具有增强反射性的漆制造技术

本公开涉及涂层，具体为汽车涂层，其对电磁辐射，特别是例如在激光雷达系统中使用的近红外辐射，具有增强的反射率，另外还涉及用于生产该涂层的方法。生产该涂层的方法。生产该涂层的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有增强反射性的漆


[0001]本公开涉及涂料(coating)，具体为汽车涂料，其对电磁辐射，特别是例如在激光雷达(Lidar)系统中使用的近红外辐射，具有增强的反射率，另外还涉及用于生产该涂料的方法。

技术介绍

[0002]移动性向自动驾驶的成功转变需要在汽车中可靠地应用大量测量和传感器系统。其中一项关键技术是激光雷达(光探测和测距)。在激光雷达传感器中，激光辐射被沿特定角度方向(可能以恒定或可变速度变化)或角度范围发射到物体表面，然后测量被物体沿着激光路径反射或散射(即，沿着入射激光束/光线的相反方向)的信号/光线。虽然此角度分辨率提供了有关物体位置的信息，但发射和接收的信号/光线(脉冲源)或频率(针对调频连续波(FMCW)源)的延迟提供了有关到物体的距离的信息。此外，多普勒频移可以洞察物体运动。
[0003]这种方法需要足够高的信号从物体散射或反射并撞击激光雷达系统的探测器，该探测器放置在非常靠近其发射器的位置。特别是，深色漆(paint)在激光雷达波长下表现出相当低的反射率，因为激光脉冲被吸收而不是被散射或反射。金属漆表现出高度镜面反射。因此，激光雷达探测器可能无法检测到此类漆，并可能产生错误的距离数据。
[0004]逆反射(retroreflection)是一个众所周知的原理，被广泛应用(例如，用于交通标志或安全服)。逆反射确保入射辐射朝着发射器反射，从而提高物体从光源观察点的可见度。
[0005]US 2016/0146926 A1公开了一种包括光探测和测距(激光雷达)设备和激光雷达目标的系统。激光雷达设备被配置为将光束引导至激光雷达目标。该系统还包括与激光雷达目标接触的逆反射材料。在实施例中，逆反射材料包括被配置为在一段时间内从激光雷达目标上除去的逆反射灰尘。或者，逆反射材料包括逆反射漆、逆反射涂料、逆反射带、逆反射布、逆反射表面饰面或它们的组合。在实施例中，逆反射材料包括逆反射结构，该结构可以包括角隅棱镜或逆反射球。
[0006]WO 2018/081613 A1公开了一种用于增加由近红外电磁辐射照射的物体表面的探测距离的方法。该方法包括：(a)将来自近红外电磁辐射源的近红外电磁辐射导向至少部分地涂覆有近红外反射涂料的物体，与涂覆有吸收大多数相同近红外辐射的与涂料匹配的颜色(其中与颜色匹配的涂料的ΔE颜色匹配值为1.5或更小)的相同物体相比，如在近红外范围内的波长处测量的，该近红外反射涂料将近红外电磁辐射探测距离增加至少15％；(b)探测从近红外反射涂料反射的反射近红外电磁辐射。
[0007]US 2014/0154520 A1描述了一种制备具有高亮度水平和颜色强度的压花细颗粒薄金属薄片的工艺。已通过复制衍射光栅图案(具有大于45
°
的单棱压花角)来压花的反射金属薄片具有等于或大于75μm的D50平均粒度和从约50nm至约100nm的薄片厚度。这些薄片可应用于涂料和印刷油墨，产生极高的亮度，具备与高颜色强度或色度相结合的光学上明
显的闪光或闪耀效果的特征。
[0008]WO 2019/109025 A1公开了一种涂料组分，用于使用高转移效率涂敷器涂敷到基板上。该涂料组分包括载体、粘合剂、腐蚀抑制颜料。该涂料组分具有约0.01至约12.6的奥内佐格数(Oh)。该涂料组分具有约0.02至约6,200的雷诺数(Re)。该涂料组分具有大于0至约1730的德博拉数(De)。
[0009]WO 03/011980A1公开了衍射颜料薄片，包括在表面上形成有衍射结构的单层或多层薄片。多层薄片可以在反射芯层的相对面上具有对称的堆叠涂料结构，或者可以形成有围绕反射芯层的封装涂料。衍射颜料薄片可以散布到液体介质中，例如漆或油墨中，以产生衍射组分，用于随后施加到各种物体上。
[0010]US 2008/107841 A1公开了一种反射性清漆组分，其中包括一种清漆组分，该清漆组分包括由一种或多种树脂和反射薄片组成的聚合物粘合剂，反射薄片在太阳光谱的近红外辐射(NIR)区域的至少一部分中具有至少30％的反射率，并且在太阳辐射光谱的可见光区域的至少一部分中具有29％或更低的反射率。可以将反射性清漆组分固化到汽车的外部固化油漆表面上。所得固化的清漆组分可降低车辆客舱在暴露于太阳辐射下时产生的温度。

技术实现思路

[0011]本专利技术的一个目的是提供一种对在激光雷达系统中使用的电磁辐射具有增强反射率的汽车涂层(coating)。
[0012]本公开提供了一种汽车涂层，其包含增强涂层对电磁辐射的定向反射的结构化效果颜料。本公开的涂层中包含的效果颜料的表面是镜面的(至少在例如激光雷达的预期波长范围内)；效果颜料的几何特性导致入射辐射沿着入射辐射方向逆反射。
[0013]本公开还提供了一种用于生产汽车涂层的方法。
附图说明
[0014]图1示出了本公开的示例性逆反射颜料的示意图；
[0015]图2示出了完美吸收体基板上的包括标准铝片的涂层的模拟反射(现有技术)；
[0016]图3示出了完美吸收体基板上的包括本公开的逆反射颜料的涂层的模拟反射；
[0017]图4示出了分别位于完美吸收体基板上的包括标准铝片的涂层、包括具有衍射光栅表面的铝片的涂层和包括根据本公开的逆反射颜料的涂层的模拟反射的比较；
[0018]图5示出了分别位于强吸收基板上的包括标准铝片的涂层和包括具有衍射光栅表面的铝片的涂层的测量反射的比较；
[0019]图6示出了具有两个逆反射结构的本公开的示例性逆反射颜料的示意图；
[0020]图7示出了根据本公开的作为(1)由银制成的平面镜、(2)白涂料和(3)镀银立方体角结构的入射角的函数的激光雷达反射的比较。
具体实施方式
[0021]在本公开中，逆反射的概念应用于效果颜料。通常，此类效果颜料分散在汽车漆中以产生特殊的颜色或光泽效果。金属片被广泛用作效果颜料。入射到效果颜料上的光被每
个单独片的(大约)平坦表面沿着近镜面方向反射。
[0022]相反，在本专利技术的涂料中使用的片是具有逆反射几何形状的三维结构。因此，入射到这种片的结构化区域上的辐射被反射到光源而不是沿着镜面反射方向。合适的效果颜料的一个例子是具有逆反射表面结构的微米级金属片，例如铝片。
[0023]逆反射结构沿着与入射光的方向相反的方向，通过其周围的窄光束来反射入射光。逆反射用于使逆反射物体看起来比在普通反射中更亮，通常亮10到1000倍。
[0024]逆反射率的直接测量值是物体平面处逆反射光强度I(坎德拉，cd)与照度E(勒克斯，lx)的比率。该比率称为发光强度系数CIL。单位是每勒克斯坎德拉。
[0025]大逆反射表面在特定几何情况下逆反射能力的度量是亮度L与由灯在逆反射表面位置处产生并垂直于照明方向测量的照度E之间的比率。该比率称为逆反射亮度系数R
L
，单位为每勒克斯每平方米坎德拉(cd
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种汽车涂层，包括i)可选的底漆涂料层、ii)基础涂料层和iii)清漆涂料层，所述层i)至iii)中的至少一层包括逆反射颜料。2.根据权利要求1所述的汽车涂层，其中所述逆反射颜料存在于所述清漆涂料层iii)中。3.根据权利要求1所述的汽车涂层，其中所述逆反射颜料存在于所述基础涂料层ii)中。4.根据权利要求1所述的汽车涂层，其中所述逆反射颜料存在于所述底漆涂料层i)中，并且所述基础涂料层ii)对波长在780nm至3,000nm(NIR)范围内的红外辐射是透明的。5.根据权利要求1至4中任一项所述的汽车涂层，其中相对于所述层的所述总重量，所述相应层中的所述逆反射颜料的所述浓度在0.01至10重量％范围内。6.根据权利要求1至5中任一项所述的汽车涂层，其中所述逆反射颜料均匀地分布在所述涂层的整个所述表面上，并且所述逆反射颜料覆盖的所述涂层的所述表面积相对于所述涂层的所述总表面积为至少0.01％。7.根据权利要求1至6中任一项所述的汽车涂层，其中所述基础涂料层ii)另外包括非逆反射效应颜料。8.根据权利要求1至7中任一项所述的汽车涂层，其中所述逆反射颜料是平均直径在10μm至100μm范围内且材料厚度在20nm至1,000nm范围内的金属片，所述金属片的特征包括至少一个逆反射结构，所述逆反射结构是立方体角结构，并且所述立方体角结构的底部形成边长在2至30μm范围内的等边三角形。9....

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：巴斯夫涂料有限公司，
类型：发明
国别省市：