(57)【要約】【課題】凹凸面を有しこの凹凸面に塗膜が形成された基材に対して光を照射すると共に前記塗膜からの反射光を検出し、この反射光の強度に基づいて塗装不良を検出するにあたり、塗装不良の有無を正確且つ容易に判定することができる塗装不良検査方法を提供する。【解決手段】平坦面を有しこの平坦面に前記塗膜と同一組成の判定用塗膜が形成された判定用基材４に光を照射すると共に塗膜からの反射光を検出する。光の入射方向に対する前記判定用基材４の角度θが所定の角度以上の場合の反射光の最大強度を除外強度とする。基材の塗膜からの反射光の強度に基づいて塗装不良を検出する際に、前記除外強度以下の強度の反射光の検出結果を除外する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹凸面を有しこの凹凸面に塗膜が形成された基材に対して光を照射すると共に前記塗膜からの反射光を検出し、この反射光の強度に基づいて塗装不良を検出する塗装不良検査方法であって、
前記基材に代えて、平坦面を有しこの平坦面に前記塗膜と同一組成の判定用塗膜が形成された判定用基材に光を照射すると共に塗膜からの反射光を検出し、光の入射方向に対する前記判定用基材の角度θが所定の角度以上の場合の反射光の最大強度を除外強度とし、
基材の塗膜からの反射光の強度に基づいて塗装不良を検出する際に、前記除外強度以下の強度の反射光の検出結果を除外することを特徴とする塗装不良検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗膜が形成された基材の塗装不良を検出するための塗装不良検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、塗膜が形成された基材１の塗装不良を検出するためには、基材１に光を照射すると共に反射光を検出し、この検出結果に基づいて塗装不良の有無を判定することがおこなわれている。例えば表面に有機塗膜が形成された基材１の表面に紫外線吸収剤を含有する無機質塗膜を形成した場合や、更にこの無機質塗膜に重ねて光触媒を含有する無機質塗膜を形成する場合には、透明な無機質塗膜の塗装不良の有無を目視により判定することが困難であるが、基材１に紫外線を照射すると共にその反射光を検出すれば、塗装不良の有無を高い確実性をもって判定することができる（特許文献１参照）。
【０００３】
図３，４に、塗装不良検査方法の一例を示す。塗装が施された基材１が連続的に搬送される搬路の上方に、光源２及び検出器３が配設されている。光源２は例えばブラックライト等の適宜の紫外線ランプで構成され、検出器３は例えばＣＣＤ紫外線カメラ等で構成される。この検出器３は基材１の搬送方向と直交する方向に並ぶ複数の視野（分割測定エリア５）から反射される反射光の強度を検出する。各分割測定エリア５ごとの測定結果は複数の画素に分割され、検出器３は各分割測定エリア５ごとに各画素における反射光の強度を検出結果として出力する。そして、基材１を搬送しながら検出器３で反射光の検出を順次おこなうことで、基材１の全面に亘って反射光の検出をおこなうようにする。
【０００４】
上記検出器３による検出結果に基づいて、塗装不良の有無が判定される。このとき、例えば各分割測定エリア５ごとに、複数の画素における反射光の強度の平均値を導出する。そして、分割測定エリア５における反射光の強度の平均値が所定の閾値を超える場合、基材１上の前記分割測定エリア５と対応する位置に塗装不良が発生していると判定される。
【０００５】
しかし、基材１の塗装が施される面に凹凸が形成されている場合、すなわち例えば図６（ａ）に示すように基材１の上面に目地模様６、平坦な領域７、細かい凹凸模様が形成されている領域８、粗い凹凸模様が形成されている領域９が形成されている場合には、この凹凸によって光が散乱し、反射光の強度が低下してしまう。そうすると、例えば、基材１上の凹凸が形成されている領域と凹凸が形成されていない領域とでは反射光の強度が異なってしまい、また凹凸の程度が異なる領域間でも反射光の強度が異なってしまう。このような場合の反射光の検出結果の平均値の例を図６（ｂ）に示す。図６（ｂ）の縦軸は平均値の値（輝度）を示し、横軸は基材１上の位置を示す。この基材１上の位置は、図６（ａ）における符号イで示される基材１上のライン上の位置と対応している。
【０００６】
図６（ｂ）に示されるように、基材１に凹凸が形成されている場合には、塗装不良が発生していない場合であっても、反射光の検出結果はバラツキが大きくなって安定せず、一定の閾値を基準にして塗装不良を検出することが困難になってしまう。
【０００７】
このような問題を解決するためには、例えば基材１上の凹凸の程度が異なる各領域ごとにそれぞれ異なる閾値を設定することも考えられる。
【０００８】
しかしながら、この場合は基材１上の反射光の検出位置が変わるたびに閾値を変更しなければならず、煩雑な処理が必要になってしまい、また基材１の種類を変えるごとに閾値を設定し直さなければならないという問題もある。また、このように基材１上の各領域ごとに閾値を設定すると、例えば複数の基材１について塗装不良検査を順次おこなう際に基材１の搬送方向にずれが生じるなどして、基材１に位置ずれが生じる場合には、正確な塗装不良検査ができなくなってしまうという問題もある。
【０００９】
更に、上記のような反射光に基づく塗装不良検査は、基材１上の塗膜とその下地との間の光反射性の相違を利用するものであるが、基材１に凹凸が形成されることで反射光中に散乱光成分が多くなると、塗膜とその下地との間の光反射性の差が小さくなってしまい、正確な塗装不良検査が難しくなるという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−２５１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、凹凸面を有しこの凹凸面に塗膜が形成された基材１に対して光を照射すると共に前記塗膜からの反射光を検出し、この反射光の強度に基づいて塗装不良を検出するにあたり、塗装不良の有無を正確且つ容易に判定することができる塗装不良検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る塗装不良検査方法では、凹凸面を有しこの凹凸面に塗膜が形成された基材１に対して光を照射すると共に前記塗膜からの反射光を検出し、この反射光の強度に基づいて塗装不良を検出する。本発明では、前記基材１に代えて、平坦面を有しこの平坦面に前記塗膜と同一組成の判定用塗膜が形成された判定用基材４に光を照射すると共に塗膜からの反射光を検出し、光の入射方向に対する前記判定用基材４の角度θが所定の角度以上の場合の反射光の最大強度を除外強度とする。そして、基材１の塗膜からの反射光の強度に基づいて塗装不良を検出する際に、前記除外強度以下の強度の反射光の検出結果を除外する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、塗装不良検査時に除外強度以下の強度の反射光の検出結果を除外することで、反射光の検出結果における基材１の凹凸の影響を低減することができ、基材１における凹凸の位置や程度を考慮することなく塗装不良を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態の一例における、判定用基材からの反射光の強度を測定する工程を示す概略図である。
【図２】判定用基材の角度と判定用基材からの反射光の強度との関係を示すグラフである。
【図３】本発明の実施の形態の一例における、基材からの反射光の強度を測定する工程を示す概略図である。
【図４】同上の斜視図である。
【図５】（ａ）は基材の一例を示す平面図、（ｂ）は本発明の実施の形態の一例において導出される基材からの反射光の強度の検出結果の平均値を示すグラフである。
【図６】（ａ）は基材の一例を示す平面図、（ｂ）は従来技術において導出される基材からの反射光の強度の検出結果の平均値を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
【００１６】
塗装の対象である基材１としては適宜のものを用いることができるが、好適な例として、セメント系の無機質板等の下地材の表面に有機塗膜を形成したものが挙げられる。有機塗膜を形成するための有機塗料は特に制限されないが、例えばアクリルエマルション系塗料を挙げることができる。この有機塗料は無色透明のクリア塗料であるほか、適宜の顔料や染料等を配合した着色塗料であっても良い。顔料としては、特に限定はされないが、たとえば、カーボンブラック、キナクリドン、ナフトールレッド、シアニンブルー、シアニングリーン、ハンザイエロー等の有機顔料；酸化チタン、硫酸バリウム、弁柄、複合金属酸化物等の無機顔料を挙げることができ、これらの群から選ばれる一種を用いるほか、二種以上を併用することもできる。
【００１７】
下地材に有機塗膜を形成するにあたっては、例えば下地材に対して有機塗料をスプレー等にて塗布した後、有機塗料の組成に応じた適宜の条件、例えば１００〜１５０℃で３０秒以上加熱乾燥することにより成膜して、有機塗膜を形成することができる。有機塗膜の厚みは特に制限されないが、５〜１００μｍの範囲であることが好ましい。
【００１８】
この基材１の上面（塗装が施される面）に凹凸が形成されている。図５(ａ）に示す例では、基材１の上面に目地模様６が形成され、且つこの目地模様６で分割された領域に、平坦な領域７、細かい凹凸模様が形成されている領域８及び粗い凹凸模様が形成されている領域９が形成されている。
【００１９】
この基材１に形成する紫外線吸収性のクリア塗膜としては、紫外線吸収剤を含有する無機塗膜を挙げることができる。このクリア塗膜は、有機塗膜の表面に紫外線吸収剤を含有する無機質塗料を塗布成膜することで形成することができ、例えば基材１の表面保護や耐候性の向上のために設けられる。
【００２０】
無機質塗料としては適宜のものを用いることができるが、例えばオルガノシランのシリカ分散オリゴマー溶液に、ポリオルガノシロキサンや、アルキルチタン酸塩等の縮合反応触媒を加え、或いは更にシリカを加えたケイ素アルコキシド系塗料等を用いることができる。
【００２１】
具体的には、例えば下記式〔１〕で表わされる加水分解性オルガノシランを有機溶媒または水に分散されたコロイダルシリカ中で、Ｘ１モルに対し水０．００１〜０．５モルを使用する条件下で部分加水分解してなる、オルガノシランのシリカ分散オリゴマー溶液（Ａ成分）と、下記式〔２〕で表わされ、この式〔２〕中のＲ２にフェニル基を全Ｒ２基に対して１〜３０モル％含有するポリオルガノシロキサン（Ｂ成分）と、このＡ成分とＢ成分との縮合反応を促進する触媒とを必須成分とし、Ａ成分においてシリカを固形分として５〜９５重量％含有し、加水分解性オルガノシランの少なくとも５０モル％がｎ＝１のオルガノシランで、Ａ成分１〜９９重量部に対してＢ成分９９〜１重量部が配合されている無機質塗料を用いることができる。
【００２２】
Ｒ１ｎＳｉＸ４−ｎ…〔１〕
（式中、Ｒ１は同一または異種の、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、ハロゲン置換炭化水素基、γ−メタクリロキシプロピル基、γ−グリシドキシプロピル基、３，４−エポキシシクロヘキシルエチル基およびγ−メルカプトプロピル基からなる群より選ばれる、炭素数１〜８の１価炭化水素基を示し、ｎは０〜３の整数、Ｘはアルコキシ基、アセトキシ基、オキシム基、エノキシ基、アミノ基、アミノキシ基およびアミド基からなる群より選ばれる加水分解性基を示す。）
Ｒ２ａＳｉ（ＯＨ）ｂＯ（４−ａ−ｂ）／２…〔２〕
（式中、Ｒ２は同一または異種の、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、ハロゲン置換炭化水素基、γ−メタクリロキシプロピル基、γ−グリシドキシプロピル基、３，４−エポキシシクロヘキシルエチル基およびγ−メルカプトプロピル基からなる群より選ばれる、炭素数１〜８の１価炭化水素基を示し、ａおよびｂはそれぞれ０．２≦ａ≦２、０．０００１≦ｂ≦３、ａ＋ｂ＜４の関係を満たす数である。）
また、この無機質塗料に含有される紫外線吸収剤としては、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化セリウム等を挙げることができる。この紫外線吸収剤は、好ましくは無機質塗料中の固形分（クリア塗膜を形成する成分）に対して０．１〜２０重量％の範囲で含有させる。
【００２３】
このような無機質塗料を基材１に静電塗装等して塗布した後、例えば６０〜１２０℃で焼き付け乾燥等することにより成膜することにより、クリア塗膜を形成することができる。このクリア塗膜の厚みは特に制限されないが、通常は１〜１０μｍの範囲の薄膜に形成される。
【００２４】
また、この紫外線吸収性のクリア塗膜に積層して形成される、このクリア塗膜より紫外線吸収性が低い外層クリア塗膜としては、光触媒を含有する無機塗膜を挙げることができる。この外層クリア塗膜は、クリア塗膜の表面に光触媒を含有する無機質塗料を塗布成膜することで形成することができ、例えば基材１の防汚性を向上する目的で形成される。
【００２５】
光触媒を含有する無機質塗料としては適宜のものを用いることができるが、例えば上記クリア塗膜を形成するために使用されるケイ素アルコキシド系塗料に酸化チタン等の光触媒を加えたもの等を用いることができる。
【００２６】
このような無機質塗料を基材１にスプレー塗装等して塗布した後、例えば６０〜１２０℃で焼き付け乾燥等することにより成膜して、外層クリア塗膜を形成することができる。この外層クリア塗膜の厚みは特に制限されないが、例えば０．２〜１．０μｍの範囲に形成される。
【００２７】
このようにして上面上に塗膜が形成された基材１について、塗膜の塗装不良検査を行う。図３，４は、塗装不良検査を行うための装置構成の一例を示す。この検査装置は、上面上に塗膜が形成された基材１を搬送するベルトコンベア等の搬送装置１０、紫外線光を照射する光源２、反射光を計測する検出器３にて構成されている。
【００２８】
光源２はブラックライト等の適宜の紫外線ランプにて構成することができる。この光源２は搬送装置１０における基材１の搬送路の上方に、基材１の搬送方向に間隔をあけて二つ設けられている。各光源２は、搬送路上の基材１の一側端から他側端に亘って紫外線を照射するように形成されている。
【００２９】
検出器３は紫外線を受光してその強度を計測する機能を有し、例えばＣＣＤ紫外線カメラ等で構成することができる。この検出器３は、搬送装置１０における基材１の搬送路の上方において、二つの光源２の間の位置の直上に配置される。この検出器３は、二つの光源２の間の領域において基材１の搬送方向と直交する方向に並ぶ複数の視野（分割測定エリア５）からそれぞれ反射される反射光の強度を検出する。この場合、各分割測定エリア５に対応する複数の検出器３を設けてもよく、また一つの検出器３で基材１の搬送方向と直交する方向に走査することにより各分割測定エリア５からの反射光の強度を検出するようにしてもよい。検出器３による各分割測定エリア５ごとの測定結果は複数の画素に分割され、検出器３は各分割測定エリア５ごとに各画素における反射光の強度を検出結果として出力する。そして、基材１を搬送しながら検出器３で各分割測定エリア５からの反射光の検出を順次おこなうことで、基材１の全面に亘って反射光の検出をおこなうことができる。
【００３０】
検出器３による検出結果はパーソナルコンピュータ等で構成される適宜の演算処理装置１１で処理されて、塗装不良の有無が判定される。このとき演算処理装置１１は各分割測定エリア５ごとにその分割測定エリア５内の複数の画素における反射光の検出結果の平均値を導出し、この平均値が所定の閾値を超えている場合には塗装不良が発生していると判定する。また、この塗装不良の発生が判定された反射光の検出時において分割測定エリア５と重なっていた基材１上の領域を、基材１の塗装不良発生位置と特定することができる。
【００３１】
このようにして塗装不良検査をおこなうにあたり、演算処理装置１１は、分割測定エリア５内の各画素における反射光の検出結果の平均値を導出する際に、所定の除外強度以下の強度の反射光の検出結果を除外した上で、検出結果の平均値を導出する。
【００３２】
除外強度は、塗装不良検査の前に予め決定しておく。以下、基材１として下地材上に有機塗膜が形成されたものを用い、この基材１に紫外線吸収性の無機質塗膜と、紫外線吸収性が低い無機質塗膜とを順次形成すると共に各無機質膜について塗装不良検査をおこなう場合について、除外強度の決定方法の一例を説明する。
【００３３】
除外強度の決定にあたっては、平坦面を有する判定用基材４を使用する。判定用基材４としては、平坦面を有する以外は上記基材１と同一の、下地材上に有機塗膜が形成されたものを用いる。
【００３４】
この判定用基材４に無機質塗膜を形成することなく、図１に示すように塗装不良検査時と同じ条件で光を照射すると共に反射光の強度を測定する。このとき、光の照射方向に対する判定用基材４の角度θ（平坦面の角度）を、塗装不良検査時における光の照射方向に対する基材１の角度（塗装が施された面の角度）と同じ状態として反射光の強度を測定し、更に前記判定用基材４の角度θを変化させた場合の反射光の強度も測定する。これにより、判定用基材４の角度θと、反射光の強度との関係を導出する。
【００３５】
また、この判定用基材４の平坦面上に紫外線吸収性の無機質塗膜を形成した場合、及び紫外線吸収性が低い無機質塗膜を形成した場合について、上記と同様にして塗装不良検査時と同じ条件で光を照射すると共に反射光の強度を測定し、判定用基材４の角度θと、反射光の強度との関係を導出する。
【００３６】
図２は、光源２として紫外線ランプを使用した場合の、判定用基材４の角度θと、反射光の強度との関係の一例を示すグラフである。このグラフの横軸は光の照射方向に対する判定用基材４の角度θを示し、この角度θは、塗装不良検査時における光の照射方向に対する基材１の角度を基準（０°）としている。また縦軸は、紫外線吸収性が低い無機質塗膜を有する判定用基材４についての、反射光の輝度を基準（１００％）とした、反射光の相対輝度を示す。グラフ中のａは無機質塗膜が形成されない場合の反射光の強度を、ｂは紫外線吸収性の無機質塗膜が形成された場合の反射光の強度を、ｃは紫外線吸収性が低い無機質塗膜が形成された場合の反射光の強度を、それぞれ示す。
【００３７】
図２に示すように、紫外線吸収性の無機質塗膜が形成された場合は紫外線反射性が低くなるため、反射光の強度ｂは、無機質塗膜が形成されない場合の反射光の強度ａ及び紫外線吸収性が低い無機質塗膜が形成された場合の反射光の強度ｃと較べると、低下している。塗装不良検査時には、このような反射光の強度の相違を利用して塗装不良の有無を判断する。すなわち、紫外線吸収性の無機質塗膜が形成された基材１の塗装不良検査時には、下地となる基材１からの反射光の強度は紫外線吸収性の無機質塗膜からの反射光の強度よりも高くなるため、反射光の強度が高い場合に塗装不良が発生していると判断することができる。また紫外線吸収性の無機質塗膜に重ねて、更に紫外線吸収性の低い無機質塗膜が形成された基材１の塗装不良検査時には、下地となる基材１からの反射光の強度は塗膜からの反射光の強度よりも高くなるため、反射光の強度が低い場合に塗装不良が発生していると判断することができる。
【００３８】
また、判定用基材４の角度θが大きくなると、それに従って検出器３に入光する各反射光の強度は低くなる。これは、基材１の凹凸部分において基材１表面の角度θが大きい部分では検出器３に入光する反射光の強度が低くなることを示している。
【００３９】
除外強度は、判定用基材４の角度θが所定の角度以上となる場合の反射光の最大強度とする。反射光の強度は判定用基材４の角度θが大きくなるに従って減少するため、除外強度は判定用基材４の角度θが前記所定角度にある場合の反射光の強度となる。前記所定角度は適宜設定されるが、塗装不良検査時における光の照射方向に対する基材１の角度を基準（０°）として、４０°〜６０°の範囲であることが好ましい。
【００４０】
また、判定用基材４の角度θが大きくなると、それに従って各反射光間の強度の差が小さくなる。これは、基材１の凹凸部分において基材１表面の角度が大きい部分では、塗装不良検査の対象である塗膜からの反射光の強度とその下地からの反射光の強度との差が小さくなり、反射光の強度差に基づいて塗装不良を判定することが困難になることを示している。そこで、除外強度は、前記のような塗膜と下地との間の反射光の強度差が小さくなる領域が除外されるように設定することが好ましい。このとき、例えば、塗膜と下地との間の反射光の強度差が、塗膜からの反射光の強度に対して所定割合よりも小さくなる領域が除外されるように除外強度を設定することが好ましい。前記所定割合は適宜設定されるが、例えば２０％以下の範囲で設定されることが好ましく、特に５〜２０％の範囲で設定されることが好ましい。
【００４１】
例えば基材１上に紫外線吸収性の無機質塗膜を形成した場合の紫外線吸収性の無機質塗膜の塗装不良検査における除外強度は、判定用基材４の角度θが４０°〜６０°の範囲にある場合の、紫外線吸収性の無機質塗膜からの反射光の強度ｂが設定される。またこの除外強度は、反射光の強度ｂよりも所定割合（例えば１０％）だけ高い強度と、無機質塗膜が形成されていない判定用基材４からの反射光の強度ａとが重なるような判定用基材４の角度又はこれよりも小さい角度における反射光の強度ｂが設定される。
【００４２】
また、基材１上に更に紫外線吸収性の低い無機質塗膜を形成した場合の紫外線吸収性の低い無機質塗膜の塗装不良検査における除外強度は、判定用基材４の角度θが４０°〜６０°の範囲にある場合の、紫外線吸収性の低い無機質塗膜からの反射光の強度ｃが設定される。またこの除外強度は、反射光の強度ｃよりも所定割合（例えば１０％）だけ低い強度と、紫外線吸収性の無機質塗膜からの反射光の強度ｂとが重なるような判定用基材４の角度又はこれよりも小さい角度における反射光の強度ｃが設定される。
【００４３】
以上のようにして除外強度を設定し、演算処理装置１１において、分割測定エリア５内の複数の画素における反射光の検出結果から前記除外強度以下の検出結果を予め除外した上で、残りの検出結果の平均値を導出すると、基材１の凹凸に起因する前記平均値のバラツキが抑制される。このようにして導出される検出結果の平均値の例を図５（ｂ）に示す。図５（ｂ）の縦軸は平均値の値（輝度）を示し、横軸は基材１上の位置を示す。この基材１上の位置は、図５（ａ）における基材１上の符号イで示されるライン上の位置と対応している。
【００４４】
このため、上記検出結果の平均値に基づいて塗装不良の有無を判定する場合には、本実施形態のように基材１の上面に目地模様６、平坦な領域７、細かい凹凸模様が形成されている領域８、粗い凹凸模様が形成されている領域９が形成されるなどして、基材１に凹凸が形成されていたり、凹凸の程度が異なる領域が存在したりしていても、常に一定の閾値を基準にし、この閾値を前記平均値が越えているか否かに基づいて塗装不良の有無を判定することができるようになる。
【００４５】
前記閾値は、塗装不良の有無を高い確実性をもって判定することができるように適宜設定されるものであり、基材１の上面の平坦な領域７における塗膜からの反射光（特に傾斜が０°〜２０°の範囲の平坦な領域の反射光）を検出する際に塗装不良の検出が可能であり、且つ除外強度以下の検出結果を予め除外することによる効果が望めるように適宜設定することが望ましい。例えば予め塗装不良が存在しないことが確認されている基材１について塗装不良検査時と同じ手法で反射光の検出結果の平均値を導出し、塗膜からの反射光の強度が下地からの反射光の強度よりも低い場合（本実施形態における紫外線吸収性の無機質塗膜の塗装不良検査の場合）は、前記平均値よりも５〜２０％高い値を閾値とし、塗膜からの反射光の強度が下地からの反射光の強度よりも高い場合（本実施形態における紫外線吸収性の低い無機質塗膜の塗装不良検査の場合）は、前記平均値よりも５〜２０％低い値を閾値とすることができる。
【符号の説明】
【００４６】
１    基材
４    判定用基材
θ    角度
【図１】
2011007751.tif 000003
【図２】
2011007751.tif 000004
【図３】
2011007751.tif 000005
【図４】
2011007751.tif 000006
【図５】
2011007751.tif 000007
【図６】
2011007751.tif 000008