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CN115956027A - 为了局部提高雷达透射率和/或光透射率对金属效果颜料表面进行激光再处理 - Google Patents

为了局部提高雷达透射率和/或光透射率对金属效果颜料表面进行激光再处理 Download PDF

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CN115956027A
CN115956027A CN202180050431.7A CN202180050431A CN115956027A CN 115956027 A CN115956027 A CN 115956027A CN 202180050431 A CN202180050431 A CN 202180050431A CN 115956027 A CN115956027 A CN 115956027A
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CN
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pigment
laser
metallic
radar
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CN202180050431.7A
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F·J·麦里
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Schlenk Metallic Pigments GmbH
Original Assignee
Schlenk Metallic Pigments GmbH
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Publication date
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Abstract

本发明涉及一种借助能量输入(例如热输入,优选通过激光)对含有效果颜料或者包含含有金属的颗粒的物体、例如车身部件或者化妆品容器或者层、例如漆层或者印刷油墨层的标记方法和/或精细图案化方法,由此使含有金属的颜料薄片或者含有金属的颗粒的遮盖能力由于其形状因子的变化而持久性地降低。在经处理的表面中,形状因子的这种变化导致针对电磁波的透明度、半透明度或透射率、尤其是雷达波透射率、无线电波透射率和/或光波透射率持久性地局部地提高,和/或局部地降低反射率,以例如制造涂漆的天线罩。所述方法与传统的激光标记的不同之处在于,正常反射的金属效果颜料表面或者含有金属的颗粒的针对电磁波的透射率由于激光射束引起的形状因子的变化而持久性地提高,其中,颜料薄片或者颗粒通过直接地熔化和/或触发辅助化学反应这样变化,使得其金属核心至少部分地熔化,必要时发生化学变化和/或破坏。

Description

为了局部提高雷达透射率和/或光透射率对金属效果颜料表面进行激光再处理
技术领域
本发明涉及金属效果颜料表面、干涉金属效果颜料表面和含颜料的物体的标记方法和/或精细图案化方法,所述标记方法和/或精细图案化方法用于持久性地局部地提高针对电磁波、尤其是雷达波、无线电波和/或光波的透明度、透光性或者透射率和/或局部地降低反射率。
本发明还涉及所述方法的产品、例如涂有金属效果颜料的对于雷达波更加透明的塑料车身部件,以及被事后地标记透明的、半透明的或者能背光照明的标志的化妆品瓶或者机动车操作元件和移动电话等物体。
同样,本发明涉及应用适宜的金属效果颜料或者具有薄金属层的含有金属的颗粒以及印刷油墨、漆、母料和干涉金属效果颜料来实施所述方法。本发明还涉及包含此类合适的颗粒或颜料并且针对所述方法的应用进行了优化或者设置用于应用所述方法的物体,例如通过使用适宜的激光敏感的填充材料促进颜料或者含有金属的颗粒的金属成份的化学反应或者物理变形。
现有技术
在汽车工业中越来越多地在车辆中使用雷达传感器。为了在未来实现自动驾驶,必须在车辆周围各处安装雷达传感器。因此,这些雷达传感器必须安装在涂有车辆颜料的塑料车身部件后面。金属效果颜料作为底漆的组成部分广泛地用于汽车涂漆中,并且客户需求量很大。
然而这些金属效果颜料既导致雷达射束反射也导致雷达天线的定向特性的安全性相关的变化。尤其是障碍物的位置可能因此严重地被歪曲,因为天线的辐射角被漆层改变。该歪曲还取决于车辆的颜色和涂层中的金属含量。尤其在油漆损坏后修复原始的涂漆的汽车部件时存在较大的问题,因为(主要是手动的)修复过程仅能实现不充分地控制对雷达透射重要的漆层厚度参数。
很长一段时间以来,人们尝试寻找该问题的解决方案,但到目前为止基本上没有成功
这些问题在文献DE 102014222837 A1中得到了充分的阐述,并且在F.Pfeiffer在慕尼黑工业大学2010年的论文“用于汽车雷达传感器的天线罩的分析与优化Analyse undOptimierung von Radomen für automobile Radarsensoren”中进行了量化,。
所述论文测量并且例如在第46页的表4.5中阐明了不同金属颜料底漆对约75GHz的频率范围内的毫米波雷达射束的影响的问题。金属含量在此起着重要的作用。
尤其是在弯曲的车身部件的底漆中的金属含量较高时(例如浅银色金属)会导致雷达射束的高反射,从而导致天线的定向特性的严重失真、衰减以及辐射角的歪曲。
表格4.5:研究底涂层的金属含量和相对介电常数
Table 4.5:Metal cintent and relative permitivity of the basecoatsinvestigated
Figure BDA0004080169880000021
LM:solvent based/not specified:water based
color basecoat=彩色底漆名称
weight-%=重量百分比
metal content=金属含量
rel.permitivity=相对介电常数
LM:solvent based=LM:基于溶剂
not specified:water based=未指定:水基
作者提出的解决方案是添加电感式或者电容式地作用的装置,该装置至少部分地补偿由漆层引起的雷达传感器的电磁辐射(5)的反射,该解决方案已获得EP 2151889 A1(奥迪集团Audi AG)的专利。
然而,现有技术的这种解决方案(类似于振荡电路)必须根据漆和层厚仔细地进行适配。
双倍的涂漆方法甚至要求保险杠的厚度取决于所使用的油漆,这在汽车工业中产生了问题。
此外,该解决方案的带宽不够,几乎不适用于雷达的更宽的视角。
现有技术的解决方案的针对汽车工业的另一个缺点是必须根据颜料/漆系统和油漆厚度进行优化。因此,制造问题会根据车辆颜色被预编程。
例如在天线罩区域出现划痕后进行重新喷漆也是困难的,并且必须根据容纳天线罩的车身部件的形状通过耗费的建模重新优化。总的来说,这对于寻求通用的解决方案的汽车制造商来说是困难的。
因此,一些雷达制造商尝试使用本身能够尽可能与不同金属颜料漆适配的雷达设备。然而,在许多情况下、尤其在底漆的金属含量较高时几乎不可能进行可靠的适配,。
按照文献DE 102014222837 A1或者DE 102016001310 A1,根本没有尝试改变或减少漆的影响,而是通过电子器件的补偿性的控制来适应性地解决衰减、反射和天线定向特性以及失真的问题。
其他文件、例如文献EP 1462817 A1教导了通过吸收性的材料重新干预天线的由于不期望的反射而失真的定向特性。但是,这不会产生与涂漆无关的解决方案,因为定向特性的失真和不期望的反射是与漆相关的。所需的吸收溶剂也是与漆相关的。
由文献DE 19819709 A1、DE 10026454 C1和DE 102007059758 A1已知将雷达设备覆盖到金属层之后,该金属层是这样的薄,以至于尽管该金属层反射光,但是该金属层对雷达波保持透明并且可以用作天线罩。在雷达天线前面设计这种金属层的设计是完全自由的,只要该金属层足够薄即可(实际上明显比雷达波的“趋肤深度”薄,但明显比针对人类可见波长的“趋肤深度”厚)。例如雷达设备前面的散热器格栅中间的100nm薄的戴姆勒标志。
垂直地接近均匀的金属表面的电磁波通常几乎被完全反射,其中一个原因是,如果表面完全导电,则该表面原则上是等势的。金属中的电场E被其导电率抵消,就好像存在具有与电场矢量相反的场矢量的相互作用的波。
然而实际上,入射的波并没有在表面直接减弱,因为金属的导电率不是无限大,因此电磁波的电场分量E不是立即在表面被抵消。取而代之的是,电场分量E随波进入传导性的材料的更深处,并且随着波进入的深度在那里呈指数地减弱。电磁波在均质金属中的穿透深度取决于波频率的根的倒数。在铝的300nm的深度处,仅存在37%的入射的76GHz雷达波。在包含彼此绝缘的铝片的介电的漆层中,也观察到呈指数的减弱,但减弱的程度没有那么大。
汽车工业中常用的金属颜料底漆厚度取决于色调并且约为15微米并且由于部分重叠的金属颜料薄片之间不可避免的寄生电容而针对雷达波表现得几乎像均匀的、传导性的金属化结构,该金属化结构几乎比根据上述教导推荐的金属化厚度的最高限度厚两个数量级。
各个单独的颜料薄片之间的这种寄生电容的现象也可以解释为界面极化。
根据文献DE 19644164 A1(博世Bosch)的教导,微波路径中的较厚的金属元件不允许宽于lambda/10(lambda=波长,即对于76GHz雷达波为4毫米),由此使这些金属元件实际上对于微薄保持透明。对于76GHz雷达波,天线前面的可能的金属元件的宽度不得超过0.4毫米。
然而,只有在金属效果颜料薄片彼此相距足够远时才满足该条件。然而,传统的金属效果漆的情况并非如此,因为底漆基体中的金属颜料密度必须足够高才能形成足够的遮盖能力,并且形成颜料的重叠。然而,寄生电阻和界面极化随着颜料的重叠的频繁性增加。随着颜料密度的增加,漆表现得越来越像均匀的金属层,因为在如此高的频率中,颜料由于杂散电容仿佛相互电连接。
由于雷达问题随着汽车漆中的颜料含量的增加而增大,因此也尝试用低金属的颜料混合物来模拟金属效果漆。在这种混合物中,将较大份额的珠光颜料添加到较小份额的金属效果颜料中,其中,珠光颜料通常不会对雷达波造成问题,因为珠光颜料建立在介电的透光的核心上。然而,该混合物不可避免地使涂漆的部件的整体视觉印象看起来比传统的车身面板的金属感低,这并不一定是期望的。
虽然这些文件表明金属漆的问题是已知的,但是这些文件并未公开全金属效果漆的与漆无关的解决方案。
汽车行业迫切需要一种与漆无关并且几乎不可见的雷达波透射的解决方案,该解决方案既与全金属效果颜料漆兼容,又与多种传统的涂装工艺(喷涂、浸渍、静电等)兼容。
发明内容
因此,本发明所要解决的第一个技术问题涉及一种用于增加雷达波在涂有金属效果颜料或含金属颗粒的车身部件中的透射的方法,其中,在完成涂漆的车身部件中消除雷达射束路径中的在雷达传感器前面的干扰性的金属效果颜料或者含有金属的颗粒,优选不会对含有颜料的漆层进行人眼能分辨的标记或者损坏所述含有颜料的漆层。
令人惊奇地表明,能够通过按照本发明的方法实现的雷达波透射的提高也作为副作用使得光波透射的提高。换言之,经过处理的金属效果着色的表面或者干涉金属效果着色的表面或通常配设含有金属颗粒的表面可以变得透明或半透明,这使得其它的应用成为可能,例如在背光照明的控制元件、反光的物体或者装饰表面上事后地标记透明的标志或者图案。
这产生按照本发明的方法的第二个令人惊讶但同样重要的技术问题,即借助激光处理使反射的金属效果颜料或者含有金属的颗粒基本上透明、半透明或者不可见并且几乎不再反射。
由于通过所述方法处理的区域变得几乎透明,因此进一步提出第三个技术问题,即如何减小处理所涉及的区域并使其薄到肉眼无法察觉或者几乎无法察觉,并且尽管如此提高雷达波的透射。
由专利文献US 3975738(美国空军,1976年,用于战斗机的开槽天线罩)已知一种适宜的Y形开口图案,Y形开口图案应当对雷达波的任何偏振都是可透过的。
尽管该公开内容不涉及金属漆,而只涉及必须使雷达波可透过的均匀的金属表面,但由开槽的天线区域得出的教导似乎仍可作为部分解决方案应用,并且该部分结局方案对激光图案化的金属效果漆的适用性已经得到实验证实。
Y形槽的取决于于波长的优化的尺寸尤其非常明确地在数字方面精确地给出,尤其是应当变得透明的线的宽度。
文献US 3975738中公开的缝隙宽度为0.0175λ,这在波长为4毫米时对应于70微米的线条宽度,这在漆上对于肉眼是不可见的。
这些尺寸是针对扫描的攻击型雷达的非常仔细的优化工作的结果,其中,雷达波在天线罩上的入射不断地变化,这也是汽车中的先进的雷达技术所必需的。
本发明所要解决的技术问题由独立权利要求的方法和技术方案解决。从属权利要求给出了优选的实施方式。
本发明的技术方案尤其是用于解决上述技术问题的方法,其中,通过光输入或者热输入、优选通过激光、尤其是用于激光标记的脉冲Nd-YAG激光对包含薄的金属薄片或者含有金属颗粒的物体进行再处理,以产生介电的基体中的金属薄片或者含有金属的颗粒的事后的物理或者化学变化,由此使金属薄片或者含有金属的颗粒的遮盖能力持久性地显着减少,并且物体对电磁波(光波、雷达波、无线电波)的透射提高。金属薄片在此可以是金属效果颜料、干涉金属效果颜料或者含有金属的颗粒。
附图说明
图1示出示出了底漆中的金属颜料之间的界面极化和寄生电容如何对雷达波透射产生负面的影响(F.Pfeiffer的论文,“用于汽车雷达传感器的天线罩的分析与优化Analyse und Optimierung von Radomen für automobile Radarsensoren”,慕尼黑工业大学2010年);
图2示出美国专利US 3975738(现有技术,美国空军,1976)中推荐的用于战斗机的金属天线罩的全极的(omnipolar)缝隙布置结构和缝隙尺寸;
图3示出不同的传统激光标记方法的主要特征和效果示例,作为《表面技术
Figure BDA0004080169880000061
》一书中的现有技术,作者:Feist博士;
图4示出按照本发明地对金属颜料层进行再处理以提高透明度;
图5示出按照本发明地进行激光处理的颜料的形状变化的视图;
图6示出填充材料的分解的影响,所述填充材料用于产生图5的转变和颜料残留的填充材料
图7示出具有薄的核心的干涉金属效果颜料如何相对地耐火
图8示出如何由测试区域确定优选的Nd-YAG激光参数;
图9示出金属效果颜料在激光标记的区域通常不再可见,并且具体地不仅是直接在表面上不可见;
图10示出用于进一步确定本发明的激光参数的测试矩阵,以及以不同的脉冲间隔在具有特别薄的铝核心和二氧化硅保护层的深色低剂量“Chromos”金属效果颜料中的一些测试结果;
图11示出如何使用网络分析装置通过实验与未处理的漆样品对比地作为频率的函数测量激光处理的漆样品的散射参数、尤其是输入反射率S11和必要时的前向透射率S21
图12示出如何使用网络分析装置通过实验与未处理的漆样品对比地作为频率的函数测量金属漆缝隙天线罩原型的散射参数、尤其是自由空间输入反射率S11和必要时的自由空间前向透射率S21
图13示出在塑料车身部件上具有Y形缝隙轮廓的由激光干涉金属效果颜料“Zenexo Golden Shine”构成的缝隙天线罩原型的细节;
图14示出采用银色的铝颜料AluStar的天线罩示例,其中,通过40微米的清漆进行底漆的激光处理;
图15示出按照图14的天线罩设计方案的通过实验测量的反射率S11和透射率S21。
具体实施方式
本发明涉及含有金属颜料的物体的再处理方法和/或精细图案化方法,所述物体例如为车身部件或者化妆品容器或者层、例如漆层或者印刷油墨层,其中,借助热量输入通过使遮盖能力含有金属的颜料薄片、例如金属效果颜料或者干涉金属效果颜料的形状因子改变持久性地降低持久性所述含有金属的颜料薄片的遮盖能力。
本发明对于自动驾驶的未来是重要的,因为含有金属的效果颜料的涂覆会干扰雷达接收。如图1所示,漆中的两种重叠的金属颜料构成了电容器并且由此在GHz的频率中就像是彼此电连接。出于该原因,使漆对于雷达波可透过的解决方案是重要的。
在经处理的表面中,这种形状因子改变导致电磁波、尤其是雷达波、无线电波和/或光波的透明度、半透明度或者透射率持久性地局部地提高,和/或反射率局部地降低,例如用于制造用于雷达传感器(毫米波)的以汽车颜色不明显地涂覆金属效果漆的天线罩。
经处理的表面还用于制造用于电信行业的车辆的驾驶舱中的背光照明的操作元件,用于制造无线电波透明的涂覆金属漆的5G转发器,在化妆品行业中用于制造贵重包装上的精细雕刻的透明的标志或者用于制作不明显的微标记作为例如银行票据等物体的安全保障、防复制保障、来源保障或者真实性保障。
图4中示出了使用适用于激光标记的传统的激光单元1(例如Nd-YAG激光单元)来产生热输入的方法的有利实施方式。
激光单元1产生照射介电的基体3的激光束2,并且可以相对于介电的基体3移动/扫描。基体3例如可以是金属化的汽车漆的激光可透过的底漆,或者化妆品容器的材料,所述材料优选由透明或者半透明的聚丙烯或者聚乙烯构成。
对于本发明重要的是,基体3包含金属效果颜料薄片4,其具有处于完好状态的如此薄的金属核心或者金属层,使得所述金属核心或者金属层优选部分地对于激光是可透过的。
为此优选可以使用基于具有低于40nm的厚度的薄金属层或者金属核心的真空金属化的薄片(VMP)的颜料,所述薄金属层或者金属核心为了更好的可转化性更优选具有低于30nm,并且更有利地低于20nm的厚度。
这些颜料可以具有其它的层、优选激光透明的层、例如由氧化铝或者二氧化硅构成的保护层、例如由氧化铁或者硫属元素化物构成的较厚的干涉层,和/或改善薄片与基体的附着能力或者结合能力的层,所述层例如由硅烷、优选烷基硅烷构成。
然而已经表明,其它的层对于所述方法并不是一定必要的。
通过激光束2输入到颜料薄片的激光可透过的金属层或金属核心中的热量输入导致颜料的金属成分融化并且在液态下可能是由于高表面张力而收缩。可能是由于这种表面张力,使薄片4的或多或少呈球形的残余物5以比原始薄片紧凑得多的形式凝固,与图1中展示的问题不同的是,所述残余物相比之下几乎没不再具有遮盖能力和相互间的寄生电阻,并且因此几乎不再反射光和微波,因为经激光处理的区域中的含颜料的基体表现得不再像金属镜,而是更像可透过的电介质。
图8所示的按照本发明的经激光处理的区域的放大视图表明,虽然银色的/反射的颜料在该区域外看起来仍完好无损,但所述颜料在经处理过的区域中仿佛消失了,并且在右侧的视图中在表面下方也仿佛消失了,因为通过按照本发明的方法使所述颜料几乎呈球形并且所述颜料几乎完全失去了其遮盖能力。
业已证明1064nm的Nd-YAG近红外(NIR)激光辐射对所述方法是特别有利的,因为薄金属层对激光的吸收A =1-R-T在该波长中特别高。然而,对于确定的着色的或者吸收NIR的基体材料或者吸收确定的NIR的颜料涂层会程度过大地吸收该波长,业已证明双倍频率(532nm,绿色激光射束)或者三倍频率(355nm,紫外激光射束)在特殊情况下更有利,因为对于本发明重要的颜料的薄金属层几乎可以同样良好地在该较短的波长中吸收激光射束能量。光纤激光器(例如,短脉冲、Q开关)或者电子闪光管(例如氙)也可以用作另一种形式的能量输入。
可以使用的基体材料包括:ABS-丙烯腈丁二烯苯乙烯、ASA、PS、San-苯乙烯聚合物、热固性塑料、氟聚合物、PA-聚酰胺、PBT-聚对苯二甲酸丁二醇酯、PC-聚碳酸酯、PE-聚乙烯、PET-聚乙烯对苯二甲酸酯,PETG-聚乙烯对苯二甲酸酯、PMMA-聚甲基丙烯酸甲酯、POM-聚缩醛、PP-聚丙烯、硅树脂、TPE-热塑性弹性体、TPU-热塑性弹性体。
根据颜料结构的化学组成和基体组分的化学特性,在所述方法中附加地发生放热的化学反应。例如填充材料碳酸钙在激光照射下分解并且释放二氧化碳并且有利地与液态的金属反应。由激光照射间接地触发的这些化学反应的产生虽然对于解决本发明的技术问题并不是一定必要的,然而根据颜料的结构对于按照本发明的方法是特别有利的,因为激光束可能不必那么强,因此基体受到的负面影响较小,因为部分熔化能量由反应提供。由这些反应产生的温度可以有利地使其它更耐热的颜料组分、例如由二氧化硅构成的保护层或者氧化铁干涉层液化。
令人惊讶地观察到的是,所述其它更耐热的颜料组分的液体的残余物同样能够由于表面张力而紧凑地收缩并且触发期望的铝热反应,该铝热反应无残余地将金属效果颜料的反射的金属组分转化为透明的氧化物、例如氧化铝。图5右侧所示的细节示出,通过按照本发明的方法使得颜料的所有层能够在更紧凑的包含小气泡的糊状物中混合并且共同反应。
图5示出了按照本发明地通过具有薄的铝核心的转化的多层颜料处理的车辆底漆的放大的横截面。在图5的左侧仅能够在横截面中看到部分转化的颜料,所述部分转化的颜料使得能够看出其原始的层结构。
在其下方还存在特别耐热的二氧化硅保护层,所述二氧化硅保护层通过按照本发明的方法熔化并且在铝热反应中与薄的铝核心发生化学反应
为了触发与液化的铝发生的非常难点燃的铝热反应,需要非常高的温度。
对与糊状物类似的重新凝固的色素残余物的X射线分析惊人地表明,该糊状物中同样存在数量可观的钙原子,就好像所述钙原子共同反应了一样。由于颜料最初不含钙,因此在很大程度上猜测钙原子可能是塑料基体的常见填充材料的组分,并且这些填充材料可能与颜料的组分(主要是包络有二氧化硅的薄的铝核心)发生化学反应,特别是因为最常用的填充材料之一是碳酸钙/方解石/白垩(Kreide)并且已知地在激光下分解为生石灰和二氧化碳。
尽管尚未最终地阐明确切的可能的化学的相互作用,但图6示出了填充材料在一种设计方案中有助于与颜料产生非常高的反应温度。
然而,重要的是认识到通过选择适宜的能量输入使金属核心熔化,并且通过表面张力使颜料/颗粒的形状因子发生变化。无论是颜料涂层,还是漆或基体中的附加的填充材料都不是所述方法的先决条件,并且根据一些设计方案,甚至是不设置/不期望的,以便例如减少由于固有的化学反应使颜料残余物发泡。
通过选择性地转换车身部件的(局部)区域(图案)中的颜料并在另一(局部)区域中保持颜料不变,使得能够在漆中提供雷达可透过的区域,并且同时使得在设计方面具有灵活性,使得能够实现从可见区域中的部分的透明到光学上不可见的结构化的所要情况。因此,按照本发明的优选的设计方案,通过图案化/结构化(通过将能量输入车身部件的选择的区域中——例如通过选择性激光扫描或者通过使用掩膜)产生针对雷达波的期望的透明和针对光学上可见的效果(设计)的可见区域中的透明之间的脱耦。
光可透过的基体19包含具有薄的金属层或者金属核心16的颜料薄片。基体19在必要时包含传统的热敏感的填充材料颗粒17、例如CaCO3(方解石/白垩/碳酸钙),所述填充材料颗粒在统计学上来看可能位于金属核心旁边。在塑料中使用CaCO3以改善激光可标记性本身是已知的。例如1991年的文献US 5075195公开了一种在通过使用白垩/方解石(=CaCO3)作为填充材料的聚丙烯基体中基于铝效果颜料(在金属核心上具有金属氧化物保护层)的激光标记填充材料。
按照本发明,激光射束11照射穿过基体以通过部分地吸收A激光射束的能量使薄的金属层或者部分透明的金属核心16液化,其中,射束的被吸收的能量份额A可以计算为到达薄片的能量与反射的(R)和透射的(T)能量份额的差A=1-R-T。
猜测通过使液态的金属收缩成球形的液滴使液态的金属的表面张力迫使颜料的形状因子发生显著的变化。这种金属液滴冷却并且凝固后,所覆盖的面积比原来的核心小得多。通过激光照射的区域中颜料薄片的原始的金属核心的重新凝固的残余物的显著降低的遮盖能力的,不仅导致透明度或者半透明度提高,并且由于通过薄片重叠产生的寄生电容的减少,还大大改善了针对微波的透射。
如果能热分解的填充材料颗粒17位于颜料附近,还猜测液化的金属将与填充材料颗粒的分解产物发生放热反应,并且至少部分地转化为透明的并且介电的金属氧化物,所述金属氧化物进一步提高了被照射的区域的透明度。例如通常将非常精细地研磨的碳酸钙颗粒用作底漆和母料中的填充材料。在激光照射下,基本上热不稳定的碳酸钙分解成生石灰和二氧化碳。后者随即与液态的金属的表面18发生强烈的放热反应,其中,形成带有CO气泡的半透明的金属/金属氧化物海绵状物,正如图5右上所示,以及DC.Curran的论文(“以碳酸钙为发泡剂生产铝制泡沫产品Aluminium Foam Production using Calcium Carbonateas a Foaming Agent”剑桥大学,2004年)的第173页中所解释的那样。
由于反应动力学,海绵状的颜料残余物中所包含的气泡被40-100nm厚(并且透明)的金属氧化物膜包围。
这种例如可以用于火星航天器的火箭发动机(Rossi et al“铝颗粒在二氧化碳中的燃烧Combustion of Aluminum Particles in Carbon Dioxide”,燃烧科学与技术,第164卷,第209-237页,2001)的铝-二氧化碳反应2Al+3CO2==>Al2O3+3CO,已知尤其是通过液态的铝金属产生非常高的温度(>3000℃)。如此高的温度足以点燃二氧化硅保护层和铝核心之间的铝热反应,该铝热反应随即可能将其余的铝金属转化为透明的二氧化铝。
如果金属效果颜料的核心备选或附加地被其它层包围,例如被高折射率的硫族化物层、例如氧化铁包围,以实现干涉色效果,则由方解石分解推动的铝-二氧化碳反应同样可以导致铝核心和硫族化物层之间的铝热反应被点燃,由此使薄的铝核心完全转变为透明的氧化物,这持久性地改变了激光照射的区域的干涉色效应,并形成更好的雷达波透明度。
在现有技术中,金属效果颜料制造商普遍存在技术和安全偏见,认为铝热反应产生火灾隐患,并且始终是无论如何都必须加以抑制的严重弊端。
图7的图表定量地示出,按照本发明的具有薄的核心、优选VMP核心的颜料的自由焓是这样的低,以至于几乎不存在火灾隐患并且所述颜料可以在没有特殊的消防安全要求的情况下更安全地干燥地存储和运输。
本发明优选的必要时具有硫族化物干涉层(例如Fe2O3)的UTP(超薄颜料)具有VMP铝核心,所述VMP率核心在有意地(通过按照本发明的激光标记)或者无意地触发铝热反应的情况下均实现了比经典的干涉颜料更好的防火安全性,所述经典的干涉颜料由于铝核心较厚而具有很高的铝热反应风险,因此出于安全原因必须在化学计量上使颜色受到限制。UTP的这种较低的风险实现了更宽的干涉颜色范围,该干涉颜色范围也可以更好地并且成本更低廉地借助激光标记成透明的和/或微波可透过的。
本发明还涉及所述方法的产品、例如由金属效果颜料涂漆的物体、例如针对雷达波可透过性更高的塑料车身部件、例如化妆品瓶、钞票或者机动车操作元件等物体,所述物体随后被标记或带有透明、半透明或背光标志(在镜面涂层中)的微型标记,这些标志对雷达波和/或光波是透明的。
同样地,本发明涉及适用于该方法的金属效果颜料、干涉金属效果颜料、含金属颗粒的用途,以及印刷油墨、漆、母料和含有此类合适颗粒或颜料的制品,并且是针对流程的应用进行了优化。还例如通过使用促进颜料或含金属颗粒的金属含量的化学反应或物理变形的合适的激光敏感填充材料来优化。
该工艺与传统的激光标记的不同之处在于,通常反射的金属效果颜料表面的电磁波透射通过由激光束引起的颜料收缩而持久性地提高,其中,通过直接的熔化和/或通过触发辅助化学反应这样改变颜料薄片,使得所述颜料薄片的金属核心至少部分地熔化、发生化学变化和/或被破坏。经处理的表面由此能够变得更透明或半透明。
为了进行对比,来源于Feist博士的《表面技术
Figure BDA0004080169880000131
》一书的图3(现有技术)示出了传统的激光标记方法的目的。
虽然几十年来这些技术已为人所知,即能够(具体即通过底漆基体的局部碳化、气化或者化学变化)在所述深度标记颜料漆,而不会损坏其前面的清漆层或塑料层,但迄今为止,目的是对金属效果颜料本身进行物理或者化学的改变,使其不再干扰微波辐射,而不会过多损害漆的保护效果和/或光学特性的激光标记方法并不是已知的。
与本发明不同的是,由现有技术已知的工艺(雕刻、颜色改变和碳化、发泡和层去除)不会导致物理的或者化学的颜料转变,相反地,传统的激光标记方法基于聚合物基体的转变。传统的激光标记方法的技术方案既不是降低单独的颜料的遮盖能力,也不是提高电磁波方面的投射。
然而,为了实现最佳的结果,按照本发明的方法需要具有薄的金属核心或层的金属效果颜料薄片或者干涉金属效果颜料薄片、优选具有低熔点的金属、例如锡、铝、铟、锡铟合金、锌、铅、银、铜等的核心的真空金属的化颜料。
更优选地,核心可以这样薄以至于所述核心针对激光部分地透明,由此使激光射束的能量在部分地通过多次反射的情况下仍可以在核心内最佳地被吸收,其中,必须变形或者转变的金属的量保持得足够小。无论如何,核心必须足够薄,使施加的能量足以熔化所述核心。
然而,金属化的漆层的期望的光学印象自然是选择最佳的核心厚度的主要因素:较薄的铝核心反射较少的光(下表中的低R值),并且因此看起来较暗,而较厚的铝核心(从大约320埃/32纳米厚度开始,超过90%的光被反射)看起像来更亮的银色金属。
表格IV.在最佳条件下n=1.5的透明基材上的脱水的Al膜在不同波长下的反射率和透射率作为膜厚度的函数。(对于膜厚度>100A的情况,计算值与直接测量值一致;背面防反射。)
TABLE IV.Calculated reflectance and transmittance of Al filmsevaporated under optimum conditions onto transparent substrates of n=1.5 forvarious wavelengths as a function of film thickness.(Calculated values agreewith directly measured ones for film thick-nesses>100A;back surfaceantireflected.)
Figure BDA0004080169880000141
Film thickness=膜厚度
Wavelength=波长
在表IV中,来源于美国光学学会杂志,G.Hass和JE Waylonis,1961年七月,Vol.51no.7的“蒸发铝在可见光和紫外光谱中的光学常数及反射率和透射率OpticalConstants and Reflectance and Transmittance of Evaporated Aluminiumin theVisible and Ultraviolet”的表格给出了铝薄膜在不同的波长下的反射率和透射率。尽管光吸收对于量化激光束对核心的加热很重要,但在表中并未明确地给出,然而可以通过公式A=1-R-T从表中确定薄的铝层或者核心的吸收。在8至32nm的厚度范围内,处于10%或者更高的吸收是相对有利的。在8-16nm的厚度范围内,根据波长,有时超过15%的吸收是最有利的,这以相对较少的激光能量提供了对铝核心的相对较强烈的加热。
铝核心例如在约40nm的情况下(按照表格,在厚度为40nm时透射率>0.2%)对于Nd-YAG激光器(1064nm,在532nm时为双倍频或者在355nm时为三倍频率)的光部分透明,并且最适合于在厚度为8至32nm,优选10至20nm时吸收激光,并且在该厚度范围中特别适用于本发明的方法。
尽管在铝核心的厚度超过40nm时仍几乎不变地吸收10%的激光能量,但明显的是,体积较大的核心在吸收相同能量的情况下加热的速度较慢,因此较厚的核心不利于可能的物理熔化效应或者可能的化学反应。在核心较厚时,激光束在颜料内的多次反射在对于整体加热的作用也比核心较薄时小。
由于这些原因猜测,并且进行的实验已经证实,较厚的核心不太适合本发明的方法,因为较厚的核心低损耗地将激光反射回基体中,并且由于较大的体积无论如何都不会很快地加热。
在按照本发明地在颜料中触发放热的化学反应、例如铝热反应(例如,通过激光点燃具有铝核心和氧化铁涂层的干涉金属颜料)时,较厚的金属核心会由于较大的金属量而更剧烈并且更危险地反应,由此增加产生火灾的风险。对于较薄的铝核心,点燃的铝热反应不再不受控制地在颜料之间传播。
根据迄今对基于铝纳米颗粒的颜料的关于火灾危险的安全技术上的偏见,铝纳米颗粒尤其是在与确定的金属氧化物、例如化学计量的氧化铁或者氧化钛接触时应当被归类为潜在的危险材料,(作为这些偏见的证据尤其参见Eckart的文献WO 2005/049739,根据该专利文献,可实现的颜色范围由于火灾危险而受到限制,还可参见Schlenk的文献EP3283573B1,根据该专利文献,铝热反应可以在铝与其余物质的比例确定时得到抑制。这些限制对于薄的铝核心不再适用。因此,适用于按照本发明的方法的具有薄的核心的干涉金属效果颜料至少在两个方面更有利:明显更宽的颜色范围和高的防火安全性,对此可参见图5。
尽管针对不同的颜料结构类型猜测了通过激光照射产生透明性的一系列可能的物理和化学方面的解释,但尚未最终阐明哪些是最重要的。
对于仅由薄的铝金属构成的必要时具有更薄的保护层的颜料,猜测通过激光加热的颜料或者简单地熔化(铝熔点660℃),并且由于液态的铝的表面张力而基本上失去了其非常平坦的形状因子,并且如图4示意性示出的那样重新凝固成近似球形,或者按照图5所示的反应与塑料基体的激光敏感的填充材料(方解石/白垩、CaCO3)在约800℃发生化学反应,并且如图6右侧所示的那样呈海绵状地并且近似呈球形地重新凝固为铝/氧化铝/生石灰/CO2/CO,其中,铝至少部分地转化为氧化铝。在一种改进的设计方案中建议以MgCO3/白云石代替方解石/白垩作为涂料层/塑料中的填充材料。
因此,经处理的面的光透射和微波透射的显著改善不仅是由于图4中建议图8中通过实验可见的金属效果颜料遮盖能力的降低(在图8的经处理的区域中大部分颜料这样收缩,使得仅有一些颜料仍可见),而是也因为氧化铝作为核心转变的反应产物基本上是透光的、因为生石灰呈现白色,并且因为这些反应产物无法再反射微波。一方面由于这些反应产物不再导电,另一方面由于没有导电的薄片组分使得图1中示意性示出的界面极化现象将不再存在,从而使不利于微波透射的寄生电阻效应几乎完全消失了。
在图5的左侧示出了部分地熔化的颜料,该颜料似乎没有化学反应的特征(几乎没有层的混合)。
另一方面,在图5的右侧示出了明显发泡的颜料残余物,所述颜料残余物像海绵那样具有多个气泡,就好像铝与已知通常用作起泡剂的塑料填充材料、例如碳酸钙发生了反应。这种铝泡沫反应在Aboraia等人的在工程科学杂志第39卷第2期,2011年3月的“泡沫铝的生产及碳酸钙作为发泡剂的作用production of aluminum foam and the effect ofcalcium carbonate as a foaming agent”中进行了描述,以及在2004年剑桥大学的DCCurran博士论文:“以碳酸钙为发泡剂生产泡沫铝Aluminium foam production usingcalciumcarbonate as a foaming agent”https://www.repository.cam.ac.uk/handle/1810/252945进行了描述;与二氧化碳的相关地尤其参见“发泡机制Foaming mechanisms”的段落,第173-174页。
在与观察到的实验结果相符的两种现象、即物理的融化和/或化学反应中,原始的颜料薄片的形状因子急剧地收缩,并且由此使由于颜料重叠造成的界面极化和寄生电容同样急剧地减少。
作为计算示例描述直径为8微米(对应于面积约50平方微米的遮盖能力)和厚度为12纳米的真空金属化的颜料,其金属核心例如由铝或者铝合金构成为金属的形式。金属的纯度对本发明而言相对是不重要的。颜料被激光熔化,并且如图5左上角的视图细节所示的通过实验得出那样由于表面张力以液态的形式重新收缩成液滴,然后重新以近似球形的形式凝固。所述颜料的体积在原始的片状形式和液滴形式中均为0.603立方微米不变,这对应于直径约为1.04微米的球体,其中一个仅为0.85平方微米。
这样处理的颜料的遮盖能力比原始的颜料小约60倍。因此,经激光处理的区域中针对雷达波的颜料重叠现在少得多,或者在收缩的颜料残余物之间几乎不再有重叠。此外,由于遮盖能力以60的系数降低使颜料的透明度高得多,因为现在强烈地收缩的颜料区域几乎无法再遮盖背景。这种透明效果还通过两个其它的现象得到增强:首先,通过较小的颗粒周围的更强的散射产生更明显的半透明效果;其次,处于液态的金属核心与其周围环境发生的可能的化学反应(通常是氧化反应)通常产生更透明的反应产物,所述反应产物使核心残余部分更加透光。
对图5右侧示出的细节进行描述,其中,在激光照射后在颜料残余物的糊状物中产生多个气泡,所述颜料残余物除了所述气泡之外基本上是均匀的,这为关于颜料转化过程的多个假设和结论提供了根据。首先,可能达到非常高的温度,因为即便是保护包络结构的对激光透明的二氧化硅(熔点1710℃)也完全熔化。
其次,只有在不仅发生了纯粹的物理熔化,而且还发生了产生可观的量的气体的化学反应,才能够解释颜料残余物中的气泡。由于颜料的主要组分(铝和二氧化硅)只能以铝热反应相互反应,并且由于这种反应无法产生气体,因此观察到的气泡可以被视为重要证据,因此取而代之地或者附加地发生了其它化学反应,所述其它化学反应能够在反应过程中在颜料残余物内部产生许多气泡。已知塑料基体的常见的填充材料、例如碳酸钙,其由于温度的原因分解成二氧化碳和生石灰作为液态的铝的起泡剂,并且液态的铝在二氧化碳中的燃烧实现了极高的高达3000℃的燃烧温度,所述燃烧温度能够使二氧化硅彻底液化并且触发二氧化硅与铝的铝热反应,这一事实使得按照图6的假设成为可能,即碳酸钙被视为试剂,并且气泡可能包含由未反应的二氧化碳和一氧化碳构成的混合物。
测试设备、测试样品和测试结果。
作为近红外激光源使用传统的计算机控制的台式激光标记设备,其具有在1064nm的情况下具有固定的15KHz的脉冲频率的脉冲Nd-YAG激光器,所述台式激光标记设备配备有适宜的扫描单元、调节单元和样品容纳装置。
该设备能够以可变的脉冲间隔(通常使用6到36微米的脉冲间隔)和规定的从6瓦到大约十分之一瓦的射束功率衰减将几乎任意的2D图案输出到测试样品上。
由于适宜的脉冲间隔和脉冲功率在很大程度上取决于颜料和基体,因此必须根据情况确定适宜的激光参数。
测试样品由平坦的聚丙烯片构成,并且配备有具有按照本发明的薄的铝核心的不同的金属效果颜料和干涉金属效果颜料。
提供具有各种浓度的不同金属效果颜料的聚丙烯板作为测试对象,所述金属效果颜料如汽车工业中常见的那样直接施加在塑料中或者施加在底漆中。此外,一些样品如在汽车涂料中常见的那样在底漆上配备了清漆。
作为对比示例对非本发明的颜料、例如珠光颜料和具有较厚的金属核心的金属效果颜料进行测试,其中,证实了薄的金属核心对于按照本发明的方法确实是重要的。
对于非本发明的颜料、例如Kuncai公司的珠光颜料没有发现产生任何透明效果的激光参数:没有产生透明效果,并且在激光射束过强时产生基体的灼烧。
在按照本发明的大多数样品中,透过透明的清漆进行激光照射以实现透明度被证实是更加困难的,这可能是由于清漆中的激光损耗。这相应地仅部分产生了期望的透明度结果。
图8示出了如何通过具有不同的标记速度(脉冲间距)、激光功率和每个多边形序列之后的等待时间的实验区域确定每种颜料/基体/基材组合的适宜的Nd-YAG激光参数。
选择同心地布置的环作为轨道。在功率较高并且标记速度较低时,在图8左侧的视图中可以在测试样品上看到基体的明亮的发泡,并且除了所实现的透明度之外,还可以通过触觉感觉到。
这种附加的触觉效果可能在下述情况下是有利的或者期望的,即例如在由金属效果着色塑料构成的操作元件上制造背光照射的由激光处理的标志,特别是对于汽车、船或者飞机驾驶舱、计算机键盘或者手机上的必须在夜间操作的带有激光处理的标志的控制元件,以及出于安全原因必须既能看到又能被感觉到的操作元件。
这些实验证实,当使用具有薄的金属核心的金属效果颜料时,经激光处理的区域变得透明或半透明,并且经激光处理的区域中的类似镜面的效果被破坏。这尤其可以在图9右侧视图中的对图8的区域的高度放大的细节视图中看到,在该细节视图中各个单独的金属效果颜料由于放大而变得可见。
已经表明,在大多数情况下,在15KHz中0.25瓦的射束功率足以产生本发明的透明/半透明效果和反射率的相应降低。
在功率更高时可能如图9单独地示出的那样更多地产生基体的碳化。
在有针对性地使用更高浓度的发泡剂(例如在激光下分解的碳酸钙)或者更强的激光照射时,除了局部透明之外,经照射的区域还可以被赋予能感觉到的触觉效果。
图9示出了激光处理后测试对象的金属效果着色表面的放大视图,左侧视图聚焦在表面,右侧视图聚焦在表面下方,所述放大视图示出,在激光处理的区域中,除了一些由激光引起的碳化外,反光的颜料几乎不再可见,并且在表面以下也几乎不再可见,因为所述颜料由于熔化和液态的核心的表面张力在激光照射下这样收缩,使得所述颜料的遮盖能力实际上被消除。
同样由于经激光处理的颜料的这种收缩使得对微波透射产生问题的颜料重叠及其寄生电容实际上消失了,所述寄生电容在未经处理的区域中产生高反射系数。因此经激光处理的区域不反射光或微波,这可以通过按照图11的网络分析-测试装置得到证实。
图10示出了更成熟的具有呈正方形被扫描的测试区域的实验测试矩阵在激光功率为0.25W、脉冲重复频率为15kHz以及波长为1064nm并且具有根据按照图8的结果优化的激光参数的情况下的原理、参数和结果。
六个测试区域的脉冲间距为6、12、18、24、30和36微米,其中,所实现的透明度相应地降低(被照射的区域显然会随着激光脉冲间距的增加而变暗)其中,写入速度增大;在36微米的情况下,网格线和单独的照射点变得可见;测试了五种颜料类型和浓度。
示出了低浓度样品(Chromos颜料,制造商Schlenk)的结果,所述样品即使在未经激光处理的区域中也看起来特别暗并且几乎不反光,因为颜料的特点是由铝构成的特别薄的金属核心,颜料份额为0.16%).
成功测试了五个样品,其中包括Schlenk公司的纯铝Decomet颜料,该颜料不具有硅保护层,即不具备使用铝热反应的附加的反应热的可能性。所有样品都表现出相似的光学的透明度等级。
借助图11所示的波导体材料表征套件(MCK)通过测量两个波导体之间的测试样品的反射系数确定测试样品的微波反射特性,所述两个波导体分别与矢量网络分析装置(VNA)连接。
对于按照本发明的由干涉金属效果颜料Zenexo Golden Shine构成的激光图案化油漆样品(颜料结构:薄的铝金属层,由二氧化硅保护层包络,之后包络至少一层由氧化铁构成干涉层,金色的干涉色),在以相对较大且明显的约0.1毫米激光脉冲间距进行激光照射后,反射系数按照预期地从未经激光处理的状态下的-5dB降低至-15dB。
由反射系数的测量也可以确定透射特性。-15dB的反射系数(S11)意味着仅由非常少量的微波能量被测试对象上的经激光处理的漆反射,而几乎所有的雷达能量都无阻碍地透射通过测试对象。
在进行波导体测量时可以定量地测量激光处理如何改善涂漆的面的针对雷达波的可透过性,以及通过激光照射以何种程度抑制在漆上的不期望的反射。
在图13中示出了天线罩缝隙轮廓(Y形缝隙矩阵天线罩,经激光透明处理成涂覆有Zenexo Golden Shine颜料的物体)的特性。
在图14中示出了Y形缝隙矩阵天线罩的特性,该天线罩经激光穿过40微米的清漆透明处理成涂覆有银色颜料Alustar的物体。
图12示出了通过矢量网络分析装置(VNA)和自由空间材料表征套件(MCK)对测试样品、例如涂覆有金属漆的车身部件的自由空间反射系数进行测量。插图来源:MichelJoussemet“毫米波和太赫兹下的新型器件和材料表征novel devices and MaterialCharacterization at mm-wave and Teraherz”,Agilent Technologies,可在通过互联网在https://www.keysight.com/upload/cmc_upload/All/noveldevices.pdf获取。
图13和图14中所示的Y形缝隙天线罩轮廓来源于缝隙状天线理论的教导,其中,该理论显然适用于均匀的、良好地传导的金属板中的缝隙。当然,缝隙天线罩并非本发明在微波领域、雷达领域或者5G电信领域的唯一可能的应用。
本发明还包括在塑料上制造由经激光处理的金属效果颜料漆构成的发射天线或接收天线或天线元件,以及为飞行物体制造相对价格低廉的雷达吸收结构。
在使用VMP颜料和适宜的、特别低损耗的介电基体时,天线理论和辐射吸收结构的整体教导可以尤其是在微波范围内在整体上推导到金属效果着色的表面,因为这些颜料从制造过程起就特别的光滑并且具有良好的重叠特性。
图13和图14中所示的Y形缝隙和整圆的天线罩轮廓经激光处理然后在毫米射束下进行实验测量(在约76GHz的频率范围内,对应于4毫米的波长)。
按照图15的涂漆的聚碳酸酯板的测量结果实现了与未经激光处理的金属效果着色的表面的比较。
这些测量结果表明,对于颜料(测试38-1至38-7,铝厚度不超过80nm),激光处理对毫米波的反射和透射产生了相当大的影响。尤其是对于结构3(经激光处理的整圆),其中,测试结果几乎与没有颜料的聚碳酸酯板一样好。
本发明的其他重要方面可以表述如下:本发明的技术方案是提供一种方法,所述的方法用于持久性地提高包含含有金属的薄片或者涂覆有金属的颗粒的基本上介电的物体或层的针对电磁波或其他电磁辐射的透明度、半透明度或者透射率,其特征在于,薄片或者颗粒的金属成份优选至多80nm厚、进一步优选至多30nm厚,并且例如通过激光实现的能量输入(光输入或者热输入等)足以实现金属成份的持久性的形状改变和/或触发金属成份的化学反应,所述形状改变或者化学反应显著地提高了物体或者层针对电磁波的透明度、半透明度或者透射率。
然而优选地不对介电的层或物体本身造成损坏。
本发明的技术方案还在于用于提高基本介电的物体的针对电磁波的透明度、半透明度或透射的方法的任何产品。

Claims (21)

1.一种用于提高涂漆的车身部件中的雷达波透射率的再处理方法,所述方法包括以下步骤:
-提供涂漆的车身部件,所述车身部件包含至少部分地具有金属形式的薄黏结金属成份的金属效果颜料、干涉金属效果颜料或者含有金属的颗粒,
-引入激光,
其特征在于,所述激光设计用于至少触发所述颜料或者颗粒的金属形式的金属成份的熔化,由此使所述颜料或者颗粒的形状因子发生改变,并且由此提高雷达波的透射。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,例如通过选择性的激光扫描或者通过使用掩膜,选择性地保护车身部件的一些区域免受激光输入的影响或者免除激光输入(图案)。
3.根据前述权利要求之一所述的方法,其特征在于,多个限制在局部的激光输入在涂漆的车身部件中产生图案,所述图案由改变颜料的区域和未改变颜料的区域构成。
4.根据权利要求2或3所述的方法,其特征在于,通过所述图案仅提高针对雷达波的透过性或透射特性。
5.根据权利要求2或3所述的方法,其中,所选择的图案用作频率选择表面,所述频率选择表面例如用于制造雷达吸收材料(RAM)。
6.根据权利要求2-5中至少一项所述的方法,其中,所述图案设计为,使得所述漆层构成缝隙天线、天线罩、阵列天线或者波长选择性吸收的表面的电磁功能性部件。
7.根据权利要求1所述的再处理方法,其特征在于,通过在所述漆层中经激光处理形成缝隙天线罩图案或缝隙图案,在所述车身部件的期望的区域中实现改进的无线电波透射、雷达波透射或者毫米波透射。
8.根据权利要求7所述的再处理方法,其特征在于,由于所述缝隙天线罩图案的经激光处理形成的线的宽度小于十分之一毫米,因此在所述漆层中经激光处理而形成的图案由人眼无法察觉或者几乎无法察觉。
9.根据前述权利要求之一所述的再处理方法,其特征在于,所述颜料的(金属形式的)薄黏结金属成份设计得如此薄,使得所述金属成份对于所述方法所使用的具有在10600nm(CO2激光)至266nm(Nd-Yag激光的四倍频率)之间、优选在1064nm和355nm之间的波长的激光部分地透光,即所述金属成份设计得如此薄,使得所述金属成份在所述波长范围内的至少一个波长中被所述激光的至少0.2%透过。
10.根据前述权利要求之一所述的再处理方法,其特征在于,初始的薄片或者薄金属成份至少部分地被液化并且以类似球形的形状被重新凝固。
11.根据前述权利要求之一所述的再处理方法,其特征在于,所述颜料的金属形式的金属成份通过共同作用或者通过部分地吸收光输入借助放热的化学反应与所述颜料的其它组份和/或与所述基体的激光敏感的填充材料发生反应,所述颜料嵌入所述基体中。
12.根据前述权利要求之一所述的再处理方法,其特征在于,金属形式的金属成份是真空金属化的颜料,或者具有真空金属化的核心或者层,所述金属成份优选具有最大厚度的金属核心或者低于80nm、优选低于32nm,更优选低于27nm、进一步优选低于25nm,最优优选在8nm和17nm之间的层。
13.根据前述权利要求之一的再处理方法,其特征在于,使用所述方法使垂直于颜料表面的光波反射率或反照率降低至少6dB、优选10dB、进一步优选12dB并且最优选20dB,其中,只要测量的光波长小于未处理颜料的直径,则“光波”在此还包括红外线波或者紫外线波。
14.根据前述权利要求之一的再处理方法,其特征在于,垂直于颜料表面的无线电波反射率或者雷达波反射率或者反射散射参数(S11)或者反照率通过使用所述方法降低至少6dB、优选10dB、进一步优选12dB、最优选20dB。
15.根据前述权利要求之一所述的再处理方法,其特征在于,通过使用所述方法使经处理物体的着色的表面的无线电波透射率、雷达波透射率或者毫米波透射率并且针对红外线、可见光或者紫外线中的至少一种光波长提高至少6dB、优选10dB、进一步优选12dB并且最优选20dB。
16.根据权利要求1至15之一所述的再处理方法,其中,所述金属形式的金属成份由具有相对低熔点的金属或者合金、优选锡、锌、铅、银、铜,或者特别优选铝、铟、锡铟合金构成。
17.根据权利要求1至16之一所述的再处理方法,其中,所述金属形式的金属成份的一部分与含有金属的颗粒的金属氧化层或者颜料的金属氧化层发生放热反应,并且所述金属成份至少部分地被氧化(铝热反应)。
18.根据前述权利要求之一所述的再处理方法,其中,所述光输入直接或间接地通过表面张力在至少一种颜料或含有金属的颗粒中导致其外表面积以系数10、优选20、进一步优选30甚至更有利地以系数60地减小,由此产生颜料的遮盖能力的相应降低,所述遮盖能力的降低提高了透明度和无线电波透射率。
19.一种车身部件或者漆层,所述车身部件或者漆层包含至少一种按照前述权利要求中之一所述地被转化的颜料或者含有金属的颗粒。
20.根据权利要求19所述的车身部件或者漆层,其中,含有所述颜料/颗粒的层/基体包括聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚乙烯、含氟聚合物、例如聚四氟乙烯,进一步优选是聚甲基丙烯酰亚胺或其混合物。
21.一种能够被转化的颗粒、例如薄片、优选金属效果颜料薄片,所述能够被转化的颗粒在根据权利要求1所述的方法中使用,其中,所述颗粒至少包含:
-金属形式的第一金属;和
-(在具有或不具有中间层的情况下)包裹所述第一金属的第一氧化物。
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