(57)【要約】【課題】  測色対象の着色液の交換が容易に行える液体測色装置、液体測色方法を提供し、更に、自動製造可能な塗料製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】  着色液を収容する容器２４、着色液を循環させるポンプ２０、測色用セル２２及び測色セル２２の測定部位の前記着色液を測色する測色部を有する液体測色装置であって、ポンプ２０によって、測色用セル２２の測定部位を含む面に対して吐出循環が行われる液体測色装置である。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
着色液を収容する容器、前記着色液を循環させるポンプ、測色用セル及び該測色セルの測定部位の前記着色液を測色する測色部を有する液体測色装置であって、
前記ポンプによって、前記測色用セルの測定部位を含む面に対して吐出循環が行われることを特徴とする液体測色装置。
【請求項２】
超音波を発生する振動子ユニットを、前記測色用セルに対して着色液を吐出する側に設け、
該振動子ユニットによって発生された超音波が、前記測色用セル中の前記着色液に作用可能としたことを特徴とする請求項１記載の液体測色装置。
【請求項３】
前記振動子ユニットの周波数が略２８ＫＨｚであることを特徴とする請求項２記載の液体測色装置。
【請求項４】
前記測色用セルの測定部位を含む面が鉛直方向に設けられていることを特徴とする請求項１ないし３いずれか一項記載の液体測色装置。
【請求項５】
前記測色用セルからの着色液の排出が、前記測色用セルの上部から行われることを特徴とする請求項１ないし４いずれか一項記載の液体測色装置。
【請求項６】
着色液を収容する容器、前記容器内の着色液を循環させるポンプ、測色用セル及び測色部を有する液体測色装置における測色する方法であって、
前記ポンプによって、前記測色用セルの測定部位を含む面に対して、吐出循環させることによって、前記測色用セルの測定部位における着色液を連続して更新しながら、測色することを特徴とする液体測色方法。
【請求項７】
塗料配合に関するデータに基づいて原色塗料の配合を行って所定の容器に充填を行う計量充填部、所定の容器に充填された原色塗料を攪拌する攪拌部及び液測色を行う測色部を有する塗料製造方法において、
前記計量充填部による計量充填ステップと、前記攪拌部による攪拌ステップと、前記測色部による測色ステップとからなる調色ステップを有し、
所定の色調が得られる迄、前記調色ステップを繰り返し、
更に、所定の調色が得られた後、次の調色ステップの開始前に、少なくとも前記測色部を自動洗浄する洗浄ステップを有することを特徴とする塗料製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、着色液を、乾燥膜や液膜を形成せずに液体のまま測色する、液体測色方法および液体測色装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、セル１、吐出型循環ユニット３、測色ユニット４が備えられている従来の液体測色装置の一例の断面図である(特許文献１参照。)。なお、測色ユニット４としては積分球型測色計が用いられている。
【０００３】
着色液（塗料）２が充填されたセル１は、測色ユニット４の上に位置し、吐出循環させるユニット３の吸い込みホース５の先端は、吐き出しホース６の先端よりも高い位置に設定され、それぞれは着色液２が形成する液面より下部に位置している。また、吐き出しホース６の先端は、測定部位７の中心部の真上に位置しており、その距離は５ｍｍに設定されている。
【０００４】
セル１と測色ユニット４は、ホルダー８の中心部分には測定孔１２があり、この測定孔によって積分球９と接している。セル１の底面は平面であり、その一部分が測定部位７である。なお、積分球９には、光源部１０と受光部１１が備わっている。
【０００５】
図１に示されている従来の液体測色装置は、次のように動作する。吐出型循環ユニット３内に設けられているポンプを作動することにより、着色液２は、吐出循環させるユニット３の吸い込みホース５の先端から吸入され、吐き出しホース６の先端から吐出される。この吐出は、測定部位７の中心部に対して行われるので、測定部位７における着色液が連続して更新される。また、吸い込みホース５の先端は、吐き出しホース６の先端より高い位置に設定されているので、着色液の流れを乱すことなく吐出循環が一定に行われる。着色液２が一定に吐出循環するまでの時間は、着色液２の性質により異なるが、実際の測色データを基にして設定することができるが、測定精度を考慮して、例えば、１２０秒に設定することができる。
【０００６】
吐出循環を始めてから１２０秒経過した後、測色ユニット４を用いて測色を行う。測色は、所定の期間をおいて複数回行われる。
【０００７】
なお、吐出循環とは、測定する着色液を吹き出すことにより循環（液の更新）を行うものである。
【特許文献１】特開２００１−５０８９１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特開２００１−５０８９１に記載された発明は、吐出循環によって、セルの測定部位における着色液を連続して更新させることができる。そのため、測定部位の着色液は常に同じ状態を維持することができるので、測色精度が極めて低かった光輝性顔料を含んだ塗料の場合に有効である。
【０００９】
しかしながら、特開２００１−５０８９１に記載された発明は、セルが、着色液（塗料）の容器を兼ねているため、そのため、自動で洗浄することが難しく、測色対象の着色液の交換に手間取るので、工場での自動ラインに組み込むには問題があった。
【００１０】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、測色対象の着色液の交換が容易に行える液体測色装置、液体測色方法を提供し、更に、自動製造可能な塗料製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載された発明は、着色液を収容する容器、前記着色液を循環させるポンプ、測色用セル及び該測色セルの測定部位の前記着色液を測色する測色部を有する液体測色装置であって、前記ポンプによって、前記測色用セルの測定部位を含む面に対して吐出循環が行われることを特徴とする。
【００１２】
着色液を収容する容器と測色用セルを別体とし、測色用セルの測定部位を含む面を鉛直方向に設けたことにより、洗浄し易い液体測色装置を提供することができる。
【００１３】
請求項２に記載された発明は、請求項１記載の液体測色装置において、音波を発生する振動子ユニットを、前記測色用セルに対して着色液を吐出する側に設け、該振動子ユニットによって発生された音波が、前記測色用セル中の前記着色液に作用可能としたことを特徴とする。
【００１４】
音波を発生する振動子ユニットを、測色用セルに対して着色液を吐出する側に設け、該振動子ユニットによって発生された音波が、測色用セル中の着色液に作用するようにしたので、例えば、着色液がメタリックフレークを含む塗料である場合に、吐出中心から外れた位置にメタリックフレークが付着したままの状態となっても、超音波の作用によって、この付着したメタリックフレークをセルから離れ易くするので、洗浄し易い液体測色装置を提供することができる。
【００１５】
請求項３に記載された発明は、請求項２記載の液体測色装置において、前記振動子ユニットの周波数が略２８ＫＨｚであることを特徴とする。
【００１６】
振動子ユニットの周波数を略２８ＫＨｚとしたので、測色用セルであるガラス等を傷付けることなく洗浄することができる。
【００１７】
請求項４に記載された発明は、請求項１ないし３いずれか一項記載の液体測色装置において、前記測色用セルの測定部位を含む面が鉛直方向に設けられていることを特徴とする。
【００１８】
測色用セルの測定部位を含む面が鉛直方向に設けられているので、吐出中心から外れた位置のメタリックフレークの付着が、水平面に設けられた場合と比較して減少する。これにより、自動洗浄が容易となる。
【００１９】
請求項５に記載された発明は、請求項１ないし４いずれか一項記載の液体測色装置において、前記測色用セルからの着色液の排出が、前記測色用セルの上部から行われることを特徴とする。
【００２０】
請求項５に記載された発明によれば、測色用セルからの着色液の排出が、測色用セルの上部から行われているので、測色用セルの気泡を除くことができる。
【００２１】
請求項６に記載された発明は、着色液を収容する容器、前記容器内の着色液を循環させるポンプ、測色用セル及び測色部を有する液体測色装置における測色する方法であって、前記ポンプによって、前記測色用セルの測定部位を含む面に対して、吐出循環させることによって、前記測色用セルの測定部位における着色液を連続して更新しながら、測色することを特徴とする。
【００２２】
着色液を収容する容器と測色用セルを別体とし、鉛直方向に設けた測色用セルの測定部に対して測色することにより、洗浄し易い液体測色方法を提供することができる。
【００２３】
請求項７に記載された発明は、塗料配合に関するデータに基づいて原色塗料の配合を行って所定の容器に充填を行う計量充填部、所定の容器に充填された原色塗料を攪拌する攪拌部及び液測色を行う測色部を有する塗料製造方法において、前記計量充填部による計量充填ステップと、前記攪拌部による攪拌ステップと、前記測色部による測色ステップとからなる調色ステップを有し、所定の調色が得られる迄、前記調色ステップを繰り返し、更に、所定の色調が得られた後、次の調色ステップの開始前に、少なくとも前記測色部を自動洗浄する洗浄ステップを有することを特徴とする。
【００２４】
請求項７に記載された発明により、計量充填部による計量充填ステップと、攪拌部による攪拌ステップと、測色部による測色ステップとからなる調色ステップを有し、所定の調色が得られる迄、この調色ステップを繰り返し、更に、所定の色調が得られた後、次の調色ステップの開始前に、少なくとも測色部を自動洗浄する洗浄ステップを有するようにしたので、これにより、自動製造可能な塗料製造方法を提供することができる。
【００２５】
また、夜間に自動製造したものを基にして、さらに人間の手により、より細かいレベルでの調色を行って、最終製品とすることも可能である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、測色対象の着色液の交換が容易に行える液体測色装置、液体測色方法を提供し、更に、自動製造可能な塗料製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図２に、本発明の液体測色装置の概略構成図を示す。図２の液体測色装置は、ポンプ２０、振動子ユニット２１、測色用セル２２、測色計２３、容器２４及びシリコンチユーブ２５〜２７から構成されている。なお、測色用セル２２には、石英ガラス２２１を有する。
【００２８】
ポンプ２０は、循環ポンプであり、着色液（塗料）を収容している容器２４から着色液を吸い上げ、振動子ユニット２１、測色用セル２２及びポンプ２０を循環させて、着色液を容器２４に戻す。なお、振動子ユニット２１からの出口は細い筒状になっており、振動子ユニット２１から測色用セル２２に着色液が循環するとき、着色液が勢いよく吐出され、石英ガラス２２１に突き当たる。これにより、石英ガラス２２１において着色液が連続して更新される。
【００２９】
振動子ユニット２１は、通常は、測色用セル２２に対して着色液を吐出するものであるが、振動子ユニットの振動スイッチをオンとすると、振動子ユニットが超音波を発生するようになっている。この振動子ユニットで発生された超音波は、振動子ユニット２１から測色用セル２２に吐出される着色液に作用する。これにより、着色液にメタリックフレークを含む塗料であっても、石英ガラス２２１にこびり付いた塗料を洗浄することができる。
【００３０】
そこで、液測色は、振動子ユニット２１の振動スイッチをオンとせず、振動子ユニット２１が超音波を発生していない状態で行う。また、石英ガラス２２１を洗浄する場合は、振動スイッチをオンとして超音波を発生させる。
【００３１】
測色用セル２２は、振動子ユニット２１に装着され、測色計２３側には、石英ガラス２２１を設けている。石英ガラス２２１の全部又は一部が、測色用セルの測定部位となる。なお、石英ガラス２２１が鉛直方向に設けられているので、その結果、測色用セルの測定部位を含む面も鉛直方向となる。このように、石英ガラス２２１が鉛直方向に設けられているので、着色液にメタリックフレークを含む塗料であっても、塗料が石英ガラス２２１にこびり付き難い構造となっている。
【００３２】
測色計２３は、石英ガラスを通して、連続して更新している着色液を測色する。
【００３３】
次に、動作を説明する。先ず、測色すべき塗料を容器２４に充填する。次いで、ポンプ２０の振動スイッチを入れる。すると、充填された塗料が、ポンプ２０によって、吸い上げられ、振動子ユニット２１に入り、その内部を通って、測色用セル２２の石英ガラス２２１に吐出される。吐出された塗料は、測色用セルからポンプ２０に返ることとなる。ここで、測色用セルからの着色液の排出を測色用セルの上部から行うことにより、測色用セルの気泡を除くことができるため好ましい。
【００３４】
この状態で、吐出循環している石英ガラス２２１の測定部位の塗料に対して、測色計２３が測色を行う。測色は、所定間隔を開かせて数回行い、その平均値を測色値とする。
【００３５】
測色が終わると、ポンプ２０を停止し、ポンプと容器とをつなぐシリコンチューブ２５を容器２４から外し、再びポンプ２０を稼働させることにより、測定対象であった塗料を先ず系外に排出する。排出後、容器２４を洗浄液を入れた別の容器（図示せず）に交換し、シリコンチューブ２５及び２６を接続する。次いで、ポンプ２０の振動スイッチを入れる。すると、充填された洗浄液が、ポンプ２０によって、吸い上げられ、振動子ユニット２１に入り、その内部を通って、測色用セル２２の石英ガラス２２１に吐出される。この吐出により、石英ガラス２２１の洗浄が行われる。用いる着色液に含まれる顔料や光輝材の種類などにより、吐出中心から外れた位置においては、この吐出によっても顔料や光輝材が付着したままの状態となることがある。このとき、振動子ユニット２１の振動スイッチをオンとすると、測色用セル２２中の着色液に、音波を作用させる。これにより、後述するように石英ガラス２２１を洗浄することができる。吐出と超音波の作用を別々に行うこともできるが、吐出しながら超音波を作用させることにより、より強固に石英ガラス表面に貼り付いたアルミフレークを除去することができる。また、超音波の作用は連続的に行う必要はなく、石英ガラス表面の状態を見ながら、パルス振動子２２の振動スイッチを適宜オフすることにより、パルス的に行うことができる。
【００３６】
洗浄後、別の塗料が充填された容器２４を設置することにより、次の測色が可能となる。なお、着色液及び洗浄液を入れた容器の交換を自動で行わせることにより、自動で連続的に測色を行うことが可能となる。
【００３７】
次に、図３を用いて、吐出循環と音波洗浄を説明する。図３（Ａ）には、振動子ユニットの一部と、測色用セルと測色計ヘッド３０が示されている。
【００３８】
図に示されているように、ポンプ２０により、容器から吸い上げられた塗料は、太い線に沿って、ポンプ２へ向かって流れる。振動子ユニットにおいて、塗料は、出口側の細い筒３６を通して、勢いよく吐出され、石英ガラス３１に突き当たる。これにより、石英ガラス３１において着色液が連続して更新される。石英ガラス３と測色計ヘッド３０とは、密着しているので、測色計は、石英ガラスを通して、連続して更新している状態の着色液を測色することができる。
【００３９】
また、図３（Ｂ）に示されているように、超音波が塗料に作用すると、キャビテーションにより、衝撃波が発生し、超音波洗浄により洗浄することができる。
【００４０】
キャビテーションとは、液中で局部的に圧力が低下して、飽和蒸気圧より以下になると、沸騰し、微小気泡が生じる現象である。図に示されているように、ホーン３３内を流れる塗料には、超音波の影響はない。しかしながら、ホーン３３から出た塗料液に超音波が作用する。20kHz〜100kHzほどの強力な超音波が塗料液に照射されたとき、正・負の圧力がその液体分子に交互に供給される。その正の圧力で圧縮された液体分子は次の瞬間には負の圧力により激しく膨張する。つまり、超音波により、時間と共に、液中の圧力が変化（図でが正弦波状に変化）するので、飽和蒸気圧以下になる時点で、空洞が発生し（１）、圧力が低下するに従い空洞が成長し（2）、圧力が飽和蒸気圧を越えると崩壊する（3）。この崩壊時に衝撃波が発生され（4）、測定部位周辺に貼り付いたアルミフレーク等の洗浄物を除去することができる。なお、20kHz〜100kHzにおける20kHz近辺の低い周波数は、音波であり、厳密には超音波とは言えないが、20kHz〜100kHzの弾性波による洗浄を超音波洗浄と一般に呼んでいるので、本発明では、20kHz〜100kHzの音波を超音波と定義する。
【００４１】
本発明では、２８ＫＨzの超音波を用い、ホーン３３の先端から、測定部位３４迄の距離を５ｍｍ〜１０ｍｍとした。その結果、良好な洗浄効果を確認した。
【００４２】
なお、図３（Ｂ）では、圧力のサイクルを１．５サイクル示しているが、２８ＫＨzの超音波を用い、ホーン３３の先端から、測定部位３４迄の距離を５ｍｍとした場合、１４０（＝５×１０−３×２８×１０３）程度のサイクルがあり、そのサイクル数に対応した衝撃波が毎秒発生している。
【００４３】
なお、振動子ユニットの周波数を２８ＫＨｚとしたので、測色用セルであるガラス等を傷付けることなく洗浄することができた。
【００４４】
また、振動ユニットは、図４に示すように、超音波発振器４０、振動子４１、振動子スイッチ４２、外部発振制御スイッチ４３及びホーン４４を有している。音波発振器４０は、外部から、単相１００Ｖ（５０／６０Ｈｚ）の交流電源を受けて、２８ＫＨｚの電気信号を発生する。外部発振制御スイッチ４３は、超音波発振器４０の発振のオン・オフの制御を行う。
【００４５】
振動子４１は、超音波発振器４０からの２８ＫＨｚの電気信号を受けて、振動子スイッチ４２のオンに応じて、超音波を発生する。
【００４６】
振動子スイッチ４２は、プッシュスイッチ又はトグルスイッチで構成することができる。
【００４７】
振動子４１は、測色時は、振動子スイッチ４２をオフとし、超音波を発生することなく、ホーン４４から塗料を吐出する。
【００４８】
一方、洗浄時は、振動子スイッチ４２をオンとし、超音波を発生し、ホーン４４から吐出する塗料に作用し、超音波洗浄を行う。
【００４９】
次に、図５を用いて、塗料製造方法を説明する。図５の塗料製造方法は、塗料配合に関するデータに基づいて原色塗料の配合を行って所定の容器に充填を行う計量充填部５０、所定の容器に充填された原色塗料を攪拌する攪拌部６０、液測色を行う測色部７０及びＣＣＭ（コンピュータ  カラー  マッチング）部８０を有する。
【００５０】
計量充填部５０は、コンピュータ５０１の配合データに基づいて、計量充填手段５０２により、原色貯蔵手段５０３に貯蔵されている原色塗料の充填と計測を行う。その結果、所定の配合の原色塗料が所定の容器に投入される。攪拌部６０は、計量充填部５０で充填された原色塗料を攪拌する。攪拌は、攪拌子を用いたり、容器自体を攪拌したり、インペラーなどを挿入することにより行う。
【００５１】
測色部７０は、ポンプ７０１、振動子ユニット７０２、測色セル７０３及び測色計７０４を有し、塗料液の測色を行う。測色の結果は、ＣＣＭ部８０に伝えられる。
【００５２】
ＣＣＭ部８０は、目標とする色彩を実現する塗料等の配合量を計算し、目標に一致するように、配合変更を計量充填部５０に指示する。
【００５３】
次に、図５及び図６を参照して、塗料製造方法を説明する。
【００５４】
空の所定の容器８０１に、計量充填部５０は、コンピュータ５０１の配合データに基づいて、所定量の原色塗料を計測して、容器に充填する（Ｓ１０１）。次いで、攪拌部６０は、所定の容器に充填された原色塗料を攪拌する（Ｓ１０２）。次いで、測色部７０は、攪拌部６０で攪拌された塗料の液測色を行う（Ｓ１０３）。液測色の結果、所定のものであれば（Ｓ１０４：Ｙ）、自動洗浄を行う（Ｓ１０５）。もし、所定のものでなければ（Ｓ１０４：Ｎ）、ＣＣＭ部８０の指示に従い計量充填部５０は、指示された原色塗料を充填し、攪拌、計測を行う。これを所定の色彩が得られるまで行う。
【００５５】
測色部７０で測色した結果、所定の範囲の値であれば、合格品として外へ出され（2）、必要に応じて、蓋締めを行い、所定の場所へ輸送される。または、調色が終了した塗料のみを別の容器に移し替えた後、蓋締めを行い、所定の場所へ輸送される。
【００５６】
これを夜間に行い、昼間、人間により、ファイン調色を行うようにしてもよい。
【００５７】
また、本発明の塗料製造方法で得られた塗料を基にして、さらに人間の手にＹよって細かな調色を行ってもよい。この場合、本発明の塗料製造方法は調色の完全自動化を目的とするものではなく、人が調色を行う補助的役割を果たす。なお、この場合、本発明の塗料製造方法を無人で行い、昼間、人間により調色を行う形態を採ることができる。
【００５８】
また、超音波の周波数を２８ＫＨｚとして説明したが、本発明は、これに限らず実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】従来の液体測色装置の一例の断面図である。
【図２】本発明の概略構成図である。
【図３】吐出循環と音波洗浄を説明するための図である。
【図４】振動子ユニットを説明するための図である。
【図５】塗料製造方法を説明するための図である。
【図６】塗装製造手順を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６０】
１    セル
２    着色液
３    吐出型循環ユニット
４    測色ユニット
５    吸い上げホース
６    吐き出しホース
７    測定部位
８    ホルダー
９    積分球
１０    光源部
１１    受光部
２０、７０１    ポンプ
２１、４１、７０２    振動子ユニット
２２、３２、７０３    測色用セル
２３、７０４    測色計
２４、８０１、８０２    容器
２５、２６、２７    シリコンチユーブ
３０    測色計ヘッド
３１、２２１    石英ガラス
３３、４４    ホーン
３４    測定部位
３５    塗料の流れ
４０    音波発振器
４２    プッシュスイッチ
４３    外部発振制御スイッチ
５０    計測充填部
６０    攪拌部
７０    測色部
８０    ＣＣＭ部
５０１    コンピュータ
５０２    計測充填手段
５０３    原色貯蔵手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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