JP6316050B2 - 光輝材含有塗膜の色合わせ方法および光輝材含有塗装を施した構造部材 - Google Patents

Description

本発明は、光輝材を含有する同一色が異なる環境下で塗装され隣接配置された少なくとも２つの部品の塗膜の色合わせを行う光輝材含有塗膜の色合わせ方法および光輝材含有塗装を施した構造部材に関する。

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。

特に自動車では、鋼板にメタリック塗装等を施した部材と、樹脂にメタリック塗装等を施した部材とにより、１台分のボデーを構成することが行われ、この場合、鋼板と樹脂に使用する塗料の違いや、鋼板と違って樹脂では焼付時の熱変形防止の観点から低温焼付が必要になるなどの違いに基づき、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、隣接配置される２つ部材間での目視による色あいが異なることがある。

そこで従来、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１）。

また、複数の着色材と光輝材、またはフロップ感調整剤から構成される調色物を調色する際、目標色と目標の光輝感及び粒子感に合致させる着色材と光輝材、またはフロップ感調整剤の配合比を計算させる際に、多角度を計測可能な変角分光光度計等によって得られた光輝感に依存する変角分光反射率や色彩値が一致するように着色材と光輝材、またはフロップ感調整剤の配合により再現分光反射率を予測計算し、スキャナやＣＣＤカメラなどの撮像手段により画像を撮影し、メタリック・パール色に特有な粒状感や光輝感を画像フィルター処理によって得られた値を用いて、色相や光輝感と同時に粒子感を再現する適切な着色材と光輝材、またはフロップ感調整剤の配合比を計算することも提案されている（特許文献２）。

特許第３２３４７５３号公報（段落００１８−００３２参照） 特開２００３−２９４５３０号公報（段落００１２、要約ほか参照）

しかし、上記した特許文献１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。さらに、複数の部材により例えば自動車のボデーを構成する場合のように、隣接する部材で光輝材のフレーク片の配向性に差が生じたときに、上記した特許文献１の手法では、時間と労力をかければ色評価をすることは可能であるものの、その差を的確に解消する有効な手立てについては明らかではなく、色合わせの具体的手段が不明である。

また、特許文献２の手法では、予測計算にあたり、所望する色彩に関係する着色材と光輝材、またはフロップ感調整剤の基礎データとして、変角分光反射率や粒状感の画像、画像ヒストグラム、２次元空間フィルター値等を準備する必要があり、しかも調色という手段を採るため、同一色でも塗装条件毎に上記した基礎データが必要になって非常に煩雑になる。

本発明は、異なる環境下で塗装される２つの部品について、容易に色合わせすることが可能になる技術を提供することを目的とする。

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色合わせ方法は、光輝材を含有する同一色が異なる環境下で塗装され隣接配置された少なくとも２つの部品の塗膜の色合わせを行う光輝材含有塗膜の色合わせ方法において、設定された入射角で光源からの光を、第１の部品および第２の部品それぞれに対して照射し、前記両部品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、受光した前記両角度における反射光から、前記両部品それぞれのハンター表色系におけるＬ値を導出し、前記両部品のうちの一方の前記部品のＬ値に対する他方の前記部品のＬ値の差が前記第１角度から前記第２角度の範囲で一定になるように、スプレーガンのスプレー圧、ガン距離、吐出量、吐出圧、フラッシュタイム、回転霧化塗装機の回転数などの塗装パラメータを調整した後、塗料の明暗を調色することにより、一定となった前記Ｌ値の差をゼロにして色合わせを行うことを特徴としている（請求項１）。

また、本発明の光輝材含有塗装が施された構造部材は、光輝材を含有する同一色が異なる環境下で塗装され隣接配置された少なくとも２つの部品を備えた構造部材において、設定された入射角で光源からの光を、第１の部品および第２の部品それぞれに対して照射し、前記両部品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、受光した前記両角度における反射光から、前記両部品それぞれのハンター表色系におけるＬ値を導出し、前記両部品のうちの一方の前記部品のＬ値に対する他方の前記部品のＬ値の差が前記第１角度から前記第２角度の範囲で一定になるように、スプレーガンのスプレー圧、ガン距離、吐出量、吐出圧、フラッシュタイム、回転霧化塗装機の回転数などの塗装パラメータを調整した後、塗料の明暗を調色することにより、一定となった前記Ｌ値の差をゼロにして色合わせされてなる前記第１の部品および前記第２の部品を備えることを特徴としている（請求項２）。

変角測色計により対象物からの反射光を計測して得られるハンター表色系のＬ値、ａ値、ｂ値は、例えば図４に示すように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。また、Ｌ値は、図５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する。

ところで、同一色の光輝材含有塗膜が形成された２つの対象物Ａ，Ｂがそれぞれ図５に示すようなＬ値を持つときに、両対象物Ａ，Ｂについて色合わせを行うには、例えば対象物Ａについて所定色の顔料を増減し、或いは、光輝材を増減することにより、図５の対象物ＡのＬ値を同図中の１点差線や２点鎖線のように平行移動させることによって対象物ＢのＬ値に合わせ込むことが通常行われている。

しかし、この手法では、ある角度θとその近傍の所定範囲内ではＬ値が一致或いはほぼ一致するものの、角度θからずれた角度では、両対象物Ａ，ＢのＬ値に差があるため、両対象物Ａ，Ｂの目視による色あいに微妙な違いが生じる。具体的には、鋼板からなるドアと樹脂からなるフェンダパネルとにより自動車ボデーを構成している場合に、色合わせされたドアとフェンダパネルであっても、両者の色あいが、ある時刻には同じように見えても、異なる時刻には太陽高度が変化しているために違って見えるという現象が生じることになる。

すなわち、同一色の光輝材含有塗膜が形成された２つの対象物Ａ，Ｂの色あわせを、顔料や光輝材の増減によって調整するだけでは、すべての角度において両対象物Ａ，Ｂの色を合わせこむことはできない。

一方、本願発明者は、スプレーガンのスプレー圧、ガン距離、吐出量、吐出圧、フラッシュタイム、回転霧化塗装機の回転数などの塗装パラメータを調整することにより、例えば図６に示す対象物Ａ（または対象物Ｂ）のＬ値の傾きを回転させ得ることを実験的に検証した。

したがって、図５に示すＬ値を持つ同一色の光輝材含有塗膜が形成された２つの対象物Ａ，Ｂの色合わせを行う場合に、まずスプレーガンのスプレー圧、ガン距離、吐出量等の塗装パラメータを調整して、対象物Ａ（または対象物Ｂ）のＬ値の傾きを対象物Ｂ（または対象物Ａ）のＬ値に平行にし、その後顔料等を増減し、平行にした対象物Ａ（または対象物Ｂ）のＬ値を対象物Ｂ（または対象物Ａ）のＬ値に一致する方に平行移動させることにより、両対象物Ａ，ＢのＬ値をすべての角度において一致させることが可能になる。

このとき、スプレーガンのスプレー圧、ガン距離、吐出量等の塗装パラメータをどのように調整すればＬ値がどれくらい回転するか、パラメータの組み合わせと調整量を予め実験的に求めておくとよい。そして、必要な回転量に応じた塗装パラメータの組み合わせと調整量を選択して設定することにより、当該対象物のＬ値を所望の量だけ回転させることができる。また、顔料等をどれくらい増減すれば、回転後の当該対象物のＬ値をどれくらい平行移動させることができるかについて、顔料等の増減量とＬ値の平行移動量との定量的な関係を予め実験的に求めておくのが望ましい。

よって、請求項１に係る発明のように、設定された入射角で光源からの光を、第１の部品および第２の部品それぞれに対して照射し、両部品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、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、両部品のハンター表色系におけるＬ値の差が第１角度から第２角度の範囲で一定になるように、スプレーガンのスプレー圧、ガン距離、吐出量、吐出圧、フラッシュタイム、回転霧化塗装機の回転数などの塗装パラメータを調整した後、塗料の明暗を調色することにより、一定となったＬ値の差をゼロにして色合わせを行うことにより、両部品を異なる環境化で塗装する場合であっても、第１角度から第２角度の範囲において両部品の色あわせを容易に行うことが可能になる。

また、請求項２に係る発明によれば、異なる環境化で塗装され、第１角度から第２角度の範囲において色あわせされた２つの部品を隣接配置されて成る構造部材を提供することができる。

本発明の一実施形態における自動車の概略図である。 一実施形態における色合わせ装置のブロック図である。 一実施形態の原理説明図である。 一実施形態の原理説明図である。 一実施形態の原理説明図である。 一実施形態の原理説明図である。

本発明を、構造部材である自動車ボデーを構成する鋼板および樹脂のメタリック塗装の色合わせに適用した場合の一実施形態について、図１ないし図６を適宜参照して詳細に説明する。

図１に示すように、自動車ボデーを構成するメタリック塗装されたドア等の鋼板部品１およびこれに隣接配置されるフェンダパネルＦやクォータパネルＱなどの樹脂部品２の両部品１，２に対して、異なる塗装ラインで別々に光輝材含有塗膜を形成する場合に、以下のようにして両部品１，２の色合わせを行いつつ塗装する。

両部品１，２それぞれに異なる塗装ラインでメタリック塗装による塗膜３を形成し、これら両部品１，２それぞれに形成された塗膜３に対し、図２に示す装置によりハンター表色系におけるＬ値を導出する。すなわち、図２に示すように、光源により塗膜３に入射角４５°で光（入射光）を照射し、光源４による照射光の正反射方向（反射角４５°）を基準に、入射側に少なくとも角度θ＝２５°（第１角度）、θ＝７５°（第２角度）での反射光を変角測色計からなる計測手段４により受光し、受光した反射光から、導出手段５によりハンター表色系における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値のうちθ＝２５°とθ＝７５°の両角度でのＬ値をプロットして、直線の明度（Ｌ値）特性を導出する。

そして、それぞれ予め設定された初期の塗装条件で同一色のメタリック塗装を施した鋼板部品１および樹脂部品２について、図３中のＬ１，Ｌ２に示すような明度（Ｌ値）特性が得られたときに、両部品１，２のうち例えば部品２のＬ値を変更調整して部品１のＬ値に一致させる場合、部品２の塗装工程におけるスプレーガンのスプレー圧、ガン距離、吐出量、吐出圧、フラッシュタイム、回転霧化塗装機の回転数、塗料の希釈率、溶剤の種類などの塗装パラメータのうち、最適なパラメータの組み合わせと調整量を選択して設定し、設定した色合わせ補正した塗装条件で部品２を塗装する。これにより、該塗装後の部品２のＬ値が、図３中の破線Ｌ２’のように回転し、その結果同図中の部品１のＬ値との差がすべての角度（２５°〜７５°）において一定に調整され、部品２のＬ値が部品１のＬ値に平行になる。

さらに、色合わせ補正した塗装条件に加え、顔料或いは光輝材を所定量増減して部品２を塗装すると、該塗装後の部品２のＬ値が、図３の破線Ｌ２’から平行移動して同図中の部品１のＬ値（Ｌ１）と一致し、その結果同図中の部品１のＬ値との差がすべての角度（２５°〜７５°）においてゼロに調整され、部品２のＬ値が部品１のＬ値（Ｌ１）に一致する。

こうして、初期の塗装条件でメタリック塗装した部品２のＬ値を求め、部品１のＬ値に平行になるように部品２のＬ値を回転させるための塗装パラメータを選定し、さらに回転した部品２のＬ値を平行移動して部品１のＬ値に一致させるための顔料或いは光輝材の増減量を選定して、部品２に対する初期の塗装条件を変更補正し、以後補正後の塗装条件で塗装することにより、それぞれ異なる塗装ライン（塗装環境下）でメタリック塗装を行った両部品１，２について同一色に色合わせすることができる。

したがって、上記した実施形態によれば、両部品１，２を異なる環境化で塗装する場合であっても、第１角度であるθ＝２５°から第２角度であるθ＝７５°の範囲において両部品１，２の色あわせを容易に行うことが可能になる。その結果、１つの自動車ボデーを構成するメタリック塗装されたドア等の鋼板部品１と、これに隣接配置されるフェンダパネルＦやクォータパネルＱなどの樹脂部品２を、それぞれ別々の塗装ラインで塗装しても同一色に精度よく色合わせすることができ、鋼板部品１および樹脂部品２を同じ塗装ラインで塗装できない状況であっても、両部品１,２の色合わせを容易に行うことが可能になる。

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。

例えば上記した実施形態では、Ｌ値を回転するための塗装パラメータとして、スプレーガンのスプレー圧、ガン距離、吐出量、吐出圧、フラッシュタイム、回転霧化塗装機の回転数、塗料の希釈率、溶剤の種類を挙げたが、塗装パラメータはこれらに限定されるものではない。

また、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３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３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。さらに、第１角度、第２角度も、上記したθ＝２５°、θ＝７５°に限るものではない。

また、上記した実施形態では、本発明を自動車ボデーを構成する鋼板部品１と樹脂部品２のメタリック塗装の色合わせに適用した場合について説明したが、本発明の適用範囲はこれらの部品１,２に限るものではなく、例えば自動車ボデー以外の構造部材を構成する複数の部品であって、光輝材を含有した塗装を施した２つの隣接配置される部品の色合わせにも、本発明を適用できるのはいうまでもない。

１ …鋼板部品
２ …樹脂部品
３ …塗膜

Claims (2)

1. 光輝材を含有する同一色が異なる環境下で塗装され隣接配置された少なくとも２つの部品の塗膜の色合わせを行う光輝材含有塗膜の色合わせ方法において、
   設定された入射角で光源からの光を、第１の部品および第２の部品それぞれに対して照射し、
   前記両部品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、
   受光した前記両角度における反射光から、前記両部品それぞれのハンター表色系におけるＬ値を導出し、
   前記両部品のうちの一方の前記部品のＬ値に対する他方の前記部品のＬ値の差が前記第１角度から前記第２角度の範囲で一定になるように、スプレーガンのスプレー圧、ガン距離、吐出量、吐出圧、フラッシュタイム、回転霧化塗装機の回転数などの塗装パラメータを調整した後、
   塗料の明暗を調色することにより、一定となった前記Ｌ値の差をゼロにして色合わせを行う
   ことを特徴とする光輝材含有塗膜の色合わせ方法。
2. 光輝材を含有する同一色が異なる環境下で塗装され隣接配置された少なくとも２つの部品を備えた構造部材において、
   設定された入射角で光源からの光を、第１の部品および第２の部品それぞれに対して照射し、
   前記両部品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、
   受光した前記両角度における反射光から、前記両部品それぞれのハンター表色系におけるＬ値を導出し、
   前記両部品のうちの一方の前記部品のＬ値に対する他方の前記部品のＬ値の差が前記第１角度から前記第２角度の範囲で一定になるように、スプレーガンのスプレー圧、ガン距離、吐出量、吐出圧、フラッシュタイム、回転霧化塗装機の回転数などの塗装パラメータを調整した後、
   塗料の明暗を調色することにより、一定となった前記Ｌ値の差をゼロにして色合わせされてなる前記第１の部品および前記第２の部品を備えることを特徴とする光輝材含有塗装が施された構造部材。

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