(57)【要約】【課題】目視と相関のある色差の定量的な計測であって微小な色差の計測を可能し、目視では不可能な光輝材含有塗膜の定量的な色差改善評価を、簡単かつ高精度に行えるようにする。【解決手段】色差導出手段により、（１）正反射光の反射方向を基準にして角度θ＝７５°での第１測定点ＡのＬＡ７５値と第２測定点ＢのＬＢ７５値との差ΔＬ７５の２乗の値、（２）θ＝７５°での第１測定点ＡのａＡ７５値と第２測定点ＢのａＢ７５値との差Δａ７５の２乗の値、（３）θ＝７５°での第１測定点ＡのｂＡ７５値と第２測定点ＢのｂＢ７５値との差Δｂ７５の２乗の値、（４）第１測定点Ａにおけるθ＝２５°でのＬＡ２５値とθ＝７５°のＬＡ７５値との差と、第２測定点Ｂにおけるθ＝２５°でのＬＢ２５値とθ＝７５°のＬＢ７５値との差との差の２乗の値からなる補正値ΔＦを加算した値を、両測定点Ａ，Ｂ間の色差ΔＥ’の自乗根として導出する。【選択図】図６
2015114247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光輝材を含有する塗膜の少なくとも２つの測定点での色差に基づき前記塗膜の色評価を行う光輝材含有塗膜の評価方法において、
設定された入射角で光源からの光を前記塗膜の第１測定点および第２測定点に照射し、
前記第１測定点および前記第２測定点それぞれにおける正反射光の反射方向に対し、所定の基準角度よりも小さい第１角度における反射光、および、前記基準角度よりも大きい第２角度における反射光それぞれを受光手段により受光し、
受光した反射光から前記両測定点間の色差をＬａｂ色差式に基づいて導出する際に、
（１）前記第２角度での前記第１測定点のＬ値と前記第２測定点のＬ値との差の２乗の値、
（２）前記第２角度での前記第１測定点のａ値と前記第２測定点のａ値との差の２乗の値、
（３）前記第２角度での前記第１測定点のｂ値と前記第２測定点のｂ値との差の２乗の値、
の加算に加えて、
（４）前記第１測定点における前記第１角度でのＬ値と前記第２角度のＬ値との差と、前記第２測定点における前記第１角度でのＬ値と前記第２角度のＬ値との差との差の２乗の値からなる補正値
を加算した値を、前記両測定点間の色差の自乗根として色差導出手段により導出し、導出した前記色差の自乗根に基づき前記塗膜の評価を行うことを特徴とする光輝材含有塗膜の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光輝材を含有する塗膜の少なくとも２つの測定点での色差に基づき前記塗膜の色評価を行う光輝材含有塗膜の評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のボデーのメタリック塗装やパール塗装の塗膜は、フレーク状のアルミニウム片やマイカ片等の光輝材を含有しており、これら光輝材により、塗膜の反射特性が光輝材片の大きさや配列の仕方によって影響され、塗膜の視認方向によって塗装の色が異なる。
【０００３】
また、自動車では、鋼板にメタリック塗装等を施したものと、樹脂にメタリック塗装等を施したものとにより、１台分のボデーを構成することが行われる。この場合、鋼板に形成された塗膜と樹脂に形成された塗膜が同じ色になるように塗装しても、目視による色あいが異なることがある。また、同じ１枚の鋼板でも、部位によって目視による色あいが異なることがある。
【０００４】
そこで従来、上記したような光輝材を含有する塗膜における２つの測定点間の色あいの違いを色差として測定することが行われ、測定した色差が許容範囲内かどうかにより塗装の良し悪しを判断することが行われている。
【０００５】
具体的には、光源からの光の照射方向、反射光の受光方向を変更可能な装置により、ＣＭＣ色差式における明度ｌ、彩度ｍ、色相ｈを測定し、目視に応じて明度ｌ、彩度ｍ、色相ｈそれぞれに係数の設定を行い、目視と相関のある色差評価を行うことが考えられている（特許文献１）。
【０００６】
また、２以上の角度条件毎に基準色との色差ΔＥ１＊を測定して、基準色に対して近似していると視認される色差ΔＥ１＊を含む近似領域と、近似していないと視認される色差ΔＥ１＊を含む非近似領域を設定し、近似しているか近似していないかを判断できないグレーゾーンを持つグレー角度条件が存在する場合に、そのグレー角度条件を含む複数の角度条件間での色の変化度ΔＥ２＊を求め、基準色に対して異なった色に視認されるかどうかを判定することが提案されている（特許文献２）。
【０００７】
さらに、光輝顔料を含有する試料塗膜の法線方向に対して４５°の入射光に対し、１５°、４５°および７５°若しくは１１０°の３方向の角度で明度、彩度、色相を測定し、これら各方向の方向性反射特性値と光輝顔料を含有する基準色調塗膜の各方向性反射特性値との差を明度差、彩度差および色相差として求め、試料塗膜の色調を判定することが提案されている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２９２５７８号公報（段落００４８−００６８参照）
【特許文献２】特開２００９−２６４９２４号公報（段落００１７−００２９参照）
【特許文献３】特許第３２３４７５３号公報（段落００１８−００３２参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上記した特許文献１に記載の手法では、係数の設定に熟練を要し、そのための人手と労力が必要になるという問題があり、特許文献２に記載の手法では、２以上の多数の角度条件毎に近似領域と非近似領域を設定して、近似領域でもなく非近似領域でもないグレーゾーンを持つグレー角度条件の見極めなければならず、非常に手間と工数がかかるという問題があり、特許文献３に記載の手法では、試料塗膜の色調を判定するのに、３方向の角度の方向性反射特性値と、光輝顔料を含有する基準色調塗膜の各方向性反射特性値との差を明度差、彩度差および色相差を求めなければならず、手間および工数がかかるという問題がある。
【００１０】
本発明は、目視と相関のある色差の定量的な計測であって微小な色差の計測を可能し、目視では不可能な光輝材含有塗膜の定量的な色差改善評価を、簡単かつ高精度に行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記した目的を達成するために、本発明の光輝材含有塗膜の評価方法は、光輝材を含有する塗膜の少なくとも２つの測定点での色差に基づき前記塗膜の色評価を行う光輝材含有塗膜の評価方法において、設定された入射角で光源からの光を前記塗膜の第１測定点および第２測定点に照射し、前記第１測定点および前記第２測定点それぞれにおける正反射光の反射方向に対し、所定の基準角度よりも小さい第１角度における反射光、および、前記基準角度よりも大きい第２角度における反射光それぞれを受光手段により受光し、受光した反射光から前記両測定点間の色差をＬａｂ色差式に基づいて導出する際に、
（１）前記第２角度での前記第１測定点のＬ値と前記第２測定点のＬ値との差の２乗の値、
（２）前記第２角度での前記第１測定点のａ値と前記第２測定点のａ値との差の２乗の値、
（３）前記第２角度での前記第１測定点のｂ値と前記第２測定点のｂ値との差の２乗の値、
の加算に加えて、
（４）前記第１測定点における前記第１角度でのＬ値と前記第２角度のＬ値との差と、前記第２測定点における前記第１角度でのＬ値と前記第２角度のＬ値との差との差の２乗の値からなる補正値
を加算した値を、前記両測定点間の色差の自乗根として色差導出手段により導出し、導出した前記色差の自乗根に基づき前記塗膜の評価を行うことを特徴としている（請求項１）。
【発明の効果】
【００１２】
塗装された部材表面の２つの異なる測定点間の色差を計測するツールとして色差計が一般に使用され、図３に示すように、色差計による両測定点Ａ，Ｂ間の色差ΔＥをＬ，ａ，ｂの３軸により構成される３次元空間における距離の差として導出することが行われている。そして、異なる材質の部材、例えば金属と樹脂とからそれぞれ構成される部材に同様の塗装を施し、これら両部材間の色差を求める場合にも色差計が使用され、例えば車両のボデーのように、それぞれ金属部材および樹脂部材を同一ボデーに使用し、金属部材および樹脂部材の塗装の色差ΔＥが許容値よりも小さいかどうかを判定する場合にも、色差計を用いた色評価が導入されている。この場合、実際に組み立てられたボデーの両部材について色差計により色差ΔＥを計測することによって許容値を満たしているかどうか評価される。なお、１つの部材での２つの測定点間の色差評価を行う場合も同様である。
【００１３】
しかし、フレーク状のアルミニウム片やマイカ片等の光輝材を含有するメタリック塗装の場合には、色差計により計測した両部材間の色差ΔＥが許容値より大きいときには実際の目視での色の違いとほぼ合致するのに対し、色差計により計測した色差ΔＥが許容値以下のときには目視での色の違いと合致せず、このように色差ΔＥが許容値以下で目視と合致しない場合、最終的には目視による判断が重視される傾向にあり、しかも人によって目視の基準が異なり、定量的な評価がなされていないのが現状である。
【００１４】
ところで、図４に示すように、色差計によるＬ値、ａ値、ｂ値は、光源からの照射光の正反射方向を基準にしてほぼ１５°〜１１０°の角度範囲でほぼ直線的に変化し、反比例的に角度が大きいほど各値が小さくなる。
【００１５】
また、一例として車両ボデーの塗装の色差評価に限れば、季節や場所によって違いはあるが、日本ではユーザが太陽光を受けた車両ボデーを目視する場合、図５に示すように、太陽光の正反射方向を基準にした角度θが５５°〜７５°の範囲でボデーを目視し、ユーザはボデーの塗膜の色をθ＝５５°〜７５°の角度から目視して判断しており、このときの最大角度であるθ＝７５°における色差計のＬ値、ａ値、ｂ値を、ユーザの目視による色評価のひとつの指標とするのが好ましいことが本願発明者の実験よりわかった。
【００１６】
さらに、色差計によるＬ値は、図６に示すように特にハイライト側のθ＝２５°からシェード側のθ＝７５°の範囲において直線的に変化し、しかも所定の基準角度であるθ＝４５°では光輝材の各片の並び具合に関係なくＬ値はほとんど変化しないのに対して、θ＝２５°とθ＝７５°におけるＬ値は光輝材の各片の並び具合によって変化し、同図中の１点鎖線や２点鎖線のように、並び具合が良い塗膜では傾きが急になり（１点鎖線）、悪い塗膜では傾きが鈍く（２点鎖線）なることを、本願発明者は実験的に検証した。なお、Ｌ値が変化しない基準角度はθ＝４５°に限るものではなく、塗膜１の基本的な色味によって異なり、ある色味ではθ＝４０°やθ＝５０°になるため、塗膜１の基本的な色味に応じてＬ値が変化しない基準角度θを設定する。
【００１７】
そして、光輝材を含有する塗膜の２つの測定点において、θ＝２５°とθ＝７５°の両角度での色差計によるＬ値を計測したときに、両測定点での塗膜中の光輝材の各片の並び具合が同じであれば、図６のように描かれる両測定点に対する直線は同じ傾きのものになるのに対し、両測定点での塗膜中の光輝材の各片の並び具合が異なっていれば、図６のように描かれる両測定点に対する直線は、例えば一方は同図中の１点鎖線の直線、他方は２点鎖線の直線のようにそれぞれ異なった傾きのものとなるため、一方の測定点におけるθ＝２５°とθ＝７５°でのＬ値の差、および、他方の測定点におけるθ＝２５°とθ＝７５°でのＬ値の差を求め、これら一方の測定点でのＬ値の差と他方の測定点でのＬ値の差とに基づく偏差ΔＦが小さければ小さいほど、両測定点における光輝材の各片の並び具合は似通っていると判断することができ、当該塗膜の２つの測定点における色の差はなくて均一な色合いのメタリック塗装が施されているという評価を下すことができる。
【００１８】
そこで本発明では、図６に示すように、特に光源からの照射光の正反射方向を基準にした角度θ＝２５°とθ＝７５°でのＬ値に基づく偏差ΔＦ（ΔＦ１、ΔＦ２も同じ）が、アルミニウム片等の光輝材の各片の配向のずれ等に起因する輝度差を評価できることが実験的に検証できたため、一般的なハンター色差式であるＬａｂ色差式に基づく色差の演算において、上記した２５°などの第１角度と７５°などの第２角度でのＬ値の差に基づく補正を加えることとした。
【００１９】
したがって、請求項１に係る発明のように、第１、第２測定点間の色差をＬａｂ色差式に基づいて導出する際に、
（１）正反射光の反射方向に対し、所定の基準角度よりも大きい第２角度での第１測定点のＬ値と第２測定点のＬ値との差の２乗の値、
（２）正反射光の反射方向に対し、所定の基準角度よりも大きい第２角度での第１測定点のａ値と第２測定点のａ値との差の２乗の値、
（３）正反射光の反射方向に対し、所定の基準角度よりも大きい第２角度での第１測定点のｂ値と第２測定点のｂ値との差の２乗の値、
の加算に加えて、
（４）第１測定点における正反射光の反射方向に対して所定の基準角度よりも小さい第１角度でのＬ値と大きい第２角度のＬ値との差と、第２測定点における第１角度でのＬ値と第２角度のＬ値との差との差の２乗の値からなる補正値
を加算した値を、第１、第２測定点間の色差の自乗根として色差導出手段により導出し、導出した色差の自乗根に基づき、光輝材を含有した塗膜の評価を行うことにより、目視と相関のある色差の定量的な計測であって微小な色差を計測することが可能になり、目視では不可能な光輝材含有塗膜の定量的な色差改善評価を、２つの角度での計測によって簡単かつ高精度に行うことができる。
【００２０】
そのため、従来目視では判断がつかなかった色差も数値化して明確に認識することができ、異なる部材間の色差も、同一の部材の２つの測定点間における色差も評価することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る光輝材含有塗膜の評価方法の一実施形態における評価装置のブロック構成図である。
【図２】図１の装置による反射光計測時の説明図である。
【図３】一実施形態の原理動作説明図である。
【図４】一実施形態の原理説明図である。
【図５】一実施形態の原理説明図である。
【図６】一実施形態の原理説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明を車両ボデーのメタリック塗装の色評価に適用した場合の一実施形態について、図１ないし図５を参照して詳細に説明する。
【００２３】
先ず、評価装置について説明すると、図１、図２に示すように、ボデー表面のメタリック塗装による塗膜１における異なる第１、第２測定点Ａ，Ｂに対し、入射角４５°で光（入射光）を照射する光源を有し、光源による照射光の正反射方向（反射各４５°）を基準に、入射側に少なくとも角度θ＝２５°、θ＝７５°での反射光を受光する本発明における受光手段としての計測手段２を備え、計測手段２により受光された反射光から、ハンター色差式におけるＬ（明度指数）、ａ（知覚色度）、ｂ（知覚色度）の各値を導出し、これらＬ値、ａ値、ｂ値に基づき、後に詳述するように、第１、第２測定点Ａ，Ｂ間の色差ΔＥ’を導出する色差導出手段３を備える。なお、第１、第２測定点Ａ，Ｂは、例えば金属と樹脂などの異なる部材に形成された塗膜１それぞれに設定されたものであってもよいし、１つの部材の塗膜１に設定されたものであってもよい。
【００２４】
色差導出手段３は、
（１）正反射光の反射方向に対し、所定の基準角度であるθ＝４５°よりも大きい第２角度であるθ＝７５°での第１測定点ＡのＬＡ７５値と第２測定点ＢのＬＢ７５値との差ΔＬ７５（＝ＬＡ７５−ＬＢ７５）の２乗の値、
（２）正反射光の反射方向に対し、所定の基準角度であるθ＝４５°よりも大きい第２角度であるθ＝７５°での第１測定点ＡのａＡ７５値と第２測定点ＢのａＢ７５値との差Δａ７５（＝ａＡ７５−ａＢ７５）の２乗の値、
（３）正反射光の反射方向に対し、所定の基準角度であるθ＝４５°よりも大きい第２角度であるθ＝７５°での第１測定点ＡのｂＡ７５値と第２測定点ＢのｂＢ７５値との差Δｂ７５（＝ｂＡ７５−ｂＢ７５）の２乗の値、
の加算に加えて、
（４）第１測定点Ａにおける正反射光の反射方向に対して所定の基準角度よりも小さい第１角度であるθ＝２５°でのＬＡ２５値と大きい第２角度であるθ＝７５°のＬＡ７５値との差と、第２測定点Ｂにおける第１角度であるθ＝２５°でのＬＢ２５値と第２角度であるθ＝７５°のＬＢ７５値との差との差の２乗の値からなる補正値ΔＦ
を、以下の数１に示す式（ｉ）に従い加算した値を、第１、第２測定点Ａ，Ｂ間の色差ΔＥ’の自乗根として演算し導出する。なお、補正値ΔＦは、数２に示す式（ｉｉ）で表わされる。
【００２５】
【数１】
2015114247.tif 000003
【００２６】
【数２】
2015114247.tif 000004
【００２７】
そして、色差導出手段３により上記式（ｉｉ）の演算により導出された補正値ΔＦが小さく、換言すれば、第１、第２測定点Ａ，Ｂでの塗膜１中のアルミニウム片などの光輝材の各片の並び具合がほぼ同じであれば、図６のように描かれる両測定点Ａ，Ｂに対する直線はほぼ同じ傾きのものになるため、上記式（ｉ）の演算により導出された色差ΔＥ’は予め実験等の結果に基づいて設定された許容値以下になり、従来目視では判断がつかなかったような第１、第２測定点Ａ，Ｂ間の色差をΔＥ’として数値化することができる。
【００２８】
したがって、上記した実施形態によれば、色差導出手段３により、
（１）正反射光の反射方向に対し、所定の基準角度であるθ＝４５°よりも大きい第２角度であるθ＝７５°での第１測定点ＡのＬＡ７５値と第２測定点ＢのＬＢ７５値との差ΔＬ７５（＝ＬＡ７５−ＬＢ７５）の２乗の値、
（２）正反射光の反射方向に対し、所定の基準角度であるθ＝４５°よりも大きい第２角度であるθ＝７５°での第１測定点ＡのａＡ７５値と第２測定点ＢのａＢ７５値との差Δａ７５（＝ａＡ７５−ａＢ７５）の２乗の値、
（３）正反射光の反射方向に対し、所定の基準角度であるθ＝４５°よりも大きい第２角度であるθ＝７５°での第１測定点ＡのｂＡ７５値と第２測定点ＢのｂＢ７５値との差Δｂ７５（＝ｂＡ７５−ｂＢ７５）の２乗の値、
の加算に加えて、
（４）第１測定点Ａにおける正反射光の反射方向に対して所定の基準角度よりも小さい第１角度であるθ＝２５°でのＬＡ２５値と大きい第２角度であるθ＝７５°のＬＡ７５値との差と、第２測定点Ｂにおける第１角度であるθ＝２５°でのＬＢ２５値と第２角度であるθ＝７５°のＬＢ７５値との差との差の２乗の値からなる補正値ΔＦ
を、次の数１に示す式（ｉ）に従い加算した値を、第１、第２測定点Ａ，Ｂ間の色差ΔＥ’の自乗根として演算し導出することにより、従来目視では判断がつかなかった第１、第２測定点Ａ，Ｂ間の色差をΔＥ’として数値化することができる。
【００２９】
そのため、従来目視では判断がつかなかった異なる部材間の色差も、同一の部材の２つ以上の測定点間における色差も、数値化して明確に認識することができ、２つの角度での反射光の計測により、簡単かつ精度よく塗膜１の色を客観的に評価することができる。
【００３０】
また、塗膜に含まれるアルミニウム片等の光輝材の各片の大きさが大きくなると、図６中の実線が右方向に移動する傾向にあるため、上記式（ｉ）の演算に使用するＬＡ２５値およびＬＡ７５値、ＬＢ２５値およびＬＢ７５値により形成される図６に示すような直線に基づき、塗膜１に含まれる光輝材の各片の大きさを評価することもできる。
【００３１】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能である。
【００３２】
例えば上記した実施形態では、所定の基準角度をθ＝４５°として説明したが、この角度は、塗膜１の基本的な色味によって異なり、ある色味ではθ＝４０°やθ＝５０°になるため、塗膜１の基本的な色味に応じてＬ値が変化しない基準角度θを設定するのが望ましい。
【００３３】
また、上記した実施形態では、本発明を車両ボデーのメタリック塗装の色評価に適用した場合について説明したが、車両ボデーのメタリック塗装の色評価に限らず、光輝材を含有した塗装を施した部材の塗膜の色差評価に適用できるのはいうまでもない。
【符号の説明】
【００３４】
１    …塗膜
２    …計測手段（受光手段）
３    …色差導出手段
【図１】
2015114247.tif 000005
【図２】
2015114247.tif 000006
【図３】
2015114247.tif 000007
【図４】
2015114247.tif 000008
【図５】
2015114247.tif 000009
【図６】
2015114247.tif 000010