JP3313670B2 - 液体測色方法およびその装置 - Google Patents
液体測色方法およびその装置Info
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や液膜を形成せずに液体のまま測色する、液体測色方法
および液体測色装置に関する。
液の製造プロセス等における工程管理上、最も重要な測
定の1つである。この着色液の測色方法としては、着色
液を印刷や塗布し、乾燥膜を形成した後、これを測色す
るという方法が広く行われていた。しかしながら、この
方法では、同じ着色液を用いて形成された乾燥膜であっ
ても、印刷や塗布のばらつきによって測色精度が大きく
低下するという問題があった。また、この乾燥膜を得る
ために多くの時間と工数が必要であった。
る方法として、特開平4−370721号公報には、塗
料をスクレーパーによって非常に薄く塗布して液膜を形
成し、その一定の厚み部分を非接触で測定する装置が開
示されている。しかしながら、この方法では、測色して
得られる値が、塗布後の溶剤揮散等によって大きく影響
され、塗布後すぐに測色する必要があった。また、光輝
性顔料を含んだ塗料の場合、この顔料の偏在や沈降等に
よって、測色精度が低下するという問題があった。
測色液体の液面に対して所定の入射角で標準光を入射さ
せ、上記液面に対する略垂直方向の反射光をカラーセン
サで検知して測色を行う方法が開示されている。しかし
ながら、この方法では、2種以上の顔料を含んだ測色液
体や光輝性顔料を含んだ測色液体では、この顔料の偏在
や沈降等によって、測色精度が低下するという問題があ
った。
燥膜および液膜を形成することなく、着色液そのものに
対して、簡便でかつ精度の高い測色を行うことができる
液体測色方法およびその装置を提供することを目的とす
るものである。
れた着色液を測色する方法であって、上記着色液を吐出
循環させることによって、上記セルの測定部位における
着色液を連続して更新しながら、測色することを特徴と
する液体測色方法である。ここで、例えば、吐出が、セ
ルの測定部位を含む面に対して行われるものである。ま
た、例えば、吐出循環がポンプによって行われるもので
ある。さらに、例えば、測色が積分球を用いたものによ
って行われるものである。
上記セル内の着色液を吐出循環させるユニット、およ
び、光源部と受光部とを持つ積分球を有する測色ユニッ
トを備えた液体測色装置であり、上記吐出循環させるユ
ニットによって、上記積分球に接している上記セルの測
定部位における着色液を連続して更新しながら、測色を
行うことを特徴とする液体測色装置である。ここで、例
えば、吐出がセルの測定部位を含む面に対して行われる
ものである。また、例えば、吐出循環させるユニットが
ポンプを備えているものである。また、例えば、ポンプ
がチューブポンプであるものであり、その流量が0.1
〜3.0L/分であるものである。
って、上記着色液を吐出循環させることによって、上記
セルの測定部位における着色液を連続して更新しなが
ら、測色することを特徴とする液体測色方法である。
着色液を充填したセルを準備する。
ては、特に限定されず、具体的には、インキや塗料等、
染料、顔料等を含んでいる液体を挙げることができる。
上記インキとしては、例えば、ボールペン用、オフセッ
ト用やグラビア用等の水性または油性インキを、上記塗
料としては、例えば、自動車用、一般工業用や汎用の水
性または溶剤型塗料を例示することができる。上記着色
液の粘度は、特に限定されず、様々なものを用いること
ができるが、例えば、1〜2000cpsであるものが
好ましい。
るセルとしては、特に限定されず、具体的には、ガラス
製セル、プラスチック製セル等が挙げられるが、測色精
度や洗浄性の観点から、ガラス製セルが好ましい。上記
ガラスとしては、特に限定されず、具体的には、軟質ガ
ラス、カリガラス、タングステンガラス、石英ガラスを
挙げることができるが、光学透明度の観点から石英ガラ
スがさらに好ましい。上記セルの形状としては、特に限
定されないが、セルの有する面のうち、少なくとも1つ
の面が平面を有するものであり、具体的には、四角柱形
状、円柱形状、シャーレ形状等を挙げることができる
が、セル内に充填されている着色液の均一性およびセル
内の洗浄性の観点から、円柱形状であることが好まし
い。この平面の一部分を測色するための測定部位として
利用する。上記セルの大きさとしては、取り扱い易さや
充填する着色液の必要量等に応じて、適宜選択すること
ができる。
定されず、上記セルの大きさ、形状等を考慮しながら、
後述の吐出循環が充分に行われる量である必要がある。
された着色液を、その測定部位において上記セルの素材
層越しに測色する方法である。この測色には、一般的に
は測色計が用いられる。
測色計としては、特に限定されず、具体的には、0°照
明/45°受光測定タイプや積分球型拡散照明/8°受
光測定タイプのもの等を挙げることができるが、測色精
度の観点から、積分球型拡散照明/8°受光測定タイプ
の測色計であることが好ましい。上記測色計の測定孔の
直径としては、特に限定されず、上記セルの測定部位の
大きさに応じて、適宜設定することができるが、測色精
度の観点から、より大きいのものが好ましく、例えば、
8mmφ以上のものが好ましい。
は、撹拌翼を用いた撹拌循環ではなく、測定する着色液
の吹き出すことにより循環を行う。本発明の液体測色方
法では、この吐出循環によって、上記セルの上記測定部
位における着色液を連続して更新させることができる。
そのため、上記測定部位の着色液は常に同じ状態を維持
することができると考えられる。一方、撹拌翼を用いた
撹拌循環によって測色を行っても、上記測定部位の着色
液を、常に同じ状態に維持することができず、測色精度
は高くならない。また、これを解決するために撹拌速度
を上げても、撹拌による撹拌熱が発生することによっ
て、かえって測色精度が低下することになる。
で行うことも可能であるが、上記測定部位の着色液の均
一な更新および更新の連続性の観点から、ポンプを用い
ることが好ましい。ポンプによる吐出循環とは、ポンプ
によって着色液の吸い上げおよび吐き出しを行い上記セ
ル内の着色液を循環させることである。上記ポンプとし
ては、特に限定されず、ギヤポンプ、プランジャーポン
プ、ダイヤフラムポンプ、チューブポンプ等を挙げるこ
とができるが、ポンプの洗浄性の観点から、チューブポ
ンプを用いることが好ましい。上記ポンプの能力、回転
数は、上記セルの大きさ、上記着色液の量、上記測定部
位、気泡の発生、上記測色計の測定孔の直径等に応じ
て、適宜選択することができる。上記測定部位の均一な
更新、更新の連続性および循環効率の観点から、上記ポ
ンプ能力が0.1〜3L/分であることが好ましい。
えば、ホースを備えることができる。これにより、吸入
口及び吐出口の位置を調整することができる。
出口の位置、および、吸入口および吐出口から測定部位
までの距離は、特に限定されず、吐出する着色液の流れ
を乱さないように、適宜設定することができる。測色精
度の観点から、上記吐出口は上記測定部位の中心部分に
位置し、上記測定部位からの距離は、1mm以上に設定
されており、一方、上記吸入口の上記測定部位からの距
離は、上記吐出口のそれよりも離れていることが好まし
い。
は、上記セルの大きさ、上記着色液の量、上記測定部位
の大きさ、気泡の発生、上記測色計の測定孔の直径等に
応じて、適宜選択することができる。
は、上記セルの測定部位を含む面に対して行われること
が好ましく、測定部位に対して行われることが、さらに
好ましい。この状態は、先に述べた吐出口を測定部位の
中心部分に位置させることにより設定することができ
る。
複数回行うことが好ましい。複数回の測色を行うことに
より、より測色精度を高めることができる。
セル内の着色液を吐出循環させるユニット、および、光
源部と受光部とを持つ積分球を有する測色ユニットを備
えた液体測色装置であり、上記吐出循環させるユニット
によって、上記積分球に接している上記セルの測定部位
における着色液を連続して更新しながら、測色を行うこ
とを特徴とする液体測色装置である。
ては、先の液体測色方法で述べたものを挙げることがで
きる。また、上記着色液を充填するセルおよび上記セル
内の着色液を吐出循環させるユニットは、先の液体測色
方法でのそれぞれの説明内容が、これらについても適用
される。
記積分球内へ拡散照明された光が、積分球と接するよう
に設けられた測定孔といわれる測定部分に装着された測
色試料で反射し、その反射光を受光部で受けた後、その
光を分光解析することによって測色するものである。上
記測定孔の直径は、特に限定されず、上記セルの測定部
位の大きさに応じて、適宜設定することができるが、測
色精度の観点から、より大きいものが好ましく、例え
ば、8mmφ以上のものが好ましい。この測色ユニット
としては、市販されている測色計を用いることが簡便で
あり好ましい。
分球に接している上記セルの部位を測定部位とするもの
であり、上記吐出循環させるユニットからの吐出によっ
て、上記測定部位における着色液が連続して更新され
る。この測定部位に対して、上記測色ユニットを用いて
上記セルの素材層越しに測色が行われる。測色は、吐出
循環が安定化してから行われることが好ましい。吐出循
環が安定化するための時間としては、特に限定されない
が、実際の測色データを基にして適宜設定することがで
きる。一般には、吐出循環を始めてから60秒以上経過
することで安定化するため、60秒以上に設定すること
が好ましい。また、測色は複数回行うことが好ましい。
複数回の測色を行うことによって、より測色精度を高め
ることができる。
必要に応じて、さらに、測色作業を自動化するための設
備が備えられていてもよい。これら自動化の対象となる
作業単位の例として、具体的には、セルへの着色液の充
填/抜き取り、セルの据え付け/取り外し、吐出循環さ
せるユニットのセル内へのセッティング/取り外し、測
色ユニットの操作、吐出循環させるユニットの洗浄等を
挙げることができる。
接続され、それぞれの操作およびデータ処理が制御でき
るようになっていることが好ましく、これをプログラム
化して、測色作業全体として自動化していることが好ま
しい。
を説明する。なお、以下の説明における、それぞれの項
目の詳細については、先の液体測色方法で述べたものが
適用される。
測色ユニット4が備えられている液体測色装置の一例の
断面図である。なお、測色ユニット4としては積分球型
測色計を用いている。
ット4の上に位置し、吐出循環させるユニット3の吸い
込みホース5の先端は、吐き出しホース6の先端よりも
高い位置に設定され、それぞれは着色液2が形成する液
面より下部に位置している。また、吐き出しホース6の
先端は、測定部位7の中心部の真上に位置しており、そ
の距離は5mmに設定されている。
中心部分には測定孔12という穴があり、この測定孔に
よって積分球9と接している。セル1の底面は平面であ
り、その一部分が測定部位7である。なお、積分球9に
は、光源部10と受光部11が備わっている。
る。
り、着色液2は、吐出循環させるユニット3の吸い込み
ホース5の先端から吸入され、吐き出しホース6の先端
から吐出される。この吐出は、測定部位7の中心部に対
して行われるので、測定部位7における着色液が連続し
て更新される。また、吸い込みホース5の先端は、吐き
出しホース6の先端より高い位置に設定されているの
で、着色液の流れを乱すことなく吐出循環が一定に行わ
れる。着色液2が一定に吐出循環するまでの時間は、着
色液2の性質により異なるが、実際の測色データを基に
して設定することができるが、測定精度を考慮して、例
えば、120秒に設定することができる。
後、測色ユニット4を用いて測色を行う。この測色は、
使用している測色ユニットに基づいて行われる。測色
は、上で述べたようにインターバルをおいて複数回行わ
れることが好ましい。測色ユニット4がコンピュータに
接続され、これにより制御可能な場合には、一連のデー
タ処理を自動的に行うプログラムを用いることが好まし
い。
を行った。なお、セルとしては、直径60mm×高さ9
0mm、底面の厚さ1mmの円柱形状の石英セルを用
い、吐出循環させるユニットとしては、チューブポンプ
ROLLER PUMP RP−1000(TOKYO
RIKAKIKAI社製、ホース内径6mm)を、ポ
ンプ回転数200rpm(約0.7L/分)の条件で運
転した。また、測色ユニットとしては、積分球型拡散照
明/8°受光タイプの測色計CM−3600d(ミノル
タ社製)を、測定孔8mmφ、正反射光除去の条件で用
い、コンピュータによって分光解析を行いL*、a*、b
*各値を得た。コンピュータによる分光解析ソフトウェ
アとしては、スペクトラマジック(ミノルタ社製)を用
いた。
料の測色 着色液として、PBC300 304ブルー(日本ビー
・ケミカル社製溶剤型アクリル樹脂系塗料、塗料固形分
28%)とMH−8801(旭化成工業社製アルミペー
スト)とを固形分重量比70:30で混合した後、ディ
スパーによって充分に均一になるように分散してブルー
系メタリック塗料を作製した。
20gをセルに充填して、チューブポンプにて吐出循環
させながら、120秒間経過後、15回繰り返して測色
を行った。この測色を繰り返し3回行って得られた各回
毎のデータの平均値を表1に示した。さらに、各回毎に
得られたデータの平均値のばらつきをΔE*で算出し
て、表1に示した。なお、ΔE*は{(各回のL*の差)
2+(各回のa*の差)2+(各回のb*の差)2}(1/2)で
計算されるものであり、この値が0に近いほど、ばらつ
きが小さく、測定精度が高いことを表している。
ず、楕円型翼を3枚備えた回転半径20mmの撹拌翼を
回転数200rpmの条件で用いたこと以外は、実施例
と同様にして、測色を行った。実施例1と同様にして得
られた各回毎のデータの平均値およびΔE*を、表1に
示した。
料の測色 着色液として、ブルー系メタリック塗料の代わりに、P
BC300 509レッド(日本ビー・ケミカル社製溶
剤型アクリル樹脂系塗料、塗料固形分27%)とMH−
8801(旭化成工業社製アルミペースト)とを固形分
重量比70:30で混合した後、ディスパーによって充
分に均一になるように分散して作製したレッド系メタリ
ック塗料を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、
測色を行った。実施例1と同様にして得られた各回毎の
データの平均値およびΔE*を、表1に示した。
0.2mmのブリキ板にドクターブレードにて乾燥膜厚
が30μmになるように塗布した後、140℃で30分
間乾燥させ、乾燥膜が形成された試験板を得た。先の液
体測色装置の測色ユニットに含まれる測色計を用いて、
得られた試験板について15回繰り返して測色を行っ
た。この操作を繰り返し3回行って得られた各回毎のデ
ータの平均値を表1に示した。さらに、各回毎に得られ
たデータの平均値のばらつきを、実施例1と同様にして
ΔE*で算出して、表1に示した。
測色方法であるセル内の着色液を吐出循環させることに
よって、セルの測定部位における着色液を連続して更新
しながら測色する方法を用いることで、撹拌しながら測
色する方法や乾燥膜を作製して測色する方法と比較し
て、測色精度の高いデータを得ることができる。
液を吐出循環させることによって、セルの測定部位にお
ける着色液を連続して更新しながら測色するものである
ため、測色精度が高くなる。これは、上記吐出循環によ
って、上記測定部位における着色液の更新が連続的かつ
均一に行われ、セルの測定部位における着色液を、常に
同じ状態を維持していると考えられる。
形成して測色する方法と比較しても測色精度が高く、か
つ、工数が少なく、測色するために必要な時間も短縮す
ることができる。
色精度が極めて低かった光輝性成分の含まれる着色液に
対しても、吐出循環によってランダマイズ化することが
可能になり、測色精度が高く、インキや塗料等の広い分
野で用いることができる。
成が簡単であり、安価に測色精度の高い液体測色装置を
得ることができ、さらに、洗浄装置等を備えて、装置を
自動化することによって、短時間で測色を行うことがで
きる。
測色精度の高いデータを得ることができるので、塗料や
インキ等の製造プロセス等における工程管理や、CCM
(コンピュータ・カラー・マッチング)システムと呼ば
れるコンピュータカラー調色分野へも応用することがで
きる。
Claims (7)
- 【請求項1】セルに充填された着色液を測色する方法で
あって、前記着色液を前記セルの測定部位を含む面に対
して吐出循環させることによって、前記セルの測定部位
における着色液を連続して更新しながら、測色すること
を特徴とする液体測色方法。 - 【請求項2】前記吐出循環がポンプによって行われるも
のである請求項1に記載の液体測色方法。 - 【請求項3】前記測色が積分球を用いたものによって行
われるものである請求項1又は2に記載の液体測色方
法。 - 【請求項4】着色液を充填するセル、前記セル内の着色
液を吐出循環させるユニット、および、光源部と受光部
とを持つ積分球を有する測色ユニットを備えた液体測色
装置であり、前記吐出循環させるユニットによって、前
記セルの測定部位を含む面に対して吐出が行われ、前記
積分球に接している前記セルの測定部位における着色液
を連続して更新しながら、測色を行うことを特徴とする
液体測色装置。 - 【請求項5】前記吐出循環させるユニットがポンプを備
えている請求項4に記載の液体測色装置。 - 【請求項6】前記ポンプがチューブポンプであるもので
ある請求項5に記載の液体測色装置。 - 【請求項7】前記チューブポンプの流量が0.1〜3.
0L/分であるものである請求項6に記載の液体測色装
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-
1999
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