分光光度分析でセラミックタイルの色の一貫性を高める方法を探る

セラミック・タイルの色の一貫性は、アルゴリズムによる調色によって向上している。画像出典Flickrユーザー Living Rooms London

セラミックタイルは、現存する建築材料の中で最も汎用性が高く、広く使われているもののひとつです。実用的かつ装飾的なこれらのタイルは、壁から床、天井に至るまで、すべてを飾る住宅と商業施設の両方の構造内に多数の方法で組み込むことができます。家の装飾やリフォームへの関心の高まりとともに、消費者はこれまで以上にユニークな形や色を試してみようとするようになっている。

しかし、関心が高まるにつれ、消費者がセラミック・タイルの製造に多様な色彩と色の一貫性の両方を求めるようになり、美的基準も高まっている。UV分光光度計による新たなカラー調合技術の分析は、色の多様性と質を拡大・強化する上で不可欠な役割を果たしており、研究者たちは、機能的でしばしば美しい製品の外観をコントロールするための新たな改良方法を生み出す手助けをしている。

カラー・フォーミュレーション・アルゴリズムは多くの産業で標準となっていますが、セラミック・タイルの生産では、この独自の技術を導入するための特別な課題があります。画像ソースFlickrユーザー DuPont Surfaces

アルゴリズムによるカラーフォーミュレーションの利点と限界

生産の効率、発色の正確さ、カラーマッチングの精度を高めるため、紙、プラスチック、繊維を含む多くの産業がアルゴリズムによるカラー調合に注目している。これらのアルゴリズムは、最小限の顔料を使用して色の選択を拡大し、カラーマッチング能力を向上させ、製造業者が必要な量の混合物のみを正確に調製できるようにすることで廃棄物を削減する。しかし、最近まで、セラミック・タイル業界では、セラミック素材自体のユニークな特性のため、カラー・フォーミュレーション・アルゴリズムはほとんど利用されていませんでした：

最も重要なのは、顔料が高温での焼成サイクル中に生成される溶融ガラスに対して持たなければならない熱的および化学的安定性に関連している。実際、同じ顔料でも、焼成温度と、着色する釉薬とセラミック本体の化学組成の両方によって、わずかに異なる色を発色させることができる。1

2 残念なことに、アルゴリズミック・カラー・フォーミュレーションに難題をもたらすのとまったく同じ属性が、そのような方法がセラミック・タイル業界にとって非常に有利な理由なのです。アルゴリズミック技術を取り入れることで、不要なバッチ間やロット間の色のばらつきを減らし、消費者の需要を満たすより安定した発色を生み出すことができます。

新しい着色アルゴリズムを改良し適用することで、セラミック・タイルの大量生産における色の一貫性と品質を向上させるだけでなく、歴史的な修復や少量生産の再現を容易にすることができる。画像出典Flickrユーザー Metro Centric

セラミックタイルの色の一貫性の分光光度法による評価

しかし2006年、研究者グループが紫外線分光光度計による評価で検証されたクベルカ・ムンク理論を用いて、セラミックタイルの効果的なカラーマッチング・アルゴリズムを開発した。Journal of the European Ceramic Societyに掲載された研究の中で、研究者たちは配合の基礎となる4つの工業用顔料のシステムを開発した。Kubelka-Munk理論の原理を応用することで、セラミックタイル顔料の調合のための効率的なアルゴリズムを作成することができた。UV分光光度計を用いて5色のターゲット・カラーを分析し、その反射スペクトルをナチュラル・カラー・システムの標準色と比較して色の精度を決定した。

これらの分光光度計による測定によって、研究チームはアルゴリズムの有効性を判断できただけでなく、色とプロセス変数との関連も確認できた。「決定的なステップは、配合にベースガラスを導入することと、焼成後の着色釉薬の特性評価でした」と研究チームは指摘する。さらに、この方法は、焼成温度の変化に基づく予測可能な色の違いを明らかにし、注意深く調節された温度制御が色の一貫性を著しく高める可能性があることを示唆している。

このような調色アルゴリズムをさらに開発し、広く導入することで、セラミックタイルの大量生産における品質、多様性、一貫性を向上させ、同時にタイルメーカーの効率向上とコスト削減を実現することができる。同時に、正確な色合わせと経済的に実行可能な少量生産、あるいは一品生産を可能にすることで、タイルの部分的な交換や、歴史的な保存、修復、再生産を促進することもできます。3UV分光光度計は、その高い精度、汎用性の高い光学的形状、色情報の正確で客観的な定量化により、新しいアルゴリズム技術の開発と評価において不可欠な役割を果たし続けるでしょう。

ハンターラボ カラー測定

ハンターラボは60年以上にわたり、色測定のパイオニアとして活動してきました。この間、当社の装置は、研究者やメーカーが、業界全体にわたって色の調合や生産工程を強化する新技術を開発・展開するのに役立ってきました。今日、弊社は、色の挙動に関する前例のない洞察を提供し、色情報を収集、分析、共有する能力を拡張するために設計された、ポータブル、ベンチトップ、インライン分光光度計の完全な製品レンジを提供しています。当社のカラー測定機器のラインアップ、カスタマイズ可能なソフトウェアパッケージ、およびワールドクラスのカスタマーサポートサービスの詳細については、当社までお問い合わせください。