JP5051765B2 - メタリック塗膜の色ムラ評価方法 - Google Patents

Description

本発明は、メタリック塗膜の色ムラ評価方法に関する。

自動車の塗装などに汎用されるメタリック塗装やパールカラー塗装（本発明ではこれらをまとめてメタリック塗装と表現し、その塗装により得られる塗膜をメタリック塗膜という）は、その塗膜（すなわちメタリック塗膜）内に光輝性顔料と呼ばれるアルミフレーク顔料やパールマイカフレーク顔料（以下ではこれらを単にフレーク状顔料という）を単一もしくは複数種含み、メタリック感やパール感を呈する。これらのメタリック塗膜ではフレーク状顔料の表面からの光の反射により金属光沢感を伴った独特の外観を示すが、その反射光を生じる直接の因子であるフレーク状顔料の塗膜内における配向性や分散性が塗膜外観に大きく影響する。そして、フレーク状顔料の分散性や配向性を支配する要因としては、塗料の設計（すなわち塗料の組成や粘度等）に起因する場合や塗料の保管状態、また塗装システムの形態などを種々挙げることができる。

一般に良好なメタリック塗膜は、フレーク状顔料の配向状態が被塗面に対して平行に配列して、フレーク状顔料の表面からの光反射が鏡面反射により近くなりかつ金属光沢感をより強調したものとなることから、フリップフロップ感と呼ばれる塗膜の観測条件による明度変化が大きくなる。さらに、良好な品質のメタリック塗膜は、塗膜外観として設計された通りの外観を呈し、その塗膜外観に部分的な偏りがなくムラのないことが求められる。

しかしながら、これらのフレーク状顔料は完全に平行配列することが実際の塗膜では少なく、また分散状態の均一性も不完全であることがほとんどであるのが実状である。そして、フレーク状顔料の不均一性の程度に部分的な偏りがある場合、その偏りの出現の周期性や分布状態、あるいは偏りの程度の大きさの変化の度合が人の目に知覚される感度以上の差を持つ場合、人はそれを色ムラと認識する。

このような色ムラの程度を評価する方法としては従来より種々の方法が試みられているが、簡単に観測し得る大きな色ムラの程度を見出すことはもとより、より高級な仕上げの塗装においてはほんのわずかな色ムラの発生をも客観的に判定する評価技術を確立させることが求められている。しかしその一方において、より精度の高い判断については人間の目視による定性的判断によってなされているのが現状である。この目視による定性的判断を一定の客観性をもって評価するためには徹底した熟練を要し、広く産業界で同一の判断基準の下にこれらの官能評価による定性的判断を普遍的に実施することは極めて困難である。

したがって、このような目視による定性的判断と充分に相関のある定量的数値化が種々試みられており、計測値をフーリエ変換して色ムラの目視評価と対応する空間周波数に着目する手法が多く提案されている（たとえば特許文献（１）〜（３））。これらの提案のうち特許文献（１）および（２）では、メタリック塗膜の輝度を測定する装置を用い、この装置で塗膜を走査して輝度を連続的に測定し、物理的な輝度分布をフーリエ変換処理して空間周波数解析を行ない、特定周波数の振幅レベルの大きさから色ムラの程度を数値化している。また、特許文献（３）では２方向からの反射光の比を一次情報として走査し、フーリエ変換処理を行なっている。しかし、これらの特許文献（１）〜（３）のようなフーリエ変換処理による方法だと数値化の基準は着目した周波数での平均化された累積頻度であり、大きな色ムラの大小の検出には有効であるが、色ムラの程度差が接近した試料同士における色ムラの大小の検出については目視との相関が得られ難い。
特開平０５−２８８６９０号公報 実開平０５−０８７５０５号公報 特開２００６−２０１０４５号公報

本発明は、上記のような現状に鑑みなされたものでありその目的とするところは、汎用性のない特殊な装置を用いることなくメタリック塗膜の色ムラを目視評価と極めて相関の高い定量値として得ることができるメタリック塗膜の色ムラ評価方法を提供することにある。

本発明者は、上記の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、メタリック塗膜の測色または反射強度測定において、複数の測定点それぞれにおいて複数の方向から測色または反射強度測定を実施すれば、メタリック塗膜の色ムラの程度を目視評価と相関の高い評価をすることができるという知見を得、この知見に基づきさらに検討を重ねることによりついに本発明を完成させるに至ったものである。

すなわち、本発明のメタリック塗膜の色ムラ評価方法は、メタリック塗膜上において、複数の測定点を選択する第１ステップと、その測定点の各々において、光を入射しその受光を測定することにより測色または反射強度測定を実施する第２ステップと、該第２ステップで得られた測色または反射強度測定のデータを処理する第３ステップとを含み、該第２ステップは、各測定点に対して入射光軸と受光光軸とを含む測定面が２以上存在するように、２以上の光軸の光を異なったタイミングで入射することを特徴とするものである。

ここで、該第１ステップは、各間隔をＤ₁とするｍ本の縦軸と同じく各間隔をＤ₂とするｎ本の横軸とが交差するｊ個（ｊ＝ｍ×ｎ）の交点を測定点として選択し、該第２ステップは、該測定面が各測定点における法線を含み、かつその法線を交線として互いに角度α°を有して交差することによりｋ個（ただしｋ＝３６０／α）存在するようにして測色または反射強度測定を実施することが好ましい。

また、該第３ステップは、以下の式（Ｉ）および式（ＩＩ）により測色または反射強度測定のデータを統計的に処理することが好ましい。

（上記式（Ｉ）中、ｊは上記測定点の個数を示し、ｋは上記測定面の個数を示し、Ｌはｊ個の測定点におけるｋ個の測定面すべてにおける測定値の総平均値を示し、またｋ個の測定面中における任意の１個の測定面を基準面とし、その基準面はｊ個の測定点間で互いに平行であり、その基準面と交差する角度が互いに等しくなる測定面の集合をｊ個の測定点間でｋ個形成し、その各集合における測定値の平均値をＬ_xとし、一方、式（Ｉ）と式（ＩＩ）におけるＳ_Aは各測定点においてｋ個の測定面により測定値を得たことを要因とする変動値を示し、また式（ＩＩ）中、Ｖ_Aは各測定点においてｋ個の測定面により測定値を得たことを要因とする要因分散値を示す。）
また、上記間隔のＤ₁およびＤ₂は、それぞれ１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲から選択されることが好ましく、上記入射光軸は、上記測定点における法線に対して４０°以上５０°以下の入射角を有することが好ましい。そして、特に上記入射光軸は、上記測定点における法線に対して４５°の入射角を有し、上記受光光軸は、上記測定点における法線に対して０°より大きく４５°以下の受光角を有することが好ましい。

また、上記第２ステップは、Ｌ^*ａ^*ｂ^*表色系またはＬ^*ｕ^*ｖ^*表色系におけるＬ^*値（ＣＩＥ１９７６明度）、あるいはハンターの色差式における明度指数であるＬ値を測色することが好ましく、またこのＬ^*値またはＬ値の代わりに、ＸＹＺ表色系における三刺激値であるＹ値またはＸ₁₀Ｙ₁₀Ｚ₁₀表色系における三刺激値であるＹ₁₀値を測色することも好ましい。またこのＬ^*値またはＬ値の代わりに入射、受光する光がレーザー光によるもので受光の反射強度を測定することも好ましい。

本発明のメタリック塗膜の色ムラ評価方法は、上記の構成を採用することにより、汎用性のない特殊な装置を用いることなくメタリック塗膜の色ムラを目視評価と極めて相関の高い定量値として得ることができる。

以下、本発明についてさらに詳細に説明する。なお、以下の実施の形態の説明では、図面を用いて説明しているが、本願の図面において同一の参照符号を付したものは、同一部分または相当部分を示している。

＜メタリック塗膜の色ムラ評価方法＞
本発明のメタリック塗膜の色ムラ評価方法は、メタリック塗膜上において、複数の測定点を選択する第１ステップと、該測定点の各々において、光を入射しその受光を測定することにより測色または反射強度測定を実施する第２ステップと、この第２ステップで得られた測色または反射強度測定のデータを処理する第３ステップとを含み、該第２ステップは、各測定点に対して入射光軸と受光光軸とを含む測定面が２以上存在するように、２以上の光軸の光を異なったタイミングで入射することを特徴としている。なお、ここで２以上の光軸の光を異なったタイミングで入射するとは、２以上の光軸の光が同時に測定点に入射することのないように各光を異なった時期に個別に測定点に入射させることを意味する。２以上の光軸の光が同時に測定点に入射すると入射受光条件が崩れてしまい有効な測色または反射強度測定を実施することができなくなるからである。

このように、各測定点毎に２以上の光軸で光を入射すること、換言すれば各測定点毎に複数の方向から測色または反射強度測定を実施することにより、そのようにして得られたデータを統計的に処理すると目視評価により得られる結果と極めて相関の高い結果が得られる。これは、恐らく次のように考えられる。

すなわち、本発明の評価方法の対象となる色ムラは、そもそもメタリック塗膜中に存在するフレーク状顔料の配向性の不均一性に起因して生じるものと考えられる。配向性が良好（フレーク状顔料が塗膜表面または被塗面に平行に並んだ状態）であれば金属光沢が強く、逆に配向性が不良であれば金属光沢は弱くなるとともにその程度にも差を生じ、結果的にこれらが色ムラを構成する。また、上記配向性が良好であれば観測する方向に係らず測色または反射強度測定の測定値（データ）は一定となるが、配向性が不良であれば観測する方向に依存して測色または反射強度測定の測定値は変動する。したがって、この測色または反射強度測定の測定値において観測する方向を要因とする変動（バラツキ）と色ムラとは相関することが考えられる。

このため、測色または反射強度測定の測定値において観測する方向を要因とするバラツキを評価すれば色ムラを評価することが可能となる。ここで、この観測する方向を要因とするバラツキを評価するに際し、測色または反射強度測定の測定値の各データを統計的に処理することにより、測定値全体のバラツキから観測する方向を要因とするバラツキを切り離すことが可能となり、目視評価により得られる結果と極めて相関の高い結果が得られるものと考えられる。

なお、本発明が対象とするメタリック塗膜とは、上述の通りメタリック塗装により得られる塗膜であって、１以上のフレーク状顔料を包含するものをいう。しかし、このようなフレーク状顔料を含む塗膜の上にさらにクリアーコート層やトップコート層等と呼ばれるフレーク状顔料を含まない層が形成される場合があり、このように表面部においてフレーク状顔料を含まない層が形成される場合も本発明においてはメタリック塗膜に含むものとする。このように、本発明のメタリック塗膜とは、金属光沢を持った外観を呈する限りどのような構成の塗膜をも含むものとする。

以下、各ステップ毎にさらに詳しく説明する。
＜第１ステップ＞
本発明の第１ステップは、メタリック塗膜上において複数の測定点を選択するステップである。複数の測定点を選択する限り、測定点の間隔や個数等は特に限定されない。しかしながら、図１に示したようにメタリック塗膜１上において各間隔をＤ₁とするｍ本の縦軸６と同じく各間隔をＤ₂とするｎ本の横軸７とが交差するｊ個（ｊ＝ｍ×ｎ）の交点を測定点２として選択することが特に好ましい。

この場合、色ムラを評価する対象となるメタリック塗膜の面積にもよるが、上記間隔のＤ₁およびＤ₂はそれぞれ１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲から選択することが好ましい。Ｄ₁およびＤ₂をこの範囲内で選択することにより、一般に目視評価で色ムラとして認識される波長がよく知覚されるため最終的に得られる評価の精度を特段に向上することができる。上記間隔の範囲は、より好ましくは、その上限が６０ｍｍ、さらに好ましくは５０ｍｍであり、その下限が３０ｍｍ、さらに好ましくは４０ｍｍである。

なお、上記のような測定点は、上記の間隔Ｄ₁およびＤ₂に従い色ムラを評価する対象となるメタリック塗膜の全範囲から選択することが好ましい。また、間隔Ｄ₁およびＤ₂は、互いに等しくても良いし、異なっていても良い。また、上記縦軸と横軸とは、直交していても良いし、直交していなくても良い。

＜第２ステップ＞
本発明の第２ステップは、上記測定点の各々において、光を入射しその受光を測定することにより測色または反射強度測定を実施するステップである。本ステップに用いる装置としては、立体角反射特性を測定することができる装置であれば、どのような測色機や反射強度を測定する装置であっても使用することができる。汎用性のない特殊な装置を用いることなくこのように汎用性の高い装置を用いて測色または反射強度測定を実施することができるということは、本発明の技術的特徴のひとつである。ここで、このような本発明の測色または反射強度測定に用いられる光の波長範囲は、可視光である３８０〜７８０ｎｍである。なお、特に好ましい装置としては、後述の入射角および受光角を変角できる測色機や入射光としてレーザー光を使用してその反射強度を測定することができる装置を挙げることができる。

そして、この第２ステップは、各測定点に対して入射光軸と受光光軸とを含む測定面が２以上存在するように、２以上の光軸の光を異なったタイミングで入射することを最大の特徴とする。換言すれば本発明の第２ステップは、各測定点毎に複数の方向から測色または反射強度測定を実施するものであり、これにより色ムラの評価に関し目視評価により得られる結果と極めて相関の高い結果を得ることに成功したものである。

ここで、図１に示すように測定面５は、入射光軸３と受光光軸４とを同時に含む平面を意味し、入射光軸３とは測定点２に対して測色または反射強度測定のために入射される光軸であり、受光光軸４とは入射した光軸が測定点２において反射する反射光のうち測定対象となる光軸である。したがって、測定面が２以上存在する場合は、入射受光軸（図１において入射光軸３と受光光軸４とを連続する光軸とするもの）が２以上存在することになる。

そして、このような第２ステップは、図１に示すように上記測定面５が各測定点２における法線８を含み、かつその法線８を交線として互いに角度α°を有して交差することによりｋ個（ただしｋ＝３６０／α）存在するような条件下で測色または反射強度測定を実施することが好ましい。ここで、角度α°は、特に限定されるものではないが０°＜α°≦１２０°の範囲とすることが好ましく、より好ましくはその上限が９０°、さらに好ましくは６０°であり、その下限が２０°、さらに好ましくは３０°である範囲から選択するのが好適である。上記角度α°を１２０°以下の範囲で選択することにより目視評価と高い相関を得ることができるが、逆に角度α°が１２０°を超えると、１つの測定点あたりの測色または反射強度測定のデータ数が少なくなるため、目視評価との相関性が低下する場合がある。

一方、上記入射光軸３は、上記測定点２における法線８に対して４０°以上５０°以下の入射角（後述の受光角と区別するために入射角はマイナスの符号を付した数値で表現する場合がある）を有するようにして入射させることが好ましい（図１参照）。これは、法線に対して互いに対称な入射受光の関係となる正反射の幾何学条件のうち４５°が最も目視と相関のある角度であるためである。

さらに、上記入射光軸３は、上記測定点２における法線８に対して４５°の入射角を有し、受光光軸４は、上記測定点２における法線８に対して０°より大きく４５°以下の受光角を有するようにすることが好適である。これは、目視で評価する際の観察が主に鏡面反射（正反射）近傍のハイライトとよばれる領域での評価で行なわれることに対応するためである。受光角が０°未満となる場合（すなわち受光光軸が法線より入射光軸側に傾く場合）は、反射光が小さくなり過ぎそれから得られる情報も小さくなることから精度が悪くなる。受光角が４５°を超えると上記のハイライト領域に準じた情報となるため０°から４５°の範囲から測定値を得られればそれで充分であるので、一般的な測色機または反射強度測定ができる装置では受光角が４５°を超えて測定する設計はあまり存在しない。上記受光角は、より好ましくは２０°以上４０°以下の範囲とすることが好適である。目視と良く対応している領域だからであり、目視で観察する場合もその範囲の外観に良く違いが認められるからである。

なお、４５°の入射角に対して受光角が４５°近傍となる条件下で測色または反射強度測定する場合（あるいは入射角が４０°〜５０°である場合において受光角がその入射角の角度とほぼ等しくなる場合）は、メタリック塗膜の表面凹凸に影響される光沢が支配的となるため、塗膜の色そのもの自体評価することが困難となる場合があり、その場合はもちろん色ムラを評価することも困難である。このため、このような場合は、図２に示したように測定面５を法線を含む面（すなわちメタリック塗膜に直交する面）から少し角度を傾けて（この角度を「あおり角」という）測色または反射強度測定することが好ましい。このあおり角は、０°〜５°の範囲とすることが好ましく、３°とすることが特に好ましい。

また、本発明の第２ステップにおける測色は、メタリック塗膜をたとえばＪＩＳ Ｚ８７２２に記載されるような刺激値直読方法や分光測色方法により測色するものであるが、Ｌ^*ａ^*ｂ^*表色系またはＬ^*ｕ^*ｖ^*表色系におけるＬ^*値（ＣＩＥ（国際照明委員会）１９７６明度）、あるいはハンターの色差式における明度指数であるＬ値を測色することが好ましい。目視判断との相関性が高い数値を得ることが目的であるためであり、たとえば分光測色方法で測定した場合には、このようなＬ^*値やＬ値を採用することが好適だからである。

また、本発明の第２ステップは、上記Ｌ^*値またはＬ値に代えて、ＸＹＺ表色系における三刺激値であるＹ値またはＸ₁₀Ｙ₁₀Ｚ₁₀表色系における三刺激値であるＹ₁₀値を測色することもできる。

また、本発明の第２ステップで使用する反射強度測定装置は、入射光としてレーザー光を使用して、その反射強度を測定する装置であっても良い。なお、レーザー光による反射強度を測定する方法としては、たとえば、「レーザー式メタリック感測定装置について」（竹内徹著、「塗装工学」，１９９５，Ｖｏｌ．３０，Ｎｏ．８，ｐ．３３９〜３４４）に記載される方法で測定することができる。

このように、本発明の第２ステップは、色の成分として明度の成分（パラメーター）を測色することが好ましいが、これのみに限られるものではない。このように明るさの成分を測色することは、シルバー色等の無彩色系のメタリック塗膜を評価する場合に特に優れる。しかし、ブルーメタリック等の有彩色系のメタリック塗膜を評価する場合は、色度（たとえばＬ^*ａ^*ｂ^*表色系のｂ^*等）を測色することが好ましい場合もある。また、明るさに対応する物理量を測定するために入射光としてレーザー光を使用して、その反射強度を測定しても良い。

＜第３ステップ＞
本発明の第３ステップは、上記第２ステップで得られた測色または反射強度測定のデータを処理するステップである。このような処理方法は、特に限定されるものではないが、上記の式（Ｉ）および式（ＩＩ）により測色または反射強度測定のデータを統計的に処理することが特に好ましい。

これらの式により、後述するようにＶ_Aを得ることができ、このＶ_Aの値を評価することで目視評価により得られる結果と極めて相関の高い結果が得られる。

ここで、上記式（Ｉ）中、ｊは測定点の個数を示し、ｋは測定面の個数を示す（すなわち第２ステップにより得られる測色または反射強度測定のデータの総数はｊ×ｋ個となる）。また、式（Ｉ）中、Ｌはｊ個の測定点におけるｋ個の測定面すべてにおける測定値（すなわちｊ×ｋ個の測定値）の総平均値を示し、またｋ個の測定面中における任意の１個の測定面を基準面とし、その基準面はｊ個の測定点間で互いに平行であり、その基準面と交差する角度が互いに等しくなる測定面の集合をｊ個の測定点間でｋ個形成し、その各集合における測定値の平均値をＬ_xとし、一方、式（Ｉ）と式（ＩＩ）におけるＳ_Aは各測定点においてｋ個の測定面により測定値を得たことを要因とする変動値を示し、また式（ＩＩ）中、Ｖ_Aは各測定点においてｋ個の測定面により測定値を得たことを要因とする要因分散値を示す。

すなわち、上記の式（Ｉ）と式（ＩＩ）により得られたＶ_Aは、各測定点においてｋ個の測定面により測定値を得たという要因によって変化する測定値のバラツキの大きさを示し、このバラツキが小さい程Ｖ_Aは小さい値を示し、バラツキが大きくなる程その値は大きくなることから、色ムラの程度の大小と対応させた値として評価できることを見出したものである。すなわち、Ｖ_Aの値が小さくなる程、色ムラの程度が小さくなることを示すものである。

以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

＜測定対象物の作製＞
測定対象物は、０．８ｍｍ×４５０ｍｍ×３００ｍｍの鋼板に、電着塗装および中塗り塗装を順次行ない、アルミニウムフレークを配合した水性メタリック塗料（アクリル系樹脂にフレーク状顔料としてアルミニウムフレーク顔料を樹脂との固形分比で１５％配合したもの）を用いてベースコート塗装およびクリアーコート（アクリル系樹脂とメラミン系樹脂とからなる無色透明の油性塗料）を下記条件で静電塗装した。このようにして、測定対象物である塗板（すなわちメタリック塗膜を有する鋼板）を作製した。このような塗板を１０枚作製し、各塗板の名称を塗板Ｎｏ．１〜１０とした。

＜静電塗装の条件＞
ベル型静電塗装機である自動塗装機を用いて、ベル回転数２５０００ｒｐｍ、印加電圧−９０ｋＶ、塗装距離３０ｃｍ、レシプロ速度６０ｍ／分、被塗物移動速度３ｍ／分の条件下、２ステージ塗装した。このようにして塗装された水性メタリック塗料層の膜厚は１５μｍであった。次いで、この水性メタリック塗料層上にウェットオンウェットでクリアーコート層を膜厚４０μｍとなるように塗り重ね、１４０℃で３０分間焼き付けすることによりメタリック塗膜を形成した。なお、本発明においては、前述の通り、このように水性メタリック塗料層（フレーク状顔料含有層）上にクリアーコート層を形成したような複数の層が積層された構造のものもメタリック塗膜と呼ぶものとする。

＜目視評価＞
色ムラの官能評価に関して特に熟練した検査員によって、人工太陽灯光源による照明下、上記のようにして作製された１０枚の塗板のメタリック塗膜の色ムラの程度のランク付けを目視により行なった。なお、ランク付けは自動車塗装における色ムラのランク付けの基準に準じて行ない、問題とならないレベルからやや問題となるレベルの範囲において、色ムラの程度が小さく目視ではあまり目立たない最良ランクを１とし、色ムラの程度が問題となる最低ランクを１０とする１０段階のランク付けにより目視評価を行なった。この結果を表１に示す。

なお、以下の実施例および比較例の検証のためにこのランク付けに従った順位付けを並行して行ない、その結果を同じく表１に示す。この順位付けは、同じランクのものが複数ある場合は、それらの順位はその平均値を順位とした。すなわち、表１の塗板Ｎｏ．２と塗板Ｎｏ．３とはランク付けがともに２なので、それぞれの順位は順位２と順位３との平均値である２．５をその順位とした（順位２と順位３とは欠番とした）。

＜実施例１＞
米国エックスライト社製の測色機Ｘ−Ｒｉｔｅ ＭＡ６８ＩＩ型を用いて上記で作製した塗板Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１０の測色を行なった。

まず、メタリック塗膜上において、各間隔Ｄ₁を４０ｍｍとする９本の縦軸と同じく各間隔Ｄ₂を４０ｍｍとする５本の横軸とが碁盤目状に交差する４５個（ｊ＝４５）の交点を測定点として選択した（第１ステップ）。

次いで、上記測定点における法線を含み、かつその法線を交線として互いに３０°（すなわちα°＝３０°）を有して交差する１２個（ｋ＝１２）の測定面が存在するように、上記各測定点毎に１２本の光軸で光を入射させ、その受光を測定することにより測色を実施した（第２ステップ）。

各測定面に含まれる各入射光軸は各測定点における法線に対して４５°の入射角を有し、各受光光軸は各測定点における法線に対して３０°の受光角を有するようにし、補助イルミナントＣ、測定視野２度にてＬ^*ａ^*ｂ^*表色系のＬ^*値（ＣＩＥ１９７６明度）を測定した。これにより各塗板毎に５４０個（４５×１２個）の測定値を得た。なお、参考までに塗板Ｎｏ．１の測定値を表２〜表４に示す。表２〜表４において、「Ａ１」等のようにアルファベット１文字と数字１文字の符号は測定点を示す。すなわち、Ａ〜Ｉの符号は上記縦軸を示し、１〜５の符号は上記横軸を示すものであり、したがって「Ａ１」で示される測定点は縦軸Ａと横軸１との交点を示す。また、「α°」は、１２個の測定面のうち任意の１個の測定面を基準面とし、この基準面を便宜上「α°＝０°」とすることにより、各測定面が３０°毎の角度を有することにより１２個存在することを示している。

続いて、このようにして得られた測定値（すなわち測色のデータ）を、上記の式（Ｉ）および式（ＩＩ）により統計的に処理することにより各塗板毎にＶ_Aを求めた（第３ステップ）。その結果を表５に示す。

なお、各塗板においてこのようにして得られたＶ_Aの順位を合わせて表５に示す。また、このようにして得られたＶ_Aの順位と上記目視評価の順位との差も同じく表５に示す。

＜比較例１＞
実施例１において、各測定点毎に１個の測定面（「α°＝０°」のもの）のみの測定値を採用した。すなわち、各塗板毎に測定値は４５個である。そして、この測定値を以下の式（ＩＩＩ）により統計的に処理することにより各塗板毎に不偏分散値Ｖを求めた。その結果を表５に示す。

式（ＩＩＩ）中、Ｌ_yは個々のデータを示し、Ｌ_aはｊ個の個々のデータの平均値を示している。

なお、各塗板においてこのようにして得られたＶの順位を合わせて表５に示す。また、このようにして得られたＶの順位と上記目視評価の順位との差も同じく表５に示す。

＜実施例２＞
実施例１において、縦軸の間隔Ｄ₁および横軸の間隔Ｄ₂をそれぞれ８０ｍｍとし、縦軸を５本、横軸を３本とすることにより各塗板毎の測定点を１５点（ｊ＝１５）とすること（すなわち各塗板毎の測定値を１８０個とすること）を除き、他はすべて実施例１と同様にしてＶ_Aを求めた。その結果を表６に示す。

なお、各塗板においてこのようにして得られたＶ_Aの順位を合わせて表６に示す。また、このようにして得られたＶ_Aの順位と上記目視評価の順位との差も同じく表６に示す。

＜比較例２＞
実施例２において、各測定点毎に１個の測定面（「α°＝０°」のもの）のみの測定値を採用した。すなわち、各塗板毎に測定値は１５個である。そして、この測定値を上記の式（ＩＩＩ）により統計的に処理することにより各塗板毎に不偏分散値Ｖを求めた。その結果を表６に示す。

なお、各塗板においてこのようにして得られたＶの順位を合わせて表６に示す。また、このようにして得られたＶの順位と上記目視評価の順位との差も同じく表６に示す。

＜実施例３−１＞
実施例１において、各測定面間の角度を６０°（α°＝６０°）とすること（すなわちｋ＝６とすること）により各塗板毎の測定値を２７０個とすることを除き、他はすべて実施例１と同様にしてＶ_Aを求めた。その結果を表７に示す。

なお、各塗板においてこのようにして得られたＶ_Aの順位を合わせて表７に示す。また、このようにして得られたＶ_Aの順位と上記目視評価の順位との差も同じく表７に示す。

＜実施例３−２＞
実施例１において、縦軸の間隔Ｄ₁を１２０ｍｍおよび横軸の間隔Ｄ₂を４０ｍｍとし、縦軸を３本、横軸を６本とすることにより各塗板ごとの測定点を１８点（ｊ＝１８）とすること（すなわち各塗板毎の測定値を２１６個とすること）を除き、他はすべて実施例１と同様にしてＶ_Aを求めた。その結果を表７に示す。

なお、各塗板においてこのようにして得られたＶ_Aの順位を合わせて表７に示す。また、このようにして得られたＶ_Aの順位と上記目視評価の順位との差も同じく表７に示す。

＜実施例４＞
実施例１において、入射光軸の入射角を４５°、受光光軸の受光角を２０°とすることを除き、他はすべて実施例１と同様にしてＶ_Aを求めた。その結果を表８に示す。

なお、各塗板においてこのようにして得られたＶ_Aの順位を合わせて表８に示す。また、このようにして得られたＶ_Aの順位と上記目視評価の順位との差も同じく表８に示す。

＜比較例４＞
実施例４において、各測定点毎に１個の測定面（「α°＝０°」のもの）のみの測定値を採用した。すなわち、各塗板毎に測定値は４５個である。そして、この測定値を上記の式（ＩＩＩ）により統計的に処理することにより各塗板毎に不偏分散値Ｖを求めた。その結果を表８に示す。

なお、各塗板においてこのようにして得られたＶの順位を合わせて表８に示す。また、このようにして得られたＶの順位と上記目視評価の順位との差も同じく表８に示す。

＜実施例５＞
実施例４において、縦軸の間隔Ｄ₁および横軸の間隔Ｄ₂をそれぞれ８０ｍｍとし、縦軸を５本、横軸を３本とすることにより各塗板毎の測定点を１５点（ｊ＝１５）とすること（すなわち各塗板毎の測定値を１８０個とすること）を除き、他はすべて実施例４と同様にしてＶ_Aを求めた。その結果を表９に示す。

なお、各塗板においてこのようにして得られたＶ_Aの順位を合わせて表９に示す。また、このようにして得られたＶ_Aの順位と上記目視評価の順位との差も同じく表９に示す。

＜比較例５＞
実施例５において、各測定点毎に１個の測定面（「α°＝０°」のもの）のみの測定値を採用した。すなわち、各塗板毎に測定値は１５個である。そして、この測定値を上記の式（ＩＩＩ）により統計的に処理することにより各塗板毎に不偏分散値Ｖを求めた。その結果を表９に示す。

なお、各塗板においてこのようにして得られたＶの順位を合わせて表９に示す。また、このようにして得られたＶの順位と上記目視評価の順位との差も同じく表９に示す。

＜実施例６−１＞
実施例１において、各測定面間の角度を１２０°（α°＝１２０°）とすること（すなわちｋ＝３とすること）により各塗板毎の測定値を１３５個とすることを除き、他はすべて実施例１と同様にしてＶ_Aを求めた。その結果を表１０に示す。

なお、各塗板においてこのようにして得られたＶ_Aの順位を合わせて表１０に示す。また、このようにして得られたＶ_Aの順位と上記目視評価の順位との差も同じく表１０に示す。

＜実施例６−２＞
実施例１において、各測定面間の角度を１８０°（α°＝１８０°）とすること（すなわちｋ＝２とすること）により各塗板毎の測定値を９０個とすることを除き、他はすべて実施例１と同様にしてＶ_Aを求めた。その結果を表１０に示す。

なお、各塗板においてこのようにして得られたＶ_Aの順位を合わせて表１０に示す。また、このようにして得られたＶ_Aの順位と上記目視評価の順位との差も同じく表１０に示す。

＜実施例７＞
レーザー式メタリック感測定装置「ＡＬＣＯＰＥ ＬＭＲ−２００」（関西ペイント株式会社製）を用いて上記で作製した塗板Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１０の反射強度測定を行なった。

メタリック塗膜上において、各間隔Ｄ₁を４０ｍｍとする９本の縦軸と同じく各間隔Ｄ₂を４０ｍｍとする５本の横軸とが碁盤目状に交差する４５個（ｊ＝４５）の交点を測定点として選択した（第１ステップ）。

次いで、上記測定点における法線を含み、かつその法線を交線として互いに６０°（すなわちα°＝６０°）を有して交差する６個（ｋ＝６）の測定面が存在するように、上記各測定点毎に６本の光軸で光を入射させ、その受光を測定することにより反射強度測定を実施した（第２ステップ）。

各測定面に含まれる各入射光軸は各測定点における法線に対して４５°の入射角を有し、各受光光軸は各測定点における法線に対して３５°の受光角を有する位置で、塗板から反射したレーザー光の強度を示すＩＶ値を測定した。これにより各塗板毎に２７０個（４５×６個）の測定値を得た。なお、ここでＩＶ値とは「レーザー式メタリック感測定装置について」（竹内徹著、「塗装工学」，１９９５，Ｖｏｌ．３０，Ｎｏ．８，ｐ．３３９〜３４４）に記載されるように、入射角４５度で照射されたレーザー反射光のうちクリアーコート層表面で反射する鏡面反射領域の光を除いて最大強度が得られる受光角での信号ｉｖから式ＩＶ＝Ｋ１×ｉｖ（Ｋ１は係数）で得られるＩＶ値をアルミニウムフレークからの正反射光の強さ（輝度・明るさ）に比例するパラメータとして用いたものである。

続いて、このようにして得られた測定値からＶ_Aを求めた。その結果を表１１に示す。
なお、各塗板においてこのようにして得られたＶ_Aの順位を合わせて表１１に示す。また、このようにして得られたＶ_Aの順位と上記目視評価の順位との差も同じく表１１に示す。

＜比較例７＞
実施例７において、各測定点毎に１個の測定面（「α°＝０°」のもの）のみの測定値を採用した。すなわち、各塗板毎に測定値は４５個である。そして、この測定値を上記の式（ＩＩＩ）により統計的に処理することにより各塗板毎に不偏分散値Ｖを求めた。その結果を表１１に示す。

＜定量値の検証＞
上記の各実施例および比較例では、Ｖ_AまたはＶという数値として定量値を得ているが、上記の目視評価（表１）による官能評価値は順位データである。したがって、この順位データとの相関性を検証するために、各実施例および比較例で得た定量値の順位付けを行ない目視評価との相関性を検証した。相関性についてはケンドールの順位相関係数およびスピアマンの順位相関係数を算出した。いずれの順位相関係数も−１．０から１．０の間の数となり、０に近い程無相関であり、１．０に近づく程正の相関が高く、また−１．０に近づく程負の相関が高い。各順位相関係数を表５〜表１１に示す。

また、順位相関が高くても、目視評価のランク付けとの結果の違いが大き過ぎる場合があるので各実施例および比較例では目視評価の順位との順位差も表５〜表１１に示した。各表において、目視評価の順位との差が２以下となる場合には、数値化による評価の精度が非常に高く（すなわち目視評価との相関性が非常に高く）、実用上有効な測定方法であると言える。なお、表５〜表１１には、目視評価の順位と定量値の順位との差の最大値を意味する最大順位差も示してある。

表５〜表１１における各実施例の結果として、ケンドールの順位相関係数はいずれも０．７３以上の数値を示すとともにスピアマンの順位相関係数はすべて０．９以上であるのに対して、各比較例の結果は、比較例４を除いた比較例はすべてケンドールおよびスピアマンの順位相関係数が実施例より大幅に小さい値であり、比較例４でケンドールの順位相関係数が０．７３３となってはいるがスピアマンの順位相関係数は０．８以下である。したがって、各実施例の定量値による評価方法がより目視評価（官能評価）との相関に優れることがわかる。

また、各実施例においては、定量値の順位と目視評価の順位との差が最大でも２以内であり、条件の選択次第ではその順位差が１以内となることからも、目視評価との相関に極めて優れることを示している。

これに対して、各測定点における測定面の数を１とした比較例１、２、４、５、７では、その不偏分散値による評価によって色ムラの程度を検出しようとしても全く目視評価との相関を示さず、順位相関係数も低く、また定量値の順位と目視評価の順位との最大差は３以上の結果となった。

このように各測定点毎に測定面が２以上となるように（換言すれば複数の方向から）測色または反射強度測定することで、その結果を統計的に処理することにより定量値として色ムラの評価を行なうと目視評価との間で極めて相関良く評価することができることが明らかとなった。しかも、各実施例における上記定量値は、いずれも特殊な装置を用いることなく汎用の装置により測色または反射強度測定を実施することにより得られるため、極めて有利な産業上の利用性を有するものである。

以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の各実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

メタリック塗膜上の測定点および測定面を概念的に示した概念図である。 あおり角を概念的に示した概念図である。

符号の説明

１ メタリック塗膜、２ 測定点、３ 入射光軸、４ 受光光軸、５ 測定面、６ 縦軸、７ 横軸、８ 法線。

Claims (7)

1. メタリック塗膜上において、複数の測定点を選択する第１ステップと、
   前記測定点の各々において、光を入射しその受光を測定することにより測色または反射強度測定を実施する第２ステップと、
   前記第２ステップで得られた測色または反射強度測定のデータを処理する第３ステップと、
   を含むメタリック塗膜の色ムラ評価方法であって、
   前記第１ステップは、各間隔をＤ ₁ とするｍ本の縦軸と同じく各間隔をＤ ₂ とするｎ本の横軸とが交差するｊ個（ｊ＝ｍ×ｎ）の交点を測定点として選択し、
   前記第２ステップは、各測定点に対して入射光軸と受光光軸とを含む測定面が２以上存在するように、２以上の光軸の光を異なったタイミングで入射するとともに、前記測定面が前記各測定点における法線を含み、かつその法線を交線として互いに角度α°を有して交差することによりｋ個（ただしｋ＝３６０／α）存在するようにして測色または反射強度測定を実施し、
   前記第３ステップは、以下の式（Ｉ）および式（ＩＩ）により測色または反射強度測定のデータを統計的に処理するメタリック塗膜の色ムラ評価方法。
   

   

   （上記式（Ｉ）中、ｊは前記測定点の個数を示し、ｋは前記測定面の個数を示し、Ｌはｊ個の測定点におけるｋ個の測定面全てにおける測定値の総平均値を示し、またｋ個の測定面中における任意の１個の測定面を基準面とし、その基準面はｊ個の測定点間で互いに平行であり、その基準面と交差する角度が互いに等しくなる測定面の集合をｊ個の測定点間でｋ個形成し、その各集合における測定値の平均値をＬ _x とし、一方、式（Ｉ）と式（Ｉ
   Ｉ）におけるＳ _A は各測定点においてｋ個の測定面により測定値を得たことを要因とする
   変動値を示し、また式（ＩＩ）中、Ｖ _A は各測定点においてｋ個の測定面により測定値を
   得たことを要因とする要因分散値を示す。）
2. 前記間隔のＤ₁およびＤ₂は、それぞれ１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲から選択される請求項１に記載のメタリック塗膜の色ムラ評価方法。
3. 前記入射光軸は、前記測定点における法線に対して４０°以上５０°以下の入射角を有する請求項１または２に記載のメタリック塗膜の色ムラ評価方法。
4. 前記入射光軸は、前記測定点における法線に対して４５°の入射角を有し、前記受光光軸は、前記測定点における法線に対して０°より大きく４５°以下の受光角を有する請求項１〜３のいずれかに記載のメタリック塗膜の色ムラ評価方法。
5. 前記第２ステップは、Ｌ^*ａ^*ｂ^*表色系またはＬ^*ｕ^*ｖ^*表色系におけるＬ^*値（ＣＩＥ
   １９７６明度）、あるいはハンターの色差式における明度指数であるＬ値を測色する請求項１〜４のいずれかに記載のメタリック塗膜の色ムラ評価方法。
6. 前記第２ステップは、ＸＹＺ表色系における三刺激値であるＹ値またはＸ₁₀Ｙ₁₀Ｚ₁₀表
   色系における三刺激値であるＹ₁₀値を測色する請求項１〜４のいずれかに記載のメタリック塗膜の色ムラ評価方法。
7. 前記第２ステップは、レーザー光を入射してその受光を測定することにより反射強度を測定する請求項１〜４のいずれかに記載のメタリック塗膜の色ムラ評価方法。

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