PROCEDIMIENTO Y MATRIZ DE MEDICIÓN DE LA GAMA CROMÁTICA DE UN RECUBRIMIENTO GONIOAPARENTE.

Procedimiento y matriz de medición de la gama cromática de un recubrimiento gonioaparente.

La invención describe un procedimiento para medir y representar los colores que adquiere un recubrimiento gonioaparente según los ángulos de irradiación y observación para cualquier tipo de contenido espectral de una fuente de luz, estandarizada o no. El procedimiento comprende los pasos de: medir el factor de reflectancia para varias combinaciones de valores regularmente espaciados de ángulo de irradiación (θi) y ángulo de observación (θs); calcular los valores triestímulo XYZ correspondientes a un iluminante y un observador normalizados a partir del factor de reflectancia obtenido en el paso anterior; calcular los valores RGB o CMYK a partir de los valores triestímulo XYZ obtenidos en el paso anterior; y representar los valores RGB o CMYK de cada combinación de ángulo incidente (θi) y ángulo de observación (θs) en las celdas de una matriz. La invención también describe la matriz obtenida por dicho procedimiento.

PROCEDIMIENTO Y MATRIZ DE MEDICIÓN DE LA GAMA CROMÁTICA DE UN RECUBRIMIENTO GONIOAPARENTE

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención pertenece al campo de la óptica, y más concretamente al campo de los recubrimientos gonioaparentes cuya apariencia visual cambia en función del ángulo de irradiación y del ángulo de observación.

Un primer objeto de la presente invención es un nuevo procedimiento que permite medir de una manera directa y sencilla toda la gama de colores que posee un recubrimiento gonioaparente en función del tipo de fuente de luz, su ángulo de irradiación, y del ángulo de observación.

Otro objeto de la invención es una matriz de representación del color de un recubrimiento gonioaparente obtenida mediante el método anterior.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los recubrimientos gonioaparentes (también conocidos como recubrimientos con pigmentos de efecto especial o goniocromáticos) son pigmentos que sufren cambios de color cuando se producen cambios en el ángulo de incidencia de la luz (ángulo de irradiación, 0¡) o el ángulo de visión del observador (ángulo de observación, 0S). Estos recubrimientos crean ilusión de profundidad óptica y presentan un efecto llamativo de variación de color a medida que cambian los ángulos de irradiación y observación. Véase, por ejemplo, el documento: F. J. Maile, G. Pfaff and P. Reynders, "Effect pigments: past, present and future", Progress in Organic Coatings 54, 150-163 (2005).

Los recubrimientos gonioaparentes constan de un substrato translúcido que contiene unos pigmentos tradicionales de color (o de absorción) y pigmentos de efecto especial (microespejos o de interferencia) que producen las reflexiones selectivas, tanto por mezcla aditiva y sustractiva, que dan lugar al cambio de color de estos recubrimientos al cambiar el ángulo de irradiación/observación. El cambio de color, que es una de las características más atractivas de estos recubrimientos, puede llegar a ser muy extremo, y las condiciones más

favorables para conseguir este efecto tienen lugar cuando la iluminación es poco difusa, es decir, cuando la mayor parte de la luz que ilumina el objeto viene de una dirección muy concreta. Este es el caso de una fuente de luz única y distante como es la luz directa del Sol.

Los cambios de color, que se aprecian tanto en claridad como en croma y, a diferencia de los recubrimientos metalizados (con pigmentos de tipo microespejos), también en tono, hacen que estos recubrimientos sean especialmente atractivos en la industria de la automoción (véase, por ejemplo, el documento H. J. Streitberger and K. F. Dóssel, Automotive Paints and Coatings (Wiley-VCH,Weinheim, 2008)), siendo además muy utilizados en otros mercados (por ejemplo, el de la cosmética), o en aplicaciones de seguridad (anti-falsificación de dinero), plásticos para electrónica de consumo, etc.

Los fabricantes de pigmentos especiales y de formulaciones para recubrimientos gonioaparentes deben transmitir a los potenciales clientes de la manera más eficiente posible sus características especiales, prestando particular atención a los cambios de color cuando se varían las condiciones de irradiación y observación. Sin embargo, debido precisamente a la complejidad de tales cambios de color, resulta difícil caracterizarlos y mostrar sus propiedades de reflectancia en un formato sencillo e intuitivo, y los sistemas de medida y especificaciones actuales no dan una idea completa de la gama de color que puede percibirse de estas muestras.

Este problema ha tratado de solucionarse por medio de nuevas técnicas e instrumentos para caracterizar la reflectancia espectral y el color de un recubrimiento gonioaparente para cualquier geometría de irradiación/observación y para cualquier fuente de luz, como describen los siguientes artículos:

- M. E. Nadal, T. A. Germer, "Colorimetric characterízation of pearlescent coatings", Proceedings of AIC Color (Rochester, 2001), pp. 757-760.

- B. Parker, "Color shift of light interference pigments", Surf. Coat. Aust. 39, 10-13 (2002).

- F. Leloup, P. Hanselaer, M. Pointer and J. Versluys, "Characterization of gonio- apparent colours", Proceedings of AIC Color (Granada, 2005), 515-518.

- C. A. Nicholls, "Visual and Instrumental Characterisation of Special-Effect Colours", PhD Thesis (University of Leeds, Leeds, 2000).

- R. Besold, "Metallic effect-Characterization, parameter and methods for

instrumentally determination", Die Farbe 37, 79-85 (1990).

- DIN standard 6175-2, "Colour tolerances for automobile lacquer finishes, Part 2: Effect lacquer finishes", 2001.

- DIN 6175-2, "Tolerances for automotive paints, Part 2: Goniochromatic paints (Farbtoleranzen für Automobillackierungen-teil 2: Effektlackierungen)", 2001.

- E. Chorro, E. Perales, F. M. Martínez-Verdú, J. Campos and A. Pons, "Colorimetric and spectral evaluation of the optical anisotropy of metallic and pearlescent samples", Journal of Modern Optics 56, 1457-1465 (2009).

- E. Kirchner, G. J. Van den Kiebomm, L. Njo, R. Supér and R. Gottenbos, "Observation of Visual Texture of Metallic and Pearlescent Materials", Color Res. Appl. 32, 256-266 (2007).

- W. R. Cramer, "Reflections on the right angle", European Coating Journal 4, 32-37 (2012).

- E. Perales, E. Chorro, W. R. Cramer, and F. M. Martínez-Verdú, "Analysis of the colorimetric properties of goniochromatic colors using the MacAdam limits under different light sources", Applied Optics 50, 5271-5278 (2011).

Actualmente existen fundamentalmente varios modos de representar los colores gonioaparentes por parte de los fabricantes. Un primer modo consiste en utilizar un programa informático que permite reproducir en la pantalla del ordenador la apariencia que tendría un objeto específico con un determinado recubrimiento. Un ejemplo de este sistema se describe en las solicitudes de patente US 2007/0097119 A1 o US 2013/8374831 B2. Estas sofisticadas técnicas están mejorando en términos de reproducibilidad de color, y tienen la ventaja de que muestran aproximadamente el resultado global de aplicar el recubrimiento, aunque siempre teniendo en cuenta las limitaciones de reproducción de colores de una pantalla. Sin embargo, presenta como principales inconvenientes su elevada complejidad y también el hecho basarse en simulaciones por ordenador en lugar de partir directamente de datos metrológicos verdaderos.

Otra alternativa es producir catálogos. Estos catálogos pueden contener muestras reales de recubrimientos, en cuyo caso el observador deberá de disponer de la capacidad de cambiar las condiciones de irradiación. Otra opción es un catálogo capaz de mostrar todo el cambio de color mediante impresiones en color de tipo convencional, previa evaluación de las capacidades de reproducción del color del sistema y tecnología de impresión, de modo que serán necesarios varios colores diferentes representativos de diferentes condiciones de irradiación y observación del recubrimiento gonioaparente en cuestión.

Una opción alternativa o intermedia podría ser el usar un dispositivo tipo cabina de iluminación y observación que permitiera percibir realmente la variedad de colores de una muestra gonioaparente con el máximo número de combinaciones de irradiación y observación que se consideren interesantes para diversos sectores industriales o que sigan recomendaciones metrológicas. Es por ejemplo el caso del dispositivo disponible actualmente en el mercado y denominado gonio-vision-box (puede consultarse en el enlace http://www.qoniovision.eom/1 . y que usa una linterna de LEDs blancos como fuente de luz y que puede colocarse a varios ángulos de irradiación sobre la muestra. Pero, como principal desventaja con el caso anterior, impide visualizar de forma integral, como en un catálogo, toda la variedad de colores que podrían percibirse en un recubrimiento gonioaparente (metalizado, perlado o de interferencia, etc.).

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Los inventores de la presente solicitud resuelven el problema anterior mediante un procedimiento que permite medir y representar toda la gama de colores que puede adoptar un recubrimiento gonioaparente. El resultado de este procedimiento es una matriz que permite apreciar de un modo directo e intuitivo toda la gama de colores que puede adoptar un recubrimiento gonioaparente a medida que se producen cambios en los ángulos de irradiación y observación, o en la variación del contenido espectral de la fuente de luz.

Un primer aspecto de la invención está dirigido, pues, a un procedimiento de medición de la gama cromática de un recubrimiento gonioaparente que comprende los siguientes pasos:

a) Obtener el factor de reflectancia espectral...

1. Procedimiento de medición de la gama cromática de un recubrimiento gonioaparente, caracterizado por que comprende los siguientes pasos:

a) obtener el factor de reflectancia espectral R(2) para varias combinaciones de valores regularmente espaciados de ángulo de irradiación (0¡) y ángulo de observación (0S);

b) calcular los valores triestímulo XYZ correspondientes a un iluminante y un observador normalizados a partir del factor de reflectancia obtenido en el paso anterior;

c) calcular los valores RGB o CMYK a partir de los valores triestímulo XYZ obtenidos en el paso anterior; y

d) representar los valores RGB o CMYK de cada combinación de ángulo incidente (0¡) y ángulo de observación (0S) en las celdas de una matriz.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, donde cada fila de la matriz corresponde a un ángulo incidente (0¡) y cada columna de la matriz corresponde a un ángulo de observación (0S).

3. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el ángulo incidente (0¡) adopta valores entre 0o y 70° y el ángulo de observación (0S) adopta valores entre -70° y 70°.

4. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el espaciado entre valores contiguos de ángulo incidente (0¡) y valores contiguos de ángulo de observación (0S) es de 10°.

5. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el iluminante normalizado es CIE-D65.

6. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el observador normalizado es CIE-1964.

7. Matriz de representación del color de un recubrimiento gonioaparente obtenida de acuerdo con el procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que cada fila de la matriz corresponde a un ángulo de irradiación (0¡) y cada columna de la matriz corresponde a un ángulo de observación (0S), estando los ángulos de irradiación (0¡) y de observación (0S) regularmente espaciados.