JP2019207751A - 色彩変化方法および色彩変化装置 - Google Patents
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Abstract
Description
条件等色(メタメリズム)の現象は、照明、着色料や素材の働きによって引き起こされ、色と照明が密接にかかわっている。例えば、照明光のもつ分光分布と太陽光のもつ分光分布には大きな違いがあり、照明によって色が変わって見えてしまうという現象は多くの場合、好まれないものとされてきたが、この現象を活用する色彩変化の手法が検討されて来ている。
また、特許文献2〜4では、有機染料である分散染料等の染料を含む染色物を用いて、照明光を変えたときに図柄、その色が変化する着色組成が得られることが開示されている。
また、特許文献5〜6では、光源の色によって見える図柄が変化する物で、青色光源を用いた場合に赤色と緑色の部分は互いに原色であるため青色の光と打ち消しあい黒色に見えることが開示されている。
前記着色層は、視野角2°でのC光源の分光反射スペクトルにおいて、波長550〜700nmの間に分光反射率が5%以上になる領域(1)、および波長400〜550nmの間に分光反射率が5%以上になる領域(2)、ならびに領域(1)および領域(2)の間に分光反射率が5%未満となる領域を有し、
前記光源(B1)および前記光源(B2)は、白色を呈し、
波長550〜700nmにおいて色材(A)の視野角2°でのC光源の分光反射率と光源(B1)の発光強度の積を合算した値と、色材(A)の視野角2°でのC光源の分光反射率と光源(B2)の発光強度の積を合算した値の差が±1000以上であり、さらに波長400〜550nmにおいて色材(A)の視野角2°でのC光源の分光反射率と光源(B1)の発光強度の積を合算した値と、色材(A)の視野角2°でのC光源の分光反射率と光源(B2)の発光強度の積を合算した値の差が±1000以上である。
色材(A)を含む着色層は、視野角2°でのC光源の分光反射スペクトルが、波長550〜700nmの間に分光反射率が5%以上になる領域(1)、および波長400〜550nmの間に分光反射率が5%以上になる領域(2)、ならびに領域(1)および領域(2)の間に分光反射率が5%未満となる領域を有する。色材(A)の分光反射率が上記範囲にあることで、着色層は、光源の切り替えにより極端な色彩の変化が得られる。
なお、赤色、紫色またはマゼンタ色とは、Yxy表色系においてC光源下でy≦0.5x+0.1の範囲で表される人間の目で認識できる色である。なお、F10光源とは、日本国内で一般的に流通している蛍光灯である。F10光源のスペクトルの一例を図2に示す。
溶媒は、水、有機溶剤であり、印刷に適した粘度に調整できる公知の有機溶剤を使用できる。
本明細書では、少なくとも、異なる発光波長を有する光源(B1)および光源(B2)を使用する。「少なくとも」とは、課題を解決できる範囲であれば光源(B1)および光源(B2)以外の光源を使用できる意味である。
光源(B1)および光源(B2)は白色を呈する。光源(B1)および光源(B2)の発色は、ともに白色であるため、例えば、光源(B1)から光源(B2)に光源を切り替えた場合、見る者は光源の変化には気づきにくい。しかし、光源(B1)および光源(B2)は、それぞれ発する波長が異なるため、光源を変えると本明細書の着色層の反射光が変わるため、見る者は着色層の色が突然変化するように見える。
本明細書では、波長550〜700nmにおいて色材(A)の視野角2°でのC光源における分光反射率と光源(B1)の発光強度の積を合算した値と、色材(A)の視野角2°でのC光源における分光反射率と光源(B2)の発光強度の積を合算した値の差が±1000以上であり、さらに波長400〜550nmにおける色材(A)の視野角2°でのC光源における分光反射率と光源(B1)の発光強度の積を合算した値と、色材(A)の視野角2°でのC光源における分光反射率と光源(B2)の発光強度の積を合算した値の差が±1000以上である。なお、合算した値を積分値という。
(I)領域(1)(波長400〜550nm)の範囲において、色材(A)の視野角2°
でのC光源における分光反射率が5%以上となる波長の範囲を求める。同様に領域(2)(波長550〜700nm)の範囲において、色材(A)の視野角2°でのC光源における分光反射率が5%以上となる波長の範囲を求める。
(II)光源(B1)および光源(B2)の発光強度は、2つの光源のうち最も発光強度が強いピークを発光強度100%とし、以下の式に当てはめて発光強度を正規化する。
発光強度(正規化)=(100×任意の波長における発光強度)/
(光源(B1)および光源(B2)で最も強い発光強度)
(III)(I)で求めた範囲と、(II)で求めた正規化された光源(B1)および光源(B2)の発光強度を用い、以下の式に当てはめ、5nm刻みで積分値を算出し、これを合算して積分値を求める。なお(I)で求めた範囲の両端では、2.5nmで積分する。
IB1(x1)=2.5×(波長x1nmにおける色材(A)のC光源での分光反射率(%))×(波長x1nmにおける光源(B1)の発光強度(正規化)(%))
IB1(x2)=5×(波長x2nmにおける色材(A)のC光源での分光反射率(%))×(波長x2nmにおける光源(B1)の発光強度(正規化)(%))
IB1(x3)=5×(波長x3nmにおける色材(A)のC光源での分光反射率(%))×(波長x3nmにおける光源(B1)の発光強度(正規化)(%))
…
IB1(xn)=2.5×(波長xnnmにおける色材(A)のC光源での分光反射率(%))×(波長xnnmにおける光源(B1)の発光強度(正規化)(%))
IB1=IB1(x1)+IB1(x2)+IB1(x3)+…+IB1(xn)
IB2(x1)=2.5×(波長x1nmにおける色材(A)のC光源での分光反射率(%))×(波長x1nmにおける光源(B2)の発光強度(正規化)(%))
IB2(x2)=5×(波長x2nmにおける色材(A)のC光源での分光反射率(%))×(波長x2nmにおける光源(B2)の発光強度(正規化)(%))
IB2(x3)=5×(波長x3nmにおける色材(A)のC光源での分光反射率(%)×(波長x3nmにおける光源(B2)の発光強度(正規化)(%))
…
IB2(xn)=2.5×(波長xnnmにおける色材(A)のC光源での分光反射率(%))×(波長xnnmにおける光源(B2)の発光強度(正規化)(%))
IB2=IB2(x1)+IB2(x2)+IB2(x3)+…+IB2(xn)
なお、式中のアルファベットは以下を意味する。
IB1:光源(B1)における積分値の合計
IB2:光源(B2)における積分値の合計
IB1(x1)、IB1(x2)、…、IB1(xn):光源(B1)時、各波長の積分値
IB2(x1)、IB2(x2)、…、IB2(xn):光源(B2)時、各波長の積分値
x1、x2、…、xn:積分を行う波長(5nm刻み)
また、式中x1およびxnは、(I)で求めた範囲の両端である。
領域(1)および領域(2)における積分値がともに大きければ、青色と赤色の光を反射するためマゼンタ色に見える。
本明細書の色彩変化装置は、色材(A)を含む着色層、ならびに異なる発光波長を有する光源(B1)および光源(B2)を備え、
光源(B1)から光源(B2)に光に変えて、または光源(B2)から光源(B1)に光を変えて、色材(A)を含む着色層の色彩が変化する色彩変化装置であって、
前記色材(A)を含む着色層は、視野角2°でのC光源の分光反射スペクトルにおいて波長550〜700nmの分光反射率が5%以上になる領域(1)、および波長400〜550nmの間に分光反射率が5%以上になる領域(2)、ならびに領域(1)および領域(2)の間に分光反射率が5%未満となる領域を有し、
前記光源(B1)および前記光源(B2)は、白色を呈し、
波長550〜700nmにおいて色材(A)の視野角2°でのC光源の分光反射率と光源(B1)の発光強度の積を合算した値と、色材(A)の視野角2°でのC光源の分光反射率と光源(B2)の発光強度の積を合算した値の差が±1000以上であり、さらに波長400〜550nmにおいて色材(A)の視野角2°でのC光源の分光反射率と光源(B1)の発光強度の積を合算した値と、色材(A)の視野角2°でのC光源の分光反射率と光源(B2)の発光強度の積を合算した値の差が±1000以上である。
図3の光源101によると単色のLED電球である光源L1〜L8を複数配置する。配置方法は、LEDの光が均一に混ざるように配置すれば良く、図3に示すように各LEDを、例えば、横一列に並べる、または、縦一列に並べる、または、ランダムに並べることができる。光源の配置は、光源(B1)を光源(B2)に切り替える、または、光源(B2)を光源(B1)に切り替えることで着色層に所望の色変化が起きればよい。なお、光源101に記載されたL1〜L8は、それぞれ図6〜図13の分光波長を示すLED電球を使用している。
次に図5に示す光源101を発光方向204のように発光させてと着色層付印刷物206に光を照射する。
[光源B1の作製]
光源B1として、下記のLED電球を用いて作製した。
L1:波長455nmの青色LED電球(分光分布は416〜515nmの範囲)、発光スペクトルを図6に示す。
L2:波長475nmの青色LED電球(分光分布は430〜464nmの範囲)、発光スペクトルを図7に示す。
L3:波長502nmの緑色LED電球(分光分布は449〜572nmの範囲)、発光スペクトルを図8に示す。
L4:波長532nmの緑色LED電球(分光分布は480〜601nmの範囲)、発光スペクトルを図9に示す。
L5:波長557nmの黄緑色LED電球(分光分布は517〜636nmの範囲)、発光スペクトルを図10に示す。
L6:波長592nmの橙色LED電球(分光分布は557〜633nmの範囲)、発光スペクトルを図11に示す。
L7:波長624nmの赤色LED電球(分光分布は573〜659nmの範囲)、発光スペクトルを図12に示す。
L8:波長638nmの赤色LED電球(分光分布は577〜678nmの範囲)、発光スペクトルを図13に示す。
光源(B2)は、光源(B1)で配置したLED電球のうち、L1およびL5のLED電球のみ点灯させた。照度を約700ルクス、色温度を約6500Kとなるよう調整し、白色光を呈する態様を光源(B2)とした。光源(B2)の発光スペクトルを図15に示す。
光源(B3)は、光源(B1)で配置したLED電球のうち、L1およびL5のLED電球のみ点灯させた。照度を約500ルクス、色温度を約6500Kとなるよう調整し、白色光を呈する態様を光源(B3)とした。光源(B3)の発光スペクトルを図16に示す。
光源(B4)は、光源(B1)で配置したLED電球のうち、L1およびL5のLED電球のみ点灯させた。照度を約400ルクス、色温度を約6500Kとなるよう調整し、白色光を呈する態様を光源(B4)とした。光源(B4)の発光スペクトルを図17に示す。
アルミ棒を組み合わせ、縦50cm、横50cm、高さ100cmの立方体フレームを作製した。立方体フレームの天板に、図3の通りにLED電球L1〜L8を配置した光源を、底板に向かって光が照射される方向に取り付けた。次に底板として白色度90%以上のコート紙を貼り付けたダンボールを取り付けた。立方体フレームの天板および底板以外の右側面、左側面、背面は、外部の光を遮断するように白色度90%以上のコート紙を貼り付けたダンボールを取り付けた。正面は、天板から底板までの上半分に、白色度90%以上のコート紙を貼り付けたダンボールを取り付けた。着色層を備える印刷物は、後述の通りに作製し、底板の上に設置した。
[実施例1]
東洋インキ株式会社製リオアルファS F572牡丹(有機顔料、樹脂、溶剤を含有する)を、ヨシミツ精機社製ドクターブレードYD−2型(塗布幅75mm、塗布厚6μm)を用い、LENETA社製試験紙KL−5C(厚さ100μm)に塗工し、次いで60℃で5分間乾燥を行い、厚さ3μmの着色層を備える印刷物1を得た。得られた印刷物1は視野角2°でのC光源下、マゼンタ色を呈していた(Yxy表色系において、C光源下の測定でx=0.37、y=0.18)。印刷物1のC光源における分光反射スペクトルを図18に示す。
東洋インキ株式会社製リオアルファS F572牡丹を、東洋インキ株式会社製リオアルファS R162紅(有機顔料、樹脂、溶剤を含有する)に変更すること以外は実施例1と同様にして、印刷物2を得た。得られた印刷物2はC光源下、赤色を呈していた(Yxy表色系において、視野角2°でのC光源下の測定でx=0.56、y=0.28)。印刷物2のC光源における分光反射スペクトルを図19に示す。
東洋インキ株式会社製リオアルファS F572牡丹を、東洋インキ株式会社製リオアルファS Z821紫(有機顔料、樹脂、溶剤を含有する)に変更すること以外は実施例1と同様にして、印刷物3を得た。得られた印刷物3はC光源下、紫色を呈していた(Yxy表色系において、視野角2°でのC光源下の測定でx=0.19、y=0.06)。印刷物3のC光源における分光反射スペクトルを図20に示す。
東洋インキ株式会社製リオアルファS F572牡丹を、ホルベイン工業株式会社製バヂターブルーWW095を1部、シーアイ化成社製NanoTekPowderを1部、これらを均一に混合したものに変更すること以外は実施例1と同様にして、印刷物4を得た。得られた印刷物4は視野角2°でのC光源下、青色を呈していた(Yxy表色系において、x=0.16、y=0.26)。なお、バヂターブルーWW095とNanoTekPowderの混合物は、550〜700nmに分光反射率5%以上となる領域(1)を有し、400〜550nmに分光反射率5%以上となる領域(2)を有するが、領域(1)と領域(2)の間に分光反射率5%未満となる領域がなく、領域(1)と領域(2)の範囲を定義できない。印刷物4のC光源における分光反射スペクトルを図21に示す。
東洋インキ株式会社製リオアルファS F572牡丹を、東洋インキ株式会社製リオアルファS R181赤(有機顔料、樹脂、溶剤を含有する)に変更すること以外は実施例1と同様にして、印刷物5を得た。得られた印刷物5は視野角2°でのC光源下、赤色を呈していた(Yxy表色系において、C光源下の測定でx=0.61、y=0.32)。印刷物5のC光源における分光反射スペクトルを図22に示す。
得られた印刷物1〜5を、作製した色彩変化装置の中に設置し、光源(B1)を光源(B2)に切り替え色彩変化を目視で評価した。結果を表1に示す。
一方、比較例1は、領域(1)と(2)の間に分光反射率5%未満となる領域がないブロードな反射スペクトルのため、領域(1)と領域(2)を満たさず幅広い光を反射してしまうため、極端な色彩変化が起きず、目視で色彩の大きな変化を確認できなかった。
また、比較例2は、領域(2)の積分値が光源(B1)および(B2)で±1000未満しか変化していない。このため、領域(1)の赤色の反射光の強弱が変わるのみであり、領域(2)の青色の反射光が変化しないため、極端な色彩変化が起きず、目視で色彩の大きな変化を確認できなかった。
得られた印刷物2を、作製した照明装置の中に設置し、光源(B1)を光源(B3)に切り替え色彩変化を目視で評価した。また、得られた印刷物5を、作製した照明装置の中に設置し、光源(B1)を光源(B4)に切り替え色彩変化を目視で評価した。また、光源の切り替えに気づくかどうかの評価は、被験者8人に光源(B1)から光源(B3)への切り替え、光源(B1)から光源(B4)への切り替えを目視で観察した。評価基準は以下の通りである。
○8人中2人以下が色彩変化に気づいた。(良好)
△8人3〜4人が色彩変化に気づいた。(実用域)
×8人中5人以上が色彩変化に気づいた。(実用不可)
一方、比較例3は光源(B1)の照度が700ルクス、(B4)の照度が400ルクスであり、照度差が200ルクス以上であるため、半数より多い被験者が目視で光源が切り替わった事に気づいてしまった。
201 色彩変化装置
202 天板
203 フレーム
204 発光方向
205 底面
206 着色層を備える印刷物
301 光源
Claims (4)
- 異なる発光波長を有する光源(B1)および光源(B2)を用い、光源(B1)から光源(B2)に光に変えて、または光源(B2)から光源(B1)に光を変えて、色材(A)を含む着色層の色彩が変化する色彩変化方法であって、
前記着色層は、視野角2°でのC光源の分光反射スペクトルにおいて、波長550〜700nmの間に分光反射率が5%以上になる領域(1)、および波長400〜550nmの間に分光反射率が5%以上になる領域(2)、ならびに領域(1)および領域(2)の間に分光反射率が5%未満となる領域を有し、
前記光源(B1)および前記光源(B2)は、白色を呈し、
波長550〜700nmにおいて色材(A)の視野角2°でのC光源の分光反射率と光源(B1)の発光強度の積を合算した値と、色材(A)の視野角2°でのC光源の分光反射率と光源(B2)の発光強度の積を合算した値の差が±1000以上であり、さらに波長400〜550nmにおいて色材(A)の視野角2°でのC光源の分光反射率と光源(B1)の発光強度の積を合算した値と、色材(A)の視野角2°でのC光源の分光反射率と光源(B2)の発光強度の積を合算した値の差が±1000以上である、色彩変化方法。 - 前記色材(A)が、C光源下で赤色、紫色またはマゼンタ色のいずれかを呈する、請求項1に記載の色彩変化方法。
- 前記着色層が、樹脂(C)を含有する、請求項1または2に記載の色彩変化方法。
- 色材(A)を含む着色層、ならびに異なる発光波長を有する光源(B1)および光源(B2)を備え、
光源(B1)から光源(B2)に光に変えて、または光源(B2)から光源(B1)に光を変えて、色材(A)を含む着色層の色彩が変化する色彩変化装置であって、
前記着色層は、視野角2°でのC光源の分光反射スペクトルにおいて波長550〜700nmの間に分光反射率が5%以上になる領域(1)、および波長400〜550nmの間に分光反射率が5%以上になる領域(2)、ならびに領域(1)および領域(2)の間に分光反射率が5%未満となる領域を有し、
前記光源(B1)および前記光源(B2)は、白色を呈し、
波長550〜700nmにおいて色材(A)の視野角2°でのC光源の分光反射率と光源(B1)の発光強度の積を合算した値と、色材(A)の視野角2°でのC光源の分光反射率と光源(B2)の発光強度の積を合算した値の差が±1000以上であり、さらに波長400〜550nmにおいて色材(A)の視野角2°でのC光源の分光反射率と光源(B1)の発光強度の積を合算した値と、色材(A)の視野角2°でのC光源の分光反射率と光源(B2)の発光強度の積を合算した値の差が±1000以上である、色彩変化装置。
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-
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