JP2003294622A

JP2003294622A - 光輝材含有塗膜の光輝材種類の識別方法

Info

Publication number: JP2003294622A
Application number: JP2002100163A
Authority: JP
Inventors: Norihiko Ayabe; 紀彦綾部; Kenji Ando; 研司安藤
Original assignee: Nippon Paint Co Ltd
Current assignee: Nippon Paint Co Ltd
Priority date: 2002-04-02
Filing date: 2002-04-02
Publication date: 2003-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】光輝材含有塗膜の種類を有効に識別すること
ができる光輝材含有塗膜の光輝材種類の識別方法を提供
する。【解決手段】塗膜の表面に光を所定の入射角で照射
し、複数の受光角でそれぞれ複数の波長の反射光を受光
して変角分光反射率を測定する。得られた変角分光反射
率データの反射率強度分布パターンに基づいて、塗膜に
含有される光輝材の種類または光輝材の含有の有無を識
別する。このとき、変角分光反射率データのうちの受光
角を変数とする変角反射率データを数値処理して求めた
変角指標および波長を変数とする分光反射率データを数
値処理して求めた分光指標の２つの指標の相関情報に基
づいて光輝材の種類を識別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光輝材含有塗膜の
光輝材種類の識別方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、高意匠性塗色を得るために、アル
ミニウムフレーク顔料や干渉マイカ顔料等の光輝性顔料
（光輝材）を用いた光輝材含有塗膜が、自動車外板等に
多く使用されている。これらアルミニウム等のりん片状
の顔料が含まれた塗膜は、通常の顔料のみを含む塗膜と
は異なった反射光分布を有するために独特の光学的効果
が得られる。上記光輝性とは、この独特の光学的効果の
うちのひとつである光輝感、言い換えるときらきら感を
いう。

【０００３】この光輝感は、光輝材粒子からの強い反射
光により生じ、光輝材の種類、粒子径等により変化す
る。いいかえると、光輝材の粒子径等を変化させると、
異なった種類の光輝材が同じような光輝感を与えること
もある。

【０００４】このような光輝材含有塗膜の光輝材種類を
非破壊的計測方法で識別できることが望まれている。

【０００５】例えば、特開平８−１１０３０１号公報に
よれば、以下の計測方法が提案されている。

【０００６】まず、光輝材含有塗膜の微細単位面積での
所定の反射角における反射光を塗膜の所定範囲内の多数
点で測定する。そして、得られた反射率強度データにつ
いて、最大反射率強度から最小反射率強度までの反射率
強度について累積頻度を求め、反射率強度に対する対数
累積頻度分布の挙動から、塗膜中の光輝材の種類を判別
する。なお、この場合、微細単位面積は、人間の視感に
おける分解能に対応して０．２ｍｍ×０．２ｍｍとさ
れ、また、所定範囲の面積は４００ｍｍ^２とされてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、昨今、光輝
材の種類が多種多様となり、これらの光輝材を含む光輝
材含有塗膜は、例えばクベルカームンクの光学濃度の理
論式を用いて分光反射率を予測計算することができない
ような特異な反射形態を示し、あるいは、塗膜に光輝材
とともに含まれる着色顔料の持つ色彩効果が光輝材との
相互作用の影響を強く受けることで色相が変化する等の
現象を生じている。このような特異な光学的効果を発揮
する光輝材含有塗膜については、上記特開平８−１１０
３０１号公報記載の方法によっても、種類を識別するこ
とは必ずしも容易ではない。

【０００８】本発明は、上記の課題に鑑みてなされたも
のであり、光輝材含有塗膜の種類を有効に識別すること
ができる光輝材含有塗膜の光輝材種類の識別方法を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光輝材含有
塗膜の光輝材種類の識別方法は、塗膜の表面に光を所定
の入射角で照射し、複数の受光角でそれぞれ複数の波長
の反射光を受光して変角分光反射率を測定し、得られた
変角分光反射率データの反射率強度分布パターンに基づ
いて、塗膜に含有される光輝材の種類または光輝材の含
有の有無を識別することを特徴とする。

【００１０】ここで、変角分光反射率は、変角と分光を
合わせて行ったときの反射率をいう。例えば、１つの受
光角で複数の波長の光、即ち分光した反射率を測定し、
さらに他の受光角についても同様の測定を行うことによ
り、あるいは、多数の受光角について１つの波長の光の
反射率を測定し、さらに他の波長についても同様の測定
を行うことにより、波長および受光角のマトリクスとし
て（波長および受光角を変数として）得られる反射率を
いう。得られた変角分光反射率データの反射率強度分布
パターンは、波長および受光角をＸ軸およびＹ軸とし、
反射率強度をＺ軸としたときの立体座標空間中に曲面と
して表示することができる。そして、この曲面形状は、
光輝材の種類または光輝材の含有の有無によって識別可
能な程度に異なることが判明した。

【００１１】本発明の上記の構成により、塗膜に含有さ
れる光輝材の種類または光輝材の含有の有無を有効に識
別することができる。

【００１２】この場合、前記複数の受光角は、正反射角
に近いハイライト領域の角度であると、好適である。な
お、このとき、受光角として正反射角（法線を挟んで入
射光の反対側に得られる反射光のうち入射角と同一の角
度の反射角。一般的に単に反射角と呼ばれるものに相当
する。）を含むと光源の強い反射光を受けてしまって不
都合であるため、受光角としては、正反射角を除くこと
が当業者の常識である。ここで、受光角は、正反射角を
基準（受光角０°）として入射角方向側の反射角をい
い、正反射角との間に形成される角度の絶対値に負符号
を付して表示するものとする。この場合、ハイライト領
域の受光角は、凡そ−５〜−２５°の範囲内のものをい
う。

【００１３】また、この場合、前記複数の受光角は、前
記入射角に近いシェード領域の角度をさらに含むと、よ
り好適である。ここで、シェード領域の受光角は、一般
に凡そ−２５°を超えるものをいい、ここでは−１２０
°までをいうものとする。

【００１４】また、この場合、前記入射角が略４５°で
あり、前記ハイライト領域の受光角が略−１５°であ
り、前記シェード領域の受光角が略−７５°であると、
好適である。

【００１５】また、この場合、前記変角分光反射率デー
タのうちの受光角を変数とする変角反射率データを数値
処理（数値計算）して求めた変角指標に基づいて光輝材
の種類または光輝材の含有の有無を識別すると、好適で
ある。

【００１６】また、この場合、前記変角分光反射率デー
タのうちの受光角を変数とする変角反射率データを数値
処理（数値計算）して求めた変角指標および該変角分光
反射率データのうちの波長を変数とする分光反射率デー
タを数値処理（数値計算）して求めた分光指標の２つの
指標の相関情報に基づいて光輝材の種類または光輝材の
含有の有無を識別すると、好適である。

【００１７】また、この場合、前記複数の波長は、４０
０〜７００ｎｍの範囲内から選択されると、好適であ
る。

【００１８】また、この場合、前記光輝材の種類が、干
渉性光輝材顔料および非干渉性光輝材顔料であると、好
適である。

【００１９】また、この場合、前記干渉性光輝材顔料が
干渉マイカ顔料であり、前記非干渉性光輝材顔料がアル
ミニウムフレーク顔料であると、好適である。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明に係る光輝材含有塗膜の光
輝材種類の識別方法の好適な実施の形態（以下、本実施
の形態例という。）について、図を参照して、以下に説
明する。

【００２１】まず、識別対象である光輝材含有塗膜につ
いて説明する。

【００２２】光輝材含有塗膜の材料である光輝性塗料
は、主材料のベース塗料とその他の添加剤とからなる。

【００２３】ベース塗料は、ビヒクルと光輝材としての
光輝性顔料とを含む。

【００２４】ビヒクルは、一般的な塗膜形成用樹脂が用
いられ、例えば、耐候性の観点からはアクリル樹脂やポ
リエステル樹脂が好適に用いられる。ビヒクルは、必要
に応じて適量の架橋剤を含む。

【００２５】光輝性顔料は、干渉性光輝材顔料および非
干渉性光輝材顔料がある。前者の干渉性光輝材顔料とし
ては、干渉マイカ顔料、金属酸化物被覆アルミナフレー
ク顔料、金属酸化物被覆シリカフレーク顔料、着色マイ
カ顔料、金属チタンフレーク顔料、金属酸化物被覆めっ
きガラスフレーク顔料、ホログラム顔料、コレステリッ
ク液晶ポリマーからなるフレーク状顔料等が用いられ
る。後者の非干渉性光輝材顔料としては、アルミニウム
フレーク顔料、グラファイト顔料、ステンレスフレーク
顔料、板状酸化鉄顔料、金属めっきガラスフレーク顔料
等が用いられる。必要に応じて光輝性顔料とともに適量
の通常の塗料用の着色顔料が加えられる。

【００２６】ベース塗料は、上記の構成成分のほかに、
樹脂ワックス、硬化触媒、紫外線吸収剤、酸化防止剤そ
の他の添加剤が適宜添加される。

【００２７】これらの成分を含むベース塗料は、通常、
溶剤に溶解または分散した態様で用いられる。

【００２８】上記の光輝性塗料を用いた光輝材含有塗膜
の形成方法を説明する。

【００２９】まず、金属類、無機材料、樹脂材料等で形
成された基材に光輝性塗料を塗布して光輝材含有塗膜を
形成する。このとき、通常は、基材に直接に、または下
地塗膜を介して光輝性塗料を塗布するが、基材が自動車
用車体あるいは部品の場合は、予め化成処理、電着塗装
等による下塗り塗装、必要によっては中塗り塗装等を施
しておく。この場合、下地塗装の上にウエットオンウエ
ット法、ウエットオンドライ法により光輝性塗料を塗布
することができる。光輝性塗料の塗布方法は、スプレー
法、ロールコート法等の適宜の方法を採用することがで
きる。

【００３０】そして、光輝材含有塗膜の上に、クリヤー
トップ塗料を用いてクリヤートップ塗膜を少なくとも１
層形成する。さらにクリヤートップ塗膜を焼き付け処理
して塗膜が完成する。

【００３１】なお、光輝材を含有しない塗膜（ソリッド
塗膜という。）は、一般的な塗料用の着色顔料をベース
顔料として用い、上記の方法に準じて塗膜が形成され
る。

【００３２】つぎに、本実施の形態例に係る光輝材含有
塗膜の光輝材種類の識別方法に使用する装置について、
図１を参照して説明する。

【００３３】本実施の形態例において、変角分光反射率
は、図１に示す変角分光測色装置（株式会社村上色彩技
術研究所製変角分光測光システムＧＣ−ＭＳ４型）１０
を用いて測定する。

【００３４】変角分光測色装置１０は、照光器１２、試
料回転台１４および分光器１６で構成される。

【００３５】照光器１２は、光源としてのハロゲンラン
プ１８、ハロゲンランプ１８から放射された光の一部を
受けて反射して投光する第１および第２投光ミラー２
０、２２、第１および第２投光ミラー２０、２２からの
光を案内する第１および第２投光レンズ２４、２６を有
する。

【００３６】試料回転台１４は、所定の位置に試料２８
と白色拡散板（参照白板）３０とが配置される。試料回
転台１４は、図示しない駆動機構により三次元的に回転
可能である。

【００３７】分光器１６は、第１および第２減光板３
２、３４、第１および第２受光ミラー３６、３８、セク
ター４０、受光レンズ４２、スリット４４、回折格子４
６、受光素子４８を有する。受光素子４８の出力は、パ
ワーメータに接続され、さらに、出力表示機能を備えた
パソコンに接続される（いずれも図示せず。）。

【００３８】上記のように構成された変角分光測色装置
１０の作用を説明する。

【００３９】ハロゲンランプ１８から放射された光は、
一部が第１投光ミラー２０に、他の一部が第２投光ミラ
ー２２にそれぞれ入射する。そして、第１投光ミラー２
０で反射された光は、第１投光レンズ２４を介して試料
回転台１４に案内され、試料照明光Ｒ１として試料２８
に照射される。同様に、第２投光ミラー２２で反射され
た光は、第２投光レンズ２６を介して試料回転台１４に
案内され、白色拡散板照明光Ｒ２として白色拡散板３０
に照射される。

【００４０】試料２８に照射された試料照明光Ｒ１の所
定の受光方向への反射光である試料反射光Ｂ１は分光器
１６に導かれる。同様に、白色拡散板３０に照射された
白色拡散板照明光Ｒ２の所定の受光方向への反射光であ
る白色拡散板反射光Ｂ２も分光器１６に導かれる。

【００４１】このとき、試料照明光Ｒ１および白色拡散
板照明光Ｒ２は、入射角を固定することができ、また自
在に可変することもできる。一方、試料反射光Ｂ１およ
び白色拡散板反射光Ｂ２は、受光角（反射角）を入射角
とは独立して自在に可変することができる。

【００４２】試料反射光Ｂ１は、必要により第１減光板
３２を介して第１受光ミラー３６によりセクター４０に
案内される。セクター４０を通過した試料反射光Ｂ１は
受光レンズ４２とスリット４４とを介して回折格子４６
に導かれ、所定の波長毎に分光された後、受光素子４８
により光電変換される。同様に、白色拡散板反射光Ｂ２
も、第２減光板３４、第２受光ミラー３８、セクター４
０、受光レンズ４２、スリット４４、回折格子４６、受
光素子４８により光電変換される。そして、これらの信
号がパワーメータに入力されると、試料３２の信号レベ
ルが白色拡散板３４の信号レベルで補正されて、パワー
メータから試料３２の反射率強度に応じた電力値が出力
される。得られる反射率強度データは、パソコンで演算
処理されあるいは出力処理される。

【００４３】変角分光測色装置１０の測定波長範囲は３
９０〜７３０ｎｍ、測定波長間隔は１０ｎｍ毎、波長精
度は１ｎｍ（５８０ｎｍにおいて）、測色方式はダブル
ビーム方式である。また、変角分光測色装置を用いた本
実施例における測定条件は、光源がＤ_６５、照射面積が
６００ｍｍ^２（１５ｍｍ×４０ｍｍ）、視野角度が１０
°、受光面積が４９０ｍｍ^２（直径２５ｍｍの円形）で
ある。

【００４４】変角分光測色装置１０で得られる測色デー
タ（変角分光反射率データ）は、波長および受光角の各
変数によって規定されており、記憶媒体に、マトリクス
表形式に記述して格納し、適宜プリント出力することが
できる。また、測色データは、変角分光反射率分布に基
づいて３次元コンピュータグラフィックソフトウエアに
より３次元の形状曲面にレンダリングされた画像をディ
スプレイ出力することもでき、また、２次元の曲線画像
をディスプレイ出力することもできる。

【００４５】つぎに、変角分光測色装置１０を用いた本
実施の形態例に係る光輝材含有塗膜の光輝材種類の識別
方法について、図２〜図２１を参照して説明する。

【００４６】まず、測色角度について図２を参照して説
明する。

【００４７】図２中左上方から４５°の入射角で光を入
射した場合を例にとって説明する。このとき、試料の表
面に入射して得られる反射光は、一般に反射角といわれ
る、この場合４５°の角度の反射光に最大の反射率強度
を持ちながら、その前後の角度で急峻に反射率強度を減
衰しながら、広い角度で弱い反射率強度を持つ反射光と
して観測することができる。

【００４８】ここでは、一般に反射角といわれるものを
正反射角よぶ。また、広い角度で反射光を観測するとき
の反射光を受光とよび、このときの反射角を受光角とよ
ぶ。また、受光角は、正反射角を基準として、この正反
射角に一致する受光角を０°として、正反射角以外の反
射角（受光角）については、図２中反時計回り方向につ
いて負の符号を付して角度を表示する。したがって、図
２において、例えば、受光角−１５°とは、一般的な意
味の反射角でいえば３０°であり、受光角−７５°と
は、法線を基準として入射角側に３０°の位置、すなわ
ち、正反射角に正の符号を付すのに対応させると法線を
基準として−３０°となる。

【００４９】一般に、正反射角（受光角０°）に近い−
５〜−２５°の受光角の領域をハイライト領域といい、
−２５°を超える受光角の領域をシェード領域という。
ここでは、シェード領域は−２５〜−１２０°の受光角
の領域をいうものとする。

【００５０】なお、塗膜を測色する本実施の形態例の方
法においては、人工光であるハロゲンランプの光をその
まま強い反射率強度で反射する受光角０°で受光を行う
ことは意味がなく、この受光角０°を除いた、反射率強
度の小さい領域でのみ受光を行って反射光データを採取
し、あるいは、受光角０°で受光した反射光データを除
いてデータ処理を行う。

【００５１】つぎに、光輝材含有塗膜の光輝材種類の識
別方法について説明する。

【００５２】識別対象の塗膜は、光輝材含有塗膜として
２種類を選定し、ここではメタリック塗膜およびマイカ
塗膜とよぶ。さらに光輝材を含まない塗膜として１種類
を選定し、ここではソリッド塗膜とよぶ。

【００５３】上記３種類の塗膜は、各成分の配合条件を
凡そ以下のとおりに変えて多数の配合条件の異なる試料
を調製した。

【００５４】メタリック塗膜は、ビヒクルとしてのアク
リル・メラミン樹脂と、非干渉性光輝性顔料としてのア
ルミニウムフレーク顔料とをベース塗料の主成分として
調製したものである。これに例えば青色としてのフタロ
シアニンブルー系顔料、赤色としてのキナクリドン系顔
料等の各色の着色顔料を配合して各色の色味を持たせる
とともに、アルミニウムフレーク顔料の配合率をアクリ
ル・メラミン樹脂（固形分）１００質量部に対して０．
５〜３０質量部の範囲内で変えて、光学的効果の異なる
多数のメタリック塗膜試料を調製した。

【００５５】マイカ塗膜は、ビヒクルとしてのアクリル
・メラミン樹脂と、干渉性光輝性顔料としての干渉マイ
カ顔料とをベース塗料の主成分として調製したものであ
る。これに例えば青色としてのフタロシアニンブルー系
顔料、赤色としてのキナクリドン系顔料等の各色の着色
顔料を配合して各色の色味を持たせるとともに、干渉マ
イカ顔料の配合率をアクリル・メラミン樹脂（固形分）
１００質量部に対して０．５〜３０質量部の範囲内で変
えて、光学的効果の異なる多数のマイカ塗膜試料を調製
した。

【００５６】ソリッド塗膜は、ビヒクルとしてのポリエ
ステル・メラミン樹脂をベース塗料の主成分として調製
したものである。これに例えば青色としてのフタロシア
ニンブルー系顔料、赤色としてのキナクリドン系顔料等
の各色の着色顔料を配合して各色の色味を持たせて、光
学的効果の異なる多数のソリッド塗膜試料を調製した。

【００５７】そして、それぞれの試料について、受光角
を−１０〜−１２０°の範囲でおよび波長を３９０〜７
３０ｎｍの範囲でそれぞれ変えて反射率強度データを得
た。

【００５８】得られる反射率強度データを各種の表示方
式で整理した。各表示方式による表示内容について、メ
タリック（シルバーメタリック）塗膜の１試料の場合を
例にとって図３〜図６を参照して説明する。

【００５９】図３は、得られる反射率強度データについ
て、波長を行におよび受光角を列にとって、反射率強度
を行列（マトリクス）表示したものである。なお、受光
角の−符号は、図３をはじめとして以下の他のデータ
（各図）において表示を省略している。ここで、反射率
強度の値は、参照白板の反射率に対する試料の反射率の
比率で定義される。これは、以下の他のデータにおいて
も同じである。この場合、反射率強度は、当然に、受光
角の小さい側に相対的に大きな値を示すとともに、この
場合、全波長域において略同じ値を示す。

【００６０】図４は、図３の行列データに基づいて、反
射率強度分布を３次元的に表示したものである。この場
合１０ｎｍの波長間隔で求めた等波長線を連続化してみ
ると、曲面状の反射率強度分布パターンが得られる。

【００６１】図５は、得られる反射率強度データについ
て、受光角を横軸に、および反射率強度を縦軸にとって
反射率強度分布（変角反射率強度分布）を平面的に表示
したものである。また、図６は、得られる反射率強度デ
ータについて、波長を横軸に、および反射率強度を縦軸
にとって反射率強度分布（分光反射率強度分布）を平面
的に表示したものである。

【００６２】つぎに、各種類の塗膜の代表的な試料につ
いて、波長または受光角のうちのいずれか一方を固定し
て平面的に表示した反射率強度分布パターンを比較し
て、各塗膜ごとの反射率強度分布パターン特徴を考察す
る。

【００６３】まず、波長と反射率強度との関係をみる。
ここでは、簡単化のために、−１５°および−７５°の
２つの受光角について比較した。

【００６４】メタリック（ブルーメタリック）塗膜の場
合、図７に示すように、受光角−１５°および受光角−
７５°のいずれについても、波長４５０ｎｍ付近および
波長６５０ｎｍ付近の２箇所に反射率強度のブロードな
ピークが見られる。この、反射率強度パターンの挙動
は、非干渉性光輝材含有塗膜の場合、受光角を変えても
干渉効果としての光学的効果が得られないことから説明
できる。

【００６５】マイカ（ブルーマイカ）塗膜の場合、図８
に示すように、反射率強度は、受光角−１５°について
は波長４４０ｎｍ付近にピークが、また、波長６００ｎ
ｍ付近にボトムピークが見られるのに対して、受光角−
７５°については波長４００ｎｍ付近にピークが見ら
れ、高波長側に７５０ｎｍの波長まで続く直線的なテー
リングが見られる。この、反射率強度パターンの挙動
は、干渉性光輝材含有塗膜の場合、受光角をハイライト
領域とシェード領域とで違えてみたときに、干渉効果と
しての光学的効果により領域による色味の発現が顕著に
異なることから説明できる。

【００６６】ソリッド（ブルー）塗膜の場合、図９に示
すように、反射率強度は、波長４６０ｎｍ付近に受光角
−１５°および受光角−７５°の両方とも重なったピー
クが見られる。また、反射率強度は、波長５５０ｎｍ付
近をボトムとしてその後略直線的に増加しているが、そ
の値は一般に反射率強度の大きくなる受光角−１５°の
ものの方がここでも大きい。この、反射率強度パターン
の挙動は、光輝材を含まない塗膜はどの角度から見ても
同じ色合いに見え、反射率強度の受光角による変化が殆
どないことによるものと考えられる。

【００６７】つぎに、波長を固定して、受光角と反射率
強度との関係をみる。ここでは、簡単化のために、各波
長の反射率強度を平均化したものについて比較した。

【００６８】図１０に示すように、同一の受光角におけ
る反射率強度の値は、塗膜の種類ごとに異なる。ここで
は、分布パターンを識別する観点から、反射率強度の絶
対値を無視して、図１１に示すように、受光角−１２０
°において縦軸の反射率強度の高さを揃えて、３つの塗
膜の反射率強度分布を重ねて表示した。

【００６９】低受光角側で略重なる３つの塗膜の反射率
強度分布は、ソリッド塗膜を基準にすると、メタリック
塗膜は受光角−８０°付近から、また、マイカ塗膜は受
光角−４５°付近から、それぞれ乖離しはじめ、受光角
−１５°付近でソリッド塗膜から最も乖離することがわ
かった。

【００７０】以上の知見に基づき、３つの塗膜の反射率
強度分布パターンを最も識別し易い条件として、以下に
説明する、変角指標および分光指標の２つの指標を設定
する。ここで、変角指標とは、受光角を変数とする変
角反射率データを数値処理して求めた指標であり、分光
指標とは、波長を変数とする反射率データを数値処理し
て求めた指標である。

【００７１】ソリッド（ブルー）塗膜の代表試料を例に
とり、図１２〜図２１を参照して数値処理手順を説明す
る。

【００７２】まず、図１２の行列表を元に反射率強度の
値を対数変換する。この場合、反射率強度の値は全て
１．０以下であり対数値は負となるため、簡単化のため
に負符号を外す（絶対値を求める。図１３）。また、各
反射率強度の値は、小数点第２位以下の数字が省略され
ているが、数値計算は小数点第３位までを有効数字とし
て行っている。なお、図１３を含む以下の各図では一部
の数値のみを抽出して示す。

【００７３】ついで、１つの受光角での各波長における
反射率強度（対数の絶対値。以下、単に反射率強度とい
う。）のうちの最大値を求め（図１４）、各波長におけ
る反射率強度の値をこの最大値で除して正規化する（図
１５）。

【００７４】ここでは、指標化を行うための以下の数値
処理を簡略化するために、受光角の値として２値を選択
する。探索的に種々の受光角の組み合わせ条件について
検討した結果、好ましい受光角としてハイライト領域の
−１５°およびシェード領域の−７５°を選択した。そ
して、各波長ごとに、受光角−７５°の反射率強度の値
と受光角−１５°の反射率強度の値の差の絶対値を求め
る（図１６）。これにより、各波長における反射率強度
について、受光角の違いによる影響を相殺し（受光角依
存性を取り除き）、平均化あるいは規準化して、波長を
変数としたときの反射率強度分布、言い換えれば分光反
射率強度分布を抽出したことになる。

【００７５】最後に、受光角−７５°および受光角−１
５°のそれぞれについて反射率強度の値の絶対値の総和
を求める（図１７）。そして得られた値（総和値）を分
光指標と定義する。ここでは、分光指標は０．６であ
る。

【００７６】上記の分光指標と同様の考え方で変角指標
を求める。

【００７７】この場合、数値処理を簡略化するために、
探索的に種々の受光角および波長の組み合わせ条件につ
いて検討した結果、代表的な受光角として−１５°、−
２５°、−４５°、−７５°および−１１０°を選択
し、代表的な波長として４００ｎｍ、５００ｎｍ、６０
０ｎｍおよび７００ｎｍを選択した。そして、各波長の
反射率強度の値を対数変換する（図１８）。

【００７８】ついで、各受光角ごとに各波長の反射率強
度の値（対数値）の平均値を求める（図１９）。これに
より、反射率強度の値に対する波長の影響（波長依存
性）が取り除かれたことになる。すなわち、反射率強度
について塗膜の色味依存性が取り除かれたといってもよ
い。これにより、受光角を変数としたときの反射率強度
分布、言い換えれば変角反射率強度分布を抽出したこと
になる。

【００７９】ついで、各受光角における反射率強度の値
（対数値）の平均値を受光角−１１０°の反射率強度の
値で除して、正規化する（図２０）。

【００８０】最後に、各受光角における反射率強度、言
い換えれば変角反射率強度の値の平均値（正規化済みの
値）の総和を求める（図２１）。但し、この場合、受光
角−４５°の値については７倍の重み付けを行う。そし
て得られた値（総和値）を変角指標と定義する。ここで
は、変角指標は１０．２である。

【００８１】全試料について、分光指標および変角指標
のそれぞれの値を求めて図２２に一覧表で示すととも
に、その結果を図２３に散布図で示した。

【００８２】図２３より、メタリック塗膜、マイカ塗膜
およびソリッド塗膜の３種類の塗膜種類ごとに試料のポ
ジションが略完全に分離していることがわかる。すなわ
ち、凡そ、メタリック塗膜の各試料は、変角指標が３〜
７、分光指標が０〜１０の各範囲内に分布し、マイカ塗
膜の各試料は、変角指標が７〜１０、分光指標が０〜２
０の各範囲内に分布し、ソリッド塗膜の各試料は、変角
指標が９〜１２、分光指標が０〜４の各範囲内に分布し
ていることがわかる。したがって、分光指標および変角
指標に基づいて光輝材の種類あるいは光輝材の有無を識
別できることがわかる。特に、変角指標軸側において、
３種類の塗膜種類ごとに試料のポジションが略完全に分
離しているため、分光指標を用いることなく変角指標の
みを用いて光輝材の種類あるいは光輝材の有無を識別で
きることがわかる。

【００８３】なお、各塗膜の試料群は、それぞれ色相が
大きくことなるものを含むが、図２３の散布図において
アトランダムに分布していることが確認できた。すなわ
ち、分光指標は、上記の数値処理手順を経て色相依存性
を打ち消すように正規化されていることが確認できた。

【００８４】以上説明した本実施の形態例に係る光輝材
含有塗膜の光輝材種類の識別方法における分光指標およ
び変角指標の算出方法は、一例に過ぎないことは言うま
でもない。必要に応じてさらに適宜の統計的処理手法等
を加えることができる。

【００８５】また、本発明の光輝材含有塗膜の光輝材種
類の識別方法は、コンピュータカラーマッチング（ＣＣ
Ｍ）のプログラムの一部として用いる応用展開が可能で
ある。

【００８６】

【発明の効果】本発明に係る光輝材含有塗膜の光輝材種
類の識別方法によれば、塗膜の表面に光を所定の入射角
で照射し、複数の受光角でそれぞれ複数の波長の反射光
を受光して変角分光反射率を測定し、得られた変角分光
反射率データの反射率強度分布パターンに基づいて、塗
膜に含有される光輝材の種類または光輝材の含有の有無
を識別するため、塗膜に含有される光輝材の種類または
光輝材の含有の有無を有効に識別することができる。

【００８７】また、本発明に係る光輝材含有塗膜の光輝
材種類の識別方法によれば、変角分光反射率データのう
ちの受光角を変数とする変角反射率データを数値処理し
て求めた変角指標および変角分光反射率データのうちの
波長を変数とする分光反射率データを数値処理して求め
た分光指標の２つの指標の相関情報に基づいて光輝材の
種類または光輝材の含有の有無を識別するため、好適に
上記発明の効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態例に係る光輝材含有塗膜の光輝材
種類の識別方法において使用する変角分光測色装置の概
略構成を示す図である。

【図２】測色角度を説明するための図である。

【図３】波長および受光角を行列にとった反射率強度の
値の行列図の一例である。

【図４】波長、受光角および反射率強度を３軸にとって
反射率強度分布を３次元的に表示した図の一例である。

【図５】受光角および反射率強度を２軸にとって反射率
強度分布を２次元的に表示した図の一例である。

【図６】波長および反射率強度を２軸にとって反射率強
度分布を２次元的に表示した図の一例である。

【図７】メタリック塗膜の代表試料について、波長およ
び反射率強度を２軸にとって反射率強度分布を２次元的
に表示した図である。

【図８】マイカ塗膜の代表試料について、波長および反
射率強度を２軸にとって反射率強度分布を２次元的に表
示した図である。

【図９】ソリッド塗膜の代表試料について、波長および
反射率強度を２軸にとって反射率強度分布を２次元的に
表示した図である。

【図１０】メタリック塗膜、マイカ塗膜およびソリッド
塗膜の角塗膜の代表試料について、受光角および反射率
強度を２軸にとって反射率強度分布を２次元的に表示し
た図である。

【図１１】図１０の反射率強度分布について、各代表試
料の受光角−１２０°における反射率強度の高さを揃え
て表示した図である。

【図１２】本実施の形態例に係る光輝材含有塗膜の光輝
材種類の識別方法を説明するためのものであり、ソリッ
ド塗膜の代表試料を例にとり、波長および受光角を行列
にとった反射率強度の値を示す行列図である。

【図１３】図１２の行列図から、さらに反射率強度の値
を対数変換してその絶対値を求めた状態を示す行列図で
ある。

【図１４】図１３の行列図から、さらに１つの受光角で
の各波長における反射率強度のうちの最大値を求めた状
態を示す行列図である。

【図１５】図１４の行列図から、さらに各波長における
反射率強度の値をこの最大値で除して正規化した状態を
示す行列図である。

【図１６】図１５の行列図から、さらに各波長ごとに、
受光角−７５°の反射率強度の値と受光角−１５°の反
射率強度の値の差の絶対値を求めた状態を示す行列図で
ある。

【図１７】図１６の行列図から、最後に、受光角−７５
°および受光角−１５°のそれぞれについて分光反射率
強度の値の絶対値の総和を求めた状態を示す行列図であ
る。

【図１８】本実施の形態例に係る光輝材含有塗膜の光輝
材種類の識別方法を説明するためのものであり、ソリッ
ド塗膜の代表試料を例にとり、各波長の反射率強度の値
を対数変換した状態を示す行列図である。

【図１９】図１８の行列図から、ついで、各受光角ごと
に各波長の反射率強度の値の平均値を求めた状態を示す
行列図である。

【図２０】図１９の行列図から、ついで、各受光角にお
ける反射率強度の値の平均値を受光角−１１０°の反射
率強度の値で除して、正規化した状態を示す行列図であ
る。

【図２１】図２０の行列図から、最後に、各受光角にお
ける反射率強度の値の平均値の総和を求めた状態を示す
行列図である。

【図２２】分光指標および変角指標のそれぞれの値を求
めた結果を各塗膜種類毎にまとめて示す表図である。

【図２３】全試料について、分光指標および変角指標の
それぞれの値を求めた結果をまとめて示す散布図であ
る。

【符号の説明】

１０変角分光測色装置１２照光器１４試料回転台１６分光器１８ハロゲンランプ２０第１投光ミラー２２第２投光ミラー２４第１投光レンズ２６第２投光レンズ２４、２６を有する。２８試料３０白色拡散板３２第１減光板３４第２減光板３６第１受光ミラー３８第２受光ミラー４０セクター４２受光レンズ４４スリット４６回折格子４８受光素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2G059 AA05 BB08 BB10 BB15 DD13 EE02 EE11 EE13 FF09 GG10 HH02 JJ05 JJ11 JJ13 JJ25 KK01 MM01 MM10 MM14 PP04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塗膜の表面に光を所定の入射角で照射
し、複数の受光角でそれぞれ複数の波長の反射光を受光
して変角分光反射率を測定し、得られた変角分光反射率
データの反射率強度分布パターンに基づいて、塗膜に含
有される光輝材の種類または光輝材の含有の有無を識別
することを特徴とする光輝材含有塗膜の光輝材種類の識
別方法。
【請求項２】前記複数の受光角は、正反射角に近いハ
イライト領域の角度であることを特徴とする請求項１記
載の光輝材含有塗膜の光輝材種類の識別方法。
【請求項３】前記複数の受光角は、前記入射角に近い
シェード領域の角度をさらに含むことを特徴とする請求
項２記載の光輝材含有塗膜の光輝材種類の識別方法。
【請求項４】前記入射角が略４５°であり、前記ハイ
ライト領域の受光角が略−１５°であり、前記シェード
領域の受光角が略−７５°であることを特徴とする請求
項３記載の光輝材含有塗膜の光輝材種類の識別方法。
【請求項５】前記変角分光反射率データのうちの受光
角を変数とする変角反射率データを数値処理して求めた
変角指標に基づいて光輝材の種類または光輝材の含有の
有無を識別することを特徴とする請求項１〜４のいずれ
か１項に記載の光輝材含有塗膜の光輝材種類の識別方
法。
【請求項６】前記変角分光反射率データのうちの受光
角を変数とする変角反射率データを数値処理して求めた
変角指標および該変角分光反射率データのうちの波長を
変数とする分光反射率データを数値処理して求めた分光
指標の２つの指標の相関情報に基づいて光輝材の種類ま
たは光輝材の含有の有無を識別することを特徴とする請
求項１〜４のいずれか１項に記載の光輝材含有塗膜の光
輝材種類の識別方法。
【請求項７】前記複数の波長は、４００〜７００ｎｍ
の範囲内から選択されることを特徴とする請求項１〜６
のいずれか１項に記載の光輝材含有塗膜の光輝材種類の
識別方法。
【請求項８】前記光輝材の種類が、干渉性光輝材顔料
および非干渉性光輝材顔料であることを特徴とする請求
項１〜７のいずれか１項に記載の光輝材含有塗膜の光輝
材種類の識別方法。
【請求項９】前記干渉性光輝材顔料が干渉マイカ顔料
であり、前記非干渉性光輝材顔料がアルミニウムフレー
ク顔料であることを特徴とする請求項８記載の光輝材含
有塗膜の光輝材種類の識別方法。