专利名称：纤维结构及使用此结构的纺织品的制作方法
日本专利申请P9-285776和P9-270095的内容在此作为参考。
本发明涉及以可见辐射的反射和干涉或是反射紫外或红外辐射产生颜色的纤维结构以及使用这种结构的纺织品。
按常规方法，是使用含无机或有机染料或颜料或是诸如微细铝片和云母片之类的发亮材料的油漆使诸如纤维，建筑材料和涂料之类的各种材料产生颜色或从其反射紫外和红外线，或进一步改进视觉质量和其感觉。
近来，随着使用者的口味不同和高质量趋向，色调随视点变化并有高色彩的高质量纤维结构的要求量在不断增加。在这种情况下，对产生的颜色不依赖着色物质(诸如染料和颜料)而依赖物理现象(诸如光的反射，干涉，衍射和漫射)的纤维结构和产生的明亮颜色依赖着色物质的颜色和物理现象产生的颜色的协同效应的纤维结构的制取进行了许多尝试。
例如，JP43-14185和JP-A1-139803公开了有彩虹的涂覆型复合纤维，它是用有不同折光指数的两种或多种树脂制得的。日本纺织品机械学会杂志(JournaloftheTextileMachinerySocietyofJapan)Vol.42，No2，PP 55-62(1989)和Vol.42，No.10，PP 60-68(1989)叙述了由光学干涉产生颜色的可光控叠层聚合物膜，其中是将分子各向异性取向的膜置于两个偏光膜之间。
JP-A59-228042，JP-B260-24847和JP-B263-64535叙述了例如由南美形态-蝴蝶(它的鲜明色调因视点不同而变化是众所周知的)构想的彩虹织物。JP-A62-170510和JP-A63-120642叙述了因在纤维表面形成预定宽度的凹槽而产生干涉色的结构。二文献均叙述了由于不用染料和颜料所形成的结构其颜色是牢固和永久的。
然而，JP43-14185和JP-A1-139803中所叙述的复合纤维不能产生透明的光亮颜色，因为其光学厚度(＝涂层厚度×折光指数)不是经常一致的，并且其颜色区域不宽而是有限。日本纺织品机械学会杂志中所说的可光控叠层聚合物膜不能产生足够亮度的颜色，并且以低制造成本是难以形成细纤维或小碎屑或碎片的。JP-A59-228042，JP-B260-24847，Jp-B263-64535，JP-A62-170510，和JP-A63-120642中所公开的织物和结构实际上是很难提供所要求的色效应的。
为解决这一问题，US5,407,738和US5,472,798提出了产生由光学反射和干涉根据视点不同而色调不同的明亮而持久的颜色的结构。因而在此将US5,472,798的教导提出供参考。另外，JP-A7-195603提出了反射紫外线和/或红外线的结构。
为制备如US5,472,798所公开的具有光学反射和干涉的着色结构，然而形成交替叠层和折光指数比为1.1或更大的可组合聚合物的数不大，产生了组合种类较少的问题。另外，尽管它有可能用较少层数以到达较高的反射性的大优点，但可组合聚合物的流动性常常是不足的，这使厚度小(例如0.08μm)的均匀稳定的交替叠层膜的制造产生困难，部分可组合聚合物例外。再者，不常用的可组合聚合物价格是高的。
因此，本发明的目的是提供具有反射和干涉可见辐射或反射紫外或红外辐射的纤维结构，其制造方法容易，制造价格低廉。本发明的另一目的是提供使用此纤维结构的纺织品。
本发明的一方面在于提供一种具有反射和干涉可见辐射，反射紫外和反射红外辐射的至少一种特性的纤维结构，此纤维结构具有X-轴和Y-轴方向的横截面，它包括在横截面中的交替叠层，该交替叠层包括预定数的折光指数为na，厚度为da的第一部分和相邻于第一部分的折光指数为nb，厚度为db的第二部分，其中，当所说的折光指数na≥1.3，且nb/na比为1.01≤nb/na≤1.20时，其反射峰波长λ等于2(nada＋nbdb)。
本发明的另一方面在于提供一种纺织品，该纺织品包括第一纤维，该纤维包括具有反射和干涉可见辐射特性的纤维结构；和与第一纤维组合的第二纤维，该纤维包括天然纤维，化学纤维与天然纤维和化学纤维的混合纤维之一的纤维。
本发明的又一方面在于提供一种纺织品，该纺织品包括一种经纱；和一种与所说经纱交叉的纬纱，所说的经纱和纬纱均包括具有反射和干涉可见辐射特性的纤维结构。
本发明还有一方面是提供一种纺织品，该纺织品包括一种经纱，和一种与经纱交叉的纬纱，经纱和纬纱之一包括具有反射和干涉可见辐射特性的纤维结构，另一种包括白色的纤维。
本发明的再一个方面是提供一种纺织品，该纺织品包括安排在纺织品预定部位的刺绣，该刺绣是用具有反射和干涉可见辐射特性的纤维结构组成的。
图1A-1B表示体现本发明的纤维结构的横截面；图2A-2B与图1B类似，各表示另一种纤维结构。
图3A-3B与图2B类似，各表示另一种纤维结构。
图4A-4C与图3B类似，各表示另一种纤维结构。
图5A-5B与图4C类似，各表示另一种纤维结构。
图6是两种有机聚合物组合的形成温度差和折光指数比之间的关系图示。
图7-13为本发明的第一具体实施方案图。
图14-20与图13类似，为本发明的第二具体实施方案图。
图21-27与图20类似，为本发明的第三具体实施方案图。
图28与图27类似，为纤维结构的实施例1。
图29与图28类似，为纤维结构的实施例2。
图30与图29类似，为纤维结构的实施例3。
图31与图30类似，为纤维结构的实施例4。
图32-33与图31类似，为本发明的第四具体实施方案。
图34-35与图33类似，为包括纤维结构的纺织品的实施例1-3。
现参考附图对体现本发明的纤维结构进行说明。
首先参考图1A，具有一个在单轴向(one-axis)或Z-轴向伸展的轴的纤维结构包括在横截面中的具有不同折光指数的第一有机聚合物层或膜101和第二有机聚合物层或膜102。第一和第二有机聚合物层101，102在纤维结构的X-轴向继续延伸并在其Y-轴向进行叠合。
纤维结构的截面可以是如图1A所示的矩形或如图1B所示的椭圆形或如图2A所示的圆形。就圆形截面的纤维结构而言，第一和第二有机聚合物层101，102可以是如图2B所示的同心叠合。而且，纤维结构的截面可以形如星状或多角形。但是纤维结构截面就其在X-轴向上较宽的反射和干涉面积而言最好是扁平的。其扁平率或纤维结构的X-轴向长度与Y-轴向长度的比例最好是在1.5-10.0之间。扁平率为15.0或更大时，纤维结构的可纺性有大的破坏。
参见图3A-4C，纤维结构可包括在第一和第二有机聚合物层101，102的交替叠层周围的保护层103，如图3A和4A-4C所示，或在其中间的保护层103，如图3B所示，以防止分裂为二，并能改进耐磨性和机械强度。
参见图5A，第二有机聚合物层102可不连续延伸或在X-轴向有被第一有机聚合物层101阻断的部分。再参见图5B，第二有机聚合物层102可被一叶中脉连接起来以形成薄片形脊状结构，例如US5,407,738中所示。
第一和第二有机聚合物层101，102，可在X-轴向连续或不连续延伸，只要它们在Y-轴向是规则叠合的。在后一情况中，X-轴向中的纤维结构的一边的长度最好大于反射的辐射光波长。
第一和第二有机聚合物层101，102的叠层数N最好是5或更大，特别是在10-120之间。叠层数N小于5时，得到的第二有机聚合物与第一有机聚合物的折光指数比nb/na为1.01≤nb/na≤1.20，不能保证有好的光学反射和干涉。叠层数N大于120时，则喷丝板的结构变得很复杂，使得其中的聚合物流变成非层流，其结果是不可能完成均匀和稳定的交替叠层。
本发明的纤维结构具有包括两个折光指数不同的有机聚合物的交替叠层的基本层结构。有机聚合物最好是高聚物树脂，特别是热塑性聚合物树脂，要有一定的半透明性。特别是由反射和干涉可见辐射(0.38-0.78μm)而产生颜色的纤维结构最好是对可见辐射有较高的半透明性。
参见图1A，具体地说，交替叠层是一种包括有预定厚度的第一有机聚合物层101与有预定厚度的第二有机聚合物层102在Y-轴向中规则交替安排并在X-轴向有预定长度的结构。请注意，辐射的垂直入射意即辐射是在Y-轴向入射到第一和第二有机聚合物层101，102的交替叠层上的。
有机聚合物包括聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)，聚萘二甲酸乙二酯(PEN)，和聚酰胺，诸如聚酯，聚丙烯腈，聚苯乙烯(PS)，聚偏氟乙烯(PVDF)，尼龙-6(Ny-6)和尼龙-66(Ny-66)，聚丙烯(pp)，聚乙烯醇，聚碳酸酯(PC)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚醚醚酮(PEEK)，聚对亚苯基对苯二甲酸二酰胺，聚苯硫(PPS)，它们是用第三组分分别对上述三类变性得到的。有机聚合物还包括两种或多种上述聚合物树脂的混合物和其共聚合物树脂。
研究揭示了下面的事实用具有一个在单轴向或Z-轴向延伸的轴的纤维结构，有X-和Y-轴向的横截面，包括在横截面中排列的交替叠层并包括折光指数为na和厚度为da的第一有机聚合物层101和与其邻近的折光指数为nb和厚度为db的第二有机聚合物层102，如果当na≥1.3并且1.01≤nb/na≤1.20，反射峰波长λ等于2(nada＋nbdb)，就可达到本发明的目的。
现对上述条件作详细说明。Na≥1.30的条件得自这一事实，即有机聚合物的折光指数一般在1.30-1.82之间，实际上是在1.35-1.75之间，其中1.30相应于有机聚合物折光指数的下限。有机聚合物的折光指数可在其中加入例如氟来降低，在理论上能使折光指数约为1.3。注意，有机聚合物的折光指数是随拉伸的程度等而改变的。有机聚合物的折光指数还可以在其中加入折光指数低的诸如氟化钠(NaF)或氟化镁(MgF2)的结晶颗粒来降低。但它们使有机聚合物产生浊度而使半透明度降低和/或使成形性破坏。低折光指数(1.4或更低)的有机聚合物包括氟树脂，诸如聚四氟乙烯(PTFE)和氟乙烯聚丙烯(FEP)，以及硅树脂，诸如聚硅氧烷。折光指数高(1.6或更高)的有机聚合物包括聚酯树脂，诸如聚偏氯乙烯(PVDC)和聚萘二酸乙二酯(PEN)以及聚苯硫(PPS)。
将两种或多种上述的有机聚合物组合制备小件制品时，二者之间的形成温度差ΔT和表面能差ΔE构成了其重要因数。特别是从有机聚合物的选择角度来看，ΔT是非常重要的。
下面叙述使用两种有机聚合物的组合时的形成温度差ΔT。形成温度差ΔT是第一有机聚合物的形成温度T1和第二有机聚合物的形成温度T2之差，即T2-T1。一般说来，ΔT较小是理想的，即约80℃或更低，优先约60-50℃或更低。其理由如下第一，用较大的ΔT进行复合形成或纺丝时，低形成温度的有机聚合物的温度应当增加到有较高形成温度的有机聚合物的温度。因此，形成温度较低的有机聚合物受到较高的温度而引起分子量的降低或容易热分解，使包括机械特性和光学特性的物理性能被破坏，结果无法进行实际应用。在复合纺丝过程中，特别是在纺丝后用热牵伸，得不到改进的取向和结晶，结果在实际应用中难以得到足够的拉伸强度和韧性。
第二，ΔT较大时，二种有机聚合物的熔体粘度差较大。因此，两种有机聚合物在喷丝板或染料中的聚集和分配常常与设计不符，结果难以制成小的制品。一般当融体粘度差较大时，分配是按Hagen-Poiseuille公式用拔染来控制的。特别是在制造有光学反射和干涉的纤维结构时，第一和第二有机聚合物层101，102应当是厚度很小(约0.07-0.08μm)并且以可见区域的成色观点考虑是均匀形成的。采用最小形成温度差ΔT被证明是正确的。
式1.01≤nb/na≤1.20给出了第二和第一有机聚合物102，101的折光指数比nb/na的上下限。由于下面的事实，1.01≤nb/na≤1.20给出的条件是重要的图6所示为具有半透明的两种有机聚合物组合的形成温度差ΔT与折光指数比nb/na之间的关系。请注意，圆(○)代表良好的成形性，三角(Δ)代表一般的成形性，叉(×)代表较差的成形性。图6揭示，大部分的具有形成温度差ΔT为80-70℃或更低的两种有机聚合物组合具有相对优良的成形性和1.01-1.20的折光指数比。而且图6给出了一个重要的结果是，大部分具有优选形成温度差ΔT为60-50℃或更低的两种有机聚合物组合具有的折光指数比nb/na在1.01-1.10范围。
参见图6，现对nb/na≥1.01给出的条件作详细的叙述。以聚碳酸酯(PC)和聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的组合为例，PET的形成温度T1为290℃，PC的形成温度T2为280℃，因此，二者的形成温度差ΔT为10℃。而PC和PET的折光指数比nb/na为1.01。因此，PC和PET的组合在图6的左下方，以箭头1指示。当用PC和PET的组合制造叠层数N例如为61的图3A所示的纤维结构时，纤维的反射率差ΔR约为0.1，如图6所示。这将在后面结合图7-13作详细叙述。
近期的研究揭示，用实验(入射角为0°，接受角为0°)得到的相对反射率是用计算得到的反射率差ΔR的2-2.5倍。基于这一知识进行转换得到的相对反射率约为0.20-0.25，这相当于能辨别可见颜色的水平，即其低限。如果折光指数比nb/na小于1.01，则反射率差ΔR减小至不能辨认可见颜色的水平。
另外，如果折光指数比nb/na在1.01以下，接近1.0，则纤维结构易受由于温度和根据波长的折光指数分散等而使折光指数波动的影响，结果难以得到实际上满意的光学反射和干涉，甚至是大大地增加叠层数N。因此，现已了解到，nb/na≥1.01所给的条件是折光指数比nb/na的低限所必须的。
其次，参见图6对nb/na≤1.20所给出的条件进行详细叙述。以聚苯硫(PPS)和聚丙烯(PP)的组合为例，PP和PPS的折光指数比nb/na为1.22，这在两种有机聚合物的组合中是颇高的值。参见图6，此组合的反射率差ΔR约为0.9。另一方面，关于两种有机聚合物组合时构成重要因数的形成温度，PP的形成温度T1为220℃，PPS的形成温度T2约为330℃。因此，二者的形成温差ΔT为110℃，结果是复合纺丝和成形的可成形性很差。不幸，研究揭示，没有具有折光指数比nb/na为1.20或更高且形成温度差ΔT为80-70℃或更低，优选60-50℃或更低的有机聚合物的组合。因此，现已明白，nb/na≤1.20所给的条件是得到折光指数比nb/na的上限所必须的。鉴于就形成温度差ΔT，优选的折光指数比nb/na为1.03≤nb/na≤1.10。
现以典型的合成树脂聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和尼龙-6(Ny-6)为另一例。PET的形成温度T1约为290℃，Ny-6的形成温度T2约为270℃，因此二者的形成温度差约为20℃。PET和Ny-6的折光指数比nb/na约为1.03。参见图6，PET和Ny-6的组合是在左下方位置，以箭头2指示。当用PET和Ny-6的组合制造叠层数为例如61的如图3A的纤维结构时，纤维的反射率差ΔR约为0.35，如图6所示。基于这一认识进行转换得到的相对反射率约为0.70-0.87，相应于能明显辨认可见颜色的水平。
图7-13所示为本发明的第一具体实施方案，其中如图3A中所示的纤维结构，其可见光区域的反射光谱是将两种有机聚合物的折光指数比nb/na从1.005改变到1.20得到的。在此，第一和第二有机聚合物层101，102的叠层数N为61。保护层103的折光指数为1.53，厚度为5μm。反射峰波长λ为0.47μm(兰色)。辐射是垂直入射到纤维结构上的，即其入射角为0°，接受角为0°。
如图7所见，当折光指数比nb/na为1.01或更小时，甚至叠层数为61，反射光谱也没有明显的峰。参见图8，当折光指数比nb/na为1.01时，反射光谱有一反射率约为0.2的明显的峰。参见图9，当折光指数比nb/na为1.03时，反射率约为0.45。注意，相对说来，有许多两种有机聚合物的组合，其nb/na在1.03附近，从图6可见。
如上涉及图6所述，当折光指数比nb/na为1.01时，其反射率峰值与背景的差，即所谓反射率差ΔR约为0.1，从图8可见。由此值转换得到的相对反射率约为0.20-0.25，相应于能辨认可见光的下限。注意，上述的转换只将此值乘以2.0-2.5即可。
如US5,472,798所公开，当测定1.01≤nb/na≤1.20所给出的条件时，仍然存在的一个缺点是，要完成有所需反射率的纤维结构要求增加叠层数N，因为其折光指数比nb/na较小。但如上涉及图6所述，甚至增加叠层数N也能制造第一和第二有机聚合物层101，102均匀并且厚度稳定的纤维结构。即选择形成温度差ΔT为80-70℃或更低，折光指数比nb/na为1.01≤nb/na≤1.20的二有机聚合物的组合能得到有光学反射和干涉的纤维结构。
另外，从图6中可见，有各种第一和第二有机聚合物101，102的组合，可以得到的纤维结构不仅有光学反射和干涉，也有与目的一致的改进的实际性能，即机械特性，如拉伸强度和延伸性以及耐磨性。再者，没有必要使用具有超低折光指数的诸如氟树脂之类的特别有机聚合物去制造可能的低成本纤维结构。注意，本发明的纤维结构如US5,472,798所公开，可以经冷冻和碾压成为碎片。
图14-20所示为基本上与第一具体实施方案相同的本发明第二具体实施方案。在此第二方案中，图3A所示的纤维结构的紫外区反射光谱是将二有机聚合物的折光指数比nb/ba从1.005改变到1.20得到的。在此，第一和第二有机聚合物层101，102的叠层数为61；保护层103的折光指数为1.53，厚度为5μm。反射峰波长为0.35μm。辐射是垂直入射到纤维结构上的，即入射角为0°，接受角为0°。注意，0.35μm的波长相应于接近称之为UV-A波的近紫外辐射的中值，被认为有较大的危险会在皮肤上产生疵斑或雀斑。
如图14和15-20的对比所见，当折光指数比nb/na为1.01或更高时，反射光谱与可见区反射光谱相同有一明显的峰。参见图16，当折光指数比nb/na为1.03(如上所述，有相对多的二有机聚合物组合，nb/na在1.03附近)时，反射率约为0.38，其波长为0.35μm。参见图17-20，随折光指数比nb/na的增加，反射率增加。并且在反射峰和某一波长处的反射率达到1.0，反射光谱的半值宽增加，能使紫外辐射的反射处于较宽的波长范围。以这样一种方法可以得到有波长选择设定的反射紫外辐射的纤维结构。由于没有使用染料和颜料，此功能在一长时期内是确保稳定的。
图21-27所示是与第一和第二具体实施方案基本相同的本发明的第三具体实施方案。其中示于图3A中的纤维结构的近红外区反射光谱是将二有机聚合物的折光指数比nb/na从1.005变化到1.20得到的。除了反射峰波长λ为0.80μm外，其它条件与第一和第二具体实施方案中的相同。
比较图21和22-27可见，当折光指数比nb/na为1.01或更大时，反射光谱在可见区有明显的峰。参见图23，当折光指数比nb/na为1.03(如上所述，有相对多的二有机聚合物的组合的nb/na在1.03附近)时，反射率约为0.35，具有的波长为0.85μm。参见图24-27，随着折光指数比nb/na增加，反射率也增加。在反射峰和某一波长处反射率到达1.01，反射光谱的半值宽增加，能使近红外辐射的反射处于较宽的波长范围内。
用这一方法，截取近红外辐射，即热射线，可以得到凉爽而舒适的纤维结构。此功能不仅能确比保长期稳定，而且由于不用染料/颜料或金属因而不产生皮肤过敏之类的损害。
现参见图28-31叙述由反射和干涉可见辐射而产生颜色的纤维结构的实施例。
参见图28叙述实施例1，其中的平截面纤维结构示于图3A。它包括第一有机聚合物尼龙-6和有1.5mol％磺基间苯二酸钠共聚的聚萘二酸乙二酯(共聚PEN)作为第二有机聚合物。保护层103包括共聚合的PEN。得到的颜色是反射峰波长λ为0.47μm的兰色。尼龙-6的平均折光指数na为1.53，共聚PEN的平均折光指数nb为1.63。因此，二者的折光指数比nb/na为1.07。
使用日本专利申请P9-133039所公开的喷丝板在274℃的纺丝温度和1,200m/min的卷绕速度下进行复合熔融纺丝，以得到叠层数N为61的未牵伸纺线，然后用辊式牵伸机在140℃和300m/min的卷绕速度下进行热牵伸以得到所要求的纤维结构。
得到的纤维结构的颜色和反射光谱用U-6000型显微分光光度计(日立公司生产)进行评价。以标准白板作为参比，以0°入射角和0°接受角测定反射光谱。评定结果是，纤维结构产生透明的兰色并有色调随视点改变的各向异性特征。参见图28，反射光谱的反射峰波长λ为0.47μm，相对反射率为1.2。
参见图29叙述实施例2，其中纤维结构有如图3A所示的平截面并包括第一有机聚合物聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)(MF，由MitsubishiRayon Co.Ltd.制造)和第二有机聚合物聚碳酸酯(PC)(AD-5503，由TEIJIN Ltd.制造)。保护层103包括PC。得到的是绿色，其反射峰波长λ为0.55μm。PMMA的平均折光指数na为1.49，PC的平均折光指数nb为1.59。因此，二者的折光指数比nb/na为1.07。
用日本专利申请P9-133039所公开的喷丝板在278℃的纺丝温度和1,200m/min的卷绕速度下进行复合熔融纺丝，得到叠层数N为61的未牵伸的纺线。然后在140℃的温度和300m/min的卷绕速度下用辊式牵伸机进行热牵伸以得到所要求的纤维结构。
得到的纤维结构的颜色和反射光谱用U-6000型显微分光光度计(日立公司生产)进行评价。以标准白板作为参比，以0°入射角和0°接受角测定反射光谱。评定结果是，纤维结构产生透明的绿色并有色调随视点改变的各向异性特征。参见图29，反射光谱的反射峰波长λ为0.56μm，相对反射率为1.2。
参见图30叙述实施例3，其中纤维结构有如图3A所示的平截面并包括第一有机聚合物Ny-6和有0.6mol％磺基间苯二甲酸钠共聚的聚对苯二甲酸乙二酯(共聚PET)作为第二有机聚合物。保护层103包括共聚PET。得到的是反射峰波长λ为0.47μm的兰色。Ny-6的平均折光指数na为1.53，共聚PET的平均折光指数nb为1.58。因此，二者的折光指数比nb/na为1.03。
使用日本专利申请P9-133039所公开的喷丝板在274℃的纺丝温度和1,200m/min的卷绕速度下进行复合熔融纺丝，以得到叠层数N为61的未牵伸纺线，然后用辊式牵伸机在90℃和300m/min的卷绕速度下进行热牵伸以得到所要求的纤维结构。
得到的纤维结构的颜色和反射光谱用U-6000型显微分光光度计(日立公司生产)进行评价。以标准白板作为参比，以0°入射角和0°接受角测定反射光谱。评定结果是，纤维结构产生透明的兰色并有色调随视点改变的各向异性特征。参见图30，反射光谱的反射峰波长λ为0.47μm，相对反射率为1.1。
参见图31叙述实施例4，其中纤维结构有如图3A所示的平截面并包括第一有机聚合物聚偏氟乙烯(PVDF)和第二有机聚合物聚对苯二甲酸乙二醇(PET)。保护层103包括PET。得到的颜色是反射峰波长λ为0.52μm的绿色。PVDF的平均折光指数na为1.42，PET的平均折光指数为1.58。因此，二者的折光指数比nb/na为1.11。
使用日本专利申请P9-133039所公开的喷丝板在274℃的纺丝温度和1,200m/min的卷绕速度下进行复合熔融纺丝，以得到叠层数N为61的未牵伸纺线，然后用辊式牵伸机在90℃和300m/min的卷绕速度下进行热牵伸以得到所要求的纤维结构。
得到的纤维结构的颜色和反射光谱用U-6000型显微分光光度计(日立公司生产)进行评价。以标准白板作为参比，以0°入射角和0°接受角测定反射光谱。评定结果是，纤维结构产生透明的绿色并有色调随视点改变的各向异性特征。参见图31，反射光谱的反射峰波长λ为0.53μm，相对反射率为1.7。
图32-35所示为本发明的第四具体实施方案，其中纺织品包括由反射和干涉可见辐射产生颜色的纤维结构。纤维结构包括在横截面中交替叠合的两种或多种折光指数不同的聚合物。纤维结构可包括覆盖整个交替叠层的保护层。基本上半透明或透明的纤维结构是因反射和干涉可见辐射而不是使用染料和颜料而产生颜色。
图32所示为包括61层的聚酯和聚酰胺交替叠合的光学干涉部分和聚酯外套部分的8旦尼尔的纤维结构反射光谱。其入射角为0°，接受角为0°。就普通物体颜色的反射光谱而言，其反射率在任何色范围相对于标准的白色板不能超过100％。而另一方面，纤维结构在预定的波长带中大大地超过了100％，如图32所示，增加亮度，则会有表观彩度的增加。
再者，由于光学物理的原理，纤维结构不仅有可见辐射干涉的色产生的色特性，还有各向异性的反射特性，色调随视点而变化，没有色的混浊性。干涉光的颜色完全不同于普通物体的颜色，有固定视点不易确定的特征和诱发荧光感觉的特征。
当辐射入射面有光学反射和干涉结构和在其相邻的内面有吸收辐射(预定的反射/干涉波长的辐射除外，在这种情况下会出现漫射光)的结构存在时，可察觉到更亮的由于辐射的反射和干涉而产生的颜色。即有产色特性和各向异性的反射特性的纤维结构与诸如天然纤维(包括毛、麻、棉、丝或它们的再生纤维)或化学纤维(包括半合成纤维和合成纤维)或它们的混合纤维结构组合时，得到的纺织品具有各种各向异性亮度和清晰度，并有极好的手感。
图33所示为一平纹布中的纤维结构反射光谱，平纹布包括纤维结构纱线和涉及产色纱线亮度的普通有色纱线的组合。其入射角和接受角均为0°。当与纤维结构组合的有色纱线在芒塞尔表色制(MunsellColor System)中的亮度为8.7或更低时，可以无困难地察觉到在整个反射光谱中纤维结构的颜色，并且在纤维结构周围的亮度较小时更清楚。
包括两种不同纤维结构的纱线组合或纤维结构纱线和白色纤维纱线组合的纺织品，有预定干涉波长的部分辐射和有其它波长的整个辐射通过纺织品，这些辐射有一部分作为漫射光保留于其中，得到以固定视点不易确定为特征的灰色视觉质量。
现参见图34-35对包括由反射和干涉可见辐射产色的纤维结构的纺织实施例进行叙述。
参见图34，叙述普通素缎纺织品的实施例1，该纺织品包括有十一个6-12旦尼尔纤维结构的66-132旦尼尔经纱，纤维结构各包括一层聚酯的外套部分和被设计使有0.47μm附近的反射/干涉波长的聚酯和聚酰胺交替叠层的产色部分，该纺织品还包括有基本相同旦尼尔数和芒塞尔表色制亮度为1-3的黑色纺前染色的纱线的纬纱。
光谱反射率在入射角和接受角均为0°下测定。将其与色彩为2.5-3.5PB、亮度为5-6、彩度为9的鲜兰细聚酯素缎布进行比较。
比较结果示于图34。经与普通聚酯纤维兰布的比较证实，包括纤维结构作为经纱的纺织品在具有纤维染色和匹染色时不仅有很高的相对反射率，而且有强金属光泽和透明深度的颜色。
而且也证实，纺织品的这种特征和视觉质量根据纤维结构的量、与纤维结构组合的普通纱线的色彩、亮度和彩度(芒塞尔表色制中颜色的三属性)和织造方式而有大的改变。
参见图35对实施例2进行叙述，其中的普通平纹组织纺织品包括的经纱具有与实施例1中相同的纤维结构，纬纱包括色彩为5Y-5GY、亮度约8.75和彩度约0.5微暗色彩普通纤维线。纺织品的反射光谱测定与实施例1相同。测定结果示于图35。
在实施例2中，由于增加的白色组分，实际上增加了透射组分。但反射光谱的测定揭示，增加的反射组分增加了整个纺织品的光泽。另外，视觉观察揭示，普通纤维线的色暗淡度由于纤维结构的存在而趋于消失，并且纺织品的色调根据与纺织品的不规则性有关的光入射角而有精细的变化，这样便产生了新的视觉质量。
参见图35叙述实施例3，其中一纺织品包括含有与实施例1相同的纤维结构的经纱和亮度约为9的白色或米色普通纤维纱线的纬纱；另一纺织品包括的经纱和纬纱各与实施例1中的纤维结构相同。二纺织品的反射光谱的测定方法与实施例1相同，测定结果示于图35。
反射光谱的测定揭示，反射光谱在整个可见光区趋于超过标准白板的反射率，有实施例2中的增加趋势。再者，视觉观察也揭示，纺织品的色调根据与纺织品的不规则性有关的光入射角而有精细的变化，并以不易确定的固定视点和增加的荧光感觉为特征，这样便产生了新的视觉质量。
在实施例4中，与实施例1中相同的纤维结构在一纺织品中经线型机织成松线状图案以形成刺绣设计，用视觉观察与普通纱线的相同图案进行比较。
实施例4的整个纺织品中测不到光学特性，但能证实包括纤维结构的纺织品其图案的线型部分产生金属光泽，有明显的荧光感，得到的视觉质量好象图案有改变。
经用最佳具体实施方案叙述本发明后，应注意本发明并不限于此，可以对本发明进行各种改变和修饰而不脱离本发明的范围。
工业适用性得到了由反射和干涉可见辐射或反射红外或紫外辐射而产生颜色的纤维结构以及得到了使用这种纤维结构的纺织品。
权利要求
1. 一种具有反射和干涉可见辐射、反射紫外辐射和反射红外辐射之至少其中一种特性的纤维结构，纤维结构有X-轴向和Y-轴向的横截面，它包括安排在横截面上的交替叠层，所说的交替叠层包括预定数的折光指数为na和厚度为da的第一部分；和折光指数为nb和厚度为db的相邻于第一部分的第二部分，其中当所说的折光指数na为na≥1.3、nb/na比为1.01≤nb/na/≤1.20时，反射峰波长λ等于2(nada＋nbdb)。
2. 权利要求1所述的纤维结构，其中所说的nb/na比为1.01≤nb/na/≤1.10。
3. 权利要求1所述的纤维结构，其中所说的第一和第二部分的形成温度差为80℃。
4. 权利要求2所述的纤维结构，其中所说的nb/na比为1.03≤nb/na/≤1.10。
5. 权利要求1所述的纤维结构，其中所说的交替叠层的预定数为5或更大。
6. 权利要求1所述的纤维结构，其中所说的纤维结构横截面是平面形状。
7. 权利要求1所述的纤维结构，其中所说的第一和第二部分选自聚酯、聚酰胺、聚烯烃和乙烯基聚合物；聚醚酮、聚硫化物、氟聚合物和聚碳酸酯；两种或多种所说聚合物的混合物和它们的共聚物。
8. 权利要求7所述的纤维结构，其中所说的第一部分包括尼龙-6，第二部分包括聚萘二甲酸乙二酯。
9. 权利要求7所述的纤维结构，其中所说的第一部分包括聚甲基丙烯酸甲酯，第二部分包括聚碳酸酯。
10. 权利要求7所述的纤维结构，其中所说的第一部分包括尼龙-6，第二部分包括聚对苯二甲酸乙二酯。
11. 权利要求7所述的纤维结构，其中所说的第一部分包括聚偏氟乙烯，第二部分包括聚对苯二甲酸乙二酯。
12. 一种纺织品，该纺织品包括第一纤维，所说的第一纤维包括有反射和干涉可见辐射特性的纤维结构；以及与所说的第一纤维组合的第二纤维，所说第二纤维包括天然纤维、化学纤维和天然纤维与化学纤维的混合纤维中的一种纤维。
13. 权利要求12所述的纺织品，其中所说的第一纤维包括交替的叠层，交替叠层包括折光指数为na、厚度为da的第一部分和相邻于第一部分的折光指数为nb、厚度为db的第二部分，其中当nb/na比为1.01≤nb/na/≤1.40时，反射峰波长λ等于2(nada＋nbdb)。
14. 权利要求12所述的纺织品，其中所说的第二纤维的亮度为芒塞尔表色制的8.7或更小。
15. 权利要求12所述的纺织品，其中所说的第一纤维和第二纤维是纱线的形式。
16. 一种纺织品，该纺织品包括经纱，和与所说经纱交叉的纬纱，所说的经纱和纬纱分别包括有反射和干涉可见辐射特性的纤维结构。
17. 权利要求16所述的纺织品，其中所说的纤维结构包括交替的叠层，交替叠层包括折光指数为na、厚度为da的第一部分和相邻于第一部分的折光指数为nb、厚度为db的第二部分，
其中当nb/na为1.01≤nb/na/≤1.40时，反射峰波长λ等于2(nada＋nbdb)。
18. 一种纺织品，该纺织品包括经纱，和与所说经纱交叉的纬纱，所说经纱或纬纱之一包括有反射和干涉可见辐射特性的纤维结构，另一包括白色纤维。
19. 权利要求18所述的纺织品，其中所说的纤维结构包括交替的叠层，叠层包括折光指数为na、厚度为da的第一部分和相邻于第一部分的折光指数nb、厚度为db的第二部分，其中当nb/na比为1.01≤nb/na/≤1.40时，反射峰波长λ等于2(nada＋nbdb)。
20. 一种纺织品，该纺织品包括在纺织品预定部分中的刺绣，所说刺绣是用有反射和干涉可见辐射特性的纤维结构形成的。
21. 权利要求20所述的纺织品，其中所说的纤维结构包括交替的叠层，叠层包括折光指数为na、厚度为da的第一部分和相邻于第一部分的折光指数nb、厚度为db的第二部分，其中当nb/na比为1.01≤nb/na/≤1.40时，反射峰波长λ等于2(nada＋nbdb)。
全文摘要
一种纤维结构，该纤维结构包括交替的叠层，该叠层包括预定数的折光指数为na、厚度为da的第一部分和相邻于第一部分的折光指数nb、厚度为db的第二部分；其中当折光指数na≥1.3和nb/na比为1.01≤nb/na≤1.20时，反射峰波长λ等于2(nada+nbdb)。这样的纤维结构是在纺织品中使用的。
文档编号D01F8/10GK1239522SQ9880137
公开日1999年12月22日 申请日期1998年9月30日 优先权日1997年10月2日
发明者浅野真理, 黑田俊正, 清水进, 先原明男, 熊泽金也, 田畑洋 申请人:日产自动车株式会社, 田中贵金属工业株式会社, 帝人株式会社