JP7310091B2 - 塗布シート材の検査方法 - Google Patents
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Description
蛍光特性を有するシート基材の少なくとも片面が前記シート基材とは異なる蛍光特性を有する塗布剤により被覆された塗布シート材の検査方法であって、
前記塗布シート材に励起光を照射するステップAと、
前記シート基材が前記励起光を吸収することで生じる前記シート基材からの蛍光あるいは前記塗布剤が前記励起光を吸収することで生じる前記塗布剤からの蛍光について、蛍光の発光強度を特定発光帯域の波長範囲で積分した値を、蛍光の特定発光帯域の光強度(光量)としたとき、
前記シート基材または塗布剤からの蛍光のうち、前記シート基材からの蛍光の特定発光帯域の光強度(光量)と、前記塗布剤からの蛍光の特定発光帯域の光強度(光量)との差が25%以上ある特定発光帯域の光を選択して、受光するステップBと、
前記ステップBで受光した光を信号処理して、発光強度分布を出力するステップCと、
前記発光強度分布から、発光強度が大きい方の光量ともう一方の光量との差が、波長選択手段を通過した後の光量が大きい方の光量を100%としたときに25%以上ある場合に欠陥として判定するステップDとを有する。
蛍光特性を有するシート基材の少なくとも片面が前記シート基材とは異なる蛍光特性を有する塗布剤により被覆された塗布シート材の検査装置であって、
前記塗布シート材に励起光を照射する照明手段と、
前記シート基材が前記励起光を吸収することで生じる前記シート基材からの蛍光あるいは前記塗布剤からの蛍光について、蛍光の発光強度を特定発光帯域の波長範囲で積分した値を、蛍光の特定発光帯域の光強度(光量)としたとき、
前記シート基材または塗布剤からの蛍光のうち、前記シート基材からの蛍光の特定発光帯域の光強度(光量)と、前記塗布剤からの蛍光の特定発光帯域の光強度(光量)との差が25%以上である特定発光帯域の光を取得する波長選択手段と、
前記塗布シート材からの蛍光のうち、前記波長選択手段により選択された光を受光する受光手段と、
前記受光手段からの信号を処理して、前記選択された光の発光強度分布を取得する信号処
理手段と、
前記信号処理手段の出力から前記塗布シート材における前記発光強度分布のうち、発光強度が大きい方の光量ともう一方の光量との差が、波長選択手段を通過した後の光量が大きい方の光量を100%としたときに25%以上ある場合に欠陥として判定する判定手段とを有する。
このようにして得られた発光強度分布を表す画像に対し、画像の輝度値が一定の基準を下回る/上回る部分が含まれていることを判定し、「画像に含まれていれば塗工不良部(抜け)が存在する」とし、「画像に含まれていなければ塗工不良部(抜け)が存在しない」とする判定によって、塗工不良部(抜け)の有無を判定することができる。事前にシート基材と塗布剤のそれぞれの蛍光スペクトルの違いを見て、画像の輝度値の大きい側もしくは小さい側のどちらを塗工不良部(抜け)として判定するかを定めておけばよい。さらに、画像の輝度値が一定の基準を下回る/上回る部分の面積を計数すれば、塗工不良部(抜け)の大きさを判定することもできる。このような、判定処理は、市販の画像処理ソフト(例えば、MVTec社のHalconなど)を使うことができる。
モノクロカメラ:(Basler:acA640-90gm)
カラーカメラ:(Basler:acA640-90cm)
フィルター:(エドモンド・オプティクス・ジャパン株式会社:バンドパスフィルター)
光源:(東芝ライテック株式会社:ブラックライト蛍光ランプ FHF32BLB-T ピーク波長352nm)
画像処理ライブラリ:(MVTec:HALCON12)。
シート基材に第1の蛍光物質(セレン化カドミウム(CdSe)および硫化亜鉛(ZnS)からなる量子ドット;シグマ アルドリッチ ジャパン合同会社製 LumidotTM480)を含む白色のポリエチレンフィルムを、塗布剤に第1の蛍光物質とは発光帯域が異なる第2の蛍光物質(同上の成分からなる量子ドットであるが、第1の蛍光物質とは粒子径が異なる;シグマ アルドリッチ ジャパン合同会社製 LumidotTM610)を添加した透明あるいは白色の塗工液を塗布剤として塗布し、塗布シート材を作製した。このときのシート基材の蛍光特性11bと塗布剤の蛍光特性12bを図6に示す。
実施例1-1と同じ素材に対して、図8に示す選択領域13c(475~525nm)を透過するフィルタ(エドモンド・オプティクス・ジャパン社製 ハードコート OD 4 50NMバンドパスフィルター 500NM)を使用し、モノクロカメラにより撮像したところ、図9のような画像が得られた。この時、図9では塗工液が塗布されている正常部21cは暗く、塗工液が塗布されていない抜け22cはシート基材のポリエチレンフィルムが表出しているため明るく撮像された。これを信号処理部と判定部により処理と判定をすることで抜け22cを欠陥として正しく検出することができた。
実施例1-1と同じ素材に対して、図10に示すように波長を選択せずに可視光の全領域14d(380~750nm)を利用してモノクロカメラにより撮像したところ、図11のような画像が得られた。この時、正常部21dと抜け22dからとの光強度は概ね等しいため、いずれの領域も明るく撮像されてしまい、正常部21dと抜け22dとの差が無いため、抜けを欠陥として正しく検出することができなかった。
シート基材として蛍光増白剤が添加された紙(三菱製紙 特菱アート紙)を、塗布剤にシグマ アルドリッチ ジャパン合同会社製 LumidotTM560を添加したアクリル塗料(株式会社タミヤ タミヤカラーアクリル塗料ミニ X-22)を使用した。図12にシート基材に含まれる蛍光増白剤の蛍光特性11eと塗布剤の蛍光特性12eを示す。この塗布シート剤にブラックライトを光源とする励起光を照射し、塗布剤のみが発光する選択領域13e(550~600nm)を透過するフィルタ(エドモンド・オプティクス・ジャパン社製 ハードコート OD 4 50NMバンドパスフィルター 575NM)を使用し、モノクロカメラにより撮像したところ、図13のような画像が得られた。この時、図13では塗布剤が塗布されている正常部21eは明るく、塗布剤が塗布されていない抜け22eは暗く撮像された。これを信号処理部と判定部により処理と判定をすることで抜け22eを欠陥として正しく検出することができた。
実施例2-1と同じ素材に対して、図14に示す選択領域13f(425~475nm)を透過するフィルタ(エドモンド・オプティクス・ジャパン社製 ハードコート OD 4 50NMバンドパスフィルター 450NM)を使用し、モノクロカメラにより撮像したところ、図15のような画像が得られた。この時、図15では塗布剤が塗布されていない抜け22fはシート基材の紙が表出しているため明るく撮像された。これを信号処理部と判定部により処理と判定をすることで抜け22fを欠陥として正しく検出することができた。
実施例2-1と同じ素材に対して、図16に示すように波長を選択せずに可視光の全領域14g(380~750nm)を利用してモノクロカメラにより撮像したところ、図17のような画像が得られた。この時、塗布剤が塗布されている正常部21gと塗布剤が塗布されていない抜け22gからとの光強度の積分値は概ね等しいため、いずれの領域も明るく撮像されてしまい、正常部21gと抜け22gとの差が無いため抜けを欠陥として正しく検出することができなかった。
シート基材に第1の蛍光物質(セレン化カドミウム(CdSe)および硫化亜鉛(ZnS)からなる量子ドット;シグマ アルドリッチ ジャパン合同会社製 LumidotTM560)を含む白色のポリエチレンフィルムを、塗布剤に第1の蛍光物質とは発光帯域が異なる第2の蛍光物質(同上の成分からなる量子ドットであるが、第1の蛍光物質とは粒子径が異なる;シグマ アルドリッチ ジャパン合同会社製 LumidotTM590)を添加した透明あるいは白色の塗工液を塗布剤として塗布し、塗布シート材を作製した。図18に第1の蛍光物質の蛍光特性11hと第2の蛍光物質の蛍光特性12hを示す。この塗布コート材にブラックライトを光源とする励起光を照射し、領域13h(575nm以上)を透過するフィルタ(エドモンド・オプティクス・ジャパン社製 OD2 ロングパスフィルター 575NM)を使用し、モノクロカメラにより撮像したところ、図19のような画像が得られた。この時、図19では塗布剤が塗布されている正常部21hは明るく撮像された。また塗布剤が塗布されていない抜け22gはシート基材の蛍光があるが、その光量は正常部21hに比べて概ね20%であり、両者の差は80%であった。そのため塗工抜け22hは正常部21hの20%の明るさで撮像された。これを信号処理部と判定部により処理と判定をすることで抜け22hを欠陥として正しく検出することができた。
実施例3-1と同じ素材に対して、図20に示す選択領域13i(550nm以上)を透過するフィルタ(エドモンド・オプティクス・ジャパン社製 OD2 ショートパスフィルター 550NM)を使用し、モノクロカメラにより撮像したところ、図21のような画像が得られた。この時、図21では塗布剤が塗布されていない抜け22iが明るく撮像された。また塗布剤が塗布されている正常部21iは抜け22iに比べて概ね30%の明るさで撮像された。両者の光量差は70%あり、これを信号処理部と判定部により処理と判定をすることで抜け22iを欠陥として正しく検出することができた。
実施例3-1と同じ素材に対して、図22に示すように波長を選択せずに可視光の全領域13j(380~750nm)を利用してモノクロカメラにより撮像したところ、図23のような画像が得られた。この時、正常部21jと抜け22jからとの光強度の積分値は概ね等しいため、いずれの領域も明るく撮像されてしまい、正常部21jと抜け22jとの差が無いため抜け22jを欠陥として正しく検出することができなかった。
実施例2-1と同じ素材で作製した塗布シート材に、ブラックライトを励起光源とし、波長選択手段および受光手段にカラーカメラを用いて得られた、RGB(レッド/グリーン/ブルー)の3チャンネルからなるカラー画像30を用いて画像処理により良否を判定する画像処理装置から構成された検査装置で検査した。図24にシート基材である紙の蛍光特性11eと塗布剤の蛍光特性12eを示す。カラーカメラの各チャンネルはそれぞれ若干重複しながら、赤色に相当するRチャンネルは600~750nmを、緑色に相当するGチャンネルは450~650nmを、青色に相当するBチャンネルは400~550nmを選択波長域としている。
1a:シート基材
1b:塗布剤
2:励起光源
3:光学フィルタ
4:カメラ
5:信号処理部
6:判定部
11:シート基材の蛍光特性
11a~h:各実施例あるいは比較例のシート基材の蛍光特性
12:塗布剤の蛍光特性
12a~h:各実施例あるいは比較例の塗布剤の蛍光特性
13:選択した発光帯域
13a~i:各実施例の選択した発光帯域
14:検査に適さない発光帯域
14d~j:各比較例の選択した発光帯域21:正常部
21a~j:各実施例あるいは比較例の正常部
22:塗工不良部(抜け)
22a~j:各実施例あるいは比較例の塗工不良部(抜け)
23:塗工不良部(抜け)
30:カラー画像
30a:Rチャンネル画像
30b:Gチャンネル画像
30c:Rチャンネル画像
31:正常部
32a:欠陥(抜け)
32b:欠陥(異物)
32c:欠陥(破れ)
Claims (3)
- 蛍光特性を有するシート基材の少なくとも片面が前記シート基材とは異なる蛍光特性を有する塗布剤により被覆された塗布シート材の検査方法であって、
前記塗布シート材に励起光を照射するステップAと、
前記シート基材が前記励起光を吸収することで生じる前記シート基材からの蛍光あるいは前記塗布剤が前記励起光を吸収することで生じる前記塗布剤からの蛍光について、蛍光の発光強度を特定発光帯域の波長範囲で積分した値を、蛍光の特定発光帯域の光強度(光量)としたとき、
前記シート基材または塗布剤からの蛍光のうち、前記シート基材からの蛍光の特定発光帯域の光強度(光量)と、前記塗布剤からの蛍光の特定発光帯域の光強度(光量)との差が25%以上ある特定発光帯域の光を選択して、受光するステップBと、
前記ステップBで受光した光を信号処理して、発光強度分布を出力するステップCと、
前記発光強度分布から、発光強度が大きい方の光量ともう一方の光量との差が、波長選択手段を通過した後の光量が大きい方の光量を100%としたときに25%以上ある場合に欠陥として判定するステップDと、
を有し、前記励起光が波長範囲300~400nmの紫外光であり、前記特定発光帯域の光の波長範囲が500~700nmの範囲の一部または全部である、塗布シート材の検査方法。 - 前記シート基材が白色のポリエチレンフィルムであって、前記塗布剤が透明あるいは白色である、請求項1に記載の塗布シート材の検査方法。
- 蛍光特性を有するシート基材の少なくとも片面に前記シート基材とは異なる蛍光特性を有する塗布剤を塗布して塗布シート材を得る塗布工程と、前記塗布シート材を請求項1または2に記載の塗布シート材の検査方法により検査する検査工程とを含む塗布シート材の製造方法。
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