JP2004125718A

JP2004125718A - メタリック系塗装用測色評価方法

Info

Publication number: JP2004125718A
Application number: JP2002293196A
Authority: JP
Inventors: Saburo Matsubayashi; 松林　三郎
Original assignee: Kawatetsu Techno Research Corp
Current assignee: JFE Techno Research Corp
Priority date: 2002-10-07
Filing date: 2002-10-07
Publication date: 2004-04-22

Abstract

【課題】メタリック系塗装用測色評価方法に関する。
【解決手段】光輝材を含有するメタリック系塗装用測色評価方法において、空間分解能を０．０１〜１００　μｍとするイメージング分光器を用いて画素毎に区分した１次元の測定データを取り込みつつ、　その直交方向に測定点を移動させることで２次元画素データとして取り込み、測色を行なう工程と、前記測色データに基づき、　統計データ処理装置で統計処理を行なって前記メタリック系塗装の評価を行なう工程と、　を有する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、　メタリック塗装やパール塗装等の塗装中に光輝材を含有するメタリック系塗装の測色評価方法に関する。
ここで、メタリック系塗装とは、　ソリッド塗料中にアルミフレーク等を混入したメタリック塗装と、ソリッド塗料中にパールマイカフレーク等を混入したパール塗装を総称して言うものとする。また、混入するアルミフレークやパールマイカフレークのことを光輝材とよぶ。なお、光輝材の大きさは、　通常、　数μｍから数十μｍ程度とされる。
【０００２】
【従来の技術】
メタリック系塗装では、入射した光が光輝材に反射し、　透明の顔料を透過して表面に射出してくる。また、顔料からの拡散反射光も生じ、表面で直接反射される反射光もある。このような光学的性質から、　メタリック系塗装は、ソリッド塗装と比較して、　見る角度に応じて色が変化し、　また、特定の方向にキラキラ感のある塗装となる。
【０００３】
このようなメタリック系塗装の測色評価を行なうには、通常のソリッド塗装の測色評価方法をそのまま適用することはできず、さまざまな測色評価方法が提案されてきている。
ところで、通常のソリッド塗装の測色評価では、　塗装面に対して光線を照射し、　その塗装面からの反射光を光センサや色彩センサ、または、分光計などで測定することが行なわれる。
【０００４】
しかしながら、メタリック系塗装の場合は、　それだけでは不十分であり、　照明用の入射光の入射角度や、　反射光を受光するセンサ側の角度を変化させることで、　それぞれの角度でのセンサ測定値を取り込む、　いわゆる「変角測色」を行ない、その取り込んだデータに基づいて総合的に評価することが行なわれてきた。
例えば、　特許文献１では、　ＣＣＤカメラ等の２次元撮像部を移動しながら撮像することで、　同一測定点に対する「変角測色」を行なうことが開示され、　この変角輝度分布や変角ＲＧＢ分布に基づき、メタリックカラー塗装やパールマイカ塗装など（本発明で言うメタリック系塗装）の塗装品質を広い範囲に亘って評価するとしている。
【０００５】
また、特許文献２では、メタリック塗膜（本発明で言うメタリック系塗装）の微小部分を多数点測定し、　メタリック塗膜等の高輝度感や高光沢感を評価することが開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−２１１６７３　号公報
【特許文献２】
特開平６−１６０１７８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の一般的な測色装置では、　面全体の広い範囲での反射光を一括して測色するため、　平均的な測色値が計測される。そのため、見る角度に応じて色が変化する等の性質を有するメタリック系塗装の測色評価では、　正確に測色評価することができなかった。また、特許文献１は、従来の「変角測色」によるメタリック系塗装の評価方法であり、このため、高精度な測色評価はできない。
【０００８】
一方、特許文献２では、メタリック系塗装の微小部分を多数点測定し高輝度感や高光沢感を評価するとはしているが、　測色については一切触れられておらず、　測色評価を行なえるものではない。
本発明は、　メタリック系塗装の定量的な測色評価を、簡便、　かつ、高精度に行なうことを可能としたメタリック系塗装用測色評価方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、　以下の各項記載のメタリック系塗装用測色評価方法によって上記課題を解決した。
▲１▼　光輝材を含有するメタリック系塗装用測色評価方法において、空間分解能を０．０１〜１００　μｍとするイメージング分光器を用いて画素毎に区分した１次元の測定データを取り込みつつ、　その直交方向に測定点を移動させることで２次元画素データとして取り込み、測色を行なう工程と、前記測色データに基づき、　統計データ処理装置で統計処理を行なって前記メタリック系塗装の評価を行なう工程と、　を有することを特徴とするメタリック系塗装用測色評価方法。
▲２▼　前記統計処理による評価を、測色値の度数分布、および／または、その集団を標本とする平均、分散、標準偏差等の統計量による評価とすることを特徴とする上記▲１▼に記載のメタリック系塗装用測色評価方法。
▲３▼　上記▲１▼または▲２▼に記載のメタリック系塗装用測色評価方法に基づく測色を、同一の試料面に対する照明光および／または測色装置の角度を変えて複数回行ない、　その複数回のデータに基づいて前記統計データ処理装置で評価を行なうことを特徴とするメタリック系塗装用測色評価方法。
【００１０】
【発明の実施の形態】
まず、　図２に基づき、本発明を適用するメタリック系塗装について、測色に与える塗装内の光輝材の影響を説明する。
メタリック系塗装片１には、光を透過する透明の顔料１ａと光を反射する光輝材１ｂが混入されている。このメタリック系塗装片１に照明光を照射し、測定系の拡大レンズ（図示せず）を介して微細な測定点ａ〜ｆでの測定を行なうものとする。
【００１１】
測定点ａ、ｂ、ｅでは、鉛直下方に光輝材１ｂがないことから、低い明度の測定値となる。これに対し、　測定点ｃ、ｄでは、鉛直下方に光輝材１ｂが存在し、その光輝材１ｂの傾きも照明光を鉛直上方に反射する角度であることから、　高い明度の測定値が得られる。また、測定点ｆでは、鉛直下方に光輝材１ｂが存在するものの、その傾きが、　照明光を鉛直上方に反射する角度でないことから、低い明度の測定値となるのである。このとき、明度だけではなく、各測定点における顔料１ａによる塗装色の見え方が異なり、測定される色度もそれぞれ変化する。
【００１２】
また、メタリック系塗装内部では、　入射光が塗装内で乱反射するため、光輝材の有無だけに左右されるのではなく、測定点ごとに明度と色度が異なる。そのため、このようにして測定する多数点での明度と色度の分布は、　メタリック系塗装の光学的な表面性状を正確に表したものとなり、正確なメタリック系塗装の測色評価を可能ならしめるのである。
【００１３】
次に、　図１に基づき、本発明のメタリック系塗装用測色評価方法を適用する測色評価装置について説明する。
図１において、光源５から照射した光は、　メタリック系塗装片である試料１に反射され、　測色装置１０に入射する。測色装置１０は、拡大レンズ６を取り付けたイメージング分光器７とその分光データを取り込むＣＣＤカメラ８で構成され、その測色データは、統計データ処理装置２０に取り込まれる。ここで、イメージング分光器８とは、１次元方向の測定点の分光を同時に行なうものであり、　分光した光をＣＣＤカメラ９で２次元的に取り込むことで、　１次元方向の測色データを一度に取り込むことができる。そのため、試料１を載荷する試料台２を、　Ｘ軸駆動装置３で移動するだけで画像としての測色データを取り込むことが可能となる。さらに、光源５と測色装置１０の角度を可変とすることで、　変角測色にも容易に対応することができる。
【００１４】
統計データ処理装置２０は、測色計のデータを統計処理するデータ処理部２２と、そのデータを記録し保存するデータ記録部２１、処理したデータを表示するデータ表示部２３から構成される。なお、データ記録部２１とデータ表示部２３は必須のものではなく、　必要に応じて具備すれば足りる。
試料１を載荷した試料台２には、Ｘ軸駆動装置３を直交方向に付設し、　試料台２をＸ方向に自在に移動可能とする。そして、試料１をＸ方向に自在に移動させつつイメージング分光器８を用いて測色データを採取することで、　２次元画素データを採取することを可能とする。
【００１５】
このデータ採取に際しては、イメージング分光器８を用いて１列のデータを採取し、試料をＸ軸方向に均一に移動し２次元画素データとしてもよいし、また、ランダムに１列づつデータ採取するようにしてもよい。
なお、図１では、　試料１を載荷した試料台２を移動させる例を説明したが、　試料１を固定とし、　光源５と測色装置１０からなる測定系を移動させるようにしてもよいことは言うまでもない。
【００１６】
本発明においてはイメージング分光器の空間分解能を０．０１〜１００　μｍとしなければならない。空間分解能がこの範囲であると、光輝材による測色値の変化が表れる。
測色装置１０で測定する測色値としては、　分光スペクトル強度（反射率）、　ＸＹＺ表色系、　Ｌａｂ表色系、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系、ＲＧＢ等、色彩、色差を数値として表示できる表示系であれば特に限定しない。
【００１７】
データ処理部２２での統計処理としては、　測色値の度数分布を計算して評価値とする方式を好適とする。なお、度数分布の計算に際しては、　測定値の比較を容易にするため、　度数データをノルマライズし、規格化したデータとすることを好適とする。また、以上の測色値を標本データとしたときの平均、分散、　標準偏差などの統計量を計算して評価値の一部としてもよく、適宜選択することが可能である。
【００１８】
以上の統計処理を行なうことにより、　測定対象の試料面についての測色評価を確率的に表現することが可能となる。
【００１９】
【実施例】
以下では、　図１の測色評価装置を用いて本発明のメタリック系塗装用測色評価方法を実施した例について説明する。
試料片上の測定領域は、　イメージング分光器の分解能を３．１２５　μｍとして、縦方向（１次元走査方向）を１．５ｍｍ　として４８０　分割し、横方向（Ｘ軸駆動方向）を０．５ｍｍ　として一定間隔の移動を行ない１５０　回測定した。すなわち、１．５　×０．５　平方ｍｍの面積領域に対して７２０００　点の測定点の分光測定を実施した。分光測色データは、　データ処理部でＬ^＊ａ^＊ｂ^＊変換を行なっている。そして、この７２０００　点のデータを１０００００点のデータに正規化した。結果の一例を図３に示す。
【００２０】
図３において、　この塗装片の測色値の平均は、　Ｌ^＊＝５３．７３　、ａ^＊＝０．２１、ｂ^＊＝０．２９であった。また、標準偏差は、　Ｌ^＊＝１８．７６　、ａ^＊＝４．８４、ｂ^＊＝９．２３であった。
この図３のデータに、　別のメタリック系塗装片の測定データを重ね合わせたのが、図４である。図４では、図３のデータを実線とし、　新たに追加したデータを点線で示している。両者の波形の違いから明らかなように、　メタリック系塗装の違いを定量的に評価することができるのである。
【００２１】
次に、　試料面全体を平均的に測色する従来例と、　前述の条件にてイメージング分光器を用いて多数点測定を行なう本発明例の測定データについて説明する。従来例の測定は、本発明例と同一の領域を同一の照明角度および受光角度で測色したときのＬ^＊ａ^＊ｂ^＊測色値である。
なお、ここでは、図５に示す配置とした、照明角度がｍ°の光源５と受光角度がｎ°の測色装置のそれぞれを変角したときの測定結果の例を、図６〜９に示している。
【００２２】
それぞれ、図６は、ｍ＝４５°、ｎ＝０°、図７は、ｍ＝５０°、ｎ＝５°、図８は、ｍ＝５５°、ｎ＝１０°、図９は、ｍ＝６０°、ｎ＝１５°の変角での測定例を示しており、　（ａ）に従来例、（ｂ）に本発明例を示す。
図６〜９において明らかなように、従来例では、　Ｌ^＊に変化が認められるものの、　ａ^＊、ｂ^＊に大きな変化はなく、　変角時の測色値の差を区別することはできない。
【００２３】
一方、　本発明例では、　変角に応じた差が現れており、複数回の変角データに基づいて統計データ処理して評価を行なうことが有効である。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によって、　メタリック系塗装の定量的な測色評価を、簡便、　かつ、高精度に行なうことを可能とすることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法を適用する測色評価装置の模式図である。
【図２】本発明方法における測色について説明するメタリック系塗装片の模式断面図である。
【図３】本発明方法で測色したメタリック系塗装片のＬ^＊ａ^＊ｂ^＊分布図である。
【図４】図４に別のメタリック系塗装片の分布を重ねたＬ^＊ａ^＊ｂ^＊分布図である。
【図５】本発明方法の測色における光源と測色装置の配置角度を説明する模式図である。
【図６】メタリック系塗装片のＬ^＊ａ^＊ｂ^＊分布図であり、従来（ａ）と本発明（ｂ）を対比した図である。
【図７】メタリック系塗装片のＬ^＊ａ^＊ｂ^＊分布図であり、従来（ａ）と本発明（ｂ）を対比した図である。
【図８】メタリック系塗装片のＬ^＊ａ^＊ｂ^＊分布図であり、従来（ａ）と本発明（ｂ）を対比した図である。
【図９】メタリック系塗装片のＬ^＊ａ^＊ｂ^＊分布図であり、従来（ａ）と本発明（ｂ）を対比した図である。
【符号の説明】
１　　　　試料（メタリック系塗装片）
１ａ　　顔料
１ｂ　　光輝材
２　　　　試料台（ステージ）
３　　　　Ｘ軸駆動装置
５　　　　光源（照明光）
６　　　　拡大レンズ
７　　イメージング分光器
８　　ＣＣＤカメラ
１０　　　　測色装置
２０　　統計データ処理装置
２１　　データ記録部
２２　　データ処理部
２３　　データ表示部
ｍ°　照明角度
ｎ°　受光角度

Claims

光輝材を含有するメタリック系塗装用測色評価方法において、空間分解能を０．０１〜１００　μｍとするイメージング分光器を用いて画素毎に区分した１次元の測定データを取り込みつつ、　その直交方向に測定点を移動させることで２次元画素データとして取り込み、測色を行なう工程と、
前記測色データに基づき、　統計データ処理装置で統計処理を行なって前記メタリック系塗装の評価を行なう工程と、
を有することを特徴とするメタリック系塗装用測色評価方法。
前記統計処理による評価を、測色値の度数分布、および／または、その集団を標本とする平均、分散、標準偏差等の統計量による評価とすることを特徴とする請求項１に記載のメタリック系塗装用測色評価方法。
請求項１または２に記載のメタリック系塗装用測色評価方法に基づく測色を、同一の試料面に対する照明光および／または測色装置の角度を変えて複数回行ない、　その複数回のデータに基づいて前記統計データ処理装置で評価を行なうことを特徴とするメタリック系塗装用測色評価方法。