(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024093925
(43)【公開日】2024-07-09
(54)【発明の名称】塗料の製造方法
(51)【国際特許分類】
B05D 3/00 20060101AFI20240702BHJP
B05D 7/24 20060101ALI20240702BHJP
B05D 5/06 20060101ALI20240702BHJP
【FI】
B05D3/00 D
B05D7/24 303A
B05D5/06 G
【審査請求】有
【請求項の数】19
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022210583
(22)【出願日】2022-12-27
(71)【出願人】
【識別番号】300075348
【氏名又は名称】日本ペイント・インダストリアルコーティングス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100179866
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 正樹
(74)【代理人】
【識別番号】100164448
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 雄輔
(72)【発明者】
【氏名】仲沢 憲幸
(72)【発明者】
【氏名】丘 振標
(72)【発明者】
【氏名】高木 健司
(72)【発明者】
【氏名】沼田 悠貴
【テーマコード(参考)】
4D075
【Fターム(参考)】
4D075AC21
4D075AE03
4D075BB16X
4D075BB28Z
4D075BB91X
4D075BB91Z
4D075CA47
4D075CA48
4D075CB01
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4D075DB01
4D075DB02
4D075DB05
4D075DB07
4D075DB18
4D075DC01
4D075DC08
4D075DC11
4D075EA05
4D075EA06
4D075EA41
4D075EB16
4D075EB22
4D075EB33
4D075EC11
4D075EC13
4D075EC30
4D075EC33
4D075EC35
4D075EC54
(57)【要約】
【課題】本発明は、塗料の塗料性状を調整するに際し、調整用の配合量が過剰となるのを防止することが可能な、塗料の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】塗料性状のギャップ目標値を設定し、又は、有限の数値範囲から生成される解の候補に限定した条件を用い、又は、ギャップ配合組成を設定する。配合の予測は、理論計算及び/又は変動量応答曲線データを用いてコンピュータにより行う。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
調整前の塗料に、塗料性状調整用の原料を加えて、目標となる塗料性状を有する塗料を製造する、塗料の製造方法であって、
前記塗料性状は、色彩であり、
調整前の塗料性状の情報を取得する、調整前塗料性状情報取得工程と、
塗料性状のギャップ目標値を設定する、ギャップ目標値設定工程と、
前記ギャップ目標値の塗料性状を得るのに適した、前記塗料性状調整用の原料の配合組成を、コンピュータによる理論計算により予測する、ギャップ目標値対応配合組成予測工程と、を含み、
前記ギャップ目標値設定工程においては、取得した前記調整前の塗料性状と前記ギャップ目標値との差の絶対値が、取得した前記調整前の塗料性状と目標とする塗料性状との差の絶対値よりも小さく、
予測した前記配合組成を加えて得られた塗料性状と、前記目標とする塗料性状との差が、所定の基準値以下となるまで、前記ギャップ目標値設定工程及び前記ギャップ目標値対応配合組成予測工程を繰り返すことを特徴とする、塗料の製造方法。
【請求項2】
調整前の塗料に、塗料性状調整用の原料を加えて、目標となる塗料性状を有する塗料を製造する、塗料の製造方法であって、
前記塗料性状は、色彩、光沢、及び粘度のうちのいずれか1つ以上であり、
調整前の塗料性状の情報を取得する、調整前塗料性状情報取得工程と、
変動前塗料組成物に基づいて、1種類以上の着色剤の添加割合、1種類以上の光沢調整剤の添加割合、及び1種類以上の粘度調整剤の添加割合のうちのいずれか1つのパラメータのみを種々変化させた際の前記塗料性状の情報を予め得ておくことを各パラメータについて行い、各前記パラメータの変動量と前記塗料性状の情報の変動量との関係を示す変動量応答曲線データを取得する、変動量応答曲線データ取得工程と、
塗料性状のギャップ目標値を設定する、ギャップ目標値設定工程と、
コンピュータにより、前記ギャップ目標値と、前記変動量応答曲線データとを用いて、適した前記塗料性状調整用の原料の添加割合の変動量を予測する、ギャップ目標値対応配合組成予測工程と、を含み、
前記ギャップ目標値設定工程においては、取得した前記調整前の塗料性状と前記ギャップ目標値との差の絶対値が、取得した前記調整前の塗料性状と目標とする塗料性状との差の絶対値よりも小さく、
予測した前記配合組成を加えて得られた塗料性状と、前記目標とする塗料性状との差が、所定の基準値以下となるまで、前記ギャップ目標値設定工程及び前記ギャップ目標値対応配合組成予測工程を繰り返すことを特徴とする、塗料の製造方法。
【請求項3】
前記ギャップ目標値設定工程においては、取得した前記調整前の塗料性状と目標とする塗料性状との差の絶対値が小さいほど、連続的に又は段階的に、前記ギャップ目標値が前記目標とする塗料性状と近くなるように、前記ギャップ目標値を設定する、請求項1又は2に記載の製造方法。
【請求項4】
前記塗料性状は、複数の性状からなり、
前記ギャップ目標値設定工程においては、各前記性状に対して、独立して前記ギャップ目標値を設定する、請求項1又は2に記載の製造方法。
【請求項5】
調整前の塗料に、塗料性状調整用の原料を加えて、目標となる塗料性状を有する塗料を製造する、塗料の製造方法であって、
前記塗料性状は、色彩であり、
調整前の塗料性状の情報を取得する、調整前塗料性状情報取得工程と、
前記塗料性状調整用の原料の配合組成における各配合量を、個別に、有限の数値範囲から生成される解の候補に限定した条件において、理論計算により、前記塗料性状調整用の原料の配合組成である制限付き塗料性状調整用配合組成を予測する、制限付き塗料性状調整用配合組成予測工程と、を含み、
前記解の候補は、配合量が0である場合を含むものであり、
予測した前記配合組成を加えて得られた塗料性状と、前記目標とする塗料性状との差が、所定の基準値以下となるまで、前記制限付き塗料性状調整用配合組成予測工程を繰り返すことを特徴とする、塗料の製造方法。
【請求項6】
前記制限付き塗料性状調整用配合組成予測工程において、前記塗料性状調整用の原料の配合組成が、理論計算により算出されない場合に、前記条件の一部又は全部を解除して、理論計算により、前記塗料性状調整用の原料の配合組成を予測し直す工程を含む、請求項5に記載の製造方法。
【請求項7】
前記ギャップ目標値対応配合組成予測工程においては、前記塗料性状調整用の原料の配合組成における各配合量を、個別に、有限の数値範囲から生成される解の候補に限定した条件において、理論計算により、前記塗料性状調整用の原料の配合組成を予測し、
前記解の候補は、配合量が0である場合を含むものである、請求項1に記載の製造方法。
【請求項8】
前記ギャップ目標値対応配合組成予測工程において、前記ギャップ目標値の塗料性状を得るのに適した前記塗料性状調整用の原料の配合組成が、理論計算により算出されない場合に、前記条件の一部又は全部を解除して、理論計算により、前記塗料性状調整用の原料の配合組成を予測し直す工程を含む、請求項7に記載の製造方法。
【請求項9】
前記ギャップ目標値対応配合組成予測工程においては、前記塗料性状調整用の原料の配合組成における配合量を、個別に、有限の数値範囲から生成される解の候補に限定した条件において、前記変動量応答曲線データに基づいた算出により、前記塗料性状調整用の原料の配合組成を予測し、
前記解の候補は、配合量が0である場合を含むものである、請求項2に記載の製造方法。
【請求項10】
前記ギャップ目標値対応配合組成予測工程において、前記ギャップ目標値の塗料性状を得るのに適した前記塗料性状調整用の原料の配合組成が、前記変動量応答曲線データに基づいて算出されない場合に、前記条件の一部又は全部を解除して、前記変動量応答曲線データに基づいた算出により、前記塗料性状調整用の原料の配合組成を予測し直す工程を含む、請求項9に記載の製造方法。
【請求項11】
前記調整前の塗料の着色剤配合組成のうち配合量の最も多い着色剤を特定する、メイン着色剤特定工程を更に含み、
前記ギャップ目標値対応配合組成予測工程においては、少なくとも前記メイン着色剤に対して、前記有限の数値範囲から生成される解の候補に限定した条件を用いた予測を行う、請求項7又は9に記載の製造方法。
【請求項12】
調整前の塗料に、塗料性状調整用の原料を加えて、目標となる塗料性状を有する塗料を製造する、塗料の製造方法であって、
前記塗料性状は、色彩であり、
調整前の塗料性状の情報を取得する、調整前塗料性状情報取得工程と、
目標値の塗料性状を得るのに適した、前記塗料性状調整用の原料の配合組成を、コンピュータによる理論計算により予測する、目標値対応配合組成予測工程と、
前記塗料性状調整用の原料のギャップ配合組成を設定する、ギャップ配合組成設定工程と、を含み、
前記ギャップ配合組成設定工程においては、設定した前記ギャップ配合組成が、予測した前記目標値対応配合組成よりも小さく、
予測した前記ギャップ配合組成を加えて得られた塗料性状と、前記目標とする塗料性状との差が、所定の基準値以下となるまで、前記目標値対応配合組成予測工程及び前記ギャップ配合組成予測工程を繰り返すことを特徴とする、塗料の製造方法。
【請求項13】
調整前の塗料に、塗料性状調整用の原料を加えて、目標となる塗料性状を有する塗料を製造する、塗料の製造方法であって、
前記塗料性状は、色彩、光沢、及び粘度のうちのいずれか1つ以上であり、
変動前塗料組成物に基づいて、1種類以上の着色剤の添加割合、1種類以上の光沢調整剤の添加割合、及び1種類以上の粘度調整剤の添加割合のうちのいずれか1つのパラメータのみを種々変化させた際の前記塗料性状の情報を予め得ておくことを各パラメータについて行い、各前記パラメータの変動量と前記塗料性状の情報の変動量との関係を示す変動量応答曲線データを取得する、変動量応答曲線データ取得工程と、
コンピュータにより、前記目標となる塗料性状と、前記変動量応答曲線データとを用いて、適した前記塗料性状調整用の原料の添加割合の変動量を予測する、目標値対応配合組成予測工程と、
前記塗料性状調整用の原料のギャップ配合組成を設定する、ギャップ配合組成設定工程と、を含み、
前記ギャップ配合組成設定工程においては、設定した前記ギャップ配合組成が、予測した前記目標値対応配合組成よりも小さく、
前記ギャップ配合組成を加えて得られた塗料性状と、前記目標とする塗料性状との差が、所定の基準値以下となるまで、前記目標値対応配合組成予測工程及び前記ギャップ配合組成算出工程を繰り返すことを特徴とする、塗料の製造方法。
【請求項14】
前記ギャップ配合組成算出工程に先立って、調整前の塗料性状の情報を取得する、調整前塗料性状情報取得工程を更に含み、
前記ギャップ配合組成算出工程においては、取得した前記調整前の塗料性状と目標とする塗料性状との差の絶対値が小さいほど、連続的に又は段階的に、前記ギャップ配合組成が予測した前記配合組成に近くなるように、前記ギャップ配合組成を算出する、請求項12又は13に記載の製造方法。
【請求項15】
前記ギャップ配合組成算出工程においては、各着色剤に対して独立して、前記ギャップ配合組成を算出する、請求項12に記載の製造方法。
【請求項16】
前記ギャップ目標値対応配合組成予測工程においては、前記ギャップ目標値の塗料性状を得るのに適した前記塗料性状調整用の原料の配合組成を算出する際に、ブルート・フォース・サーチ法、数理最適化法、及びランダムサーチのいずれかの手法を用いる、請求項1に記載の製造方法。
【請求項17】
前記ギャップ目標値対応配合組成予測工程においては、前記適した前記塗料性状調整用の原料の添加割合の変動量及び/又は前記適した前記製造条件の変動量を予測する際に、ブルート・フォース・サーチ法、数理最適化法、及びランダムサーチのいずれかの手法を用いる、請求項2に記載の製造方法。
【請求項18】
前記目標値対応配合組成予測工程においては、前記目標値の塗料性状を得るのに適した前記塗料性状調整用の原料の配合組成を予測する際に、ブルート・フォース・サーチ法、数理最適化法、及びランダムサーチのいずれかの手法を用いる、請求項12に記載の製造方法。
【請求項19】
前記目標値対応配合組成予測工程においては、前記適した前記塗料性状調整用の原料の添加割合の変動量及び/又は前記適した前記製造条件の変動量を予測する際に、ブルート・フォース・サーチ法、数理最適化法、及びランダムサーチのいずれかの手法を用いる、請求項13に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、塗料の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
塗料の塗料性状(色彩、光沢、及び粘度のいずれか1つ以上であり、以下、これらをまとめて色彩等と称することもある)の調整には、主に、現場での自動車補修用塗料の調整と、塗料工場で大量に製造される工業用塗料の調整とがある。自動車は、屋外を走行して経年変化するため、その車体に特有の色彩等を有するようになる。従って、補修をする際には、そのような特有の色彩等に対して補修に適した塗料配合を算出する必要がある。更に、厳密には、ロット差があるため、一回で所望の色彩等に調整することは難しく、複数回調整しながら目標の色彩等(入庫車の正常部分の色彩等)に合わせていく。
【0003】
一方で、塗料工場で大量に製造される工業用塗料は、基準板に毎ロット合わせ込むように調整を行う。正常部分との境目をぼかせる自動車補修用塗料と異なり、例えばコイルコーティング用の塗料の塗料性状の調整は、別塗料ロットで塗装された塗装鋼板が、製品組み立て時には合わされて、直線的に塗装の境目が出るため、僅かな塗料性状の違いが視認可能となってしまう。このため、非常に高い調整の精度を要求される。また、塗料性状調整用の原料のロット差があるため、一回で所望の塗料性状に調整することは難しく、複数回調整しながら目標の塗料性状(基準板の塗料性状)に合わせていく。
【0004】
例えば塗料性状調整用の原料のロット差の例として、着色剤の着色力のロット差がある。プライマリデータや変動量応答曲線を作成したときのロットの着色力と、実際に塗料を製造する際のロットの着色力は異なるため、非常に高い調整の精度を要求される塗料では、計算通りに1回で調色することが非常に困難である。その対策として、着色剤のロット毎の着色力を管理してロット差を計算に考慮する方法が考えられるが、着色剤の製造から塗料を製造するまでの時間でも、その着色力は僅かに変動するために、ロット毎でなく製造直前に着色力を測定する必要がある等、管理コストが膨大となる。そのため、調色回数を複数回にして、目標の塗料性状に対して不足と過剰とを繰り返して、その振れ幅を徐々に小さくし、目標幅内に入った時に終了するというのが、従来の方法であった。
【0005】
しかしながら、自動車補修用塗料の調整及び塗料工場で大量に製造される工業用塗料の調整のいずれの場合においても、調整用の配合を入れ過ぎた場合には、塗料性状を戻すためのさらなる配合の添加が必要であった。例えば色彩の場合は、反対の色相の着色剤(例えば、黒色着色剤を入れ過ぎた場合には、白色着色剤)を入れて色彩を戻すことを行い、例えば光沢の場合に、つやが低下し過ぎた場合は、つや消し剤を含まない元の塗料を添加することを行い、また、例えば粘度の場合に低粘度となり過ぎた場合には、元の高粘度の塗料を添加する等行うこととなる。このような場合、製造される塗料の量が増えて無駄が発生することがしばしばであった。特に、塗料工場で大量に製造される工業用塗料の製造では、1回当たり数100kg~数t(トン)製造する場合もあり、材料費や資源の無駄は大きくなってしまう。また、製造容器から溢れないよう、より大きな製造容器に塗料を移送する等多大な工数も増える等の弊害も伴うため、熟練者の技量に頼って調整を行っていたが、熟練者による調整は熟練度による調整の精度の違いから品質の安定や、人的工数がかかり高コストになるという欠点もあった。
また、特に最大配合量を有する特定の着色剤を、調整前の塗料の仕込み時に目標値近くまで仕込んでいることが多く、かつ最小配合量の着色剤は僅かの量の添加でも大過剰に添加することとなってしまうこともあり、元に戻すために予定量を大きく超える量を生産してしまうという、過剰生産の問題が顕著に生じていた。例えば、白色着色剤99kg、黒色着色剤1kgが正しい配合であった場合、各々の着色剤を正ししい量で仕込んでも、黒色着色剤の着色力が10%高いロットであると、白色着色剤を9.9kg添加しないと元に戻せなくなってしまうため、少なくとも9.9kgの過剰生産になってしまう。
【0006】
このような、過剰生産の問題に対して、特許文献1では、機械学習を用いた手法に、ギャップ目標値を適用することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、機械学習の手法では、大量の学習データを必要とするという問題がある他、ギャップ目標値の部分の学習データが不足した場合には、予測精度が低下して、誤って過剰に調整用の配合を追加する必要があるように予測してしまう等、過剰生産の問題が解消しないおそれがあった。
【0009】
そこで、本発明は、塗料の塗料性状を調整するに際し、調整用の配合量が過剰となるのを抑えることが可能な、塗料の製造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】
【0010】
本発明の要旨構成は、以下の通りである。
(1)調整前の塗料に、塗料性状調整用の原料を加えて、目標となる塗料性状を有する塗料を製造する、塗料の製造方法であって、
前記塗料性状は、色彩であり、
調整前の塗料性状の情報を取得する、調整前塗料性状情報取得工程と、
塗料性状のギャップ目標値を設定する、ギャップ目標値設定工程と、
前記ギャップ目標値の塗料性状を得るのに適した、前記塗料性状調整用の原料の配合組成を、コンピュータによる理論計算により予測する、ギャップ目標値対応配合組成予測工程と、を含み、
前記ギャップ目標値設定工程においては、取得した前記調整前の塗料性状と前記ギャップ目標値との差の絶対値が、取得した前記調整前の塗料性状と目標とする塗料性状との差の絶対値よりも小さく、
予測した前記配合組成を加えて得られた塗料性状と、前記目標とする塗料性状との差が、所定の基準値以下となるまで、前記ギャップ目標値設定工程及び前記ギャップ目標値対応配合組成予測工程を繰り返すことを特徴とする、塗料の製造方法。
【0011】
(2)調整前の塗料に、塗料性状調整用の原料を加えて、目標となる塗料性状を有する塗料を製造する、塗料の製造方法であって、
前記塗料性状は、色彩、光沢、及び粘度のうちのいずれか1つ以上であり、
調整前の塗料性状の情報を取得する、調整前塗料性状情報取得工程と、
変動前塗料組成物に基づいて、1種類以上の着色剤の添加割合、1種類以上の光沢調整剤の添加割合、及び1種類以上の粘度調整剤の添加割合のうちのいずれか1つのパラメータのみを種々変化させた際の前記塗料性状の情報を予め得ておくことを各パラメータについて行い、各前記パラメータの変動量と前記塗料性状の情報の変動量との関係を示す変動量応答曲線データを取得する、変動量応答曲線データ取得工程と、
塗料性状のギャップ目標値を設定する、ギャップ目標値設定工程と、
コンピュータにより、前記ギャップ目標値と、前記変動量応答曲線データとを用いて、適した前記塗料性状調整用の原料の添加割合の変動量を予測する、ギャップ目標値対応配合組成予測工程と、を含み、
前記ギャップ目標値設定工程においては、取得した前記調整前の塗料性状と前記ギャップ目標値との差の絶対値が、取得した前記調整前の塗料性状と目標とする塗料性状との差の絶対値よりも小さく、
予測した前記配合組成を加えて得られた塗料性状と、前記目標とする塗料性状との差が、所定の基準値以下となるまで、前記ギャップ目標値設定工程及び前記ギャップ目標値対応配合組成予測工程を繰り返すことを特徴とする、塗料の製造方法。
【0012】
(3)前記ギャップ目標値設定工程においては、取得した前記調整前の塗料性状と目標とする塗料性状との差の絶対値が小さいほど、連続的に又は段階的に、前記ギャップ目標値が前記目標とする塗料性状と近くなるように、前記ギャップ目標値を設定する、前記(1)又は(2)に記載の製造方法。
【0013】
(4)前記塗料性状は、複数の性状からなり、
前記ギャップ目標値設定工程においては、各前記性状に対して、独立して前記ギャップ目標値を設定する、前記(1)又は(2)に記載の製造方法。
【0014】
(5)調整前の塗料に、塗料性状調整用の原料を加えて、目標となる塗料性状を有する塗料を製造する、塗料の製造方法であって、
前記塗料性状は、色彩であり、
調整前の塗料性状の情報を取得する、調整前塗料性状情報取得工程と、
前記塗料性状調整用の原料の配合組成における各配合量を、個別に、有限の数値範囲から生成される解の候補に限定した条件において、理論計算により、前記塗料性状調整用の原料の配合組成である制限付き塗料性状調整用配合組成を予測する、制限付き塗料性状調整用配合組成予測工程と、を含み、
前記解の候補は、配合量が0である場合を含むものであり、
予測した前記配合組成を加えて得られた塗料性状と、前記目標とする塗料性状との差が、所定の基準値以下となるまで、前記制限付き塗料性状調整用配合組成予測工程を繰り返すことを特徴とする、塗料の製造方法。
【0015】
(6)前記制限付き塗料性状調整用配合組成予測工程において、前記塗料性状調整用の原料の配合組成が、理論計算により算出されない場合に、前記条件の一部又は全部を解除して、理論計算により、前記塗料性状調整用の原料の配合組成を予測し直す工程を含む、前記(5)に記載の製造方法。
【0016】
(7)前記ギャップ目標値対応配合組成予測工程においては、前記塗料性状調整用の原料の配合組成における各配合量を、個別に、有限の数値範囲から生成される解の候補に限定した条件において、理論計算により、前記塗料性状調整用の原料の配合組成を予測し、
前記解の候補は、配合量が0である場合を含むものである、前記(1)に記載の製造方法。
【0017】
(8)前記ギャップ目標値対応配合組成予測工程において、前記ギャップ目標値の塗料性状を得るのに適した前記塗料性状調整用の原料の配合組成が、理論計算により算出されない場合に、前記条件の一部又は全部を解除して、理論計算により、前記塗料性状調整用の原料の配合組成を予測し直す工程を含む、前記(7)に記載の製造方法。
【0018】
(9)前記ギャップ目標値対応配合組成予測工程においては、前記塗料性状調整用の原料の配合組成における配合量を、個別に、有限の数値範囲から生成される解の候補に限定した条件において、前記変動量応答曲線データに基づいた算出により、前記塗料性状調整用の原料の配合組成を予測し、
前記解の候補は、配合量が0である場合を含むものである、前記(2)に記載の製造方法。
【0019】
(10)前記ギャップ目標値対応配合組成予測工程において、前記ギャップ目標値の塗料性状を得るのに適した前記塗料性状調整用の原料の配合組成が、前記変動量応答曲線データに基づいて算出されない場合に、前記条件の一部又は全部を解除して、前記変動量応答曲線データに基づいた算出により、前記塗料性状調整用の原料の配合組成を予測し直す工程を含む、前記(9)に記載の製造方法。
【0020】
(11)前記調整前の塗料の着色剤配合組成のうち配合量の最も多い着色剤を特定する、メイン着色剤特定工程を更に含み、
前記ギャップ目標値対応配合組成予測工程においては、少なくとも前記メイン着色剤に対して、前記有限の数値範囲から生成される解の候補に限定した条件を用いた予測を行う、前記(7)又は(9)に記載の製造方法。
【0021】
(12)調整前の塗料に、塗料性状調整用の原料を加えて、目標となる塗料性状を有する塗料を製造する、塗料の製造方法であって、
前記塗料性状は、色彩であり、
調整前の塗料性状の情報を取得する、調整前塗料性状情報取得工程と、
目標値の塗料性状を得るのに適した、前記塗料性状調整用の原料の配合組成を、コンピュータによる理論計算により予測する、目標値対応配合組成予測工程と、
前記塗料性状調整用の原料のギャップ配合組成を設定する、ギャップ配合組成設定工程と、を含み、
前記ギャップ配合組成設定工程においては、設定した前記ギャップ配合組成が、予測した前記目標値対応配合組成よりも小さく、
予測した前記ギャップ配合組成を加えて得られた塗料性状と、前記目標とする塗料性状との差が、所定の基準値以下となるまで、前記目標値対応配合組成予測工程及び前記ギャップ配合組成予測工程を繰り返すことを特徴とする、塗料の製造方法。
【0022】
(13)調整前の塗料に、塗料性状調整用の原料を加えて、目標となる塗料性状を有する塗料を製造する、塗料の製造方法であって、
前記塗料性状は、色彩、光沢、及び粘度のうちのいずれか1つ以上であり、
変動前塗料組成物に基づいて、1種類以上の着色剤の添加割合、1種類以上の光沢調整剤の添加割合、及び1種類以上の粘度調整剤の添加割合のうちのいずれか1つのパラメータのみを種々変化させた際の前記塗料性状の情報を予め得ておくことを各パラメータについて行い、各前記パラメータの変動量と前記塗料性状の情報の変動量との関係を示す変動量応答曲線データを取得する、変動量応答曲線データ取得工程と、
コンピュータにより、前記目標となる塗料性状と、前記変動量応答曲線データとを用いて、適した前記塗料性状調整用の原料の添加割合の変動量を予測する、目標値対応配合組成予測工程と、
前記塗料性状調整用の原料のギャップ配合組成を設定する、ギャップ配合組成設定工程と、を含み、
前記ギャップ配合組成設定工程においては、設定した前記ギャップ配合組成が、予測した前記目標値対応配合組成よりも小さく、
前記ギャップ配合組成を加えて得られた塗料性状と、前記目標とする塗料性状との差が、所定の基準値以下となるまで、前記目標値対応配合組成予測工程及び前記ギャップ配合組成算出工程を繰り返すことを特徴とする、塗料の製造方法。
【0023】
(14)前記ギャップ配合組成算出工程に先立って、調整前の塗料性状の情報を取得する、調整前塗料性状情報取得工程を更に含み、
前記ギャップ配合組成算出工程においては、取得した前記調整前の塗料性状と目標とする塗料性状との差の絶対値が小さいほど、連続的に又は段階的に、前記ギャップ配合組成が予測した前記配合組成に近くなるように、前記ギャップ配合組成を算出する、前記(12)又は(13)に記載の製造方法。
【0024】
(15)前記ギャップ配合組成算出工程においては、各着色剤に対して独立して、前記ギャップ配合組成を算出する、前記(12)に記載の製造方法。
【0025】
(16)前記ギャップ目標値対応配合組成予測工程においては、前記ギャップ目標値の塗料性状を得るのに適した前記塗料性状調整用の原料の配合組成を算出する際に、ブルート・フォース・サーチ法、数理最適化法、及びランダムサーチのいずれかの手法を用いる、前記(1)に記載の製造方法。
【0026】
(17)前記ギャップ目標値対応配合組成予測工程においては、前記適した前記塗料性状調整用の原料の添加割合の変動量及び/又は前記適した前記製造条件の変動量を予測する際に、ブルート・フォース・サーチ法、数理最適化法、及びランダムサーチのいずれかの手法を用いる、前記(2)に記載の製造方法。
【0027】
(18)前記目標値対応配合組成予測工程においては、前記目標値の塗料性状を得るのに適した前記塗料性状調整用の原料の配合組成を予測する際に、ブルート・フォース・サーチ法、数理最適化法、及びランダムサーチのいずれかの手法を用いる、前記(12)に記載の製造方法。
【0028】
(19)前記目標値対応配合組成予測工程においては、前記適した前記塗料性状調整用の原料の添加割合の変動量及び/又は前記適した前記製造条件の変動量を予測する際に、ブルート・フォース・サーチ法、数理最適化法、及びランダムサーチのいずれかの手法を用いる、前記(13)に記載の製造方法。
【発明の効果】
【0029】
本発明によれば、塗料の塗料性状を調整するに際し、調整用の配合量が過剰となるのを抑えることが可能な、塗料の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【
図1】本発明の第1の実施形態にかかる塗料の製造方法のフローチャートである。
【
図2】本発明の第1の実施形態の変形例にかかる塗料の製造方法のフローチャートである。
【
図3】変動量応答曲線データ取得工程について説明するための図である。
【
図7】本発明の第2の実施形態にかかる塗料の製造方法のフローチャートである。
【
図8】本発明の第2の実施形態の変形例にかかる塗料の製造方法のフローチャートである。
【
図9】本発明の第3の実施形態にかかる塗料の製造方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0031】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に例示説明する。
【0032】
<第1の実施形態>
本発明の第1の実施形態にかかる塗料の製造方法は、調整前の塗料に、塗料性状調整用の原料を加えて、目標となる塗料性状を有する塗料を製造する方法である。
【0033】
ここでいう、「調整前の塗料」とは、目標とする塗料組成物を構成する各材料のうち、塗料性状調整用の原料と同じ機能を有する原料は所定量の0~100%を配合し、塗料性状調整用の原料と同じ機能を有する原料以外は所定量の100%を配合した状態の塗料であって、その性状が目標とする性状に凡そ近似している状態の塗料をいう。塗料性状調整用の原料を含んでいても、含んでいなくても良い。また、各材料の配合量は不明であっても良い。ここで、塗料は、例えば、樹脂、溶剤、及び1種の着色顔料をSGミル等で分散させて用意した着色剤を、種々の色の着色顔料について複数準備し、任意の色に調整するため、1以上の着色剤に、樹脂、溶剤、及び添加剤を加えて、これらを混合させたものである。塗料は、特には限定されないが、形態としては、例えば、水性塗料、溶剤系塗料、粉体塗料、無溶剤塗料等とすることができる。また、用途としては、例えば、コイル用塗料、一般工業用塗料、自動車用塗料、自動車補修用塗料、建築用塗料、重防食塗料、船舶用塗料とすることができ、塗装方法としては、スプレー塗装、ローラー塗装、刷毛塗装、ロール塗装(ナチュラル、リバース回転含む)、カーテンフロー塗装、ダイコート、電着塗装、粉体塗装、静電塗装とすることができ、乾燥方法としては、焼付け乾燥、強制乾燥、自然乾燥、紫外線硬化とすることができ、配合組成としては、樹脂原料、顔料、意匠原料、溶媒(水を含む)、添加剤等が挙げられる。樹脂原料としては、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、アミノメラミン樹脂、イソシアネート樹脂、ブロックイソシアネート樹脂、ウレタン変性ポリエステル樹脂等のそれらの互いの変性樹脂とすることができ、顔料としては、無機顔料、有機顔料、着色顔料、体質顔料、意匠原料としては、メタリック、パール等の光輝材、骨材、シリカ、樹脂ビーズ、ワックス等、添加剤としては、粘度調整剤、シリコーン系添加剤、防錆剤、触媒、消泡剤等が挙げられる。
【0034】
また、「塗料性状調整用の原料」とは、塗料性状の調整用に用いる、例えば着色剤、光沢調整剤、粘度調整剤、及び意匠原料等の総称をいう。塗料性状調整用の原料は、複数の種類の着色剤、1種類以上の光沢調整剤、及び1種類以上の粘度調整剤の少なくともいずれかを含む。塗料性状調整用の原料は、少なくとも複数の種類の着色剤を含むことが好ましい。着色剤は、着色顔料を含み、着色顔料としては、黒色顔料、白色顔料、黄色顔料、緑色顔料、赤色顔料、青色顔料、酸化チタン、ベンガラ等を例示することができる。光沢調整剤としては、骨材(砂等)、シリカ、反射材、アルミナ等を成分として例示することができる。粘度調整剤としては、例えば、合成樹脂系粘度調整剤、天然物系粘度調整剤、無機系粘度調整剤等を例示することができる。更に、合成樹脂系粘度調整剤としては、例えば、高分子型粘度調整剤、会合型粘度調整剤等を例示することができる。また、水や有機溶剤等の溶媒も粘度調整剤として用いることができる。着色剤、光沢調整剤、粘度調整剤、及び意匠原料は、原料そのものを用いてもよいし、原料を水、有機溶剤等の溶媒に分散剤等を使って分散したもの等を用いてもよい。
【0035】
また、「色彩」は、例えばL*a*b*色空間におけるL*値、a*値、b*値(JIS Z 8781-4(2013年))、XYZ表色系、RGB表色系、Yxy表色系、ハンターLab表色系、L*C*h*表色系、マンセル表色系等の表色系に基づくものを用いることができる。色彩は、既知の色彩測定方法を用いて測定することができ、一例として、分光測色計CM-M6(コニカミノルタ社製)を用いて、試験板に形成した塗膜に垂直にある受光部を0°とした場合に、25°、45°、75°となる角度から光源を照射して測定されるL*値、a*値、b*値を測定することができる。あるいは、分光測色計X-Rite MA68II(エックスライト社製)を用いて測定することができる。測定角度は、目的又は使用する機器に応じて適宜調整することができる。その他任意の指標を用いることができる。更に例えば、反射スペクトルデータであり、380nm~780nmの5nm毎の反射スペクトル強度を色彩とした指標等、任意の指標を用いることもできる。色彩は、得られた塗料組成物を直接評価してもよい。一例として、分光測色計SE7700(日本電色工業社製)を用いて、塗料組成物を石英ガラスセルやプラスチックセルに入れた状態で測定することができる。ここで、色彩、光沢、及び粘度は、いずれかの性状を調整すると他の性状にも影響を及ぼし得る。
【0036】
図1は、本発明の第1の実施形態にかかる塗料の製造方法のフローチャートである。
図1の例は、コンピュータによる理論計算を伴うものである。
図1の例では、調整の対象となる塗料性状は、色彩である。
図1に示すように、第1の実施形態では、まず、プライマリデータを取得する(ステップS101)。プライマリデータは、計算用塗料組成物毎の波長400~700nmの分光反射率の実測データである。このようなデータを取得しておくことで、任意の塗料配合における計算用塗料組成物の配合組成と、色彩の変化との関係を求めておき、後述のギャップ目標値の塗料性状を得るのに適した、塗料性状調整用の原料の配合組成を、コンピュータによる理論計算により予測するのに用いることができる。
【0037】
次いで、第1の実施形態では、調整前の塗料を仕込む(ステップS102)。この際、着色剤の中で、配合量が最も多くなるメイン着色剤に関しては、100%のレートを乗じ、他の着色剤を主に調整するようにしても良い。
【0038】
次いで、調整前の塗料性状(本例では色彩)の情報を取得する(ステップS103:調整前塗料性状情報取得工程)。一例としては、ステップS102で仕込んだ調整前の塗料を被塗物、例えばアート紙や金属板等に塗布してサンプル板を作製し、色差計等を用いて、標準板(目標となる塗料性状を有しているものであり、予め準備しておく)とサンプル板との色差を測定することができる。
【0039】
次いで、塗料性状(本例では色彩)のギャップ目標値を設定する(ステップS104:ギャップ目標値設定工程)。ここで、ステップS103において取得した調整前の塗料性状(色彩)とギャップ目標値との絶対値の差は、取得した調整前の塗料性状(色彩)と目標とする塗料性状との絶対値の差よりも小さいものとする。例えば、調整前の塗料性状(色彩)を25とし、目標とする塗料性状を30とすると、調整前の塗料性状(色彩)と目標とする塗料性状との差の絶対値は、5(=30-25)となるため、これに例えば0.5~0.9のレート(以下、アプローチレートとも称する)を乗じた値は、例えばアプローチレートを0.7とすると、3.5(=5×0.7)である。この場合は、ギャップ目標値は、28.5(=25+3.5)とすることができる。このとき、調整前の塗料性状(色彩)とギャップ目標値との差の絶対値は、1.5(=30-28.5)であり、調整前の塗料性状(色彩)と目標とする塗料性状との差の絶対値である5(=30-25)よりも小さい。
同様のことを、色差を用いて管理する場合、調整前の塗料性状と目標となる塗料性状との差(色差)を-5とし、アプローチレートを0.7とするとき、最初のギャップ目標値は色差-1.5とすることができる。このとき、ギャップ目標値の色差の絶対値は「1.5」であり、アプローチレートを乗じる前の色差の絶対値である「5」よりも小さい。
【0040】
次いで、ギャップ目標値の塗料性状を得るのに適した、塗料性状調整用の原料の配合組成を、コンピュータによる理論計算により予測する(ステップS105:ギャップ目標値対応配合組成予測工程)。前記のように、理論計算には、ステップS101で取得したプライマリデータを用いてクベルカ・ムンクの式、数理最適化等、公知の手法で算出することができる。
【0041】
次いで、予測した配合組成の中から、ギャップ目標値の色差と計算色差との差が所定の基準値以下となる配合組成を1つ選定する(ステップS106)。複数の候補が予測された場合には、特には限定されないが、例えば、ギャップ目標値の色差と計算色差との差が最小であるものを選定することができる。配合組成が1つしか選定できない計算手法では、ギャップ目標値の色差と計算色差との差が最小であるものを算出して、塗料性状調整用の原料の配合組成とする。
ギャップ目標値対応配合組成予測工程(ステップS105)においては、ギャップ目標値の塗料性状を得るのに適した塗料性状調整用の原料の配合組成を算出する際に、ブルート・フォース・サーチ法、数理最適化法、及びランダムサーチのいずれかの手法を用いることが好ましい。
【0042】
次いで、選定した配合組成を加えて調整した塗料を板に塗布してサンプル板を作製し、色差計等を用いて、標準板とサンプル板との色差を測定する(ステップS107)。
【0043】
次いで、ステップS107で測定した色差が所定の基準値以下であるかを判定する(ステップS108)。測定した色差が所定の基準値超である場合には、ステップS104に戻って、ステップS104~ステップS108を繰り返す。ただし、ステップS104において設定するギャップ目標値は、ステップS107で得られた色差に基づいて設定する。例えば、最初のステップS104において、仕込み時の塗料性状を25とし、目標となる塗料性状を30とし、アプローチレートを0.7とするとき、最初のギャップ目標値は前記の通り28.5となる。その結果、最初のステップS107の測定の結果、ステップS106で選定した配合組成を加えて調整した塗料の塗料性状が28.4であるとした場合には、2回目のステップS104では、現在の「28.4」に基づいて、現在の塗料性状と目標となる塗料性状との差の絶対値は、1.6(=30-28.4)であるため、これに例えばアプローチレート0.9を乗じて、ギャップ目標値を29.84(=28.4+1.6×0.9)とすることができる。
なお、色差を用いて管理する手法の場合、例えば、調整前の塗料性状と目標となる塗料性状との差(色差)を-5とし、アプローチレートを0.7とするとき、最初のギャップ目標値は前記の通り色差-1.5となる。その結果、最初のステップS107の測定の結果、ステップS106で選定した配合組成を加えて調整した塗料の差が、原料のロット差等の影響によりギャップ目標値より0.1低い(絶対値としては0.1大きい)-1.6であった場合には、2回目のステップS104では、これに例えばアプローチレート0.9を乗じて、ギャップ目標値を色差-0.16(=-1.6+1.6×0.9)とすることができる。
一方で、測定した色差が所定の基準値以下である場合には、調色を完了する(ステップS109)。
以下、第1の実施形態にかかる塗料の製造方法の作用効果について説明する。
【0044】
本発明の第1の実施形態にかかる塗料の製造方法では、調整前の塗料性状(本例では色彩)の情報を取得し(ステップS103:調整前塗料性状情報取得工程)、塗料性状(本例では色彩)のギャップ目標値を設定する(ステップS104:ギャップ目標値設定工程)。そして、ギャップ目標値設定工程においては、取得した調整前の塗料性状(本例では色彩)とギャップ目標値との差の絶対値が、取得した調整前の塗料性状と目標とする塗料性状との差の絶対値よりも小さい。そして、第1の実施形態では、ギャップ目標値の塗料性状を得るのに適した、塗料性状調整用の原料の配合組成を、コンピュータによる理論計算により予測する(ステップS105:ギャップ目標値対応配合組成予測工程)。
このように、第1の実施形態では、本来の目標値よりも低い(現在の塗料性状との差が小さい)ギャップ目標値を設定して、当該ギャップ目標値に対応する塗料性状調整用の原料の配合組成を予測し、予測した配合組成の中から、ギャップ目標値の色差と計算色差との差が所定の基準値以下(本例では色差が0.1以下)となる配合組成を1つ選定して(ステップS106)、塗料性状を調整するため、塗料の塗料性状を調整するに際し、調整用の配合量が過剰となるのを抑えることができる。
そして、選定した配合組成を加えて調整した塗料を板に塗布してサンプル板を作製し、色差計等を用いて、標準板とサンプル板との色差を測定し(ステップS107)、次いで、前記の色差が所定の基準値以下であるかを判定し(ステップS108)、その結果必要に応じて、ステップS104~ステップS108を繰り返すことで、最終的に目標となる塗料性状を有する塗料を製造することができる。
ここで、色彩については、配合量と色彩の変化量とが線形ではなく、しかもL*、a*、b*が別々に挙動する。これに対し、第1の実施形態では、塗料性状(色彩)を基準にアプローチレートを乗じてギャップ目標値を設定しているため、例えば、予測された配合量に対してアプローチレートを乗じる手法と比べて、調整用の配合量が過剰となるのをより精度良く抑え得る。
例えば、着色剤の添加量と色彩の変動量は直線関係ではなく、着色剤を多く入れると色彩の変化が小さくなってくる。すなわち、予測された配合量に対してアプローチレートの90%を乗じた場合、色差に対して90%のアプローチレートを乗じたものよりも色差が近づいてしまう。例えば、黒色塗料に対して、白色着色剤でL*値を色差のアプローチレートの90%で色差を-0.5から-0.05に調色する場合に対し、添加量のアプローチレートの90%の場合、色差が-0.5から-0.02と近寄りすぎてしまう。着色剤のロット差が無い場合にはより近づいたことで、調色回数の減る可能性があるが、着色剤のロット差が有り、その着色力が20%強い場合には、色差のアプローチレートの90%で色差が-0.5から0.04(=-0.5+0.5×0.9×1.2)と僅かなオーバーで済み、管理幅が±0.05であれば調色は終了する。しかし、添加量のアプローチレートが90%だと、-0.5から0.076(=-0.5+(0.5-0.02)×1.2)と反対側にオーバーしてしまい、黒色着色剤を多く入れて色を戻さなくてはならなくなり、これは前記の過剰生産に繋がってしまう。
それを見越して添加量のアプローチレートを下げておく方法は考えられ得るが、どのような添加量と色彩の変動曲線になっているかを確認せねばならず、煩雑で間違えやすくなる。
一方、色差のアプローチレートは目標性状への意図したアプローチに忠実なため、設定する場合に効率的かつ分かりやすい。
【0045】
<第1の実施形態の変形例>
次に、変動量応答曲線を用いた変形例について説明する。本変形例では、色彩、光沢、及び粘度のうちのいずれか1つ以上が調整の対象となる。
ここで、色彩については、前記の通りであり、光沢は、特には限定されないが、グロスを指標として用いることができる。グロスは、既知の光沢測定方法を用いて測定することができ、一例として、試験板に形成した塗膜の60°光沢度を、鏡面光沢度計(光沢計VG 7000(日本電色工業社製))を用い、JIS K 5600-4-7(鏡面光沢度)に準拠して測定することができる。
粘度は、既知の粘度測定方法を用いることができ、一例としては、JIS K 5600-2-2(フローカップ法)に準拠して測定することができる。
「変動前塗料組成物」は、樹脂及び溶剤のみでもよく、樹脂及び溶剤に、1種類以上の塗料性状調整用材料(着色剤、光沢調整剤及び粘度調整剤等)を含んでもよい。
【0046】
図2は、本発明の第1の実施形態の変形例にかかる塗料の製造方法のフローチャートである。
図2に示すように、この変形例では、まず、変動前塗料組成物に基づいて、1種類以上の着色剤の添加割合、1種類以上の光沢調整剤の添加割合、及び1種類以上の粘度調整剤の添加割合のうちのいずれか1つのパラメータのみを種々変化させた際の塗料性状の情報を予め得ておくことを各パラメータについて行い、各パラメータの変動量と塗料性状の情報の変動量との関係を示す変動量応答曲線データを取得する(ステップS201:変動量応答曲線データ取得工程)。
【0047】
図3で示す例でいえば、変動1において、光沢調整剤の添加割合を0から0.03%に変動させた変動量と、その際の色彩の変動量(L
*値の変動量(ML1)、a
*値の変動量(Ma1)、b
*値の変動量(Mb1))、光沢の変動量(Mg1)、及び粘度の変動量(Mv1)との関係のデータ、及び他の変動2~6でも同様に得られる、パラメータの変動量と塗料性状の情報の変動量との関係のデータを得る。変動前塗料組成物は、1つ用意するのでも良いが、様々な調整に対応するために、複数の変動前塗料組成物を用意して、それぞれの変動前塗料組成物の性状について、パラメータの変動量と塗料性状の情報の変動量との関係のデータを得ることが好ましい。例えば、複数の変動前塗料組成物は、色彩(L
*値、a
*値、b
*値)について、5刻みで作成することが好ましく、1刻みで作成することがより好ましい。
【0048】
本変形例の方法では、前記のようにして得られるデータからなる変動量応答曲線データを取得する。
図4に、変動量応答曲線の名称を例示している。
ここでいう取得とは、例えばコンピュータの計算部(プロセッサ)により計算して取得する場合のみならず、例えばコンピュータの通信部により前記のような変動量応答曲線データを受信する場合や、読み取り部によりメモリに記録された前記のような変動量応答曲線データを読み取る場合等も含まれる。なお、例えば、1つのみのパラメータとして光沢調整剤の添加割合を変化させる場合においても、目標の塗料性状に、目標の光沢のみならず目標の色彩や目標の粘度を含む場合には光沢のみならず、色彩や粘度の変動量も得ることが好ましい。光沢調整剤の添加割合の変化は、光沢のみならず、色彩や粘度にも影響を及ぼし得るからである。
また、光沢の調整であっても、光沢調整剤のみならず、着色剤、粘度調整剤、及び製造条件が、光沢に影響を及ぼし得るため、微調整に用いる可能性があり、
図4のように、着色剤、粘度調整剤を変動させた場合の変動量応答曲線も取得しておくことができる。
【0049】
次いで、本変形例では、調整前の塗料を仕込む(ステップS202)。
【0050】
次いで、調整前の塗料性状(本例では色彩、光沢、及び粘度のうちのいずれか1つ以上)の情報を取得する(ステップS203:調整前塗料性状情報取得工程)。一例としては、ステップS202で仕込んだ調整前の塗料を被塗物、例えばアート紙や金属板等に塗布してサンプル板を作製し、光沢計等を用いて、標準板(目標となる塗料性状を有しているものであり、予め準備しておく)とサンプル板との光沢の差を測定することができる。粘度の場合は、塗料のまま粘度計等による液測を行って、標準品との粘度の差を得ることができる。色彩の場合は、ステップS103と同様に、色差計等を用いて、標準板とサンプル板との色差を測定することができる。
【0051】
次いで、塗料性状(本例では色彩、光沢、及び粘度のうちのいずれか1つ以上)のギャップ目標値を設定する(ステップS204:ギャップ目標値設定工程)。ここで、ステップS203において取得した調整前の塗料性状とギャップ目標値との差の絶対値は、取得した調整前の塗料性状と目標とする塗料性状との差の絶対値よりも小さいものとする。例えば、調整前の塗料性状を25とし、目標とする塗料性状を30とすると、調整前の塗料性状と目標とする塗料性状との差は、5(=30-25)となるため、これに例えば0.5~0.9のアプローチレートを乗じた値は、例えばアプローチレートを0.7とすると、3.5(=5×0.7)である。この場合は、ギャップ目標値は、28.5(=25+3.5)とすることができる。
また、ステップS104に関して説明したのと同様に、色差等の塗料性状差で管理することもできる。
【0052】
次いで、コンピュータにより、ギャップ目標値と、変動量応答曲線データとを用いて、適した塗料性状調整用の原料の添加割合の変動量を予測する(ステップS205:ギャップ目標値対応配合組成予測工程)。
なお、2種類の添加物を同時に添加する場合の計算は、1種類目の添加物を添加した際の塗料性状の変動量を、変動量応答曲線を用いて計算し、例えば、「調整前塗料性状」から「塗料性状1」へと変動するとした際、2種類目の添加物を添加した際の変動量は、「調整前塗料性状」からの変動量として計算して、「変動量2」とすることができる。この場合の同時添加の場合は、添加後の変動量を、「調整前塗料性状」+「変動量1」+「変動量2」とすることができる。
図5及び
図6は、予測計算について説明するための図である。
第2の手法における具体的な算出方法を記載する。
図5は、光沢調整剤を0.01%、0.02%、0.03%添加した際の、各塗膜性状の変動量を変動量応答曲線に代入して得られる算出結果を示している。同様に、
図6は粘度調整剤の場合の算出結果である。光沢調整剤を0.01%、粘度調整剤を0.02%、それぞれ単独で添加した場合のg値の変動量は、それぞれ、Mg(0.01)、Sg(0.02)である。また、その両者を同時に添加した場合の変動量は、それぞれの着色剤を単独で添加した場合のg値の変動量の合算[Mg(0.01)+Sg(0.02)]により計算できる。特に図示はしていないが、着色剤の添加割合を種々変動させる場合も、
図5、
図6に示したのと同様の手法に行うことができる。
また、変動量応答曲線データに基づいて、(例えば最小二乗法等による)近似曲線として変動量応答曲線を作成し、予測計算においては、当該変動量応答曲線を用いて、複数の種類の着色剤の添加割合、1種類以上の光沢調整剤の添加割合、及び1種類以上の粘度調整剤の添加割合の少なくともいずれかを変動させた場合の、色彩、光沢、及び粘度のうちのいずれか1つ以上の変動量を算出することも好ましい。
【0053】
次いで、予測した配合組成の中から、ギャップ目標値の性状と計算性状との差が所定の基準値以下となる配合組成を1つ選定する(ステップS206)。複数の候補が予測された場合には、特には限定されないが、例えば、ギャップ目標値の性状と計算性状との差が最小であるものを選定することができる。配合組成が1つしか選定できない計算手法では、ギャップ目標値の色差と計算色差との差が最小であるものを算出して、塗料性状調整用の原料の配合組成とする。
ギャップ目標値対応配合組成予測工程(ステップS205)においては、ギャップ目標値の塗料性状を得るのに適した塗料性状調整用の原料の配合組成を算出する際に、ブルート・フォース・サーチ法、数理最適化法、及びランダムサーチのいずれかの手法を用いることが好ましい。
【0054】
次いで、選定した配合組成を加えて調整した塗料を板に塗布してサンプル板を作製し、光沢計等を用いて、標準板とサンプル板との光沢の差を測定する(ステップS207)。粘度の場合は、前記の通り、液測を行うことができる。色彩の場合は、前記の通り、色差計等を用いて、標準板とサンプル板との色差を測定することができる。また、色彩を液測することもできる。
【0055】
次いで、ステップS207で測定した性状差が所定の基準値以下であるかを判定する(ステップS208)。測定した性状差が所定の基準値超である場合には、ステップS204に戻って、ステップS204~ステップS208を繰り返す。ただし、ステップS204において設定するギャップ目標値は、ステップS207で得られた性状差に基づいて設定する。例えば、最初のステップS204において、仕込み時の塗料性状を25とし、目標となる塗料性状を30とし、アプローチレートを0.7とするとき、最初のギャップ目標値は前記の通り28.5となる。その結果、最初のステップS207の測定の結果、ステップS206で選定した配合組成を加えて調整した塗料の塗料性状が28.4であるとした場合には、2回目のステップS204では、現在の「28.4」に基づいて、現在の塗料性状と目標となる塗料性状との差の絶対値は、1.6(=30-28.4)であるため、これに例えばアプローチレート0.9を乗じて、ギャップ目標値を29.84(=28.4+1.6×0.9)とすることができる。
一方で、測定した性状差が所定の基準値以下である場合には、調整を完了する(ステップS109)。
以下、第1の実施形態の変形例にかかる塗料の製造方法の作用効果について説明する。
【0056】
本発明の第1の実施形態の変形例にかかる塗料の製造方法では、変動前塗料組成物に基づいて、1種類以上の着色剤の添加割合、1種類以上の光沢調整剤の添加割合、及び1種類以上の粘度調整剤の添加割合のうちのいずれか1つのパラメータのみを種々変化させた際の塗料性状の情報を予め得ておくことを各パラメータについて行い、各パラメータの変動量と塗料性状の情報の変動量との関係を示す変動量応答曲線データを取得し(ステップS201:変動量応答曲線データ取得工程)、塗料性状のギャップ目標値を設定する(ステップS204:ギャップ目標値設定工程)。そして、ギャップ目標値設定工程においては、取得した調整前の塗料性状とギャップ目標値との差の絶対値が、取得した調整前の塗料性状と目標とする塗料性状との差の絶対値よりも小さい。そして、本変形例では、コンピュータにより、ギャップ目標値と、変動量応答曲線データとを用いて、適した塗料性状調整用の原料の添加割合の変動量を予測する(ステップS205:ギャップ目標値対応配合組成予測工程)。
このように、本変形例では、本来の目標値よりも低い(現在の塗料性状との差が小さい)ギャップ目標値を設定して、当該ギャップ目標値に対応する塗料性状調整用の原料の配合組成を予測し、予測した配合組成の中から、ギャップ目標値の性状と計算性状との差が所定の基準値以下となる配合組成を1つ選定して(ステップS206)、塗料性状を調整するため、塗料の塗料性状を調整するに際し、調整用の配合量が過剰となるのを抑えることができる。
そして、例えば光沢の調整の場合は、選定した配合組成を加えて調整した塗料を板に塗布してサンプル板を作製し、光沢計等を用いて、標準板とサンプル板との光沢の差を測定し(ステップS207)、次いで、前記の光沢の差が所定の基準値以下であるかを判定し(ステップS208)、その結果必要に応じて、ステップS204~ステップS208を繰り返すことで、最終的に目標となる塗料性状を有する塗料を製造することができる。なお、粘度の場合には、前記の通り液測を行うことができる。色彩の場合は、色差計等を用いて、標準板とサンプル板との色差を測定することができる。また、色彩を液測することもできる。
【0057】
図1に示した色彩の調整及び
図2~
図6に示した光沢及び/又は粘度の調整は、同時に行うことができる。換言すると、色彩を
図1で例示説明した方法で調整し、光沢及び/又は粘度を
図2~
図6で例示説明した方法で調整し、これらを同時に行って、色彩、光沢及び/又は粘度を調整することもできる。すなわち、予測の事前準備として、ステップS101及びステップS201を行い、次いで、調整前の塗料の仕込み(ステップS102、ステップS202)を行い、次いで、調整前の各塗料性状(色彩と、光沢及び/又は粘度と、)を測定して取得する(ステップS103、ステップS203)。次いで、各塗料性状(色彩と、光沢及び/又は粘度と、)のギャップ目標値を設定する(ステップS104、ステップS204)。そして、光沢及び/又は粘度については前記の変動量応答曲線データを用いた計算により、適した塗料性状調整用の原料の添加割合の変動量を予測し、光沢及び/又は粘度の調整に必要な塗料性状調整用の原料を添加した際の色彩の変動も算出し(ステップS205)、色彩については、その光沢及び/又は粘度の調整による色彩の変動を加味したうえで、前記の理論計算により適した配合組成を予測する(ステップS105)。そして、各性状の測定を行って、所定の基準値以下であるかに基づいて、繰り返しを行い又は調整を終了する(ステップS104~S109、ステップS204~S209)。
【0058】
ここで、第1の実施形態及びその変形例では、ギャップ目標値設定工程(ステップS104、ステップS204)においては、取得した調整前の塗料性状と目標とする塗料性状との差の絶対値が小さいほど、連続的に又は段階的に、ギャップ目標値が目標とする塗料性状と近くなるように、ギャップ目標値を設定することが好ましい。
前記のように、第1の実施形態及びその変形例では、ステップS104~ステップS108(ステップS204~ステップS208)を繰り返すことを含むものであるが、塗料の塗料性状は、段々と目標とする塗料性状に近づいていくため、調整のために添加する配合組成量は、段々と少なくて済むようになり、従って、配合を入れ過ぎてしまう場合の超過量も小さくなるため、段々とリスクは小さくなる。
従って、ステップS104~ステップS108(ステップS204~ステップS208)を繰り返すにつれ、取得した調整前の塗料性状と目標とする塗料性状との差の絶対値が小さいほど、連続的に又は段階的に、(より「1」に近いアプローチレートを採用する等して)、ギャップ目標値が目標とする塗料性状と近くなるように、ギャップ目標値を設定することにより、塗料製造までの前記の繰り返しの回数をなるべく減らして、過剰生産を抑える効果を損なうことなく、製造の効率化を図ることができる。
【0059】
また、第1の実施形態及びその変形例において、塗料性状は、複数の性状からなり、ギャップ目標値設定工程(ステップS104、ステップS204)においては、各性状に対して、独立してギャップ目標値を設定することが好ましい。具体的には、塗料性状は、色彩と、光沢及び/又は粘度と、を含み、色彩は、L*、a*、b*を更に含む。共通のギャップ目標値を用いると、いずれの性状が入れ過ぎにより目標値を超えてしまうと過剰生産の問題が生じてしまう。また、共通のギャップ目標値を目標とする塗料性状より過剰に低く設定すると生産性が低下してしまう。これに対し、各性状に対して独立してギャップ目標値を設定すれば、製造の効率を維持しつつも、過剰生産をより一層抑え得る。
【0060】
例えば、ΔL*が1超である場合は、アプローチレートを50%とし、ΔL*が0.5~1.0である場合は、アプローチレートを70%とし、ΔL*が0.5以下である場合は、アプローチレートを100%とする等することができる。そして、これを各性状(Δa*、Δb*、Δg、Δv)にも独立して適用することができる。光沢の場合、例えば、光沢管理幅±0.3の場合のΔgが1超である場合はアプローチレートを50%とし、Δgが1以下である場合はアプローチレートを100%とすることができる。粘度の場合、例えば、Δvが30秒以上の場合はアプローチレートを50%とし、Δvが30秒未満の場合はアプローチレート100%とすることができる。
【0061】
ここで、第1の実施形態における、ギャップ目標値対応配合組成予測工程(ステップS104)においては、ギャップ目標値の塗料性状を得るのに適した塗料性状調整用の原料の配合組成を算出する際に、ブルート・フォース・サーチ法、数理最適化法、及びランダムサーチのいずれかの手法を用いることが好ましい。
同様に、第1の実施形態の変形例における、ギャップ目標値対応配合組成予測工程(ステップS204)においては、適した塗料性状調整用の原料の添加割合の変動量及び/又は適した製造条件の変動量を予測する際に、ブルート・フォース・サーチ法、数理最適化法、ランダムサーチ、及びベイズ最適化のいずれかの手法を用いることが好ましい。
【0062】
ブルート・フォース・サーチ法は、パラメータの指定範囲及び数値間隔又は任意の数値を指定し、抽出した変動量の全パターン(例えば10万~10億)について理論計算及び/又は変動量応答曲線データを用いた計算により、色彩、光沢、及び粘度の変動値を計算することにより、しらみつぶしに目標値との差が一定以下になる場合の各種変動量を求める手法である。ここではグリッドサーチと同義である。
数理最適化法は、着色剤1の添加割合の変動量x1、着色剤2の添加割合の変動量x2、光沢調整剤の添加割合の変動量x3、粘度調整剤の添加割合の変動量x4の関数の最適化問題としてx1、x2、x3、x4を求める手法である。
数理最適化法としては、単体法、内点法、勾配降下法、二次計画法、連続線形計画法、逐次二次計画法、ラグランジュの未定乗数法、及びバリア関数等を用いることが好ましい。
ランダムサーチは、試行回数を指定し、パラメータの指定値範囲内から無作為に抽出した変動量のパターンについて理論計算及び/又は変動量応答曲線データを用いた計算により、色彩、光沢、及び粘度の変動値を計算することにより、目標値との差が一定以下になる場合の各種変動量を求める手法である。
【0063】
<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態にかかる塗料の製造方法について説明する。第2の実施形態にかかる製造方法も、調整前の塗料に、塗料性状調整用の原料を加えて、目標となる塗料性状を有する塗料を製造する方法である。
【0064】
図7は、本発明の第2の実施形態にかかる塗料の製造方法のフローチャートである。
図7の例は、(
図1の例と同様に)コンピュータによる理論計算を伴うものである。
図7の例では、(
図1の例と同様に)塗料性状は、色彩である。
図7に示すように、第2の実施形態では、まず、プライマリデータを取得する(ステップS301)。次いで、調整前の塗料を仕込み(ステップS302)、次いで、調整前の塗料性状(本例では色彩)の情報を取得する(ステップS303:調整前塗料性状情報取得工程)。これらの工程については、
図1に示した実施形態と同様であるので、再度の詳細な説明は省略する。
【0065】
次いで、
図7の例では、目標値の塗料性状を得るのに適した、塗料性状調整用の原料の配合組成を、コンピュータによる理論計算により予測する(ステップS304:目標値対応配合組成予測工程)。理論計算には、ステップS301で取得したプライマリデータを用いることができる。次いで、
図7の例では、予測した配合組成の中から、目標値の色差と計算色差との差が所定の基準値以下(本例では色差が0.1以下)となる配合組成を1つ選定する(ステップS305)。複数の候補が予測された場合には、特には限定されないが、目標値の色差と計算色差との差が最小であるものを選定することができる。配合組成が1つしか選定できない計算手法では、ギャップ目標値の色差と計算色差との差が最小であるものを算出して、塗料性状調整用の原料の配合組成とする。
目標値対応配合組成予測工程(ステップS304)においては、目標値の塗料性状を得るのに適した塗料性状調整用の原料の配合組成を算出する際に、ブルート・フォース・サーチ法、数理最適化法、及びランダムサーチのいずれかの手法を用いることが好ましい。
【0066】
次いで、
図7の例では、塗料性状調整用の原料のギャップ配合組成を設定する(ステップS306:ギャップ配合組成設定工程)。ここで、ギャップ配合組成設定工程(ステップS306)においては、設定したギャップ配合組成が、予測した目標値対応配合組成よりも小さい。予測した目標値対応配合組成を、赤色着色剤1.5kg、黒色着色剤0.2kg、光沢調整剤0.6kgとするとき、例えば0.7のアプローチレートを乗じて、ギャップ配合組成を赤色着色剤1.05(=1.5×0.7)kg、黒色着色剤0.14(=0.2×0.7)kg、光沢調整剤0.42(=0.6×0.7)kgと設定することができる。
【0067】
次いで、設定した配合組成を加えて調整した塗料を板に塗布してサンプル板を作製し、色差計等を用いて、標準板とサンプル板との色差を測定する(ステップS307)。
【0068】
次いで、ステップS307で測定した色差が所定の基準値以下であるかを判定する(ステップS308)。測定した色差が所定の基準値超である場合には、ステップS304に戻って、ステップS304~ステップS308を繰り返す。ただし、ステップS304においては、設定した配合組成を加えて調整した塗料の塗料性状(色彩)と目標とする塗料性状(色彩)との差(色差)に基づいて予測を行う。例えば、最初のステップS304において、仕込み時の塗料性状を25とし、目標となる塗料性状を30とした場合に基づいて予測を行ったとし、ステップS307の測定の結果、ステップS306で設定したギャップ配合組成を加えて調整した塗料の塗料性状が28.4であるとした場合には、2回目のステップS304においては、現在の「28.4」及び目標とする「30」に基づいて予測を行う。
一方で、測定した色差が所定の基準値以下である場合には、調色を完了する(ステップS309)。
以下、第2の実施形態にかかる塗料の製造方法の作用効果について説明する。
【0069】
本発明の第2の実施形態にかかる塗料の製造方法では、調整前の塗料性状(本例では色彩)の情報を取得し(ステップS301:調整前塗料性状情報取得工程)、目標値の塗料性状を得るのに適した、塗料性状調整用の原料の配合組成を、コンピュータによる理論計算により予測し(ステップS304:目標値対応配合組成予測工程)、塗料性状調整用の原料のギャップ配合組成を設定する(ステップS306:ギャップ配合組成設定工程)。そして、ギャップ配合組成設定工程(ステップS306)においては、設定したギャップ配合組成が、予測した目標値対応配合組成よりも小さい。
このように、第2の実施形態では、予測した配合組成よりも小さいギャップ配合組成を設定して塗料性状を調整するため、塗料の塗料性状を調整するに際し、調整用の配合量が過剰となるのを抑えることができる。
そして、設定したギャップ配合組成を加えて調整した塗料を板に塗布してサンプル板を作製し、色差計等を用いて、標準板とサンプル板との色差を測定し(ステップS307)、次いで、前記の色差が所定の基準値以下であるかを判定し(ステップS308)し、その結果必要に応じて、ステップS304~ステップS308を繰り返すことで、最終的に目標となる塗料性状を有する塗料を製造することができる。
【0070】
<第2の実施形態の変形例>
次に、変動量応答曲線を用いた、第2の実施形態の変形例について説明する。本変形例では、色彩、光沢、及び粘度のいずれか1つ以上が調整の対象となる。
図8は、本発明の第2の実施形態の変形例にかかる塗料の製造方法のフローチャートである。
図8に示すように、この変形例では、まず、変動前塗料組成物に基づいて、1種類以上の着色剤の添加割合、1種類以上の光沢調整剤の添加割合、及び1種類以上の粘度調整剤の添加割合のうちのいずれか1つのパラメータのみを種々変化させた際の塗料性状の情報を予め得ておくことを各パラメータについて行い、各パラメータの変動量と塗料性状の情報の変動量との関係を示す変動量応答曲線データを取得する(ステップS401:変動量応答曲線データ取得工程)。本ステップについては、第1の実施形態の変形例である
図2の例のステップS201と同様であるので、再度の詳細な説明は省略する。
【0071】
次いで、本変形例では、調整前の塗料を仕込む(ステップS402)。次いで、調整前の塗料性状(本例では色彩、光沢、及び粘度のうちのいずれか1つ以上)の情報を取得する(ステップS403:調整前塗料性状情報取得工程)。これらのステップについても、第1の実施形態の変形例である
図2の例のステップS202、ステップS203と同様であるので、再度の詳細な説明は省略する。
【0072】
次いで、コンピュータにより、目標値と、変動量応答曲線データとを用いて、適した塗料性状調整用の原料の添加割合の変動量を予測する(ステップS404:目標値対応配合組成予測工程)。次いで、予測した配合組成の中から、目標値の性状と計算性状との差が所定の基準値以下となる配合組成を1つ選定する(ステップS405)。これらの工程は、第1の実施形態の変形例である
図2の例のステップS205、ステップS206における「ギャップ目標値」を(アプローチレートを乗じる工程を行わない、元々の)「目標値」と読み替えて、同様に行うことができるため、再度の詳細な説明は省略する。
【0073】
次いで、
図8に示すように、塗料性状調整用の原料のギャップ配合組成を設定する(ステップS406:ギャップ配合組成設定工程)。ギャップ配合組成設定工程においては、設定したギャップ配合組成が、予測した目標値対応配合組成よりも小さい。予測した目標値対応配合組成を赤色着色剤1.5kg、黒色着色剤0.2kg、光沢調整剤0.6kgであったとき、ギャップ配合組成は、例えば0.7のアプローチレートを乗じて赤色着色剤1.05(=1.5×0.7)kg、黒色着色剤0.14(=0.2×0.7)kg、光沢調整剤0.42(=0.6×0.7)kgと設定することができる。
【0074】
次いで、設定した配合組成を加えて調整した塗料を板に塗布してサンプル板を作製し、標準板とサンプル板との性状差を測定する(ステップS407)。
【0075】
次いで、ステップS407で測定した性状差が所定の基準値以下であるかを判定する(ステップS408)。測定した性状差が所定の基準値超である場合には、ステップS404に戻って、ステップS404~ステップS408を繰り返す。ただし、ステップS404においては、設定した配合組成を加えて調整した塗料の塗料性状と目標とする塗料性状との差に基づいて予測を行う。例えば、最初のステップS404において、仕込み時の塗料性状を25とし、目標となる塗料性状を30とした場合に基づいて予測を行ったとし、ステップS407の測定の結果、ステップS406で設定したギャップ配合組成を加えて調整した塗料の塗料性状が28.4であるとした場合には、2回目のステップS404においては、現在の「28.4」及び目標とする「30」に基づいて予測を行う。
一方で、測定した性状差が所定の基準値以下である場合には、調整を完了する(ステップS309)。
以下、第2の実施形態の変形例にかかる塗料の製造方法の作用効果について説明する。
【0076】
第2の実施形態の変形例では、前記のように変動量応答曲線データを取得し(ステップS401:変動量応答曲線データ取得工程)、コンピュータにより、目標となる塗料性状と、変動量応答曲線データとを用いて、適した塗料性状調整用の原料の添加割合の変動量を予測し(ステップS404:目標値対応配合組成予測工程)、塗料性状調整用の原料のギャップ配合組成を設定する(ステップS406:ギャップ配合組成設定工程)。そして、ギャップ配合組成設定工程においては、設定したギャップ配合組成は、予測した目標値対応配合組成よりも小さい。
このように、第2の実施形態の変形例では、予測した配合組成よりも小さいギャップ配合組成を設定して塗料性状を調整するため、塗料の塗料性状を調整するに際し、調整用の配合量が過剰となるのを抑えることができる。
そして、設定したギャップ配合組成を加えて調整した塗料を板に塗布してサンプル板を作製し、標準板とサンプル板との性状差を測定し(ステップS407)、次いで、前記の性状差が所定の基準値以下であるかを判定し(ステップS408)し、その結果必要に応じて、ステップS404~ステップS408を繰り返すことで、最終的に目標となる塗料性状を有する塗料を製造することができる。
【0077】
図7に示した色彩の調整及び
図8に示した光沢及び/又は粘度の調整は、同時に行うことができる。換言すると、色彩を
図7で例示説明した方法で調整し、光沢及び/又は粘度を
図8で例示説明した方法で調整し、これらを同時に行って、色彩、光沢及び/又は粘度を調整することもできる。すなわち、予測の事前準備として、ステップS301及びステップS401を行い、次いで、調整前の塗料の仕込み(ステップS302、ステップS402)を行い、次いで、調整前の各塗料性状(色彩と、光沢及び/又は粘度と、)を測定して取得する(ステップS303、ステップS403)。次いで、色彩については前記の理論計算により適した配合組成を予測し、光沢及び/又は粘度については前記の変動量応答曲線データを用いた計算により、光沢及び/又は粘度の調整に必要な塗料性状調整用の原料を添加した際の色彩の変動も算出し(ステップS404、405)、色彩については、その光沢及び/又は粘度の調整による色彩の変動を加味したうえで、前記理論計算により、適した配合組成を予測する(ステップS304、305)。次いで、各塗料性状(色彩と、光沢及び/又は粘度と、)のギャップ配合組成を設定する(ステップS306、ステップS406)。そして、各性状の測定を行って、所定の基準値以下であるかに基づいて、繰り返しを行い又は調整を終了する(ステップS304~S309、ステップS404~S409)。
【0078】
ここで、第2の実施形態及びその変形例では、ギャップ配合組成算出工程(ステップS306、ステップS406)に先立って、調整前の塗料性状の情報を取得する、調整前塗料性状情報取得工程を更に含み、ギャップ配合組成算出工程(ステップS306、ステップS406)においては、取得した調整前の塗料性状と目標とする塗料性状との差の絶対値が小さいほど、連続的に又は段階的に、ギャップ配合組成が予測した配合組成に近くなるように、ギャップ配合組成を算出することが好ましい。
前記のように、第2の実施形態及びその変形例では、ステップS304~ステップS308(ステップS404~ステップS408)を繰り返すことを含むものであるが、塗料の塗料性状は、段々と目標とする塗料性状に近づいていくため、調整のために添加する配合組成量は、段々と少なくて済むようになり、従って、配合を入れ過ぎてしまう場合の超過量も小さくなるため、段々とリスクは小さくなる。
従って、ステップS304~ステップS308(ステップS404~ステップS408)を繰り返すにつれ、取得した調整前の塗料性状と目標とする塗料性状との差の絶対値が小さいほど、連続的に又は段階的に、(より「1」に近いアプローチレートを採用する等して)、ギャップ配合組成が目標とする塗料性状と近くなるように、ギャップ配合組成を設定することにより、塗料製造までの前記の繰り返しの回数をなるべく減らして、過剰生産を抑える効果を損なうことなく、製造の効率化を図ることができる。
【0079】
また、第2の実施形態において、ギャップ配合組成算出工程(ステップS306)においては、各着色剤に対して独立して、ギャップ配合組成を算出することが好ましい。具体的には、色彩は、L*、a*、b*を更に含む。共通のギャップ配合組成を用いると、いずれの性状が入れ過ぎにより目標値を超えてしまうと過剰生産の問題が生じてしまう。また、共通のギャップ配合組成を過剰に低く設定すると生産性が低下してしまう。これに対し、各着色剤に対して独立してギャップ配合組成を設定すれば、製造の効率を維持しつつも、過剰生産をより一層抑え得る。
【0080】
例えば、ΔL*が1超である場合は、アプローチレートを50%とし、ΔL*が0.5~1.0である場合は、アプローチレートを70%とし、ΔL*が0.5以下である場合は、アプローチレートを100%とする等することができる。そして、これを各着色剤にも独立して適用することができる。
【0081】
ここで、第2の実施形態における、目標値対応配合組成予測工程(ステップS304)においては、目標値の塗料性状を得るのに適した塗料性状調整用の原料の配合組成を予測する際に、ブルート・フォース・サーチ法、数理最適化法、及びランダムサーチのいずれかの手法を用いることが好ましい。
同様に、第2の実施形態の変形例における、目標値対応配合組成予測工程(ステップS404)においては、適した塗料性状調整用の原料の添加割合の変動量及び/又は適した製造条件の変動量を予測する際に、ブルート・フォース・サーチ法、数理最適化法、及びランダムサーチのいずれかの手法を用いることが好ましい。
【0082】
<第3の実施形態>
本発明の第3の実施形態にかかる塗料の製造方法は、調整前の塗料に、塗料性状調整用の原料を加えて、目標となる塗料性状を有する塗料を製造する方法である。
図9は、本発明の第3の実施形態にかかる塗料の製造方法のフローチャートである。
図9の例は、コンピュータによる理論計算を伴うものである。
図9の例では、塗料性状は、色彩である。
図9に示すように、第3の実施形態では、まず、プライマリデータを取得し(ステップS501)、次いで、調整前の塗料の原色を仕込み(ステップS502)、次いで、調整前の塗料性状(本例では色彩)の情報を取得する(ステップS503:調整前塗料性状情報取得工程)。これらのステップS501~ステップS503については、
図1の例におけるステップS101~ステップS103と同様であるので、再度の詳細な説明は省略する。
【0083】
次いで、第3の実施形態では、調整前の塗料のメイン着色剤を特定する(ステップS504)。ここでの「メイン着色剤」とは、調整前の塗料において、最も配合量の多い着色剤である。特には限定されないが、調整前の塗料を目視することによりメイン着色剤を特定しても良いし、ステップS503により取得した塗料性状に基づいた推定によりメイン着色剤を特定することもできる。
【0084】
次いで、着色剤の塗料性状調整用の原料の配合組成における各配合量を、個別に、有限の数値範囲から生成される解の候補(配合量が0である場合を含むものである)に限定した条件を設定する。本例では、メイン着色剤の配合組成を0に固定した条件を設定する(ステップS505)。すなわち、メイン着色剤は添加しないという解の集合を前提条件に設定する。なお、解の候補を限定する対象は、本例では、メイン着色剤であるが、着色剤であればメイン着色剤には限定されず、また、複数の着色剤を対象としても良い。また、本例では、メイン着色剤に関し、配合量を0の1点の解に固定したが、有限の数値範囲に限定すれば良く、0の場合も含めて0に近い数値範囲に限定することが好ましく、通常の数値範囲に0に近いレートを乗じる等により、そのような限定を行うことができる。
【0085】
次いで、塗料性状(本例では色彩)のギャップ目標値を設定する(ステップS506:ギャップ目標値設定工程)。ここで、ステップS503において取得した調整前の塗料性状(色彩)とギャップ目標値との差は、取得した調整前の塗料性状(色彩)と目標とする塗料性状との差よりも小さいものとする。ステップS503については、
図1のステップS103と同様であるため、再度の詳細な説明は省略する。
【0086】
次いで、適した配合組成を理論計算により予測する(ステップS507:制限付き塗料性状調整用配合組成予測工程)。すなわち、着色剤の塗料性状調整用の原料の配合組成における各配合量を、個別に、有限の数値範囲から生成される解の候補に限定した条件において、理論計算により、塗料性状調整用の原料の配合組成である制限付き塗料性状調整用配合組成を予測する。本例では、メイン着色剤の配合量が0であるという解の集合に限定した条件で、ギャップ目標値を得るのに適した配合組成を予測する。
【0087】
次いで、予測した配合組成の中から、ギャップ目標値の色差と計算色差との差が所定の基準値以下となる配合組成が存在するか否かを判定する(ステップS508)。制限付き塗料性状調整用配合組成予測工程(ステップS507)において、塗料性状調整用の原料の配合組成が、理論計算により算出されない場合には、前記条件の一部又は全部を解除して、理論計算により、塗料性状調整用の原料の配合組成を予測し直す(ステップS509)。一方で、制限付き塗料性状調整用配合組成予測工程(ステップS507)において、塗料性状調整用の原料の配合組成が、理論計算により算出される場合には、予測した配合組成の中から、ギャップ目標値の色差と計算色差との差が所定の基準値以下(本例では色差が0.1以下)となる配合組成を1つ選定する(複数の候補が予測された場合には、特には限定されないが、例えば、ギャップ目標値の色差と計算色差との差が最小であるものを選定することができる)。また、配合組成が1つしか選定できない計算手法では、ギャップ目標値の色差と計算色差との差が最小であるものを算出して、塗料性状調整用の原料の配合組成とする。
制限付き塗料性状調整用配合組成予測工程(ステップS507)においては、ギャップ目標値の塗料性状を得るのに適した塗料性状調整用の原料の配合組成を前記の限定した条件下で算出する際に、ブルート・フォース・サーチ法、数理最適化法、及びランダムサーチのいずれかの手法を用いることが好ましい。
【0088】
次いで、選定した配合組成を加えて調整した塗料を板に塗布してサンプル板を作製し、色差計等を用いて、標準板とサンプル板との色差を測定する(ステップS510)。次いで、ステップS510で測定した色差が所定の基準値以下であるかを判定する(ステップS511)。測定した色差が所定の基準値超である場合には、ステップS505に戻って、ステップS505~ステップS511を繰り返す。ただし、ステップS506において設定するギャップ目標値は、ステップS510で得られた色差に基づいて設定する。
一方で、測定した色差が所定の基準値以下である場合には、調色を完了する(ステップS512)。
以下、第3の実施形態にかかる塗料の製造方法の作用効果について説明する。
【0089】
前記の通り、特に最大配合量を有する特定の着色剤を調整前の塗料の仕込み時に目標値近くまで仕込んでいることが多く、例えば、白色着色剤99kg、黒色着色剤1kgが正しい配合であった場合、各々の着色剤を正ししい量で仕込んでも、黒色着色剤の着色力が10%高いロットであると、白色着色剤を9.9kg添加しないと元に戻せなくなってしまうため、少なくとも9.9kgの過剰生産になってしまう。このような場合には、過剰生産の問題が顕著に生じていた。
これに対し、第3の実施形態では、着色剤の塗料性状調整用の原料の配合組成における各配合量を、個別に、有限の数値範囲から生成される解の候補に限定した条件において、理論計算により、塗料性状調整用の原料の配合組成である制限付き塗料性状調整用配合組成を予測し(ステップS507:制限付き塗料性状調整用配合組成予測工程)、解の候補は、配合量が0である場合を含むものであり、予測した配合組成を加えて得られた塗料性状と、目標とする塗料性状との差が、所定の基準値以下となるまで、制限付き塗料性状調整用配合組成予測工程を繰り返すものである。
第3の実施形態によれば、例えば、前記のような元々目標値に近い配合組成に関して入れ過ぎないこと(解の候補として配合量0とした場合は入れないこと)を前提条件とした解を求めることができるため、過剰生産の中でも特に前記のような特に最大配合量を有する特定の着色剤を所期の仕込み時に目標値近くまで入れてあるような状況での過剰生産を抑えることができる。
また、第3の実施形態では、解が存在しない場合には、そのような条件の一部又は全部を解除した予測を再度行うため、条件を限定したことにより予測値の算出ができなくなるようなこともない。
更に、第3の実施形態でも、本来の目標値よりも低い(現在の塗料性状との差が小さい)ギャップ目標値を設定して、当該ギャップ目標値に対応する塗料性状調整用の原料の配合組成を予測し、予測した配合組成の中から、ギャップ目標値の色差と計算色差との差が所定の基準値以下となる配合組成を1つ選定して、塗料性状を調整するため、塗料の塗料性状を調整するに際し、調整用の配合量が過剰となるのを抑えることができる。
そして、選定した配合組成を加えて調整した塗料を板に塗布してサンプル板を作製し、色差計等を用いて、標準板とサンプル板との色差を測定し、次いで、前記の色差が所定の基準値以下であるかを判定し、その結果必要に応じて、ステップS505~ステップS511を繰り返すことで、最終的に目標となる塗料性状を有する塗料を製造することができる。
ここで、色彩については、配合量と色彩の変化量とが線形ではなく、しかもL*、a*、b*が別々に挙動する。これに対し、第3の実施形態では、塗料性状(色彩)を基準にアプローチレートを乗じてギャップ目標値を設定しているため、例えば、予測された配合量に対してアプローチレートを乗じる手法と比べて、調整用の配合量が過剰となるのをより精度良く抑え得る。
【0090】
図9に示した例は、
図1の例におけるギャップ目標値対応配合組成予測工程(ステップS105)において、着色剤の塗料性状調整用の原料の配合組成における各配合量を、個別に、有限の数値範囲から生成される解の候補に限定した条件において、理論計算により、塗料性状調整用の原料の配合組成を予測し、解の候補は、配合量が0である場合を含むものである。
一方で、
図9の手法は、
図2の手法にも適用することができ、
図2の例におけるギャップ目標値対応配合組成予測工程(ステップS205)において、着色剤の塗料性状調整用の原料の配合組成における配合量を、個別に、有限の数値範囲から生成される解の候補に限定した条件において、変動量応答曲線データに基づいた算出により、塗料性状調整用の原料の配合組成を予測し、解の候補は、配合量が0である場合を含むものとすることもできる。この場合も、特に前記のような特に最大配合量を有する特定の着色剤を所期の仕込み時に目標値近くまで入れてあるような状況での過剰生産を抑えることができるという効果を得ることができる。
【0091】
ここで、前記コンピュータは、計算部及び取得部を備えることができる。計算部は、ギャップ目標値対応配合組成予測工程(ステップS105、ステップS205)における予測や、目標値対応配合組成予測工程(ステップS304、ステップS404)における予測や、制限付き塗料性状調整用配合組成予測工程(ステップS507)における予測を行うものである。計算部は、プロセッサ等とすることができる。取得部は、変動量応答曲線データを取得するように構成することができる。取得部は、プロセッサとすることができ(この場合、計算部にこのような機能を持たせても良いし、計算部とは別のプロセッサとしても良い)、あるいは、例えば前記のような変動量応答曲線データを受信可能な通信部としても良く、あるいは、メモリに記録された前記のような変動量応答曲線データを読み取る機能を有する読み取り部としても良い。
なお、
図9に示した色彩の調整及び
図2又は
図8に示した光沢及び/又は粘度の調整は、同時に行うことができる。換言すると、色彩を
図9で例示説明した方法で調整し、光沢及び/又は粘度を
図2又は
図8で例示説明した方法で調整し、これらを同時に行って、色彩、光沢及び/又は粘度を調整することもできる。
【実施例0092】
以下の実施例により、本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【0093】
実施例1~4、及び、比較例1、2にかかる方法により塗料を製造した際の製造量率(20回平均)を比較した。
【0094】
まず、実施例1~4及び比較例1~2で用いた着色剤の調製方法について説明する。
<白色着色剤の調製例>
樹脂としてアクリル樹脂 20質量部、有機溶剤としてイソホロン 35質量部及び白色顔料として酸化チタン 46質量部を混合し、サンドミル(分散媒体:ガラスビーズ)を用いて、顔料粗粒の最大粒子径が10μm以下になるまで分散し、白色着色剤-10を調製した。
<着色力のロットばらつきの再現用着色剤の調整>
着色力のロットばらつきを再現するために、顔料粗粒の最大粒子径が8μm以下になるまで分散すること以外は、白色着色剤-10と同様に調整し、白色着色剤-8を調整した。
同様にして、顔料粗粒の最大粒子径が12μm以下になるまで分散すること以外は、白色着色剤-10と同様に調整し、白色着色剤-12を調整した。
<その他の着色剤の調製例>
各材料種及び量を以下の表1のとおりに変更する以外は、前記白色着色剤の調製例と同様の方法で、黒色着色剤1-10、黒色着色剤2-10、黄色着色剤-10、赤色着色剤-10、黒色着色剤1-8、黒色着色剤2-8、黄色着色剤-8、赤色着色剤-8、黒色着色剤1-12、黒色着色剤2-12、黄色着色剤-12及び赤色着色剤-12を調製した。それぞれの着色剤の配合を表1に示す。
各着色剤-8、-10、-12の着色力違いロットのいずれを使用するかは、乱数表を使ってランダムに選択した。以下、特に着色力違いロットの表記がない限り、全て同様に実施した。例えば、「白色着色剤」と表記されていた場合、白色着色剤-8、白色着色剤-10、白色着色剤-12のいずれを使用するかはランダムであり、これは、実際に工場で塗料を製造する際に使用する着色剤ロットの着色力が不明であることの再現を意図したものである。
【0095】
【0096】
<光沢調整剤>
光沢調整剤は、つや消し剤として用いる市販品のシリカ(二酸化ケイ素)を用いた。
<粘度調整剤>
粘度調整剤は、溶剤として用いるイソホロンを用いた。
【0097】
<計算用塗料組成物Wの調製例>
アクリル樹脂 5質量部、フッ素樹脂 25質量部、イソホロン 35質量部及びシクロヘキサノン 35質量部を加えて、ディスパーを用いて樹脂を均一に溶解した後、更に前記白色着色剤 100質量部を加えて、ディスパーを用いて均一に混合し、計算用塗料組成物W(固形分濃度:48質量%)を調整した。
<その他の各計算用塗料組成物の調製例>
各材料種及び量を以下の表2のとおりに変更する以外は、前記計算用塗料組成物Wの調製例と同様の方法で調製し、計算用塗料組成物K1、K2、Y及びRを得た。それぞれの計算用塗料組成物の配合を表2に示す。
【0098】
【0099】
<変動前の塗料1の調製例>
アクリル樹脂 5質量部、フッ素樹脂 25質量部、イソホロン 35質量部及びシクロヘキサノン 35質量部を加えて、ディスパーを用いて樹脂を均一に溶解した後、白色着色剤 25質量部、黒色着色剤1 2質量部、黄色着色剤 69質量部、赤色着色剤 4質量部及び光沢調整剤1 2質量部を加えて、ディスパーを用いて均一に混合し、変動前の塗料1(固形分濃度:47質量%)を調製した。
【0100】
<変動前の塗料2~4の調製例>
各材料種及び量を以下の表3のとおりに変更する以外は、前記変動前の塗料1の調製例と同様に調製し、変動前の塗料2~4を調製した。それぞれの変動前の塗料の配合を表3に示す。
【0101】
【0102】
塗料組成物調製に使用した材料の詳細は以下のとおりである。
・アクリル樹脂:パラロイドB44(Rohm & Haas社製)、固形分濃度:100質量%
・フッ素樹脂:KYNAR500(ARKEMA社製)、固形分濃度:100質量%
・白色顔料:TI-PURE R-706(酸化チタン、デュポン社製)
・黒色顔料1:三菱カーボンブラック MA-100(カーボンブラック、三菱化学社製)
・黒色顔料2:SUNBLACK X15(カーボンブラック、白石カルシウム社製)
・黄色顔料:TAROX 合成酸化鉄 LL-XLO(黄色酸化鉄、チタン工業社製)
・赤色顔料:TODA COLOR 140ED(酸化鉄、戸田工業社製)
・光沢調整剤1:GASIL HP395(合成シリカ、INEOS SILICAS社製)
・光沢調整剤2:サイリシア435(二酸化ケイ素、富士シリシア化学社製)
・有機溶剤:イソホロン(ARKEMA社製)
・有機溶剤:シクロヘキサノン(宇部興産社製)
【0103】
<塗膜の調製方法>
素材(亜鉛-アルミニウム合金めっき鋼板:1,800×300×0.35mm)表面に、下塗り塗料として、ファインタフGプライマー(エポキシ樹脂系プライマー:日本ペイント・インダストリアルコーティングス社製)を、ロールコーター塗装(基準膜厚:5μm)した後、素材到達最高温度が210℃となる条件で60秒間焼付けを行い、下塗り塗膜を形成した。
次に、前記下塗り塗膜上に塗料を、ロールコーター塗装(基準膜厚:15μm)した後、素材最高到達温度が250℃となる条件で60秒間焼付けた後、ただちに冷却させることで、塗料組成物の塗膜を得た。
【0104】
次に、各実施例及び比較例の予測について説明する。まず初めに変動量応答曲線の作成について説明する。
【0105】
<塗料性状取得例>
各実施例及び比較例で求める各塗料性状は、下記の方法で測定した。
1)色彩データの測定
前記塗膜の調整方法で得られた各種塗膜について、分光光度計LabScan XE(HunterLab社製)を用いて色彩(L*、a*、b*値又は、目標とする標準板とのL*、a*、b*値差)を測定した。
2)光沢データの測定
前記塗膜の製造方法で得られた各種塗膜について、光沢計VG7000(日本電色工業社製)を用いて60°光沢度を測定した。
3)粘度データの測定
前記塗料組成物の調製例で得られた各種塗料組成物について、フォードカップNo.4を用いて、25℃で測定したときの秒数を粘度の値とした。
【0106】
<変動量応答曲線作成例>
前記変動前塗料組成物1の塗膜を作成し、変動前塗料性状の色彩、光沢、粘度データを取得した。次に、白色着色剤を0.03%添加して同様に塗膜を作成し、変動後塗料性状1の色彩L*値のデータを取得した。同様に、白色着色剤をそれぞれ0.1%、0.3%、1%、3%、10%添加して、変動後塗料性状2~7の色彩L*値のデータを得た。これら、変動前塗料性状と、変動後塗料性状1~7から最小二乗法等による近似曲線として変動量応答曲線WL(x)-1を得た。
前記と同様の方法で、黒色着色剤1、黒色着色剤2、黄色着色剤、赤色着色剤、光沢調整剤1、光沢調整剤2、粘度調整剤の他の塗料性状データを取得して、それぞれ変動量応答曲線を得た。結果を表4に示す。
【0107】
前記変動前塗料組成物2~4(調整前塗料性状;L*値:29~90、a*値:-1~13、b*値:2~36、光沢:7~29、粘度:230~260秒)についても、前記と同様の方法で、それぞれ変動量応答曲線を得た。結果を表4に示す。
【0108】
【0109】
<プライマリデータ作成例>
<吸収係数及び散乱計数の取得例1>
計算用塗料組成物W、計算用塗料組成物K1及び計算用塗料組成物Wと計算用塗料組成物K1を80対20で混合した塗料組成物について、前記3種類の塗料組成物をそれぞれ塗装し、それぞれの分光反射率を測定し、計算用塗料組成物Wの吸収係数Kおよび計算用塗料組成物K1の吸収係数K及び散乱係数Sを算出した。
【0110】
<吸収係数及び散乱計数の取得例2>
計算用塗料組成物K1を、計算用塗料組成物K2、Y、Rに変更した以外は、吸収係数及び散乱計数の取得例1と同様にして、計算用塗料組成物K2、計算用塗料組成物Y、計算用塗料組成物Rの吸収係数K及び散乱係数Sを算出した。
【0111】
<色相変動の理論計算式の取得例>
これらの吸収係数と散乱計数、顔料、塗膜の屈折率とクベルカ・ムンクの理論、ダンカンの理論、サンダーソン補正式を用いて色相変動の理論計算式を取得した。
【0112】
<塗料調整の合格判定基準>
下記3点の条件すべてを満たすことを合格判定の基準とした。なお、目標値と実測値のL*値、a*値、b*値の差をそれぞれΔL*、Δa*、Δb*とした。
1)ΔE=√(ΔL*2+Δa*2+Δb*2)の値が0.05以下であり、且つΔL*、Δa*、Δb*のそれぞれが0.05以下であること。
2)目標値と実測値の光沢の差が、光沢値が10未満の場合、標準板との差異が0.3以下であり、10以上20未満の場合は0.5以下、20以上の場合は2.0以下であること。
3)目標値と実測値の粘度の差が5秒以下であること
<調整回数の合格判定基準>
20回の調整において、平均調整回数が5回未満を合格とし、5回以上を不合格とした。
<製造量率の合格判定基準>
20回の調整において、製造量率が105%未満を合格とし、105%以上を不合格とした。
【0113】
<実施例1>
実施例1では、
図2に示したように、調整前の塗料性状の情報を取得する、調整前塗料性状情報取得工程と、塗料性状のギャップ目標値を設定する、ギャップ目標値設定工程と、ギャップ目標値の塗料性状を得るのに適した、塗料性状調整用の原料の配合組成を、変動量応答曲線により予測する、ギャップ目標値対応配合組成予測工程と、を行い、予測した配合組成を加えて得られた塗料性状と、目標とする塗料性状との差が、所定の基準値以下となるまで、ギャップ目標値設定工程及びギャップ目標値対応配合組成予測工程を繰り返した。ギャップ目標値設定工程においては、取得した調整前の塗料性状とギャップ目標値との差が、取得した前記調整前の塗料性状と目標とする塗料性状との差よりも小さいものとした。
<調整前塗料性状情報取得工程>
調整前の塗料1を調整した。着色剤ロットはランダムに選択した。
調整前の塗料1の塗膜性状を取得したところ、ΔL
*値=4.5、Δa
*値=0.3、Δb
*値=-1.4であった。同様にして調整前の塗料2~4の塗膜性状を取得し、調整前の塗料性状情報を取得した。調整前の塗料の調製については、以下の表5にまとめた。
<塗料性状のギャップ目標値設定>
調整前の塗料1のギャップ目標値として、アプローチレート0.7とし、ΔL
*値=1.35、Δa
*値=0.09、Δb
*値=-0.42とした。同様にして調整前の塗料2~4のギャップ目標値を設定した。
<塗料性状調整用の原料の配合組成予測工程>
・補正配合予測のデータ入力
塗料性状調整用の原料の各着色剤と光沢調整剤の補正配合変動範囲の下限、上限値を調整前塗料全量に対して0~2%の範囲の任意の量、粘度調整剤を同じく0~10%の範囲に設定し、その設定した補正配合の変動範囲に基づいて、塗料性状調整用の原料の補正配合組成の組み合わせ候補(各着色剤、光沢調整剤、粘度調整剤それぞれの添加量の組み合わせ)1,000万通りの候補データを作成した。
【0114】
【0115】
<変動量応答曲線とブルート・フォース・サーチによる配合予測>
表4に示す、変動量応答曲線WL(x)-1~Sg(x)-1に添加量1,000万通りの候補データを代入し、調整後塗料組成物1の塗料性状の予測値を得た。具体的には、1,000万通りの1つめの候補配合の白色着色剤の添加量をWL(x)-1に代入したときのL*値の変動量と、黒色着色剤1、黄色着色剤、赤色着色剤、光沢調整剤1、粘度調整剤、ニップ圧、最高到達温度を、それぞれKL(x)-1、YL(x)-1、RL(x)-1、ML(x)-1、SL(x)-1に代入したときのL*値の変動量すべてを合算されたものが、1つめの候補配合のL*値の変動量となる。同様にして、各候補のa*、b*値、光沢、粘度の変動量を得た。これを1,000万回繰り返した。
調整後塗料組成物1のアプローチレート0.7のギャップ目標値のL*、a*、b*値、光沢、粘度の変動量と予測されたE値の差が0.05以内、光沢の差が0.3以内、粘度の変動量の差が5秒以内の補正配合組成の候補データの中から、最も塗料性状調整用材料添加の総量が小さいものを1つ抽出し、塗料性状調整用の原料の補正添加量及び、塗装条件の補正変動量の予測値を得た。
【0116】
<調整後塗料組成物の塗料性状の取得および目標性状との差の取得>
調整前の塗料1に、予測された塗料性状調整用の原料の補正配合を加え、調整後塗料組成物1を調整し塗料性状を取得し、標性状との差の取得したところΔL*値=1.1、Δa*値=0.09、Δb*値=-0.4であった。
【0117】
<調整後塗料組成物の再調整>
調整後塗料組成物1の塗料性状が、塗料性状の目標値の合格判定基準を満たしていなかったため不合格とした。
再調整時の調整前の塗料の調整前の塗料とその性状は、先の調整で不合格となった調整後塗料組成物と調整後塗料組成物性状とした。
前回と同様に、塗料性状調整用の原料の補正配合組成の1,000万通りの候補データを作成し、変動量応答曲線WL(x)-1、KL(x)-1、YL(x)-1、RL(x)-1、ML(x)-1、SL(x)-1に、塗料性状調整用の原料及び塗装条件の補正配合組成の1,000万通りの候補データを代入し、調整後塗料組成物の塗料性状の予測値を得た。
調整前の塗料1と同様の方法で、調整前の塗料に、予測された塗料性状調整用材料の補正配合を加え、調整後塗料組成物を調整し塗料性状を得た。この再調整操作を繰り返し、調整後塗料組成物の塗料性状がその目標値の合格判定基準を満たすことを確認し、塗料の調整を終了した。(調整回数2回)
・繰り返し操作1
着色剤ロットをランダムに選ぶ工程を含む、調整後塗料組成物1の調整から塗料の調整終了までを5回繰り返した。
・繰り返し操作2
同様の操作を調整製前塗料組成物2、3、4について実施し、調整前の塗料1も含めた、4種類の塗料、それぞれ5回繰り返しの計20回の調整における、調整回数の平均は3.8回、製造量率は101%で合格であった。
【0118】
<実施例2>
実施例2では、
図1、2に示したように、調整前の塗料性状の情報を取得する、調整前塗料性状情報取得工程と、塗料性状のギャップ目標値を設定する、ギャップ目標値設定工程と、ギャップ目標値の塗料性状を得るのに適した、塗料性状調整用の原料の配合組成を、色相はコンピュータによる理論計算、光沢、粘度は変動量応答曲線により予測する、ギャップ目標値対応配合組成予測工程と、を行い、予測した配合組成を加えて得られた塗料性状と、目標とする塗料性状との差が、所定の基準値以下となるまで、ギャップ目標値設定工程及びギャップ目標値対応配合組成予測工程を繰り返した。ギャップ目標値設定工程においては、取得した調整前の塗料性状とギャップ目標値との差が、取得した前記調整前の塗料性状と目標とする塗料性状との差よりも小さいものとした。
<調整前塗料性状情報取得工程>
実施例1と同様に実施した。
<塗料性状のギャップ目標値設定>
実施例1と同様に実施した。
<塗料性状調整用の原料の配合組成予測工程>
・補正配合組成の組み合わせ候補データの取得
実施例1と同様に(塗料性状調整用の原料の補正配合組成の組み合わせ候補(各着色剤、光沢調整剤、粘度調整剤それぞれの添加量の組み合わせ)1,000万通りの候補データを作成した。
【0119】
<変動量応答曲線とブルート・フォース・サーチによる光沢調整剤と粘度調整剤配合予測>
表4に示す、変動量応答曲線ML(x)-1~Sg(x)-1に添加量1,000万通りの候補データを代入し、調整後塗料組成物1の塗料性状の予測値を得た。具体的には、1,000万通りの1つめの候補配合の光沢調整剤1の添加量をML(x)-1に代入したときのL*値の変動量と、粘度調整剤をSL(x)-1に代入したときのL*値の変動量を合算されたものが、1つめの候補配合のL*値の変動量となる。同様にして、各候補のa*、b*値、光沢、粘度の変動量を得た。これを1,000万回繰り返した。
調整後塗料組成物1のギャップ目標値の光沢と予測された光沢の差が0.3以内、粘度の差が5秒以内の補正配合組成の候補データの中から、最も差が小さいものを1つ抽出し、光沢調整剤と粘度調整剤の補正添加量と補正変動量の予測値を得た。
【0120】
<理論計算と数理最適化による着色剤補正配合組成予測>
補正配合組成から色彩変動を算出する理論計算式を取得した。
調整後塗料組成物1のギャップ目標値に対する、着色剤配合量は、変動量応答曲線より得られた光沢調整剤1と粘度調整剤の補正添加量の予測値により変動するL*、a*、b*値の変動量を加味した上で、ギャップ目標値と予測された値が最も小さい着色剤の補正配合組成の組み合わせを、理論計算式を用いた数理最適化で算出した。なお、着色剤が光沢、粘度に与える影響は無いものとした。
【0121】
<調整後塗料組成物の塗料性状の取得>
実施例1と同様に実施した。
【0122】
<調整後塗料組成物の再調整>
実施例1と同様に実施した。
塗料組成物の調整回数の平均は3.6回、製造量率は101%で合格であった。
【0123】
<実施例3>
実施例3では、
図7、8に示したように、調整前の塗料性状の情報を取得する、調整前塗料性状情報取得工程と、目標値の塗料性状を得るのに適した、塗料性状調整用の原料の配合組成を、色相はコンピュータによる理論計算、光沢、粘度は変動量応答曲線により予測する、目標値対応配合組成予測工程と、塗料性状調整用の原料のギャップ配合組成を設定する、ギャップ配合組成設定工程と、を行い、予測したギャップ配合組成を加えて得られた塗料性状と、目標とする塗料性状との差が、所定の基準値以下となるまで、目標値対応配合組成予測工程及びギャップ配合組成予測工程を繰り返した。ギャップ配合組成設定工程においては、設定したギャップ配合組成が、予測した目標値対応配合組成よりも小さいものとした。
ギャップ目標値の設定に替えて、ギャップ配合組成にする以外は、実施例2と同様に実施し、塗料組成物の調整回数の平均は4.1回、製造量率は102%で合格であった。
【0124】
<実施例4>
実施例4では、
図9に示したように、調整前の塗料性状の情報を取得する、調整前塗料性状情報取得工程と、原色の前記塗料性状調整用の原料の配合組成における各配合量を、個別に、有限の数値範囲から生成される解の候補に限定した条件において、理論計算により、塗料性状調整用の原料の配合組成である制限付き塗料性状調整用配合組成を予測する、制限付き塗料性状調整用配合組成予測工程と、を行い、予測した配合組成を加えて得られた塗料性状と、目標とする塗料性状との差が、所定の基準値以下となるまで、制限付き塗料性状調整用配合組成予測工程を繰り返した。解の候補は、配合量が0である場合を含むものとした。
<理論計算と数理最適化による着色剤補正配合組成予測>において、メイン着色剤の配合補正量をゼロで固定することと、ギャップ目標値を設定しないこと以外は実施例2と同様に実施した。
【0125】
<比較例1>
比較例1では、(ギャップ目標値ではない元々の)目標値の塗料性状を得るのに適した、塗料性状調整用の原料の配合組成を、コンピュータによる理論計算により予測し、予測した配合組成を加えて得られた塗料性状と、目標とする塗料性状との差が、所定の基準値以下となるまで、前記の予測を繰り返した。
ギャップ目標値を設定せず、目標とする塗料性状となるような塗料性状調整用の原料の配合組成を予測する以外は、実施例2と同様に実施した。
塗料組成物の調整回数の平均は3.5回で合格であったが、製造量率が118%で不合格であった。
【0126】
<比較例2>
比較例2では、27色の塗料種(調整前塗料性状:L*値24~94、a*値-3~10、b*値-2~37、光沢3~55、粘度130~280秒)の色彩、光沢、粘度の変動を、約1,000回の塗料性状調整用材料と塗装条件と塗料性状の変動の結果からニューラルネットワークを用いて学習し、色彩予測の人工知能を作成し、ブルート・フォース・サーチ法で補正添加量の補正変動量の予測値として得る以外、ギャップ目標値を用いる実施例1と同様に実施した。塗料組成物の調整回数の平均は5.7回、製造量率は109%で合格基準に達しなかった。
【0127】
なお、本開示において、各用語は以下の内容を意味する。
「調整回数」とは、4種類の塗色各々5つ、計20個の塗料組成物を用意して、それぞれ調整した際に、合格するまでの調色回数の平均値を示す。ここで調色回数が少ないことは、予測精度が高いことを意味する。
「製造量率」とは、目的とする塗料組成物の予定された製造量を1とした場合の調整後の製造量の割合を示す。ここで製造量率が100%を大きく超えないことは、塗料性状予測システムの予測の精度及び補正配合組成の算出方法の精度が高く、且つ原材料や誤差を許容しつつも、必要量以上の塗料組成物を製造しない効率的なシステムであることを意味する。
評価結果を以下の表6に示した。
【0128】
【0129】
表6に示したように、実施例1~4によれば、比較例1、2よりも製造量率が低く、塗料の塗料性状を調整するに際し、調整用の配合量が過剰となるのを防止することができたことや、その際に繰り返し調整回数が大きく増えることがなかったことがわかる。また、実施例2と実施例4との比較により、制限付き塗料性状調整用配合組成予測工程を行った実施例4では、当該工程を行わなかった実施例2よりもさらに製造量率が低かったことがわかる。また、実施例1、2と実施例3との比較により、ギャップ目標値設定工程を行う手法では、特に製造量率が低かったことがわかる。