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JPH0610261A - 色彩異方繊維及び/又は繊維構造物 - Google Patents

色彩異方繊維及び/又は繊維構造物

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Publication number
JPH0610261A
JPH0610261A JP3198505A JP19850591A JPH0610261A JP H0610261 A JPH0610261 A JP H0610261A JP 3198505 A JP3198505 A JP 3198505A JP 19850591 A JP19850591 A JP 19850591A JP H0610261 A JPH0610261 A JP H0610261A
Authority
JP
Japan
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film
fiber
color
sno
layer
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Application number
JP3198505A
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English (en)
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JP3183911B2 (ja
Inventor
Michio Kubota
道雄 久保田
Yoshikazu Kondo
義和 近藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kanebo Ltd
Original Assignee
Kanebo Ltd
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Publication date
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  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Decoration Of Textiles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、他の金属酸化物を透明膜に用いた
場合に比べて耐久性と耐光性に優れしかも優れた色彩異
方効果を発現するもので、ファッショナブルな衣料やイ
ンテリア品などに使用できる。 【構成】 繊維及び/又は繊維構造物上に第一層の反射
膜として膜厚100〜2000Åの金属膜を、その上の
第二層の透明膜として膜厚100〜5000Åの酸化錫
膜あるいは酸化錫と錫の混合膜を有する色彩異方繊維及
び/又は繊維構造物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、色彩異方繊維及び/又
は繊維構造物に関する。
【0002】
【従来の技術】これまで反射膜としてアルミニウム、
金、銀、銅、亜鉛(以下これらをAl、Au、Ag、C
u、Znと記す)等の金属膜を、透明膜として酸化アル
ミニウム、酸化アンチモン、酸化チタン、酸化ジルコニ
ウム等の金属酸化物膜を有するフィルムは提案されてい
る。又、フィルム上に上述の金属膜及び金属酸化物膜を
形成させたあと、更にこれらを積層させ、最上層に反射
率の高いAl、Ag等の反射膜やポリ塩化ビニル、ポリ
酢酸ビニル、ポリアクリル酸エステル等の感熱型または
天然樹脂、ポリビニルエーテルなどをベースフィルムと
して粘着加工してなる感圧型の接着剤層を付与したもの
がある(特開昭61−16900号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来方法はフィルムへの蒸着であり、かつ前者の方法
は、作業上の煩雑さや経済的な問題はともかく、本発明
者らが目的とするすぐれたファッション素材となり得る
すばらしい色彩異方効果を有した繊維及び/又は繊維構
造物は得られない。後者の方法は、やはり、高分子フィ
ルムに関する蒸着であり、ある程度の色彩異方効果は得
られるが、我々が目的とするすぐれたファッション性を
有した繊維及び/又は繊維構造物に到達しないばかり
か、更に作業の煩雑さや経済的な面に大きな問題があ
る。
【0004】また、金属酸化物以外(ヨウ化銅、フッ化
マグネシウム、フッ化アルミニウム等)の透明膜を用い
た例もあるが(特開昭60−2359号公報)、これら
の処理物では耐光性が悪く、サンプルを数日間放置する
と変色し、色の黒づみや光沢低下が見られ、実用性に乏
しい。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、このよう
な従来技術の有する欠点を改良すべく鋭意研究した結
果、本発明を完成した。即ち第一の本発明は、繊維及び
/又は繊維構造物上に第一層の反射膜として膜厚100
〜2000Åの金属膜、その上の第二層として膜厚10
0〜5000Åの酸化錫(以下SnO2 と記す)膜ある
いはSnO2 と錫(以下Snと記す)の混合膜を有する
色彩異方繊維及び/又は繊維構造物である。
【0006】また第二の本発明は、繊維及び/又は繊維
構造物上に第一層の反射膜として膜厚100〜2000
Åのアルミニウムと酸化アルミニウム(以下Al2 3
と記す)膜、その上の第二層として膜厚100〜500
0Åの酸化錫(以下SnO2と記す)膜あるいはSnO
2 と錫(以下Snと記す)の混合膜を有する色彩異方繊
維及び/又は繊維構造物である。
【0007】本発明に使用する繊維としては、綿、絹、
麻等の天然繊維、レーヨン及びナイロン、ポリエステ
ル、アクリル等の合成繊維を含む公知の繊維が挙げられ
る。又、使用する繊維構造物としては、織編物、不織
布、繊維シート及び立毛布帛等を含む公知の繊維構造物
が挙げられる。
【0008】本発明に使用する金属膜としては、Al、
Au、Ag、Cu、Znなどが挙げられる。好ましく
は、可視領域においてフラットで大きな反射率を有する
Alを用いる。更に好ましくは、400〜600nmの
光反射率が30%以上、更に好ましくは40%以上、特
に好ましくは50%以上であり、かつ、該波長における
反射率差が好ましくは20%以下、更に好ましくは10
%以下の金属膜である。
【0009】金属膜としてAlを使用する場合には、膜
を構成する成分としてAl2 3 が共存してもよい。光
電子分光法(ESCA)によれば、Al2 3 の結合エ
ネルギーはAlのそれよりも高エネルギー側に位置して
いる。Al2 3 の生成は、装置内の真空度に依存し、
装置内の真空度が低いとAl2 3 の生成は促進され、
Al層中のAl2 3 の存在割合が増加する。一方、装
置内の真空度が高いとAl2 3 の生成は抑制され、A
l層中のAl2 3 の存在割合が減少する。この際、真
空度が低い程、即ち、Al2 3 の存在割合が多い程、
反射率及び光沢が低下する傾向にあるので、Al2 3
の生成を極力抑制させるためには、装置内の真空度を1
×10-5Torr以上にする必要がある。
【0010】一方、金属膜としてAg、Cuを使用する
と、Alの場合のような酸化物の存在は認められず、本
発明方法による蒸着条件では、Ag、Cuは酸化されな
いことが示唆される。
【0011】反射膜の膜厚は、通常100〜2000
Å、好ましくは200〜1000Åである。金属の膜厚
が100Åよりも小さいと、光の反射が充分でなく、干
渉効果が弱まり目的とする優れた色彩異方繊維及び/又
は繊維構造物が得られない。又、2000Å以上では、
効果は飽和し、繊維及び/又は繊維構造物への金属被膜
が厚くなり過ぎ、風合の硬化が生じるばかりか、被膜が
剥離脱落しやすくなり、品質の劣化につながる。
【0012】本発明において使用する透明膜としてはS
nO2 膜あるいはSnO2 とSnの混合膜を用いる。S
nO2 あるいはSnO2 とSnの混合物を用いると、驚
くべきことに、従来の酸化チタン、酸化アルミニウム
等、他の金属酸化物等では不可能であった耐光性がよ
く、又非常に優れた色彩異方効果を有し、鮮やかなコバ
ルトブルーあるいは紫色を呈する色彩異方繊維及び/又
は繊維構造物を得ることができる。ESCA分析の結
果、SnO2 の縮合エネルギーがSnのそれよりも高エ
ネルギー側に位置する。SnO2 /Snの比は、1/1
以上が好ましく、より好ましくは5/1〜3/1であ
る。SnO2 とSnの混合膜を用いると、SnO2 単独
膜の場合よりも優れた色彩異方効果が得られる。
【0013】これら透明膜の膜厚は通常100〜500
0Å、好ましくは200〜2000Åである。透明膜の
膜厚により色相を選択すればよい。SnO2 の膜厚がこ
の値より大きくても小さくても干渉効果が良好でなく又
充分でなく、一方大きいと干渉効果は良好であるが皮膜
が剥離し易く又経済的でなく、目的とする優れた色彩異
方繊維及び/又は繊維構造物が得られない。
【0014】本発明により得られた色彩異方繊維及び/
又は繊維構造物は耐光性、耐摩耗性にすぐれているが、
保護膜として屈折率が1.7以下のシリコン樹脂、アク
リル樹脂、アルキド樹脂、アミノ樹脂、エポキシ樹脂、
ニトロセルロース及びそれらの変成樹脂の透明樹脂層を
形成させると、更に実用上の耐久性が向上する。透明樹
脂層の膜厚としては通常0.5μm以下であり、好まし
くは0.3〜0.01μm、特に好ましくは0.1〜
0.03μmである。
【0015】金属膜とSnO2 膜とは、真空中で真空蒸
着、イオンプレーティング、スパッタリングあるいはそ
れらの応用技術にて積層できる。その界面は、原子オー
ダーにて組成が徐々に変化するものである。組成の変化
は、X線光電子分光法(以下これをESCAと記す)に
て分析できるが、大体30〜70Å程度の境界領域を経
て変化する。
【0016】又、本発明により得られる色彩異方繊維及
び/又は繊維構造物の表面の電子顕微鏡(以下これをS
EMと記す)測定を行なうと、ところどころに粒状のも
のが見られる。これをX線顕微鏡解析(以下これをXM
Aと記す)で観察すると、この粒状物は、SnO2 ある
いはSnO2 とSnの混合物が粒状に集合したものであ
ることがわかった。この粒状構造物は、粒子の大きさ、
数に変化はあるが、ほとんどすべての繊維及び/又は繊
維構造物に見られている。この粒状構造の粒子の大きさ
は0.2〜1.0μ、好ましくは0.3〜0.8μと比
較的大きいものであり、又、その数は通常100個/μ
2 、好ましくは高々50個/μm2 である。
【0017】本発明者らは、表面の粒状構造と色彩異方
効果との関連性について検討すべく、以下の実験を行な
った。即ち、表面の粒状構造は、真空蒸着装置及びイオ
ンプレーティング装置を用いて蒸着する場合に見られる
特有な構造である。蒸着速度が速いと表面は粗くなり、
一方、蒸着速度が遅いと表面は滑らかになる。この事実
を利用して表面の粒状構造の粗さが色彩異方効果にどの
ように影響するかを検討した。
【0018】金属(Al、Au、Ag等)及びSnO2
の膜厚を一定にし、蒸着速度を1.0〜2.0Å/秒、
3.0〜5.0Å/秒、6.0〜8.0Å/秒、>8.
0Å/秒と変化させて、繊維及び/又は繊維構造物上に
蒸着し、色彩評価を行なった。評価方法は、肉眼判定及
びマクベス分光光度計による反射率測定により行なっ
た。
【0019】蒸着速度が速い程、色調が薄くなる現象が
見られた。蒸着速度は、粒状構造の生成と相関してお
り、表面形態が粗い程、表面で散乱される光が増加し、
干渉効果が弱まったためである。この現象は、淡い色調
の、例えばパール光沢を呈する色彩異方繊維及び/又は
繊維構造物の製造に好適である。
【0020】本発明でいうところの色彩異方効果とは、
基本的に光の干渉現象によって生じるものと思われる
が、水上の油膜やシャボン玉の色合やコンパクトディス
クでの分光現象とはその大きさや色調、趣において根本
的に異なる。身近な例でいうならば、真珠の光沢を布一
杯に広げた様なものである。しかも、見る方向や光の強
さ、光の波長によって、各種自在に色調を異にする。
【0021】
【発明の効果】本発明の透明膜にSnO2 膜あるいはS
nO2 とSnの混合膜を用いた色彩異方繊維及び/又は
繊維構造物は、他の金属酸化物を用いた場合に比べて耐
久性や耐光性に優れ、しかも、非常にすばらしい色彩異
方効果を発現するという点で大いにすぐれている。この
繊維及び/又は繊維構造物を利用することにより、非常
にファッショナブルな衣料やインテリア品などに使用す
ることができ、産業上有用性が大である。
【0022】
【実施例】
実施例1 真空蒸着装置によりAlあるいはSnO2 (粉末をプレ
スした錠剤)をタングステンコイルに入れ加熱し、1×
10-5Torrの状態に保ち、ポリエステル(PET)
布帛上に真空蒸着させた。Alの膜厚を100、20
0、300、500、1000、2000Åと変え、S
nO2 の膜厚を100〜5000Åと変えた。蒸着終了
後、サンプルを取り出し、肉眼判定及び反射率の測定に
より色彩の評価を行なった。反射率の測定は、マクベス
分光光度計により波長360〜740nmの範囲で測定
した。色彩評価の結果を表1に示す。
【0023】
【表1】
【0024】干渉効果が発現したものは「発現」、しな
いものは「なし」と記載した。色彩異方性は肉眼判定に
より、耐光性はフェードメータ20時間露光後肉眼判定
により色彩変化の少ないものから「優」、「良」、
「可」、「不可」とした。
【0025】実施例2 真空蒸着装置により実施例1と同様に、Al以外の金属
(Au,Cu)あるいはSnO2 をPET布帛上に真空
蒸着した。作成したサンプルの色彩評価を実施例1と同
様に行なった。Au、Cuの色彩評価の結果を表1に示
す。これらの金属を使用した場合も、色彩異方効果は発
現するが、色彩の多色化については、Alの場合に比べ
てやや劣る。
【0026】比較例1 真空蒸着装置により、AlあるいはZnO2 ,Agl,
AlF3 ,MgF2 を実施例1と同様にPET布帛に真
空蒸着した。作製したサンプルの色彩評価を実施例1と
同様に行ない、その結果を表1に示す。
【0027】実施例3 SnO2 の錠剤とSnの粒状物を使用する以外、実施例
1と同様にして色彩異方PET布帛を製造した(ESC
A分析によればSnO2 /Sn=4/1)。その結果を
表1に示す。
【0028】実施例4 真空度を変更する以外、実施例3と同様にして色彩異方
PET布帛を製造した。これら3種の布帛で反射率を測
定した結果(表2参照)、真空度が低い程、即ちAl2
3 の存在割合が多い程、反射率の低下が認められた。
【0029】
【表2】
【0030】
【図面の簡単な説明】
【図1】PET布帛のESCA分析の結果であり、
(a)は第一層の反射膜としてAlを350Å、第二層
の透明膜としてSnO2 を130Åを、(b)はAlを
350Å、SnO2 を246Åをコーティングしたもの
のエッチング時間と元素組成をプロットした図を示す。
【図2】PET布帛のESCA分析の結果であり、
(c)は第一層の反射膜としてCuを360Å、第二層
の透明膜としてSnO2 を122Åを、(d)は第一層
の反射膜としてCuを350Å、第二層の透明膜として
SnO2 を242Åをコーティングしたもののエッチン
グ時間と元素組成をプロットした図を示す。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成3年9月12日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正内容】
【0004】また、金属酸化物以外の透明膜、例えばヨ
ウ化銅、フッ化マグネシウム、フッ化アルミニウム(以
下CuI,MgF2 ,AlF3 と記す)等を用いた例も
あるが(特開昭60−2359号公報)、これらの処理
物では耐光性が悪く、サンプルを数日間放置すると変色
し、色の黒ずみや光沢低下が見られ、実用性に乏しい。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】また第二の本発明は、繊維及び/又は繊維
構造物上に第一層の反射膜として膜厚100〜2000
ÅのAlと酸化アルミニウム(以下Al2 3 と記す)
膜、その上の第二層として膜厚100〜5000ÅのS
nO2 膜あるいはSnO2 とSnの混合膜を有する色彩
異方繊維及び/又は繊維構造物である。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正内容】
【0009】金属膜としてAlを使用する場合には、膜
を構成する成分としてAl2 3 が共存してもよい。X
線光電子分光法(以下ESCAと記す)によれば、Al
2 3 の結合エネルギーはAlのそれよりも高エネルギ
ー側に位置している。Al23 の生成は、装置内の真
空度に依存し、装置内の真空度が低いとAl2 3 の生
成は促進され、Al層中のAl2 3 の存在割合が増加
する、一方、装置内の真空度が高いとAl2 3 の生成
は抑制され、Al層中のAl2 3 の存在割合が減少す
る。この際、真空度が低い程、即ち、Al2 3 の存在
割合が多い程、反射率及び光沢が低下する傾向にあるの
で、Al2 3 の生成を極力抑制させるためには、装置
内の真空度を1×10-5Torr以上にする必要があ
る。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】反射膜の膜厚は、通常100〜2000
Å、好ましくは200〜1000Åである。金属の膜厚
が100Åよりも小さいと、光の反射が充分でなく、干
渉効果が弱まり目的とする優れた色彩異方繊維及び/又
は繊維構造物が得られない。又、2000Å以上では、
繊維及び/又は繊維構造物への金属被膜が厚くなり過
ぎ、風合の硬化が生じるばかりか、被膜が剥離脱落しや
すくなり、品質の劣化につながる。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】本発明において使用する透明膜としてはS
nO2 膜あるいはSnO2 とSnの混合膜を用いる。S
nO2 あるいはSnO2 とSnの混合物を用いると、驚
くべきことに、従来の酸化チタン、酸化アルミニウム
等、他の金属酸化物等では不可能であった耐光性がよ
く、又非常に優れた色彩異方効果を有し、鮮やかな虹色
を呈する色彩異方繊維及び/又は繊維構造物を得ること
ができる。ESCA分析の結果、SnO2 の結合エネル
ギーがSnのそれよりも高エネルギー側に位置する。S
nO2 /Snの比は、1/1以上が好ましく、より好ま
しくは5/1〜3/1である。SnO2 とSnの混合膜
を用いると、SnO2 単独膜の場合よりも優れた色彩異
方効果が得られる。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】これら透明膜の膜厚は通常100〜500
0Å、好ましくは200〜2000Åである。透明膜の
膜厚により色相を選択すればよい。透明膜の膜厚が10
0Åより小さいと干渉効果が良好でなく又充分でなく、
一方大きいと干渉効果は良好であるが皮膜が剥離し易く
又経済的でなく、目的とする優れた色彩異方繊維及び/
又は繊維構造物が得られない。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0015
【補正方法】変更
【補正内容】
【0015】金属膜と透明膜とは、真空中で真空蒸着、
イオンプレーティング、スパッタリングあるいはそれら
の応用技術にて積層できる。その界面は、原子オーダー
にて組成が徐々に変化するものである。組成の変化は、
ESCAにて分析できるが、大体30〜70Å程度の境
界領域を経て変化する。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0018
【補正方法】変更
【補正内容】
【0018】金属膜(Al、Au、Ag等)及び透明膜
の膜厚を一定にし、蒸着速度を1.0〜2.0Å/秒、
3.0〜5.0Å/秒、6.0〜8.0Å/秒、>8.
0Å/秒と変化させて、繊維及び/又は繊維構造物上に
蒸着し、色彩評価を行なった。評価方法は、肉眼判定及
びマクベス分光光度計による反射率測定により行なっ
た。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0020
【補正方法】変更
【補正内容】
【0020】本発明でいうところの色彩異方効果とは、
基本的に光の干渉効果によって生じるものと思われる
が、水上の油膜やシャボン玉の色合やコンパクトディス
クでの分光現象とはその大きさや色調、趣において根本
的に異なる。身近な例でいうならば、真珠の光沢を布一
杯に広げた様なものである。しかも、見る方向や光の波
長によって、各種自在に色調を異にする。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0022
【補正方法】変更
【補正内容】
【0022】
【実施例】 実施例1 真空蒸着装置によりAl次いでSnO2 (粉末をプレス
した錠剤)をタングステンコイルに入れ加熱し、系内の
真空度を1×10-5Torrの状態に保ち、ポリエチレ
ンテレフタレート(以下PETと記す)布帛上に真空蒸
着させた。Alの膜厚を100、200、300、50
0、1000、2000Åと変え、SnO2 の膜厚を1
00〜5000Åと変えた。尚、膜厚は蒸着源と布帛の
中心部と同距離の位置に置いた膜厚センサーにより測定
した。蒸着終了後、サンプルを取り出し、肉眼判定及び
反射率の測定により色彩の評価を行なった。反射率の測
定は、マクベス分光光度計により波長360〜740n
mの範囲で測定した。色彩評価の結果を表1に示す。
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0024
【補正方法】変更
【補正内容】
【0024】干渉効果が発現したものは「発現」、しな
いものは「なし」と記載した。色彩異方性は、肉眼判定
により行なった。耐光性は、オートフェードメーター密
閉式(FOL−HB)にて紫外線照射20時間の条件で
行ない、肉眼判定により色彩変化の少ないものから
「優」、「良」、「可」、「不可」とした。
【手続補正12】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】PET布帛のESCA分析の結果であり、
(a)は第一層の反射膜としてAlを350Å、第二層
の透明膜としてSnO2 を130Åを、(b)はAlを
350Å、SnO2 を246Åをコーティングしたもの
のエッチング時間と元素組成をプロットした図を示す。
【図2】PET布帛のESCA分析の結果であり、
(c)は第一層の反射膜としてCuを360Å、第二層
の透明膜としてSnO2 を122Åを、(d)は第一層
の反射膜としてCuを350Å、第二層の透明膜として
SnO2 を242Åをコーティングしたもののエッチン
グ時間と元素組成をプロットした図を示す。
【図3】真空蒸着装置内の蒸着源、基布、膜厚センサー
の位置を表す図である。蒸着源と基布及び膜厚センサー
の距離は同距離である。
【手続補正13】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】追加
【補正内容】
【符号の説明】 1 蒸着源 2 PETフィルム(布帛) 3 膜厚センサー
【手続補正14】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図3
【補正方法】追加
【補正内容】
【図3】 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年7月1日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の詳細な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、色彩異方繊維及び/又
は繊維構造物に関する。
【0002】
【従来の技術】これまで反射膜としてアルミニウム,
金,銀,銅,亜鉛(以下これらをAl,Au,Ag,C
u,Znと記す)等の金属膜を、透明膜として酸化アル
ミニウム,酸化アンチモン,酸化チタン,酸化ジルコニ
ウム等の金属酸化物膜を有するフィルムは提案されてい
る。又、フィルム上に上述の金属膜及び金属酸化物膜を
形成させたあと、更にこれらを積層させ、最上層に反射
率の高いAl,Ag等の反射膜やポリ塩化ビニル,ポリ
酢酸ビニル,ポリアクリル酸エステル等の感熱型または
天然樹脂,ポリビニルエーテルなどをベースフィルムと
して粘着加工してなる感圧型の接着剤層を付与したもの
がある(特開昭61−16900号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来方法はフィルムへの蒸着であり、かつ前者の方法
は、作業上の煩雑さや経済的な問題はともかく、本発明
者らが目的とする優れたファッション素材となり得るす
ばらしい色彩異方効果を有した繊維及び/又は繊維構造
物は得られない。後者の方法は、やはり、高分子フィル
ムに関する蒸着であり、ある程度の色彩異方効果は得ら
れるが、我々が目的とする優れたファッション性を有し
た繊維及び/又は繊維構造物に到達しないばかりか、更
に作業の煩雑さや経済的な面に大きな問題がある。
【0004】また、金属酸化物以外の透明膜、例えばヨ
ウ化銅,フッ化マグネシウム,フッ化アルミニウム(以
下CuI,MgF2 ,AlF3 と記す)等を用いた例も
あるが(特開昭60−2359号公報)、これらの処理
物では耐光性が悪く、サンプルを数日間放置すると変色
し、色の黒ずみや光沢低下が見られ、実用性に乏しい。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、このよう
な従来技術の有する欠点を改良すべく鋭意研究した結
果、本発明を完成した。即ち第一の本発明は、繊維及び
/又は繊維構造物上に第一層の反射膜として膜厚100
〜2000Åの金属膜、その上の第二層として膜厚10
0〜5000Åの酸化錫(以下SnO2 と記す)膜ある
いはSnO2 と錫(以下Snと記す)の混合膜を有する
色彩異方繊維及び/又は繊維構造物である。
【0006】また第二の本発明は、繊維及び/又は繊維
構造物上に第一層の反射膜として膜厚100〜2000
ÅのAlと酸化アルミニウム(以下Al2 3 と記す)
膜、その上の第二層として膜厚100〜5000ÅのS
nO2 膜あるいはSnO2 とSnの混合膜を有する色彩
異方繊維及び/又は繊維構造物である。
【0007】本発明で使用する繊維としては、綿,絹,
麻等の天然繊維、レーヨン及びナイロン,ポリエステ
ル,アクリル等の合成繊維を含む公知の繊維が挙げら
れ、繊維構造物としては、それらの繊維からなる織編
物,不織布,繊維シート及び立毛布帛等を含む公知の繊
維構造物が挙げられる。又繊維の形状としては丸,三
角,偏平,U断面等公知のすべての形状が使用できる
が、このなかでも、偏平或いは三角断面を使用すると、
色彩異方効果が良好になる。好ましくはスルフォン酸基
含有のカチオン可染ポリエステルを少なくとも一成分と
して用いると、金属膜との接着性或いは色彩の発現が良
好になる。更に、偏平糸使いの綾織は、偏平糸が布表面
に現れ強い光沢の発現に好ましい。
【0008】本発明に使用する金属膜としては、Al,
Au,Ag,Cu,Zn,ニッケルなどが挙げられる。
これらの金属の中ではAl,Au,Ag,Cuを使用す
るのが良い。この中でも可視領域においてフラットで大
きな反射率を有し、好ましくは400〜600nmの光
反射率が30%以上、更に好ましくは40%以上、特に
好ましくは50%以上であり、かつ該波長における反射
率差が20%以下、好ましくは10%以下のAlを使用
すると最も好ましい結果となる。この場合、淡色で上品
な、赤から紫の多彩な色彩の発現が見られる。金属膜と
してAuを使用すると、淡色な青から緑系をベースとし
て、見る角度により多彩な色相,色調を発現できる。
又、金属膜としてAgを使用すると、上品な鮮明な金色
から緑,紫をベースとして見る角度に多彩な色彩異方性
を与える。一方、金属膜としてCuを用いると、見る角
度によって鮮やかな色彩と多彩な色彩異方性を発現させ
うる。本発明で金属膜としてSnを使用すると、色彩が
非常に悪くなるばかりか、色彩異方効果が全く発現しな
くなる。金属膜の種類を変えることにより、それぞれ異
なった色相,色彩を発現しうるので、目的に応じて金属
膜の種類を選択すればよい。
【0009】金属としてAlを使用した場合、膜の構成
成分としてAl2 3 が混在していてもよい。Al中に
Al2 3 が混在すると金属膜としての反射率が減少
し、薄い色調が得られる。Al中のAl2 3 の存在
は、光電子分光法(以下ESCAと記す)測定により確
認され、Al2 3 に対応するピークは、Al単体のそ
れに比べて高エネルギー側にある。
【0010】反射膜の膜厚は、通常100〜2000
Å、好ましくは200〜1000Åである。金属の膜厚
が100Åよりも小さいと、光の反射が充分でなく、干
渉効果が弱まり目的とする優れた色彩異方繊維及び/又
は繊維構造物が得られない。又、2000Å以上では、
繊維及び/又は繊維構造物への金属被膜が厚くなり過
ぎ、風合の硬化が生じるばかりか、被膜が剥離脱落しや
すくなり、品質の劣化につながる。
【0011】本発明において使用する透明膜としてはS
nO2 膜あるいはSnO2 とSnの混合膜(以下これら
を該透明膜と記す)を用いる。SnO2 あるいはSnO
2 とSnの混合物を用いると、驚くべきことに、従来の
酸化チタン,Al2 3 等、他の金属酸化物等では不可
能であった、耐光性及び色彩異方効果が改善でき、鮮や
かな虹色を呈する色彩異方繊維及び/又は繊維構造物が
得られる。ESCA分析の結果、SnO2 の結合エネル
ギーがSnのそれよりも高エネルギー側に位置する。S
nO2 /Snの比は、1/1以上が好ましく、より好ま
しくは5/1〜3/1である。SnO2 とSnの混合膜
を用いると、SnO2 単独膜の場合よりも優れた色彩異
方効果が得られる。
【0012】該透明膜の膜厚は、通常100〜5000
Å、好ましくは200〜2000Åである。該透明膜の
膜厚が100Åより小さいと干渉効果が充分でなく、目
的とする優れた色彩異方効果が得られない。一方、50
00Åより大きいと、被膜が厚くなりすぎ被膜の剥離脱
落が起こり、耐久性或いは風合いの面に大きな問題が生
じる。又、該透明膜の膜厚により色相が変化するので、
目的に応じて膜厚を選択すればよい。更に繊維構造物の
位置によって50〜1000Å程度の膜厚変化があれ
ば、一層多彩な虹色,多色効果を発現し好ましい。
【0013】本発明により得られた繊維及び/又は繊維
構造物は耐光性,耐摩耗性に優れているが、その表面に
保護膜として屈折率1.7以下、好ましくは1.5以下
のシリコン樹脂,アクリル樹脂,アルキツド樹脂,アミ
ノ樹脂,エポキシ樹脂,ニトロセルロース及びそれらの
変成樹脂等の透明樹脂層を形成すると、更に実用上の耐
久性が向上する。透明樹脂層の膜厚は通常0.5μm以
下が好ましく、更に好ましくは0.3〜0.01μm、
特に好ましくは0.1〜0.03μmである。この中で
アクリル酸エチル及び/またはアクリル酸ブチルを主成
分とする樹脂、例えば「エルコートEX−210」(根
上工業社製、防水加工コーティング樹脂の商品名)等を
保護膜として用いると最も好ましい結果が得られる。エ
ルコートEX−210は、パラクロンCL−コンク(P
aracron CL−conc、根上工業社製、トル
イレンジイソシアネート3モルとトリメチロールプロパ
ン1モルとを反応させたトリイソシアネートの固形分7
5%酢酸エチル溶液の商品名)及びカタリストC−46
(Catalyst C−46、根上工業社製、30%
の有機スズ化合物及び70%のトルエンから成るエルコ
ート用撥水シリコン用の架橋剤の商品名)の架橋剤と併
用するとより効果的である。
【0014】又、エルコートEX−210は、ポリマー
側鎖中に反応基として水酸基とカルボン酸基を有してい
る特殊なポリマーであって、パラクロンCL−コンク又
はメラミン系架橋剤及びカタリストC−46と併用し三
次元化することにより、耐水性,耐油性が格段に向上
し、特に接着性が非常に良好になるとともに、耐摩耗性
等の耐久性が飛躍的に向上する。特にこの樹脂を適用す
ると、他の樹脂に比較して色彩の劣化や変化が非常に少
なく、例えば、単色で見られる若干の色のくすみも本発
明の目的とする虹色干渉に対して実質的に影響を及ぼさ
ない。
【0015】金属膜及び該透明膜とは、真空中で真空蒸
着,イオンプレーティング,スパッタリングあるいはそ
れらの応用技術にて積層することができる。その界面
は、原子オーダーにて組成が徐々に変化するものであ
る。又繊維上の金属膜,該透明膜及び樹脂膜は、繊維間
隔によって変わるが繊維全体に存在する必要はなく、少
なくとも良好な色彩異方効果を発現する程度にその表面
にのみ、即ち、蒸着面にのみ存在すればよい。繊維構造
物上の金属膜,該透明膜及び樹脂膜も少なくとも良好な
色彩異方効果を発現する程度にその表面にのみ、即ち、
蒸着面にのみ存在すればよい。繊維及び/又は繊維構造
物の裏側にも蒸着したいときは、最初蒸着した面の裏側
から再度蒸着すればよい。
【0016】本発明により得られる色彩異方繊維及び/
又は繊維構造物を該透明膜の方から走査型電子顕微鏡で
観察すると、表面に粒状のものが見られる。これをX線
顕微鏡解析で観察すると、この粒状物は該透明膜が粒状
に集合したものであることがわかった。この粒状構造の
生成は粒子の大きさや数に変化はあるが、殆どすべての
繊維及び/又は繊維構造物に見られている。粒状構造の
粒子の大きさは通常0.2〜1.0μ、好ましくは0.
3〜0.8μであり、又、その数は通常100個/μm
2 、好ましくは高々50個/μm2 である。
【0017】本発明者らは、表面の粒状構造と色彩異方
効果との関連性について検討すべく、以下の実験を行っ
た。即ち、表面の粒状構造は、真空蒸着装置及びイオン
プレーティング装置を用いて蒸着する場合に見られる特
有な構造である。蒸着速度が速いと表面は粗くなり、一
方、蒸着速度が遅いと表面は滑らかになる。この事実を
利用して表面の粒状構造の粗さが色彩異方効果にどのよ
うに影響するかを検討した。
【0018】金属膜(Al,Au,Ag等)及び該透明
膜の膜厚を一定にし、蒸着速度を1.0〜2.0Å/
秒、3.0〜5.0Å/秒、6.0〜8.0Å/秒、>
8.0Å/秒と変化させて、繊維及び/又は繊維構造物
上に蒸着し、色彩評価を行った。評価方法は、肉眼判定
及びマクベス分光光度計による反射率測定により行っ
た。
【0019】蒸着速度が速い程、色調が薄くなる現象が
見られた。蒸着速度は、粒状構造の生成と相関してお
り、表面形態が粗い程、表面で散乱される光が増加し、
干渉効果が弱まったためである。この現象は、淡い色調
の、例えばパール光沢を呈する色彩異方繊維及び/又は
繊維構造物の製造に好適である。
【0020】本発明で言うところの色彩異方効果とは、
基本的に光の干渉効果によって生じるものと思われる
が、水上の油膜やシャボン玉の色合いやコンパクトディ
スクでの分光現象とはその大きさや色調,趣において根
本的に異なる。身近な例で言うならば、真珠の光沢を布
一杯に広げた様なものである。しかも、見る方向により
各種自在に色調を異にする。
【0021】
【発明の効果】透明膜に該透明膜を用いた色彩異方繊維
及び/又は繊維構造物は、他の金属酸化物を用いた場合
に比べて耐久性や耐光性に優れ、しかも、非常にすばら
しい色彩異方効果を発現するという点で大いに優れてい
る。この繊維及び/又は繊維構造物を利用することによ
り、非常にファッショナブルな衣料やインテリア品など
に使用することができ、産業上有用性が大である。
【0022】
【実施例】 実施例1 真空蒸着装置によりAl次いでSnO2 (粉末をプレス
した錠剤)をタングステンコイルに入れ加熱し、系内の
真空度を1×10-5Torrの状態に保ち、ポリエチレ
ンテレフタレート(以下PETと記す)布帛上にAl及
びSnO2 を表1に示す膜厚で真空蒸着した。尚、膜厚
は蒸着源と布帛の中心部と同距離の位置に置いた膜厚セ
ンサーにより測定した。蒸着終了後、サンプルを取り出
し、肉眼判定及び反射率の測定により色彩評価を行っ
た。反射率の測定は、マクベス分光光度計により波長3
60〜740nmの範囲で測定した。色彩評価の結果を
表1に示す。
【0023】色彩評価は、肉眼判定により、色彩異方効
果の優れているものから、「優」,「良」,「可」,
「不可」と判定した。又耐光試験は、オートフェードメ
ーター密閉式(FOL−HB)にて、紫外線ロングライ
フカーボンアークを使用し、バックパネル温度72〜7
4℃,温度31℃,紫外線照射20時間の条件で行っ
た。評価方法は、肉眼判定により紫外線照射前後の色彩
変化の少ないものから「優」,「良」,「可」,「不
可」とした。
【0024】実施例2 金属膜をAu,Cuに変更する以外、実施例1と同様に
行った。結果を表1に示す。
【0025】実施例3 透明膜をSnO2 (粉体をプレスしたもの)とSn(粒
状物)の混合物(SnO2 /Sn=4/1)に変更する
以外、実施例1と同様に行った。その結果を表1に示
す。実施例1と実施例3を比較すると、金属膜及び該透
明膜の膜厚が同一であれば、同一色が得られるが、色彩
異方効果については、SnO2 とSnの混合物を使用し
た場合の方が優れている。
【0026】比較例1 真空蒸着装置により、AlあるいはZnO2 ,AgI,
AlF3 ,MgF2 を実施例1と同様にPET布帛に真
空蒸着した。作製したサンプルの色彩評価を実施例1と
同様に行い、その結果を表1に示す。
【0027】
【表1】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】PET布帛のESCA分析の結果である。図中
の縦軸は各元素の存在比を表しており、横軸はエッチン
グタイムを表している。又1S,2P,3Pは各元素の
電子軌道を表す。(a)は反射膜としてAlを350
Å、その上に透明膜としてSnO2 を130Å、(b)
はAlを350Å、SnO2 を246Å蒸着したもので
ある。下層のAl層中にも酸素原子が存在しており、A
2 3 が存在していることが示唆される。
【図2】真空蒸着装置内の蒸着源,基布,膜厚センサー
の位置を表す図である。蒸着源と基布及び膜厚センサー
の距離は同距離である。
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【図2】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 繊維及び/又は繊維構造物上に第一層の
    反射膜として膜厚100〜2000Åの金属膜を、その
    上の第二層の透明膜として膜厚100〜5000Åの酸
    化錫膜あるいは酸化錫と錫の混合膜を有する色彩異方繊
    維及び/又は繊維構造物。
  2. 【請求項2】 繊維及び/又は繊維構造物上に第一層の
    反射膜として膜厚100〜2000Åのアルミニウムと
    酸化アルミニウムの混合膜を、その上の第二層の透明膜
    として膜厚100〜5000Åの酸化錫膜あるいは酸化
    錫と錫の混合膜を有する色彩異方繊維及び/又は繊維構
    造物。
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