JP2007505202A - 色合わせされた塗料の製造方法およびそれに使用される装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2003年5月7日出願の米国特許仮出願第60/468,595号(参照により本明細書に援用されるものとする)に基づく優先権を主張する。
(i)塗装特性分析装置(coating characterizing device)の分光光度計を用いて一組の事前設定波長で対象塗装の対象部分の反射率を測定して該対象部分の対象スペクトル曲線をプロットする工程と;
(ii)該対象部分の該対象スペクトル曲線から該対象部分の対象色(L,a,bまたはL,C,h)値を計算する工程と;
(iii)該対象色値に色合わせするように組合せ選択基準に従って既知の着色剤の記憶リストから1つ以上の予備的な着色剤の組合せを選択する工程と;
(iv)色合わせ基準に従ってそれぞれの該予備的な着色剤の組合せ中のそれぞれの該既知の着色剤の濃度を決定する工程であって、それぞれの該既知の着色剤の該濃度は、それぞれの該予備的な着色剤の組合せの色値を該対象色値に最適に色合わせさせるように最適化される工程と;
(v)該色合わせされた塗料中の非着色剤成分の存在を考慮して該予備的な着色剤の組合せの量を決定(balancing)して該特定最終用途向けに開発された混合上および制御上の基準に従って最適化された1つ以上の実用可能な組合せを生じさせる工程と;
(vi)該特定最終用途向けの受容可能性式に従って該実用可能な組合せから最適の実用可能な組合せを選択する工程であって、該最適の実用可能な組合せは、該特定最終用途向けの最適の受容可能性値を有し、該最適の実用可能な組合せに従って混合したときの該既知の着色剤成分および非着色剤成分は、色合わせされた塗装に適用したときに該対象塗装の外観に視覚的に合致する該色合わせされた塗料を製造する工程と
を含む。
(i)該装置の分光光度計であって、対象塗装の対象部分上に該分光光度計を配置するための底部を有する分光光度計と;
(ii)該対象部分の対象色(L,a,bまたはL,C,h)値を計算するための手段と;
(iii)該装置のコンピューター中に位置するコンピューター使用可能記憶媒体であって、その中に存在するコンピューター可読プログラムコード手段を有し、該コンピューター可読プログラムコード手段は、
(a)該対象色空間値に合致するように組合せ選択基準に従って既知の着色剤の記憶リストから1つ以上の予備的な着色剤の組合せを該コンピューターにより選択させるようにするコンピューター可読プログラムコードデバイスを構成するための手段と;
(b)色合わせ基準に従ってそれぞれの該予備的な着色剤の組合せ中のそれぞれの該既知の着色剤の濃度を該コンピューターにより決定させるようにするコンピューター可読プログラムコードデバイスを構成するための手段であって、それぞれの該既知の着色剤の該濃度は、それぞれの該予備的な着色剤の組合せの色値を該対象色値に最適に色合わせさせるように最適化される手段と;
(d)該特定最終用途向けに開発された混合上および制御上の基準に従って最適化された1つ以上の実用可能な組合せを生じさせるように該色合わせされた塗料中の非着色剤成分の存在を考慮して該コンピューターにより該予備的な着色剤の組合せの量を決定(balancing)させるようにするコンピューター可読プログラムコードデバイスを構成するための手段と;
(e)該特定最終用途向けの受容可能性式に従って該実用可能な組合せから最適の実用可能な組合せを該コンピューターにより選択させるようにするコンピューター可読プログラムコードデバイスを構成するための手段であって、該最適の実用可能な組合せは、該特定最終用途向けの最適の受容可能性値を有し、該最適の実用可能な組合せに従って混合したときの該既知の着色剤成分および非着色剤成分は、色合わせされた塗装に適用したときに該対象塗装の外観に視覚的に合致する該色合わせされた塗料を製造する手段と
を含むコンピューター使用可能記憶媒体
を備える。
(i)塗装特性分析装置の分光光度計を用いて一組の事前設定波長で対象基材の対象部分の反射率を測定して該対象部分の対象スペクトル曲線をプロットする工程と;(ユーザーによる工程)
(ii)該対象部分の該対象スペクトル曲線から該対象部分の対象色(L,a,bまたはL,C,h)値を計算する工程と;(工程の一部分はユーザーにより行われる)
(iii)該対象色値に合致するように組合せ選択基準に従って既知の着色剤の記憶リストから1つ以上の予備的な着色剤の組合せを選択する工程と;(装置/コンピューター中で)
(iv)色合わせ基準に従ってそれぞれの該予備的な着色剤の組合せ中のそれぞれの該既知の着色剤の濃度を決定して該既知の着色剤の1つ以上の中間の着色剤の組合せを生じさせる工程であって、それぞれの該中間の着色剤の組合せは、該対象色値に最適に色合わせさせるように最適化される工程と;
(v)該色合わせされた塗料中の非着色剤成分の存在を考慮して該中間の着色剤の組合せの量を決定(balancing)して該既知の着色剤の1つ以上の実用可能な組合せを生じさせる工程であって、それぞれの該実用可能な組合せは、該特定最終用途向けに開発された混合上および制御上の実施基準に従って最適化される工程と;
(vi)該特定最終用途向けの受容可能性式に従って該実用可能な組合せから最適の実用可能な組合せを選択する工程であって、該最適の実用可能な組合せは、該特定最終用途向けの最適の受容可能性値を有し、混合したときの該最適の実用可能な組合せ中の成分は、色合わせされた基材として形成されたときに該対象基材の外観に視覚的に合致する該色合わせされた樹脂を製造する工程と
を含む。
このほかに、マンセルクロマ(1989)を参照されたい。(2)次の量を表すC*(CIE1976のL*,a*,b*表色系またはL*,u*,v*表色系)C*ab=(a*2+b*2)1/2またはC* uv=(u*2+v*2)1/2(1989)。
L*=116(Y/Y0)1/3−16.....(1)
a*=500−[(X/X0)1/3−(Y/Y0)1/3].....(2)
b*=200−[(Y/Y0)1/3−(Z/Z0)1/3].....(3)
f(X/X0)=7.787(X/X0)+0.1379
f(Y/Y0)=7.787(Y/Y0)+0.1379
f(Z/Z0)=7.787(Z/Z0)+0.1379
色相=h=tan−1(b*/a*) (5)
により決定され、hはまた、色相角としても知られる。
ΔL*=L* b−L* s
Δa*=a* b−a* s
Δb*=b* b−b* s
ΔC*=C* b−C* s
(以上の式中の下付き添字sおよびbは、対象および色合わせされた塗装を意味する)。
K/S=(1−R)2/2R (8)
R=コーティング材料の完全隠蔽時の反射率。対象部分上のコーティングの10ナノメートル間隔の各波長で決定された反射率値を表1に示す。着色剤の混合物のK/S値は、次式により表すことができる。
(K/S)mix=(c1K1+c2K2+.....)/(c1S1+c2S2+.....) (9)
(K/S)mix=(cwKw+ccKc)/(cwSw+ccSc) (10)
(K/S)mix=(0.0334cw+ccKc)/(cw+ccSc)
W、B、RO、Y、R1
W、B、RO、Y、R2
W、B、RO、Y、R3
W、B、RO、R1、R2
W、B、RO、R1、R3
W、B、RO、R2、R3
W、B、Y、R1、R2
W、B、Y、R1、R3
W、B、Y、R2、R3
W、B、R1、R2、R3
ψj=Kj−K1−θs(Sj−S1) 各波長ごと、
θt=(K/S)t, および
θ1=ψj ただし Kj=Sj=0。
100*(ΣSWi/ΣTWi) (14)
式中、コーティング組成物中の各成分SW1〜SWiの固形分重量を合計し、次に、個々の成分TW1〜TWiの全重量すなわち(個々の成分の固体部分および液体部分(使用する場合)を含む)の合計で割る。
ΣSi/V (15)
式中、各成分1キログラム中の溶媒の重量S1〜Siを合計し、リットル単位で表される最終コーティング組成物の体積で割る。したがって、特定最終用途向けの要件を満足するのに必要とされる非着色剤成分のタイプおよび量に基づいて色処方物の量を決定するように適切に作成された式を用いることにより、色合わせされた塗料に対するさらに他の要件をプログラムしうることは自明である。
受容可能性値=Σ受容可能性係数i *重みi (16)
1.色差:この因子は、対象塗装と、それぞれの実用可能な着色剤の組合せ(処方*1、2、および3)に従って配合されたコーティング組成物から得られる色合わせされた塗装と、の色差の度合に関する。文献に発表されたいくつかの色差式を使用することができる。1994年、国際照明委員会(CIE)は、前述の「CIE94式」または「CMC式」と現在呼ばれるメトリック色差を推奨した。これらの式は、平均昼光を示す所与の照明条件下で、典型的にはイルミナントD65を用いて、法線方向の観測者により観測される色合わせの確度の数学的推定値を提供する。
下付き添字sは、対象塗装を意味し、bは、色合わせされた塗装を意味し、そして
R(X/X0)、G(Y/Y0)、B(Z/Z0)は、好ましくは、標準観測者および等エネルギースペクトルで計算される。
表9に報告されるように、処方*1はCIE94ΔE=0.08を有することが判明した。「ベストマッチ」処方に割り当てられた重みは、30であった。したがって、CIE94ΔE受容可能性は、0.08×30=2.4であった(表10に報告されている)。同様に、レイリー(Reilly)ポテンシャル受容可能性は、0.67×30=20.1であった。PMT指標受容可能性は、0.26×25=6.5であった。耐久性受容可能性は、1.17×15=17.5であった(表10に報告されている)。コスト/.02リットル受容可能性は、3.61×0=0であった(表10に報告されている)。重み×受容可能性係数の総和をとると、処方*1の受容可能性値は合計46.5になる。
(a)最適の実用可能な組合せ中の成分を樹脂と混合して色合わせされた樹脂を製造する工程と;
(b)色合わせされた樹脂を色合わせされた基材の形態に加工する工程と
を含みうる。
(i)装置の分光光度計(たとえば、従来の多角度分光光度計またはスフィア・ジオメトリー(sphere geometry)分光光度計)であって、対象塗装の対象部分上に分光光度計を配置するための底部を有する分光光度計と;
(ii)対象部分の対象色(L,a,bまたはL,C,h)値を計算するための手段と;
(iii)装置のコンピューター中に位置するコンピューター使用可能記憶媒体であって、その中に存在するコンピューター可読プログラムコード手段を有し、該コンピューター可読プログラムコード手段は、
(a)対象色空間値に合致するように組合せ選択基準に従って既知の着色剤の記憶リストから1つ以上の予備的な着色剤の組合せをコンピューターにより選択させるようにするコンピューター可読プログラムコードデバイスを構成するための手段と;
(b)色合わせ基準に従ってそれぞれの予備的な着色剤の組合せ中のそれぞれの既知の着色剤の濃度をコンピューターにより決定させるようにするコンピューター可読プログラムコードデバイスを構成するための手段であって、それぞれの既知の着色剤の濃度は、それぞれの予備的な着色剤の組合せの色値を対象色値に最適に色合わせさせるように最適化される手段と;
(d)特定最終用途向けに開発された混合上および制御上の基準に従って最適化された1つ以上の実用可能な組合せを生じさせるように色合わせされた塗料中の非着色剤成分の存在を考慮してコンピューターにより予備的な着色剤の組合せの量を決定させるようにするコンピューター可読プログラムコードデバイスを構成するための手段と;
(e)特定最終用途向けの受容可能性式に従って実用可能な組合せから最適の実用可能な組合せをコンピューターにより選択させるようにするコンピューター可読プログラムコードデバイスを構成するための手段であって、最適の実用可能な組合せは、特定最終用途向けの最適の受容可能性値を有し、最適の実用可能な組合せに従って混合したときの既知の着色剤成分および非着色剤成分は、色合わせされた塗装に適用したときに対象塗装の外観に視覚的に合致する色合わせされた塗料を製造する手段と
を含むコンピューター使用可能記憶媒体と
を備える。
(a)所望の量の色合わせされた塗料を調製するための成分を分配するように最適の実用可能な組合せに従ってコンピューターにより信号を発生させるようにするコンピューター可読プログラムコードデバイスを構成するための手段と;
(b)容器中に成分を分配するためのディスペンサーであって、コンピューターと通信状態にあるディスペンサーと;
(c)所望の量の色合わせされた塗料の調製が終了したときにコンピューターにより信号を発生させるようにするコンピューター可読プログラムコードデバイスを構成するための手段と;
(d)成分の分配を停止するようにディスペンサーに向けてコンピューターにより信号を発生させるようにするコンピューター可読プログラムコードデバイスを構成するための手段と
を含みうる。
Claims (25)
- 特定最終用途向けの色合わせされた塗料を製造するための方法であって、
(i)塗装特性分析装置(coating characterizing device)の分光光度計を用いて一組の事前設定波長で対象塗装の対象部分の反射率を測定して前記対象部分の対象スペクトル曲線をプロットする工程と;
(ii)前記対象部分の前記対象スペクトル曲線から前記対象部分の対象色(L,a,bまたはL,C,h)値を計算する工程と;
(iii)前記対象色値に色合わせするように組合せ選択基準に従って既知の着色剤の記憶リストから1つ以上の予備的な着色剤の組合せを選択する工程と;
(iv)色合わせ基準に従ってそれぞれの前記予備的な着色剤の組合せ中のそれぞれの前記既知の着色剤の濃度を決定する工程であって、それぞれの前記既知の着色剤の前記濃度は、それぞれの前記予備的な着色剤の組合せの色値を前記対象色値に最適に色合わせさせるように最適化される工程と;
(v)前記色合わせされた塗料中の非着色剤成分の存在を考慮して前記予備的な着色剤の組合せの量を決定(balancing)して前記特定最終用途向けに開発された混合上および制御上の基準に従って最適化された1つ以上の実用可能な組合せを生じさせる工程と;
(vi)前記特定最終用途向けの受容可能性式に従って前記実用可能な組合せから最適の実用可能な組合せを選択する工程であって、前記最適の実用可能な組合せは、前記特定最終用途向けの最適の受容可能性値を有し、前記最適の実用可能な組合せに従って混合したときの前記既知の着色剤成分および非着色剤成分は、色合わせされた塗装に適用したときに前記対象塗装の外観に視覚的に合致する前記色合わせされた塗料を製造する工程と
を含むことを特徴とする方法。 - 前記装置のモニターのスクリーン上に、前記最適の実用可能な組合せを表示する工程をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記最適の実用可能な組合せの前記成分を混合して、前記色合わせされた塗料を製造する工程をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記色合わせされた塗料を基材上に適用して、前記対象塗装の外観に視覚的に合致する前記塗装を製造する工程をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記基材が自動車車体であることを特徴とする請求項4に記載の方法。
- 前記色合わせされた塗料が、OEM自動車塗料、再仕上げ自動車塗料、建築用塗料、工業用コーティング組成物、粉末コーティング組成物、印刷インク、インクジェットインク、マニキュア液、食品着色材、アイシャドー、またはヘアダイであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- それぞれの前記予備的な着色剤の組合せが1〜7種の前記既知の着色剤を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記工程(ii)が、
(a)前記対象部分に向けて既知強度の光ビームを方向付ける工程と;
(b)前記一組の事前設定波長における前記対象部分の前記反射率を、少なくとも1つの非鏡面反射角(aspecular angle)で連続的に測定する工程と
を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記工程(ii)が、
(a)前記対象部分に向けて少なくとも1つの入射角で既知強度の1つ以上の光ビームを連続的に方向付ける工程と;
(b)前記一組の事前設定波長における前記対象部分の前記反射率を非鏡面反射角で連続的に測定する工程と
を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 請求項1に記載の方法により製造されたことを特徴とする色合わせされた塗料。
- 特定最終用途向けの色合わせされた塗料を製造するための色特性分析装置(color characterizing device)であって、
(i)前記装置の分光光度計であって、対象塗装の対象部分上に前記分光光度計を配置するための底部を有する分光光度計と;
(ii)前記対象部分の対象色(L,a,bまたはL,C,h)値を計算するための手段と;
(iii)前記装置のコンピューター中に位置するコンピューター使用可能記憶媒体であって、その中に存在するコンピューター可読プログラムコード手段を有し、前記コンピューター可読プログラムコード手段は、
(a)前記対象色空間値に合致するように組合せ選択基準に従って既知の着色剤の記憶リストから1つ以上の予備的な着色剤の組合せを前記コンピューターにより選択させるようにするコンピューター可読プログラムコードデバイスを構成するための手段と;
(b)色合わせ基準に従ってそれぞれの前記予備的な着色剤の組合せ中のそれぞれの前記既知の着色剤の濃度を前記コンピューターにより決定させるようにするコンピューター可読プログラムコードデバイスを構成するための手段であって、それぞれの前記既知の着色剤の前記濃度は、それぞれの前記予備的な着色剤の組合せの色値を前記対象色値に最適に色合わせさせるように最適化される手段と;
(d)前記特定最終用途向けに開発された混合上および制御上の基準に従って最適化された1つ以上の実用可能な組合せを生じさせるように前記色合わせされた塗料中の非着色剤成分の存在を考慮して前記コンピューターにより前記予備的な着色剤の組合せの量を決定(balancing)させるようにするコンピューター可読プログラムコードデバイスを構成するための手段と;
(e)前記特定最終用途向けの受容可能性式に従って前記実用可能な組合せから最適の実用可能な組合せを前記コンピューターにより選択させるようにするコンピューター可読プログラムコードデバイスを構成するための手段であって、前記最適の実用可能な組合せは、前記特定最終用途向けの最適の受容可能性値を有し、前記最適の実用可能な組合せに従って混合したときの前記既知の着色剤成分および非着色剤成分は、色合わせされた塗装に適用したときに前記対象塗装の外観に視覚的に合致する前記色合わせされた塗料を製造する手段と
を含むコンピューター使用可能記憶媒体と
を備えることを特徴とする装置。 - 前記装置のモニターのスクリーン上に、前記最適の実用可能な組合せを前記コンピューターにより表示させるようにするコンピューター可読プログラムコードデバイスを構成するための手段をさらに含むことを特徴とする請求項11に記載の装置。
- (a)所望の量の前記色合わせされた塗料を調製するための前記成分を分配すべく前記最適の実用可能な組合せに従って前記コンピューターにより信号を発生させるようにするコンピューター可読プログラムコードデバイスを構成するための手段と;
(b)容器中に前記成分を分配するためのディスペンサーであって、前記コンピューターと通信状態にあるディスペンサーと;
(c)前記所望の量の前記色合わせされた塗料の調製が終了したときに前記コンピューターにより信号を発生させるようにするコンピューター可読プログラムコードデバイスを構成するための手段と;
(d)前記成分の分配を停止するように前記ディスペンサーに向けて前記コンピューターにより信号を発生させるようにするコンピューター可読プログラムコードデバイスを構成するための手段と
をさらに含むことを特徴とする請求項11に記載の装置。 - 前記容器中に分配された前記成分を混合するためのミキサーをさらに含むことを特徴とする請求項13に記載の装置。
- 前記装置が可搬型装置であることを特徴とする請求項11に記載の装置。
- 請求項1に記載の前記コンピューター可読プログラムコード手段を内部に記憶して有することを特徴とするポータブルコンピューターで使用可能な記憶媒体。
- 前記媒体がCD−Romであることを特徴とする請求項8に記載のポータブルコンピューターで使用可能な記憶媒体。
- 前記分光光度計が多角度分光光度計であることを特徴とする請求項11に記載の装置。
- 前記分光光度計がスフィア・ジオメトリー(sphere geometry)分光光度計であることを特徴とする請求項11に記載の装置。
- 特定最終用途向けの色合わせされた樹脂を製造するための方法であって、
(i)塗装特性分析装置の分光光度計を用いて一組の事前設定波長で対象基材の対象部分の反射率を測定して前記対象部分の対象スペクトル曲線をプロットする工程と;(ユーザーによる工程)
(ii)前記対象部分の前記対象スペクトル曲線から前記対象部分の対象色(L,a,bまたはL,C,h)値を計算する工程と;(工程の一部分はユーザーにより行われる)
(iii)前記対象色値に合致するように組合せ選択基準に従って既知の着色剤の記憶リストから1つ以上の予備的な着色剤の組合せを選択する工程と;(装置/コンピューター中で)
(iv)色合わせ基準に従ってそれぞれの前記予備的な着色剤の組合せ中のそれぞれの前記既知の着色剤の濃度を決定して前記既知の着色剤の1つ以上の中間の着色剤の組合せを生じさせる工程であって、それぞれの前記中間の着色剤の組合せは、前記対象色値に最適に色合わせさせるように最適化される工程と;
(v)前記色合わせされた塗料中の非着色剤成分の存在を考慮して前記中間の着色剤の組合せの量を決定(balancing)して前記既知の着色剤の1つ以上の実用可能な組合せを生じさせる工程であって、それぞれの前記実用可能な組合せは、前記特定最終用途向けに開発された混合上および制御上の実施基準に従って最適化される工程と;
(vi)前記特定最終用途向けの受容可能性式に従って前記実用可能な組合せから最適の実用可能な組合せを選択する工程であって、前記最適の実用可能な組合せは、前記特定最終用途向けの最適の受容可能性値を有し、混合したときの前記最適の実用可能な組合せ中の成分は、色合わせされた基材として形成されたときに前記対象基材の外観に視覚的に合致する前記色合わせされた樹脂を製造する工程と
を含むことを特徴とする方法。 - (a)前記最適の実用可能な組合せ中の前記成分を樹脂と混合して前記色合わせされた樹脂を製造する工程と;
(b)前記色合わせされた樹脂を前記色合わせされた基材の形態に加工する工程と
をさらに含むことを特徴とする請求項20に記載の方法。 - 前記加工工程が、前記色合わせされた樹脂の射出成形、吹込成形、回転成形、熱成形、または押出を含むことを特徴とする請求項21に記載の方法。
- 請求項20に記載の方法により製造されたことを特徴とする色合わせされた樹脂。
- 前記色合わせされた基材が自動車のダッシュボードまたは内装ドアパネルであり、かつ前記対象基材が自動車内装品であることを特徴とする請求項20に記載の方法。
- 前記色合わせされた基材が自動車バンパー・ガードであり、かつ前記対象基材が自動車車体であることを特徴とする請求項20に記載の方法。
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