JP2002365213A - 塗装品質解析装置 - Google Patents
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Abstract
非揮発成分量を非接触で且つ短時間で計測し得る塗装品
質解析装置を提供する。 【解決手段】 被検査面の反射光からシンナ溶剤および
樹脂の成分に吸収され易い波長成分と吸収され難い波長
成分を測定する反射光検出手段2と、反射光検出手段2
の各種情報からシンナ溶剤成分に吸収され易い波長成分
の信号情報を得るシンナ吸収波長光測定手段6と、同情
報からシンナ溶剤または樹脂の成分に吸収され難い波長
成分の信号情報を得る非吸収波長光測定手段5と、各情
報に基づいて塗膜厚を算出するウエット膜厚算出手段7
と、各情報に基づいてシンナ溶剤成分の濃度を算出する
シンナ溶剤成分量算出手段8と、シンナ溶剤成分の濃度
情報から塗着後の非揮発成分量を算出する非揮発成分量
算出手段9を備えた。
Description
装において、塗布直後や塗布から所定時間後(例えば数
分後)の塗膜中の非揮発成分量および塗膜厚を非接触で
計測するのに用いられる塗装品質解析装置に関するもの
である。
装における塗装品質の評価としては、塗装後に長時間か
けて乾燥させ、乾燥後に塗装の鮮映性、すなわち平滑性
と肉持ち感と光沢感を検査して評価することが行なわれ
ている。
評価値にばらつきが発生した場合、その要因としては、
吹き付け時の塗料の種類、塗着後の非揮発成分量(以下
『塗着N.V』と略記する )、塗膜厚、塗着粘度、およ
び塗料の微粒化等の不適が挙げられる。これらの要因の
うち、代表的な要因としては、塗着N.Vと塗膜厚があ
り、安定した塗装品質を維持するためには、これらの要
因の定量値を塗布直後に正確に把握することが必要であ
る。また、これらの測定により塗装条件の最適化や改善
へ役立てることが可能となる。
定するには、車体等の被塗装体にアルミ箔を貼り、塗装
ガンで塗料を塗布した後にアルミ箔を剥ぎ取り、塗布直
後のアルミ箔の重量と乾燥後のアルミ箔の重量とを計測
するアルミ重量法が用いられていた。(類似公知例とし
て特開平9−105612号公報、特開2000−20
5830号公報、特開平9−29157号公報等があ
る。)
体塗装のように、自動化された塗装ラインで次々に塗装
を行なう場合には、塗装状態の良否をできるだけ速やか
にフィードバックして次の塗装条件を改善し、常に最良
の塗装状態を保つ必要がある。しかし、従来のアルミ重
量法では、被塗装体へのアルミ箔の貼付け工程や剥離工
程、乾燥工程や重量測定工程を経ることから、測定に多
くの時間が必要であり、且つ乾燥後のアルミ箔の重量を
計測した後に塗着N.Vが判明するので、塗布直後や塗
布から任意の時点(たとえば数分後)の塗着N.Vをリ
アルタイムで求めることはできなかった。このため、上
記の如き自動塗装ラインにおける要求に応えることがで
きないという問題があった。
れたもので、塗布直後や塗布から所定時間後における塗
膜中の非揮発性分量および塗膜厚を非接触で且つ短時間
で計測することができる塗装品質解析装置を提供するこ
とを目的としている。
解析装置は、請求項1として、塗料を塗布した被検査面
に赤外光を含む光を照射して被検査面からの反射光の中
から塗料のシンナ溶剤成分および樹脂成分に吸収され易
い波長成分と塗料のシンナ溶剤成分または樹脂成分に吸
収され難い波長成分を測定する反射光検出手段と、反射
光検出手段からの電気信号情報を増幅する信号増幅手段
と、信号増幅手段からの各種電気信号情報からシンナ溶
剤成分に吸収され易い波長成分の信号情報を取り出すシ
ンナ吸収波長光測定手段と、信号増幅手段からの各種電
気信号情報からシンナ溶剤成分または樹脂成分に吸収さ
れ難い波長成分の信号情報を取り出す非吸収波長光測定
手段と、非吸収波長光測定手段からの信号情報と予め設
定した塗料種情報と塗布後の経過時間とに基づいて塗膜
厚を算出するウエット膜厚算出手段と、シンナ吸収波長
光測定手段からの信号情報と塗料種情報とウエット膜厚
算出手段からの塗膜厚情報とに基づいてシンナ溶剤成分
の濃度を算出するシンナ溶剤成分量算出手段と、シンナ
溶剤成分量算出手段からのシンナ溶剤成分の濃度情報か
ら塗着後の非揮発成分量を算出する非揮発成分量算出手
段を備えた構成とし、請求項2として、反射光検出手段
は、白色光を発生する光発生手段と、光発生手段からの
光のうちのシンナ溶剤成分および樹脂成分に吸収され易
い波長成分の光を透過させるバンドフィルタとシンナ溶
剤または樹脂成分に吸収され難い波長成分の光を透過さ
せるバンドフィルタとを有する光波長透過フィルタ手段
と、光波長透過フィルタ手段を透過した特定波長光を被
検査面に照射する照射手段と、被検査面で反射した光を
受光する受光手段を備えている構成としており、上記構
成をもって従来の課題を解決するための手段としてい
る。
は、請求項3として、塗料を塗布した被検査面に赤外光
を含む光を照射して被検査面からの反射光の中から塗料
のシンナ溶剤成分に吸収され易い波長成分と塗料のシン
ナ溶剤成分または樹脂成分に吸収され難い波長成分を測
定する反射光検出手段と、反射光検出手段からの電気信
号情報を増幅する信号増幅手段と、信号増幅手段からの
各種電気信号情報からシンナ溶剤成分に吸収され易い波
長成分の信号情報を取り出すシンナ吸収波長光測定手段
と、信号増幅手段からの各種電気信号情報からシンナ溶
剤または樹脂成分に吸収され難い波長成分の信号情報を
取り出す非吸収波長光測定手段と、非吸収波長光測定手
段からの信号情報と予め設定した塗料種情報と塗布後の
経過時間とに基づいて塗膜厚を算出するウエット膜厚算
出手段と、シンナ吸収波長光測定手段からの信号情報と
塗料種情報とウエット膜厚算出手段からの塗膜厚情報と
に基づいてシンナ溶剤成分の濃度を算出するシンナ溶剤
成分量算出手段と、シンナ溶剤成分量算出手段からのシ
ンナ溶剤成分の濃度情報から塗着後の非揮発成分量を算
出する非揮発成分量算出手段を備えた構成とし、請求項
4として、反射光検出手段は、白色光を発生する光発生
手段と、光発生手段からの光のうちのシンナ溶剤成分に
吸収され易い波長成分の光を透過させるバンドフィルタ
とシンナ溶剤成分または樹脂成分に吸収され難い波長成
分の光を透過させるバンドフィルタとを有する光波長透
過フィルタ手段と、光波長透過フィルタ手段を透過した
特定波長光を被検査面に照射する照射手段と、被検査面
で反射した光を受光する受光手段を備えていることを特
徴としている。
は、請求項5として、塗料を塗布した被検査面に赤外光
を含む光を照射して被検査面からの反射光の中から塗料
の樹脂成分に吸収され易い波長成分と塗料のシンナ溶剤
成分または樹脂成分に吸収され難い波長成分を測定する
反射光検出手段と、反射光検出手段からの電気信号情報
を増幅する信号増幅手段と、信号増幅手段からの各種電
気信号情報から樹脂成分に吸収され易い波長成分の信号
情報を取り出す樹脂吸収波長光測定手段と、信号増幅手
段からの各種電気信号情報からシンナ溶剤成分または樹
脂成分に吸収され難い波長成分の信号情報を取り出す非
吸収波長光測定手段と、非吸収波長光測定手段からの信
号情報と予め設定した塗料種情報と塗布後の経過時間と
に基づいて塗膜厚を算出するウエット膜厚算出手段と、
樹脂吸収波長光測定手段からの信号情報と塗料種情報と
ウエット膜厚算出手段からの塗膜厚情報とに基づいて塗
着後の非揮発成分量を算出する非揮発成分量算出手段
と、非揮発成分量算出手段からの非揮発成分量情報から
シンナ溶剤成分の濃度を算出するシンナ溶剤成分量算出
手段を備えた構成とし、請求項6として、反射光検出手
段は、白色光を発生する光発生手段と、光発生手段から
の光のうちの樹脂成分に吸収され易い波長成分の光を透
過させるバンドフィルタとシンナ溶剤成分または樹脂成
分に吸収され難い波長成分の光を透過させるバンドフィ
ルタとを有する光波長透過フィルタ手段と、光波長透過
フィルタ手段を透過した特定波長光を被検査面に照射す
る照射手段と、被検査面で反射された光を受光する受光
手段を備えていることを特徴としている。
は、請求項7として、ウエット膜厚算出手段からの塗膜
厚情報と予め設定した塗膜厚との比較により良否判定を
行う塗膜厚判定手段と、非揮発成分算出手段からの非揮
発成分量情報と予め設定した非揮発成分量との比較によ
り良否判定を行う非揮発成分量判定手段と、塗膜厚判定
手段および非揮発成分量判定手段からの良否判定情報を
表示する表示手段を備えたことを特徴としている。
装置によれば、赤外線の特定吸収波長域および非吸収波
長域の光反射を測定し、非吸収波長域の光反射とアルミ
ニウム粉の配列の時間変化を考慮した新しい膜厚算出ア
ルゴリズムから塗布直後の塗膜厚を算出し、その塗膜厚
とシンナ溶剤成分の吸収波長域の光反射または吸収光度
からシンナ溶剤成分の濃度を算出するものとしたから、
塗膜表面の塗着N.Vを非接触で且つ短時間で連続的に
計測することができる。したがって、自動化された自動
車の車体塗装ラインにおいても塗着N.Vや塗膜厚をリ
アルタイムで計測すいることが可能になり、塗装の大幅
な品質安定ならびに品質向上に貢献することができる。
置によれば、請求項1と同様の効果を得ることができる
うえに、塗料のシンナ溶剤成分および樹脂成分に吸収さ
れ易い光、ならびにシンナ溶剤成分または樹脂溶剤成分
に吸収され難い光の照射や受光を簡単な構造で実現する
ことができる。
置によれば、赤外線の特定吸収波長域および非吸収波長
域の光反射を測定し、非吸収波長域の光反射とアルミニ
ウム粉の配列の時間変化を考慮した新しい膜厚算出アル
ゴリズムから塗布直後の塗膜厚を算出し、その塗膜厚と
シンナ溶剤成分の吸収波長域の光反射または吸収光度か
らシンナ溶剤成分の濃度を算出するものとしたから、塗
膜表面の塗着N.Vを非接触で且つ短時間で連続的に計
測することができる。したがって、自動化された自動車
の車体塗装ラインにおいても塗着N.Vや塗膜厚をリア
ルタイムで計測すいることが可能になり、塗装の大幅な
品質安定ならびに品質向上に貢献することができる。
置によれば、請求項3と同様の効果を得ることができる
うえに、塗料のシンナ溶剤成分に吸収され易い光、なら
びにシンナ溶剤成分または樹脂溶剤成分に吸収され難い
光の照射や受光を簡単な構造で実現することができる。
置によれば、赤外線の特定吸収波長域および非吸収波長
域の光反射を測定し、非吸収波長域の光反射とアルミニ
ウム粉の配列の時間変化を考慮した新しい膜厚算出アル
ゴリズムから塗布直後の塗膜厚を算出し、その塗膜厚と
シンナ溶剤成分の吸収波長域の光反射または吸収光度か
らシンナ溶剤成分の濃度を算出するものとしたから、塗
膜表面の塗着N.Vを非接触で且つ短時間で連続的に計
測することができる。したがって、自動化された自動車
の車体塗装ラインにおいても塗着N.Vや塗膜厚をリア
ルタイムで計測すいることが可能になり、塗装の大幅な
品質安定ならびに品質向上に貢献することができる。
置によれば、請求項5と同様の効果を得ることができる
うえに、塗料の樹脂成分に吸収され易い光、ならびにシ
ンナ溶剤成分または樹脂溶剤成分に吸収され難い光の照
射や受光を簡単な構造で実現することができる。
置によれば、請求項1〜6と同様の効果を得ることがで
きるうえに、表示手段において、塗膜厚判定手段および
非揮発成分量判定手段からの良否判定情報が表示される
こととなり、塗着N.Vや塗膜厚等の塗装賞状態をリア
ルタイムで認識することができる。
解析装置の第1の実施例を示す図である。この実施例に
おける被塗装体1は自動車のボディである。被塗装体1
は、塗装ライン上を所定の速度で移動しており、図中右
側の塗装エリアにおいて塗装ガン18を用いて静電塗装
が施され、その後図中左側の計測エリアにおいて塗装品
質解析装置により塗布直後の塗装品質の解析が行われ
る。
検出手段2と、信号増幅手段3と、塗装情報入力手段4
と、非吸収波長光測定手段である非吸収波長光電圧測定
手段5と、シンナ吸収波長光測定手段であるシンナ吸収
波長光電圧測定手段6と、ウエット膜厚算出手段7と、
シンナ溶剤成分量算出手段8と、非揮発成分量算出手段
9と、シンナ基準波長光測定手段であるシンナ基準波長
光電圧測定手段11と、計測開始信号発生手段19を備
えている。
ース塗料の場合、シンナ溶剤成分としては、トルエン、
キシレン、エステルおよびスチレン(基本化学式:CH
3−やCH2CH−などの官能基を有するベンゼン環、
CH、OH)等が含まれており、樹脂成分としては、ポ
リエステル、アクリル、メラミン(基本化学式:CH、
CH2、OH)、顔料およびアルミニウム粉等が含まれ
ている。
エット状態の被検査面(塗膜面)に赤外光を含む光を照
射して被検査面で反射した反射光を受光するものであ
り、この際、塗料のシンナ溶剤成分および樹脂成分に吸
収され易い波長成分の光(赤外光)と、シンナ溶剤成分
または樹脂成分に吸収され難い波長成分の光(赤外光)
とを被検査面に連続的に照射し、被検査面からの反射光
の中から塗料のシンナ溶剤成分および樹脂成分に吸収さ
れ易い波長成分の光量と、塗料のシンナ溶剤成分または
樹脂成分に吸収され難い波長成分の光量とを連続的に測
定するものとなっている。
示すように、白色光を発生する光発生手段として例えば
タングステンランプである光源21と、光源からの光の
うちのシンナ溶剤成分および樹脂成分に吸収され易い波
長成分の光を透過させる複数のバンドフィルタ22a,
22bとシンナ溶剤成分または樹脂成分に吸収され難い
波長成分の光を透過させる複数のバンドフィルタ22
c,22dとを有する光波長透過フィルタ手段22と、
光波長透過フィルタ手段22を透過した特定波長光を被
検査面Wに照射する照射手段としての反射鏡23と、被
検査面Wからの反射光を集光レンズ24を介して受光す
る受光手段である受光素子25を備えており、受光素子
は光量を微小電圧値に変換して出力する。なお、この実
施例の光波長透過フィルタ手段22は、回転盤22eに
4つのバンドフィルタ22a〜22dを90度間隔で配
置した構成であり、回転盤22eを回転させることで透
過させる光の波長成分の切り替えを行うようにしてあ
る。
関係を示すグラフである。図3から明らかなように、非
吸収波長(1)とシンナ溶剤成分の吸収波長(2)と樹
脂成分の吸収波長(3)の夫々の光反射電圧が異なって
いる。
光素子15から入力した微小な電圧信号を増幅し、吸収
波長の光量および非吸収波長の光量に対応する各種の電
気信号情報を出力する。塗装情報入力手段4には、塗装
する前の塗料の種類や塗布後から非揮発成分量の計測に
至るまでの経過時間tが入力される。
手段3からの各種電気信号情報から塗料のシンナ溶剤成
分または樹脂成分に吸収され難い波長成分の電圧信号情
報を取り出す。また、シンナ吸収波長光電圧測定手段6
は、信号増幅手段からの各種電気信号情報から塗料のシ
ンナ溶剤成分に吸収され易い波長成分の電圧信号情報を
取り出す。
圧測定手段5からの電圧信号情報と塗装情報入力手段4
からの塗料種情報および経過時間とに基づいて塗布後の
ウエット塗膜厚を算出する。シンナ溶剤成分量算出手段
8は、シンナ吸収波長電圧出力手段6からの電圧信号情
報と塗装情報入力手段4からの塗料種情報とウエット膜
厚算出手段7からの膜厚情報に基づいてシンナ溶剤成分
の濃度(揮発成分量)を算出する。非揮発成分量算出手
段9は、シンナ溶剤成分量算出手段8からのシンナ溶剤
成分の濃度情報から塗着後の非揮発成分量を算出する。
ンナ溶剤成分の吸収波長電圧を算出するために基準とす
る値を測定する手段であって、図3中の(2)’で示す
ように、シンナ溶剤成分吸収波長(2)により近い非吸
収波長電圧を測定する。
エリアに移動してきた被塗装体1を検出するセンサであ
って、被塗装体1を検出した時点で信号増幅手段3に対
して計測開始信号を発生する。なお、この種のセンサを
計測エリアに加えて塗装エリアにも設ければ、各センサ
の位置検出信号と予め設定されている被塗装体1の移動
速度とから、塗布後の経過時間を検出することができ、
このようにして得た経過時間を塗装情報入力手段4に入
力するようにしても良い。
の算出方法、および非揮発成分量の算出方法について説
明する。
厚の算出方法を説明する。図5に塗布直後のメタリック
塗膜における光反射特性を示すように、メタリック塗膜
の光反射特性(電圧)は時間経過とともに上昇する。こ
れは、塗布直後においては、図4(a)に示すように、
塗膜中のアルミニウム粉Aの立ち角度が水平面に対して
大きい状態にあり、これによりアルミニウム粉Aの金属
面での反射による正反射光強度Φrが小さくなるが、塗
布から数分後においては、図4(b)に示すように、レ
ベリング現象による表面平坦化やシンナ蒸発による薄膜
化によって、時間経過とともに塗膜中のアルミニウム粉
Aの立ち角度が水平面に近づく状態となり、これにより
正反射光強度Φrが徐々に大きくなるからである。
する光反射電圧特性を示すが、この光反射電圧特性から
下記の式1の光反射電圧特性が導き出される。なお、図
5に示すメタリック塗料における光反射電圧は{1−E
XP(t/T)}の指数特性で表される。さらに、図7
に示す塗膜厚−時定数特性から、時定数Tは下記の式2
で示すように塗膜厚hの二次関数で表される。そして、
式1および式2から塗膜厚hが下記の式3で導き出され
る。
/T)}
0})]1/2 なお、 V(t)は非吸収波長光反射電圧、V0は初期
設定電圧、tは塗布後の経過時間、k1,k2は定数
(塗料種)、Tは時定数、hは塗膜厚 、h0は基準塗膜
厚である。
する。実験的に求めた図8の塗膜厚−光反射電圧特性か
ら下記の式4の反射電圧特性が導出される。ここで、メ
タリック塗料における光反射電圧は{1−EXP(t/
T)}の特性で表される。また、図8に示す塗膜厚−光反
射電圧特性から、光反射電圧特性は塗膜厚hの関数とし
て{1−k3×h2}で下記の式4のように表される。こ
の式4から膜厚hを導き出すと式5のようになる。この
場合、塗布後の経過時間tは一定時間t1,t2とする
必要があるため、ラインでの測定場所は限定される。
は非吸収波長光反射電圧、V0は初期設定電圧、k3,
k4,aは定数、Tは時定数(塗料種)、hは塗膜厚であ
る。
て説明する。 図9に実際の塗布後の時間tに対する光
吸収特性およびシンナ溶剤成分特性を示す。さらに、塗
膜厚を変化させた場合の光反射電圧(吸光度I)とシン
ナ溶剤成分量(濃度)Vsの関係を示したのが図10に
なる。したがって、この図10の特性によりシンナ溶剤
成分量Vsは下記の式6のように導き出される。
り、Iはシンナ吸収波長吸収光度、k5,k6,cは定
数、 hは膜厚である。また、上記式6より塗着N.V
は下記の式7で表される.。
Vsはシンナ溶剤成分量である。
ートに基づいて説明する。ステップS1において、塗料
の種類や塗布後の経過時間tを入力し、ステップS2に
おいて、計測開始信号発生手段19からの信号により計
測を開始する。すなわち、ステップS3において、塗料
のシンナ溶剤成分または樹脂成分に吸収され難い波長成
分の光(非吸収波長光)の電圧を測定すると共に、ステ
ップS4において、シンナ溶剤成分に吸収され易い波長
成分の光(シンナ吸収波長光)の電圧を測定し、ステッ
プS5において、先の式1〜5に基づいてウエット膜厚
を算出する。
に基づいてシンナ溶剤の成分量(濃度)を算出し、ステ
ップS7において、先の式7に基づいて塗着N.V(非
揮発成分量)を算出した後、ステップS8において、計
測開始信号がOFFであるか否かを判定し、OFFでは
無い場合(NO)には、ステップS3,S4に戻り、O
FFである場合(YES)には、ステップS9におい
て、良否判定結果を表示して一連の過程を終了する。
の塗装ラインにおいて、上記の如くリアルタイムで得た
塗着N.Vおよび塗膜厚の各値を塗装の制御装置にフィ
ードバックすることにより、良好な塗装条件の維持を実
現し得る。
品質解析装置の第2の実施例を示す図である。なお、第
1実施例と同一の構成部位は同一符号を付して詳細な説
明を省略する。
分があるが、最近使用され始めている水系塗料では、水
分成分と樹脂成分の光吸収波長が異なり、樹脂成分波長
の光吸収量の測定が可能となるため、樹脂成分波長の光
吸収電圧等を用いて直接に樹脂濃度算出を行うことがで
きる。
ある樹脂吸収波長光電圧測定手段12は、信号増幅手段
3からの電気信号情報から塗料の樹脂成分に吸収され易
い波長成分の電圧信号情報を取り出す。また、非揮発成
分量算出手段9は、樹脂吸収波長光電圧測定手段12か
らの電圧信号情報と塗装情報入力手段4からの塗料種情
報とウエット膜厚算出手段7からの塗膜厚情報に基づい
て塗着N.Vを算出する。
図13に実際の塗布後の経過時間tに対する光吸収特性
および樹脂成分特性を示す。さらに、膜厚を変化させた
場合の吸収光度Iと樹脂成分量Vsの関係を示したのが
図14になる。したがって、この図14の特性により塗
着N.Vは下記の式8のように導き出される。
り、Xは塗着N.V、Iは樹脂吸収波長吸収光度、k
7,k8,cは定数、hは塗膜厚である。このような第
2実施例によれば、水性塗料に対しても的確に塗膜状態
の判定を行うことができる。
品質解析装置の第3の実施例を示す図である。なお、先
の実施例と同一の構成部位は同一符号を付して詳細な説
明を省略する。
ト膜厚算出手段7からの塗膜厚情報と予め設定した所定
の塗膜厚との比較により良否判定を行う。また、非揮発
成分判定手段(塗着N.V判定手段)16は、非揮発成
分量算出手段9からの非揮発成分量情報と予め設定した
所定の非揮発成分量との比較により良否判定を行う。ま
た、表示手段17は、塗膜厚判定手段15と非揮発成分
量判定手段16による良否判定情報を表示する。このよ
うな第3実施例によれば、予め定めた値との対比で判定
を行うために演算が早くなり、表示装置にリアルタイム
で状況を表示することができる。
におけるウエット膜厚の算出方法について説明する。図
16および図17に塗布直後のソリッド塗膜における拡
散反射光特性を示す。ソリッド塗膜の光反射電圧特性
は、塗膜厚に比例する内部拡散反射光と表面拡散反射光
により表されて下記の式9のようになり、実際の塗布後
の経過時間に対する光反射電圧特性は図17に示すもの
となる。
(1/cosθ)・(cosθ+cosφ)2exp
(−p2R2)+(1−k0)Φ0×k1×2h なお、Φ0は入射光強度、Φ12は拡散反射光強度、θ
は入射角、φは反射角、λは光の波長、p,β,k0,
k1は定数、Rは表面粗さである。
厚hの縮小化と塗膜表面粗さの変動により、拡散反射光
強度すなわち光反射電圧特性は時間経過に対して低下す
ることになる。なお、メタリック塗装では金属反射によ
り逆に増加する。
10の光反射電圧特性が導き出される。また、ソリッド
塗膜における光反射電圧は{−EXP(t/T)}の指数
関数特性で表される。さらに、図18の塗膜厚−時定数
特性から字定数Tは下記の式11に示されるように、塗
膜厚hの二次関数で表される。したがって、光反射電圧
特性は式12のように表され、これらの式から塗膜厚h
は下記の式13で導き出される。
T)
k2×(h0−h)2}
0)]1/2 ここで、Vは非吸収波長光反射電圧、V0は初期設定電
圧、tは塗布後の経過時間、k11,k12は定数(塗
料種)、Tは時定数、hは塗膜厚、h0は基準塗膜厚で
ある。
て説明する。図19に示すように、実験的に求めた塗膜
厚−光反射電圧特性から下記の式14の光反射電圧特性
が導き出される。ここで、ソリッド塗膜における光反射
電圧は{EXP(−t/T)}の特性で表される。この式
14から塗膜厚hを導き出すと式15となる。この場
合、塗布後の経過時間tは一定時間t1,t2とする必
要があるため、ラインでの測定場所は限定される。
(h)は非吸収波長光反射電圧、V0は初期設定電圧、
k13,k14,aは定数、Tは時定数(塗料種)、h
は塗膜厚である。このような第4実施例によれば、ソリ
ッド系の塗料に対しても的確な対応を行うことができ
る。
説明する図である。
ある。
状態を示す断面説明図(a)および所定時間が経過した
ときのアルミニウム粉の状態を示す断面説明図(b)で
ある。
グラフである。
示すグラフである。
る。
である。
る。
を示すグラフである。
計測処理過程を説明するフローチャートである。
例を示す説明図である。
係を示すグラフである。
である。
の実施例を示す説明図である。
において、ソリッド塗膜の光反射特性を示すグラフであ
る。
である。
ある。
である。
段) 6…シンナ吸収波長光電圧測定手段(シンナ吸収波長光
測定手段) 7…ウエット膜厚算出手段 8…シンナ溶剤成分量算出手段 9…非揮発成分量算出手段 10…樹脂吸収波長光電圧測定手段(樹脂吸収波長光測
定手段) 11…シンナ基準波長光電圧測定手段(シンナ基準波長
光測定手段) 12…シンナ吸収光度算出手段 13…樹脂基準波長光電圧測定手段(樹脂基準波長光測
定手段) 15…塗膜厚判定手段 16…非揮発成分量判定手段 17…表示手段 21…光源 22…光波長透過フィルタ手段 22a〜22d…バンドフィルタ 23…反射鏡(照射手段) 25…受光素子(受光手段)
Claims (7)
- 【請求項1】 塗料を塗布した被検査面に赤外光を含む
光を照射して被検査面からの反射光の中から塗料のシン
ナ溶剤成分および樹脂成分に吸収され易い波長成分と塗
料のシンナ溶剤成分または樹脂成分に吸収され難い波長
成分を測定する反射光検出手段と、 反射光検出手段からの電気信号情報を増幅する信号増幅
手段と、 信号増幅手段からの各種電気信号情報からシンナ溶剤成
分に吸収され易い波長成分の信号情報を取り出すシンナ
吸収波長光測定手段と、 信号増幅手段からの各種電気信号情報からシンナ溶剤成
分または樹脂成分に吸収され難い波長成分の信号情報を
取り出す非吸収波長光測定手段と、 非吸収波長光測定手段からの信号情報と予め設定した塗
料種情報と塗布後の経過時間とに基づいて塗膜厚を算出
するウエット膜厚算出手段と、 シンナ吸収波長光測定手段からの信号情報と塗料種情報
とウエット膜厚算出手段からの塗膜厚情報とに基づいて
シンナ溶剤成分の濃度を算出するシンナ溶剤成分量算出
手段と、 シンナ溶剤成分量算出手段からのシンナ溶剤成分の濃度
情報から塗着後の非揮発成分量を算出する非揮発成分量
算出手段を備えたことを特徴とする塗装品質解析装置。 - 【請求項2】 反射光検出手段は、白色光を発生する光
発生手段と、光発生手段からの光のうちのシンナ溶剤成
分および樹脂成分に吸収され易い波長成分の光を透過さ
せるバンドフィルタとシンナ溶剤または樹脂成分に吸収
され難い波長成分の光を透過させるバンドフィルタとを
有する光波長透過フィルタ手段と、光波長透過フィルタ
手段を透過した特定波長光を被検査面に照射する照射手
段と、被検査面で反射した光を受光する受光手段を備え
ていることを特徴とする請求項1に記載の塗装品質解析
装置。 - 【請求項3】 塗料を塗布した被検査面に赤外光を含む
光を照射して被検査面からの反射光の中から塗料のシン
ナ溶剤成分に吸収され易い波長成分と塗料のシンナ溶剤
成分または樹脂成分に吸収され難い波長成分を測定する
反射光検出手段と、 反射光検出手段からの電気信号情報を増幅する信号増幅
手段と、 信号増幅手段からの各種電気信号情報からシンナ溶剤成
分に吸収され易い波長成分の信号情報を取り出すシンナ
吸収波長光測定手段と、 信号増幅手段からの各種電気信号情報からシンナ溶剤ま
たは樹脂成分に吸収され難い波長成分の信号情報を取り
出す非吸収波長光測定手段と、 非吸収波長光測定手段からの信号情報と予め設定した塗
料種情報と塗布後の経過時間とに基づいて塗膜厚を算出
するウエット膜厚算出手段と、 シンナ吸収波長光測定手段からの信号情報と塗料種情報
とウエット膜厚算出手段からの塗膜厚情報とに基づいて
シンナ溶剤成分の濃度を算出するシンナ溶剤成分量算出
手段と、 シンナ溶剤成分量算出手段からのシンナ溶剤成分の濃度
情報から塗着後の非揮発成分量を算出する非揮発成分量
算出手段を備えたことを特徴とする塗装品質解析装置。 - 【請求項4】 反射光検出手段は、白色光を発生する光
発生手段と、光発生手段からの光のうちのシンナ溶剤成
分に吸収され易い波長成分の光を透過させるバンドフィ
ルタとシンナ溶剤成分または樹脂成分に吸収され難い波
長成分の光を透過させるバンドフィルタとを有する光波
長透過フィルタ手段と、光波長透過フィルタ手段を透過
した特定波長光を被検査面に照射する照射手段と、被検
査面で反射した光を受光する受光手段を備えていること
を特徴とする請求項3に記載の塗装品質解析装置。 - 【請求項5】 塗料を塗布した被検査面に赤外光を含む
光を照射して被検査面からの反射光の中から塗料の樹脂
成分に吸収され易い波長成分と塗料のシンナ溶剤成分ま
たは樹脂成分に吸収され難い波長成分を測定する反射光
検出手段と、 反射光検出手段からの電気信号情報を増幅する信号増幅
手段と、 信号増幅手段からの各種電気信号情報から樹脂成分に吸
収され易い波長成分の信号情報を取り出す樹脂吸収波長
光測定手段と、 信号増幅手段からの各種電気信号情報からシンナ溶剤成
分または樹脂成分に吸収され難い波長成分の信号情報を
取り出す非吸収波長光測定手段と、 非吸収波長光測定手段からの信号情報と予め設定した塗
料種情報と塗布後の経過時間とに基づいて塗膜厚を算出
するウエット膜厚算出手段と、 樹脂吸収波長光測定手段からの信号情報と塗料種情報と
ウエット膜厚算出手段からの塗膜厚情報とに基づいて塗
着後の非揮発成分量を算出する非揮発成分量算出手段
と、 非揮発成分量算出手段からの非揮発成分量情報からシン
ナ溶剤成分の濃度を算出するシンナ溶剤成分量算出手段
を備えたことを特徴とする塗装品質解析装置。 - 【請求項6】 反射光検出手段は、白色光を発生する光
発生手段と、光発生手段からの光のうちの樹脂成分に吸
収され易い波長成分の光を透過させるバンドフィルタと
シンナ溶剤成分または樹脂成分に吸収され難い波長成分
の光を透過させるバンドフィルタとを有する光波長透過
フィルタ手段と、光波長透過フィルタ手段を透過した特
定波長光を被検査面に照射する照射手段と、被検査面で
反射された光を受光する受光手段を備えていることを特
徴とする請求項5に記載の塗装品質解析装置。 - 【請求項7】 ウエット膜厚算出手段からの塗膜厚情報
と予め設定した塗膜厚との比較により良否判定を行う塗
膜厚判定手段と、非揮発成分算出手段からの非揮発成分
量情報と予め設定した非揮発成分量との比較により良否
判定を行う非揮発成分量判定手段と、塗膜厚判定手段お
よび非揮発成分量判定手段からの良否判定情報を表示す
る表示手段を備えたことを特徴とする請求項1〜6のい
ずれかに記載の塗装品質解析装置。
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