JP6487515B1 - 成形品セット、コンピュータカラーマッチングシステム、データベース、及び、成形品セットの製造方法 - Google Patents
成形品セット、コンピュータカラーマッチングシステム、データベース、及び、成形品セットの製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
従来は、このような、素材が異なる成形品間の色を高度に一致させようとする検討はなされていなかった。
(CIEDE2000色差)
着色成形品をJIS Z8722:2009に準じて測色し、JIS Z8781−4:2013及びJIS Z8781−6:2017に準じてF2光源、10°視野で求める。
(条件等色指数)
着色成形品をJIS Z8722:2009に準じて測色し、JIS Z8781−4:2013及びJIS Z8719−1996に準じてF2及びD65光源、10°視野、10nmの波長間隔で求める。
上記着色成形品は、素材そのものの表面機能や質感が損なわれにくい点で、無塗装の着色成形品であることが好ましい。
上記ΔE00及び条件等色指数は、本発明の成形品セットを構成する1の着色成形品と、当該着色成形品と組成の異なる全ての着色成形品との間で満たされていることが好ましく、全ての上記着色成形品間、すなわち、本発明の成形品セットを構成する着色成形品から選択される2つの組み合わせ全てにおいて満たされていることがより好ましい。
本明細書において、上記ΔE00は、着色成形品をJIS Z8722:2009に準じて測色し、JIS Z8781−4:2013及びJIS Z8781−6:2017に準じてF2光源、10°視野で求める値である。
本明細書において、上記条件等色指数は、着色成形品をJIS Z8722:2009に準じて測色し、JIS Z8781−4:2013及びJIS Z8719−1996に準じてF2及びD65光源、10°視野、10nmの波長間隔で求める値である。
上記条件等色指数は、0.80以下が好ましく、0.70以下がより好ましく、0.60以下が更に好ましく、0.50以下が特に好ましい。上記条件等色指数の下限は特に限定されないが、0.0であってよい。
上記ΔE00及び条件等色指数がこれらの範囲内にあると、各上記着色成形品の色が目視で一層高度に一致し、かつ目視でメタメリズムが一層小さい成形品セットが得られる。
無機顔料としては、クレー、バライト、雲母、タルク等の天然物、紺青等のフェロシアン化物、硫化亜鉛等の硫化物、硫酸バリウム等の硫酸塩、酸化クロム、亜鉛華、酸化チタン、酸化鉄等の酸化物、水酸化アルミニウム等の水酸化物、珪酸カルシウム、群青等のケイ酸塩、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の炭酸塩、カーボンブラック、グラファイト等の炭素、アルミニウム粉、ブロンズ粉、亜鉛粉等の金属粉、その他焼成顔料等が挙げられる。なかでも、酸化チタン、酸化鉄、カーボンブラックが、幅広いポリマーに共通して使用できることから好ましい。
有機顔料としては、モノアゾ、縮合アゾ等のアゾ系顔料、アントラキノン系、ペリノン系、ペリレン系、チオインジゴ系等のスレン系、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン等のフタロシアニン系、キナクリドン系、ジオキサジン系、イソインドリノン系、ピロロピロール系、アニリンブラック、有機蛍光顔料等が挙げられる。なかでも、アゾ系、アントラキノン系、ペリノン系、ペリレン系、フタロシアニン系、キナクリドン系、ジオキサジン系、イソインドリノン系、ピロロピロール系が、幅広いポリマーに共通して使用できることから好ましい。
染料としては、アントラキノン系、複素環系、メチン系、ペリノン系、ペリレン系等が挙げられる。
工程(1)は、構成材料の種類や割合の相違を考慮して、ΔE00及び条件等色指数が所定の範囲内となるように組成の異なる2以上の着色成形品の色を調整する工程であり、従来は検討されてこなかった新規な工程である。
工程(1)においては、例えば、下記工程(1−1)〜(1−7)を実施することが好ましい。
工程(1−1):所望のターゲット色(目標色)に基づいて、各着色成形品を調色するための着色材配合を求める。
工程(1−2):工程(1−1)で求めた着色材配合に基づいて各着色成形品のサンプルを作製する。
工程(1−3):工程(1−2)で作製したサンプルを用いてΔE00及び条件等色指数を測定し、上記範囲内に入っているか否かを判定する。
工程(1−4):工程(1−3)で測定したΔE00及び条件等色指数が上記範囲内にない場合に、上記各着色成形品を調色するための着色材配合を修正する。
工程(1−5):工程(1−4)で修正した着色材配合に基づいて各着色成形品のサンプルを作製する。
工程(1−6):工程(1−5)で作製したサンプルを用いてΔE00及び条件等色指数を測定し、上記範囲内に入っているか否かを判定する。
工程(1−7):サンプル間のΔE00及び条件等色指数が上記範囲内に入るまで、工程(1−4)〜(1−6)を繰り返す。
工程(1−1)は、構成材料の種類や割合の相違を考慮して、ΔE00及び条件等色指数が所定の範囲内となるように組成の異なる2以上の着色成形品の着色材配合を求める工程であり、従来は検討されてこなかった新規な工程である。
工程(1−1)における着色材配合は、当業者が種々の知見に基づいて求めることもできるし、コンピュータカラーマッチング(CCM)を用いて求めることもできる。試行錯誤を少なくすることができる点で、CCMを用いることが好ましい。
工程(1−1−b)は、ある組成の着色成形品の色を目標に、構成材料の種類や割合の相違を考慮して、ΔE00及び条件等色指数が所定の範囲内となるように異なる組成の着色成形品の着色材配合を求める工程であり、従来は検討されてこなかった新規な工程である。
工程(1−4)は、構成材料の種類や割合の相違を考慮して、ΔE00及び条件等色指数が所定の範囲内となるように組成の異なる2以上の着色成形品の着色材配合を修正する工程であり、従来は検討されてこなかった新規な工程である。
工程(1−4)における着色材配合は、当業者が種々の知見に基づいて求めることもできるし、CCMを用いて求めることもできる。試行錯誤を少なくすることができる点で、CCMを用いることが好ましい。
工程(1−3)及び(1−6)におけるΔE00及び条件等色指数の測定方法は、上述したとおりである。
工程(2)を含む場合は、工程(2)を実施した後に、工程(1)を実施することが好ましい。
上記色データは、例えば、目的の成形品セットを構成する各着色成形品に対応する、構成材料(例えば、ポリマー及び/又は添加剤(但し、染顔料を除く))の種類や配合割合の異なる成形品のそれぞれについて、着色材(染顔料、着色用組成物又は着色用マスターバッチ)の配合を変えて着色した複数種類の登録用成形物を作製し、それらを測色して得られたデータである。上記色データは、例えば、上記登録用成形物の分光反射率や、当該分光反射率からクベルカ−ムンクの混色理論式、ダンカンの混色理論式等の理論式によって算出した各種係数(吸収係数、散乱係数等)のデータを含む。
処理(2)において、上記コントローラは、例えば、上記色データに基づいて各着色成形品に対応する着色材配合のシミュレーションを行い、以下の条件(i)及び(ii)を充足する各着色成形品のシミュレーション配合を求める。
(i)各着色成形品のシミュレーション配合に基づいて算出される、上記着色成形品間のΔE00の予測値が1.0以下、条件等色指数の予測値が1.0以下となる。
(ii)各着色成形品のシミュレーション配合から算出される三刺激値と、上記表色値データに基づいて算出された上記ターゲット色に対応する三刺激値との差が所定の範囲内となる。
条件(i)におけるΔE00及び条件等色指数の予測値は、例えば、シミュレーション配合に使用する着色材のK/S値(Kは対象物の吸収係数、Sは散乱係数)と配合割合とから求めたシミュレーション配合に対応する着色成形品のK/S値を用いて算出することができる。
条件(ii)は、各着色成形品の色を上記ターゲット色に一致させるための条件である。上記ターゲット色として、所望の色に調色した着色成形品の色を指定する場合は、条件(ii)は不要である。
処理(2)は、構成材料の種類や割合の相違を考慮して、ΔE00及び条件等色指数が所定の範囲内となるように組成の異なる2以上の着色成形品の着色材配合を算出する処理であり、従来は検討されてこなかった新規な処理である。
処理(2)においては、求めた着色材配合を、推奨配合として表示装置等に出力してもよい。
処理(4)は、構成材料の種類や割合の相違を考慮して、ΔE00及び条件等色指数が所定の範囲内となるように組成の異なる2以上の着色成形品の着色材配合を修正する処理であり、従来は検討されてこなかった新規な処理である。
まず、図1のステップS1において、目的の成形品セットを構成する着色成形品のうち、ΔE00を1.0以下、条件等色指数を1.0以下に調整すべき全ての着色成形品において使用可能な染顔料を選定する。ステップS1は、例えば上述した工程(2)に相当する。
ステップS5において、ΔE00及び条件等色指数の測定値が上記範囲内にあると判定された場合は(YES)、手順を終了する。
以下、ΔE00及び条件等色指数が目標の範囲内となるまでステップS6、S4及びS5を繰り返す。
例えば、自動車シート用保護カバー、自転車サドル用保護カバー、自動車内装部品、家具用保護シート、キッチンウェア、時計用ベルト、物品(但し時計を除く)を身体に保持させるためのベルト、ポータブル電子デバイスのハウジング又はポータブル電子デバイス用保護カバーに特に好適に使用できる。
インストルメントパネル、華燭パネル、ダッシュボードパネル、カップホルダー、ハンドル、アームレスト、ドアカバー、シフトチェンジレバー、ドアハンドル等
スマートウォッチ、スマートバンド、スマートグラス、VR(VirtualReality)機器、身体貼り付け型、その他(衣服取り付け型、指輪型)、それらを保護又は収納するためのカバーやケース等
ノーズパット、蔓等
磁気ネックレス、磁気ブレスレット、ピップエレキバン(登録商標)等の磁気絆創膏タイプ等
スマートフォン、タブレット、キーボード、それらを保護又は収納するためのカバーやケース等
ケーブル、イヤーフック、イヤーピース等
マット、シューズ、水中マスク、レギュレーター、シュノーケル、ダイビング用品、フィッシング用品
ヘラ、フライ返し、ボウル、スチーマー、お菓子の焼き型、お弁当カップ、乳児・介護用ラバーエプロン、哺乳瓶、おしゃぶり(容器、吸い口)等
トイレトレー、エサ皿、首輪等
キッチンユニット(水回り)、ホームエステ製品、掃除機、炊飯器、ポット、美容機器(美顔器、ヘアケア製品等)
スピーカー、音響機器、電子楽器等
ボタン、車椅子ホイルソックス、かばん、ビューラー、補聴器、ペンのグリップ部分、ラバーアクセサリー、磁気を含まないファッション用途のラバーアクセサリー、ロボット外装、ロボット(屈曲)ケーブル、銭湯ロッカーキー、ゴルフクラブグリップ、カメラ加飾部品、玩具等
前者の例としては、柔軟性を発揮させるための層(着色成形品)と硬度・強度を発揮させるための層(着色成形品)とが積層又は連結された物品(成形品セット)等が挙げられる。
後者の例としては、ハンドル(着色成形品)と、インストルメントパネル(着色成形品)と、ドアカバー(着色成形品)とを備える自動車内装部品セット(成形品セット)や、スマートフォン等の携帯用電子機器(着色成形品)と、その保護カバー又は収納ケース(着色成形品)とを備えるセット(成形品セット)等が挙げられる。
フッ素ゴム(FKM)は市販のパーオキサイド加硫系でフッ素含有量70.5wt%でヨウ素を含有するものを使用し、加硫剤、加硫助剤の他にフィラーとして市販の硫酸バリウム、2酸化ケイ素をそれぞれ25phr、5phr含むものを調色素材として用い、着色剤と混合して使用した。
シリコーンゴム(VMQ)は市販のパーオキサイド加硫タイプの一般押出し用グレードで密度が1.14のものをそのまま調色素材として着色剤と混合して使用した。
ポリウレタンエラストマー(TPU)としては市販のカーボネート系で硬度83のカレンダー加工用グレードを調色素材として着色剤と混合して使用した。
ポリ塩化ビニル(PVC)は平均重合度1030でフタル酸系可塑剤比率が8.7wt%のグレードをそのまま調色素材として着色剤と混合して使用した。
ポリプロピレン(PP)はランダムタイプでMFRが20のグレードをそのまま調色素材として着色剤と混合して使用した。
高温で成形する樹脂や加硫反応を伴うゴムの成形にて問題なく使用できる顔料16種を表1のC.I.Pigment欄(W−6〜V−37)に記載の通りに選定した。
着色剤については調色する各種対象材料に対して事前に同じ材料にて所定の比率で分散させたカラーマスターバッチを作製しこれを用いた。それぞれの材料とそれに用いた顔料及びその含有比率は表1に示したとおりである。
全ての素材においてカラーマスターバッチはロールにて室温、又は必要に応じて加温状態で混合を行った。
フッ素ゴムはゴムロールを用いて原料を十分に混合し、得られたコンパウンドを成形プレス機にてシート形状の金型を用いて圧縮成形した後、電気炉で2次加硫を行った。得られた成形シートを冷却した後に測定に用いた。
シリコーンゴムも同様に成形した。
TPUは熱可塑性エラストマーであることから以下のように成形した。すなわち、150℃に昇温したロールに原料及び顔料のペレットを巻き付け一旦溶融させて均一としたものを分出しして得られたシートを、高温に加熱したシート金型に仕込み圧力下に成形を行った。所定の時間が経過した後に金型ごと冷却し、その後成形シートを取り出し使用した。
熱可塑性樹脂であるPVCとPPは以下のように成形した。すなわち、PVCは170℃、PPは160℃に昇温したロールに原料及び顔料のペレットを巻き付け一旦溶融させて均一としたものを分出しして得られたシートを、高温に加熱したシート金型に仕込み圧力下に成形を行った。所定の時間が経過した後に金型ごと冷却し、その後成形シートを取り出し使用した。
分光光度計はx−rite社製i1Pro(45/0方式)を用いた。
CIEDE2000色差(ΔE00)は、サンプルをJIS Z8722:2009に準じて測色し、JIS Z8781−4:2013及びJIS Z8781−6:2017に準じてF2又はD65光源、10°視野で求めた。
条件等色指数は、サンプルをJIS Z8722:2009に準じて測色し、JIS Z8781−4:2013及びJIS Z8719−1996に準じてF2及びD65光源、10°視野、10nmの波長間隔で求めた。
目視による色の一致評価においては、蛍光灯下でサンプル間の色が高度に一致している場合を「〇」、色に相違が見られる場合を「×」で評価した。
目視によるメタメリズムの評価においては、蛍光灯及び太陽光の両方の下でサンプル間の色が高度に一致している場合を「〇」、両光源下でサンプル間の色に相違が見られる場合を「×」で評価した。
調色の目標とする色を青として、DIC−579を目標色と決めた。用いる素材としてはフッ素ゴム、シリコーンゴム、TPU、PVC及びPPの5素材を選定した。
まずフッ素ゴムでの調色を実施した。目視にて目標とする色を発色すると推定される配合にて実際にコンパウンドを作成し、このコンパウンドを圧縮成形し、更に電気炉で2次加硫を行いフッ素ゴム成形シートを得た。このシートの光沢のある面を分光光度計で測定した。目視で目標色(DIC−579)と成形シートの間に色の違いが確認される場合には更に配合を微修正して同様に成形した後、目視で色が合うところまで繰り返し調色を完了させた。
結果、表2の実施例1のフッ素ゴム(FKM)欄に示す配合により目視で目標色と非常に近い色となることが確認できた。
シリコーンゴムの調色には、フッ素ゴムの調色時に使用したものと全く同じ顔料を使用して作製したマスターバッチを使用した。フッ素ゴムの場合と同様に目視にてフッ素ゴムの結果を参考にして配合を選定し、必要に応じて配合を微調整しながら、上記フッ素ゴム製シートとシリコーンゴム製シートとの光沢面のΔE00が1.0以下、条件等色指数が1.0以下となるように調色を行った。なお、フッ素ゴムの場合と同様に圧縮成形を行ったが2次加硫は行わなかった。配合を表2に示す。
上記フッ素ゴム製シート及びシリコーンゴム製シートの光沢面を目視で観察したところ、両者の色が蛍光灯下で高度に一致していることと、蛍光灯下のみならず太陽光下でも両者の色が大きく異なることがない(メタメリズムがない)ことが確認された。
上記フッ素ゴム製シート及び各成形シートの光沢面を目視で観察したところ、両者の色が蛍光灯下で高度に一致していることと、蛍光灯下のみならず太陽光下でも両者の色が大きく異なることがない(メタメリズムがない)ことが確認された。
結果を表3に示す。
調色の目標とする色を緑として、DIC−171を目標色と決めた以外は実施例1と同様の方法で、フッ素ゴム、TPU、シリコーンゴムの3素材で調色を進めた。配合及び評価結果を表2及び3に示す。
調色の目標とする色を赤として、DIC−197を目標色と決めた以外は実施例1と同様の方法でフッ素ゴム、TPUの2素材で調色を進めた。配合及び評価結果を表2及び3に示す。
実施例1で得られた目標色に調色されたフッ素ゴム製シートと同じ色にPVCを合わせるために、R−122(Red)の代わりにY−138(Yellow)を用いること以外は実施例1のPVCの場合と同様にして調色を進めた。調色は、表2に示す配合で行った。上記フッ素ゴム製シートとPVC製シートとの光沢面のΔE00は1.0以下、条件等色指数は4.23であった。
上記フッ素ゴム製シート及びPVC製シートの光沢面を目視で観察したところ、両者の色は蛍光灯下では高度に一致しているが、太陽光下では両者の色が大きく異なる(メタメリズムが大きい)ことが確認された。結果を表3に示す。
コンピュータカラーマッチング(CCM)システムを用いて、異なる素材をメタメリズムなしに同じ色に調色した。まず同色に調色する素材としてTPU及びフッ素ゴムを選定した。
(1)顔料の選定
始めに選定した2素材に共通して使用できる顔料を選定した。顔料はそれぞれの加工条件での熱安定性が必要であり、更に硬化に架橋反応を使用する場合にはこの反応を阻害しないこと、等が必要である。また広範囲の目標色を調色するには種々の色調の顔料が必要となる。これらの点を考慮し、表1に示す16種類(W−6〜V−37)の顔料を選定した。
(2)CCMシステムの構築
上記(1)にて選定した顔料を用いて各素材毎に個々の色のカラーマスターバッチを作製し、当該カラーマスターバッチを用いて作製した各素材の登録用成形物を45/0法で測定した色データを、CCMシステム(大日精化工業製カラコムシステム)に登録し、データベースを構築した。
(3)CCMシステムを用いた調色
目標色とそれに対して上記CCMシステムにより提案された推奨配合から実際に上記3素材のサンプルを作製・検証した。
実施例1にて青の目標色(DIC−579)に調色されたTPU成形品に対してフッ素ゴムでの調色を検討した。
表4に示す通り、1回目のサイクルでサンプル間のΔE00が1.0以下、条件等色指数が1.0以下に収まることを確認した。更に、2回目のサイクルを経た後にはΔE00が0.24、条件等色指数が0.25と向上することを確認した。
また、1回目及び2回目のサイクルで作製したフッ素ゴム製シート及び上記TPU製シートの光沢面を目視で観察したところ、いずれのサイクルについても、蛍光灯下で両者の色が高度に一致していること、及び、太陽光下でも両者が同じ色でありメタメリズムがないことが確認された。
Claims (9)
- 組成の異なる2以上の着色成形品を備える成形品セットであって、
前記着色成形品は、ポリマーの成形品であり、
前記着色成形品は、マンセル表色系における明度Vが8.8以下であるか、又は、彩度Cが1.0以上であり、
1の前記着色成形品と他の少なくとも1の前記着色成形品との間の、下記方法により求めるCIEDE2000色差が1.0以下、条件等色指数が1.0以下である成形品セット。
(CIEDE2000色差)
着色成形品をJIS Z8722:2009に準じて測色し、JIS Z8781−4:2013及びJIS Z8781−6:2017に準じてF2光源、10°視野で求める。
(条件等色指数)
着色成形品をJIS Z8722:2009に準じて測色し、JIS Z8781−4:2013及びJIS Z8719−1996に準じてF2及びD65光源、10°視野、10nmの波長間隔で求める。 - 前記2以上の着色成形品は、互いに異なるポリマー及び/又は添加剤を含む請求項1記載の成形品セット。
- 前記2以上の着色成形品は、互いに異なるポリマー及び/又は添加剤(但し、染顔料を除く)と、同じ染顔料とを含む請求項1又は2記載の成形品セット。
- 前記ポリマーは、フッ素ゴム、シリコーンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、ポリエステルエラストマー、ポリウレタンエラストマー、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル及びナイロンからなる群より選択される少なくとも2種である請求項2又は3記載の成形品セット。
- 自動車内装、ウェアラブル、眼鏡、健康グッズ、携帯用電子機器、イヤホン、スポーツ、キッチン用品、ペット用品、家電又はオーディオに用いられる請求項1、2、3又は4記載の成形品セット。
- 自動車内装又はウェアラブル用途に用いられる請求項1、2、3、4又は5記載の成形品セット。
- コントローラ及び記憶装置を備えたコンピュータカラーマッチングシステムであって、
前記コントローラが、
所望のターゲット色に対応する表色値データの入力を受け付ける処理(1)と、
前記入力された表色値データ及び前記記憶装置に格納された組成の異なる2以上の着色成形品に対応する色データに基づき、1の前記着色成形品と他の少なくとも1の前記着色成形品との間の、下記方法により求めるCIEDE2000色差を1.0以下、条件等色指数を1.0以下に調整するための着色材配合を計算する処理(2)と、
を実行するようにプログラムされている、
組成の異なる2以上の着色成形品を備える成形品セットにおいて、各着色成形品を略同色に調整するコンピュータカラーマッチングシステム。
(CIEDE2000色差)
着色成形品をJIS Z8722:2009に準じて測色し、JIS Z8781−4:2013及びJIS Z8781−6:2017に準じてF2光源、10°視野で求める。
(条件等色指数)
着色成形品をJIS Z8722:2009に準じて測色し、JIS Z8781−4:2013及びJIS Z8719−1996に準じてF2及びD65光源、10°視野、10nmの波長間隔で求める。 - 組成の異なる2以上の着色成形品に対応する色データを含み、
コントローラが前記色データを読み出して、1の前記着色成形品と他の少なくとも1の前記着色成形品との間の、下記方法により求めるCIEDE2000色差を1.0以下、条件等色指数を1.0以下に調整するための着色材配合を計算するために使用するデータベース。
(CIEDE2000色差)
着色成形品をJIS Z8722:2009に準じて測色し、JIS Z8781−4:2013及びJIS Z8781−6:2017に準じてF2光源、10°視野で求める。
(条件等色指数)
着色成形品をJIS Z8722:2009に準じて測色し、JIS Z8781−4:2013及びJIS Z8719−1996に準じてF2及びD65光源、10°視野、10nmの波長間隔で求める。 - 組成の異なる2以上の着色成形品を備える成形品セットの製造方法であって、
前記着色成形品は、ポリマーの成形品であり、
前記着色成形品は、マンセル表色系における明度Vが8.8以下であるか、又は、彩度Cが1.0以上であり、
1の前記着色成形品と他の少なくとも1の前記着色成形品との間の、下記方法により求めるCIEDE2000色差を1.0以下、条件等色指数を1.0以下に調整する工程(1)を含む成形品セットの製造方法。
(CIEDE2000色差)
着色成形品をJIS Z8722:2009に準じて測色し、JIS Z8781−4:2013及びJIS Z8781−6:2017に準じてF2光源、10°視野で求める。
(条件等色指数)
着色成形品をJIS Z8722:2009に準じて測色し、JIS Z8781−4:2013及びJIS Z8719−1996に準じてF2及びD65光源、10°視野、10nmの波長間隔で求める。
Priority Applications (5)
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