(57)【要約】【課題】  斜め方向からの観察や偏光フィルタを介した観察により特異な見え方をする識別媒体において、その再利用を困難とする技術を提供する。【解決手段】  光透過性支持層１１３、コレステリック液晶層１１４、光吸収層１１５と積層され、細長く切断された光学機能エレメント１１２を繊維状の材料１１１の回りに螺旋状に巻き付け、光学機能繊維１１０を得る。この光学機能繊維１１０は、コレステリック液晶が示す、特定の中心波長の特定旋回方向の円偏光を選択的に反射する光学機能を示す。また、この光学機能繊維１１０を縫い糸とした刺繍により構成された図柄も同様な光学機能を示し、識別媒体として利用できる。このような図柄は、縫い付けられているので、再利用することが容易でない。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コレステリック液晶層または異なる屈折率を有する光透過性を示す層を重ねた光学機能層を備え、
繊維状の構造を有することを特徴とする光学機能繊維。
【請求項２】
断面が同軸構造を有し、軸に対して垂直な方向における光学機能が等方性を示すことを特徴とする請求項１に記載の光学機能繊維。
【請求項３】
前記コレステリック液晶層または前記光学機能層を備えた光学機能薄膜を細長く加工した光学機能エレメントと、
前記光学機能エレメントが巻き付けられた芯となる繊維材料と
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の光学機能繊維。
【請求項４】
前記光学機能エレメントの一方の面に光吸収層が設けられており、この光吸収層を内側にして前記光学機能エレメントが前記芯となる繊維材料に巻き付けられていることを特徴とする請求項３に記載の光学機能繊維。
【請求項５】
前記芯となる繊維材料が光吸収性を有することを特徴とする請求項３に記載の光学機能繊維。
【請求項６】
前記光学機能エレメントが前記芯となる繊維材料に部分的に巻きつけられていることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の光学機能繊維。
【請求項７】
前記光学機能エレメントは、部分的に前記コレステリック液晶または前記光学機能層を備えていることを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載の光学機能繊維。
【請求項８】
前記芯となる繊維材料に前記光学機能エレメントが多層に巻きつけられていることを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載の光学機能繊維。
【請求項９】
第１の層の巻き付けピッチと第２の層の巻き付けピッチとが異なることを特徴とする請求項８に記載の光学機能繊維。
【請求項１０】
前記多層構造には、
コレステリック液晶層を備えた層と、
前記光学機能層を備えた層と
が含まれることを特徴とする請求項８または９に記載の光学機能繊維。
【請求項１１】
コレステリック液晶層または異なる屈折率を有する光透過性を示す層を重ねた光学機能層を備えた第１の層と、
前記第１の層上に設けられた光吸収層と、
コレステリック液晶層または異なる屈折率を有する光透過性を示す層を重ねた光学機能層を備え、前記光吸収層上に設けられた第２の層と
を備え、
繊維状に加工されていることを特徴とする光学機能繊維。
【請求項１２】
請求項１〜１１に記載の光学機能繊維が縫い付けられていることを特徴とする物品。
【請求項１３】
前記光学機能繊維が縫い付けられることで所定の図柄が形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の物品。
【請求項１４】
前記光学機能繊維として異なる光学機能を有する複数の光学機能繊維が利用されていることを特徴とする請求項１２または１３に記載の物品。
【請求項１５】
請求項１〜１１に記載の光学機能繊維を織糸の一部または全部として用いたことを特徴とする織布。
【請求項１６】
請求項１〜１１に記載の光学機能繊維を構成繊維の一部または全部として用いたことを特徴とする不織布。
【請求項１７】
光吸収層とコレステリック液晶層とを備えた積層膜、または光吸収層と異なる屈折率を有する光透過性を示す層を多層に重ねた光学機能層とを備えた積層膜を得る工程と、
前記積層膜を細長く切断し、光学機能エレメントを得る工程と、
前記光学機能エレメントを芯となる繊維材料に螺旋状に巻き付ける工程と
を備えることを特徴とする光学機能繊維の製造方法。
【請求項１８】
コレステリック液晶層を備えた積層膜、または異なる屈折率を有する光透過性を示す層を多層に重ねた光学機能層を備えた積層膜を得る工程と、
前記積層膜を細長く切断し、光学機能エレメントを得る工程と、
光吸収性を有する芯となる繊維材料に前記光学機能エレメントを螺旋状に巻き付ける工程と
を備えることを特徴とする光学機能繊維の製造方法。
【請求項１９】
コレステリック液晶層を備えた繊維、または異なる屈折率を有する光透過性を示す層を多層に積層した構造を備えた繊維を構成要素とする第１の図柄と、光反射性を有する繊維を構成要素とする第２の図柄とが組み合わされた複合図柄の識別方法であって、
前記第１の図柄と前記第２の図柄の識別を、その反射光の波長の違いおよび／または偏光状態の違いを利用して行うことを特徴とする識別方法。
【請求項２０】
コレステリック液晶層を備えた繊維を構成要素とする第１の図柄と、異なる屈折率を有する光透過性を示す層を多層に積層した構造を備えた繊維を構成要素とする第２の図柄とが組み合わされた複合図柄の識別方法であって、
前記第１の図柄と前記第２の図柄の識別を、その反射光の波長の違いおよび／または偏光状態の違いを利用して行うことを特徴とする識別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的な識別機能を有する繊維材料に関する。また、そのような繊維の応用技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
真贋判定用の識別手段として、コレステリック液晶を用いた構成が知られている。これは、コレステリック液晶を用いた識別媒体の反射特性が視野角に依存し、視野角によって微妙に反射光の状態が変化することを利用して、真贋を識別する技術である（たとえば、特許文献１参照）。このような識別媒体は、タグやシールに加工され、それが対象となる物品に貼り付けられて使用される。
【０００３】
【特許文献１】特許第３２４４２７８号明細書（第7頁、図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の真贋判定技術では、識別媒体を再利用されてしまう問題がある。識別媒体の再利用を防ぐために、再利用が容易に判別できるような特殊加工や、対象となる製品から取り外せないようにする技術が開発されている。しかしながら、それらは、識別媒体の再利用を防止する決定的な技術ではないのが現状である。そこで、本発明は、識別媒体を容易に再利用できない技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、コレステリック液晶層または異なる屈折率を有する光透過性を示す層を重ねた光学機能層を備え、繊維状の構造を有することを特徴とする光学機能繊維である。
【０００６】
コレステリック液晶層が示す光学機能は、特定の波長、特定の旋回方向の円偏光を反射する光学的な機能、およびカラーシフトと称されるより層に平行な方向に近い斜め方向から見る程、反射光がより短波長側にシフトして見える光学的な機能である。
【０００７】
異なる屈折率を有する光透過性を示す層を重ねた光学機能層には、２つの態様がある。第１の態様は、通常の意味で屈折率の異なる光透過性を示す層を多層に重ねた構造である。この場合、多層構造を構成する一つの層に着目すると、その層は、屈折率異方性を有しておらず、屈折率は入射光の偏光方向に依存しない光学特性を有する。この第１の態様の光学機能層は、上述のカラーシフトの光学機能を示す。
【０００８】
第２の態様の光学機能層は、複数の層を異なる屈折率異方性を有する層で構成した構造である。この場合、入射光の偏光方向によって、入射光に対して当該層が示す屈折率は異なる。この場合、特定方向の直線偏光を当該方向に直交する方向の直線偏光に比較して、より強い強度で反射する光学機能が得られる。なお、この第２の態様はカラーシフトの機能も有している。
【０００９】
本発明の光学機能繊維を用いることで、上述の光学機能を利用した識別機能を有する識別媒体を基材に縫い付けて形成することができる。たとえば、繊維製品の真贋判定に利用する識別媒体を本発明の光学機能繊維を利用して、当該繊維製品に刺繍により形成することができる。この刺繍はたとえば見る角度で色調が変化する光学機能を示し、またコレステリック液晶を用いたものであれば、特定旋回方向の円偏光フィルタを用いて観察することで、その刺繍で構成された図柄が浮かび上がるような識別機能を得ることができる。
【００１０】
本発明の光学機能繊維は、刺繍により所定の図柄を形成する以外に、単に縫い付けるだけでも識別機能を発揮する。また、縫製に利用することもできる。この場合、縫い合わせた箇所の縫い跡が識別機能を発揮する。
【００１１】
本発明の光学機能繊維が示す識別機能は、縫い付けられた状態で所定の見え方をする機能であり、縫い付けられた光学機能繊維を解いてしまったのでは、同じ作用を得ることはできない。特に図柄と光学機能を組み合わせて識別を行なう場合、縫い付けられた状態から一端解いた光学機能繊維で同じ識別機能を得ることは困難となる。したがって、再利用が困難な識別媒体を実現できる。
【００１２】
本発明の光学機能繊維は、真贋判定用の識別手段に用いる以外に、見る角度によって異なる刺繍模様や縫い跡が浮かび上がるようなデザインに利用することもできる。
【００１３】
本発明において、断面が同軸構造を有し、軸に対して垂直な方向における光学機能が等方性を示すことが好ましい。繊維構造の場合、繊維の軸に対する垂直な方向からの光の入射は、繊維の断面で考えて繊維の軸を中心とした３６０度の角度範囲からのものを考えることができる。上述の「軸に対して垂直な方向における光学機能が等方性を示す」というのは、この３６０度の範囲から見て、光学機能に違いがないこと、つまり一様な光学機能を示すことを意味する。換言すれば、繊維の軸に対して垂直な３６０度の範囲の方向から見て、同じ光学機能が得られることを意味する。
【００１４】
繊維材料を縫い糸として用いる場合、縫い糸の捩れや反転が発生する場合があり得るが、上述のように繊維の軸に対して垂直な３６０度の範囲の方向から見て同じ光学機能が得られる構造の光学機能繊維を用いた場合、繊維が捩れる、あるいは反転しても光学機能に変化が生じない。したがって、刺繍等を行なった場合でも意図する光学機能を得ることができる。
【００１５】
本発明の光学機能繊維として、コレステリック液晶層または光学機能層を備えた光学機能薄膜を細長く加工した光学機能エレメントと、光学機能エレメントが巻き付けられた芯となる繊維材料とを備える構造とすることが好ましい。この構造とすることで、実質的に、あるいは巨視的にみて、断面が同軸構造を有し、軸に対して垂直な方向における光学機能が等方性を示すものとできる。なお、光学機能エレメントというのは、光学機能繊維を構成する細長く加工された糸状の部材をいう。光学機能エレメントとしては、光学機能薄膜を細長く切断して得た糸状の部材が挙げられる。
【００１６】
上記の態様において、光学機能エレメントの一方の面に光吸収層が設けられており、この光吸収層を内側にして光学機能エレメントが芯となる繊維材料に巻き付けられていることが好ましい。この構成によれば、識別の際に感度を落とす原因となる不要な光成分を光吸収層で吸収させることができるので、光学機能に基づく反射特性をより高感度で観察でき、識別能力を高くできる。光吸収層は、可視光領域の光を吸収する層のことをいう。光吸収層としては、黒色の層や黒の顔料を混ぜた材料で成る層が挙げられる。
【００１７】
また、芯となる繊維材料として、光吸収性を示す材料を選択してもよい。この場合、芯となる繊維材料が光吸収層として機能する。光吸収性を示す繊維材料としては、黒い繊維材料あるいは黒く染色した繊維材料が挙げられる。また、完全に黒色でなくても、濃い青や濃い緑といった可視光を吸収する割合の大きい色を光吸収層に利用してもよい。
【００１８】
上記の態様において、光学機能エレメントが芯となる繊維材料に部分的に巻きつけられていてもよい。このようにすると、部分的に所定の光学機能を示す光学機能繊維を得ることができる。
【００１９】
また、糸状に加工された光学機能エレメントの長さ方向において、部分的にコレステリック液晶層または光学機能層を備えた構成としてもよい。このようにすると、部分的に光学機能を示す光学機能繊維が得られ、たとえば斑模様に見え方が変化する刺繍図柄を得ることができる。
【００２０】
また、この態様において、光学機能エレメントが多層に巻きつけられていてもよい。特にこの多層構造において、第１の層の巻き付けピッチと第２の層の巻き付けピッチとを異ならせることが好ましい。こうすることで、部分的に所定の光学機能を示す構造を得ることができる。このような構造は、たとえば、ある角度から見ると特異な模様に見える縫い糸の跡や刺繍による図柄が得られる。また、偏光フィルタや円偏光フィルタを介して見ると、直接肉眼で見た場合には見えなかった模様に見える縫い糸の跡や刺繍による図柄を実現することができる。
【００２１】
また、上記の多層に積層した構成において、第１の層がコレステリック液晶層を備え、第２の層が異なる屈折率を有する光透過性を示す層を多層に積層した光学機能層を備えることが好ましい。この態様によれば、第１の層が示す特定の中心波長の円偏光を優先的に反射する光学機能と、第２の層が示す特定の直線偏光を優先的に反射する光学機能の組み合わせを識別手段として利用できる。また、２つの層が示すカラーシフトの状態の違いを識別手段として利用できる。また、この態様において、第１の層と第２の層の組み合わせを逆にしてもよい。
【００２２】
本発明の他の光学機能繊維は、コレステリック液晶層または異なる屈折率を有する光透過性を示す層を重ねた光学機能層を備えた第１の層と、前記第１の層上に設けられた光吸収層と、コレステリック液晶層または異なる屈折率を有する光透過性を示す層を重ねた光学機能層を備え且つ前記光吸収層上に設けられた第２の層と、を備え、さらに繊維状に加工されていることを特徴とする。この発明によれば、表裏において、同様な光学機能を有する光学機能材料を得ることができ、繊維材料として使いやすい光学機能繊維を得ることができる。
【００２３】
本発明は、以上説明した光学機能繊維を縫い付けた物品として把握することもできる。このような物品は、その一部に光学機能繊維が縫い付けられることで、その物品の一部が識別媒体として機能するようになる。
【００２４】
光学機能繊維を縫い付ける対象は、織布、不織布、皮、樹脂材料、紙、その他縫い付けが可能な材料であれば特に限定されない。たとえば、プラスチック板や金属板であっても、予め繊維を通す穴を形成しておけば繊維の縫い付けは可能である。また、硬質な材料であってもメッシュ構造や薄板に多数の孔を空けたような構造であれば、繊維の縫い付けは可能である。
【００２５】
この構成において、縫い付けられた光学機能繊維を縫い糸として図柄を形成する事は好ましい。こうすることで、カラーシフトや特定の波長の円偏光を反射するような特異な光学的な性質を有した図柄を物品に縫い付けることができる。たとえば、布製品に目視では認識し難いが、円偏光フィルタを介して見ると、所定のロゴや浮かび上がるような識別機能を付与することができる。
【００２６】
また光学機能繊維として、異なる光学機能を有する複数の光学機能繊維を利用することが好ましい。こうすると、たとえばカラーシフトにより所定の図柄が浮かび上がり、円偏光フィルタを介した目視で他の図柄が浮かび上がり、さらに直線偏光フィルタを介した目視によりさらに他の図柄が浮かび上がるといった、複雑な識別機能を実現することができる。
【００２７】
本発明は、上述した光学機能繊維を織糸の一部または全部として用いた織布、あるいは構成繊維の一部または全部として用いた不織布として把握することもできる。このような織布または不織布を用いて製品を作ることで、それ自体が識別機能を有する識別媒体となる布製品を得ることができる。
【００２８】
本発明の光学機能繊維の製造方法は、光吸収層とコレステリック液晶層とを備えた積層膜、または光吸収層と異なる屈折率を有する光透過性を示す層を多層に重ねた光学機能層とを備えた積層膜を得る工程と、前記積層膜を細長く切断し、光学機能エレメントを得る工程と、前記光学機能エレメントを芯となる繊維材料に螺旋状に巻き付ける工程とを備えることを特徴とする。
【００２９】
本発明の光学機能繊維の他の製造方法は、コレステリック液晶層を備えた積層膜、または異なる屈折率を有する光透過性を示す層を多層に重ねた光学機能層を備えた積層膜を得る工程と、前記積層膜を細長く切断し、光学機能エレメントを得る工程と、光吸収性を有する芯となる繊維材料に前記光学機能エレメントを螺旋状に巻き付ける工程とを備えることを特徴とする。
【００３０】
これらの製造方法によれば、コレステリック液晶が示す光学機能や多層薄膜が示す光学機能を有する繊維材料を得ることができる。
【００３１】
本発明の識別方法は、コレステリック液晶層を備えた繊維、または異なる屈折率を有する光透過性を示す層を多層に積層した構造を備えた繊維を構成要素とする第１の図柄と、光反射性を有する繊維を構成要素とする第２の図柄とが組み合わされた複合図柄の識別方法であって、前記第１の図柄と前記第２の図柄の識別を、その反射光の波長の違いおよび／または偏光状態の違いを利用して行うことを特徴とする。
【００３２】
ここで、異なる屈折率を有する光透過性を示す層を多層に積層した構造には、屈折率異方性を示さない光透過性を示す層を多層に積層した構造であって、接触する層において互いの屈折率が異なる構造、および屈折率異方性を有し光透過性を有する層を多層に積層した構造の両方の構造が含まれる。
【００３３】
ここで、反射光の波長の違いを利用するというのは、カラーシフトの光学機能を利用する場合と、コレステリック液晶層が示す特定波長の円偏光を反射する機能を利用する場合の２つの場合を含む。後者の機能は、コレステリック液晶を用いた場合にしか得られないが、前者の機能は、コレステリック液晶、異なる屈折率（屈折率異方性ではない屈折率）を有する層の積層膜、さらに異なる屈折率異方性を有する層の積層膜の何れであっても得られる。
【００３４】
この発明によれば、たとえば、正面からみた場合に両図柄が同じ色調になるように、光反射性を有する繊維を選択した場合、第１の図柄のみがカラーシフトを示し、第２の図柄はカラーシフトを示さないから、見る角度を変えることで、第１の図柄の色調のみが第２の図柄の色調に比較して変化するような見え方を示す識別方法が実現される。また、円偏光フィルタを介してこの複合図柄を見た場合に、第１の図柄を第２の図柄に比較して鮮明に浮かび上がらせて視認することができる。なお、図柄は、特定の形状でなくてもよく、繰り返しの模様や無地であってもよい。
【００３５】
本発明の他の識別方法は、コレステリック液晶層を備えた繊維を構成要素とする第１の図柄と、異なる屈折率を有する光透過性を示す層を多層に積層した構造を備えた繊維を構成要素とする第２の図柄とが組み合わされた複合図柄の識別方法であって、前記第１の図柄と前記第２の図柄の識別を、その反射光の波長の違いおよび／または偏光状態の違いを利用して行うことを特徴とする。
【００３６】
この発明によれば、斜め方向から見ることで、２つの図柄が区別して見え、円偏光フィルタを介して見ることで、第１の図柄が浮かびあって見え、さらに直線偏光フィルタを介して見ることで、第２の図柄が浮かび上がって見えるような識別を行える。
【００３７】
以下、本発明に利用可能な光学機能について説明する。まず、コレステリック液晶の光学機能について説明する。図３は、コレステリック液晶層の構造を示す概念図である。図４は、コレステリック液晶層での反射の状態を説明するための概念図である。
【００３８】
コレステリック液晶層は層構造をなしており、各層での分子長軸方向が互いに平行であり、かつ層面に平行になっている。各層は少しずつ所定の回転方向に回転した状態で重なっており、立体的なスパイラル構造を有している。
【００３９】
コレステリック液晶層に特定の偏光状態になく、かつ特定の色に偏って見えない光（つまり自然光）を入射させると、特定の波長を中心波長とし、特定の旋回方向を有する円偏光が選択的に反射され、その他の波長成分および偏光状態の光はコレステリック液晶層を透過する。この現象を円偏光選択性と称する。
【００４０】
ここで、反射光の中心周波数λｓは、コレステリック液晶層を構成する各層の液晶分子の長軸が層の厚さ方向において３６０度回転して元に戻るまでの距離をＰ、また各層内の平均屈折率をｎとして、λｓ＝ｎ・Ｐで表される。また、反射光の旋回方向は、入射方向から見て、コレステリック液晶層を構成する各層の液晶の長軸の旋回方向が右回りで旋回しているならば、図４に示すように右円偏光の光がコレステリック液晶層から反射される。
【００４１】
この現象を利用することで、特定の波長領域にピークを持った右旋回又は左旋回の円偏光を反射させることができる。よってたとえば、λｓを赤の波長に設定すれば、自然光を照射したコレステリック液晶層からの反射光は赤く見える。
【００４２】
また、コレステリック液晶層は、見る角度によって、色が変化して見える性質がある。具体的には、コレステリック液晶層を斜め方向から見ると、垂直方向から見た場合に比較して、反射光が短波長側にずれて見える。これは、斜め方向からの入射光に対する層構造における反射光同士の干渉によって生じる現象である。すなわち、コレステリック液晶層は層構造を有しており、斜め方向から入射した光は、異なる層においてそれぞれ反射される。各層からの反射光の道筋の長さには差（つまり光路差）があるので、各層からの反射光同士が干渉する。斜めから見る程、この光路差は短くなり、より短波長の光の干渉が強くなる。このため、斜めから見る程、より短波長の光は強く干渉し、より短波長の光が強く反射しているかのように見える。この現象は、層に平行に近い方向から見た場合に反射光がより短波長側の青っぽい色に見えることからブルーシフトとも称される。
【００４３】
本発明の光学機能繊維に上述のコレステリック液晶層の光学特性を適用した場合、このコレステリック液晶が示す光学特性をその光学機能繊維は示す。そして、この光学機能繊維を用いて縫った跡、刺繍、この光学機能繊維を用いた不織布あるいは織物は、上述した円偏光選択性およびカラーシフトを示す。
【００４４】
次に本発明の光学機能繊維に利用できる他の光学機能を説明する。ここでは、異なる屈折率異方性を有する光透過性のフィルムを積層した多層膜が示す光学機能を説明する。
【００４５】
図５は、異なる屈折率異方性を有する光透過性のフィルムを積層した多層膜（ここでは２層膜）を示す概念図である。図５には、Ｘ軸方向において屈折率が一致し、Ｙ軸方向において屈折率が一致しない光透過性を有するフィルム１１，１２を積層した積層膜１３が示されている。つまり、フィルム１１のＸ軸方向の屈折率ｎＡＸとフィルム１２のＸ軸方向の屈折率ｎＢＸとが一致し、フィルム１１のＹ軸方向の屈折率ｎＡＹとフィルム１２のＹ軸方向の屈折率ｎＢＹとが一致しない組み合わせが示されている。
【００４６】
なお、Ｘ軸方向における屈折率というのは、Ｘ軸方向に直線偏光した光に対して、当該フィルムが示す屈折率のことをいう。また、屈折率異方性とは、方向によって屈折率が異なる性質をいう。たとえば、面内のＸ軸方向の屈折率とそれに直行するＹ軸方向の屈折率とが異なる光学的な性質をいう。
【００４７】
この積層膜１３にＹ軸方向に直線偏光した入射光１が入射すると、その一部は両フィルムの界面で反射され、一部は積層膜１３を透過する。これは、異なる屈折率を有する物質の界面において、反射が生じるというフレネル反射則に基づく現象である。他方で、積層膜１３にＸ軸方向に直線偏光した入射光２が入射すると、その入射光は、フィルム１２，１３間の界面で反射されず、積層膜１０３を透過する。これは、両フィルムにおいて、Ｘ軸方向における屈折率に差がなく、入射光２に対して、積層膜１３は一体物と見なせるからである。
【００４８】
この原理を利用すると、入射光の偏光方向の選択により、積層膜１３における反射光の有無、透過光の有無を得ることができる。また、自然光を照射した状態で、偏光フィルタを介してこの積層膜１３を見た場合に、特定の直線偏光を観察することができる。この異なる屈折率異方性を有した膜を積層した積層膜は、カラーシフトも示す。なお、図５に示す構成において、２つの薄膜において、ある方向における屈折率が必ずしも一致していなくてもよい。当然、積層する膜数をさらに多くしてもよい。
【００４９】
本発明の光学機能繊維に利用できるさらに他の光学機能として、異なる屈折率を有する複数の光透過性を有する薄膜を複数積層した積層膜が示す光学機能が挙げられる。この光学機能は、入射光の入射角が小さくなる程、反射光がより短波長側にシフトするカラーシフトの現象を利用した光学機能である。
【発明の効果】
【００５０】
本発明によれば、光学機能を有する繊維を識別対象とする製品に縫い付ける、あるいは織り込むことで、識別媒体を製品に一体化させることができるので、識別媒体をそれ単体で再利用することが困難となり、識別媒体の再利用が防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
１．第１の実施の形態
（第１の実施の形態の構成）
本実施形態は、芯となる繊維に光学機能を示す薄膜を細く切断した線状の部材を螺旋状に巻きつけ、光学機能を示す繊維材料を得る例である。図１は、本発明の光学機能繊維の概要を示す概念図である。
【００５２】
本実施形態で示す光学機能繊維１１０は、芯材となる繊維材料１１１の外周に光学機能薄膜を細長く切断した繊維状の光学機能エレメント１１２を螺旋状に巻きつけた構成を有している。光学機能エレメント１１２は、光透過性支持層１１３、コレステリック液晶層１１４および光吸収層１１５を備えている。
【００５３】
光透過性支持層１１３は、識別に利用する光の波長を透過し、曲げ撓めることが可能な可撓性を有する材質であり、たとえばＴＡＣ（トリアセチルセルロース）フィルムやアクリルフィルム等のプラスチックフィルムが利用される。
【００５４】
コレステリック液晶層１１４は、後述するような方法で得たコレステリック液晶の原料液を光透過性支持層１１３の片面上に塗布し、分子配向を固定することで得る。光吸収層１１５は、光透過性支持層１１３側から入射され、コレステリック液晶層１１４を透過した光を吸収する機能を有する。光吸収層１１５は、黒色のインクを塗布した層、黒いフィルム材料、黒い顔料を混ぜた接着剤、黒い色のヒートシール等で構成される。たとえば、黒色のＵＶ硬化インクを塗布し、光吸収層１１５を形成する。
【００５５】
図１に示すような構成とすることで、実質的に断面が同軸構造を有し、軸に対して垂直な方向における光学機能が等方性を示す構造を得ることができる。この構造では、繊維が捩れる、あるいは反転しても光学機能は失われない、あるいは変化しない。この性質は、光学機能繊維を縫い糸として利用する場合に有用となる。
【００５６】
図１に示す光学機能繊維に自然光が入射すると、コレステリック液晶層１１４で特定の中心波長の右あるいは左回りの円偏光が反射され、その他の成分はコレステリック液晶層１１４を透過し、光吸収層１１５で吸収される。たとえば、コレステリック液晶層１１４で反射される反射光の中心周波数を赤の波長領域から選択しておけば、光学機能繊維１１０で赤い波長領域の円偏光が反射される。この場合、光学機能繊維１１０は赤く見える。当然、この光学機能繊維１１０を用いて縫い付けた刺繍の図柄も赤く見える。また、この光学機能繊維１１０を用いて織った織布は赤く見える。なお、ミクロに見た場合には、光学機能繊維の縁の部分は中央に比較してより短波長の色に見える。しかし、縫い跡や刺繍を全体として見た場合には、上述のように認識することができる。
【００５７】
なお、光学機能繊維１１０が反射する円偏光の旋回方向が右回りである場合、左回りの円偏光を透過する偏光フィルタを介してこの光学機能繊維１１０を見ると、黒く見える。なぜなら、この場合、光学機能繊維１１０からの反射光はこの偏光フィルタを透過しないからである。
【００５８】
図１に示す光学機能エレメント１１２において、光吸収層１１５を除いてもよい。この場合、縫い付ける下地の材料として、黒い布等の光吸収性を示す材料を選択すればよい。また、光吸収層１１５を除いた光学機能エレメント１１２と黒色の繊維等の光吸収性を示す繊維とを寄り合わせて光学機能繊維としてもよい。この場合、微視的に見れば、不連続に光学機能が表れる構造となるが、十分に撚りを加えればよい。
【００５９】
（第１の実施の形態の製造方法）
以下、図１の光学機能繊維１１０の製造方法の一例を説明する。最初に光学機能エレメント１１２の製造例を説明する。図２は、光学機能エレメントの製造工程を示す斜視図である。
【００６０】
まず、低分子コレステリック液晶を重合性モノマー中に溶解して保持させることでコレステリック液晶を成長させる。その後、光反応または熱反応などで低分子液晶を架橋して分子配向を固定するとともに高分子化し、コレステリック液晶の原液を得る。この原液を光透過性支持層１１３の表面に所定の厚さになるように塗布し、コレステリック配向および分子配向の固定を行なう。この際、コレステリック液晶分子の積層方向に沿った捻れのピッチＰが一様で、積層された厚さが０．５μｍ〜５．０μｍ程度の厚さになるようにする。こうして、光透過性支持層１１３の表面にコレステリック液晶層１１４が形成される。
【００６１】
コレステリック液晶の原液を得る方法としては、測鎖型または主鎖型のサーモトロピック高分子液晶をその液晶転移点以上に加熱してコレステリック液晶構造を成長させた後、液晶転移点以下の温度に冷却して分子配向を固定する方法でもよい。また、測鎖型または主鎖型のリオトロピック高分子液晶を溶媒中でコレステリック配向させた後、溶媒を徐々に揮発させて分子配向を固定する方法でもよい。
【００６２】
これらの原料としては、側鎖に液晶形成基を有するポリアクリルレート、ポリメタクリレート、ポリシロキサン、ポリマロネートなどの測鎖型ポリマーや、主鎖に液晶形成基を有するポリエステル、ポリエステアミド、ポリカーボネード、ポリアミド、ポリイミドなどの主鎖型ポリマーを挙げることができる。
【００６３】
光透過性支持層１１３の表面にコレステリック液晶層１１４を形成したら、黒色のＵＶ硬化型インクを塗布し、光吸収層１１５を形成する。こうして、光学薄膜片１１２の基となる光学機能薄膜１１６を得る。つまり、光透過性支持層１１３、コレステリック液晶層１１４、光吸収層１１５と積層された積層構造を有する光学機能薄膜１１６を得る。（図２（Ａ））
【００６４】
一例を挙げれば、光透過性支持層の厚さが１２μｍ、コレステリック液晶層の厚さが１μｍ、光吸収層１１５の厚さが５μｍ、合計の厚さが１８μｍの光学機能薄膜１１６を得る。次に、光学機能薄膜１１６をマイクロスリッター等で幅が５０μｍ〜３ｍｍ程度の細長い繊維状の形状に切断し、光学機能エレメント１１２を得る。こうして、たとえば１８μｍ×３００μｍの断面寸法の光学機能エレメントを得る。
【００６５】
光学機能エレメント１１２を得たら、光吸収層１１５を内側にして、それを芯となる合成繊維の糸１１１の周りに螺旋状に巻き付ける。そして、ＵＶ光を照射し、ＵＶ硬化型インクを硬化させ、その硬化作用により光学機能エレメント１１２を合成繊維の糸１１１に固定する。こうして、図１に示す構造の光学機能繊維１１０を得る。たとえば、直径が２００μｍの合成繊維の糸に１８μｍ×３００μｍの断面寸法の光学機能エレメントを螺旋状に隙間なく巻きつけた場合、直径が２５０μｍの光学機能繊維が得られる。光透過性支持層としてＴＡＣフィルムを用いた場合、この光学機能繊維は、布等に縫い付けることが十分に可能な柔軟性を有した材質となる。
【００６６】
なお、光学機能薄膜１１６にホログラム加工を施しても良い。この場合、光学機能繊維１１０を用いた縫い跡が示す色調の変化をより複雑なものにできる。また、光学機能繊維を構成する材料中に蛍光材料を加えてもよい。こうすると、ブラックライト（紫外領域の光）を照射した場合に蛍光を発するといった機能を付与でき、それを本発明の光学機能繊維の光学的な性質と組み合わせて識別機能等に利用することができる。
【００６７】
２．第２の実施の形態
図１に示す構造において、芯となる繊維材料１１１として、光吸収性を有する材料を用いる態様を説明する。この場合、光吸収層１１３は必要でなく、その機能は光吸収性を示す繊維材料１１１が果たす。光吸収性を示す繊維材料１１１としては、黒く着色された合成繊維を挙げることができる。
【００６８】
３．第３の実施の形態
異なる屈折率異方性を有する光透過性のフィルムを積層した光学機能薄膜を用いて、光学機能繊維を得る場合の例を示す。図６は、屈折率の異なる光透過性のフィルムを積層した光学機能薄膜の概要を示す斜視図である。この場合、光透過性のフィルム１４１〜１４３は、それぞれ異なる屈折率異方性を有し、積層構造１４４が所定の光学機能を示す光学機能層となる。なお、Ｎの数は任意であるが、たとえばＮ＝５０〜３００程度が利用される。
【００６９】
屈折率の選択は、フィルム面に平行な第１の方向における屈折率が全てのフィルムにおいて一致し、フィルム面に平行な第２の方向における屈折率が少なくとも隣接するフィルム間で異なるようにする。たとえば、図６でＮ＝３であるとして、全てのフィルムにおいてＸ方向の屈折率を一致させ、全てのフィルムにおいてＹ軸方向の屈折率が一致しない関係とする。なお、この３層の積層構造をユニットとして多数積層させれば、より多層の構造が得られる。
【００７０】
屈折率異方性の制御は、以下のようにして行なう。一般に延伸により得られる高分子フィルムは、延伸の度合いによって延伸の方向における屈折率が変化する。よって、ある方向における延伸の度合いを大きくすれば、屈折率異方性を有するフィルムを得ることができる。上述の延伸に従う延伸方向における屈折率の変化は、ある材料では正であり、ある材料では負である。また、その変化率も材料によって異なる。
【００７１】
また、ある温度で延伸を行なった場合、その方向における屈折率が変化しない超延伸といわれる現象が見られる。この超延伸が見られる温度も材料によって異なる。これらの性質を利用すると、上述したようなある方向では屈折率を合わせ、その方向に直交する方向では屈折率を異ならせた積層膜を得ることができる。
【００７２】
たとえば、材料ＡでなるフィルムＡと材料ＢでなるフィルムＢを重ね合わせ、材料Ａが超延伸を示す温度で、フィルム面に平行な第１方向に延伸を行ない、フィルムＡとフィルムＢとの第１方向における屈折率に所定の違いを持たせる。次に、材料Ｂが超延伸を示す温度で、フィルム面に平行で第１方向に直交する第２方向に延伸を行ない、フィルムＡとフィルムＢとの第２方向における屈折率を一致させる。こうすることで、ある方向において両フィルムの屈折率が一致し、それに直交する方向において両フィルムの屈折率が一致しない構成を得ることができる。この積層構造を更に多層に積層すれば、任意の積層数を有する光学機能薄膜を得ることができる。
【００７３】
以上のようにして光学機能薄膜を得たら、必要に応じてその一方の面に光吸収層を形成し、さらに図２に示すように必要な幅に切断し、光学機能エレメント１１２を得る。
【００７４】
４．第４の実施の形態
次に屈折率の異なる光透過性フィルムを多層に積層した構成の態様を説明する。この態様では、各フィルムは屈折率異方性を示さず、少なくとも面内において等方的な屈折率を有している。この場合、図６に示すような積層構造において、少なくとも隣接する両フィルムにおいて屈折率が異なるように材料を選択すればよい。たとえば、簡便な構造としては、屈折率ｎ１のフォルムと屈折率ｎ２のフォルムを交互に必要な数で積層した構造を挙げることができる。なお、繊維化の方法は、図１に示した方法を利用すればよい。
【００７５】
５．光学機能繊維の応用
（応用形態その１）
本応用形態は、普通の布地に本発明の光学機能繊維を用いて図柄を形成した例である。図７は、本発明の光学機能繊維を用いた識別媒体部分の概要示す正面図である。図８は、図７の識別媒体部１５１が形成された財布１５４である。本実施形態において、識別媒体部１５１は、財布１５４自体の布地の一部１５２にコレステリック液晶を用いた光学機能繊維を用いた文字図柄１５３（たとえばブランドのロゴタイプ）を刺繍した構成となっている。
【００７６】
この形態では、直接正面から見た状態において、背景の布地１５２と文字図柄１５３とが同等の色調および光沢感で見えるように、背景の布地１５２の選択と、文字図柄１５３を構成する光学機能繊維に含まれるコレステリック液晶の示す光学特性とが調整されている。よって、肉眼で正面から観察した限りでは、文字図柄１５３は境界のはっきりしない、あまり目立たない状態で観察される。
【００７７】
しかしながら、視野角を大きくしてゆくと、つまり識別媒体部１５１をより斜めから観察すると、背景の布地１５２の色調に変化はないが、文字図柄１５３は、コレステリック液晶層が示すカラーシフトにより、色調がより短波長側にシフトする。この結果、視野角を大きくしてゆくと、文字図柄１５３の色調のみが変化し、文字図型１５３が背景から浮かび上がって見えるようになる。これにより、識別媒体部１５１が特殊な光学特性を有する表示になっていることが確認され、財布１５４が贋物であるか否かの真贋判定が行える。
【００７８】
また、円偏光フィルタを介して識別媒体部１５１を見ることで、真贋判定を行なうこともできる。これには２つの方法がある。第１の方法は、文字図柄１５３を構成する光学機能繊維のコレステリック液晶層が反射する円偏光を透過する第１の円偏光フィルタを介して、識別媒体部１５１を見る方法である。
【００７９】
円偏光フィルタを介さないで直接識別媒体部１５１を正面から見た場合、上述したように文字図柄１５３はあまりはっきりと見えない。一方、上記第１のフィルタを介して、識別媒体部１５１を見ると、文字図柄１５３のコントラストが向上する。
【００８０】
これは以下の理由による。すなわち、背景の布地１５２は、ランダムに入射光を反射し、自然光のもとでは、その反射光は特定の偏光を含まない。一方、第１の円偏光フィルタは、特定の旋回方向の円偏光成分だけしか透過しない。したがって、背景の布地１５２からの反射光を第１の円偏光フィルタを介して観察すると、反射光の中の特定の円偏光成分しか第１の円偏光フィルタで透過されないので、反射光はそれなりの損失を受ける。
【００８１】
他方で、文字図柄１５３で反射されるのは、第１の円偏光フィルタを透過する特定の円偏光であるから、上記第１の円偏光フィルタを介して文字図柄１５３を観察した場合、文字図柄１５３からの反射光は第１の円偏光フィルタで大きな損失を受けない。この損失の差が存在するが故に、上記第１の円偏光フィルタを介して識別媒体部１５１を見た場合、文字図柄１５３のコントラストが向上する。
【００８２】
第２の方法は、上記第１の円偏光フィルタと逆旋回方向の円偏光を透過する第２の円偏光フィルタを用いて、識別媒体部１５１を観察する方法である。この場合、文字図柄１５３が背景の布地１５２において黒く浮かび上がって見える。この場合、文字図柄１５３が鮮明に黒く浮かび上がって見える。
【００８３】
これは以下の理由による。前述のように背景の布地１５２は、ランダムな反射を行ない、自然光のもとでは、その反射光は所定の偏光に偏っていない。よって、第２の円偏光フィルタを透過する成分が含まれており、第２の円偏光フィルタを介して識別媒体部１５１を見た場合、光強度が落ちるといえ、背景の布地１５１の色彩を認識することができる。
【００８４】
他方で、文字図柄１５３で反射されるのは、第１の円偏光フィルタを透過する特定の円偏光であり、第２の円偏光フィルタを透過する成分は含まれていない。よって、文字図柄１５３の部分から反射された光を観察することはできず、文字図柄１５３は黒く見える。
【００８５】
以上の説明では、直接正面から見た状態において、背景の布地１５２と文字図柄１５３とが同等の光沢感および色彩感で見えるように調整されている場合の例を示したが、背景の布地１５２と文字図柄１５３との光沢感および色調感を特に合わせない構成もあり得る。この場合、視野角を変えて観察した場合や、円偏光フィルタを介して観察した場合に、背景の布地１５２とは異なる色調の変化を文字図柄１５３が示す現象を観察できる。
【００８６】
（応用形態その２）
本応用形態では、適当な物品（たとえば、布製の日用品）の表面の適当な部分に、第１の光学機能繊維による第１の図柄と、第２の光学機能繊維による第２の図柄とを組み合わせた図柄を形成した例を示す。
【００８７】
たとえば、図７および図８の例で説明すると、背景の布地１５２に第１の光学機能繊維を縦に（上下方向に）縫い込み、実質的に無地の図柄とし、第２の光学機能繊維の刺繍により文字図柄１５３を形成する。この場合、背景の布地１５２が第１の光学機能繊維が示す光学機能を示し、文字図柄１５３が、第２の光学機能繊維が示す光学機能を示す。
【００８８】
そしてたとえば、第１の光学機能繊維に異なる屈折率異方性を有するフィルムの積層構造を利用し、第２の光学機能繊維にコレステリック液晶を利用する。
【００８９】
本応用形態では、視野角を大きくしていった場合に、背景の布地１５２が示すカラーシフトと、文字図柄１５３が示すカラーシフトが異なったものとなり、視野角を変化させた場合に、文字図柄１５３が背景の布地１５２から鮮明に浮かび上がる。
【００９０】
また、第２の光学機能繊維に含まれるコレステリック液晶が反射する円偏光を透過する第１の円偏光フィルタを介して識別媒体部１５１を見た場合、背景の布地１５２のコントラストが低下する。
【００９１】
これは、第２の光学機能繊維で構成される文字図柄１５３からの反射光は、上記第１の円偏光フィルタを透過する光であるのに対して、第１の光学機能繊維が縦に縫い込まれた背景の布地１５２からの反射光には、第１の光学機能繊維から反射された特定の直線偏光が多く含まれているので、第１の円偏光フィルタでのそれなりの損失を生じるからである。
【００９２】
また、識別媒体部１５１を第１の円偏光フィルタとは逆の旋回方向を透過する第２の円偏光フィルタを介して観察すると、文字図柄１５３が黒く浮かび上がって見える。これは、背景の布地１５２からの反射光には第２の円偏光フィルタを透過する偏光成分が含まれているが、文字図柄１５３からの反射光には第２の円偏光フィルタを透過する円偏光成分が含まれていないからである。
【００９３】
また、識別媒体部１５１を背景の布地１５２に縫い込まれた第１の光学機能繊維からの反射光の偏光方向（直線偏光の方向）に一致する偏光を透過する第３の偏光フィルタを介して観察すると、文字図柄１５３が黒っぽく浮かび上がって見える。これは、背景の布地１５２からの反射光は、第３の偏光フィルタを低損失で透過するが、文字図柄１５３からの反射光は円偏光であるので、第３の偏光フィルタで理論上半分の損失を受けるからである。
【００９４】
また、この場合、第３の円偏光フィルタを回転させると、文字図柄１５３のコントラストが変化する。これは、第３の偏光フィルタを回転させることで、背景の布地１５２からの反射光の損失が大きく変化する一方、円偏光である文字図柄１５３からの反射光は、直線偏光を透過する第３の偏光フィルタをその光軸の周りに回転させても理論上半分の損失には変化がないからである。
【００９５】
（応用形態３）
本応用形態は、第１の光学機能繊維でなる第１の図柄と第２の光学機能繊維でなる第２図柄を直接の目視では、区別できない、あるいな区別し難い見え方になるように設定し、偏光フィルタを用いた場合に、各光学機能繊維が反射する偏光の違いを利用して、第１の図柄あるいは第２の図柄が鮮明に浮かび上がって見えるようにする例である。
【００９６】
本応用形態では、応用形態２に示す構成において、識別媒体部１５１を直接見た場合には、背景の布地１５２と文字図柄１５３とが同じ色彩に見えるように設定する。この際、縫い方も同じような縫い方とすると、直視では両者の区別が付きにくくなるので好ましい。
【００９７】
この場合、文字図柄１５３からの反射光を透過する第１の円偏光フィルタを介して識別媒体部１５１を見ると、隠れていた（つまり見えなかった）文字図柄１５３が見えやすくなる。これは、背景の布地１５２からの反射光が上記第１の円偏光フィルタで損失受け、その結果文字図柄１５３からの反射光強度が相対的に高くなるからである。
【００９８】
また、この形態において、第１の円偏光フィルタとは逆の旋回方向の円偏光を透過する円偏光フィルタ、あるいは背景の布地に縫い込まれた第１の光学機能繊維からの反射光を透過する直線偏光フィルタを介して、識別媒体部１５１を見た場合、目視では見え難く隠れていた文字図柄１５３を黒く浮かび上がらせて認識することができる。
【００９９】
（応用形態４）
本応用形態は、第１の光学機能繊維でなる図柄と第２の光学機能繊維でなる図柄とを組み合わせた図柄において、第１の光学機能繊維および第２の光学機能繊維として、互いに逆回りの円偏光を反射するコレステリック液晶を用いる。この場合、目視では第１および第２の図柄は区別し難いが、円偏光フィルタを用いて観察すると、一方の図柄が黒く、他方の図柄が所定の色彩で鮮明に見える。
【０１００】
以下、具体例を挙げて説明する。たとえば、図７および８の例において、進行方向に向かって右回りに旋回をする円偏光を反射光として反射するコレステリック液晶を用いた第１の光学機能繊維で刺繍を行ない背景の布地１５２を形成する。また、進行方向に向かって左回りに旋回をする円偏光を反射光として反射するコレステリック液晶を用いた第２の光学機能繊維で刺繍を行なって文字図柄１５３を形成する。また、両者の縫い方は同じように行ない、直接の目視では区別がし難いようにする。
【０１０１】
この構成において、進行方向に向かって左回りに旋回をする円偏光を透過する円偏光フィルタを介して識別媒体部１５１を見ると、文字図柄１５３が鮮明に浮かび上がって見える。これは、この円偏光フィルタは、文字図柄１５３からの反射光を透過するが、背景の布地１５３からの反射光は透過しないからである。
【０１０２】
（応用形態５）
本実施形態は、２種類の光学機能繊維を用い、一方を縦糸、他方を横糸として縫い付けを行なった場合の例である。たとえば、縦糸とする光学機能繊維に第１のコレステリック液晶を用い、横糸とする光学機能繊維に第２のコレステリック液晶を用いる。この際、２つのコレステリック液晶が示すカラーシフトが異なって見えるような材料を選択する。カラーシフトの見え方を異ならせるには、たとえば違う種類のコレステリック液晶を用いる、あるいはコレステリック液晶層における各層の液晶分子の長軸が層の厚さ方向において３６０度回転して元に戻るまでの距離Ｐ（ピッチ）を違えればよい。
【０１０３】
この構成によれば、識別の対象となる部分を上下に傾けて観察した場合と左右に傾けて観察した場合とで、カラーシフトの状態が異なり、異なる色調の変化が得られる。
【０１０４】
以上において説明した応用形態その１〜その４では、識別媒体部１５１が財布１５４と一体になっているので、識別媒体部１５１だけを取り外して再利用するようなことは極めて困難である。たとえば、識別媒体部１５１だけを切り取ったとしても、それを偽物の財布に貼り付けたのでは、明らかに偽物であると分かってしまい、意味がない。また、識別媒体部１５１を切り取って、それを偽物の財布に巧妙にはめ込むような技術も考えられるが、布地の一部を切り抜いて、それを他の布地に組み入れて一体物に見せかけることは、技術的に困難であり、また高コストな作業となるので、偽造技術としては無意味となる。従って、以上説明した本発明の光学機能繊維の応用例は、信頼性の高い真贋判定のための手段となる。
【０１０５】
（応用形態６）
次に、光学機能繊維を用いた縦糸で第１の図柄を形成し、同じ光学機能繊維を用いた横糸で第２の図柄を形成した場合の例を説明する。この例は、光学機能繊維を用いた縦糸と横糸とでカラーシフトの現れ方が異なる現象を利用したものである。
【０１０６】
図１４は、本発明の他の応用形態を示す概念図である。この形態では、図１４（Ａ）に示すように、通常の布地２０１に第１の光学機能繊維を用いた横糸で文字図柄「Ａ」、「Ｃ」を刺繍し、第２の光学機能繊維縦を用いた縦糸で文字図柄「Ｂ」、「Ｄ」を刺繍する。この際、正面から直視した状態では、布地２０１の色調と文字図柄「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」が同じ色調を示すように、布地２０１と光学機能繊維を選択する。なお、光学機能繊維としては、図１に示す構造のものを用いる。
【０１０７】
この形態では、正面から直接見た際には、文字図柄「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」ははっきりとは見えない。しかし、軸ａを中心して布地２０１を傾けると、文字図柄「Ｂ」、「Ｄ」を構成する光学機能繊維がカラーシフトを示す。それにより、図１４（Ｂ）に示すように、文字図柄「Ｂ」、「Ｄ」の色調が変化してこの２つも文字が認識できる。この際、文字図柄「Ａ」、「Ｃ」を構成する光学機能繊維はカラーシフトを示さないので、その見え方に変化はない。
【０１０８】
このような特異な見え方をするは以下の理由による。すなわち、文字図柄「Ｂ」、「Ｄ」は、縦糸で構成されているので、（Ｂ）のように傾けた状態で見ると、光学機能繊維をその軸に対して、９０°より小さい斜めの角度から見ることになるので、カラーシフトが生じる。他方、文字図柄「Ａ」、「Ｃ」は、横糸で構成されているので、（Ｂ）のように傾けた状態で見ても、光学機能繊維をその軸に対して、９０°の方向から見ることには変わりがなく、故にカラーシフトは生じない。
【０１０９】
一方、図１４（Ａ）の状態において、軸ｂを中心して布地２０１を傾けると、文字図柄「Ａ」、「Ｃ」を構成する光学機能繊維がカラーシフトを示し、この２つの文字図柄が浮かび上がって見える。これは、図１４（Ｂ）の場合の反対に、横糸の光学機能繊維がカラーシフトを示すからである。
【０１１０】
この原理を応用すると、傾け方により、異なる図柄が浮かび上がる構成を実現できる。また、図１４（Ａ）における文字図柄「Ａ」と「Ｂ」、文字図柄「Ｃ」と「Ｄ」とを重ねて刺繍すると、傾け方によって、同じ場所で文字図柄「Ａ」と「Ｂ」とが別々に浮かび上がるような見え方を実現できる。
【０１１１】
６．他の実施形態
以下、本発明の光学機能繊維の多様なバリエーションについて説明する。図９は、本発明の光学機能繊維の一実施形態を示す概念図である。図９に示すのは、繊維の延長方向において部分的に光学機能を示す部分を設けた例である。本実施形態では、芯となる繊維１１１の周囲に、図２で示したような繊維状に切断した光学機能エレメントを巻き付けた光学機能部分１６１と、カラーシフト等の光学機能を示さない適当な繊維材料を巻き付けた非光学機能部１６２とを設けている。
【０１１２】
この構成において、繊維に対して直角な方向から見た場合に、光学機能部１６１と非光学機能部１６２との色調が同じになるように設定しておくと、０でない角度θ方向から当該繊維を見た場合に光学機能部１６１でカラーシフトが発生し、その部分の色調がより短波長側にシフトして見える。
【０１１３】
よって、図９に示す光学機能繊維を用いて図柄を刺繍すると、その図柄は、見る角度によってドット模様の色彩が変化した見え方をする。
【０１１４】
また図９に示す光学機能繊維を用いて刺繍を形成した場合において、光学機能部１６１としてコレステリック液晶を用いた場合、直視では刺繍された図柄は見えにくいが、円偏光フィルタを介して見ると、ドット模様で形成された図柄が鮮明に認識できる構成を実現できる。
【０１１５】
図１０は、本発明の光学機能繊維の一実施形態を示す概念図である。図１０に示すのは、繊維状に切断した光学機能エレメントを２層に巻き付けた構成において、巻き付け方のピッチを異ならせた例である。図１０には、第１層として第１の光学機能エレメント１６３が巻き付けられ、その上に第２層として第２の光学機能エレメント１６４が光学機能薄膜辺１６３とは異なるピッチ（間隔）で巻き付けられている。
【０１１６】
この構成において、第１層と第２層が繊維に直角な方向から見た場合に同じ色調を示すように設定しておけば、斜め方向から見た場合における両者のカラーシフトの違いを観察することができる。たとえば、図１０の光学機能繊維を用いた刺繍を正面から見た場合には第１層と第２層の違いは観察されない（あるいは観察し難い）が、斜めから見た場合には、カラーシフトの違いに起因する模様が浮かび上がる識別機能を得ることができる。
【０１１７】
図１０に示す構成において、光学機能薄膜片１６３の代わりに、カラーシフト等の光学機能を示さない繊維状の材料を巻き付けても良い。この場合も、第１層部分と第２層部分とが示す色調の変化を識別に利用することができる。
【０１１８】
本発明の光学機能繊維において、光学機能が部分的に表れるようにする構成として以下のような構成がある。たとえば、図１の光学機能繊維片１１２に部分的に印刷を行ない、光学機能が部分的に表れるようにする。以下この例を説明する。
【０１１９】
図１１は、他の構造の光学機能繊維の製造工程の一部を示す斜視図である。この態様では、図２に示す光学機能薄膜１１６を得た後、その表面に所定の色の印刷を行い、光学機能領域１７１と非光学機能領域１７２を交互に縞模様に形成する。（図１１（Ａ））
【０１２０】
ここでは、光学機能薄膜１１６としてコレステリック液晶を用いたものを採用し、面に垂直な正面から見た直接の目視では、光学機能領域１７１と印刷で形成された非光学機能領域１７２とが同じ色調になるように非光学機能領域の色を調整しておく。
【０１２１】
次に光学機能薄膜１１６を細く切断し、光学機能エレメント１７３を得る。光学機能エレメント１７３は、図２の光学機能エレメント１１２と同様に光学機能繊維の材料として利用できる。（図１１（Ｂ））
【０１２２】
光学機能薄膜片１７３は、コレステリック液晶が示す光学機能を有する光学機能領域１７１と単なる着色された非光学機能領域１７２とを有している。この光学機能薄膜片１７３を用いて図１に示すような光学機能繊維を構成すると、部分的に光学機能を示す光学機能繊維を得ることができる。
【０１２３】
たとえば、この光学機能繊維を布に縫い付けた場合、その縫い跡を斜めから見ることで、光学機能繊維の光学機能領域の部分がカラーシフトし、その部分の色調の変化を観察することができる。また、円偏光フィルタを介して上記縫い跡を見た場合、その部分が浮かび上がって見える。
【０１２４】
次に両面が光学機能を示す光学機能繊維の例を説明する。この光学機能繊維は、光吸収層をコレステレリック液晶層または光学機能層で挟み込んだ構造を細長く切断した構造を有する。図１２は、この光学機能繊維の製造工程の一例を示す製造工程断面図である。ここでは、コレステリック液晶を用いた光学機能繊維の例を説明する。
【０１２５】
まず、ＴＡＣフィルム等の光透過性支持層１８１上にコレステリック液晶層１８２を形成する（図１２（Ａ））。
【０１２６】
次に、コレステリック液晶層１８２上に光吸収層１８３として、ＵＶ硬化インクを塗布する（図１２（Ｂ））。
【０１２７】
また、別に図１２（Ａ）に示す構成をもう一つ形成し、それを裏返して光吸収層１８３上に載せる。こうして、図１２（Ａ）の２層構造体がコレステリック液晶層１８２を向かい合わせた状態で、光吸収層１８３を介して積層された状態を得る（図１２（Ｃ））。
【０１２８】
図１２（Ｃ）に示す断面構造を有した光学機能薄膜を得たら、ＵＶ光を照射し、ＵＶ硬化インクを硬化させる。さらに、この光学機能薄膜を図２（Ｂ）に示すように切断することで、光学機能エレメントを得る。この例の場合、両面が光学機能を示すので、この光学機能エレメントはそのまま光学機能繊維として利用することができる。つまり、繊維がよじれて反転しても光学機能を示すので、図１に示すような構造としなくてもそれ自体を光学機能繊維として用いることができる。
【０１２９】
次に、各層が円筒状の同軸構造を有した光学機能繊維の例を示す。図１３は、同軸構造を有する光学機能繊維の概要を示す概念図である。図１３に示す光学機能繊維１９１は、芯となる光吸収機能を有した繊維材料１９３、その周囲に多層に設けられた光透過性材料でなる光学機能層１９２を備えている。
【０１３０】
繊維材料１９３は、顔料を混ぜた高分子材料で構成されている。多層構造１９２を構成する各層は、高分子材料でなり、隣り合う層（互いに接触する層）の屈折率が異なるように材質が決定されている。
【０１３１】
図１３に示す構造は、以下のようにして製造する。まず、同軸状に材料を押し出せる押し出し成型装置を用い出発繊維材料を得る。そして、この出発材料を延伸し、所定の直径にすることで、図１３の構造を有する光学機能繊維を得る。図１３に示す光学機能繊維は、断面が同軸構造を有し、軸に対して垂直な方向における光学機能が等方性を示す。
【０１３２】
７．他の応用形態
以上において説明した光学機能特性を有した光学機能繊維を用いた縫い跡を組み合わせると、再現性が困難な見え方をするランダムな縫い跡を形成することができる。このような縫い跡は、一端解いてしまうと、同じような縫い跡を再現することは困難である。特に、異なる光学機能を有する光学機能繊維を組み合わせた場合には、それが顕著になる。
【０１３３】
このような縫い跡は、見る角度や偏光フィルタの使用により、多様なそして複雑な見え方をする。この見え方の組み合わせは、再現が困難でなり、人間の指紋、虹彩およびＤＮＡのように同じ物が２つとなく、つまり再現が困難な情報として捉えることができる。よって、このような識別媒体に書き込まれた再現困難な情報は、偽造が困難なＩＤ情報として利用することができる。
【０１３４】
本発明の光学機能繊維は、衣服自体に直接縫いこんで利用することもできる。また、衣服のタグや折ネーム（オリネーム）に利用することもできる。このような利用は、たとえば、衣服のブランドが表記された部分に適用することができる。タグや折ネームに利用する場合、別途製作したものを縫い付けても良いし、直接ロゴ等を縫い付けても良い。また、タグや折ネームを衣服に縫い付ける糸に本発明の光学機能繊維を用いれば、その縫い跡が識別機能を示すので、タグや折ネームの再利用が防止される。本発明の光学機能繊維は、洗濯やドライクリーニングによって機能が劣化することがないという優位性もあるので、このような応用には好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】光学機能繊維の構造を示す概念図である。
【図２】光学機能繊維の製造工程を示す斜視図である。
【図３】コレステリック液晶の概要を示す概念図である。
【図４】コレステリック液晶の光学的な性質を説明する概念図である。
【図５】多層薄膜の光学的な性質を説明する概念図である。
【図６】光学機能繊維に利用する多層薄膜を示す斜視図である。
【図７】光学機能繊維の刺繍がされた識別媒体部を示す正面図である。
【図８】光学機能繊維の刺繍がされた物品の概要を示す斜視図である。
【図９】光学機能繊維の他の例の構造を示す概念図である。
【図１０】光学機能繊維の他の例の構造を示す概念図である。
【図１１】他の構造の光学機能繊維の製造工程の一部を示す斜視図である。
【図１２】他の光学機能繊維の製造工程の一部を示す断面図である。
【図１３】他の光学機能繊維の構造を示す概念図である。
【図１４】本発明の他の応用形態を示す概念図である。
【符号の説明】
【０１３６】
１１，１２…屈折率異方性を有すフィルム、１３…積層膜、１１０…光学機能繊維、１１１…芯となる繊維材料、１１２…光学機能エレメント、１１３…光透過性支持層、１１４…コレステリック液晶、１１５…光吸収層、１１６…光学機能薄膜、１４１〜１４３…光透過性フィルム、１４４…光学機能層、１５１…識別機能部、１５２…背景の布地、１５３…文字図柄、１５４…財布、１６１…光学機能部分、１６２…非光学機能部、１６３…第１の光学機能エレメント、１６４…第２の光学機能エレメント、１７１…光学機能領域、１７２…非光学機能領域、１７３…光学機能エレメント、１８１…光透過性支持層、１８２…コレステリック液晶層、１８３…光吸収層、１９１…光学機能繊維、１９２…光学機能層、１９３…芯となる繊維材料。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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