, the refractive index on the PMMA side was n = 1.49 in both the fiber axis direction and the direction perpendicular to the fiber axis direction, and birefringence Δn = 0.
[0148]
When the cross section of the obtained yarn was observed with an electron microscope, the yarn cross-sectional shape was rectangular, and inside thereof, the
[0149]
The reflection spectrum of this single yarn was measured at an incident angle θ = 0 ° in the visible light region using the above spectrophotometer. The reflectance was based on a standard white plate. The obtained reflection spectrum has a main peak in the vicinity of the wavelength λ = 0.48 μm, the reflectance R also shows a large value of 92% based on a large difference in birefringence Δn, and the half width B of the spectrum is also 110 nm. And it was relatively narrow. In addition, it was confirmed that the color was blue by visual observation, and even when the viewing angle was changed from 0 ° to 60 °, it did not look gray like the interference type fiber, and clearly from blue It was confirmed that the color was purple-blue.
[0150]
(Example 8)
As the first material 2a having optical transparency, an average refractive index n a = 1.63 polyethylene terephthalate (PET), and as the second material for forming the
[0151]
For spinning, the above-described composite spinneret (modified from the die described in Japanese Patent Laid-Open No. 8-222611) is used, and the discharge amount is appropriately changed within a spinning temperature of 285 ° C. and a winding speed of 3 km / min to 5 km / min. Thus, an undrawn yarn was obtained. The undrawn yarn was subjected to a heat drawing treatment to reduce the diameter and obtain a light reflecting
[0152]
When the cross section of the obtained yarn was observed with an electron microscope, the first
[0153]
A reflection spectrum of the single yarn was measured at an incident angle θ = 0 ° in the visible light region using the above-described spectrophotometer equipped with an integrating sphere. The reflectance was based on a standard white plate. The obtained reflection spectrum had a main peak at a wavelength λ = 525 nm, and the reflectance R reached 94% (see a in FIG. 43). Further, it was confirmed that the color was also green when visually observed at an angle of 0 °, and even when the viewing angle was changed from 0 ° to 60 °, it did not look gray and the color was changed from green to green-blue.
[0154]
Example 9
As the first material 2a having optical transparency, an average refractive index n a = 1.63 polyethylene terephthalate (PET), and nylon 6 (Ny6) with an average refractive index nb = 1.53 as the second material for forming the
[0155]
For spinning, an undrawn yarn was obtained by using the above-described composite spinneret and appropriately changing the discharge rate within a spinning temperature of 285 ° C. and a winding speed of 3 km / min to 5 km / min. The undrawn yarn was subjected to a heat drawing treatment to reduce the diameter and obtain a light reflecting
[0156]
When the cross section of the obtained yarn was observed with an electron microscope, the second
[0157]
A reflection spectrum of the single yarn was measured at an incident angle θ = 0 ° in the visible light region using the above-described spectrophotometer equipped with an integrating sphere. The reflectance was based on a standard white plate. The obtained reflection spectrum had a main peak at a wavelength λ = 545 nm, and the reflectance R reached 82% (see b in FIG. 42). Further, it was confirmed that the color was also green when visually observed at an angle of 0 °, and even when the viewing angle was changed from 0 ° to 60 °, it did not look gray and the color was changed from green to green-blue.
[0158]
(Example 10)
As the first material 2a having optical transparency, an average refractive index n a = 1.63 polyethylene terephthalate (PET), and as the second material for forming the
[0159]
For spinning, an undrawn yarn was obtained by using the above-described composite spinneret and appropriately changing the discharge rate within a spinning temperature of 285 ° C. and a winding speed of 3 km / min to 5 km / min. The undrawn yarn was subjected to a heat drawing treatment to reduce the diameter and obtain a light reflecting
[0160]
When the cross section of the obtained yarn was observed with an electron microscope, the first
[0161]
A reflection spectrum of the single yarn was measured at an incident angle θ = 0 ° in the visible light region using the above-described spectrophotometer equipped with an integrating sphere. The reflectance was based on a standard white plate. The obtained reflection spectrum had a main peak at a wavelength λ = 502 nm, and the reflectance R reached 71% (see c in FIG. 42). Further, it was confirmed that the color was developed to blue-green even by visual observation at an angle of 0 °, and even if the viewing angle was changed from 0 ° to 60 °, it did not appear gray and the color was developed from blue-green to blue.
[0162]
(Example 11)
Using the same polymer as in Examples 1 to 4, spinning was performed with a rectangular shape as shown in FIG. 1 (a) under the following conditions, aiming at an object (fiber) having an infrared reflecting function composed of a two-stage structure. went. For spinning, a composite spinneret described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-222611 is partially modified, and spinning and heat-stretching are performed in the same manner as in each of the above examples, and the
[0163]
When the cross section of the obtained yarn was observed with an electron microscope, the shape of the cross section of the yarn was a rectangular body, and the
[0164]
A reflection spectrum of this single yarn was measured at an incident angle θ = 0 ° using the above spectrophotometer equipped with an integrating sphere. The reflectance was based on a standard white plate. The obtained reflection spectrum had a main peak in the vicinity of the wavelength λ = 0.82 μm, the reflectance was relatively high at about 73%, and the half-value width B at that wavelength was about 100 nm.
[0165]
Example 12
Using the same polymer as in Examples 6 and 7 above, spinning was performed for the object (fiber) having the infrared reflecting function of a rectangular shape and a three-stage structure as shown in FIG. 9B under the following conditions. went. Spinning is performed by spinning and heat-stretching in the same manner as in Examples 6 and 7, using a partially modified composite spinneret described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-222611. 1 was obtained.
[0166]
After this treatment, when the refractive index on the PEN side was measured with an interference microscope, the refractive index n = 1.68 in the fiber axis direction, the refractive index n = 1.57 in the direction perpendicular to the fiber axis, and birefringence Δn = 0. .11. On the other hand, the refractive index on the PMMA side was n = 1.49 in both the fiber axis direction and the direction perpendicular to the fiber axis direction, and birefringence Δn = 0.
[0167]
When the cross section of the obtained yarn was observed with an electron microscope, the shape of the yarn cross section was a rectangular shape, and the
[0168]
A reflection spectrum of this single yarn was measured at the incident angle θ = 0 ° in the visible light region using the above spectrophotometer. The reflectance was based on a standard white plate. The obtained reflection spectrum has a main peak at a wavelength λ = 0.82 μm, and its reflectance R also shows an extremely large value of 82% based on a large difference in birefringence Δn, and the half width B of the spectrum is also 110 nm. Met.
[0169]
(Example 13)
As the
[0170]
Spinning is carried out by preparing a base partially modified from a known composite spinneret for producing hollow fibers, mounting it on a melt composite spinning apparatus, spinning temperature 260 ° C., winding
[0171]
When the cross section of the obtained yarn was observed with an electron microscope, the yarn cross-sectional shape was elliptical, and the inside of the
[0172]
The reflection spectrum of this single yarn was measured at an incident angle θ = 0 ° in the visible light region using the above spectrophotometer. The reflectance was based on a standard white plate. The obtained reflection spectrum had a main peak at the wavelength λ = 0.81 μm, the reflectivity R showed an extremely large value of about 8%, and the half width B of the spectrum was about 98 nm.
[0173]
【The invention's effect】
As described above, in the light reflecting functional object according to the present invention, a plurality of fine structures (fine structure groups) made of the second material surrounded by the first material having light permeability are substantially Forming a light reflecting structure with sufficient regularity to express a light reflecting function based on diffraction / scattering action, and the light reflecting structure having a different regularity corresponds to the light reflecting function. Since it is arranged in at least two stages inside the object, it can be solved even if it becomes gray even if it becomes a wide viewing angle (there is a blind spot) or expresses a rainbow color, high-quality fibrous, Alternatively, a film-like structure can be provided, and the half-value width of the reflection spectrum is narrowed, so that an extremely excellent effect that a sense of depth based on the steepness of the spectrum can be imparted is brought about. Furthermore, since the light reflecting functional object can be processed into a small chip or powder body relatively easily and inexpensively, it can be applied to paints, plastic moldings, nonwoven fabrics, paper, etc. as a glittering material. In addition, design properties based on the optical function of the structure can be applied to various articles.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a perspective view showing a basic structure of a light reflecting functional object according to the present invention.
(B) In the light reflection functional object concerning this invention, it is explanatory drawing which shows definitions, such as an incident angle and a diffraction angle.
FIG. 2 is an enlarged explanatory diagram of an xy plane in the light reflecting functional object shown in FIG. 1;
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the operation principle of the light reflecting functional object according to the present invention.
FIG. 4A is an example of a light reflecting functional object according to an embodiment of the present invention, which includes first to Nth light reflecting structures, in which pitches in the second to Nth light reflecting structures are equal and diameters are different. FIG.
(B) It is sectional drawing which consists of a 1st-Nth light reflection structure as embodiment of this invention, and shows the example from which the pitch and diameter in a 2nd-Nth light reflection structure differ.
FIG. 5A is a perspective view showing an example in which a second light reflecting structure is positioned on a first light reflecting structure as an embodiment of the present invention.
(B) It is a perspective view which shows the example which pinched | interposed the 2nd light reflection structure between the 1st light reflection structures similarly as embodiment.
FIG. 6A is a cross-sectional view showing an example in which a second light reflecting structure composed of a fine structure having a circular cross section is positioned on a second light reflecting structure as an embodiment of the present invention.
(B) It is sectional drawing which shows the example in which the 2nd light reflection structure which consists of a fine structure of a triangular cross section on the 2nd light reflection structure similarly as embodiment is located.
FIG. 7 is a graph showing a reflection spectrum of a light reflecting functional object according to the present invention in comparison with a case where there is only one light reflecting structure.
FIG. 8A is a diagram illustrating a case where the wavelength of light reflected from the second light reflecting structure in the light reflecting function object according to the present invention is ½ of the wavelength λ of light reflected from the first light reflecting structure. It is a perspective view which shows the example set so that it may become.
(B) In FIG. 8 (a), it is a perspective view which shows an example in case the diameter and pitch of the fine structure in a 2nd light reflection structure are equal.
FIG. 9A is a diagram illustrating a case where the wavelength of light reflected from the second light reflecting structure in the light reflecting function object in which the second light reflecting structure is sandwiched between the first light reflecting structures is the first wavelength. It is sectional drawing which shows the example set so that it may become 1/2 of wavelength (lambda) of the light reflected from a light reflection structure.
(B) In FIG. 9A, it is a perspective view which shows an example in case the diameter and pitch of the fine structure in a 2nd light reflection structure are equal.
FIGS. 10A to 10C are perspective views showing an example of a combination of a first light reflecting structure having an orthogonal arrangement and a second light reflecting structure having a hexagonal arrangement. FIGS.
FIGS. 11A to 11C are perspective views each showing an example of a combination of a first light reflection structure having a hexagonal arrangement and a second light reflection structure. FIG.
12 (a) and 12 (b) sandwich a second light reflecting structure having an orthogonal arrangement between a first light reflecting structure having an orthogonal arrangement and a third light reflecting structure having an hexagonal arrangement. It is a perspective view which shows the example of a form.
13A and 13B sandwich a second light reflecting structure having a hexagonal arrangement between a first light reflecting structure having an orthogonal arrangement and a third light reflecting structure having a hexagon arrangement. FIG.
FIG. 14A is a cross-sectional view showing an example of first and second light reflecting structures each having a fine structure group in a triangular arrangement as an embodiment of the light reflecting functional object according to the present invention.
(B) It is sectional drawing which shows the example in which the light reflection structure of a triangle-like arrangement | positioning is located on the light reflection structure provided with the micro structure group of an orthogonal arrangement | sequence as embodiment of this invention.
(C) It is sectional drawing which shows the example in which the light reflection structure of an orthogonal arrangement is located on the light reflection structure provided with the fine structure group of a triangular arrangement similarly as embodiment.
FIG. 15A is a cross-sectional view showing an example in which a light reflecting structure provided with orthogonally arranged fine structures is sandwiched between light reflecting structures provided with triangular arranged fine structures as an embodiment of the present invention. FIG.
(B) It is sectional drawing which shows the example which pinched | interposed the light reflection structure provided with the fine structure group of the pentagonal arrangement | sequence as another embodiment between the light reflection structures provided with the fine structure group of the triangular arrangement | sequence.
FIG. 16A shows an example in which a light reflecting structure having a triangular array of fine structure groups is sandwiched between light reflecting structures having an octagonal array of fine structure groups as an embodiment of the present invention. It is sectional drawing.
(B) It is sectional drawing which shows the example which consists of a 1st-3rd light reflection structure provided with the fine structure group of triangle shape, pentagon shape, and octagon shape arrangement | sequence similarly as embodiment.
FIG. 17A is a block diagram of a light-reflecting functional object according to an embodiment of the present invention in which block-shaped light reflecting structures that emit light of different wavelengths are arranged in parallel in the x direction on a second light reflecting structure. It is sectional drawing which shows the example of a structure.
(B) It is sectional drawing which shows the structural example which piled up the 1st-3rd light reflection structure body of the block shape which radiate | emits the light of a different wavelength as an embodiment of this invention in the y direction.
18 is a graph showing a reflection spectrum when the incident angle α = 0 ° by the light reflecting structure of the light reflecting functional structure shown in FIG. 1;
FIG. 19 is a graph showing a reflection spectrum when the incident angle α is 15 ° by the light reflecting structure of the light reflecting functional structure shown in FIG. 1;
20 is a graph showing a reflection spectrum when the incident angle α is 30 ° by the light reflecting structure of the light reflecting functional structure shown in FIG. 1;
FIG. 21 is a graph showing a reflection spectrum when the incident angle α = 45 ° by the light reflecting structure of the light reflecting functional structure shown in FIG. 1;
22 is a graph showing a reflection spectrum when the incident angle α is 60 ° by the light reflecting structure of the light reflecting functional structure shown in FIG. 1;
23 is a graph showing the relationship between the incident angle α and the reflection peak wavelength λ when the diameter of the fine structure in the light reflecting functional object shown in FIG. 1 is changed.
FIG. 24 (a) is a perspective view showing an orthogonally arranged light reflecting structure using a core-sheath microstructure as another embodiment of the light reflecting functional object according to the present invention.
(B) It is expansion explanatory drawing in the xy plane of the light reflection structure shown to Fig.24 (a).
FIGS. 25A to 25C are diagrams showing examples in which the cross-sections of the microstructures orthogonally arranged as an embodiment of the light reflecting structure in the light reflecting functional object according to the present invention are elliptical, rectangular and polygonal. It is expansion explanatory drawing of -y plane.
FIG. 26 (a) is a perspective view showing an example of an orthogonal arrangement type using a spherical microstructure as an embodiment of a light reflecting structure in a light reflecting functional object according to the present invention.
(B) It is expansion explanatory drawing of the spherical fine structure in the light reflection structure shown to Fig.26 (a).
FIGS. 27A to 27G are cross-sectional views showing examples of the shape of the light reflecting functional object according to the present invention. FIGS.
FIG. 28 is a conceptual diagram showing the structure of a coating film containing a small piece of a light reflecting functional object according to the present invention under chipping as a brightening material for coating.
FIG. 29 is an enlarged explanatory view of an xy plane showing an example in which the diameters of the columnar microstructures arranged orthogonally are changed for each row as an embodiment of the light reflecting structure in the light reflecting functional object according to the present invention. .
FIG. 30 is an enlarged explanatory view of an xy plane showing an example in which the diameters of cylindrical microstructures arranged orthogonally are changed every two rows as an embodiment of a light reflecting structure in a light reflecting functional object according to the present invention. is there.
FIG. 31 (a) is a perspective view showing an example of a hexagonal array type with a microstructure having a circular cross section as an embodiment of a light reflecting structure in a light reflecting functional object according to the present invention.
(B) It is expansion explanatory drawing in the xy plane of the light reflection structure shown to Fig.31 (a).
32 is a graph showing a reflection spectrum when the incident angle α = 0 ° by the light reflecting structure shown in FIG. 31;
33 is a graph showing a reflection spectrum when the incident angle α = 45 ° by the light reflecting structure shown in FIG. 31;
34 is a graph showing a reflection spectrum when the incident angle α = 60 ° by the light reflecting structure shown in FIG. 31;
FIG. 35 is an enlarged explanatory diagram of an xy plane showing an example in which orthogonally arranged cylindrical microstructures are in contact with each other as an embodiment of a light reflecting structure in a light reflecting functional object according to the present invention.
FIG. 36 is an enlarged explanatory view of an xy plane showing an example in which hexagonally arranged cylindrical microstructures are in contact with each other as an embodiment of a light reflecting structure in a light reflecting functional object according to the present invention.
FIG. 37 is a graph showing a reflection spectrum when the diameter of the cylindrical microstructure is 0.28 μm shown in FIG.
38 is a graph showing a reflection spectrum when the diameter of the cylindrical microstructure is 0.16 μm shown in FIG.
39 is a graph showing a reflection spectrum when the diameter of the cylindrical microstructure is 0.19 μm shown in FIG.
40 is a graph showing a reflection spectrum when the diameter of the cylindrical microstructure is 0.22 μm shown in FIG.
41 (a) and 41 (b) are examples in which a primary coating layer and primary and secondary coating layers are provided around the structure as an embodiment of a light reflecting structure in a light reflecting functional object according to the present invention. FIG.
FIG. 42 is a graph showing a reflection spectrum when the incident angle α = 0 ° by the light reflecting functional structure obtained in Example 8 (a), Example 9 (b), and Example 10 (c). .
[Explanation of symbols]
1 Light reflection functional object
2, 2a, 2b first material
3, 3a, 3b microstructure
4a First light reflecting structure
4b Second light reflecting structure
Claims (28)
該物体の内部に、屈折率の異なる少なくとも第１及び第２の材料からなり、少なくとも第１の材料が光透過性を有し、第２の材料からなる複数の微細構造体が第１の材料により取り囲まれた状態で回折・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置された光反射構造体を有し、異なる規則性を備えた光反射構造体が少なくとも２段配設してあることを特徴とする光反射機能物体。A fibrous or film-like object having an optical function of at least one of the reflection characteristics of visible light, infrared light and ultraviolet light,
The object is made of at least first and second materials having different refractive indices, at least the first material is light transmissive, and a plurality of microstructures made of the second material are the first material. A light reflecting structure disposed with regularity sufficient to express a light reflecting function based on diffraction / scattering action in a state surrounded by at least two light reflecting structures having different regularity A light-reflecting functional object characterized by being arranged in steps.
ＰＮ，ＰＮ−１，・・・，Ｐ２＜Ｐ１
であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光反射機能物体。P 1 is the pitch between the fine structures positioned in the first light reflecting structure, P 2 is the pitch between the fine structures positioned in the second light reflecting structure, and the (N−1) th light reflecting structure. When the pitch between the fine structures located in the body is P N-1 and the pitch between the fine structures located in the Nth light reflecting structure is P N ,
P N , P N−1 ,..., P 2 <P 1
The light reflecting functional object according to claim 1, wherein the light reflecting functional object is a light reflecting functional object.
Ｌ２＜Ｌ１、かつＰ２＜Ｐ１
であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つの項に記載の光反射機能構造体。A cross section in the x direction of the microstructure located in the first light reflecting structure when the light incident direction is the y direction and the direction of the microstructure group composed of a plurality of microstructures opposed to the y direction is the x direction. When the dimension is L 1 , the pitch between the fine structures is P 1 , the cross-sectional dimension in the x direction of the fine structure located in the second light reflecting structure is L 2 , and the pitch between the fine structures is P 2 ,
L 2 <L 1 and P 2 <P 1
The light reflection functional structure according to any one of claims 1 to 3, wherein
Ｐ２ｘ＝Ｌ２
なる関係があることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つの項に記載の光反射機能構造体。A cross section in the x direction of the fine structure located in the second light reflecting structure, where the light incident direction is the y direction and the direction of the fine structure group composed of a plurality of fine structures facing the light direction is the x direction. Between the dimension L 2 and the pitch of the microstructures in the x direction between P 2x ,
P 2x = L 2
The light reflection functional structure according to any one of claims 1 to 4, wherein:
Ｐ１＝λ／ｍ１ ・・・（１）
Ｐ２＝（λ／２）／ｍ２ ・・・（２）
（式中のｍ１，ｍ２は第１及び第２の光反射構造体の見かけの屈折率であって、
ｍ１＝ｎｂ×（Ａ／１００）＋ｎａ×（Ｂ／１００）
ｍ２＝ｎｄ×（Ｃ／１００）＋ｎｃ×（Ｅ／１００）
Ａ＋Ｂ＝１００
Ｃ＋Ｅ＝１００
で与えられる。なお、Ｂ及びＡは第１の光反射構造体断面に占める微細構造体及び該微細構造体を取り囲む光透過性材料の面積割合、またＥ及びＣは第２の光反射構造体断面に占める微細構造体及び該微細構造体を取り囲む光透過性材料の面積割合を示す。）The refractive index of the fine structure located on the first light-reflecting structure n b, the pitch between the microstructure P 1, the refractive index of the light transmitting material surrounding the microstructure n a, the second the refractive index of the fine structure located on the light reflecting structure n d, the pitch between the microstructure P 2, the refractive index of the light transmitting material surrounding the microstructure and n c, further first light 9. The light reflection according to claim 1 , wherein the pitches P 1 and P 2 satisfy the following relationship, where λ is a wavelength of light reflected from the reflection structure. Functional object.
P 1 = λ / m 1 (1)
P 2 = (λ / 2) / m 2 (2)
(Where m 1 and m 2 are the apparent refractive indices of the first and second light reflecting structures,
m 1 = n b × (A / 100) + n a × (B / 100)
m 2 = n d × (C / 100) + n c × (E / 100)
A + B = 100
C + E = 100
Given in. B and A are the area ratio of the fine structure and the light-transmitting material surrounding the fine structure in the first light reflection structure cross section, and E and C are the fine structure in the second light reflection structure cross section. The area ratio of the light transmissive material surrounding the structure and the microstructure is shown. )
Ｐ２ｘ＝Ｐ２ｙ＝Ｌ２ｘ＝Ｌ２ｙ
であることを特徴とする請求項９記載の光反射機能物体。When the pitches of the microstructures in the second light reflecting structure in the x direction and the y direction are P 2x and P 2y , respectively, and the cross-sectional dimensions of the microstructures in the x direction and the y direction are L 2x and L 2y , respectively. ,
P 2x = P 2y = L 2x = L 2y
The light reflecting functional object according to claim 9, wherein:
Ｌ１＝２ｒ
１０−２≦α≦１０３
２ｒ≦Ｐ
なる関係を満たすことを特徴する請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光反射機能物体。The cross-sectional shape of the fine structure is circular, the cross-sectional dimension (diameter) in the circular cross-section is L 1 , and the adjacent fine structures in the matrix-like arrangement regularity of rows and columns composed of the circular fine structure When the pitch is P and the reflection peak wavelength due to diffraction / scattering action is λ, the size parameter α (= λ / 2πr) and the pitch P are L 1 = 2r.
10 −2 ≦ α ≦ 10 3
2r ≦ P
The light reflection functional object according to claim 1, wherein the following relationship is satisfied.
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