JP6811449B2 - 色彩変化装置及びそれを用いた色彩変化方法 - Google Patents

Description

本発明は、色材と光源との組み合せによる色彩変化装置、その変化方法に関する。より好ましくは、特定の分光反射率を有する色材と特定の発光強度を有する光源とを組み合わせて色彩の変化を生じさせる装置とそれを用いた方法に関する。

従来から、物理的に異なる光（物体色）が特定の条件の下で同じに見える現象を用いた色彩変化の手法が提案されている。
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、色と照明は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、この現象を活用しながら色彩変化の手法が検討されて来ている。
例えば特許文献１では、色の見えは、（照明の分光分布）×（光を反射する色材の分光反射率分布）によって決まることから、適当な分光反射率分布を持った色材を設計すると、分光分布特性の異なった照明の下で劇的に色の見えが変化できるとし、この条件等色を活用し表現態様、パターン変化を演出するシステムが提案されている。具体的には、天然色素である菊塵、無機顔料を含む油絵の具等の色材、無機微粒子を用いて、通常の照明の光源と選定したＬＥＤ光源とを用いることが提案されている。
また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提案されている。（例えば特許文献２、３、４等参照）
また照らされる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ものが得られることが提案されている。（例えば特許文献５、６等参照）
しかしながら、従来から知られている色材と光源の組み合わせでは、自然な白色光を維持しながら、色の変化を明確に表現できるものはまだ得られていないのが現状である。

特開２００９−２９５４７２号公報 特開平７−３４３９０号公報 特開平７−３４３８９号公報 実開昭６３−１９８５９９号公報 特開２００２−２２５５００号公報 特開２００５−３２１７２９号公報

本発明は、白色光源と色材との組み合わせを好適に設計することにより、白色光源を変化させることにより、色材の色彩が変化することを活用した色彩変化装置とその方法を提供することである。特に色材に有機顔料を用いることにより、有彩色と無彩色の間での色彩を変化させる色彩変化装置とその方法を提供することである。

本発明者等は、鋭意検討した結果、特定の色材と少なくとも異なる発光波長を有する複数の白色光源とを組み合わせて用いることで、上記目的が達成できることを見出して、本発明に至ったものである。

本発明は、色材（Ａ）と、少なくとも、異なる発光波長を有する光源（Ｂ１）及び光源（Ｂ２）とを含む色彩変化装置であって、
光源（Ｂ１）は、白色を呈し、分光分布において、最大発光強度を１００％とした場合に、波長６００ｎｍを超える領域に発光強度１０％以上の発光強度を有し、
光源（Ｂ２）は、白色を呈し、分光分布において、最大発光強度を１００％とした場合に、波長６００ｎｍを超える領域に発光強度１０％以上の発光強度を有さず、
色材（Ａ）は、分光反射率が波長４００〜６００ｎｍの範囲における分光反射率が５％以下である色材（Ａ１）であるか、
分光反射率が波長４００〜６００ｎｍの範囲における分光反射率が６０％〜１００％であり、６００〜７００ｎｍの範囲における分光反射率が２０％以下である色材（Ａ２）であることを特徴とする、色彩変化装置に関する。

また、本発明は、さらに、光源（Ｂ２）が、少なくとも２つの発光波長ピークを有することを特徴とする色彩変化装置に関する。

また、本発明は、光源（Ｂ２）が、波長４００〜５００ｎｍの範囲と波長５００〜６５０ｎｍの範囲とに発光波長ピークを有する上記色彩変化装置に関する。

また、本発明は、光源（Ｂ２）が、波長４００〜５００ｎｍの範囲と波長５００〜６００ｎｍの範囲とに発光波長ピークを有する上記色彩変化装置に関する。

また、本発明は、色材（Ａ）、色材（Ａ１）、色材（Ａ２）が、有機顔料である上記色彩変化装置に関する。

また、本発明は、色材（Ａ１）が、ペリレン系染顔料を含む上記色彩変化装置に関する。

また、本発明は、色材（Ａ２）が、フタロシアニン系染顔料を含む上記色彩変化装置に関する。

また、本発明は、光源（Ｂ１）及び／または光源（Ｂ２）が、カラーフィルタを含む上記色彩変化装置に関する。

また、本発明は、光源（Ｂ１）及び／または光源（Ｂ２）が、蛍光体層を含む上記色彩変化装置に関する。

また、本発明は、色材（Ａ）が、透明樹脂を含む上記色彩変化装置に関する。

また、本発明は、色材（Ａ）と、少なくとも、異なる発光波長を有する光源（Ｂ１）及び光源（Ｂ２）とを用いて、光源（Ｂ１）と光源（Ｂ２）とを切り替えることによって、色彩変化を表現する色彩変化方法であって、
光源（Ｂ１）は、白色を呈し、分光分布において、最大発光強度を１００％とした場合に、波長６００ｎｍを超える領域に発光強度１０％以上の発光強度を有し、
光源（Ｂ２）は、白色を呈し、分光分布において、最大発光強度を１００％とした場合に、波長６００ｎｍを超える領域に発光強度１０％以上の発光強度を有さず、
色材（Ａ）は、分光反射率が波長４００〜６００ｎｍの範囲における分光反射率が５％以下である色材（Ａ１）であるか、
分光反射率が波長４００〜６００ｎｍの範囲における分光反射率が６０％〜１００％であり、６００〜７００ｎｍの範囲における分光反射率が２０％以下である色材（Ａ２）であることを特徴とする、色彩変化方法に関する。

本発明によれば、舞台装置、衣装、緞帳等の劇場照明、建築意匠の演出、広告照明等で、見る人に「照明変化をあまり意識させず」に、対象物の色彩変化を意識させることが可能となる。特に、色材として有機顔料を用いることにより、有彩色と無彩色との間で色彩を変化させることが可能となる。また、異なった照明の下で劇的に色の見えが変化するものと変化しないものを組み合わせると、そこにパターンを出したり消したりすることが可能となる。
さらに本発明によれば、同一の素材で光源を変えることにより、見え方が変化することから、複数の情報を示唆する信号等の表示装置に用いることができる。

ＰＲ１７９の分光スペクトル ＰG６３の分光スペクトル 光源（Ｂ２）の２つのＬＥＤの配置例 光源（Ｂ１）と光源（Ｂ２）の配置例 光源Ｂ１−１の発光スペクトル 光源Ｂ１−２の発光スペクトル 光源Ｂ２−１の青色ＬＥＤの発光スペクトル 光源Ｂ２−１の黄色ＬＥＤの発光スペクトル 光源Ｂ２−１の青色ＬＥＤと、黄色ＬＥＤの配置図 光源Ｂ２−２の青色ＬＥＤの発光スペクトル 光源Ｂ２−２の青色ＬＥＤと、黄色ＬＥＤの配置図 光源Ｂ２−３の発光スペクトル 光源のガラス基板上配置 光源のガラス基板上配置（真横から見た図） 色変化装置 色変化装置（真正面から見た図）

［色彩変化装置］
本発明の色彩変化装置は、色材（Ａ）と、少なくとも、異なる発光波長を有する光源（Ｂ１）及び光源（Ｂ２）とからなるものであり、光源（Ｂ１）と光源（Ｂ２）とを切り替えることにより、色材（Ａ）の色彩が変化するものである。
本発明においては、「色彩変化」とは、被照射体の色彩が実際には変化していないにも関わらず、色彩が変化して見えることをいう。「色彩変化」は、照明メーカー、顔料、染料メーカー等々においても日常的に用いられている「演色性」という語に通ずるものがある。
以下本願の色彩変化装置に用いる各々の部材、装置について詳述する。

［有機顔料を含む色材（Ａ）］
本発明に用いられる色材（Ａ）は、有機顔料であることが好ましい。有機顔料は、顔料自体の構造の設計による分光スペクトルの最適化、粒子径、粒度分布を製造時に制御できることから、無機顔料、天然の色素と比べ、発色の変化が大きく好ましい色材である。中でも、波長４００〜６００ｎｍの範囲における分光反射率が５％以下である（光源（Ｂ１）と光源（Ｂ２）との間で赤と黒の色変化を有する）色材（Ａ１）と、分光反射率が波長４００〜６００ｎｍの範囲における分光反射率が６０％〜１００％であり、６００〜７００ｎｍの範囲における分光反射率が２０％以下である（光源（Ｂ１）と光源（Ｂ２）との間で緑と白の変化を有する）色材（Ａ２）とが好ましいものである。
色材（Ａ１）は、波長４００〜６００ｎｍの範囲における分光反射率が５％以下と設計することで、光源（Ｂ１）と光源（Ｂ２）との切り替えにより、赤色と黒色の変化を示すことが可能である。この分光反射率が５％を超えてしまうと、赤色と黒色の変化がわかりにくくなってしまう。
また、色材（Ａ２）は、長４００〜６００ｎｍの範囲における分光反射率が６０％〜１００％であり、６００〜７００ｎｍの範囲における分光反射率が２０％以下と設計することで、光源（Ｂ１）と光源（Ｂ２）との切り替えにより、緑色と白色の変化を示すことが可能である。この分光反射率の範囲から外れてしまうと、緑色と白色の変化がわかりにくくなってしまう。

色材（Ａ１）は具体的には、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １７９等のペリレン系有機顔料を用いることが好ましい。
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １７９のペリレン系顔料は、図１に示すように、波長４００〜６００ｎｍにはほとんど分光反射率を持たず、６００ｎｍを過ぎた辺りから分光反射率が上がってくるという特性を有するものである。

また色材（Ａ２）は、フタロシアニン系有機顔料を用いることが好ましい。具体的には、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ６２、６３等のアルミニウム含有するフタロシアニン系有機顔料を用いることが好ましい。Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ６２は、具体的には、トーヨーカラー社製Ｏｐｔｌｉｏｎ Ｇｒｅｅｎ ８８８０が挙げられる。Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ６３は、具体的には、トーヨーカラー社製Ｏｐｔｌｉｏｎ Ｇｒｅｅｎ ８８９０が挙げられる。

Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ６２、６３のフタロシアニン系顔料は、図２に示すように、５００ｎｍあたりをピークに波長４００〜６００ｎｍの間にゆるやかな分光反射率を持つものである。

本発明に用いる色材（Ａ）のＢＥＴ比表面積が１０〜５００ｍ²／ｇの範囲であることが好ましい。この範囲であれば、均一な発色性、安定性が得られる。また、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）により求められる平均一次粒子径が３０〜５００ｎｍの範囲であることが好ましい。３０ｎｍより小さいと、粒子の凝集が強くなりインキ化するのが非常に困難となり、５００ｎｍより大きいと、インキが全体的に白っぽくなってしまい、期待する色彩変化が得られなくなってしまう。

本発明において、色材（Ａ）の分光反射率は、分光測色計を用いて測定することができる。具体的には、市販のコニカミノルタ社製の「分光測色計ＣＭ−２６００ｄ」等を用いることができる。

本発明に用いる色材（Ａ）は、有機顔料単独で用いてもよいし、基材などの表面に塗料、インキ等を用いて形成された塗膜であってもよいし、フィルム、シート、成形物等の形態で用いてもよい。前記フィルム、シート、成形物等は、基材の上に存在してもよい。これらの形態を得るために、有機顔料を結着樹脂に分散し用いることが好ましい。結着樹脂は、有機顔料の発色を妨げない点で透明な樹脂を用いることが好ましい。具体的には、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂等が好ましく用いられる。
また、基材としては、プラスチック、金属、木材、紙、ガラス、セラミクスなどが挙げられる。

色材（Ａ）は、色材（Ａ１）、または、色材（Ａ２）を単独で用いてもよいが、色材（Ａ１）と色材（Ａ２）とを併用する。あるいは、色材（Ａ１）と、色材（Ａ１）および色材（Ａ２）以外の色材（Ａ３）と組み合わせて用いる。あるいは、色材（Ａ２）と、色材（Ａ１）および色材（Ａ２）以外の色材（Ａ３）と組み合わせて用いる。あるいは、色材（Ａ１）と、色材（Ａ２）と、色材（Ａ１）および色材（Ａ２）以外の色材（Ａ３）と組み合わせて用いることで、より色彩変化による意識変化を享受できる。
色材（Ａ３）は、光源（Ｂ１）を用いて見える発色は、色材（Ａ１）と同じ色に見えるが、光源（Ｂ２）を用いたときには、色彩変化が生じない色材を用いることで、本発明の色彩変化装置を補うことができる。
例えば、色材（Ａ１）としてペリレン系顔料を用いる場合、光源（Ｂ１）を用いて見えるときに、色材（Ａ３）をマゼンタ色、黄色、黒色を用いて色材（Ａ１）と類似の色を設計することができる。例えば、マゼンタ色としてキナクリドン顔料、黄色顔料としてベンズイミダゾロン顔料、黒色顔料としてカーボンブラックを用いることができる。

［（光源）光源（Ｂ１）,光源（Ｂ２）］

［（光源Ｂ１）］
光源（Ｂ１）は、白色を呈する光源であり、分光分布において、波長６００ｎｍを超える領域に最大発光強度の１０％以上の発光強度を有していることが必要である。発光強度を有するとは、波長６００ｎｍを超える一部の波長において最大発光強度の１０％以上であればよく、波長６００ｎｍを超えるすべての領域で発光強度を有する必要はない。好ましくは、可視光域である760ｎｍ以下に発光強度を有するものが好ましい。ＬＥＤ照明に加え、太陽光や蛍光灯の三波長蛍光灯も好ましいものである。このように光源Ｂ１は基準の白色光になるものである。
ＬＥＤ照明は白色ＬＥＤ照明のほかに、ＲＧＢそれぞれの単色ＬＥＤ照明や、黄色橙色など様々な色があり、ピーク周波数も様々な製品がある。白色ＬＥＤ照明だけでなく、ＲＧＢのＬＥＤ照明をそれぞれ加法混色することによって使用することができる。

本発明に用いる光源（Ｂ１）は、具体的には、ＪＩＳ Ｃ ７６０１及びＪＩＳ Ｃ ７６２０−２に規定する一般照明用の蛍光ランプ（Ｄ５０蛍光灯、昼白色蛍光灯、白熱電球など）、ＪＩＳ Ｃ ８１５５に規定する一般照明用ＬＥＤモジュール、及びＪＩＳ Ｃ ８１５７に規定する一般照明用電球形ＬＥＤランプ（ＬＥＤ電球・ランプなど）、さらにはＬＥＤ光源、ＬＥＤ照明器具、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）光源、有機ＥＬ照明器具等、さらには太陽光を用いた光源、さらには各種その他の光源を用いるものである。

［蛍光体層］
本発明に用いる光源（Ｂ１）は、青色ＬＥＤの表面に蛍光フィルタを形成したものや、青色ＬＥＤの樹脂パッケージに蛍光体を含有させたものを用いて、白色光を作ることもできる。具体的には、波長４３０ｎｍ〜４８５ｎｍの範囲内に発光強度が最大となる波長λ１を有し、波長５３０ｎｍ〜５８０ｎｍの範囲内に発光強度のピーク波長λ２を有し、波長λ１における発光強度Ｉ１に対する、波長λ２における発光強度Ｉ２の比Ｉ２／Ｉ１が０．２以上０．７以下である分光特性をもつ。青色ＬＥＤは、例えばＩｎＧａＮ系またはＧａＮ系などの青色光（波長は、例えば４７０ｎｍ）を発光するＬＥＤ等があげられる。また、蛍光フィルタは、青色ＬＥＤからの青色発光の一部を吸収し５００〜６００nmの間に極大発光をもつ黄色光を発光する。この方式の白色ＬＥＤでは、青色ＬＥＤが放射する青色光の一部が蛍光体層を透過し、残りは蛍光体に吸収され黄色の光に変換される。観察者は、青色発光と黄色発光の２色の光が混ざり合った光を白色光として、認識する。青色光を黄色光に変換する蛍光体としては、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）等がある。このような擬似白色ＬＥＤは、日亜化学社製ＮＳＰＷ３００ＢＳ、ＮＳＰＷ３１０ＢＳ、ＮＳＰＷ３１２ＢＳ、ＮＳＰＷ３１５ＢＳ、ＮＳＰＷ５００ＢＳ、ＮＥＰＷ５００などで入手可能である。

また、蛍光フィルタに、青色ＬＥＤからの青色発光の一部を吸収し５２０〜５８０nmの間に極大発光をもつ緑色光と６１０nm〜６７０nmの間に極大発光をもつ赤色光を発光するものを使用することもできる。この方式の擬似白色ＬＥＤでは、青色ＬＥＤが放射する青色光の一部が蛍光体層を透過し、残りは蛍光体に吸収され緑色・赤色の光に変換される。青色光を緑色光に変換する蛍光体としては、ＣａＧａ２Ｓ４：Ｅｕの結晶等、青色光を緑色光に変換する蛍光体としては、ＣａＳ：Ｅｕの結晶等がある。観察者は、青色発光と緑色発光・赤色発光の２色の光が混ざり合った光を白色光として、認識するものである。

［光源（Ｂ２）］
光源（Ｂ２）は、白色を呈する光源であり、分光分布に置いて、波長６００ｎｍを超える領域に発光強度１０％以上の発光強度を有さないことが必要である。発光強度を有さないとは、分光分布において、特定波長において最大発光強度の１０％未満であればよく、波長６００ｎｍを超える領域に最大発光強度の１０％未満の発光強度ピークを有してもよい。
分光分布を設計するためには、ＬＥＤ照明を用いることが、シャープな発光スペクトルが得られることから好ましいものである。ＬＥＤ照明は、ｉ）分光分布の幅の狭いこと、ｉｉ）様々な分光分布のものを得ることができること、から好ましいものである。
白色を呈する光源を得るためには、少なくとも２つの発光波長ピークを有することが好ましく、例えば、青色の光源と黄色の光源とを組み合わせて用いることが好ましい。
青色と黄色の光源の比率は、青色の光源は４００〜４８０ｎｍの範囲に発光強度のピークを有することが好ましく、黄色の光源は５３０〜６２０ｎｍの範囲に発光強度ピークを有することが好ましく、この２つの組み合わせで好適な白色が得られる。青色の最大発光強度：黄色の最大発光強度の比率は、２５〜４５：５５〜７５が好ましい。この範囲を超えてしまうと、２つを組み合わせた場合に白色が得られないことがある。
より好ましくは青色の光源の発光波長ピークが４２０〜４６０ｎｍの範囲であり、黄色の光源の発光波長ピークが５４０〜６００ｎｍの範囲であることが好ましい。この範囲で設計することにより、光源（Ｂ１）と比較して、色度と色温度の差が少ない白色の光源を得ることができる。
光源（Ｂ２）の特に好ましい組み合わせとしては、例えば、４２０ｎｍの青色ＬＥＤ照明／５５０ｎｍの黄色ＬＥＤ照明や、４４０ｎｍの青色ＬＥＤ照明／５５０ｎｍの黄色ＬＥＤ照明である。

ここで、色温度とは、ある光源が発している光の色を定量的な数値で表現する尺度（単位）である。 単位には熱力学的温度のK（ケルビン）を用いる。理想的な黒体を想定すると、ある温度において黒体が放射する光の波長の分布を導き出すことができる。温度が低い時は暗いオレンジ色であり、温度が高くなるにつれて黄色みを帯びた白になり、さらに高くなると青みがかった白に近くなる。このように、白という色を黒体の温度で表現することができ、この温度を色温度と呼ぶ。澄み切った高原の空の正午の太陽の光はおおよそ６５００Ｋといわれる。これらは、一般に考えられている白よりかなり黄色っぽい。実際に物体を照らす光には天空光（直射日光以外の光）の青色がかなり色みに影響しており、６５００Ｋよりも高い色温度では白く感じられる。

光源（Ｂ２）は、少なくとも２つの青色の光源と黄色の光源とを、色温度の範囲で、５０００〜６０００Ｋ、好ましくは５０００〜５４００Ｋの範囲で用いることが好ましい。この範囲から外れると、白色を呈しにくくなり、光源（Ｂ１）との光源色の差が生じてしまい好ましくない。

（光源（Ｂ２）の配置）
前記述べたように、光源（Ｂ２）は青色の光源と黄色の光源を配置して形成されるが、両者の明るさを考慮して配置する光源の割合、位置を決める必要がある。配置をした結果、色温度が５０００〜６０００Ｋ、特に好ましくは５０００〜５４００Ｋの範囲になるように比率、配置を決めることが好ましい。具体的には、図３のように用いることができる。

（光源（Ｂ１）と光源（Ｂ２）の配置）
光源Ｂ１と光源Ｂ２の配置は、色材Ａ１の変化が効果的に実現できるように配置すればよいが、光源（Ｂ１）と光源（Ｂ２）とを並べて配置したり、光源（Ｂ２）の周りに光源（Ｂ１）を配置したり、光源（Ｂ１）の周りに光源（Ｂ２）を配置したりすればよい。
具体的には、図4−１〜４−３のように用いることができる。

[色材と光源の組み合わせの形態]
色材と光源との組み合わせで、前記色材（Ａ１）を用いることで、光源（Ｂ１）を用いたときは赤色を呈し、光源（Ｂ２）を用いたときに黒色を呈するものである。これにより、２種類の光源を切り替えて用いることにより、赤と黒とが変化する色彩変化装置を得ることができる。
また、前記色材（Ａ２）を用いることで、光源（Ｂ１）を用いたときは緑色を呈し、光源（Ｂ２）を用いたときに白色を呈するものである。これにより、２種類の光源を切り替えて用いることにより、緑と白とが変化する色彩変化装置を得ることができる。

［カラーフィルタ］
本発明の演出装置に用いる光源には、発光スペクトルを調整する目的で、カラーフィルタを用いることができる。カラーフィルタは光源（Ｂ１）、光源（Ｂ２）のどちらにも用いることができるが、発光スペクトル、強度を調整、補正する目的から光源（Ｂ２）に用いることが好ましい。
本発明に用いることのできるカラーフィルタは、少なくとも１つの緑色着色剤を含むものであって、黄色着色剤が含まれていてもよい。
以下に、本発明のカラーフィルタに使用可能な有機顔料の具体例を、カラーインデックス番号で示す。

緑色カラーフィルタに有用な有機顔料は、例えばＣ．Ｉ．ピグメントグリーン１、２、４、７、８、１０、１３、１４、１５、１７、１８、１９、２６、３６、４５、４８、５０、５１、５４、５５、５８等の緑色顔料を用いることができる。また緑色着色組成物には、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、２、３、４、５、６、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、２４、３１、３２、３４、３５、３５：１、３６、３６：１、３７、３７：１、４０、４２、４３、５３、５５、６０、６１、６２、６３、６５、７３、７４、７７、８１、８３、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２３、１２６、１２７、１２８、１２９、１３８、１３９、１４７、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１６１、１６２、１６４、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７９、１８０、１８１、１８２、１８５、１８７、１８８、１９３、１９４、１９８、１９９、２１３、２１４、２１８、２１９、２２０、または２２１等の黄色顔料を併用することができる。

[評価装置の作製]

本実施形態においては、色材と照明の組合せを実際に照明の下で見るために色彩変化装置を自作し、使用した。これは市販のアクリル板を組み合わせて作製したＢＯＸに光源B１およびB２を着け、観察に使う照明を容易に適宜交換できるようにしたものである。また、色彩変化装置の側面および底面には白色度９０％以上の白色紙を貼り、白背景とした。

（光源Ｂ１とＢ２の切り替え）
光源Ｂ１とＢ２との光源の切り替えは、マイクロコンピュータとそこに組み込んだコンピュータプログラムを用いた上で、Ｂ１：Ｂ２＝１００：０〜５０：５０〜０：１００〜５０：５０〜１００：０と段階的に、かつ、スムーズに切り替わるようにすることが好ましい。

（用途）
本発明の色彩変化装置を用いることで、多くの用途に用いることができる。人の気づかない白色光源のスペクトル変化により、対象物の色を変え、変化を示すことができるものであることから、広告の表示（街頭、駅等の広告看板等）、空間施設の演出（ショールーム、ショーウィンドウ、美術館等の施設、水族館、公共設備、居住空間）、エンターテイメント（遊戯施設、テーマパーク等）の演出、偽造防止等多くの用途に転用して用いることができる。
また、本発明の色彩変化装置は、組み合わせることで、例えば、赤色（赤色と黒色）と緑色（緑色と白色）の色変化が得られることから、交通信号の用途としても使用できる可能性がある。

また本発明の色彩変化装置は、色材（Ａ３）などの色の変化しにくい色材と併用して用いることにより、光源（B１）を用いたときは色材（Ａ１）と色材（Ａ３）は同色に見えるが、光源（Ｂ２）に切り替えたとき色材（Ａ１）は黒色に変化するが色材（Ａ３）は赤色のまま変化しないことから、文字、マーク、エンブレム等のなどのサイン、情報を表現することができる。さらには偽造防止に用いることも可能である。
サイン、情報を表現する場合は、例えば、色材（Ａ１）を用いて、色材（Ａ３）として、プロセスカラーで使用されるマゼンタ色の色材（キナクリドン系顔料、アゾレーキ顔料等）、黄色の色材（アゾレーキ顔料、ベンズイミダゾロン系顔料等）及び黒色顔料（カーボンブラック等）を色材（Ａ１）と同色に見えるように組み合わせて用いることで作製できる。

以下、実施例で本発明をより詳細に説明する。なお、部、％とあるのは、特に断らない限り、重量部、重量％である。
［色材の製造］
（色材Ａの製造）
市販のＣ．Ｉ．ピグメントレッド１７９（ＰＲ１７９）（ＢＡＳＦ社製「パリオゲン マルーン Ｌ−３９２０」）１００部、塩化ナトリウム１２００部、およびジエチレングリコール１２０部をステンレス製１ガロンニーダー（井上製作所社製）に仕込み、６０℃で６時間混練し、ソルトミリング処理した。得られた混練物を３リットルの温水に投入し、７０℃に加熱しながら１時間撹拌してスラリー状とし、濾過、ろ取、水洗を繰り返して塩化ナトリウムおよびジエチレングリコールを除いた後、８０℃で一昼夜乾燥し、９７部の赤色顔料（色材Ａ）を得た。平均一次粒子径は４０．８ｎｍであった。

（色材Ｂの製造）
反応容器中でｎ−アミルアルコール１２５０部に、フタロジニトリル２２５部、塩化アルミニウム無水物７８部を添加し、攪拌した。これに、ＤＢＵ（１，８−Ｄｉａｚａｂｉｃｙｃｌｏ[５．４．０]ｕｎｄｅｃ−７−ｅｎｅ）２６６部を加え、昇温し、１３６℃で５時間還流させた。攪拌したまま３０℃まで冷却した反応溶液を、メタノール５０００部、水１００００部の混合溶媒中へ、攪拌下注入し、青色のスラリーを得た。このスラリーを濾過、ろ取し、メタノール２０００部、水４０００部の混合溶媒で洗浄し、乾燥して、１３５部のクロロアルミニウムフタロシアニンを得た。さらに、反応容器中でクロロアルミニウムフタロシアニン１００部をゆっくり濃硫酸１２００部に、室温にて加えた。４０℃、３時間撹拌して、３℃の冷水２４０００部に硫酸溶液を注入した。青色の析出物をろ取・ろ過、水洗、乾燥して、下記式（１）で表されるアルミニウムフタロシアニン顔料を１０２部得た。
次に、反応容器中でメタノール１０００部に、式（１）で表されるアルミニウムフタロシアニン顔料を１００部とリン酸ジフェニルを４９．５部とを加え、４０℃に加熱し、８時間反応させた。これを室温まで冷却後、生成物をろ取・ろ過し、メタノールで洗浄後、乾燥させて、下記式（２）で表されるアルミニウムフタロシアニン顔料１１４部を得た。
得られた式（２）で表されるアルミニウムフタロシアニン顔料を、色材Ａと同様のソルトミリング処理法で、緑色顔料（色材Ｂ）を得た。平均一次粒子径は３１.２ｎｍであった。

式（１）

式（２）

（色材Ｃの製造）
三つ口フラスコに、９８％硫酸５００部、式（１）で表されるフタロシアニン顔料５０部、１,２−ジブロモ−５,５−ジメチルヒダントイン（ＤＢＤＭＨ）１２９．３部を加え撹拌し、２０℃、６時間、反応させた。その後、３℃の氷水５０００部に上記反応混合物を注入し、析出した固体をろ過、ろ取し、水洗した。ビーカーに２．５％水酸化ナトリウム水溶液５００部、ろ過、ろ過した残渣を加え、８０℃、１時間撹拌した。その後、この混合物をろ取・ろ過、水洗、乾燥して、フタロシアニン環に臭素原子が平均で１０．１個置換された顔料を得た。
次に、３口フラスコに、Ｎ−メチルピロリドンを５００部、得られたフタロシアニン環に臭素原子が平均で１０．１個置換された顔料を５０部およびリン酸ジフェニル１３．９部を加え、９０℃に加熱し、８時間反応させた。これを室温まで冷却後、生成物をろ取・ろ過し、メタノールで洗浄後、乾燥させて、下記式（３）で表される緑色顔料（色材Ｃ）を得た。平均一次粒子径は２７ｎｍであった。

式（３）

（色材Ｄの製造）
以下に示す市販の顔料を用いて、混合、分散し、赤色の色材Ｄを作製した。
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１（天津東洋油墨社製 ＬＩＯＮＯＬ ＲＥＤ ６Ｂ ５７１５Ｇ）（平均一次粒子径８０ｎｍ） ４８質量部
Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２（天津東洋油墨社製 ＬＩＯＮＯＬ ＹＥＬＬＯＷ ＴＴ−１２０９）（平均一次粒子径９０ｎｍ） ４８質量部
カーボンブラック（キャボット社製 モナーク２８０）（平均一次粒子径６０ｎｍ）４質量部
これら３種の顔料を上記配合比（重量部）でカワタ社製スーパーミキサー（ＳＭＶ−１０Ｂａ）を用いて周速３０ｍ／ｓの条件で３分間混合し、赤色の色材Ｄを得た。

（ロジン変性フェノール樹脂の製造例）
（ロジン変性フェノール樹脂Ａ）
撹拌機、冷却器、温度計をつけた４つ口フラスコにＰ−オクチルフェノール１０００部、３５％ホルマリン８５０部、９３％水酸化ナトリウム６０部、トルエン１０００部を加えて、９０℃で６時間反応させた。その後６N塩酸１２５部、水道水１０００部の塩酸溶液を添加し、撹拌、静置し、上層部を取り出し、不揮発分４９％のレゾールタイプフェノール樹脂のトルエン溶液２０００部を得て、これをレゾール液とした。
撹拌機、水分分離器付き冷却器、温度計をつけた４つ口フラスコに、ガムロジン１０００部を仕込み、窒素ガスを吹き込みながら２００℃で溶解し、上記で製造したレゾール液１８００部を添加し、トルエンを除去しながら２３０℃で４時間反応させた後、グリセリン１１０部を仕込み、２６０℃で酸価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下になるまで１０時間反応させ、酸価１８ｍｇＫＯＨ／ｇ、重量平均分子量５００００、新日本石油化学（株）ＡＦソルベント６号での白濁温度６０℃、軟化点１７５℃のロジン変性フェノール樹脂Ａを得た。

（ワニス製造例）
（ワニスＡ）
ロジン変性フェノール樹脂A４０部、桐油１５部、大豆油３０部、ＡＦソルベント６号（新日本石油化学（株）製溶剤）１４部、ＡＬＣＨ（川研ファインケミカル（株）製ゲル化剤）１．０部を１９０℃で１時間加熱撹拌して、ワニスAを得た。

（インキ製造例１）
表１の配合にて、顔料を、ロジン変性フェノール樹脂ワニスＡ、石油系溶剤（新日本石油（株）製ＡＦソルベント６）、乾燥抑制剤（東洋インキ（株）製 乾燥抑制剤ＣＰ）に３本ロールを用いてグラインドメーターで顔料の粒径が７．５ミクロン以下になるまで分散し、各ベースインキを得た。

（塗布サンプルの作製）
作製したインキを用いて、東洋紡績株式会社製ポリプロピレンフィルム「パイレンＰ２１６１」にバーコーターＮｏ．４を用いてインキを塗布し、６０℃の乾燥オーブンで１分間乾燥させ色見本を作製した。本発明で使用するバーコーターは、第一理化株式会社製のＮｏ．４を用いた。インキにした時の色材に由来する分光反射スペクトルは、以下のとおりであった。
インキＡ：
波長６００〜７００ｎｍの範囲での分光反射率の最大値が１００％（７００ｎｍのときに分光反射率１００％）としたときに、波長４００〜６００ｎｍの範囲での分光反射率の最大値が５．２％ (６００ｎｍのときに分光反射率５．２％)
インキＢ：
波長４００〜６００ｎｍの範囲での分光反射率の最大値が１００％（４９５ｎｍのときに分光反射率１００％)としたときに、波長６００〜７００ｎｍの範囲での分光反射率の最大値が０．８％（６００ｎｍのときに分光反射率０．８％）
インキＣ：
波長４００〜６００ｎｍの範囲での分光反射率の最大値が１００％（４９５ｎｍのときに分光反射率１００％）としたときに、波長６００〜７００ｎｍの範囲での分光反射率の最大値が１．０％（６００ｎｍのときに分光反射率１．０％）
インキD：
波長６００〜７００ｎｍの範囲での分光反射率の最大値が１００％（７００ｎｍのときに分光反射率１００％）としたときに、波長４００〜６００ｎｍの範囲での分光反射率の最大値が２５．５％ (６００ｎｍのときに分光反射率２５．５％)

（カラーフィルタの作製）
緑色のカラーフィルタを作製した。ガラス片上に塗布した後、２ｃｍｘ２ｃｍの大きさにカットした。

［光源（Ｂ１）］
光源（Ｂ１）として、下記２種類の光源を用いた。
Ｂ１−１：電球型蛍光灯 Ｐａｎａｓｏｎｉｃ社製 パルックボールＤ６０形Ｅ２６口金 クール色 ＥＦＤ１５ＥＤ１１Ｅ
発光スペクトルは、図５に示すものであり、４３０ｎｍ、５４５ｎｍ、６０５ｎｍに強いピークを有しており、その他４００〜７１０ｎｍの間になだらかなピークを持つものである。

Ｂ１−２：高出力白色ＬＥＤ
発光スペクトルは、図６に示すものであり、４４５ｎｍに強いピークを有しており、その他５００〜７００ｎｍになだらかなピークを持つものである。

光源（Ｂ２）として、下記の光源を作製した。
［Ｂ２−１］
α１：波長４２０ｎｍの青色ＬＥＤ電球（分光分布は４００〜４５０ｎｍの範囲で半値幅は２０ｎｍ）発光スペクトルを図７に示す。
β：波長５５０ｎｍの黄色ＬＥＤ電球（分光分布は５２０〜６２０ｎｍの範囲で半値幅は３５ｎｍ）発光スペクトルを図８に示す。
これら２種のＬＥＤ電球を図９のように配置を行い、白色ＬＥＤ照明の作製を行った。

［Ｂ２−２］
α２：波長４４０ｎｍの青色ＬＥＤ電球（分光分布は４２０〜４８０ｎｍの範囲で半値幅は２０ｎｍ）発光スペクトルを図１０に示す。
β：波長５５０ｎｍの黄色ＬＥＤ電球（分光分布は５２０〜６２０ｎｍの範囲で半値幅は３５ｎｍ。B２−１で使用したものと同一のもの。）
これら２種のＬＥＤ電球をＢ２−１と同様にして図１１のように配置を行い、白色ＬＥＤ照明の作製を行った。

［Ｂ２−３］
プログラマブル光源 株式会社Ｎｉｋｏｎ社製ＥＬＳ−ＶＩＳ（８００Ｗ Ｘｅ Ｌａｍｐ Ｔｙｐｅ）を用いて、波長４４０ｎｍ（分光分布は４２０〜４６０ｎｍの範囲で半値幅は２０ｎｍ）と波長５６５ｎｍ（分光分布は５４５〜５９０ｎｍの範囲で半値幅は２０ｎｍ）の２つのピークを持つ白色光を作製した。図１２にスペクトルを示す。

［Ｂ２−４］
前述の２ｃｍ×２ｃｍのカットした緑色カラーフィルタを、図１３に示すように、図９あるいは図１１のＢ２−１あるいはＢ２−２の黄色ＬＥＤ電球に合わせて大きなガラス基板上に配置し貼り付け、Ｂ２−１およびＢ２−２の黄色ＬＥＤ電球の部分に被せた。照明装置を真横から見た図を図１４に示す。

［色変化装置の作製］
色材と照明の組合せを実際に照明の下で見るために、上記作製した光源と市販のアクリル板を組み合わせ、図１５、図１６（真正面から見た図）のようなＬＥＤ照明装置を作製した。アクリル板の内側には、全面にＦＵＪＩＦＩＬＭ社製インクジェット用紙（画彩 写真仕上げ Ｐｒｏ：厚み０．３２ｍｍ、坪量３１０ｇ／ｍ²、白色度１０２．０％）を貼り、白背景とした。色材サンプルは底板上に置き、色材表面に対して真上の位置にあたる天板から光源があたる設計になっている。天板の中央には、前述の光源Ｂ２−１あるいはＢ２−２、その周りに、光源Ｂ１にあたる４つの高出力白色ＬＥＤ電球を配置した。光源Ｂ１およびＢ２−１あるいはＢ２−２の切り替えは、マイクロコンピュータ（Ａｒｄｕｉｎｏボード）を用いて、Ｂ１：Ｂ２＝１００：０〜５０：５０〜０：１００〜５０：５０〜１００：０と段階的に、かつ、スムーズに切り替わる設計にした。

実施例１
インキＡをポリプロピレンフィルムに０．５μｍの厚さで塗工し、乾燥させて、カラーフィルムを作製した。このカラーフィルムを色彩変化装置の底板に置き、光源Ｂ１⇔光源Ｂ２−１、あるいは、光源Ｂ２−２、あるいは光源Ｂ２−４と変化させ、フィルムの見た目の色がどのように変化するか確認した。光源Ｂ１では赤色に見えていたフィルムは、光源をＢ２−１、Ｂ２−２、Ｂ２−４に変えたとき黒色に見えた。

実施例２
インキＡをインキＢに変えた以外は実施例１と同様にして、フィルムの色彩変化を確認した。光源Ｂ１では緑色に見えていたフィルムは、光源をＢ２−１、Ｂ２−２、Ｂ２−４に変えたとき透明になり、底板の白地が見えた。

実施例３
インキＡをインキＣに変えた以外は実施例１と同様にして、フィルムの色彩変化を確認した。光源Ｂ１では緑色に見えていたフィルムは、光源をＢ２−１、Ｂ２−２、Ｂ２−４に変えたとき透明になり、底板の白地が見えた。

比較例１
インキＡをインキＤに変えた以外は実施例１と同様にして、フィルムの色彩変化を確認した。光源Ｂ１では赤色に見えていたフィルムは、光源をＢ２−１、Ｂ２−２、Ｂ２−４に変えても赤色のままであった。

表２に、色材に対して光源Ｂ１およびＢ２−１あるいはＢ２−２を当てた際に起こる、見た目の色彩変化をまとめて示す。

Claims (10)

1. 色材（Ａ）と、少なくとも、異なる発光波長を有する光源（Ｂ１）及び光源（Ｂ２）とを含み有彩色と無彩色の間で色彩を変化させる色彩変化装置であって、
   光源（Ｂ１）は、白色を呈し、分光分布において、最大発光強度を１００％とした場合に、波長６００ｎｍを超える領域に発光強度１０％以上の発光強度を有し、
   光源（Ｂ２）は、白色を呈し、分光分布において、最大発光強度を１００％とした場合に、波長６００ｎｍを超える領域に発光強度１０％以上の発光強度を有さず、
   色材（Ａ）は、分光反射率が波長４００〜６００ｎｍの範囲における分光反射率が５％以下である色材（Ａ１）であるか、
   分光反射率が波長４００〜６００ｎｍの範囲における分光反射率が６０％〜１００％であり、６００〜７００ｎｍの範囲における分光反射率が２０％以下である色材（Ａ２）であることを特徴とする、色彩変化装置。
2. 光源（Ｂ２）が、少なくとも２つの発光波長ピークを有することを特徴とする請求項１記載の色彩変化装置。
3. 光源（Ｂ２）が、波長４００〜５００ｎｍの範囲と波長５００〜６００ｎｍの範囲とに発光波長ピークを有することを特徴とする請求項２記載の色彩変化装置。
4. 色材（Ａ）、色材（Ａ１）、色材（Ａ２）が、有機顔料であることを特徴とする請求項１〜３いずれかに一項に記載の色彩変化装置。
5. 色材（Ａ１）が、ペリレン系染顔料を含むことを特徴とする請求項１〜４いずれか一項に記載の色彩変化装置。
6. 色材（Ａ２）が、フタロシアニン系染顔料を含むことを特徴とする請求項１〜５いずれか一項に記載の色彩変化装置。
7. 光源（Ｂ１）及び／または光源（Ｂ２）が、カラーフィルタを含むことを特徴とする請求項１〜６いずれか一項に記載の色彩変化装置。
8. 光源（Ｂ１）及び／または光源（Ｂ２）が、蛍光体層を含むことを特徴とする請求項１〜７いずれか一項に記載の色彩変化装置
9. 色材（Ａ）が、透明樹脂を含むことを特徴とする請求項１〜８いずれか一項に記載の色彩変化装置。
10. 色材（Ａ）と、少なくとも、異なる発光波長を有する光源（Ｂ１）及び光源（Ｂ２）とを用いて、光源（Ｂ１）と光源（Ｂ２）とを切り替えることによって、有彩色と無彩色の間で色彩変化を表現する色彩変化方法であって、
    光源（Ｂ１）は、白色を呈し、分光分布において、最大発光強度を１００％とした場合に、波長６００ｎｍを超える領域に発光強度１０％以上の発光強度を有し、
    光源（Ｂ２）は、白色を呈し、分光分布において、最大発光強度を１００％とした場合に、波長６００ｎｍを超える領域に発光強度１０％以上の発光強度を有さず、
    色材（Ａ）は、分光反射率が波長４００〜６００ｎｍの範囲における分光反射率が５％以下である色材（Ａ１）であるか、
    分光反射率が波長４００〜６００ｎｍの範囲における分光反射率が６０％〜１００％であり、６００〜７００ｎｍの範囲における分光反射率が２０％以下である色材（Ａ２）であることを特徴とする、色彩変化方法。