(57)【要約】水平に配置された平板状の透明板（５）と、着色液体を採取して透明板（５）に滴下可能なサンプリング手段（７）と、透明板（５）の下方に配置され、滴下された着色液体の光学特性を測定する測定手段（１０）とを備えた着色液体の光学特性測定装置である。この装置によれば、着色液体の光学特性を簡便且つ精度良く測定することができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平に配置された平板状の透明板に着色液体を滴下する滴下ステップと、
滴下された前記着色液体の光学特性を前記透明板の下方から測定する測定ステップとを備える着色液体の光学特性測定方法。
【請求項２】
前記測定ステップは、前記滴下ステップにおける滴下の開始から所定時間の経過後に測定を開始するステップを含む請求項１に記載の着色液体の光学特性測定方法。
【請求項３】
前記測定ステップは、積分球、光源及び検出器を備える分光光度計により行われる請求項１に記載の着色液体の光学特性測定方法。
【請求項４】
水平に配置された平板状の透明板と、
着色液体を採取して前記透明板に滴下可能なサンプリング手段と、
前記透明板の下方に配置され、滴下された前記着色液体の光学特性を測定する測定手段とを備えた着色液体の光学特性測定装置。
【請求項５】
着色液体が収容された容器と前記透明板の上方との間で前記サンプリング手段を搬送する搬送手段と、
前記サンプリング手段を操作して着色液体の採取及び滴下を行う駆動手段と、
前記搬送手段及び駆動手段の作動を制御する制御手段とを更に備える請求項４に記載の着色液体の光学特性測定装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記駆動手段の駆動により着色液体の滴下を開始してから所定時間の経過後に、前記測定手段による測定を開始する請求項５に記載の着色液体の光学特性測定装置。
【請求項７】
前記サンプリング手段は、スポイト状又はシリンジ状に構成されている請求項５に記載の着色液体の光学特性測定装置。
【請求項８】
前記透明板の上面に載置される枠状の流出防止部材を更に備える請求項４に記載の着色液体の光学特性測定装置。
【請求項９】
前記測定手段は、積分球、光源及び検出器を有する分光光度計を備える請求項４に記載の着色液体の光学特性測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、塗料やインキ等の着色液体の光学特性を測定することができる着色液体の光学特性測定方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  塗料やインキ等の着色液体の製造や調色作業等においては、その着色液体の光学特性を正確に測定することは、非常に重要である。このような着色液体の測色方法としては、着色液体を塗布あるいは印刷した後、乾燥して塗膜を形成し、これを検色用の見本塗板と対比することにより、測色する方法が従来から知られている。この方法は、自動車補修時の調色作業など正常部位膜の塗色に合わせる作業に汎用されているが、乾燥膜を得るために多くの工数が必要になり、長時間を要する。そこで、特許文献１には、基材表面にドクターブレードやバーコーターなどによって一定条件下に着色液体の液膜を形成し、非接触型分光光度計を利用して、乾燥させずに液膜の状態で色合わせを行う方法が提案されている。【０００３】  この方法は、液膜の色と、その乾燥膜の色との間に一定の相関関係が有ることを利用するので、乾燥膜を形成することなく、目的とする塗膜の色に対応する色の液膜が得られるまで塗料の調色を短時間で繰り返すことができる。しかしながら、この方法では液膜の光学特性の測定に非接触型の分光光度計が使用されており、測色結果のバラツキが大きいという問題があった。【０００４】  そこで、高い測色精度が得られるように、積分球などを用いた接触型の分光光度計により着色液体を測色する方法が提案されている。例えば、特許文献２や特許文献３には、測定用セルに着色液体を充填し、接触型の分光光度計により着色液体の測色を行う方法が提案されている。【０００５】  しかしながら、特許文献２に記載された測色方法は、着色液体を循環させながら測色するため、多量の着色液体が測定用セルの内面と接触して測定用セルが汚れやすく、また、測定用セルの洗浄が困難であることから測定精度の低下を招きやすいという問題があった。【０００６】  また、特許文献３に記載された測色方法は、測定用セルの汚れに伴う測定精度の低下を防止するため測定結果の補正を行っており、煩雑な作業が必要になるという問題があった。
【特許文献１】特開昭６３−１０４９００号
【特許文献２】特開２００１−５０８９１号公報
【特許文献３】特開２００３−１５６３９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  そこで、本発明は、着色液体の光学特性を簡便且つ精度良く測定することができる着色液体の光学特性測定方法及び装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  本発明の前記目的は、水平に配置された平板状の透明板に着色液体を滴下する滴下ステップと、滴下された前記着色液体の光学特性を前記透明板の下方から測定する測定ステップとを備える着色液体の光学特性測定方法により達成される。【０００９】  この着色液体の光学特性測定方法において、前記測定ステップは、前記滴下ステップにおける滴下の開始から所定時間の経過後に測定を開始するステップを備えることが好ましい。【００１０】  また、前記測定ステップは、積分球、光源及び検出器を備える分光光度計により行われることが好ましい。【００１１】  また、本発明の前記目的は、水平に配置された平板状の透明板と、着色液体を採取して前記透明板に滴下可能なサンプリング手段と、前記透明板の下方に配置され、滴下された前記着色液体の光学特性を測定する測定手段とを備えた着色液体の光学特性測定装置により達成される。【００１２】  この光学特性測定装置において、着色液体が収容された容器と前記透明板の上方との間で前記サンプリング手段を搬送する搬送手段と、前記サンプリング手段を操作して着色液体の採取及び滴下を行う駆動手段と、前記搬送手段及び駆動手段の作動を制御する制御手段とを更に備えることが好ましい。【００１３】  また、前記制御手段は、前記駆動手段の駆動により着色液体の滴下を開始から所定時間の経過後に、前記測定手段による測定を開始することがより好ましい。【００１４】  前記サンプリング手段は、スポイト状又はシリンジ状に構成することができる。着色液体の粘度が低い場合には、前記透明板の上面に載置される枠状の流出防止部材を更に備えてもよい。【００１５】  また、前記測定手段は、積分球、光源及び検出器を有する分光光度計を備えることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る着色液体の光学特性測定装置の概略構成図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係る着色液体の光学特性測定装置の概略構成図である。
【図３】本発明の更に他の実施形態に係る着色液体の光学特性測定装置の概略構成図である。
【図４】図３に示す着色液体の光学特性測定装置を用いた測定結果の一例を示す図である。
【図５】図３に示す着色液体の光学特性測定装置を用いた測定結果の他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００１７】  １  積分球
２  光検出器
３  反射板
４  開口部
５  透明板
６  着色液体
７  サンプリング部材
８  流出防止部材
１０  分光光度計
１１  多軸ロボット
１２  制御装置
１３  把持ユニット
１５  容器
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】  以下、本発明の実態形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る着色液体の光学特性測定装置の概略構成図である。【００１９】  図１に示すように、光学特性測定装置は、分光光度計１０と、分光光度計１０の上方に水平に配置された透明板５と、透明板５の上方から被測定液である着色液体６を滴下するサンプリング部材７とを備えている。【００２０】  分光光度計１０は、積分球１と、積分球１から放出される光を検出する光検出器２とを備えている。分光光度計１０の上面は平滑面とされており、この平滑面に透明板５が載置されている。【００２１】  積分球１の上部には、分光光度計１０の外部と連通する開口部４が形成されている。積分球１の側面にはパルスキセノンランプなどの光源（図示せず）が設けられており、この光源から放射された光が、積分球１内で拡散反射を繰り返しながら、開口部４を介して透明板５に滴下された着色液体６で反射した後、その反射光が反射板３で反射して、光検出器２において検出されるように構成されている。この積分球１は、ＪＩＳ  Ｚ  ８７２２、ＩＳＯ  ７７２４／１、ＤＩＮ  ５０３３  Ｔｅｉｌ  ７の各種規格に準拠するｄ／８光学系を採用したものであり、着色液体６の反射光のうち、透明板５の表面に垂直な軸と８°の角度をなす方向の光が光検出器２に入射する。開口部４の大きさは特に限定されないが、良好な測定精度を維持する観点から、直径が４〜３０ｍｍ程度であることが好ましく、８〜１２ｍｍ程度であることがより好ましい。【００２２】  透明板５は、石英ガラスや、硼珪酸ガラスなどから構成することができ、洗浄の容易さを考慮して平板状に形成されている。また、透明板５の厚みは、大きすぎると光の減衰率が大きくなって測定精度が低下する一方、小さすぎると強度上の問題を生じやすくなることから、０．５〜３ｍｍであることが好ましく、０．８〜２ｍｍであることがより好ましい。【００２３】  着色液体６としては、インキや塗料などの製品やその半製品、調色用の原料などを挙げることができ、具体的には、各種の調色原色、顔料ペースト、ワニス、溶媒、或いはこれら２種以上の混合物を例示することができる。【００２４】  サンプリング部材７は、可撓性樹脂からなるスポイト状（ピペット状）の構成を有しており、採取された着色液体６を側壁の押圧により滴下する一方、側壁の押圧解除により着色液体６を吸引して採取する。サンプリング部材７としては、着色液体６の採取及び滴下を行うことができるものであれば、その構成は限定されず、例えば、ロッドの摺動により着色液体６の採取及び滴下を行うシリンジ状に構成されていてもよい。【００２５】  以上のように構成された光学特性測定装置によれば、容器（図示せず）に収容された着色液体６をサンプリング部材７により採取して、透明板５の上方から所定量を滴下した後、滴下された着色液体６の光学特性を分光光度計１０により測定することができる。すなわち、積分球１内の光源（図示せず）から放射された光は、積分球１内で拡散反射を繰り返しながら、開口部４及び透明板５を介して着色液体６で反射し、再び積分球１内に戻る。そして、この反射光が反射板３で反射して、光検出器２において検出される。測定終了後は、透明板５を新たなものと取り替え、次の着色液体６を滴下して順次測定を行うことができる。分光光度計１０としては、積分球方式以外に、他の公知の構成を採用してもよい。使用済みの透明板５は、表面を洗浄して再使用することが好ましい。一方、サンプリング部材７は、使い捨てであってもよい。【００２６】  本実施形態の光学特性測定装置は、透明板５に滴下した着色液体６の光学特性を測定するようにしているので、着色液体６による透明板５の汚れを最小限に抑制することができる。更に、透明板５が平板状であるために、着色液体６が付着した透明板５の表面を容易に洗浄することができる。したがって、被測定液体を循環させる従来の方式に比べて、簡易な構成により高い測定精度を実現することができる。光学特性の測定は、同種の着色液体６に対して複数回行うことが好ましく、これによって、測定精度をより向上させることができる。【００２７】  透明板５に滴下された着色液体６は、透明板５の表面に顔料が吸着して色変化を生じる等、光学特性が時間の経過と共に変化するおそれがある。このため、同種の着色液体に対し、着色液体６の滴下を開始してから、分光光度計１０による測定を開始するまでの時間を一定にすることが好ましい。具体的には、着色液体６の滴下を開始してから光学特性の測定を開始するまでの時間を１０秒以下の所定時間に設定することが好ましく、この設定時間は、２〜５秒の範囲内にあることがより好ましい。前記設定時間は、滴下された着色液体６が透明板５の表面で拡がって開口部４を覆うまでの時間を考慮して、着色液体６中の顔料や染料などの種類、或いは、着色液体６の粘度などに基づき決定することが好ましい。この設定時間を上記好ましい値とするため、例えば、着色液体６の粘度は、０．１〜５Ｐａ・ｓ程度（Ｂ型回転粘度計で回転数６０ｒｐｍ、２０℃）に調整することが好ましい。【００２８】  このような測定開始時間の管理を行うことにより、着色液体の光学特性がほぼ一定の状態で測定することができ、測定値の再現性を高めることができる。また、再現性の高い測定を行う観点からは、透明板５に滴下される着色液体６の液温が略一定になるように着色液体６の温度管理を行うことが好ましい。着色液体６の温度は、通常は１０〜３０℃であり、１５〜２５℃の範囲が好ましい。【００２９】  滴下する着色液体６が低粘度である場合には、図２に示すように、透明板５上に枠状の流出防止部材８を載置し、この流出防止部材８で囲まれた領域に着色液体６を滴下するようにしてもよい。尚、図２において、図１と同様の構成部分には同一の符号を付している。【００３０】  流出防止部材８としては、耐溶剤性を有するＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などの合成樹脂製や、ＳＵＳ３０４（オーステナイト系ステンレス）などの金属製のものを例示することができる。流出防止部材８も、透明板５と同様に、交換後に洗浄して再使用することが好ましい。【００３１】  また、上記各実施形態においては、サンプリング部材７による着色液体６の採取及び滴下を手動で行うことができるが、光学特性測定装置を図３に示す構成とすることにより、着色液体の採取、滴下及び光学特性の測定を自動的に行うこともできる。【００３２】  図３に示す光学特性測定装置は、サンプリング部材７の上部側壁を把持する把持ユニット１３を有する多軸ロボット１１を備えており、サンプリング部材７を所望の位置に搬送可能に構成されている。尚、図２において、図１と同様の構成部分には同一の符号を付している。【００３３】  把持ユニット１３は、サンプリング部材７の把持力を調整可能に構成されており、サンプリング部材７を操作して着色液体の採取及び滴下を行う駆動手段として機能する。すなわち、サンプリング部材７の把持力を強めることによりサンプリング部材７の側壁が押圧されて着色液体６が滴下される一方、サンプリング部材７の把持力を弱めることによりサンプリング部材７の側壁の押圧が解除されて着色液体６が吸引される。サンプリング部材７がシリンジ状に構成されている場合には、把持ユニット１３がロッドを軸方向に沿って移動させる駆動部を備えた構成にして、当該駆動部によりサンプリング部材７を操作するようにしてもよい。【００３４】  多軸ロボット１１は、本実施形態においてはサンプリング部材７を上下方向及び水平方向の２軸に沿って移動可能な搬送用ＸＹロボットを使用しており、着色液体６が収容された容器１５と透明板５の上方との間でサンプリング部材７を搬送することができる。多軸ロボット１１としては、把持機能を有する搬送用ロボット（マテリアルハンドリングロボット）であれば、ＸＹロボット以外にアーム型ロボットなどであってもよい。【００３５】  把持ユニット１３による把持力の調整、多軸ロボット１１による搬送、及び、分光光度計１０の測定は、制御装置１２により制御することができる。【００３６】  このように構成された光学特性測定装置によれば、サンプリング部材７が、把持ユニット１３により押圧された状態で多軸ロボット１１により容器１５まで搬送され、サンプリング部材７の先端が着色液体６に浸漬された状態で把持ユニット１３の押圧が解除されることにより、着色液体６がサンプリング部材７に採取される。次に、多軸ロボット１１によりサンプリング部材７が図３の矢示方向に透明板５の上方まで搬送された後、サンプリング部材７が把持ユニット１３により押圧されることにより、透明板５に着色液体が滴下される。これらの動作は、制御手段１２の制御により行われる。【００３７】  制御手段１２は、把持ユニット１３の押圧による滴下の開始から所定時間の経過後に、分光光度計１０による測定を開始する。この所定時間は、上述した方法により決定することができ、測定者が適宜設定して、制御手段１２のメモリに予め格納しておくことができる。このように、本実施形態の光学特性測定装置は、着色液体の滴下開始から測定開始までの時間管理を自動的に行うことができるので、再現性の高い測定をより容易に実現することができる。【００３８】  図３に示す光学特性測定装置を用いて種々の着色液体６の光学特性を連続的に測定する場合、複数のサンプリング部材７をストッカー（図示せず）に予め収納しておき、着色液体６を滴下後のサンプリング部材７を元の収納位置に戻すと共に、新たなサンプリング部材７を把持ユニット１３により把持して前記ストッカーから取り出し、上述した手順により着色液体６の光���特性を測定することができる。【００３９】  図３に示す光学特性測定装置を用い、下記３種類の塗料について、各塗料の滴下から測色までの時間（経過時間）による色差ΔＥの変化を測定した。【００４０】  赤塗料（ＲＴ）：ペリレン系顔料（赤）とチタン白（酸化チタン）を含むアルキド樹脂系焼付塗料
黄塗料（ＹＴ）：モノアゾ系顔料（黄）とチタン白（酸化チタン）を含むアルキド樹脂系焼付塗料
青塗料（ＢＴ）：銅フタロシアニン系顔料（青）とチタン白（酸化チタン）を含むアルキド樹脂系焼付塗料
各塗料の温度は２０℃に調整し（粘度は、いずれも約０．８Ｐａ・ｓ）、制御装置１２の制御により、測色時期を滴下開始から５秒ごとに１００秒までとした。各色の塗料に対して測色を３回ずつ行い、測色１回目の０秒での測色値を基準値として、各測色時期における測色値と基準値との差から、それぞれの色差ΔＥを求めた。この結果を図４に示す。【００４１】  図４に示すように、特に測色開始から１０秒以内の範囲において、色差ΔＥが大きく変化しており、塗料の滴下を開始してから光学特性の測定を開始するまでの時間をこの時間帯に設定する場合には、測定毎の設定時間を一定にしないと、測定精度の維持が困難であることがわかる。【００４２】  また、各色塗料について滴下開始から３秒後における測色を３回行い、これら３回の測色値から得られる平均測色値を算出し、この平均測色値と各測色値との差から色差ΔＥを求めた結果を図５に示す。この結果から明らかなように、色差ΔＥは、最大でも０．１４（平均値では最大で０．１１）であり、いずれの塗料においても、精度の高い測色が可能であった。
【産業上の利用可能性】
【００４３】  以上のように、本発明によれば、着色液体の光学特性を簡便且つ精度良く測定することができる着色液体の光学特性測定方法及び装置を提供することができ、例えば、コンピュータカラーマッチング処理用として好適に利用することができる。
【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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【国際調査報告】
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