KR20080006642A - 보수용 도료를 맞추기 위한 컬러 클러스터링 기술 - Google Patents

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KR20080006642A
KR20080006642A KR1020077028268A KR20077028268A KR20080006642A KR 20080006642 A KR20080006642 A KR 20080006642A KR 1020077028268 A KR1020077028268 A KR 1020077028268A KR 20077028268 A KR20077028268 A KR 20077028268A KR 20080006642 A KR20080006642 A KR 20080006642A
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앨런 블레이스 조셉 로드리게스
존 폴 갈라게르
데이비드 에이치. 알만
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이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니
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Abstract

본 발명은 원래의 도료의 컬러에 맞춰질 수 있는 보수용 도료 조성을 결정하기 위한 컴퓨터 실행 방법을 사용하여 차량 또는 그의 부품의 손상된 도료 영역을 보수 또는 재도장하기 위한 방법에 관한 것이고, 이러한 방법에서, a) 맞춰져야 하는 원래의 도료의 컬러 데이터 값이 결정되고, b) 컬러 데이터 값은 센트로이드 및 각각의 센트로이드와 관련된 보수용 도료 조성을 각각 갖는 컬러 클러스터와 컬러 클러스터 데이터 베이스를 포함하는 컴퓨터 내로 입력되고, c) 원래의 도료의 컬러 데이터 값은 컴퓨터 실행에 의해 컬러 클러스터 내에 위치되고, 원래의 도료의 컬러 특징에 가까운 컬러 특징을 갖는 컬러 클러스터의 센트로이드와 관련된 보수용 도료가 얻어지고, d) 종래의 기술을 사용하여 손상된 도료 영역으로 단계 c)의 보수용 도료를 분사 도포하여, 보수용 도료의 컬러 특징을 차량의 손상되지 않은 원래의 도료에 맞춘다.
차량, 도료, 컬러 클러스터, 센트로이드, 컬러 데이터

Description

보수용 도료를 맞추기 위한 컬러 클러스터링 기술 {Color Clustering Technique for Matching Refinish Paints}
본 발명은 자동차, 트럭과 같은 차량 및 그의 부품의 수리 또는 보수 시에 보수용 도료의 컬러를 원래의 도료 컬러에 맞추기 위한 방법에 관한 것이고, 특히 본 발명은 컬러 클러스터링(color clustering)과 도료 셰이딩(paint shading) 및 혼합 기술을 이용하여 도료 컬러를 맞추기 위한 컴퓨터 실행 방법에 관한 것이다.
동일한 원래의 컬러 내에서의 차량 도료 컬러 가변성은 원장비 제조자(OEM)에 의해 사용된 도료 조성의 컬러 또는 도포 조건의 약간의 변동으로 인해 존재할 수 있다. 이러한 변동은 동일 차량 모델에 대해 주어진 컬러의 제조 장소마다 또는 제작 작업마다, 또는 심지어 특정 제작 작업 도중에 발생할 수 있다. 이러한 차이가 개별 차량에 대해 눈에 띄지 않을 수 있지만, 차이가 동일 차량의 후드 및 펜더와 같은 인접한 보디 패널 상에 존재할 때, 차이는 시각적으로 인지될 수 있다. 이러한 컬러 변동은 차체 수리점에서 우수한 컬러 맞춤을 획득하는 것을 어렵게 한다.
차체가 수리될 때, 수리 영역은 보통 재도장된다. 수리 컬러는 수리 영역이 관찰자에게 구별되지 않도록, 차량의 나머지 부분의 컬러와 맞춰져야 한다. 이용 가능한 보수용 도료는 종종 주어진 컬러 코드 내에서, 컬러가 대체로 차량마다 또는 심지어 차량의 부품마다 변하므로, 충분히 가까운 컬러 맞춤을 제공하지 않는다. 마무리 작업자는 소량의 색조를 첨가함으로써 도료의 컬러를 조정해야 하고, 이는 많은 경우에, 마무리 작업자가 허용 가능한 컬러 맞춤을 갖는 도료를 형성하기 위해 수회 반복하도록 요구한다.
많은 방법이 도료 맞춤 공정을 자동화하기 위해 고안되었다. 전형적인 방법은 도장 표면의 컬러 특징을 측정하고, 측정을 기존에 개발된 도료 조성과 관련된 컴퓨터 데이터베이스 내에서 보관된 것에 맞추는 장치(예를 들어, 분광광도계)를 사용한다. 이러한 방법에서, 컴퓨터 데이터베이스는 수리 설비에 위치된다. 보수 또는 재도장되는 차량의 도장 표면의 것에 가장 가까운 컬러 특징을 갖는 도료 조성이 도료를 조성하도록 선택되어 사용되고, 이는 그 다음 테스트 패널에 도포되고, 보수 또는 재도장되는 차량 상의 도료와 비교된다. 전형적으로, 이렇게 조성된 도료는 보수 또는 재도장되는 차량의 컬러에 적절하게 맞춰지지 않고, 컬러 맞춤이 얻어질 때까지 수동으로 조정되어야 한다. 이는 비효율적인 공정이고, 마무리 절차의 노동 비용에 현저하게 영향을 준다.
관련 방법이 미국 특허 제6,522,977호에 도시되어 있고, 이는 차량 상에 사용된 컬러와 관련될 수 있는 일련 번호를 포함하는 VIN(차량 식별 번호)을 사용하고, 차량의 손상된 도료를 보수 또는 수리하기 위한 도료를 조성하기 위해 사용될 수 있는 권장 도료 조성을 제공하는 중앙 컴퓨터에 그러한 일련 번호를 제공한다. 컬러 맞춤을 얻기 위해 도료 조성의 변경을 허용하는 방법이 제공된다.
다른 전통적인 접근은 모든 컬러의 컬러 칩 및 이용 가능한 이러한 컬러에 대한 대체물을 제공하는 것이다. 컬러 칩은 단순히 이용 가능한 도료 또는 컬러 조성을 나타내는 컬러 코팅 패널이다. 마무리 작업자는 그 다음 목표 컬러 범위를 선택하여, 컬러 칩의 라이브러리로부터 가장 잘 맞춰진 도료 조성을 선택할 수 있다. 불행하게도, 이러한 접근은 소비자가 컬러 칩에 대해 지불할 것을 예상하지 않으므로, 도료 공급자에 대해 매우 비경제적이다. 또한, 컬러 칩 준비 공정에서의 변동으로 인해, 컬러 칩은 때때로 사용자에 의해 분사되는 실제 목표 컬러와 컬러 특성이 다르다.
또 다른 접근은 분광광도계 기반 컬러 맞춤 시스템(예를 들어, 듀퐁 크로마비전(DuPont ChromaVision®))이다. 이러한 시스템은 맞춰지는 도료의 컬러를 측정하고, 컬러 맞춤을 제공하기 위한 조성을 계산한다. 그러나, 이러한 전술한 시스템은 컬러 맞춤의 정확한 시각적 디스플레이를 제공하지 않는다. 컬러 클러스터 디스플레이의 추가는 조성자가 컬러 맞춤에 있어서 더 큰 신뢰를 갖게 한다. 또한, 이러한 시스템이 대체로 고가이므로, 많은 사용자는 그러한 높은 가격을 지불할 의사가 없다.
미국 특허 출원 공보 제2002/0184171 A1호는 "인공 지능 기반 클러스터 모델을 사용하여 컬러 값을 편성하기 위한 시스템 및 방법"을 설명한다. 이는 신경망 및 퍼지 로직을 포함하는 인공 지능 방법의 사용은 개시하지만, 컬러 맞춤을 실행하기 위한 구체적인 방법은 개시하지 않는다. 이는 각각의 컬러 그룹과 관련된 조 성은 개시하지만, 재도장되는 차량의 컬러를 컬러 클러스터의 센트로이드(centroid)에 대응하는 조성에 맞추는 것은 제안하지 않는다.
보수용 도료 공급자는 종종 주어진 차량 컬러의 모든 변동을 맞추기 위한 대체 조성을 제공한다. 각각의 이러한 조성은 또한 컬러의 시각적 점검을 위해 컬러 칩에 의해 수반될 수 있다. 전형적으로, 도료 제조자는 많은 차량으로부터 차량 부품을 수집하고, 이들을 시각적으로 조사하여, 대체물을 어디에 위치시킬지 결정한다. 시각적 판단은 주관적이며 느리다. 너무 많은 대체물이 제공되면, 보수 작업자가 최적의 대체물을 선택하는 것이 혼란스럽고 어렵다. 너무 적으면, 이는 모든 차량의 맞춤을 허용하기에 적절하지 않을 수 있다. 대체물의 개수 및 그의 컬러 위치를, 그러한 컬러의 모든 차량이 대체물들 중 하나와 분사 도포 혼합 기술을 사용하여 보수 작업자에 의해 맞춰질 수 있도록, 최적화하기 위한 객관적인 방법에 대한 필요성이 있다.
차량 또는 그의 부품의 보수 또는 재도장 시에 최적으로 컬러가 맞춰진 도료를 선택하는데 있어서 수리 설비 내에서 마무리 작업자를 보조하는 컴퓨터 실행 방법에 대한 필요성이 있다. 이러한 방법은 예를 들어 상이한 제조 장소로부터 또는 역과 항만과 같은 국가로의 진입 지점으로부터 발생하는 차량의 원래의 컬러의 컬러 변동을 특징짓기 위해 차량 또는 차량 부품 상의 도료의 기기에 의한 다중각 컬러 측정(표준 CIE L*, a*, b* 값)을 이용해야 한다. 그러한 방법은 도료로 조성되었을 때, 재도장 또는 보수되는 차량 또는 부품의 원래의 컬러를 맞추기 위해 표준 도포 기술을 사용하여 도포될 수 있는 최적의 도료 조성을 얻기 위해 양호하게는 컴퓨터 시스템을 사용하여 이러한 측정을 이용할 필요가 있다.
본 발명은 손상된 도료 영역의 수리를 위해 사용되는 보수용 도료를 형성하고 원래의 도료의 컬러를 맞추기 위해 사용되는 컬러 맞춤 보수용 도료 조성을 결정하기 위한 컴퓨터 실행 방법을 사용하여 차량 또는 그의 부품의 손상된 도료 영역의 보수 또는 그의 재도장을 위한 방법에 관한 것이고,
이 방법은,
a) 맞춰져야 하는 원래의 도료의 컬러 데이터 값을 결정하는 단계와,
b) 센트로이드 및 컬러 클러스터의 각각의 센트로이드와 관련된 보수용 도료 조성을 각각 갖는 컬러 클러스터와 컬러 클러스터 데이터베이스를 포함하는 컴퓨터 내로 컬러 데이터 값을 입력하는 단계와,
c) 컴퓨터 실행에 의해 원래의 도료의 컬러 데이터 값을 컬러 클러스터 내에 위치시키고, 원래의 도료의 컬러 특징에 가까운 컬러 특징을 갖는 컬러 클러스터의 센트로이드와 관련된 보수용 도료 조성을 식별하여, 그러한 컬러 특징을 갖는 보수용 도료를 얻는 단계와,
d) 단계 c)의 보수용 도료를 사용하고, 종래의 분사, 혼합, 및 셰이딩 기술을 사용하고 보수용 도료를 건조 및 경화시켜서, 작업자에 의해 손상된 도료 영역으로 보수용 도료를 분사 도포하여 보수용 도료의 컬러 특징을 차량의 손상되지 않은 원래의 도료에 맞추는 단계를 포함한다.
도1은 컬러 클러스터 및 컬러 클러스터에 대한 센트로이드를 형성하기 위한 단계를 도시하는 블록도이다.
도2는 전형적인 차량 보수 또는 재도장을 위한 컬러 맞춤 도료를 얻기 위한 단계를 도시하는 블록도이다.
도3A 내지 도3C는 준정반사각(15°)-도3A, 정면각(45°)-도3B, 및 배면각(110°)-도3C에 대한 예1의 데이터의 단일 클러스터를 도시한다.
도4A 내지 도4C는 각각의 준정반사각(15°)-도4A, 정면각(45°)-도4B, 및 배면각(110°)-도4C에 대한 예1의 데이터의 2개의 클러스터를 도시한다.
도5A 내지 도5C는 각각의 준정반사각(15°)-도5A, 정면각(45°)-도5B, 및 배면각(110°)-도5C에 대한 예1의 데이터의 2개의 클러스터에 대한 센트로이드를 도시한다.
본 발명의 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 읽음으로써 당업자에 의해 더 쉽게 이해될 것이다. 명확하게 하기 위해 개별 실시예들의 맥락에서 전술 및 후술되는 본 발명의 그러한 특정 특징들은 단일 실시예 내에서 조합되어 제공될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 역으로, 간략하게 하기 위해 단일 실시예의 맥락에서 설명되는 본 발명의 다양한 특징들은 분리되어 또는 임의의 하위 조합으로 제공될 수도 있다. 또한, 단수 표시는 문맥이 구체적으로 달리 기술하지 않으면, 복수를 또한 포함할 수 있다 (예를 들어, "하나"는 하나, 또는 하나 이상을 지칭할 수 있다).
본 출원에서 규정되는 다양한 범위 내의 수치 값들의 사용은 명확하게 달리 표시되지 않으면, 기술된 범위 내의 최소 및 최대 값이 "약"이라는 단어가 선행되는 것처럼, 근사적으로 기술된다. 이러한 방식으로, 기술된 범위의 위와 아래로의 약간의 변동은 범위 내의 값과 실질적으로 동일한 결과를 달성하도록 사용될 수 있다. 또한, 이러한 범위의 개시는 최소 및 최대 값들 사이의 모든 값을 포함하는 연속적인 범위로서 의도된다.
본 명세서에서 참조되는 모든 특허, 특허 출원, 및 공보는 전체적으로 참조되었다.
본 발명은 도료를 맞추는 데에, 특히 차량의 도료를 맞추는 데에 유용하다. "차량"은 자동차, 소형 트럭, 중형 트럭, 준트럭, 트랙터, 모터사이클, 트레일러, ATV(전지형차), 픽업 트럭을 포함하고, 자동차 보디, 자동차 하청 업체에 의해 제조 및 도장되는 임의의 모든 품목, 프레임 레일, 상용 트럭과, 음료차 보디, 다용도차 보디, 레미콘 수송 차량 보디, 폐기물 운반 차량 보디 및 소방차 보디를 포함하지만 그에 제한되지 않는 트럭 보디와, 그러한 트럭 보디에 대한 임의의 잠재적인 부착구 또는 구성요소와, 버스, 영농 및 건설 장비, 트럭 캡 및 커버, 상용 트레일러, 소비자 트레일러와, 이동 주택 버스, 캠핑카, 개조 밴, 밴, 여가용 차량, 여가용 설상차, 전지형차, 개인용 선박, 모터사이클, 보트 및 항공기를 포함하지만 그에 제한되지 않는 레저용 차량을 포함한다. 또한, 산업용 및 상업용의 신규한 구조물 및 그의 유지·보수, 시멘트 및 목재 바닥, 사무용 빌딩 및 주택과 같은 상 업용 및 주거용 구조물의 벽, 놀이 공원 장비, 콘크리트 표면, 목재 기판, 선박 표면과, 다리, 타워와 같은 실외 구조물, 코일 코팅, 철도 차량, 기계, OEM 공구, 표지판, 유리 섬유 구조물, 스포츠 용품, 및 스포츠 장비가 포함된다.
CIE L*, a*, b* 색좌표 값은 미국 특허 제4,917,495호에 도시된 바와 같은 휴대용 색도계 또는 미시간주 그랜드빌의 엑스 라이트 인코포레이티드(X Rite Incorporated)의 분광광도계, 예를 들어 엑스 라이트 SP64 분광광도계와 같은 종래의 기본적인 컬러 측정 기기에 의해 판독되는 표준 값이다.
"컬러 클러스터"는 동일한 도료 컬러의 차량들의 그룹의 측정으로부터 취해지는 L*, a*, b* 데이터 값의 클러스터를 지칭한다.
센트로이드는 종래의 분사, 혼합, 및 셰이딩 기술에 의해 컬러 클러스터 내의 원래의 도료 컬러에 맞춰질 수 있는, 도료 조성이 컴퓨터 실행에 의해 계산되는 컬러 클러스터의 중심을 의미한다.
"클러스터 분석"은 클러스터를 형성하고, 클러스터의 크기(직경) 및 하나의 클러스터의 다른 클러스터에 대한 관계를 결정하기 위해 사용되는 절차이다. 클러스터 분석은 본 명세서에서 전체적으로 참조된, "클러스터 분석", 설명서, 엔. 브래첼(N. Bratchell), 계량분석화학 및 지능 연구 시스템(Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems) 제6호 (1989), 105-125에서 더욱 상세하게 설명되어 있다. 다른 유용한 참고 문헌은 본 명세서에서 전체적으로 참조된, "클러스터링 방법 및 컴퓨터 화학에서의 사용", 괴프 엠. 다운(Goeff M. Down), 존 엠. 바 나드(John M. Barnard), 컴퓨터 화학의 고찰(Reviews In Computational Chemistry) 제18호 (2002), 1-40이다.
"색역"은 특정 색공간 내에서 또는 특정 장치 상에서 재현될 수 있는 컬러의 범위이다.
"색역 시각화 장치"는 스크린 상에 L*, a*, b* 색좌표 값을 시각적으로 재현하여 컬러 클러스터를 보여주기 위해 이용되는 기기이고, 본 명세서에서 전체적으로 참조된, 2004년 5월 27일자로 공개된 미국 특허 출원 공보 제2004/0100643 A1호에 설명되어 있다.
도료의 컬러는 가시 균일 색공간 내의 좌표이며 국제 일러스트레이션 협회(International Committee of Illustration)에 의해 규정된 다음의 방정식에 의해 X, Y, 및 Z의 3자극 값에 관련된 L*, a*, 및 b* 값으로 설명된다.
L*은 밝기 축을 정의한다.
L* = 116(Y/Yo)1/3-16
a*는 적록색 축을 정의한다.
a* = 500[(X/Xo)1/3(Y/Yo)1/3]
b*는 황청색 축을 정의한다.
b* = 200[(Y/Yo)1/3-(Z/Zo)1/3]
여기서, Xo, Yo, 및 Zo는 주어진 발광체에 대한 완벽한 백색의 3자극 값이고,
X, Y, 및 Z는 컬러에 대한 3자극 값이다.
3차원 색공간이 특정 컬러 특징 또는 컬러 속성의 측면에서 컬러를 정의하도록 사용될 수 있다는 것이 대체로 잘 수용된다. 일반적으로 L*, a*, b*, 및 Lab으로도 불리는 CIELAB는 컬러가 3차원 직교 좌표계 내에 위치되는, 독립된 색공간을 도시하는 균일한 장치이다. 3개의 차원은 밝기(L), 적록도(a), 및 황청도(b)이다. 도3A를 참조하면, 도면에서 L*인 흑백 축은 밝기 속성의 시감 강도 또는 정도의 스케일을 나타내고, 수직축으로서 도시되어 있다. a*인 적록색 축은 적록색 출현의 스케일을 나타내며 도면의 평면에 대해 직교하는 축이고, b*인 황청색 축은 황청색 출현의 스케일을 나타내며 수평 축이다. 각각의 3개의 축의 구성은 본 명세서에 도시된 도3A - 도3C, 도4A - 도4C, 및 도5A - 도5C의 각각에서 동일하다. 컬러의 a*-b* 축 위치의 조합 내에 포함된 정보는 색상 및 포화도로서 공지된 색 속성을 나타낸다. 색상은 L* 축에 대한 위치에 따라 변하고, 채도는 L* 축으로부터의 거리에 따라 변한다.
채도 =
Figure 112007087085199-PCT00001
색상 =
Figure 112007087085199-PCT00002
; 이는 색상각으로 지칭된다.
그러므로, 컬러 속성의 완전한 세트 또는 그룹, 또는 L*, a*, b* 색공간 내의 밝기(L*), 적록색(a*), 및 황청색(b*)을 포함하는 좌표를 정의하는 속성은 색공간 내에서 컬러 지점 또는 위치를 완전하게 정의한다. 본 명세서에서 일반적으로 사용될 때, "컬러"라는 용어는 3차원 색공간 내의 모든 3개의 차원 또는 축을 고려한 컬러 속성 또는 대응하는 좌표의 하나 이상의 완전한 세트 또는 그룹에 의해 완전하게 정의되는 것으로 이해되어야 한다.
컬러는 보통 컬러 표준에 대해 판단되고, 컬러 측정은 그러한 표준에 대한 컬러 차이로서 표현된다.
ΔL* = L*샘플 - L*표준
Δa* = a*샘플 - a*표준
Δb* = b*샘플 - b*표준
ΔC* = C*샘플 - C*표준
전체 컬러 차이는 다음과 같이 표현된다.
Figure 112007087085199-PCT00003
색상 차이는 색상각 차이보다는 계량 색상 차이로서 표현된다.
Figure 112007087085199-PCT00004
또는
Figure 112007087085199-PCT00005
여기서, a* sb* b > a* bb* s ⇒ k = 1; 그렇지 않으면, k = -1.
첨자 s 및 b는 표준 및 샘플을 지칭한다.
CIELAB 공간의 변환은 이를 시각적 평가와 더 잘 일치하게 만들기 위해 공지되었다. 일반적인 방정식은 다음과 같다.
Figure 112007087085199-PCT00006
CIE94 색공간은 다음의 파라미터를 정의한다.
SL = 1.0 (단색)
SL = 0.034L*; L* ≤ 29.4이면, SL = 1.0 (각도 의존성(gonioapparent) 컬러)
SC = 1 + 0.045C* ab
여기서, C* ab= SQRT(C* 표준·C* 샘플)
SH = 1 + 0.015C* ab
파라미터 인자(KL:KC:KH = 1:1:1)는 대체로 만족스럽다.
다른 일반적으로 사용되는 색공간은 CMC 및 CIEDE2000이다.
컬러는 다양한 반사각(L(θ), a(θ), b(θ))에서 추가로 설명될 수 있고, 여기서 θ는 정반사 방향으로부터 측정된 특정 반사각이다. 상업용 다중각 색도계 및 분광광도계가 1회 판독 시에 여러 각도에서의 L*, a*, 및 b* 값을 측정하는데 널리 이용될 수 있으며 유용하다. 기기는 종종 복수의 조명각을 포함하여, 5 - 10개의 측정각을 허용한다. 양호하게는, 다음의 각도가 사용된다: 맞춰지는 컬러가 금속성 또는 펄(pearl) 플레이크를 함유할 때 정반사각으로부터 측정된 15°, 45°, 및 110°. 단색 컬러에 대해, 45°각도가 충분하거나, 모든 각도에서 반사되는 광을 포함하는 확산 측정도 가능하다.
예를 들어 분광광도계, 컬러 칩, 대체 보수용 컬러 조성을 사용하여 맞춤 보수용 도료 조성을 개발하기 위한 전술한 종래 기술의 방법은 대체로 사용될 수 있는 많은 수의 도료 조성을 생성했고, 보수 작업자가 도료가 컬러가 맞춰질 수 있게 하는 임의의 수준의 보장으로 가장 가까운 컬러 맞춤 도료 조성을 선택하는 것을 매우 어렵게 만들었다. 종종, 패널 분사 테스트 작업이 이루어졌고, 맞춤이 얻어질 수 없으면, 조성은 약간 조정되거나, 다른 조성이 더 가까운 맞춤을 제공하기 위해 선택된다. 본 발명의 공정은 대체로 선택을 위한 색공간 내에서 최적화된 몇 가지 조성만을 제공하고, 공정은 보수 작업자가 결과적인 보수용 도료의 컬러가 표준 도포 기술을 사용하여 원래의 도료에 컬러가 맞춰질 수 있게 하는 높은 수준의 보장을 갖는 도료 조성의 선택을 허용한다.
본 발명은 손상된 도장 차량 기판을 보수하거나, 전체 차량 또는 자동차 펜더, 도어 패널 또는 다른 부품과 같은 부품을 재도장하기 위해 사용되는 보수용 도료의 컬러 맞춤을 결정하기 위한 방법을 제공한다. 자동차 또는 트럭과 같은 손상되지 않은 차량의 도료에 대한 원래의 도료 컬러 다중각 데이터(CIE L*, a*, b* 값)는 3개의 각도, 양호하게는 15°, 45°, 및 110°에 대해 결정된다. 컴퓨터 실행에 의해, 데이터는 맞춰져야 하는 특정 도료 컬러에 대해 적어도 30대의 차량 상에서 동일한 각도에서 측정된 데이터로부터 생성된 컬러 클러스터와 비교되어 그 안에 위치되고, 그러한 컬러 클러스터의 센트로이드에 대한 보수용 도료의 도료 조성이 실험실에서 식별되어 개발된다. 보수용 도료는 센트로이드에 대한 조성에 따라 조성된다. 이러한 보수용 도료는 숙련된 작업자에 의해 분사 도포될 때, 작업자가 보수용 도료를 표준 분사, 혼합, 및 셰이딩 기술을 사용하여 손상되지 않은 원래의 도료의 컬러를 맞추도록 도포하는 것을 허용한다. 플레이크 함유 도료에 대해, 시각적 비교가 플레이크, 예를 들어 컬러 플롭, 플레이크 스파클 및 조직의 출현이 허용 가능한지를 결정하기 위해 보통 요구된다. 도포된 보수용 도료는 이후에 표준 기술을 사용하여 건조되고 경화된다.
본 발명의 공정을 실시하기 위해, 컬러 클러스터 데이터베이스가 차량의 특정 컬러에 대해 개발되어야 한다. 동일 제조 설비 및 상이한 제조 설비로부터의 컬러 변동이 있으므로, 컬러 데이터(L*, a*, b* 값)는 상이한 위치로부터 상이한 시 간에 만들어진 적어도 30대의 차량에 대해 얻어져야 한다. 해외에서 제조된 차량에 대해, 측정은 대규모의 차량이 집합되는 수입 항만, 역, 및 유사한 장소에서 이루어진다.
컬러 클러스터의 체적을 결정할 때, 클러스터 내의 모든 데이터 지점은 클러스터의 센트로이드의 조성을 사용하여 종래의 혼합 기술에 의해 컬러가 맞춰질 것이다. 클러스터는 컬러의 3개의 차원 및 그가 측정되는 복수의 각도를 허용하는 다차원 색공간 내에서 맵핑된다. CIE94와 같은 시각적으로 균일한 색공간의 사용은 동일하게 가중되는 색공간의 3개의 차원을 허용한다. 혼합 가능한 컬러 맞춤 도료에 대한 컬러 클러스터의 체적을 결정할 때, 소비자 선호에 대한 측정 각도를 가중하는 것이 바람직할 수 있다. 복수의 측정 각도는 소비자 선호를 허용하도록 가중된다. 예를 들어, 차량에 접근하여 특히 수평 표면 상에서 도료 수리의 컬러 허용성을 판단할 때, 110° 각도가 가장 눈에 띄고, 최고로 가중되어야 한다. 다른 한편으로, 몇몇 소비자는 광원의 반사의 거울 또는 정반사 각도에 매우 가까이에서 관찰될 때의 컬러 맞춤을 크게 강조한다. 그러한 경우에, 15°각도가 더 높게 가중되어야 한다.
도1은 컬러 클러스터 및 컬러 클러스터의 센트로이드를 형성하고 센트로이드에 대한 맞춤 도료 조성을 계산하기 위한 절차를 도시하는 블록도이다. 도1의 박스(11)는 주어진 컬러에 대해, L*, a*, b* CIE 컬러 값이 전술한 색도계 또는 분광광도계와 같은 컬러 측정 기기를 사용하여, 지붕 또는 후드와 같은 전형적으로 수평 표면 및 측면 도어 또는 측면 패널과 같은 수직 표면 상에서, 차량 상의 적어도 2개의 상이한 위치에서 적어도 30대의 차량에 대해 측정되고, 3개의 상이한 각도, 양호하게는 15, 45, 및 110°에서 측정되는 것을 보여준다.
도1의 박스(12)는 L*, a*, b* 값이 컴퓨터 내로 입력되고, 프로그램이 도3A에 도시된 바와 같은 L*, a*, b* 좌표를 갖는 3차원 그래프를 제공하는 것을 보여준다. 도3A는 L*, a*, b* 값의 단일 클러스터를 도시한다. 도1의 박스(13)는 컴퓨터 프로그램의 도움으로, 컬러 클러스터가 결정되는 것을 보여준다. 전형적인 컬러 클러스터는 도4A - 도4C에 도시되어 있다. 도1의 박스(14)는 각각의 컬러 클러스터의 센트로이드가 클러스터 분석 기술을 사용하여 컴퓨터 프로그램의 도움으로 결정되는 것을 보여준다.
색역 시각화 장치가 도3A - 도3C, 도4A - 도4C, 및 도5A - 도5C에 도시된 바와 같이 데이터를 표시하도록 사용된다.
컴퓨터 프로그램은 컬러 클러스터의 크기, 클러스터의 개수, 클러스터와 각각의 클러스터의 센트로이드 사이의 거리를 결정하기 위해 클러스터 분석 기술을 이용한다.
클러스터 분석 기술은 상기의 문헌, 엔. 브래첼의 "클러스터 분석" 및 괴프 엠. 다운 및 존 엠. 바나드의 "클러스터링 방법 및 컴퓨터 화학에서의 그의 사용"에 상세하게 설명되어 있다. 이러한 문헌으로부터, 당업자는 컬러 클러스터, 컬러 클러스터의 크기 및 직경, 컬러 클러스터와 각각의 컬러 클러스터의 센트로이드 사이의 거리를 결정하기 위해 사용되는 유용한 컬러 클러스터링 기술을 쉽게 결정할 수 있다.
도1의 박스(15)는 각각의 컬러 클러스터의 센트로이드의 L*, a*, b* 컬러 값을 맞추는 보수용 도료 조성이 계산되는 것을 보여준다. 이러한 컬러 값을 갖는 보수용 도료는 숙련된 기술자에 의해 실험실에서 조성되고, 차량을 보수 또는 수리하는 사람에게 이용될 수 있다.
신규한 차량 컬러가 도입되면, 보수용 도료 공급자는 컬러 표준을 받는다. 이러한 표준은 시각적 방법 또는 데이터매치(Datamatch®; 뉴욕주 로렌스빌의 데이터컬러(Datacolor))와 같은 상업용 컴퓨터 컬러 맞춤 프로그램을 통해 맞춰질 수 있다. 센트로이드의 컬러 값과 이러한 제1의 맞춤 사이의 컬러 차이는 그 다음 본 명세서에서 전체적으로 참조된 1972년 9월 12일자로 허여된 암스트롱 등의 미국 특허 제3,690,771호에 개시된 바와 동일한 상업용 소프트웨어 또는 방법을 사용하여 조정될 수 있다. 다른 상업적으로 이용 가능한 컬러 셰이딩 프로그램은 미국 뉴욕주 뉴 윈저의 그레탁맥베쓰 엘엘씨(GretagMacBeth LLC)로부터 구입 가능하다.
본 발명의 신규한 공정의 중요점은 원래의 도료 컬러가 컬러 클러스터 내에 들면, 컬러 클러스터의 센트로이드로부터 직접 도출된 도료 조성이 표준 분사, 혼합, 및 셰이딩 기술을 사용하여 숙련된 기술자에 의해 보수되는 차량의 원래의 도료에 맞춰질 수 있다는 것이다.
도2는 개발된 컬러 클러스터 및 컬러 클러스터의 센트로이드에 대해 관련된 보수용 도료 조성을 사용하여 차량을 수리 또는 재도장하기 위한 컬러 맞춤 보수용 도료를 얻기 위한 절차를 도시한다. 보수 또는 재도장되어야 하는 차량 상의 원래의 도료의 L*, a*, b* 값은 기술자에 의해 측정된다 (도2의 박스(21)). 이러한 값은 원래의 컬러에 관련된 컬러 클러스터의 센트로이드에 대한 도료 조성을 포함하는 프로그램을 탑재한 컴퓨터 내로 입력되고, 프로그램은 원래의 도료의 L*, a*, b* 값에 기초하여 원래의 도료가 위치된 컬러 클러스터를 결정한다 (도2의 박스(22)). 컴퓨터 프로그램의 도움으로, 이러한 컬러 클러스터의 센트로이드에 대한 도료 조성이 결정되고, 도료 조성이 제공되고, 관련 보수용 도료가 식별된다 (도2의 박스(23)). 보수용 도료는 실험실에서 개발되고, 식별되어 기술자에게 제공되고, 기술자는 그 다음 이를 수리되는 차량에 도포한다. 기술자는 종래의 도료 분사, 혼합 및 셰이딩 기술을 사용한다. 분사는 보수용 도료를 차량에 도포하여, 차량의 원래의 컬러를 맞춘다 (도2의 박스(24)). 도료는 그 다음 종래의 기술을 사용하여 건조되고 경화된다 (도2의 박스(25)).
다음의 다른 대안적인 방법은 재도장 또는 보수되는 차량의 원래의 마무리 컬러를 맞추기 위해 사용될 수 있다.
센트로이드가 상기 절차를 사용하여 개발된다. 각각의 센트로이드에 대해 개발된 각각의 보수용 도료에 대한 컬러 칩이 그 다음 준비된다. 컬러 칩은 보수용 도료로 코팅되고 건조 및 경화된 기판을 포함한다. 준비되는 차량의 원래의 도료를 맞추기 위해, 기술자는 컬러 칩을 원래의 도료 상에 물리적으로 위치시키고, 가장 가까운 컬러 맞춤을 선택하고, 종래의 분사 도포 컬러 맞춤 기술을 사용하여 그러한 도료를 도포한다.
이는 제조자가 대체 보수용 도료 조성을 맞추는 일련의 컬러 칩을 제공하는 현재의 컬러 맞춤 절차와 대조적이다. 칩은 보수되어야 하는 원래의 도료 영역에 밀접하게 위치되고, 가장 가까운 칩이 선택되고, 칩에 의해 제시되는 보수용 도료가 수리를 위해 사용된다. 그러한 수리는 칩의 컬러 위치가 최적화되지 않으므로, 이용 가능한 대체 보수용 도료 조성에 의존하여 원래의 컬러를 맞추거나 그렇지 않을 수 있다.
현재 사용되는 다른 절차는 도료 공급자가 제조되는 OEM 도료의 원래의 컬러를 맞추는 보수용 도료에 대해서만 칩을 제공하고, 이용 가능한 보수용 도료의 대체 설명이 제공되는 것이다. 보수 작업자는 제조된 원래의 도료를 제시하는 칩을 위치시키고, 예를 들어 준정반사각에서 더 밝고 녹색이며 배면각에서 더 어두운, 맞춰져야 하는 차량 상의 도료의 차이를 판단하고, 이용 가능한 대체 도료 조성의 설명에 대해 그러한 정보를 맞추고, 가장 가까운 대체물을 선택한 다음 수리되는 차량의 컬러의 분사 맞춤을 시도한다. 그러한 기술은 보수 작업자의 판단 및 이용 가능한 대체 도료 조성에 의존하여, 적절한 컬러 맞춤을 제공하거나 그렇지 않을 수 있다.
본 발명에 따른 다른 기술은 분광광도계 기반 컬러 맞춤 시스템, 예를 들어 듀퐁 크로마비전®을 사용하는 것이다. 보수 작업자는 원래의 도료로부터의 L*, a*, b* 컬러 값을 전술한 컬러 맞춤 시스템 내로 입력하거나 측정하고, 맞춤에 이용 가 능한 보수용 도료가 원래의 도료의 컬러 값이 포함된 센트로이드에 대해 제공되고, 기술자는 종래의 분사 컬러 맞춤 기술을 사용하여 도료를 도포한다.
분광광도계를 사용하는 현재의 절차에서, 보수되어야 하는 차량의 컬러가 측정되고, 차량의 컬러를 맞추기 위해 가장 가까운 대체 도료 조성을 찾기 위한 검색이 수동으로 또는 컴퓨터에 의해 수행된다. 가장 가까운 맞춤 대체 도료 조성을 결정할 때 소정의 소비자 선호와 일치하도록 각각의 각도에서의 컬러 차이 측정을 상이하게 가중하는 것이 가능하다. 이용 가능한 대체 도료 조성에 의존하여, 허용 가능한 컬러 맞춤은 컬러 위치가 최적화되지 않으므로, 달성되거나 그렇지 않을 수 있다.
본 발명의 신규한 공정은 표준 안료형 모노코트, 클리어코트/안료형 베이스코트 또는 3중 코팅 마무리 도장을 갖는 차량 상의 마무리 도장을 맞추기 위해 사용될 수 있고, 단색 컬러는 물론 금속성 플레이크 및/또는 특수 효과를 부가하는 안료를 함유하는 코팅을 맞추기 위해 사용될 수 있다.
본 발명은 또한 다음의 예에서 한정된다. 이러한 예는 단지 예시적으로 제공된다는 것이 이해되어야 한다. 상기 설명 및 이러한 예로부터, 당업자는 본 발명의 본질적인 특징을 확인할 수 있고, 본 발명의 취지 및 범주로부터 벗어나지 않고서, 본 발명의 다양한 변화 및 변형을 다양한 용도 및 조건에 적응되게 할 수 있다. 결과적으로, 본 발명은 후술하는 예시적인 예에 의해 제한되지 않고, 아래에 포함된 청구범위에 의해 한정된다.
다음의 예는 본 발명을 예시한다.
예
L*, a*, b* 컬러 데이터 값은 듀퐁(델라웨어주 윌밍턴의 이.아이. 듀퐁 드 네무어 앤드 컴퍼니(E.I. DUPONT DE NEMOURS AND COMPANY))로부터의 어두운 금속성 청색 도료 123으로 코팅된 142대의 차량에 대해 결정되었다. L*, a*, b* 컬러 데이터 값은 미시간주 그랜드빌의 엑스-라이트 인코포레이티드에 의해 제조된 엑스-라이트 MA 90B 금속장 색도계를 사용하여 측정되었다. 컬러 데이터 값은 각각의 차량의 후드 및 운전석 측면 도어 상에서 취해졌다. L*, a*, b* 컬러 데이터 값은 15°, 45°, 및 110° 시야각에서 차량 상의 이러한 두 위치에서 기록되었다. 전형적인 L*, a*, b* 컬러 데이터 값은 예를 들어 15° 각도에서 취해진 후드 상에서, L* 87.87, a* -4.45, b* -24.32 내지 L* 105.06, a* -1.88, b* -22.27의 범위였다.
비교예
모든 컬러 데이터 값은 색역 시각화 장치 내로 입력되었고, 단일 컬러 클러스터가 각각의 시야각에 대해 결정되었다. 이는 도3A, 도3B 및 도3C에 각각 도시되어 있고, 15°, 45°, 및 110°에서의 단일 컬러 클러스터가 이러한 도면에 도시되어 있다. 센트로이드가 각각의 컬러 클러스터(15°, 45°, 110°)에 대해 결정되었다. 각각의 상기 각도에서의 센트로이드의 L*, a*, b* 컬러 값은 다음과 같다.
도3 A(15°) L* 97.51 a* -3.12 b* -22.93
도3 B(45°) L* 49.09 a* -0.76 b* -17.37
도3C(110°) L* 21.36 a* 1.69 b* -16.07
상기 센트로이드의 L*, a*, b* 컬러 값을 맞추는 보수용 도료 조성이 개발되었다.
컬러 클러스터의 외측 주연부에 위치된 차량의 도료를 맞추기 위한 시도가 이루어졌다. 차량은 다음의 원래의 도료 컬러 값을 가졌다: 15° 각도 L* 87.87, a* -4.45, b* -24.32, 45° 각도에서, L* 50.11, a* -1.84, b* -19.2, 110° 각도에서, L* 23.57, a* 1.71, b* -18.10. 컬러 클러스터에 대한 센트로이드의 L*, a*, b* 값을 맞추기 위해 조성된 보수용 도료가 표준 도료 컬러 셰이딩 기술을 사용하여 도포되었지만, 원래의 컬러는 맞춰질 수 없었다.
본 발명
각각의 각도 15°, 45°, 및 110°에 대해 위에서 결정된 모든 컬러 값(L*, a*, b* 컬러 값)은 상기의 괴프 엠. 다운 및 존 엠. 바나드의 "클러스터 분석" 및 "클러스터링 방법 및 컴퓨터 화학에서의 그의 사용"에 설명된 클러스터 분석 기술을 사용하여 평가되었고, 컬러 클러스터 직경 및 컬러 클러스터들 사이의 거리가 각각의 컬러 클러스터에 대해 결정되었다. 도4A - 도4C는 색역 시각화 장치 상에 표시되는 각각의 각도(15°, 45°, 110°)에 대한 2개의 컬러 클러스터를 도시한다. 센트로이드가 각각의 컬러 클러스터에 대해 결정되었고, 도5A - 도5C에 도시되어 있다. 센트로이드는 다음과 같다.
도5 A(15°) 적색 클러스터 L* 101.41 a* -2.48 b* -22.53
녹색 클러스터 L* 90.45 a* -4.30 b* -23.62
도5 B(45°) 적색 클러스터 L* 42.81 a* -0.17 b* -16.28
녹색 클러스터 L* 51.92 a* -1.84 b* -19.26
도5C(110°) 적색 클러스터 L* 19.49 a* 1.77 b* -14.77
녹색 클러스터 L* 24.63 a* 1.54 b* -18.32
보수용 도료 조성이 각각의 상기 센트로이드의 L*, a*, b* 값을 맞추기 위해 당업자에게 공지된 컴퓨터 실행 기술을 사용하여 각각의 클러스터에 대해 개발되었다. 컴퓨터 실행 프로그램은 위에서 측정된 원래의 도료의 L*, a*, b* 값이 녹색 클러스터에 더 가깝다고 결정했고, 보수용 도료는 차량을 보수하는데 사용하기 위해 녹색 클러스터의 센트로이드에 대해 조성되었다. 보수용 도료는 종래의 컬러 분사 및 컬러 맞춤 기술을 사용함으로써 차량에 분사 도포되었고, 관찰자에게 눈에 띄지 않는 맞춤 도료 수리가 이루어졌다.

Claims (12)

  1. 손상된 도료 영역을 수리하기 위해 사용되는 보수용 도료를 형성하고 원래의 도료의 컬러를 맞추기 위해 사용되는 컬러 맞춤 보수용 도료 조성을 결정하기 위한 컴퓨터 실행 방법을 사용하여 차량 또는 그 부품의 손상된 도료 영역을 보수하기 위한 방법이며,
    a) 맞춰져야 하는 원래의 도료의 컬러 데이터 값을 결정하는 단계와,
    b) 센트로이드 및 각각의 센트로이드와 관련된 보수용 도료 조성을 각각 갖는 컬러 클러스터와 컬러 클러스터 데이터베이스를 포함하는 컴퓨터 내로 컬러 데이터 값을 입력하는 단계와,
    c) 컴퓨터 실행에 의해 원래의 도료의 컬러 데이터 값을 컬러 클러스터 내에 위치시키고, 원래의 도료의 컬러 특징에 가까운 컬러 특징을 갖는 컬러 클러스터의 센트로이드와 관련된 보수용 도료 조성을 식별하여 상기 컬러 특징을 구비한 보수용 도료를 얻는 단계와,
    d) 단계 c)의 보수용 도료를 사용하고, 종래의 분사, 혼합, 및 셰이딩 기술을 사용하고 보수용 도료를 건조 및 경화시켜서, 작업자에 의해 보수용 도료를 손상된 도료 영역으로 분사 도포하여 보수용 도료의 컬러 특징을 차량의 손상되지 않은 원래의 도료에 맞추는 단계를 포함하는 손상된 도료 영역 보수 방법.
  2. 제1항에 있어서, 보수용 도료는 베이스코트/클리어코트 마무리 도장을 수리 하기 위한 수리용 베이스코트인 손상된 도료 영역 보수 방법.
  3. 제1항에 있어서, 보수용 도료는 안료형 모노코트 마무리 도장을 수리하기 위한 안료형 수리용 모노코트인 손상된 도료 영역 보수 방법.
  4. 제1항에 있어서, 3-각도 색도계 또는 분광광도계가 맞춰져야 하는 원래의 도료의 컬러 데이터 특징을 측정하기 위해 사용되고, 컬러 데이터는 L*, a*, b* 데이터 값을 포함하는 손상된 도료 영역 보수 방법.
  5. 제3항에 있어서, 컬러 클러스터 데이터베이스는 3개의 상이한 각도에서 측정된 L*, a*, 및 b* 값을 포함하고, 3개의 각도는 원래의 도료 컬러를 측정하기 위해 사용된 각도와 동일한 손상된 도료 영역 보수 방법.
  6. 제5항에 있어서, 원래의 도료는 단색 컬러 안료, 특수 효과 안료, 금속성 플레이크 안료, 또는 이들의 임의의 조합을 함유하는 손상된 도료 영역 보수 방법.
  7. 제1항에 있어서, 컬러 클러스터 데이터베이스는 동일 제조자에 의해 적어도 하나의 차량 제조 장소에서 제조된 적어도 30대의 차량으로부터 차량의 상이한 영역으로부터의 적어도 3개의 판독으로부터 결정된 특정 컬러에 대해 적어도 3개의 상이한 시야각에서 취해진 L*, a*, b* 컬러 데이터 값을 포함하는 손상된 도료 영역 보수 방법.
  8. 제1항에 있어서, 컬러 클러스터 데이터베이스의 각각의 값은 3차원 배치로서 비디오 스크린 상에 플로팅되는 손상된 도료 영역 보수 방법.
  9. 제1항 또는 제7항에 있어서, 컬러 클러스터 데이터베이스 내의 컬러 클러스터는 표준 통계 기술을 사용하여 컴퓨터 실행에 의해 결정되고, 센트로이드가 각각의 클러스터에 대해 결정되고, 보수용 도료 조성이 각각의 컬러 클러스터의 센트로이드에 대해 컴퓨터 실행을 통해 결정되는 손상된 도료 영역 보수 방법.
  10. 제8항에 있어서, 컬러 클러스터 데이터베이스 내의 컬러 클러스터는 표준 통계 기술을 사용하여 컴퓨터 실행을 통해 결정되고, 센트로이드는 각각의 클러스터에 대해 결정되고, 보수용 도료 조성은 각각의 컬러 클러스터의 센트로이드에 대해 컴퓨터 실행을 통해 결정되는 손상된 도료 영역 보수 방법.
  11. 제8항에 있어서, 컬러 색역 시각화 장치가 컬러 클러스터 및 각각의 컬러 클러스터에 대한 센트로이드를 관찰하기 위해 사용되는 손상된 도료 영역 보수 방법.
  12. 손상된 도료 영역을 수리하기 위해 사용되는 보수용 도료를 형성하고 원래의 도료의 컬러를 맞추기 위해 사용되는 컬러 맞춤 보수용 도료 조성을 결정하기 위한 컴퓨터 실행 방법을 사용하여 차량 또는 그의 부품의 손상된 도료 영역을 보수하기 위한 방법이며,
    a) 맞춰져야 하는 원래의 도료의 컬러 데이터 값을 결정하는 단계와,
    b) 컬러 클러스터와 컬러 클러스터 데이터베이스를 포함하는 컴퓨터 내로 컬러 데이터 값을 입력하는 단계로서, 각각의 컬러 클러스터는 센트로이드 및 각각의 센트로이드와 관련된 보수용 도료 조성을 갖는, 컴퓨터 내로 컬러 데이터 값을 입력하는 단계와,
    c) 단계 b)의 보수용 도료 조성으로부터 준비된 보수용 도료를 사용하여 각각의 센트로이드에 대한 컬러 칩을 준비하는 단계와,
    d) 컬러 칩을 각각 원래의 도료 상에 또는 그에 인접하게 위치시키고, 가장 가까운 컬러 맞춤을 시각적으로 결정하는 단계와,
    e) 단계 d)에서 가장 가까운 컬러 맞춤으로서 식별된 컬러 칩과 관련된 보수용 도료를 사용하고, 종래의 분사, 혼합, 및 셰이딩 기술을 사용하고 보수용 도료를 건조 및 경화시켜서, 작업자에 의해 손상된 도료 영역으로 보수용 도료를 분사 도포하여 보수용 도료의 컬러 특징을 차량의 손상되지 않은 원래의 도료에 맞추는 단계를 포함하는 손상된 도료 영역 보수 방법.
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