JPS58102134A - メタリツク塗膜の色調測定方法 - Google Patents

メタリツク塗膜の色調測定方法

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JPS58102134A
JPS58102134A JP56202259A JP20225981A JPS58102134A JP S58102134 A JPS58102134 A JP S58102134A JP 56202259 A JP56202259 A JP 56202259A JP 20225981 A JP20225981 A JP 20225981A JP S58102134 A JPS58102134 A JP S58102134A
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Eikichi Uchimura
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MURAKAMI SHIKISAI GIJUTSU KENKYUSHO KK
Toyo Aluminum KK
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MURAKAMI SHIKISAI GIJUTSU KENKYUSHO KK
Toyo Aluminum KK
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/55Specular reflectivity

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  • Pathology (AREA)
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  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、メタリック噛鵬の色調一定力法に関し、特
に、3次元表角光−計を用いるメタリック論鵬の色調l
Il定方法に関する。
畢 メタリック塗膜は、メタリック愉鏑トよって得られる臆
鯛であり、その内部−造と入射光線の挙―を第11Iに
示す、すなわち、―讃内に金属鎖が一入されており、こ
れらがメタリック纏料として下地の上に**され、メタ
リック噛膿を形成している。愈馬粉としては、主に、ア
ルミニウム粉が用いられている。−讃としては、主に、
アクルリ樹脂が用いられている。第111は、非着色の
いわゆるシルバーメタリック塗膜の例を示したが、−讃
中に透明1色膿輯を混入すれば、着色メタリック塗膜が
形成される。瞼装方法は、静電**またはスプレィによ
る11羨方法等が用いられる。前記メタリック塗膜に入
射光線■が入射されると、その一部は#Ii反射光II
Sとして鎗躾S園から反射され、傭は*S内部に進入し
、金属粉からの反射光線MRとして反射される。この反
射光線MRは、金属物の状畷により、複雑な様相を呈す
る。もし愉購中に迩明着色麟料を含んでいれば、金属粉
からの反射光線MRは着色されたものとなる。
メタリック塗膜の内部−造と入射先棒の挙動は以上のと
おりであり、ll1lIの光線の変化によって色調、材
質lが微妙に冑化し、真機感、渋味、落着き鴫をもたら
し、通常の塗料であるソリッドカラーに見られないデザ
イン*mを発揮する。
メタリック塗膜は、前述のデザインI!lll!のゆえ
に、近年、幽−車の外@をはじめ、電気−一、事■機−
1輪密−一などに広く採用されており、しかも増加の〜
辿を辿゛りている。
一方、前述のようなメタリック塗膜の特性はその色調m
t7j法の困難さをもたらしていた。メタリック塗膜の
色調の数値化の試みばかなり駅前からなされてきたが、
メタリック塗膜の特性を1切に表現し得る測定方法はま
だ見つけられていなかった。このため、メタリック塗膜
の色調は、主に官能試験により目視によって評価されて
いたが、判定員の判定内容にバラツキがある、手間がか
かる、定量的でないなどの欠点があった。
この発明の目的は、メタリック塗膜の色調を定量的にし
かも鰭単に測定でき、ざらに1それによりて脅られる判
定内容が、正確な評価能力を有する判定員の@檎による
評価と一致するようなメタリック塗膜の色調霧室方法を
提供することである。
この発明は、要約すれば、3次元変角光変計を用い、メ
タリック塗膜の色調を、「光輝感」。
「明るさ」およびさらに好ましくは「方向性」の3つの
要素に分けて測定する方法である。
ここで、「光輝感」とは、メタリック塗膜への入射光線
が金属粉の表面から正反射光として強く反射され、これ
がためにm’s者の目にきらきらとしたlじを与える特
性をいい、きらきら感とも呼ばれている。「明るさ」と
は、メタリック塗購面の色彩を除いた明るさのことであ
り、これはシルバーメタリック塗膜の場合は白さとして
1価される。「方向性」とは、メタリック塗膜に対する
入射光および−IIIの位−関係が変化した際の視感の
変化度合を言い、70ツブ性とも呼ばれている。
メタリック塗膜の色調は、前記3要票を含めて、種々の
視覚的1mlからなり、単一の要素でその色調な*ii
iすることは困難であるといわれている。
メタリック塗膜の色調の測定方法がこれまで連層を見な
かった大きな理由は、これまで提案された大部分の方法
が、多くの要素を含むメタリック塗膜の色調を単一の数
値で表II L、ようとしたことに無理があったものと
推定される。
本発明者は、実験により、メタリック**の多くの視覚
的W素のうち、前記光輝感、明るさおよび方向性が臆要
な要素であること、さらに、これらに分けて色調を測定
すれば、判定員の目視評価においてもバラツキが少ない
ことを見出した。第1表、第2表および第3表の左側半
分は、それぞれ、光輝感、明るさおよび方向性の目視評
価を示す。各評価において、左端に試験された試料名を
、その右側に5人の判定員A、8.C,D、Eによる目
視評価順位を、さらにその右側に目視評価順位のバラツ
キおよび平均を示す、WA位の若い試料はど、それぞれ
、光輝感、明るさおよび方向性が大きいことを示す。こ
れらの実験結果は、それぞれ、目視評価においてバラツ
キが小さく、評価が正確に成されていることを示す。
この発明は、上記3I!素の判定を機械的に、定量的に
行なうものである。以下、この発明の寅篩例を、図面に
基づき説明する。
第2図は、この発明に用いる変角光度計を示す。
変角光度計は、光源および受光器を有し、被測定試料へ
の光束の入射角および当該試料からの反射光の受光角を
それぞれ独自に変角し得る3次元光学系の代表的なもの
であり、ゴニオフォトメータ(G oniophoto
meter)とも呼ばれている。表角光度針は、大きく
分けて、光11i ali 1 Bよび受光部3からな
り、受光8113の中に被測定試料2が設置される。試
料2および受光部3は、それぞれ独自に回転可能である
。光源部1は光1111を有する。
光源11は白色連続光源であり、タングステンランプ、
ハロゲンランプなどkより得られる。受光部3は光電子
増倍管などの受光器31を有する。
冗鎗11からの光は、拡散板、絞り、レンズなどによっ
て平行光となり、試料2に適する。試料2によって反射
された光は、レンズ、プリズム、絞り、拡散板などを通
って受光1131に適し、これによって、試料2の反射
光の強度が測定される。
第3図は、第2図の変内光度計における入射光束と試料
との関係を示す。試料2の受光点Pを含む面に入射光束
が入射している。受光点Pから試?42の表面に対して
垂直に立てた法線Hと入射光束とのなす角度θが入射角
となる。受光点Pと受光1131とを枯ぶ糠と洗練Hと
のなす角度φが受光角となる。受光角は、法線Hよりも
入射光束側を−(マイナス)とする。入射光束と受光1
131とのなす平面に対して垂直な平面から試料2が傾
く角度ξが傾斜内となる。傾いた場合の試料を2′ で
丞す。
まず、前記3111を測定する場合の共通の操作につき
説明する。入射角θを一定に保ち試料2に光を照射する
。入射光束と受光器とのなす平面内で受光器31を、試
料2の受光点Pと受光器との。
距離を一定に保ちつつ掃引する。これによって得られる
受光器31からの出力を一■とし、当該出力の受光内φ
に対する曲線を描くと、第4図に示すようなピークを有
する反射光分布曲線が得られる。各曲線は各試料を表わ
す。入射角θの大きさは、特に限定されないが、実験に
よれば、15″〜75″程度が好ましい。75°を越え
る場合は、塗膜表面の影響が大きくなり金属粉の影響が
検出しにくくなるからであり、15″未満では、入射光
束と受光器31とが近づきすぎ、機械的要因で、反射光
分布曲線の全体が取りにくくなるからである。以下に説
明する実測例は、すべて、入射角θは456のものを示
す。受光!I31の掃引は、反射光分布―纏の全体が取
れる程度受光角φを変化させればよい。通常は、受光角
が一15″〜856程濱が好ましい、また、掃引は少な
くとも1回以上行なう方が、正確な反射光分布曲線を得
るのに好ましい。
次に、光輝感を測定する第1のステップにつき釈明する
′。一定の傾斜角ξを予め定め、前述のようにして受光
!I31を掃引し、得られた反射光分布曲線の最大値を
測定する。これを試料を変えて、順次行なう。さらに、
別の傾斜角ξを定め、同様に各試料の最大値を測定する
。自動家内光度計GP−3R(株式会社村上色彩技術研
究所報)を使用し、傾斜角ξを2’、3°、8″および
10゜としたときの実測例を第1表の右半分に示す。実
測例1.2.3.4は、それぞれ、傾斜角ξを2’、3
’、8’、10”とした場合である。試料名は表の最左
端に示す。各傾斜角ξおよび各試料に対する反射光分布
曲線の最大値を測定値(単位はミリボルト)として示し
、さらに、その測定値の大きい方からの順位も示しであ
る。この実測値の順位と、先に説明した目視評価の順位
と比べてみる。傾斜角ξが2°のときは、試料51−1
48&:おいて、実測値の順位が、目視評価順位のバラ
ツキ範囲外となっている。このようなものを、実測値の
順位にO印を付して示す、傾斜角ξが30および8°の
ときは、実測値の順位は、すべての試料について、目視
評価順位のバラツキ範囲内に納まっている。傾斜角ξが
1011のときは、大半の試料につき、実測値の順位は
目視評価順位のバラツキの範囲外となっている。このこ
とは、傾斜内ξが3″以上8°以下の場合、反射光分布
曲線の最大値により、光輝感が定―的に、しかも正確に
測定できることを示すものである。この理由としては、
傾斜角ξが3°より小さい場合、金属粉からの反射光よ
り塗膜表面からの反射光の方が支配的になり、結局、樹
脂光沢を測定するようになり、光輝感の測定が不可能に
なるものと弯えられる。一方、光輝感の強い塗膜は、正
反射方向から離れるにつれて急激に反射光強度が低下す
るため、傾斜角ξが8°を越えると、反射光の最大値の
目視との相関性が低下することになるものと考えられる
次に、明るさを測定する第2のステップにつき説明する
。傾斜角ξを106.12°、25°および30°とし
たときの前述と同様の実測例を第2表の右半分に示す。
実測例5.6.7.8は、自動変角光度計GP−38(
株式会社村上色彩技術研大所製)を使用し、それぞれ、
傾斜角ξを10’、12°、25” 、30’とした場
合である。この実測値の順位と、先に説明した目視評価
の順位と比べてみる。傾斜角ξが10°のときは、半数
弱の試料(おいて、実測値の順位が、目視評価順位のバ
ラツキ範囲外となっている。III斜角ξが12°およ
び25@のときは、実測値の順位は、すべての試料につ
いて、目視評価順位のバラツキ範H内に納まっている。
傾斜角ξが30°のときは、半数の試料において、実測
値の順位が、目視評価順位のバラツキ範囲外となってい
る。このことは、傾斜角ξが12°以上256以下の場
合、反射光分布曲線の最大値により、明るさが定量的に
、しかも正確に測定できることを示すものである。この
理由としては、傾斜角ξが12°より小さい場合、光輝
感のlI累を多少検出するようになり、目視評価による
明るさとの相関性が小さくなることによるものと考えら
れる。一方、傾斜角ξが25″を越える場合、個々の塗
膜の反射光強度が非常に近似するようになり、目視との
相関性が小さくなるものと考えられる。
メタリックwI躾の色調測定(li15いては、前述の
光輝感および明るさの2!!素を測定することにより、
充分正確に色SU+++定を行なうことができるが、さ
らに正確さを得るためには、方向性をも測定することが
好ましい。そこで、方向性を測定する第3のステップに
つき説明する。前記第1のステップまたは第2のステッ
プによって得られる各試料に対する反射光分布曲線をグ
ラフ上に描き、当該曲線の中腹部のグラフ上の幅、たと
えば半値幅(最大値の半分の簡のところの曲線の幅)を
求める。傾斜角ξを3″および12″としたときの実測
例を第31[の右手−分に示す。実測例9,10は、そ
れぞれ、傾斜角ξを3”、−12°とした場合である。
半値幅を測定値(単位は1―)として示し、さらに、そ
の測定値の小さい方からの順位も示しである。半値幅の
小さい方が方向性が大となる。
この実測値の順位と、先に説明した目視評価の順位とを
比べてみる。傾斜角ξが3°および12゜のいずれの場
合においても、実測値の順位は、すべての試料について
、目視評価順位のバラツキ範囲内に納まっている。なお
、第3表には示さなかったが、傾斜角ξが、前記第1の
ステップにおけるものとM2のステップにおけるものと
を合せた角度である、3″〜25″においても、同様の
実測値の順位が帰られた。このことは、方向性は傾斜角
ξに依存するのではなく、半値幅のみに依存することを
示す。以上の測定結果により、反射光分布曲線の半−幅
によって、方向性が定量的に、しかも正確に測定できる
ことがわかる。
なお、前記第1のステップ、第2のステップおよび第3
のステップは、測定の順序を特定するものではない。
以上にように、この発明によれば、メタリック塗膜の色
調を光輝感、明るさおよびさらに好ましくは方向性に分
けて測定することにより、メタリック塗膜の色調を定量
的にしかも簡単で知1IIIlに測定でき、さらに、そ
れによって得られる判定内容が、正確な評価能力を有す
る判定員の目視による評−と一致するという213県が
ある。
【図面の簡単な説明】
第1allは、メタリック塗躾の内部構造と入射光線の
挙動を示す。第2図は、変角光度計を示す。 第3図は、第2図の変角光度計における入射光束と試料
との関係を示す。第4図は、反射光分布曲線を示す。 図において、1は光源部、11は光源、2゜2′は試料
、3は受光部、31は受光−である。 特許出願人 東洋アルミニウム株式会社第1wJ 第2図 第3図 →Y 手続補正書 昭和56年12月18日 特許庁長官殿 2 発明の名称 メタリック塗膜の色調測定方法 3、補正をする者 事件との関係    特許出願人 4代理人 住 所 大阪市北区天神橋2丁目3番9号 八千代第一
ビル6、補正の対象 明−書の特許請求のlll1の−および発明の詳細な説
明の― 7、補正の自書 (1) 特許請求のIisを別紙のとおり訂正する。 (2) 明輻−第2頁第20行の「アクルリ」を「アク
リル」に訂正する。 (3) 明細−第7貫第9行の「較り、レンズなど」を
[較りを通通しレンズ」に訂正する。 以上 2、特許請求の範囲 (1) 光源および受光器を有し、被測定試料への光束
の入射角および当咳試料からの反射光の受光角をそれぞ
れ独自に冑角し得る3次元光学系を用い、 入射光束と受光−とのなす平面に対して饅直な平面から
3″以上8″以下の傾斜角で傾斜させてメタリック塗膜
を有する試料を設置しておき、入射角を一定に保ち当談
試輯に光をjll射し、入射光束と受光器とのなす平園
内で受光器を当譲試料の受光器との距離を一定に保ちつ
つ掃引して得られる当談受光器からの出力の最大値によ
り、前記試料のメタリック噛躾の光輝感を測定する第1
のステップと、 前記傾斜角を12°以上25″以下としておき、前記と
同一の方法で受光−を掃引し、前記受光器からの出力の
最大値により前記試料のメタリック−膳の明るさを測定
する第2のステップとからなるメタリック線膜の色LL
LLa。 (2) 前記第1のステップまたは第2のステップによ
って得られる受光−からの出力に基づき、当談出力の受
光角に対する曲線を鵬き、当談−纏の中腹部の幅により
前記試料のメタリック線膜の方向性を測定する第3のス
テップをさらに備える、特許請求の範囲第1項記載のメ
タリック塗讃の色調測定方法。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 光■および受光器を有し、被測定試料への光束
    の入射角および!IIIIIEIIIからの反射光の受
    光角をそれでれ独自に直角し得る3次元光学系を用い、 入射光束と受光−とのなす平面に鱈して膿直な平■から
    3°以上86以下の傾斜角で傾斜さ電てメタリック噛膿
    を有する試料を設置しτおき、入射角を一定に保ち崖鎖
    試料に光を照射し、入劇光摩と!光量とのなt平閑内で
    受光−を崩談試料の受光−との距離を一定に保ちつつ掃
    引して脣られるwna*光器からの出力の最大値により
    、前記試料のメタリック峻膿の光輝感を一定するslの
    ステップと、 前記傾斜角を12”jX上25°以下としておき、前記
    と同一の方法で受光−を農用し、前記受光−からの出力
    の曇大鰺により前記試料のメタリック−膳の明るさを測
    定する第2のステップとからなるメタリック噛躾の色調
    方法。
  2. (2) 前記第1のステップまたは第2のステップによ
    って得られる受光−からの出りに基づき、ms出力の受
    光角に対する曲線を撫き、当該曲線の中腹部の幅により
    前記試料のメタリック塗膜の方向性を測定するI3のス
    テップをざらに働える、特許請求のIIs第1項記載の
    メタリック愉躾の白調一定方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6161042A (ja) * 1984-08-27 1986-03-28 イー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー メタリツク粒子含有表面の光学的性質を機器により特性づける方法
JP2007217680A (ja) * 2006-01-19 2007-08-30 Dainichiseika Color & Chem Mfg Co Ltd 塗料組成物および塗膜組成物
JP2009069138A (ja) * 2007-08-23 2009-04-02 Toyo Aluminium Kk メタリック塗膜の色ムラ評価方法

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