DE102018209085A1

DE102018209085A1 - Black colored object with an electromagnetic or electric field function

Info

Publication number: DE102018209085A1
Application number: DE102018209085.8A
Authority: DE
Inventors: Klaus Seifert
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2018-06-07
Filing date: 2018-06-07
Publication date: 2019-12-12

Abstract

Bei einem schwarz gefärbten Gegenstand (100, 200, 300) mit einer elektromagnetischen- oder elektrischen Feld Funktion, wobei der schwarz gefärbte Gegenstand (100, 200, 300) entweder mittels Pigmenten eingefärbt, mit einem mittels Pigmenten eingefärbten Bauteil (101,103) abgedeckt oder mit einem Lack (101, 103, 201, 301) beschichtet ist, wobei der Lack (101, 103, 201, 301) Pigmente aufweist ist vorgesehen, dass die Pigmente elektrisch nicht leitfähig sind.In a black colored article (100, 200, 300) having an electromagnetic or electric field function, wherein the black colored article (100, 200, 300) either colored by pigments, covered with a pigment colored component (101, 103) or coated with a lacquer (101, 103, 201, 301) is coated, wherein the lacquer (101, 103, 201, 301) has pigments is provided that the pigments are electrically non-conductive.

Description

Die Erfindung betrifft einen schwarz gefärbten Gegenstand mit einer elektromagnetischen- oder elektrischen Feld Funktion, wobei der schwarz gefärbte Gegenstand entweder mittels Pigmenten eingefärbt, mit einem mittels Pigmenten eingefärbten Bauteil abgedeckt oder mit einem Lack beschichtet ist, wobei der Lack Pigmente aufweist. Aus dem Stand der Technik sind beispielsweise KFZ-Antennen, KFZ-Sensoren oder KFZ-Bediensysteme mit kapazitiven Eingabeflächen bekannt. Als Pigmente für schwarze Einfärbungen oder schwarze Lacke werden üblicherweise Ruß-Partikel verwendet. Die Ruß-Partikel können jedoch die elektromagnetische oder elektrische Feld Funktion der betreffenden Bauteile einschränken oder sogar verhindern.The invention relates to a black colored article having an electromagnetic or electric field function, wherein the black colored article is either colored by means of pigments, covered with a component pigmented by means of pigments or coated with a lacquer, wherein the lacquer comprises pigments. For example, motor vehicle antennas, vehicle sensors or vehicle operating systems with capacitive input surfaces are known from the prior art. As pigments for black dyes or black paints usually carbon black particles are used. However, the soot particles can limit or even prevent the electromagnetic or electric field function of the components in question.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Pigmente für schwarze Einfärbungen oder schwarze Lacke anzugeben, die eine Beeinträchtigung der elektromagnetischen oder elektrischen Feld Funktion verhindern oder doch zumindest reduzieren. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Pigmente auch elektrisch nicht leitfähige Pigmente aufweisen. Hierdurch kann auf eine Verwendung von Ruß-Partikeln teilweise oder sogar vollständig verzichtet werden und so die elektromagnetischen- oder elektrischen Feld Funktionen verbessert werden.The object of the present invention is therefore to specify pigments for black colorings or black coatings which prevent or at least reduce impairment of the electromagnetic or electric field function. This object is achieved in that the pigments also have electrically non-conductive pigments. As a result, it is possible to dispense partially or even completely with the use of soot particles and thus improve the electromagnetic or electric field functions.

Wenn auf die Verwendung von Ruß-Partikeln vollständig verzichtet wird und nur nichtleitfähige Pigmente verwendet werden, werden die elektromagnetische und die elektrische Feldfunktion der schwarz gefärbten Gegenstände am wenigsten beeinträchtigt. Die gemeinsame Verwendung von sowohl leitfähigen als auch nicht leitfähigen Pigmenten kann kostengünstiger ausfallen, die elektrischen und magnetischen Feld Funktion können dann aber eingeschränkt sein.When the use of carbon black particles is completely eliminated and only non-conductive pigments are used, the electromagnetic and electric field functions of the black colored articles are least affected. The common use of both conductive and non-conductive pigments may be less expensive, but the electrical and magnetic field functions may be limited.

Als besonders gut geeignete Pigmente haben sich Spinell Pigmente erwiesen. Sie erreichen gute magnetische- und elektrische Feld Eigenschaften bei guter optischer Anmutung.Particularly suitable pigments have been spinel pigments. They achieve good magnetic and electrical field properties with good optical appearance.

Kupfer-Chrom Eisen -Spinell-Pigmente oder Chrom-Eisen -Nickel -Mangan Spinell Pigmente erweisen als besonders gut geeignet für schwarze Lacke oder Einfärbungen.Copper-chromium iron-spinel pigments or chromium-iron-nickel-manganese spinel pigments prove to be particularly well-suited for black lacquers or stains.

Ein schwarz gefärbter Gegenstand mit einer elektrischen Feld Funktion kann als Bedienvorrichtung mit einer kapazitiven Eingabefläche ausgestaltet sein, wobei die kapazitive Eingabefläche entweder mittels Pigmenten eingefärbt, mit einem mittels Pigmenten eingefärbten Bauteil abgedeckt und/oder mit einem Lack beschichtet ist, wobei der Lack Pigmente aufweist.A black-colored object with an electric field function can be configured as an operating device with a capacitive input surface, wherein the capacitive input surface is either colored by means of pigments, covered with a pigmented component by means of pigments and / or coated with a lacquer, wherein the lacquer comprises pigments.

Wenn die Bedienvorrichtung ein Bauteil mit leitfähigen Pigmenten und ein Bauteil mit nichtleitfähigen Pigmenten aufweist, die direkt benachbart oder im Abstand zueinander angeordnet sind, kann zum einen Geld gespart werden, da leitfähige Pigmente in Form von Rußpartikeln billiger sind als nicht leitfähige Partikel in Form von beispielsweise Spinell Pigmenten. Die Bauteile können hierbei jeweils als separates erstes und zweites Bauteil ausgestaltet sein. Es ist auch möglich ein zweites Bauteil als einen Lack, welcher ein zweites Pigment enthält, auszugestalten mit dem das erste Bauteil lackiert ist. Bei den beiden vorgenannten Ausführungsformen ist beispielsweise das erste Pigment leitfähig und das zweite Pigment nicht leitfähig. Durch die beiden Bauteile wird insgesamt die Schwarzfärbung der kapazitiven Eingabefläche erhöht.If the operating device has a component with conductive pigments and a component with non-conductive pigments, which are directly adjacent or spaced apart, money can be saved, since conductive pigments in the form of soot particles are cheaper than non-conductive particles in the form of for example Spinel pigments. The components can each be configured as a separate first and second component. It is also possible to design a second component as a lacquer containing a second pigment, with which the first component is painted. For example, in the two aforementioned embodiments, the first pigment is conductive and the second pigment is nonconductive. Through the two components, the overall blackening of the capacitive input surface is increased.

Wenn die kapazitive Eingabefläche beispielsweise mit leitfähigen Pigmenten eingefärbt oder mit einem Lack mit leitfähigen Pigmenten lackiert ist und dann im ersten Fall auf der kapazitiven Eingabefläche und im zweiten Fall auf dem Lack die Elektroden der kapazitiven Eingabefläche angeordnet sind, welche dann mit einem Lack oder einem Bauteil mit jeweils nicht leitfähigen Pigmenten in Richtung eines Bedieners der Bedienvorrichtung abgedeckt ist, wird durch die leitfähigen Pigmente die Bedienvorrichtung elektromagnetisch abgeschirmt, so dass externe elektromagnetische Felder das Bediengerät nicht oder weniger beeinträchtigen und gleichzeitig das Bediengerät die Umgebung weniger elektromagnetisch beeinträchtigt. Die Elektroden können gleichzeitig die Eingaben des Bedieners der Bedienvorrichtung ungestört erfassen, da zwischen ihnen und dem Bediener keine leitfähigen Pigmente das elektrische Feld stören.If the capacitive input surface is colored, for example, with conductive pigments or coated with a lacquer with conductive pigments and then the electrodes of the capacitive input surface are arranged in the first case on the capacitive input surface and in the second case on the lacquer, which then with a paint or a component is covered with each non-conductive pigments in the direction of an operator of the operating device, the control device is electromagnetically shielded by the conductive pigments, so that external electromagnetic fields do not affect the HMI device or less and at the same time the control unit affects the environment less electromagnetic. The electrodes can simultaneously detect the inputs of the operator of the operating device undisturbed, because between them and the operator no conductive pigments interfere with the electric field.

Wenn die kapazitive Eingabefläche einen transparenten Werkstoff aufweist, kann auf der dem Bediener des Bediengerätes abgewandten Seite der Eingabefläche benachbart oder im Abstand ein elektrooptisches Display angeordnet sein und so die kapazitive Eingabefläche Teil eines Touchscreens sein.If the capacitive input surface has a transparent material, an electro-optical display may be arranged adjacently or at a distance on the side of the input surface facing away from the operator of the operating device, and the capacitive input surface may be part of a touchscreen.

Ohne elektrooptisches Display kann die kapazitive Eingabefläche Teil eines Touchpads oder einer kapazitiven Taste sein.Without an electro-optical display, the capacitive input surface may be part of a touchpad or a capacitive button.

Ein schwarz gefärbter Gegenstand mit einer elektromagnetischen Feld Funktion kann beispielsweise als Sende- und/oder Empfangseinheit elektromagnetischer Strahlung in Form beispielsweise einer Antenne ausgestaltet sein. Diese Sende- und/oder Empfangseinheit elektromagnetischer Strahlung ist dann mit einem Bauteil mit einem nichtleitfähigen Pigment bedeckt, wobei das Bauteil als Lackschicht der Antenne oder separates Bauteil ausgestaltet sein kann, in welches die Antenne eingeführt ist.A black-colored object with an electromagnetic field function can be designed, for example, as a transmitting and / or receiving unit of electromagnetic radiation in the form of, for example, an antenna. This transmitting and / or receiving unit electromagnetic radiation is then covered with a component with a non-conductive pigment, wherein the component may be configured as a lacquer layer of the antenna or separate component, in which the antenna is inserted.

Ein schwarz gefärbter Gegenstand mit einer elektromagnetischen Feld Funktion kann beispielsweise als Radarsende- und/oder Empfangseinheit ausgestaltet sein. Diese Radarsende- und/oder Empfangseinheit ist dann mit einem Bauteil mit einem nichtleitfähigen Pigment bedeckt, wobei das Bauteil als Lackschicht der Radarsende- und/oder Empfangseinheit oder als separates Bauteil ausgestaltet sein kann, in welches die Radarsende- und/oder Empfangseinheit eingeführt oder mit dem die Radarsende- und/oder Empfangseinheit abgedeckt ist.A black-colored object with an electromagnetic field function can be designed, for example, as radar transmitter and / or receiver unit. This Radarsende- and / or receiving unit is then covered with a component with a non-conductive pigment, wherein the component can be configured as a paint layer of Radarsende- and / or receiving unit or as a separate component, in which the Radarsende- and / or receiving unit introduced or with the radar transmitter and / or receiver unit is covered.

Wenn gewisse Beeinträchtigungen des schwarz gefärbten Gegenstands mit einer elektromagnetischen Feld Funktion zulässig sind, können neben den nichtleitfähigen Pigmenten auch leitfähige Pigmente eingesetzt werden, wobei die verschiedenen Pigmente gemischt oder in benachbarten Bauteilen eingesetzt werden können. Die Ausführungen zu den zu den Gegenständen mit elektrischen Feld Funktionen können entsprechend angewandt werden.If certain impairments of the black-colored article with an electromagnetic field function are permitted, conductive pigments can be used in addition to the non-conductive pigments, wherein the various pigments can be mixed or used in adjacent components. The comments on the objects with electric field functions can be applied accordingly.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel eines schwarz eingefärbten Gegenstandes in Form einer Bedienvorrichtung
2 ein Ausführungsbeispiel eines schwarz eingefärbten Gegenstandes in Form einer Antenne
3 ein Ausführungsbeispiel eines schwarz eingefärbten Gegenstandes in Form eines Radarsensors

The invention is explained below with reference to the figures. Show it:

1 an embodiment of a black-colored object in the form of an operating device
2 an embodiment of a black-colored object in the form of an antenna
3 an embodiment of a black-colored article in the form of a radar sensor

In 1 erkennt man eine Bedienvorrichtung 100 und einen Finger F einer Bedienperson. Die Bedienvorrichtung 100 weist eine kapazitive Eingabefläche auf, wobei die kapazitive Eingabefläche ein erstes Bauteil 101, Elektroden 102 und ein zweites Bauteil 103 aufweist. Weiterhin weist die Bedienvorrichtung 100 ein elektrooptisches Display 104 in Form beispielsweise eines LCD, ein Gehäuse 105, eine elektronische Steuereinrichtung 106 und eine Beleuchtungsvorrichtung in Form von Leuchtdioden 107 auf. Das Bauteil 101 weist nicht leitfähige Pigmente auf, das Bauteil 103 weist Pigmente auf, die alle leitfähig sind. So wird die elektronische Steuervorrichtung 106 von äußeren magnetischen Feldern abgeschirmt und kann selbst durch die kapazitive Eingabefläche 101, 102, 103 keine elektromagnetischen Störungen emittieren. Die Änderungen des elektrischen Feldes, die durch den Finger F verursacht werden, können durch das Bauteil 101 von den Elektroden 102 erfasst und von der elektronischen Steuervorrichtung 106 verarbeitet werden, ohne dass die Pigmente des Bauteils 101 die Erfassung beeinträchtigen. Im vorliegenden Beispiel können die Bauteile 103 und 101 als Lackschichten ausgestaltet sein, wobei die Lackschicht 103 dann auf dem elektrooptischen Display 104 aufgebracht ist. Sofern kein elektrooptisches Display 104 oder ein sonstiges Trägermaterial vorhanden ist, ist zumindest eines der Bauteile 101 oder 103 als Platte, vorzugsweise aus mittels Pigmenten eingefärbtem Glas oder aus mittels Pigmenten eingefärbtem Kunststoff ausgestaltet. Die Elektroden 102 können auf dem Bauteil 101 und/oder 103 aufgebracht sein und vorzugweise aus Indium Zinn Oxid (ITO) bestehen. Alternativ können die Elektroden auch als gedruckte oder aufgedampfte Metal-Gitterstrukturen, gedruckte leitfähige Lacke basierend auf mindestens einem der Stoffe Silbernanodrähten, P-dot PSS, Kohlenstoffnanoröhren oder Graphen ausgeführt werden. Auch flächige Dünnschichten aus Metal oder leitfähigen Metalloxiden sind als Elektroden oder Antennenmaterial denkbar. Die Leuchtdioden 107 dienen zur Durchleuchtung und damit besseren Ablesbarkeit des LCD. Das elektrooptische Display kann beispielsweise auch als OLED, MicroLED oder Bildröhre ausgestaltet sein. Dann ist keine zusätzliche Beleuchtung erforderlich.In 1 you can recognize an operating device 100 and a finger F of an operator. The operating device 100 has a capacitive input surface, wherein the capacitive input surface is a first component 101 , Electrodes 102 and a second component 103 having. Furthermore, the operating device 100 an electro-optical display 104 in the form of, for example, an LCD, a housing 105 , an electronic control device 106 and a lighting device in the form of light-emitting diodes 107 on. The component 101 has non-conductive pigments, the component 103 has pigments that are all conductive. So will the electronic control device 106 shielded by external magnetic fields and can itself through the capacitive input surface 101 . 102 . 103 do not emit electromagnetic interference. The changes of the electric field caused by the finger F can be caused by the component 101 from the electrodes 102 detected and from the electronic control device 106 be processed without affecting the pigments of the component 101 affect the detection. In the present example, the components 103 and 101 be designed as layers of lacquer, wherein the lacquer layer 103 then on the electro-optical display 104 is applied. Unless an electro-optical display 104 or any other carrier material is present, at least one of the components 101 or 103 as a plate, preferably made of pigmented glass by means of pigments or colored by means of pigments plastic. The electrodes 102 can on the component 101 and or 103 be applied and preferably consist of indium tin oxide (ITO). Alternatively, the electrodes may also be implemented as printed or vapor deposited metal grid structures, printed conductive paints based on at least one of silver nanowires, P-dot PSS, carbon nanotubes, or graphene. Flat thin films of metal or conductive metal oxides are conceivable as electrodes or antenna material. The light-emitting diodes 107 are used for fluoroscopy and thus better readability of the LCD. The electro-optical display can also be designed, for example, as an OLED, MicroLED or picture tube. Then no additional lighting is required.

Prinzipiell ist auch ein jeweils ein Abstand zwischen den dargestellten benachbarten Bauteilen 101-104 möglich, die optische Anmutung des Bildschirms mit kapazitiver Eingabefunktionalität ist dann aber nicht mehr so schön. Ohne elektrooptisches Display 104 kann die kapazitive Eingabefläche 101, 102, 103 als Touchpad dienen.In principle, there is also a respective distance between the illustrated adjacent components 101 - 104 possible, but the visual appeal of the screen with capacitive input functionality is then not so nice. Without electro-optical display 104 can the capacitive input area 101 . 102 . 103 serve as a touchpad.

In 2 erkennt man eine Antenne 200, die die eigentliche Sende- und/oder Empfangseinheit elektromagnetischer Strahlung in Form einer Antenne 202, eine Lackschicht 201 und eine Trägerplatte 203 aufweist. Die Lackschicht 201 und die Trägerplatte 203 sind jeweils mittels Pigmenten eingefärbt. Die Pigmente der Lackschicht 201 sind nicht leitfähig, um die elektromagnetischen Eigenschaften der Antenne 201 nicht zu beinträchtigen. Die Pigmente der Trägerplatte 203 sind vorzugsweise aus Kostengründen leitfähig, können aber wegen der optischen Anmutung der Antenne samt Träger auch die Pigmente der Lackschicht 201 enthalten.In 2 you recognize an antenna 200 that the actual transmitting and / or receiving unit of electromagnetic radiation in the form of an antenna 202 , a varnish layer 201 and a carrier plate 203 having. The paint layer 201 and the carrier plate 203 are each colored by means of pigments. The pigments of the lacquer layer 201 are not conductive to the electromagnetic properties of the antenna 201 not to interfere. The pigments of the carrier plate 203 are preferably conductive for cost reasons, but because of the optical appearance of the antenna including carrier and the pigments of the paint layer 201 contain.

In 3 erkennt man einen Radarsensor 300, der die eigentliche Radarsende- und/oder Empfangseinheit in Form eines Radarsensors 302 aufweist, welcher mit einer Lackschicht 301 überzogen ist. Die Pigmente der Lackschicht 301 sind vorzugweise alle nicht leitend, um die Eigenschaften des Radarsensors 302 nicht zu beeinträchtigen.In 3 you recognize a radar sensor 300 , the actual Radarsende- and / or receiving unit in the form of a radar sensor 302 which has a lacquer layer 301 is covered. The pigments of the lacquer layer 301 are preferably all non-conductive to the properties of the radar sensor 302 not to interfere.

Claims

A black colored article (100, 200, 300) having an electromagnetic or electric field function, wherein the black colored article (100, 200, 300) is colored either by pigments or by pigments colored component (101,103) is covered or coated with a paint (101, 103, 201, 301), wherein the paint (101, 103, 201, 301) pigments, characterized in that the pigments have electrically non-conductive pigments.

Black colored article (100, 200, 300) after Claim 1 , characterized in that the pigments have only non-conductive pigments.

Black colored article (100, 200, 300) after Claim 1 or 2 , characterized in that the non-conductive pigments are designed as spinel pigments.

Black colored article (100, 200, 300) after Claim 3 , characterized in that the non-conductive pigments are designed as copper-chromium iron spinel pigments or chromium-iron-nickel-manganese spinel pigments.

A black-colored article (100) having an electric field function according to one of the preceding claims, characterized in that the black-colored article is configured as an operating device (100) with a capacitive input surface (101, 102, 103), the capacitive input surface (101 , 102, 103) either colored by means of pigments, covered with a pigmented component (101, 103) and / or coated with a lacquer (101, 103), the lacquer comprising pigments.

Control device (100) after Claim 5 , characterized in that the pigments have only non-conductive pigments.

Control device (100) after Claim 5 , characterized in that it comprises a component (103) with conductive pigments and a component (101) with non-conductive pigments, which are arranged directly adjacent or at a distance from one another.

Operating device (100) according to one of the preceding Claims 5 and 7 , characterized in that the capacitive input surface (101, 102, 103) on the side facing away from an operator of the operating device with a paint (103) is coated with conductive pigments.

Operating device (100) according to one of Claims 5 - 8th in that the capacitive input surface (101, 102, 103) comprises a transparent material.

Control device (100) after Claim 9 , characterized in that the transparent material (101, 103) is colored by means of pigments.

Control device (100) after Claim 7 , characterized in that one or both of the directly adjacent or spaced-apart components (101, 103) is designed as a lacquer layer.

Operating device (100) according to one of Claims 5 - 11 , characterized in that the operating device (100) has an electro-optical display (104) which is arranged adjacent to or at a distance from the capacitive input surface (101, 102, 103).

Black colored article (200) with an electromagnetic field function according to one of the Claims 1 - 4 , characterized in that it is designed as a transmitting and / or receiving unit of electromagnetic radiation (202).

Black colored article (300) with an electromagnetic field function according to one of Claims 1 - 4 , characterized in that it is designed as Radarsende- and / or receiving unit (302).