面状部的变色方法与流程

1.本发明涉及一种使用光致变色化合物和使所述光致变色化合物发生光色性的波长的光来使具有面状的表面的对象物的所述表面的全部或一部分(以下，称为面状部)的颜色可逆地变色的方法。


背景技术：

2.以往，在专利文献1、2等中，已知有利用电致变色对指甲(包括人造指甲。以下相同)、袋子等具有面状的表面的对象物的该表面赋予颜色的技术。
3.关于有机电致变色化合物，虽然对于cmy(青色、品红色、黄色)的鲜明的显色反应的电气控制成功，但若停止带电，则会在短时间内回到原来的颜色。另外，虽然也进行了有机、无机的混合(hybrid)电致变色化合物的开发，但这一点也与公知的电致变色材料相同，在停止带电时，颜色变化状态仅持续一定时间，颜色复原。因此，不适合于改变产品(对象物)的颜色而长时间保持该状态这样的方面的利用。另外，由公知的电致变色化合物形成的面状部的颜色的变化对显色反应进行电控制，因此以电源为首的电气系统是不可缺少的，在这一点上有缺乏通用性的遗憾。
4.然而，作为光色性已知有当照射光时单一的化合物不改变分子量而可逆地生成颜色不同的两个异构体(a、b)的现象。生成光色性的光致变色材料是当照射特定波长的光时颜色可逆地变化的化合物。其中，应用了银化合物的“固体多色光色性”是当特定波长的光照射到固体时固体会变色成与该照射的光的波长对应的颜色，在紫外区域以外的光的照射下恢复到原来的颜色这样的可逆性的现象。顺便说一下，在化学结构极其类似、且分子状态不同的三种化合物分别照射特定波长的光时，有从无色到蓝色(1a)、红色(2a)、黄色(3a)显色的化合物混合而成的单晶(混晶)的光致变色化合物。该光致变色化合物如果照射特定波长的光，则显色为蓝色、红色、黄色，进而，通过偏振光吸收光谱分析，确认了三成分的光致变色反应(光色性)在保持结晶状态的状态下进行。该光致变色化合物为单晶的二芳基乙烯，即使为单晶也能够表现出可逆地变化为各种颜色的多色光色性。需要说明的是，二芳基乙烯的光致变色反应受到紫外区域的窄波段的波长的影响而变色，变色后的颜色有容易以可见区域的波长的颜色恢复原来的颜色的特性。
5.另一方面，在银盐彩色照片等照片用感光材料(银盐照片感光材料等)的领域中，由于以该材料的光牢固性的提高为课题，因此将由自然光等的光照射引起的浓度降低(光色性＝光致变色反应)捕捉为消极的现象，为了抑制该现象而进行了各种研究开发。例如，富士胶片制造的能够阻断特定波长的波长截取剂，以银盐照片的褪色防止/色再现性为目的，作为能够选择性地截取特定的不需要的波长的特定波长的波长截取剂，以“comfoguard”的商品名销售。该波长截取剂能够以20nm的单位调整想要截取的光的波长，能够根据需要而在从紫外区域到红外区域之间自由地选择截取的波长的区域。
6.本发明的发明人着眼于包含上述二芳基乙烯的光致变色化合物受到特定频带的
光而可逆地变色的光致变色材料的特性、以及在从紫外区域到红外区域之间能够截取任意波长的波长截取剂的功能，得到使变色为目标色的所述光致变色材料的颜色在使用对期望频带的波长进行截取的波长截取剂时能够在自然光下维持所需时间这样的见解。例如，当在用特定的光致变色化合物覆盖表面后的对象物上照射发生光色性的特定波长的紫外区域的光时，能够使所述对象物的表面的颜色变色为目标色。为了维持变色后的颜色，若利用遮断自然光所包含的紫外区域的波长的波长截取剂来覆盖所述对象物的表面，则能够将变化后的颜色维持所需时间而抑制变化后的颜色的退色。
7.本发明的发明人进一步着眼于二芳基乙烯容易受到紫外区域的波长的影响，另一方面，难以受到可见区域的波长的影响的特性，得到用二芳基乙烯覆盖对象物的表面(产品的面状部)，对该二芳基乙烯的表面照射紫外区域的光，使所述二芳基乙烯变色为目标色，然后，利用截取自然光所包含的紫外区域的波长的波长截取剂涂覆所述面状部，由此截取自然光所包含的紫外区域的波长，将所述变色后的色彩维持一定期间这样的见解。在先技术文献专利文献
8.专利文献1：日本特开2017
‑
153784号公报专利文献2：日本特开2018
‑
187106号公报


技术实现要素：

(发明要解决的课题)
9.本发明的第一课题在于提供一种变色方法，其利用光致变色物质(以下，也称为光致变色化合物或光致变色材料)覆盖对象物的表面的全部或一部分(以下，称为面状部)，对该面状部照射特定波长的光，改变所述面状部的颜色，对变色后的所述面状部照射所述特定波长以外的光(波长)而恢复为原来的颜色。
10.本发明的第二课题在于提供一种能够在利用二芳基乙烯的光色性的特性使所述面状部变色为所希望的色彩(目标色)后，将所述变色后的色彩维持一定时间的方法。(用于解决课题的技术方案)
11.以解决上述第一课题为目的而完成的第一发明的构成是，通过涂覆等将光致变色物质层叠于对象物的面状部，接着，对层叠的光致变色物质的表面照射紫外区域的光，使所述光致变色物质以光色性进行变色。在所述紫外区域的光的照射时，用遮断包含紫外线的自然光、照明光的波长的波长截取剂进行覆盖。
12.能够解决上述第二课题的第二发明的结构的特征在于，在对象物的面状部通过涂覆等层叠二芳基乙烯作为光致变色物质，对层叠的二芳基乙烯的表面照射特定波长的光，使所述二芳基乙烯变色为目标色之后，用遮断自然光或照明光中包含的紫外区域的波长的波长截取剂覆盖该变色后的表面，由此将所述变色的状态保持一定期间。以下，本说明书中的“本发明”作为包含所述第一发明和第二发明的概念而使用。
13.作为层叠于所述面状部的光致变色物质，具有在照射特定波长的光时，变色为与所述特定波长对应的可见区域的颜色的有机光致变色化合物。在该有机光致变色化合物中，例如有包含3个结构的有机分子的单晶的二芳基乙烯。所述二芳基乙烯以紫外区域的370nm光表现为红色，以380nm光的照射表现为黄色，以405nm的光表现为蓝色，以450nm以上
的可见区域的波长的光变化后的颜色复原。需要说明的是，所述370nm、380nm、380nm的光为紫外区域的波长，但频带为可见区域附近。
14.另外，在本发明中，作为光致变色物质，可以使用无机光致变色化合物，作为一例可以使用载ag纳米粒子氧化钛。无机光致变色化合物能够层叠于对象物的面状部，接着用可见区域的任意颜色(目标色)的波长的光照射层叠的光致变色材料的表面，改变为照射了所述面状部的表面的颜色后的光的颜色(目标色)，以利用遮断包含紫外线的自然光的波长的波长截取剂覆盖颜色改变后的表面的方式，在改变对象物的面状部的颜色时使用。
15.无机光致变色化合物在照射可见区域的特定波长的光时变为该颜色。因此，在无机光致变色化合物的表面预先涂覆波长截取剂的情况下所使用的波长截取剂是对包含除了为了变色而照射的可见区域的特定波长的光以外的紫外线的自然光的波长进行截取的波长截取剂。
16.能够应用本发明的面状部是包括具有有色表面的指甲、人造指甲、唇、包含毛发的体毛、眼镜、钟表、包含戒指、手镯、项链等的珠宝品(以下称为珠宝品)、袋类、鞋、包含领带、围巾、手帕的纤维制品、天然纤维或化学纤维、包含摩托车或汽车的车辆的车身、壁面用材料、包含家具的室内装置品、包含招牌的室外装置品、建筑物的天花板、地板、包含侧壁的壁面等中的任意的面状部的全部或一部分。
17.在第一发明的实施中，准备在对象物的面状部层叠光致变色物质而成的面状部，准备形成为对所述面状部照射能够任意确定区域的波长的光。然后，从所述光照射单元向所述面状部照射例如紫外区域的特定波长的光，使所述光致变色物质产生光色性，将所述面状部的颜色变为目标色。在第二发明的实施中，准备二芳基乙烯作为光致变色物质，通过涂装等将其层叠于对象物的面状部，对层叠的二芳基乙烯的表面照射紫外区域的特定波长的光，使所述二芳基乙烯变色为目标色。变色为目标色的表面用遮断紫外区域的特定波长的波长截取剂覆盖时，能够将所述变色的表面的颜色保持一定期间。
18.所述光致变色物质是有机光致变色化合物，作为一例是二芳基乙烯，具有如下性质：在照射紫外区域的特定波长的光时，变色为与所照射的特定波长对应的可见光区域的颜色，在照射450nm以上的可见区域的波长的光时，恢复原来的颜色。在此，所述二芳基乙烯具有由紫外区域的波长的光引起的光色性(正向的变色)和变色的表面受到可见区域的波长的光而恢复到原来的颜色的光色性(反向的变色)的特性，因此通过使用紫外区域的波长截取剂，使与正向的变色向量相反方向的变色向量拮抗，能够防止变色后的目标色的退色。
19.上述光照射单元具备在从紫外区域到红外区域的波长区域之间照射能够任意选择的特定波长的光的性能即可。另外，截取特定波长的波长截取剂使用能够以20nm为单位调整并截取所截取的波长的波长截取剂。
20.本发明的面状部的变色方法能够作为代替以往的涂装、研磨等外装方法的面状部的新的外装方法应用于汽车车身等三维的对象物。具体的方法的一例如下所述。
21.即，根据第一发明，在汽车车身那样的三维对象物的外表面涂覆光致变色化合物，利用3d扫描仪对该涂覆层的表面进行扫描而获取3d扫描数据，对该对象物的形状进行建模
解析。对建模解析出的所述对象物映射预先选择的图形图案。在所述映射的同时或者继所述映射之后，向被映射的对象物照射紫外区域的特定波长的光，通过改变涂覆于所述对象物的光致变色化合物的颜色，能够在三维对象物上附加图形图案而将该对象物的颜色改变为目标色。为了使改变后的颜色复原，在450nm以上的可见区域的光的照射下恢复原来的颜色。
22.在第二发明中，在三维对象物的外表面涂覆光致变色化合物，利用3d扫描仪对具有该涂覆层的表面的所述三维对象物进行扫描而获取3d扫描数据，对该三维对象物的形状进行建模解析。对建模解析出的所述三维对象物映射预先选择的图形图案。在所述映射的同时或者继所述映射之后，向被映射的对象物照射紫外区域的特定波长的光，使涂覆于所述三维对象物的光致变色化合物的颜色变色为目标色，在其上涂覆能够截取自然光所包含的紫外线的波长截取剂。由此，能够在规定期间内一直保持以光色性进行变色后的状态。
23.如上所述，根据本发明，能够在三维对象物上附加图形图案来改变该对象物的颜色。为了使改变后的颜色复原，通过450nm以上的可见光的照射而恢复原来的颜色。在不希望复原的情况下，将450nm以上的可见区域的波长截取剂涂覆在变色后的对象物上。作为三维的对象物，除了所述汽车车身之外，还有例如指甲、人造指甲、唇、毛发、眉毛、胡须、眼镜、钟表、包含戒指、手镯、项链等的珠宝品(以下称为珠宝品)、袋类、鞋、包含领带、围巾、手帕的纤维制品、天然纤维或化学纤维、摩托车的主体、壁面用材料、包含家具或放置物的室内装置品、包含招牌的室外装置品、建筑物的天花板、地板、包含侧壁的壁面等。
24.本发明中利用的紫外区域的光作为基于波长的分类，分为波长380
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200nm的近紫外线(near uv)、波长200
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10nm的远紫外线或真空紫外线(far uv(fuv)或vacuumuv(vuv))、波长121
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10nm的极紫外线或极端紫外线(extreme uv，euvorxuv)。另外，从对人类的健康、环境的影响的观点出发，近紫外线还分为uva(400
‑
315nm)、uvb(315～280nm)、uvc(小于280nm)。需要说明的是，在光刻、激光技术中，远紫外线(deep uv(duv))与所述fuv不同，表示波长300nm以下的紫外线。太阳光中含有所述uva、uvb、uvc的波长的紫外线，其中uva、uvb通过臭氧层到达地表。但是，uvc因物质而吸收显著，通常无法通过大气。到达地表的紫外线的99％为uva(需要说明的是，uvc有时也由臭氧层的反应生成)。
25.在本发明中，即使在使二芳基乙烯显色的紫外区域的波长中，也通过将选择性地遮断太阳光等自然光中大多包含的uva的特定波长用的波长截取材料涂覆于变色后的对象面，从而，仅从自然光中选择性地遮断引起变色后的颜色的浓度的经时变化的紫外区域的波长带，抑制不规则的退色反应而提高变色的牢固性。即，在本发明中，优选的是，光照射设备所照射的紫外区域的波长为uvb、uvc等几乎不包含于自然光的特定波长，且通过提高照射输出而表现出最大浓度的显色性能。接受包含自然光的可视区域的光而产生的褪色，通过照射在照射的紫外区域的波长中尽可能成为最小宽度的波段，从而制作致密的选择色(目标色)，使从外部光受到的影响最小，由此进行控制，能够提高所选择的目标色的牢固性，进行一定时间以上的彩色定影。
附图说明
26.图1是示意性地表示将本发明的变色方法应用于美甲(指甲、人造指甲)的状态的说明图。
图2是示意性地表示将本发明的变色方法应用于汽车的状态的说明图。图3是用于说明将本发明的变色方法与相对于汽车车身的图形图案的映射进行组合的工序的示意性工序图。
具体实施方式
27.接着，参照附图对用于实施本发明方法的方式例进行说明。图1是说明将本发明应用于改变美甲颜色的例子的图，1是人的手指，2是佩戴于该手指的指甲的美甲。该美甲2可以是将有机光致变色化合物作为光致变色材料涂覆在塑料制等美甲上而得到的物质，或者将有机光致变色化合物形成为美甲状的物质中的任一种。
28.图1的(a)工序的美甲2是在光致变色材料3上涂覆有将紫外区域的特定波长截取的波长截取剂4而成的。佩戴于手指1的指甲的所述美甲2在下一工序(b)中被从光照射单元5照射与所述特定波长不同的紫外区域的光5a。在图1中，6是光源控制部，其与想要变化的颜色对应地选择从光照射单元5照射的多个紫外区域的特定波长，并以无线方式向光照射单元供给指示所选择的特定波长的照射的控制信号。作为一例，对于美甲2的颜色，分别在目标色为红色的情况下照射370nm的光，在目标色为黄色的情况下照射380nm的光，在目标色为蓝色的情况下照射405nm的光，由此能够显色(变色)为各自的目标色。对除了所述照射的波长以外的紫外区域的波长进行截取的波长截取剂4的涂覆，可以在光致变色材料3上从光照射单元5照射使其变为目标色的波长的光，在使所述光致变色材料3变色为目标色之后涂覆所述波长截取剂4。波长截取剂4的涂覆的时机在以下的实施例中也能够在光致变色材料3的变色之后进行，在这一点上与上述例子相同。上述波长截取剂4是截取的波长为在自然光中包含的波长400nm～280nm、优选为至少400nm～315nm的波长。需要说明的是，在本说明书中，紫外线或紫外线波长的用语作为与紫外区域的波长含义相同的用语使用。
29.图1的光照射单元5内置有作为电源的电池、光源的灯、控制基板。另外，在光致变色材料4是变化为所照射的光的颜色的无机类型的情况下，滤色器被置于光源之前。在将图案等图形描绘在美甲2上的情况下，由液晶等形成的图形板被放置在光源之前。
30.被照射了特定波长的光5a的美甲2的光致变色材料3变化为与所照射的特定波长对应的可见区域的波长的颜色。变化的颜色由于在光致变色材料3的表面涂覆有能够将自然光所包含的紫外线截取的波长截取剂4，因此紫外线被截取而变化的颜色一定时间不会褪色(参照工序(c))。
31.接着，参照图2、图3对将本发明的变色方法组合应用于向汽车车身的图形图案的映射的例子进行说明。
32.图2是将本发明的变色方法应用于汽车车身时的概念图。在图2中，在汽车的车身10上涂覆光致变色材料11。因此，使用具备3d扫描功能和投影映射功能、照射使对象(车身10)的颜色、花纹变化的特定波长的光的手持型的专用设备(以下，称为可再写性助力器13)。由此，能够根据场景、季节、或其日的情绪等瞬间改变汽车的车身10的彩色、图形设计，与以往的涂装、研磨等相比，能够实现压倒性的时间和成本的削减，能够得到大的用户优点。利用图3对上述例子按照工序顺序进行说明。需要说明的是，紫外线波长截取剂12的涂覆是在光致变色材料11因可再写性助力器13的光照射而变色后进行。
33.在工序1中，对汽车车身10进行3d扫描。即，一边利用可再写性助力器13向汽车车身10照射扫描激光13a，一边绕该汽车的周围一周地对汽车车身10整体进行扫描。
34.在工序2中，基于在工序1中得到的扫描数据，通过专用应用软件，瞬时地对所述汽车车身10的车身形状进行建模分析10a，生成预先选择的图形图案14的映射数据13b。
35.在工序3中，一边利用可再写性助力器13向汽车车身10照射特定波长的紫外区域的光，一边绕该汽车的周围一周，此时将在工序2中制作的映射数据13b投影于汽车车身10。由此，汽车车身10表面的光致变色材料11变化为特定的颜色，且基于映射数据13b的图形图案14描绘(映射)于该汽车车身10。
36.如上所述，根据本发明，能够在将汽车车身10的颜色改变成作为目标的颜色的同时，进行所希望的图形图案的映射，因此能够大幅削减现有方法的车身的涂装、图形映射所需的时间和劳力。
37.上述优点不仅汽车的用户能够享受，汽车经销商也能够享受。即，通过在商店展示的汽车中应用本发明方法，能够用多个彩色或图形对一台汽车进行展示。
38.以上说明的本发明能够将指甲、人造指甲、唇、包含毛发的体毛、眼镜、钟表、包含戒指、手镯、项链等的珠宝品、袋类、鞋、包含领带、围巾、手帕的纤维制品、天然纤维、化学纤维、包含摩托车或汽车的车辆的车身、墙面用材料、包含家具、放置物的室内装置品、包含招牌的室外装置品、建筑物的天花板、地板、包含侧壁的壁面等作为对象物进行应用。(标号说明)
39.1手指2美甲(人造指甲)3光致变色材料4波长截取剂5光照射单元6光源控制部。