(57)【要約】【課題】押し付け荷重を増加させながら評価対象物に傷をつけた場合の客観的且つ定量的な耐傷つき性の評価が可能になり、傷の形成具合を考慮した精度のよい耐傷つき性の評価を行うことができる耐傷つき性評価方法及び評価装置を提供する。【解決手段】表面にシボ加工が施された樹脂製の評価対象物Ｐの耐傷つき性評価方法において、押し付け荷重を増加させながらチップ２２を所定距離Ｘ走査して直線状の傷Ｋを作成する傷作成ステップと、傷Ｋに光を照射して反射した光の明度Ｌｎを測定する傷明度測定ステップと、傷Ｋの明度評価値を演算する評価値演算ステップと、傷作成開始荷重を演算する傷作成開始荷重演算ステップと、明度評価値と傷作成開始荷重とに基づいて評価対象物Ｐの耐傷つき性を評価する評価ステップとを有する。【選択図】図４
2014038040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にシボ加工が施された樹脂製の評価対象物の耐傷つき性評価方法であって、
押し付け荷重を増加させながらチップを所定距離走査して前記評価対象物の表面に直線状の傷を作成する傷作成ステップと、
前記傷に光を照射して反射した光の明度を、前記傷の長手方向に沿って所定の測定ピッチ毎に測定する傷明度測定ステップと、
前記測定ピッチ毎に測定された明度に基づいて前記傷の明度評価値を演算する評価値演算ステップと、
前記傷が実際に作成され始めた傷作成開始荷重を演算する傷作成開始荷重演算ステップと、
前記明度評価値と前記傷作成開始荷重とに基づいて前記評価対象物の耐傷つき性を評価する評価ステップとを有する耐傷つき性評価方法。
【請求項２】
前記傷を作成する前の前記評価対象物の表面又は前記傷が作成されていない前記評価対象物の表面に光を照射して受光した光の表面明度を、前記測定ピッチ毎に測定する表面明度測定ステップを有し、
前記評価値演算ステップは、前記測定ピッチ毎に測定された表面明度に基づいて前記表面明度の平均値を演算し、さらに、前記測定ピッチ毎に測定された傷の明度と前記平均値との差を前記平均値で割った明度変化率の積算値を演算して、該積算値を前記所定距離で割った値又は該積算値を前記所定距離で割った値の逆数を前記明度評価値として演算する請求項１記載の耐傷つき性評価方法。
【請求項３】
前記傷作成ステップは、前記評価対象物の表面に直線状の白化傷を作成し、
前記傷明度測定ステップは、前記白化傷に光を暗視野照射して受光した光の明度を前記測定ピッチ毎に測定する請求項１又は２記載の耐傷つき性評価方法。
【請求項４】
前記傷作成ステップは、前記評価対象物の表面に直線状の光沢傷を作成し、
前記傷明度測定ステップは、前記光沢傷に光を明視野照射して受光した光の明度を前記測定ピッチ毎に測定する請求項１又は２記載の耐傷つき性評価方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の耐傷つき性評価方法に用いる耐傷つき性評価装置であって、
押し付け荷重を増加させながらチップを所定距離走査して前記評価対象物の表面に直線状の傷を作成する傷作成手段と、
照射部から傷に光を照射して反射した光の明度を、前記傷の長手方向に沿って前記測定ピッチ毎に測定する明度測定手段と、
前記傷作成開始荷重及び前記明度評価値を演算する演算手段と、
前記傷作成開始荷重及び前記明度評価値を表示する表示手段とを有する耐傷つき性評価装置。
【請求項６】
前記明度測定手段は、前記照射部から光を照射して反射した光を、前記傷の短手方向に細長いスリットを介して受光して、前記傷の明度を前記測定ピッチ毎に測定する請求項５記載の耐傷つき性評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面にシボ加工が施された樹脂製の評価対象物の耐傷つき性評価方法及び評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂製の評価対象物の耐傷つき性（耐受傷性）を評価する評価方法として、例えば特許文献１には、ＪＩＳ  Ｌ０８４９に準拠した学振型染色物摩耗堅ろう度試験に関する技術が記載されている。この特許文献１に記載の技術は、所定形状の表面皮シボ加工品試験片についてＪＩＳ  Ｌ０８４９記載の摩擦試験機ＩＩ型（学振型）を用いて所定の条件で試験を実施し、試験前後の変色度合いを分光式色差計で測定して試験片の耐傷つき性（耐受傷性）を評価するものである。
【０００３】
また、表面にシボ加工が施された樹脂製の被測定物の傷を検査する表面検査装置及び表面検査方法として、例えば特許文献２には、長方形のスリットを通過した光のみを光検出手段に導いて、光検出手段により検出した明度から被測定物の外観の表面状態（白化傷やテカリ傷など）を検出する技術が記載されている。この特許文献２に記載の技術は、被測定物の表面における反射光の光検出範囲をスリットによって制限して被測定物の外観の表面状態を厳密かつ高精度に定量化するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−７９９２４号公報（特に、段落「０１０３」参照）
【特許文献２】特開２０００−２８３９３１号公報（特に、図８参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１に記載の技術は、摩擦試験機ＩＩ型（学振型）を用いて所定の荷重を付加しながら摩擦子に固定した白綿布を試験片に摩擦作用させるものであるため、荷重を増加させながら試験片に傷をつけた場合の評価対象物の耐傷つき性について評価することができなかった。また、特許文献１に記載の技術は、シボ面の変色度合いを測定するものであるため、傷がどのように形成され始めるのかを評価することはできず、また、傷がその長手方向にどのように形成されるのかを評価することはできなかった。そのため、荷重を増加させながら試験片に傷をつけた場合の客観的且つ定量的な耐傷つき性の評価を可能にし、傷がどのように形成され始めるのか、傷がその長手方向にどのように形成されるのかを考慮した精度のよい耐傷つき性の評価を行えるようにする観点から改善の余地があった。特に、シボ加工が施された樹脂製の評価対象物の耐傷つき性を評価する場合、シボ加工による凹凸が目視による客観的かつ定量的な評価の妨げになり易いため、耐傷つき性の客観的且つ定量的な評価方法の確立が望まれていた。
【０００６】
また、特許文献２に記載の技術は、被測定物に既に形成された傷を検査するものであるため、被測定物の耐傷つき性を評価することはできず、また、その検査方法も、スリットを傷の長手方向に直交する方向に走査させるものであるため、上述した特許文献１に記載の技術と同様に、傷がどのように形成され始めるのかを検査することはできず、傷がその長手方向にどのように形成されているのかを検査することはできなかった。
【０００７】
本発明の目的は、押し付け荷重を増加させながら評価対象物に傷をつけた場合の客観的且つ定量的な耐傷つき性の評価が可能になり、傷の形成具合を考慮した精度のよい耐傷つき性の評価を行うことができる耐傷つき性評価方法及び評価装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、表面にシボ加工が施された樹脂製の評価対象物の耐傷つき性評価方法であって、押し付け荷重を増加させながらチップを所定距離走査して前記評価対象物の表面に直線状の傷を作成する傷作成ステップと、前記傷に光を照射して反射した光の明度を、前記傷の長手方向に沿って所定の測定ピッチ毎に測定する傷明度測定ステップと、前記測定ピッチ毎に測定された明度に基づいて前記傷の明度評価値を演算する評価値演算ステップと、前記傷が実際に作成され始めた傷作成開始荷重を演算する傷作成開始荷重演算ステップと、前記明度評価値と前記傷作成開始荷重とに基づいて前記評価対象物の耐傷つき性を評価する評価ステップとを有する。
【０００９】
上記構成によると、押し付け荷重を増加させながら評価対象物に傷をつけた場合の客観的且つ定量的な耐傷つき性の評価が可能になるとともに、傷の形成具合、すなわち、傷がどのように形成され始めるのか、傷がその長手方向にどのように形成されるのかを考慮した精度のよい耐傷つき性の評価を行うことができる。したがって、自動車やトラック等の車両の内装部品をはじめＯＡ機器、家電製品、住設機器、家庭雑貨などに用いられるシボ加工が施された樹脂製材料として、傷つき難く且つ傷ついたとしても目立ち難い耐傷つき性のバランスが優れた樹脂製材料を選定することが可能になる。
【００１０】
第２の発明は、上記第１の発明の耐傷つき性評価方法において、前記傷を作成する前の前記評価対象物の表面又は前記傷が作成されていない前記評価対象物の表面に光を照射して受光した光の表面明度を、前記測定ピッチ毎に測定する表面明度測定ステップを有し、前記評価値演算ステップは、前記測定ピッチ毎に測定された表面明度に基づいて前記表面明度の平均値を演算し、さらに、前記測定ピッチ毎に測定された傷の明度と前記平均値との差を前記平均値で割った明度変化率の積算値を演算して、該積算値を前記所定距離で割った値又は該積算値を前記所定距離で割った値の逆数を前記明度評価値として演算する。
【００１１】
上記構成によると、傷を作成する前の評価対象物の表面状態又は傷が形成されていない評価対象物の表面状態を考慮した明度評価値を用いて、つまり、シボ加工の凹凸が傷の明度測定値に与える影響を考慮した明度評価値を用いて、評価対象物の耐傷つき性を更に精度よく評価することができる。
【００１２】
第３の発明は、上記第１又は第２の発明の耐傷つき性評価方法において、前記傷作成ステップは、前記評価対象物の表面に直線状の白化傷を作成し、前記傷明度測定ステップは、前記白化傷に光を暗視野照射して受光した光の明度を前記測定ピッチ毎に測定する。
【００１３】
上記構成によると、傷自体に応力白化現象が生じ易い傾向にあり、かつ、斜めからの入射光を拡散光として反射する傾向が強い白化傷の明度を、暗視野照射して受光した光から精度よく検出することが可能になる。これにより、白化傷について精度のよい耐傷つき性の評価を行うことができる。
【００１４】
第４の発明は、上記第１又は第２の発明の耐傷つき性評価方法において、前記傷作成ステップは、前記評価対象物の表面に直線状の光沢傷を作成し、前記傷明度測定ステップは、前記光沢傷に光を明視野照射して受光した光の明度を前記測定ピッチ毎に測定する。
【００１５】
上記構成によると、傷により評価対象物の表面の凹凸が平坦化され易い傾向にあり、かつ、入射光をそのまま反射する傾向が強い光沢傷の明度を、明視野照射して受光した光から精度よく検出することが可能になる。これにより、光沢傷について精度のよい耐傷つき性の評価を行うことができる。
【００１６】
第５の発明は、上記第１〜第４の発明のいずれか一つの耐傷つき性評価方法に用いる耐傷つき性評価装置であって、押し付け荷重を増加させながらチップを所定距離走査して前記評価対象物の表面に直線状の傷を作成する傷作成手段と、照射部から傷に光を照射して反射した光の明度を、前記傷の長手方向に沿って前記測定ピッチ毎に測定する明度測定手段と、前記傷作成開始荷重及び前記明度評価値を演算する演算手段と、前記傷作成開始荷重及び前記明度評価値を表示する表示手段とを有する。
【００１７】
上記構成によると、傷作成手段、明度測定手段及び演算手段によって評価方法に用いるデータの取得や演算を簡単に行うことができるとともに、表示手段に表示された傷作成開始荷重及び明度評価値から耐傷つき性の評価を簡単に行うことができる。
【００１８】
第６の発明は、上記第５の発明の耐傷つき性評価装置において、前記明度測定手段は、前記照射部から光を照射して反射した光を、前記傷の短手方向に細長いスリットを介して受光して、前記傷の明度を前記測定ピッチ毎に測定する。
【００１９】
上記構成によると、傷から反射した光の検出範囲を傷の短手方向に細長いスリットによって制限して、傷の長手方向に細分化された測定ピッチで傷の明度を測定することが可能となり、傷の明度を精度よく定量化しながら検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る耐傷つき性評価装置の全体構成を示すブロック図
【図２】傷作成装置の詳細構造を示す斜視図
【図３】明度測定装置の詳細構造を示す斜視図
【図４】本発明に係る耐傷つき性評価方法の具体的な内容を説明する説明図
【図５】傷明度及び表面明度の測定結果を示すグラフ
【図６】明度変化率の演算結果を示すグラフ
【図７】傷作成開始荷重と明度評価値との相関関係を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００２１】
〔耐傷つき性評価装置の全体構成〕
図１〜図３に基づいて耐傷つき性評価装置１の全体構成について説明する。図１に示すように、耐傷つき性評価装置１は、評価対象物Ｐの表面に直線状の傷Ｋを作成する傷作成装置２と、傷作成装置２によって作成した傷Ｋの明度を測定する明度測定装置３と、明度測定装置３を制御する制御装置４と、制御装置４によって演算処理された明度測定値Ｍや明度評価値Ｈ等のデータを表示する表示部５と、制御装置４に各種制御指令を入力する入力部６とを備える。
【００２２】
傷作成装置２は、評価対象物Ｐを載置固定して支持するテーブル２１と、テーブル２１に対して評価対象物Ｐの長手方向に相対移動可能なチップ２２と、チップ２２を評価対象物Ｐに押し付けるとともにテーブル２１に対して相対移動させるチップ移動機構２３と、チップ移動機構２３を制御するチップ制御部２４と、チップ移動機構２３の作動指令の入力や作動条件の設定を行う入力設定部２５と、チップ移動機構２３の作動条件や作動状態を表示する出力表示部２６とを備える。本実施形態の傷作成装置２は、上述した各構成要素が図示しない装置本体に付属するように一体化されている。
【００２３】
図２に示すように、チップ２２は、チップ移動機構２３の保持部２３Ａに着脱自在に保持されており、保持部２３Ａを操作することで、形状等の異なるチップ、例えば白化傷作成用のチップ、光沢傷作成用のチップ、うろこ傷作成用のチップ、切削傷作成用のチップ等に交換できる。チップ移動機構２３は、保持部２３Ａを評価対象物Ｐの表面に向かって垂直に押す方向に荷重を付加するとともに、保持部２３Ａを評価対象物Ｐの長手方向に相対移動させて、荷重を付加しながら移動するチップ２２によって評価対象物Ｐの表面に傷Ｋをつける。傷Ｋは、評価対象物Ｐの長手方向の一端側から他端側に向かって、その深さ及び幅が増大する傾斜性を有する傷となる。テーブル２１には、図示しないが、評価対象物Ｐを所定位置に位置決めする位置決め機構と、テーブル２１に載置された評価対象物Ｐを所定位置に固定する固定機構が備えられている。傷作成装置２を操作する作業者は、これらの位置決め機構及び固定機構を用いて、傷つけ作業開始前の準備作業として評価対象物Ｐをテーブル２１上の所定位置に位置決め固定する。
【００２４】
図１に示すように、作業者による傷作成装置２の操作は、チップ制御部２４に接続された入力設定部２５によって行う。入力設定部２５では、評価対象物Ｐに作用させる荷重の大きさや、評価対象物Ｐに対して荷重を付加しながらチップ２２を走査させるチップ移動距離Ｘ等の荷重付加条件を手動操作により入力できる。入力設定部２５での荷重の大きさの設定は、例えばチップ移動距離Ｘに比例して初期荷重から最大荷重まで荷重を増加させる形態や、例えばチップ移動距離Ｘが増加するほど増加率が大きくなるように初期荷重から最大荷重まで荷重を増加させる形態等の様々な形態を設定でき、また、上述した初期荷重や最大荷重の大きさも任意に設定できる。チップ制御部２４は、これらの荷重付加条件で評価対象物Ｐに傷Ｋをつけるようにチップ移動機構２３を制御する。
【００２５】
入力設定部２５には、図示しない各種スイッチ類が装備されている。傷つけ作業を行う作業者は、上述した準備作業を行った後に入力設定部２５の起動スイッチを操作することで、入力設定部２５によって設定された荷重付加条件となるようにチップ制御部２４によってチップ移動機構２３が制御されて、評価対象物Ｐの表面に傷Ｋがつけられる。なお、チップ制御部２４には、出力表示部２６が接続されており、入力設定部２５によって設定された荷重付加条件や、傷つけ作業中、傷つけ作業完了等のチップ移動機構２３の運転状態が出力表示部２６に適宜表示される。
【００２６】
明度測定装置３は、評価対象物Ｐを載置固定して支持する移動式テーブル３１と、移動式デーブル３１に支持された評価対象物Ｐの表面に光を照射する照射部Ａと、照射部Ａにより評価対象物Ｐの表面に照射して反射した光を検出する検出部Ｂとを備えた光学顕微鏡で構成されている。
【００２７】
図３に示すように、移動式テーブル３１は、基台３１Ａと、評価対象物Ｐを載置する載置台３１Ｂと、基台３１Ａ上に載置台３１Ｂをスライド自在に支持するスライド部材３１Ｃと、基台３１Ａに対して載置台３１Ｂをスライド操作するアクチュエータ３１Ｄとを備える。アクチュエータ３１Ｄは、基台３１Ａに固定されており、図示しない送りネジ機構等を介して載置台３１Ｂに接続されている。載置台３１Ｂには、図示しないが、評価対象物Ｐを所定位置に位置決めする位置決め機構と、載置台３１Ｂに載置された評価対象物Ｐを所定位置に固定する固定機構が備えられている。明度測定装置３を操作する作業者は、これらの位置決め機構及び固定機構を用いて、明度測定作業開始前の準備作業として評価対象物Ｐを載置台３１Ｂの所定位置に位置決め固定する。
【００２８】
図１に示すように、照射部Ａは、ハロゲンランプ等により構成された光源３２と、光源３２からの光を平行光に変更するレンズ３３と、レンズ３３からの平行光を暗視野照明又は明視野照明に切り換えて評価対象物Ｐに照射する切換機構３４と、切換機構３４を暗視野照明に切り換えた状態で円環状の暗視野照明を屈曲させて評価対象物Ｐの表面に斜め方向から照射光Ａ１を照射する暗視野用レンズ３５とを備える。切換機構３４を暗視野照明に切り換えることで、レンズ３３からの光を評価対象物Ｐの表面に対して斜めの照射角度（例えば４５°）となる照射光Ａ１として照射することができ、切換機構３５を明視野照明に切り換えることで、レンズ３３からの光を評価対象物Ｐの表面に対して垂直な照射角度となる照射光Ａ２として照射することができる。切換機構３４は、作業者による手動操作で暗視野照明又は明視野照明に切り換える手動切換式に構成してもよいし、評価対象物Ｐの傷Ｋの種類等によって制御装置４からの出力により自動的に暗視野照明又は明視野照明に切り換える自動切換式に構成してもよい。
【００２９】
検出部Ｂは、評価対象物Ｐの表面に対向配置された対物レンズ３６と、対物レンズ３６の光軸Ｂ１上に下側から順に配置されたｙフィルタ３７、スリット部材３８及び受光素子３９を備える。ｙフィルタ３７は、緑の波長域に通過帯をもつフィルタであり、このｙフィルタ３７によって赤や青の波長域ではなく主に緑の波長域の光を通過させる。ｙフィルタ３７を通過した光は、スリット部材３８に形成されたスリット３８Ａを通過する。スリット３８Ａを通過した光は、受光素子３９によって受光される。スリット３８Ａは、評価対象物Ｐの表面に形成された傷Ｋの長手方向に直交する短手方向に細長い矩形状のスリットで構成されている（図３参照）。スリット部材３８は、図示しないが、サイズの異なる複数のスリット３８Ａを手動操作又は自動操作で切り換え可能な切り換え式に構成されている。
【００３０】
制御装置４は、受光素子３９の出力信号に基づいて明度を測定する測定部４１と、測定部４１により測定された明度を演算処理する演算部４２と、測定部４１により測定された明度及び演算部４２により演算処理された演算データをディスプレイ等の表示部５に出力する出力部４３と、照明部Ａの光源３２に電源を供給するとともに、移動式テーブル３１のアクチュエータ３１Ｄを制御する制御部４４とを備える。
【００３１】
作業者による明度測定装置３の操作は、制御装置４に接続された入力部６で行う。入力部６は、キーボードやスイッチ類等によって構成されている。入力部６では、傷作成装置２の入力設定部２５で設定した荷重付加条件や明度測定装置３による明度測定条件を手動操作により入力できる。入力部６では、明度測定条件として、評価対象物Ｐに対して照射部Ａ及び検出部Ｂを走査させる走査距離と、走査距離中で実際に明度を測定する明度測定ピッチａとを設定する。本実施形態では、明度測定条件の走査距離と荷重付加条件のチップ移動距離Ｘとを対応させてあり、入力部６で荷重付加条件のチップ移動距離Ｘを入力すれば、入力したチップ移動距離Ｘが走査距離として自動的に設定されるように構成されている。以下の説明では、走査距離もチップ移動距離と同様の符号Ｘを付して説明する。制御部４４は、ドライバ４５を介してアクチュエータ３１Ｄに出力して、載置台３１Ｂに載置された評価対象物Ｐが照射部Ａ及び検出部Ｂに対して上述した明度測定条件で相対移動するように制御する。
【００３２】
制御部４４は、測定部４１に接続されており、上述した明度測定条件と測定部４１による明度の測定タイミングとが同期するように制御されている。つまり、制御部４４は、評価対象物Ｐの移動開始タイミングに合わせて測定部４１が受光素子３９の出力信号から明度の測定を開始するように測定部４１を制御し、明度測定条件として設定された測定ピッチａ毎に測定部４１が受光素子３９の出力信号から明度を測定するように測定部４１を制御し、評価対象物Ｐの移動終了タイミングに合わせて測定部４１が受光素子３９の出力信号からの明度の測定を終了するように測定部４１を制御する。測定部４１で測定された明度のデータは、測定部４１でＡ／Ｄ変換器によりデジタル化されてから、演算部４２に出力されるとともに、出力部４３に出力されて表示部５に表示される。演算部４２は、評価対象物Ｐの明度のデータを測定部４１から取得し、後述する各種演算処理を実行する。演算部４２による演算処理結果は、出力部４３に出力されて表示部５に表示される。
【００３３】
〔耐傷つき性評価方法の具体的な内容〕
図４に基づいて本発明に係る耐傷つき性評価方法の具体的な内容を耐傷つき性評価装置１の操作手順を交えながら説明する。耐傷つき性評価装置１の操作は、主に傷作成装置２の操作と明度測定装置３の操作とに分けられる。先ず、傷作成装置２の操作の準備作業として、評価対象物Ｐとして所定形状に加工された帯板状の樹脂材料を用意し、上述した位置決め機構及び固定機構を用いて評価対象物Ｐをテーブル２１上の所定位置に位置決め固定する。この準備作業に前後して、入力設定部２５を操作して、荷重付加条件、すなわち、評価対象物Ｐに作用させる荷重の大きさと、チップ２２を走査させるチップ移動距離Ｘを設定する。そして、図４の「傷作成ステップ」に示すように、入力設定部２５の起動スイッチを操作することで、入力設定部２５で設定した荷重付加条件で評価対象物Ｐに表面に傷がつけられる。なお、図４では、荷重付加条件のうちの荷重の大きさの設定例として、チップ移動距離Ｘに比例して初期荷重（０）から最大荷重（Ｆ）まで荷重を増加させる形態に設定した場合を示している。
【００３４】
「傷作成ステップ」が完了すると、先ず、明度測定装置３の操作の準備作業として、傷Ｋが作成された評価対象物Ｐを傷作成装置２から取り外し、上述した位置決め機構及び固定機構を用いて評価対象物Ｐを載置台３１Ｂの所定位置に位置決め固定する。この準備作業に前後して、入力部６を操作して、明度測定条件、すなわち、荷重付加条件のチップ移動距離Ｘ（走査距離Ｘ）と、明度測定条件の測定ピッチａを設定する。そして、図４の「傷明度測定ステップ」に示すように、入力部６を操作することで、入力部６で設定した走査距離Ｘ及び測定ピッチａで評価対象物Ｐの表面に作成された傷Ｋの明度Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３・・・Ｌｎ（以下、傷明度という）が測定される。なお、本実施形態でいう「明度」とは、ＣＩＥ−Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系で表される明度であり、実際に明度を測定する前に、白色基準版（Ｙ：９５．７６）を用いて校正を行う。
【００３５】
傷作成ステップ及び傷明度測定ステップとは別に、傷作成ステップにおいて傷Ｋを作成する前の評価対象物Ｐの表面の明度（以下、表面明度という）を測定する。明度測定装置３の操作手順は、傷明度測定ステップで説明した操作手順と同様であり、評価対象物Ｐとして傷Ｋの作成されていないものを載置台３１Ｂの所定位置に位置決め固定する。そして、図４の「表面明度測定ステップ」に示すように、入力部６を操作することで、入力部６で設定した走査距離Ｘ及び測定ピッチａで評価対象物Ｐの表面明度Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３・・・・Ｓｎが測定される。
【００３６】
この場合、傷作成ステップにおいて傷Ｋを付ける位置と同じ位置の評価対象物Ｐの表面明度を測定するように構成してもよく、傷作成ステップにおいて傷Ｋを付ける位置と異なる位置の評価対象物Ｐの表面明度を測定するように構成してもよい。傷作成ステップにおいて傷Ｋを付ける位置と同じ位置の評価対象物Ｐの表面明度を測定するように構成すると、評価対象物Ｐの位置決め等の手間が省けかつ耐傷つき性の評価を精度よく行えるという利点がある。また、傷作成ステップにおいて傷Ｋを作成する前ではなく、傷作成ステップが完了した後に、傷Ｋが作成されていない評価対象物Ｐの部分の表面の表面明度を測定するように構成してもよい。この場合には、表面明度測定ステップにおいて、傷明度測定ステップで評価対象物Ｐを位置決め固定する位置とは異なる位置に評価対象物Ｐを位置決め固定すればよい。
【００３７】
次に、演算部４２は、傷明度測定ステップで測定された傷明度Ｌｎ及び表面明度測定ステップで測定された表面明度Ｓｎを用いて以下に示す「評価値演算ステップ」を実行する。
【００３８】
先ず、演算部４２は、表面明度測定ステップで測定された表面明度Ｓｎの平均値Ｌ０を下記「式１」により演算する。
【００３９】
【数１】
2014038040.tif 000003
【００４０】
次に、演算部４２は、演算した表面明度の平均値Ｌ０と、傷明度測定ステップで測定された傷明度Ｌｎとから、明度変化率Ｍ１，Ｍ２・・・・Ｍｎを下記「式２」により演算する。「明度変化率Ｍｎ」は、傷明度測定ステップで測定された各傷明度Ｌ１・・・・Ｌｎが、平均値Ｌ０に対してどの程度変化したかを示すものである。
【００４１】
【数２】
2014038040.tif 000004
【００４２】
次に、演算部４２は、演算した明度変化率Ｍｎと走査距離Ｘとから、明度評価値Ｈを下記「式３」により演算する。これにより、耐傷つき性評価の一方のパラメータである明度評価値Ｈが自動的に演算される。「明度評価値Ｈ」は、傷Ｋ全体の目立ち難さを評価するための指標として本発明者が試行錯誤の上設定したものであり、明度変化率Ｍｎの積算値を走査距離Ｘで割った値の逆数を演算したものである。なお、明度評価値Ｈとして、明度変化率Ｍｎの積算値を走査距離Ｘで割った値の逆数を演算したものではなく、明度変化率Ｍｎの積算値を走査距離Ｘで割った値としてもよい。逆数を演算した場合には、演算した明度変化率が大きいほど傷Ｋ全体が目立ち難い（小さいほど目立ち易い）と評価でき、逆に、逆数を演算しない場合には、演算した明度変化率が大きいほど傷Ｋ全体が目立ち易い（小さいほど目立ち難い）と評価できる。
【００４３】
【数３】
2014038040.tif 000005
【００４４】
耐傷つき性評価の他方のパラメータである傷つき開始荷重の演算は、次のように行われる。図４の「傷作成開始荷重演算ステップ」に示すように、先ず、傷Ｋの作成を開始した開始点Ｘ０から目視にて実際に傷Ｋの作成が開始したと判断できる傷作成開始箇所までの距離Ｘａを、測定具等を用いて測定する。そして、この測定距離Ｘａから、下記の「式４」を用いて、傷作成開始箇所で評価対象物Ｐに付加された荷重の大きさ、すなわち、傷作成開始荷重Ｆａを演算する。この場合、手計算で傷作成開始荷重Ｆａを演算して演算結果を入力部６から演算部４２に手動で入力するように構成してもよく、入力部６から測定距離Ｘａを手動で入力して演算部４２にて傷作成開始荷重Ｆａを自動的に演算するように構成してもよい。なお、「式４」のＦは、荷重付加条件の最大荷重である。
【００４５】
【数４】
2014038040.tif 000006
【００４６】
この場合、演算部４２が、傷明度測定ステップで測定された傷明度Ｌ１・・・Ｌｎを用いて自動的に傷作成開始荷重Ｆａを演算するように構成してもよい。具体的には、例えば、傷Ｋの作成が開始されたと判断できる傷明度の閾値を演算部４２において予め設定しておき、演算部４２が、傷明度Ｌ１・・・Ｌｎが閾値を超えた箇所を傷作成開始箇所として自動的に特定し、開始点Ｘ０から傷作成開始箇所までの距離Ｘａを測定ピッチａから自動的に逆算し、上述した「式４」を用いて傷作成開始荷重Ｆａを自動的に演算するように構成してもよい。また、演算部４２が、評価値演算ステップで測定された明度変化率Ｍｎを用いて自動的に傷作成開始荷重Ｆａを演算するように構成してもよい。具体的には、例えば、傷Ｋの作成が開始されたと判断できる明度変化率Ｍｎの閾値を演算部４２において予め設定しておき、演算部４２が、明度変化率Ｍｎが閾値を超えた箇所を傷作成開始箇所として自動的に特定し、開始点Ｘ０から傷作成開始箇所までの距離Ｘａを測定ピッチａから自動的に逆算し、上述した「式４」を用いて傷作成開始荷重Ｆａを自動的に演算するように構成してもよい。
【００４７】
図４の「評価ステップ」に示すように、評価値演算ステップで演算された明度評価値Ｈ及び傷作成開始荷重演算ステップで演算された傷作成開始荷重Ｆａは、出力部４３に出力されて、表やグラフ等として表示部５に表示される。そして、作業者は、表示部５に表示された表やグラフ等から評価対象物Ｐの耐傷つき性を評価することになる。
【実施例】
【００４８】
上述した耐傷つき性評価方法を用いて、下記の条件で複数の評価対象物Ｐ１〜Ｐ４の耐傷つき性の評価を行った。複数の評価対象物Ｐ１〜Ｐ４は、タルクを含有していない黒色の樹脂材料の表面に異なるシボ加工を施したものであり、樹脂材料の材質は同じポリプロピレン製のものを用いている。なお、本実施例は、複数の評価対象物Ｐ１〜Ｐ４の表面に白化傷を作成した場合の評価例を示すものであり、傷作成装置２のチップ２２として「白化傷作成用のチップ」を取り付け、明度測定装置３の切換機構３４を「暗視野照明」に切り換え、明度測定装置３のスリット３８Ａの大きさを「１５ｍｍ×０．５ｍｍ」に設定した状態で、下記［１］及び［２］の条件で耐傷つき性の評価を行ったものである。なお、白化傷（擦り傷や切削傷等）の場合、傷自体に応力白化現象が生じ易い傾向にあり、斜めからの入射光を拡散光として反射する傾向が強いため、切換機構３４を「暗視野照明」に切り換えることで白化傷の明度を検出部Ｂにて精度よく検出できる。
［１］「荷重付加条件」；チップ移動距離Ｘ＝７０ｍｍ，荷重の大きさ：チップ移動距離Ｘに比例して初期荷重（０）から最大荷重（Ｆ＝１８０Ｎ（ニュートン））まで荷重を増加させる形態
［２］「明度測定条件」；走査距離Ｘ＝７０ｍｍ，測定ピッチａ＝０．１ｍｍ
【００４９】
図５（ａ）〜（ｄ）は、上述した条件で、各評価対象物Ｐ１〜Ｐ４について傷明度Ｌｎ及び表面明度Ｓｎを測定した測定結果を示すものであり、制御装置４から出力部４３を介して表示部５に表示された表示例を示すものである。これらの図に示すように、評価対象物Ｐ１〜Ｐ４の傷明度Ｌｎの測定値は、走査距離Ｘに対して様々な態様で変化することが分かり、同様に、評価対象物Ｐ１〜Ｐ４の表面明度Ｓｎの測定値も、走査距離Ｘに対して様々な態様で変化することが分かる。つまり、評価対象物Ｐ１〜Ｐ４のシボ形状の相違によって傷明度Ｌｎ及び表面明度Ｓｎの測定値が様々な態様で変化することが分かる。
【００５０】
図６（ａ）〜（ｄ）は、図５に示した傷明度Ｌｎ及び表面明度Ｓｎの測定値から各評価対象物Ｐ１〜Ｐ４について明度変化率Ｍｎを演算した演算結果を示したものであり、制御装置４から出力部４３を介して表示部５に表示された表示例を示すものである。これらの図に示すように、評価対象物Ｐ１〜Ｐ４の明度変化率Ｍｎの演算値には、傷明度Ｌｎの測定値の特徴と、表面明度Ｓｎの測定値の特徴とが共に反映されていることが分かる。
【００５１】
以下に示す「表１」は、図６に示した明度変化率Ｍｎから各評価対象物Ｐ１〜Ｐ４について明度評価値Ｈを演算した演算結果と、各評価対象物Ｐ１〜Ｐ４の傷作成開始荷重Ｆａを目視にて測定した距離Ｘａから演算した演算結果を示したものである。図７は、これらの「表１」に示した演算結果を、一方のパラメータである明度評価値Ｈを縦軸とし、他方のパラメータである傷作成開始荷重Ｆａを横軸として、グラフ化したものであり、制御装置４から出力部４３を介して表示部５に表示された表示例を示すものである。
【００５２】
【表１】
2014038040.tif 000007
【００５３】
表１に示すように、明度評価値Ｈと傷作成開始荷重Ｆａとでは、評価対象物Ｐ１〜Ｐ４毎に異なる傾向があることが分かる。具体的には、例えば、明度評価値Ｈは評価対象物Ｐ２よりも評価対象物Ｐ３の方が大きいのに対し、傷作成開始荷重Ｆａは評価対象物Ｐ３よりも評価対象物Ｐ２の方が大きいなど、評価対象物Ｐ１〜Ｐ４毎の明度評価値Ｈの傾向と評価対象物Ｐ１〜Ｐ４毎の傷作成開始荷重Ｆａの傾向とが互いに異なることが分かる。
【００５４】
これらの傾向は、図７に示すグラフからも明らかであり、各評価対象物Ｐ１〜Ｐ４の明度評価値Ｈ及び傷作成開始荷重Ｆａの演算データをプロットした丸印がグラフ中に分散していることが分かる。なお、図７のＰ１〜Ｐ４以外の丸印は、他の評価対象物について同様の条件で評価を行った場合の明度評価値Ｈ及び傷作成開始荷重Ｆａの演算データをプロットしたものである。
【００５５】
図７に示すように、明度評価値Ｈは、明度変化率Ｍｎの積算値を走査距離Ｘで割った値の逆数を演算したものであるため、明度評価値Ｈが大であるほど評価対象物Ｐの傷全体が目立ち難いといえる。また、傷作成開始荷重Ｆａは、傷作成開始箇所までの距離Ｘａから算出した荷重であるため、傷作成開始荷重Ｆａが大であるほど評価対象物Ｐに傷がつき難いといえる。したがって、明度評価値Ｈ及び傷作成開始荷重Ｆａが共に大となる図７のグラフの右上に至るほど評価対象物Ｐが傷つき難く且つ傷ついたとしても目立ち難い耐傷つき性のバランスが優れたものであると評価でき、逆に、明度評価値Ｈ及び傷作成開始荷重Ｆａが共に小となる図７のグラフの左下に至るほど評価対象物Ｐが傷つき易く且つ傷ついたら目立ち易い耐傷つき性のバランスが劣ったものであると評価できる。なお、耐傷つき性の具体的な評価方法として、例えば図７のＹで示したような評価基準線をグラフ上に設定し、評価の対象となる評価対象物Ｐの演算データが評価基準線Ｙに対してどの位置に位置するかで耐傷つき性の具体的な評価を行ってもよく、図示しないが、例えば図７のグラフを複数の領域に区分して、どの領域に評価の対象となる評価対象物Ｐの演算データが位置するかで耐傷つき性の具体的な評価を行ってもよい。また、図７に示したグラフ等を用いて明度評価値Ｈと傷作成開始荷重Ｆａとの相関関係から耐傷つき性を評価するのではなく、明度評価値Ｈと傷作成開始荷重Ｆａとをそれぞれ別々に評価し、それらの評価結果から総合的に耐傷つき性を評価するように構成してもよい。具体的には、例えば、明度評価値Ｈの評価閾値と傷作成開始荷重Ｆａの荷重閾値を設定し、評価対象物Ｐの明度評価値Ｈが評価閾値を上回ったか否か、評価対象物Ｐの傷作成開始荷重Ｆａが荷重閾値を上回ったか否かを評価し、これらの評価結果から耐傷つき性を総合的に評価するように構成してもよい。
【００５６】
なお、本実施例では、評価対象物Ｐ１〜Ｐ４として、タルクを含有していない黒色の樹脂材料の表面に異なるシボ加工を施したものを用いた評価例を示したが、本発明者の実験結果によると、タルクを含有した樹脂材料や、黒色以外の赤色や青色の樹脂材料においても同様に、耐傷つき性の評価が行えることが確認できた。したがって、タルクを含有している評価対象物同士の耐傷つき性の評価、タルクを含有している評価対象物と含有していない評価対象物との間の耐傷つき性の評価、黒色以外の同じ色の評価対象物同士での耐傷つき性の評価、色違いの評価対象物の間の耐傷つき性の評価などにおいても、本発明の耐傷つき性評価方法を同様に適用できる。また、本実施例では、評価対象物Ｐ１〜Ｐ４として、ポリプロピレン製のものを用いた評価例を示したが、本発明者の実験結果によると、ポリプロピレン製以外の樹脂材料においても同様に耐傷つき性の評価が行えることが確認できた。したがって、ポリプロピレン製以外の樹脂材料同士の耐傷つき性の評価、異なる材質の評価対象物の間の耐傷つき性の評価などにおいても、本発明の耐傷つき性評価方法を同様に適用できる。要するに、表面にシボ加工が施された樹脂製の評価対象物であれば、どのような評価対象物であっても、本発明の耐傷つき性評価方法で評価することが可能である。
【００５７】
また、本実施例では、傷作成装置２のチップ２２として「白化傷作成用のチップ」を取り付け、明度測定装置３の切換機構３４を「暗視野照明」に切り換えた状態で耐傷つき性の評価を行った例を示したが、傷作成装置２で作成する傷Ｋの種類と暗視野照明及び明視野照明との組み合わせとして異なる組み合わせを採用してもよい。具体的には、例えば、チップ２２として「光沢傷作成用のチップ」を取り付け、切換機構３４を「明視野照明」に切り換えた状態で耐傷つき性の評価を行ってもよい。光沢傷の場合、傷により評価対象物Ｐの表面の凹凸が平坦化され易い傾向にあり、入射光をそのまま反射する傾向が強いため、切換機構３４を「明視野照明」に切り換えることで光沢傷の明度を検出部Ｂにて精度よく検出できるという利点がある。また、本実施例で示したスリット３８Ａの大きさや、上記［１］及び［２］の荷重付加条件及び明度測定条件は、一例として示したものであり、異なる大きさのスリット３８Ａや、異なる荷重付加条件及び明度測定条件を採用してもよい。
【００５８】
〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、耐傷つき性評価装置１を用いて本発明に係る耐傷つき性評価方法を行った例を示したが、耐傷つき性評価装置１の全部又は一部を作業者が手作業で行うように構成してもよい。具体的には、例えば傷作成装置２を用いずに荷重付加器具等を用いて作業者が手作業で評価対象物Ｐの表面に傷をつけるように構成してもよく、例えば明度測定装置３の移動式テーブル３１や制御装置４の制御部４４などを用いずに作業者が手作業で評価対象物Ｐを移動させるように構成してもよい。また、例えば制御装置４の演算部４２などを用いずに作業者が手作業で各種演算を行うように構成してもよく、例えば表示部５を用いずに所定の記録用紙などに各種演算結果等を記載して評価するように構成してもよい。
【００５９】
（２）上記（１）とは逆に、上記実施形態で作業者が手作業で行っていたものの全部又は一部を自動的に行うように構成してもよい。具体的には、例えば、傷作成装置２、明度測定装置３、制御装置４、表示部５及び入力部６が図示しない装置本体に付属するように耐傷つき性評価装置１を一体化し、傷が作成されていない評価対象物Ｐを耐傷つき性評価装置１にセットして入力部６を操作するだけで傷作成ステップから演算結果の表示までの一連のステップが自動的に行われるように構成してもよい。
【００６０】
（３）上記実施形態では、評価ステップにおいて、耐傷つき性評価のパラメータである明度評価値Ｈ及び傷作成開始荷重Ｆａを表やグラフ等として表示部５に表示し、作業者が表示部５に表示された表やグラフ等から評価対象物Ｐの耐傷つき性を評価するように構成した例を示したが、制御装置４が自動的に評価対象物Ｐの耐傷つき性を評価し、評価結果を表示部５に表示するように構成してもよい。具体的には、例えば、単一又は複数の明度評価値Ｈの評価閾値と、単一又は複数の傷作成開始荷重Ｆａの荷重閾値を設定し、これらの評価閾値及び荷重閾値に基づいて制御装置４で自動的に明度評価値Ｈ及び傷作成開始荷重Ｆａを評価し、その評価結果を段階的（例えば、優・良・普・劣など）に表示部５に表示するように構成してもよい。
【００６１】
（４）上記実施形態では、チップ移動距離Ｘを走査距離として設定し、傷Ｋの全長に亘って傷明度Ｌｎ及び表面明度Ｓｎを測定した例を示したが、走査距離をチップ移動距離Ｘよりも短く設定して、傷Ｋの一部の傷明度Ｌｎ及び表面明度Ｓｎを測定するように構成してもよく、走査距離をチップ移動距離Ｘよりも長く設定して、傷明度Ｌｎと表面明度Ｓｎとを連続的に測定するように構成してもよい。この場合であっても、傷Ｋの一部や傷Ｋを含む部分から評価対象物Ｐの耐傷つき性を評価することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明の耐傷つき性評価方法及び評価装置は、自動車やトラック等の車両の内装部品をはじめＯＡ機器、家電製品、住設機器、家庭雑貨などに用いられるシボ加工が施された樹脂製の材料の耐傷つき性の評価に利用可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１      耐傷つき性評価装置
２      傷作成装置（傷作成手段）
３      明度測定装置（明度測定手段）
５      表示部（表示手段）
２２    チップ
３８Ａ  スリット
４１    測定部（明度測定手段）
４２    演算部（演算手段）
Ａ      照射部
Ｆａ    傷作成開始荷重
Ｈ      明度評価値
Ｋ      傷
Ｌｎ    傷明度
Ｍｎ    明度変化率
Ｐ      評価対象物
Ｓｎ    表面明度
Ｘ      走査距離（所定距離）
ａ      所定ピッチ
【図１】
2014038040.tif 000008
【図２】
2014038040.tif 000009
【図３】
2014038040.tif 000010
【図４】
2014038040.tif 000011
【図５】
2014038040.tif 000012
【図６】
2014038040.tif 000013
【図７】
2014038040.tif 000014