JPH0580614B2 - - Google Patents

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JPH0580614B2
JPH0580614B2 JP59176889A JP17688984A JPH0580614B2 JP H0580614 B2 JPH0580614 B2 JP H0580614B2 JP 59176889 A JP59176889 A JP 59176889A JP 17688984 A JP17688984 A JP 17688984A JP H0580614 B2 JPH0580614 B2 JP H0580614B2
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JP
Japan
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color
angle
metallic
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coating
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JP59176889A
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Japanese (ja)
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JPS6161042A (en
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Henrii Aruman Deibitsudo
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EIDP Inc
Original Assignee
EI Du Pont de Nemours and Co
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Publication date
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Publication of JPH0580614B2 publication Critical patent/JPH0580614B2/ja
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  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

着色仕上げの装置では、「色直し(シエーデイ
ング)」として知られる調整作業を行なわないで
色標準に対して満足すべき色合せを達成すること
はもしあるにしてもまれである。色直しは通常製
造変数が顔料分散液に与える累積効果を修正する
比較的わずかであるが臨界的な処方顔料組成物の
取扱を必要とする。 伝統的には色直し作業はその技能に熟達するた
めに長い職場の経験を必要とする高度に熟練し
た、そして経験を積んだ個人により行われてい
る。結局視覚による色直しは一種の特殊技術であ
るから有効な工程の管理は困難である。 比較的最近では、そのような視覚による色直し
は塗料または顔料の組成を機器によつて特性づけ
る装置を使用することによつて補足されている。
比色計および分光光度計は当該技術ではよく知ら
れており、そしてテストパネル上にコーテイング
された種々の塗膜のある種の光学的性質の測定に
使用されている。典型的な分光光度計は入射光源
の方向に対して一定の角度に保持されている塗装
パネルにより可視スペクトルにおける種々の波長
の反射光の量を測定する。塗料の反射係数により
種々の塗料の色を特性づける色彩値を塗料関係の
化学者は計算することができる。光反射性フレー
クまたは断片を含有しない塗料(すなわち非メタ
リツク塗料)に対しては、反射係数は光沢(正反
射)角度以外では入射光の方向に対するパネルの
角度によつて変化しない。従つて任意の特定の角
度における単一分光光度計の読みが塗料を正確に
特性づける反射値をつくり出す。 しかし、快適な美的効果を得るために塗料産業
においては、往々にして塗料中に光反射性フレー
クが使用される(すなわちメタリツク塗料)。例
えばアルミニウム、ブロンズ、コーテイングした
雲母その他の物質のような光反射性フレークを含
有する塗料は塗料の見かけの色が異つた観測角度
で変化する「ツートーン」または「フリツプ−フ
ロツプ」効果を特徴とする。この効果は塗膜中の
フレークの配向によるものである。そのようなメ
タリツク塗料の色は明らかに照射角度および観察
角度の凾数として変動するのであるから、塗料を
正確に特性づけるためには、単一の分光光度計の
読みでは不充分である。測定の研究では、2つの
メタリツク塗料の間の視覚的色差は無数の角度で
検出可能であることを示しているけれども、実用
的理由から無数の観測角に対する反射係数の収集
が妨げられることは明白である。しかし以前の研
究ではまた、わずか2つの特定の角度でのメタリ
ツク塗料の光学的性質の測定が有用な特性を与え
うることを示している。例えばここに参考として
引用する米国特許第3690771号明細書を参照され
たい。 本発明は測定を3つの特定の角度で実施した場
合、メタリツク塗料の予期せざる改善された光学
的特性が得られるという知見に関する。 本発明によれば、塗料の色彩定数を導くために
多角度分光光度計によるまたは比色計による測定
を用いてメタリツク粒子含有表面例えばメタリツ
ク粒子またはフレークを含有する塗料の光学的性
質を機器によつて特徴づけるための、3つの多角
度測定を使用することからなる改善法が提供され
る。 メタリツク粒子を含有する表面例えばメタリツ
ク塗料およびフイルムの光学的特性づけにおいて
は、方向性反射を考慮しなくてはならないという
ことが認められている。メタリツク塗料はアルミ
ニウム、ブロンズ、コーテイングした雲母、その
他の物質のような光反射性フレークまたは断片を
含有している。これらフレークまたは断片は小さ
な鏡と全く同様に機能して、拡散するよりむしろ
方向性をもつて光を反射させる。メタリツク塗膜
の方向性反射特性はゴニオクロマチズムとして知
られる現象を生ぜしめるが、これは照射および観
測の方向の凾数として塗膜の色が変動すると定義
されている。この現象はまた、時には「ツートー
ン」、「フロツプ」、「フリツプ−フロツプ」、「フラ
ツシユ」、「サイドトーン」等としても記載されて
いる。要するにメタリツク塗料の色彩は異つた観
測角度で異つた色で現われる。 この方向性をもつたまたは角度による反射すな
わちゴニオクロマチズムを説明するためには、分
光光度計により測定した反射係数を多角度で採用
しなくてはならない。塗膜の反射係数は試料と完
全拡散体が全く同じに照射された場合、塗膜試料
から反射された光束の、完全反射拡散体から反射
された光束に対する比である。完全白色反射体は
1の値を有している。完全黒色非反射体は0の値
を有している。 反射係数を用いて使用される色彩記述値
(color descriptor value)を計算して色および
色差を規定する。色の三刺激値(X,Y,Z)は
反射係数データ(R)を人の眼による感度(,
y,)および光源の照射(E)に組合せること
により計算されるが、これらはすべて可視スペク
トルの波長(λ)の凾数である。三刺激値を決定
する方程式は以下の通りである。 X=360830R(λ)E(λ)(λ)dλ Y=360830R(λ)E(λ)(λ)dλ Z=360830R(λ)E(λ)(λ)dλ この三刺激値を使用して色および色差の視知覚
に関連する色彩記述値を計算することができる。
使用しうる多くの記述値の組合せの一つは
CIELAB知覚的色彩スケール(CIELAB
perceptual color scale)であり、これは国際照
明委員会により推奨されている。〔「レコメンデー
シヨンズ・オン・ユニフオーム・カラー・スペー
シズ、カラー・デイフアレンス・イクエーシヨン
ズ、サイコメトリツク・カラー・タームズ
(Recommendations on Uniform Color
Spaces,Color Difference Equations,
Psychometric Color Terms)」サプリメントNo.
2−シー・パブリケーシヨン(CIE
Publication)No.15(E1.3.1)1971/CT(1.3)
1978,ビユーロー・セントラル・ド・ラ・シー
(Bureau Central De La CIE)〕 三刺激値の変換を使用して明度(L*)、赤色
性/緑色性(a*)、黄色性/青色性(b*)、彩度
(C)または色相(H)を記述する知覚的色彩値
を計算することができる。色はL,a,bまたは
L,C,H値の組合せにより完全に描写される。
国際照明委員会により規定されている次の方程式
は三刺激値をL*,a*およびb*と関連させる。 L*=116(Y/Yo)1/3−16 a*=500〔(X/Xo)1/3−(Y/Yo)1/3〕 b*=200〔(Y/Yo)1/3−(Z/Zo)1/3〕 この場合、Xo、YoおよびZoは与えられた照射
に対する完全白色体の三刺激値であり、X、Yお
よびZは色に対する三刺激値である。 彩度(saturation)(C)および色相(H)記
述値は次のようにa*およびb*値に関係している。 C=(a*2+b*21/2 H=tan-1(b*/a*) 往々にして色例えば塗料の試料バツチを標準の
色に比較して、その差を測定し、次いで適当な添
加剤によつて試料を調整して許容される標準値内
の試料とすることが要求される。色の標準とバツ
チ試料の色の違いは次のように記載される。 △L*=L*(バツチ)−L*(標準) △a*=a*(バツチ)−a*(標準) △b*=b*(バツチ)−b*(標準) 得られた値は明度(△L*)、赤色性/緑色性
(△a*)および黄色性/青色性(△b*)の視覚的
評価に合致する。 それ以上の議論は、三刺激値(X,Y,Z)お
よび知覚的色彩値(L*,a*,b*,C,H)を使
用してゴニオクロマチツク色彩測定に対する照射
および観測の条件の変化の影響を定量化させる。
使用される特定の色彩記述値はこの課題に使用さ
れうる三刺激値の変換の多くの可能な選択の一つ
にすぎない。 メタリツク塗料に対する三刺激値および従つて
L*,a*,b*値は塗膜の観測角度の規則的変動に
よつて規則的に変化する。第1図には溶液ラツカ
ー中等度赤色メタリツク色の方向性色彩挙動が示
されている。試料はアルミニウム基材上に慣用の
空気噴霧をスプレーし、次いで155℃で30分焼成
することにより調製された。標準白色(BaSO4
に対する反射係数測定は種々の測定配置で反射特
性を測定するように特に設計された反射分光光度
計を使用して6組の照射および観測方向で実施さ
れた。この装置は本質的には光源、モノクロメー
ター、可変測定配置モジユール、光検出器および
関連する制御および読みとりエレクトロニクスよ
りなつている標準分光光度計である。各測定形状
配列に対する反射係数を使用して前述のようにし
て三刺激値を計算する。第1図には三刺激値X、
YおよびZの角度依存性が説明されている。角度
は正反射角(または「鏡面」角)から測定され
る。 第1図に使用された値は以下の通りである。
Color finishing equipment rarely, if ever, achieves a satisfactory color match to a color standard without performing an adjustment operation known as "shading." Color recoloring usually requires relatively minor but critical handling of the formulated pigment composition to modify the cumulative effects that manufacturing variables have on the pigment dispersion. Traditionally, recoloring operations are performed by highly skilled and experienced individuals who require extensive work experience to become proficient in their craft. After all, visual color correction is a kind of special technology, and effective process control is difficult. More recently, such visual recoloring has been supplemented by the use of equipment to instrumentally characterize the composition of paints or pigments.
Colorimeters and spectrophotometers are well known in the art and are used to measure certain optical properties of various coatings coated on test panels. A typical spectrophotometer measures the amount of light reflected at various wavelengths in the visible spectrum by a painted panel held at a fixed angle relative to the direction of the incident light source. The paint reflection coefficient allows paint chemists to calculate color values that characterize the color of various paints. For paints that do not contain light reflective flakes or fragments (ie, non-metallic paints), the reflection coefficient does not vary with the angle of the panel relative to the direction of the incident light except at the gloss (specular) angle. A single spectrophotometer reading at any particular angle therefore produces a reflectance value that accurately characterizes the paint. However, in order to obtain a pleasant aesthetic effect, light-reflecting flakes are often used in paints in the paint industry (i.e. metallic paints). Paints containing light-reflecting flakes, such as aluminum, bronze, coated mica, and other materials, are characterized by a "two-tone" or "flip-flop" effect in which the apparent color of the paint changes at different viewing angles. . This effect is due to the orientation of the flakes in the coating. Since the color of such metallic paints obviously varies as a function of the illumination and viewing angles, a single spectrophotometer reading is insufficient to accurately characterize the paint. Although measurement studies have shown that visual color differences between two metallic paints are detectable at an infinite number of angles, it is clear that practical reasons preclude the collection of reflection coefficients for an infinite number of viewing angles. It is. However, previous research has also shown that measuring the optical properties of metallic paints at just two specific angles can provide useful properties. See, eg, US Pat. No. 3,690,771, which is incorporated herein by reference. The present invention relates to the finding that unexpectedly improved optical properties of metallic paints are obtained when measurements are carried out at three specific angles. According to the invention, the optical properties of a paint containing metallic particles or flakes can be determined instrumentally using multi-angle spectrophotometric or colorimetric measurements to derive the color constants of the paint. An improved method is provided that consists of using three multi-angle measurements to characterize the It is recognized that directional reflection must be taken into account in the optical characterization of surfaces containing metallic particles, such as metallic paints and films. Metallic paints contain light reflective flakes or fragments such as aluminum, bronze, coated mica, or other materials. These flakes or fragments function much like small mirrors, reflecting light directionally rather than diffusely. The directional reflective properties of metallic coatings give rise to a phenomenon known as goniochromatism, which is defined as a variation in the color of the coating as a function of the direction of illumination and observation. This phenomenon is also sometimes described as "two-tone,""flop,""flip-flop,""flash,""sidetone," etc. In short, the color of metallic paint appears differently at different viewing angles. To explain this directional or angular reflection, or goniochromatism, the reflection coefficient measured by a spectrophotometer must be employed at multiple angles. The reflection coefficient of a coating is the ratio of the luminous flux reflected from a coating sample to the luminous flux reflected from a perfectly reflective diffuser when both the sample and the perfect diffuser are illuminated identically. A completely white reflector has a value of 1. A completely black non-reflector has a value of 0. Reflection coefficients are used to calculate color descriptor values used to define colors and color differences. The color tristimulus values (X, Y, Z) are the reflection coefficient data (R) and the sensitivity of the human eye (,
y, ) and the illumination of the light source (E), all of which are functions of the wavelength (λ) of the visible spectrum. The equation for determining tristimulus values is as follows. X = 360830 R (λ) E (λ) (λ) dλ Y = 360830 R (λ) E (λ) (λ) dλ Z = 360830 R (λ) E (λ) (λ) dλ This tristimulus value can be used to calculate color description values related to the visual perception of colors and color differences.
One of the many descriptive value combinations that can be used is
CIELAB Perceptual Color Scale (CIELAB
perceptual color scale), which is recommended by the International Commission on Illumination. [Recommendations on Uniform Color Spaces, Color Difference Equations, Psychometric Color Terms]
Spaces,Color Difference Equations,
Psychometric Color Terms)” Supplement No.
2-C Publication (CIE)
Publication) No.15 (E1.3.1) 1971/CT (1.3)
1978, Bureau Central De La CIE] Tristimulus transformations were used to calculate lightness (L * ), redness/greenness (a * ), yellowness/blueness ( b * ), perceptual color values describing saturation (C) or hue (H) can be calculated. Colors are completely described by combinations of L, a, b or L, C, H values.
The following equation, specified by the International Commission on Illumination, relates the tristimulus values to L * , a * , and b * . L * = 116 (Y/Yo) 1/3 -16 a * = 500 [(X/Xo) 1/3 - (Y/Yo) 1/3 ] b * = 200 [(Y/Yo) 1/3 −(Z/Zo) 1/3 ] where Xo, Yo and Zo are the tristimulus values of a perfectly white body for the given illumination, and X, Y and Z are the tristimulus values for the color. The saturation (C) and hue (H) descriptive values are related to the a * and b * values as follows. C = (a *2 + b *2 ) 1/2 H = tan -1 (b * / a * ) Often, a sample batch of a paint, for example, is compared to a standard color, the difference is measured, and then Adjustment of the sample with appropriate additives is required to bring the sample within acceptable standard values. The difference in color between the color standard and the batch sample is described as follows. △L * = L * (Batch) - L * (Standard) △a * = a * (Batch) - a * (Standard) △b * = b * (Batch) - b * (Standard) The obtained value is Conforms to visual assessment of lightness (ΔL * ), redness/greenness (Δa * ) and yellowness/blueness (Δb * ). Further discussion will focus on illumination and observation conditions for goniochromatic colorimetry using tristimulus values (X, Y, Z) and perceptual color values (L * , a * , b * , C, H). Quantify the impact of changes in
The particular color description value used is only one of many possible choices of tristimulus value transformations that can be used for this task. Tristimulus values for metallic paints and therefore
The L * , a * , and b * values change regularly due to regular variations in the observation angle of the coating. FIG. 1 shows the directional color behavior of a solution lacquer medium red metallic color. Samples were prepared by spraying a conventional air mist onto an aluminum substrate and then baking at 155° C. for 30 minutes. Standard white (BaSO 4 )
Reflection coefficient measurements were carried out in six sets of illumination and observation directions using a reflection spectrophotometer specifically designed to measure reflection properties in various measurement configurations. This device is essentially a standard spectrophotometer consisting of a light source, a monochromator, a variable measurement arrangement module, a photodetector and associated control and readout electronics. Tristimulus values are calculated as described above using the reflection coefficients for each measured feature array. Figure 1 shows the tristimulus value X,
The angular dependence of Y and Z is explained. The angle is measured from the specular angle (or "specular" angle). The values used in FIG. 1 are as follows.

【表】 第1図の角度依存性プロツトの解析は以下の3
点を明らかにする。 (1) 三刺激値は角度変動に関して一定ではない。
従つて試料の色挙動を正確に記載するためには
多角度測定からの値が必要である。 (2) プロツトは正反射角からの角度が大きくなる
場合に単調に減少する凾数であり、従つて簡単
な数学モデルがこの曲線を記載する筈である。 (3) プロツトは曲線であり、数学的モデルは多分
一次式(直線)のものより高いものである筈で
ある。 広範な種々のメタリツク色彩に対して同様の角
度依存性プロツトが得られた。そしてすべては同
様の結果を示す。これらの結果の意味はそれらが
メタリツク色彩の特徴づけおよび規定の問題を定
義するということである。すべてのメタリツク色
彩は正反射角度からの測定方向の凾数として同様
のカーブをもつた単調減少三刺激値を示すので、
簡単な測定計画を開発させうるような系統的角度
による色彩挙動が存在している。この挙動を充分
に特性づけるためには、複数の測定が要求され
る。 L*,a*およびb*は通常塗膜の色彩の特性づけ
に使用される色彩値であるので、これらの値の角
度依存性を満足裏に特性づけするために要求され
る測定数の決定が最も重要である。すべての3つ
の変数のプロツトは可成り同じであるので、L*
の角度依存性のプロツトに適合する数学的特性は
a*およびb*の角度依存性のプロツトにもまた適
合すると推定することは至当であろう。 明度(L*)角度依存性曲線に対する種々の数
学的モデルの至適適合性は3回の測定を要求する
二次式のものである。 これは6つの測定方向のサブセツトを使用する
種々の予想モデルにより予想されるように6つの
測定方向のL*値の平均残差誤差を考察すること
により示すことができる。 37の溶液ラツカーメタリツク色に対する6つの
測定配置の反射係数を測定し、そしてこれら配置
に対する明度値L*を計算する。試料は前述のよ
うにして調整されそして測定された。目的は最小
の努力で至適情報を与えるメタリツク色特性化の
系を形成することである。これは6つの測定配置
データのサブセツトがすべての6つの配置におけ
る色の明度挙動を予測させるに充分であるかどう
かを考察することによりなされる。一次方程式に
基づく線状メタリツク色特性化モデルは開始され
る。メタリツク明度の角依存性に対するそのよう
な方程式は以下の形を有している。 L*=a1+a2〓 (式中L*は明度であり、φは正反射角からの角
度であり、そしてa1およびa2は少くとも2つの異
つた測定方向を使用した測定から適合する各色特
性の定数である)。 同様に次の形を有する二次方程式が使用され
る。 *L=a1+a2φ+a3φ2 (式中変数は線状例におけると同一であるが但
しここではもう1つの定数a3が加えられている)
最低で3つの測定方向がここでは要求される。表
1は37のメタリツク色の6つの測定配置に対する
平方残差の平均和を示している。平方残差の平均
和が低い場合には、測定方向でのメタリツク色の
色依存性を記載するモデルが形成される。
[Table] The analysis of the angle dependence plot in Figure 1 is as follows.
Clarify the point. (1) Tristimulus values are not constant with respect to angular variation.
Values from multi-angle measurements are therefore required to accurately describe the color behavior of a sample. (2) The plot is a function that decreases monotonically as the angle from the specular angle increases, so a simple mathematical model should describe this curve. (3) The plot is a curve, and the mathematical model is probably higher than that of a linear equation (straight line). Similar angle dependence plots were obtained for a wide variety of metallic colors. And all show similar results. The significance of these results is that they define the problem of metallic color characterization and definition. Since all metallic colors exhibit monotonically decreasing tristimulus values with a similar curve in the measurement direction from the specular angle,
There is a systematic angular color behavior that allows a simple measurement scheme to be developed. Multiple measurements are required to fully characterize this behavior. Since L * , a * and b * are color values normally used for characterizing the color of coatings, the determination of the number of measurements required to satisfactorily characterize the angular dependence of these values is the most important. Since the plots of all three variables are fairly similar, L *
The mathematical property that fits the plot of the angular dependence of is
It is reasonable to assume that a plot of the angular dependence of a * and b * will also fit. The best fit of various mathematical models to the lightness (L * ) angular dependence curve is of a quadratic type requiring three measurements. This can be shown by considering the average residual error of the L * values for the six measurement directions as predicted by various prediction models using subsets of the six measurement directions. The reflection coefficients of six measurement configurations for 37 solution lacquer metallic colors are measured and the lightness values L * for these configurations are calculated. Samples were prepared and measured as described above. The objective is to create a system for metallic color characterization that provides optimal information with minimal effort. This is done by considering whether a subset of the six measured configuration data is sufficient to predict color brightness behavior in all six configurations. A linear metallic color characterization model based on linear equations is initiated. Such an equation for the angular dependence of metallic brightness has the form: L * = a 1 + a 2 〓 where L * is the lightness, φ is the angle from the specular angle, and a 1 and a 2 are fitted from measurements using at least two different measurement directions. is a constant for each color characteristic). Similarly, a quadratic equation of the form is used. * L=a 1 +a 2 φ+a 3 φ 2 (variables in the formula are the same as in the linear example, but here another constant a 3 is added)
A minimum of three measurement directions are required here. Table 1 shows the average sum of squared residuals for 6 measurement configurations for 37 metallic colors. If the average sum of squared residuals is low, a model is formed that describes the color dependence of the metallic color in the measurement direction.

【表】 正反射角の近くで測定されたもう一つの測定を
加えると、L*単位で529.3から12.5に予測の平方
誤差の和を減少させる。このことは任意の方向に
おけるメタリツク色明度挙動が3つの選ばれた方
向での測定から良好に予想されうることを示して
いる。 より多数の測定角度を加えることによつて、ま
たはより多数の測定角度を使用してより高次の方
程式を用いることによつてより高い精度を達成さ
せることができる。しかしそのような手段はどれ
も二角度系よりも1つ多い角度測定を組み入れた
二次モデルを使用することによつて達成しうる精
度を顕著にしかも想外に上昇させるものではな
い。すなわち3つの適当に選択された測定方向は
最小測定努力に対してメタリツク色に関する最大
の情報を与えるための至適選択である。実施例デ
ータは明度値に対する至適結果を示す。同様の結
果が三刺激値(X,Y,Z)、知覚的色値(a*
b*,C,H)、色差値(△L*,△a*,△b*)また
はその他の三刺激値からの変換値に対して得られ
る。 塗膜の光学的特性づけに関するデータ収集にお
いては、種々の測定技術を使用できる。第1の技
術は光源および観測者または検出器の基準点を固
定し、そして対象物の位置を変動させる、対象物
調整反射(OMR)である。この技術はここに参
考として引用されている米国特許第3712745号明
細書に例示されている。 その他の2つの技術は検出器調整反射
(DMR)および照射源調整反射(IMR)である。
DMRにおいては、検出器を変動させ、一方光源
および対象物を固定させる。そしてIMRにおい
ては、照射源または光源を変動させ、一方検出機
および対象物は固定させる。 前記に論じられているようにデータの解析
(DMR使用により集められたもの)はメタリツ
ク塗膜中のゴニオクロマチツク効果の特性づけの
ための至適な測定組合せは、3つの角度、すなわ
ち(1)正反射角に近い角度、(2)正反射角から約45°
および(3)正反射角から遠い角度で行なわれた測定
よりなることが示された。一般に典型的なメタリ
ツク色に対しては、L*,C,H値の角依存性は
それがOMR,DMR,IMRまたはこれらのある
組合せのどれにより測定されたかには関係なく、
正反射角の近くから正反射角の遠い方向に規則的
に変動させた任意の一組の角度に対しては二次式
を有するものである。従つて、OMR,DMRま
たはIMRのどれが使用されようと3つの測定が
L*,C,Hの角依存性曲線を至適して特性づけ
ることができる。 第2図はDMRが使用された本発明の好ましい
実施の態様を表わす。入射光源を塗膜に対して
45°の角度に位置させる。光学的性質の測定のた
めに3つの検出機を3つの異なつた角度(正反射
角から測定して)に位置させる。 (1) 検出機No.1 15°(正反射角の近く) (2) 検出機No.2 45°(塗膜表面に垂直) (3) 検出機No.3 110°(正反射角から遠い) IMRまたはOMR使用の系に対して同一の角度
を選ぶことはできないかもしれないが当業者は適
当な角度を容易に決定することができる。 本発明の改善法を使用してメタリツク塗膜のみ
ならず任意のメタリツク粒子含有の表面例えば反
射性メタリツクフレークを含むプラスチツクを特
性づけすることができる。この改善法はL*,a*
およびb*値が標準に対して決定されている塗料
を色直しする場合に特に有用である。この場合、
一定の処方に従つて塗料バツチを製造する。この
バツチの塗装パネルを製作し、そしてそのL*
a*およびb*値を測定する。往々にして、顔料の
変化および顔料分散液の色ドリフトの故に、注意
して製造された場合でさえも塗料バツチは標準に
合わない。そのバツチの△L*,△a*および△b*
値を計算する。それらが許容しうる認容値の外に
ある場合には練り顔料の形状で顔料を添加するた
めの計算を行い、そしてそのバツチにこのミルベ
ースを加え、そして前記のようにして第2のパネ
ルを製作し、そしてその値を測定する。標準と塗
料バツチの間に許容しうる色マツチが現われるま
でこの工程をくりかえす。
Table: Adding one more measurement taken near the specular angle reduces the sum of squared errors of the prediction from 529.3 to 12.5 in L * units. This shows that the metallic color lightness behavior in any direction can be well predicted from measurements in three selected directions. Higher accuracy can be achieved by adding a larger number of measurement angles or by using a higher order equation using a larger number of measurement angles. However, none of such measures significantly and unexpectedly increases the accuracy that can be achieved by using a quadratic model incorporating one more angular measurement than a two-angle system. That is, three suitably selected measurement directions are the optimal choice for providing maximum information about the metallic color for minimum measurement effort. The example data shows optimal results for brightness values. Similar results are obtained for tristimulus values (X, Y, Z), perceptual color values (a * ,
b * , C, H), color difference values (ΔL * , Δa * , Δb * ) or other tristimulus values. Various measurement techniques can be used in collecting data regarding the optical characterization of coatings. The first technique is object modulated reflection (OMR), which fixes the source and observer or detector reference points and varies the position of the object. This technique is illustrated in US Pat. No. 3,712,745, which is incorporated herein by reference. Two other techniques are Detector Modified Reflection (DMR) and Irradiance Modified Reflection (IMR).
In DMR, the detector is varied while the light source and object are fixed. And in IMR, the irradiation or light source is varied, while the detector and object are fixed. As discussed above, analysis of the data (collected using DMR) shows that the optimal measurement combination for characterizing goniochromatic effects in metallic coatings is measured at three angles, namely (1 ) An angle close to the specular reflection angle, (2) Approximately 45° from the specular reflection angle
and (3) measurements made at angles far from the specular reflection angle. In general, for typical metallic colors, the angular dependence of L * , C, and H values is independent of whether it is measured by OMR, DMR, IMR, or some combination of these.
It has a quadratic expression for any set of angles that are regularly varied from near the specular angle to far from the specular angle. Therefore, whether OMR, DMR or IMR is used, the three measurements are
The angular dependence curves of L * , C, H can be optimally characterized. FIG. 2 represents a preferred embodiment of the invention in which a DMR is used. Incident light source against the paint film
Position it at a 45° angle. Three detectors are positioned at three different angles (measured from the specular angle) for the measurement of optical properties. (1) Detector No. 1 15° (near the specular reflection angle) (2) Detector No. 2 45° (perpendicular to the coating surface) (3) Detector No. 3 110° (far from the specular reflection angle) ) It may not be possible to choose the same angle for a system using IMR or OMR, but one skilled in the art can easily determine an appropriate angle. The improved method of the present invention can be used to characterize not only metallic coatings, but also any metallic particle-containing surface, such as plastics, including reflective metallic flakes. This improvement method is L * , a *
It is particularly useful when recoloring paints where the and b * values have been determined against a standard. in this case,
Manufacturing paint batches according to a certain recipe. I made this batch of painted panels, and the L * ,
Measure the a * and b * values. Often, even when carefully manufactured, paint batches do not meet standards because of pigment variations and pigment dispersion color drift. △L * , △a * and △b * of the batch
Calculate the value. If they are outside the acceptable tolerances, make calculations for adding pigments in the form of millbase and add this millbase to the batch and fabricate the second panel as described above. and measure its value. This process is repeated until an acceptable color match between the standard and the paint batch is achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はX,Y,Z三刺激値と正反射からの角
度との関係を示すグラフでありそして第2図は本
発明の方法を実施する好ましい分光光度系の略図
である。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between X, Y, Z tristimulus values and angle from specular reflection, and FIG. 2 is a schematic representation of a preferred spectrophotometric system for practicing the method of the invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 塗料の色彩定数を誘導するために分光光度計
による多角度測定を使用してメタリツクフレーク
を含有する塗膜の光学的性質を機器により特性づ
ける方法であつて、光学的に特性づけされるメタ
リツク塗膜に対して45°の照射角度で正反射角か
ら測定して15°、45°および110°の角度で実施され
る検出器調整反射技術を利用する3点多角度測定
を使用しそして塗膜のX,Y,Z三刺激値が次の
式 X=360830R(λ)E(λ)(λ)dλ Y=360830R(λ)E(λ)(λ)dλおよび Z=360830R(λ)E(λ)(λ)dλ (式中Rは反射係数データであり、、、
データは人の眼の感度に基づくデータであり、E
は光源からの照射であり、そしてλは360〜
830nmの可視光スペクトル中の波長の凾数であ
る) を使用して求められ、そして 明度(L*)、赤色性/緑色性(a*)、黄色性/
青色性(b*)彩度(C)および色相(H)に関
する塗膜の知覚的色彩値が次の式 L*=116(Y/Yo)1/3−16 a*=500〔(X/Xo)1/3−(Y/Yo)1/3〕 b*=200〔(Y/Yo)1/3−(Z/Zo)1/3〕 C=(a*2+b*21/2および H=tan-1(b*/a*) (式中、Xo,YoおよびZoは一定の照射に対す
る完全白色体の三刺激値であり、X,YおよびZ
は色に対する三刺激値である) を使用して決定されることを特徴とする、メタリ
ツクフレーク含有塗膜の光学的性質を機器により
特性づける方法。 2 メタリツク塗料を色直しする方法における1
つの段階である、メタリツク塗膜の光学的性質を
機器により特性づける前記第1項記載の方法。
[Scope of Claims] 1. A method for instrumentally characterizing the optical properties of coatings containing metallic flakes using multi-angle measurements with a spectrophotometer to derive color constants of the coating, comprising: A three-point multi-angle test using a detector calibrated reflectance technique performed at angles of 15°, 45° and 110° measured from the specular angle at an illumination angle of 45° for a metallic coating characterized by The X, Y , Z tristimulus values of the coating are determined using the following formula: (λ) dλ and Z = 360830 R (λ) E (λ) (λ) dλ (In the formula, R is reflection coefficient data,
The data is based on the sensitivity of the human eye, and E
is the illumination from the light source, and λ is 360 ~
830nm, which is the function of wavelength in the visible light spectrum), and brightness (L * ), redness/greenness (a * ), yellowness/
The perceptual color value of a paint film in terms of blueness (b * ) saturation (C) and hue (H) is calculated using the following formula: L * = 116 (Y/Yo) 1/3 -16 a * = 500 [(X/Yo) Xo) 1/3 - (Y/Yo) 1/3 ] b * = 200 [(Y/Yo) 1/3 - (Z/Zo) 1/3 ] C = (a *2 + b *2 ) 1/ 2 and H=tan -1 (b * /a * ) (where Xo, Yo and Zo are the tristimulus values of a perfectly white body for constant irradiation, and X, Y and Z
is the tristimulus value for color). 2. 1 in the method of recoloring metallic paint
2. The method of claim 1, wherein the optical properties of the metallic coating are characterized instrumentally in two steps.
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