KR20230036107A - 레이더 및/또는 광 투과율을 국부적으로 증가시키기 위한 금속 효과 안료 표면의 레이저 후처리 - Google Patents

Abstract

에너지 입력(예를 들어, 열 입력, 바람직하게는 레이저광)에 의해, 금속 함유 안료 소판 또는 금속 함유 입자의 은폐력이 그것의 형상 계수의 변화로 인해 영구적으로 감소되는, 효과 안료 함유 또는 금속 함유 입자 함유 물체, 예를 들어, 차체 부품 또는 화장품 용기 또는 층, 예를 들어 페인트 층 또는 인쇄 잉크 층의 후처리 방법 및/또는 미세 패터닝 방법. 처리된 표면에서, 이러한 형상 계수의 변화는, 예를 들어 페인팅된 레이돔의 생산을 위한, 전자기파, 특히 레이더파, 라디오파 및/또는 광파 투과에 대한 투명도, 반투명도 또는 투과율의 영구적인 국부적 증가, 및/또는, 반사율의 국부적 감소를 유발한다. 본 공정은, 통상적으로 반사성인 금속 효과 안료 표면 또는 금속 함유 입자의 전자기파 투과율이 레이저 빔에 의해 유발되는 형상계수의 변화에 의해 영구적으로 증가되고, 그에 따라, 안료 소판 또는 입자가, 직접 용융에 의해, 및/또는, 그것들의 금속 코어가 적어도 부분적으로 용융되고, 가능하게는 화학적으로 변환 및/또는 파괴되는 방식으로 보조 화학 반응을 촉발시키는 것에 의해, 변화된다는 점에서, 종래의 레이저 마킹과 다르다.

Description

레이더 및/또는 광 투과율을 국부적으로 증가시키기 위한 금속 효과 안료 표면의 레이저 후처리

본 발명은, 전자기파, 특히 레이더파, 라디오파 및/또는 광파에 대한 투명도, 반투명도 또는 투과율(transmission)의 영구적인 국부적 증가, 및/또는 반사율의 국지적 감소를 위한 금속 효과 안료 표면, 간섭 금속 효과 안료 표면 및 안료 함유 물품의 마킹 방법(marking method) 및/또는 미세 패터닝 방법에 관한 것이다.

본 발명은 또한, 본 방법의 제품들, 예를 들어, 레이더파에 더 투명하게 만들어진 금속 효과 안료로 페인트된 플라스틱 몸체 부품, 화장품 병 또는 자동차 제어장치와 같은 물체, 및 휴대폰에 관한 것으로, 이들은 후속적으로 투명하거나, 반투명하거나 또는 백라이트된 기호로 레이블(label)되었다.

마찬가지로, 본 발명은, 본 방법을 수행하기 위한, 인쇄 잉크, 바니시(varnishes), 마스터배치 및 간섭 금속 효과 안료뿐만 아니라 적합한 금속 효과 안료 또는 얇은 금속 층을 갖는 금속 함유 입자의 용도에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 예를 들어, 안료 또는 금속 함유 입자의 금속 부분의 화학적 반응 또는 물리적 변형(physical deformation)을 촉진하는 적합한 레이저 감광성 충전제를 사용함으로써, 그러한 적합한 입자 또는 안료를 함유하고, 본 방법의 적용분야를 위해 최적화되거나 의도된 물품에 관한 것이다.

자동차 산업은 점점 더 많이 차량에 레이더 센서를 사용하고 있다. 미래에 자율주행이 가능하려면, 차량 곳곳에 레이더 센서가 장착돼야 한다. 따라서, 이들 레이더 센서들은 차량 색상으로 도색된 플라스틱 몸체 부품 뒤에 장착되어야 한다.

베이스코트(basecoat)의 일부인 금속 효과 안료는 자동차 코팅에 널리 사용되며, 고객의 수요가 높다.

불행하게도, 이들 금속 효과 안료는 레이더 빔의 반사와 레이더 안테나의 방향 특성의 안전 관련한 변경 모두를 유발한다. 특히, 그 결과로 장애물의 위치가 심하게 왜곡될 수 있는데, 이는 안테나의 방사각이 코팅에 의해 달라지기 때문이다. 이 왜곡(falsification)은 또한, 자동차의 색상 및 코팅에서의 금속 양에 따라 달라진다. (대부분 수동인) 리피니싱 공정은 레이더 투과율에 중요한 파라미터인 페인트 층 두께 파라미터에 대한 제어가 불충분하기 때문에, 페인트 손상 후 원래 페인트된 자동차 부품을 수리할 때 특히 큰 문제가 존재한다.

오랫동안 이 문제에 대한 해결책을 찾으려는 시도가 있었지만, 지금까지는 거의 성공하지 못하였다.

이들 문제는 DE102014222837A1에서 만족할 만하게 설명되었으며, F. Pfeiffer의 논문 "Analysis and Optimization of Radomes for Automotive Radar Sensors", Technical University of Munich 2010에서 정량화 되었다.

서로 다른 금속 안료 베이스코트에 의한 약 75 GHz 주파수 범위의 밀리미터파에 대한 레이더 빔의 간섭 문제는, 예를 들어, 상기 논문의 46페이지 표 4.5에서 측정되고 명확하게 설명되었다. 금속 함량이 중요한 역할을 하는 것 같다.

특히 만곡된 몸체 부분의 베이스코트 내의 높은 금속 함량(예를 들어, 밝은 은색 금속)은 레이더 빔의 높은 반사를 유발하며, 이는 안테나의 방향 특성의 강한 왜곡, 감쇠뿐만 아니라 방사 각도의 왜곡을 유발한다.

페인트 층에 의해 유발된 레이더 센서의 전자기 복사(5)의 반사를 적어도 부분적으로 보상하는 유도성 또는 용량성 장치를 추가하기 위해 저자가 제안한 해결책은, EP2151889A1(Audi AG)에 의해 특허를 받았다.

그러나, 이러한 종래의 기술 해결책(진동 회로와 유사)은 페인트 및 층 두께에 따라 신중하게 조정되어야 한다.

듀얼 페인트 방식(dual paint method)은, 사용하는 도료에 따라 범퍼의 두께까지도 조절해야 하기 때문에, 자동차 업계에서 문제가 되고 있다.

또한, 이 해결책은 더 넓은 레이더 시야각에 적용되기에는 충분히 광대역(broadband)이 아니어서 적합하지 않다.

자동차 산업을 위한 선행 기술 해결책의 또 다른 단점은, 안료/페인트 시스템 및 페인트 두께에 따라 필요한 최적화이다. 따라서, 생산 문제는 자동차 색상에 따라 사전 프로그래밍될 것이다.

예를 들어, 레이돔 영역에 흠집이 난 후 다시 칠하는 것도 또한, 문제가 되며, 레이돔을 수용하는 몸체 부품의 모양에 따라, 복잡한 모델링을 통해 다시 최적화해야 한다. 전반적으로, 이것은 범용 해결책을 더 많이 찾고 있는 자동차 제조업체에게 매우 문제가 된다.

따라서, 여러 레이더 제조업체는, 가능한 한 다양한 금속 안료 코팅에 적합화할 수 있는 레이더들을 사용하려고 한다. 그러나, 많은 경우, 특히 베이스코트의 금속 함량이 높을 때, 신뢰할 수 있는 적합화는 거의 불가능하다.

DE102014222837A1 또는 DE102016001310A1에 따르면, 페인트의 영향을 변경하거나 줄이려는 시도는 전혀 없으며, 전자 제어를 보상함으로써, 감쇠, 반사 및 안테나 지향성 특성 및 왜곡 문제를 순응적으로(adaptively) 해결하려고 시도한다.

EP1462817A1과 같은 다른 문헌은, 원치 않는 반사에 의해 왜곡된, 안테나 지향성을, 흡수 재료를 사용하여 다시 제어하는 방법을 가르친다. 그러나, 지향성 왜곡 및 원치 않는 반사가 페인트에 의존하기 때문에, 이것은 페인트 독립적인 해결책으로 이어지지 않는다. 필요한 흡수 해결책도 또한 페인트에 따라 달라질 것이다.

DE19819709A1, DE10026454C1 및 DE102007059758A1로부터, 너무 얇아서 레이더파에 투명하게 유지되고 빛을 반사하지만 레이돔으로 작용할 수 있는 금속 층 뒤에, 레이더를 숨기는 것으로 알려져 있다. 레이더 안테나 앞의 이 금속 층의 설계는, 금속 층이 충분히 얇은 한(실제로는, 레이더 파에 대한 "표피 깊이"보다 훨씬 얇지만, 인간이 볼 수 있는 파장에 대한 "표피 깊이"보다 훨씬 두껍다) 사용자에게 달려있다. 레이더 유닛의 앞에 있는 라디에이터 그릴 중앙에 있는 100 nm 두께의 얇은 다임러 엠블럼을 예로 들었다.

균질한 금속 표면에 수직으로 접근하는 전자기파는, 표면이 완전히 전도성인 경우 표면은 원칙적으로 등전위이기 때문에, 통상적으로 거의 완전히 반사된다. 금속의 전기장 E는, 마치 전기장 벡터와 반대인 전기장 벡터를 갖는 상호 파동이 있는 것처럼, 표면의 전도성에 의해 상쇄된다.

그러나, 실제로는, 금속의 전도도가 무한하지 않기 때문에 들어오는 파동이 표면에서 직접적으로 약해지지 않으며, 그에 따라 전자기파의 전기장 성분 E는 표면에서 즉시 상쇄되지 않는다. 그 대신에, 전기장 성분 E는 파동과 함께 전도성 재료 내로 조금 더 깊게 침투하고, 파동이 더 깊이 침투할수록, 그곳에서 지수적으로 약해진다. 균질한 금속에서 전자기파의 침투 깊이는 파동 주파수의 역근(inverse root)에 따라 달라진다. 알루미늄의 300 nm 깊이에서는, 들어오는 76GHz 레이더파의 37%만이 존재한다. 서로 절연된 알루미늄 소판들을 포함하는 유전체 페인트 층에서, 지수적 감쇠가 또한 관찰되지만, 그 감쇠는 심각한 수준은 아니다.

자동차 산업에서 통상적으로 사용되는 금속 안료 베이스코트 두께는, 색조에 따라 다르며, 약 15 마이크론이며, 부분적으로 겹치는 금속 안료 소판들 사이의 피할 수 없는 표류 정전용량(stray capacitance) 때문에 거의 레이더파에 대해 균질한 전도성 금속화와 같이 작동하며, 이는 위의 가르침에 따라 권장되는 최대 금속화 두께보다 거의 두 자리수 배수로 더 두꺼울 것이다.

개별 안료 소판들 사이에서의 표류 정전용량의 현상은, 또한 계면 분극으로 설명될 수도 있다.

마이크로파의 경로에 있는 더 두꺼운 금속 원소들은, DE 19644164A1(Bosch)의 가르침에 따라, 람다/10(람다=파장, 즉, 76 GHz의 레이더 파동의 경우 4 밀리미터)보다 더 넓어서는 안 되며, 그 결과, 그들은 마이크로파에 실질적으로 투명하게 남아 있다. 따라서, 76 GHz 레이더파의 경우, 안테나의 앞에 있는 모든 금속 원소들은 너비가 0.4 mm를 초과해서는 안 된다.

그러나, 이 조건은 금속 효과 안료 소판들이 충분히 떨어져 있는 경우에만 충족된다. 그러나, 이는 종래의 금속 효과 페인트의 경우에는 해당되지 않는데, 이는 베이스코트 매트릭스의 금속 안료 밀도가 충분한 은폐력을 보장할 수 있을 만큼 충분히 높아야 하고, 이로 인해 안료 중첩이 발생하기 때문이다. 그러나, 안료 중첩 빈도에 따라, 산란 능력(scattering capacity) 및 계면 분극도 또한 증가한다. 안료 밀도가 증가함에 따라, 코팅은 점점 더 균질한 금속 층처럼 거동하는데, 왜냐하면 이러한 높은 주파수에서 표류 정전 용량으로 인해 안료가 서로 전기적으로 연결된 것처럼 보이기 때문이다.

자동차 페인트의 안료 함량에 따라 레이더 문제가 증가하기 때문에, 낮은 금속 안료 혼합물로부터 금속 효과 페인트를 시뮬레이션하려는 시도도 있었다. 이러한 혼합물 내에서, 더 많은 비율의 진주광택 안료가, 적은 비율의 금속 효과 안료에 첨가되며, 금속 효과 안료는 통상적으로 유전체 광투과성 코어에 구축되기 때문에 레이더파에 대해 문제가 되지 않는다. 그러나, 이 혼합물은 불가피하게 도장된 부품의 전체적인 시각적 인상을 종래의 몸체 패널보다 다소 덜 금속적으로 보이게 하므로, 반드시 바람직한 것은 아니다.

이들 문헌은 금속 페인트의 문제가 잘 알려져 있음을 보여주지만, 완전한 금속 효과 페인트에 대한 페인트 독립적인 해결책을 나타내지는 않는다.

자동차 산업은, 완전 금속 효과 안료 페인트와 호환되고 또한, 다양한 종래의 페인팅 공정(분무, 침지, 정전기, 등)과도 또한 호환되는, 페인트 독립적이고 거의 보이지 않는 레이더파 투과율 해결책이 시급히 필요하다.

따라서, 본 발명의 제1 목적은, 금속 효과 안료 또는 금속 함유 입자로 페인트된 몸체 부품에서 레이더파의 투과율을 증가시키는 공정에 관한 것이며, 여기서 레이더 빔의 경로에 있는 간섭 금속 효과 안료 또는 금속 함유 입자는, 바람직하게는 육안에 보이는 안료 함유 페인트 층을 마킹하거나 손상시키지 않고, 레이더 센서의 앞에 있는 마감 페인트된 몸체 부품에서 제거된다.

놀랍게도, 밝혀진 바와 같이, 본 발명에 따른 방법에 의해 달성될 수 있는 레이더파에 대한 투과율 증가는 또한, 부작용으로서 광파에 대한 투과율 증가에 부분적으로 책임이 있다. 즉, 처리된 금속 효과 착색 표면 또는 간섭 금속 효과 착색 표면 또는 통상적으로 금속 함유 입자가 제공된 표면은 투명하거나 반투명해질 수 있으며, 예를 들어, 백라이트된 제어 요소, 반사성 물체 또는 화장품 표면(cosmetic surfaces)에 투명 기호 또는 모티프의 후속적인 마킹과 같은 추가 응용 프로그램을 가능하게 한다.

이는 본 발명에 따른 방법의 놀랍지만 똑같이 중요한 제2 목적, 즉 반사성 금속 효과 안료 또는 금속 함유 입자를 본질적으로 투명하게 하거나, 반투명하게 하거나, 보이지 않게 하며, 레이저 처리에 의해 더 이상 거의 반사하지 않게 만드는 결과를 낳는다.

이 방법에 의해 처리된 영역들이 거의 투명해지기 때문에, 세 번째 문제, 즉 처리에 의해 영향을 받는 영역을 어떻게 줄여서, 육안에 보이지 않거나 거의 보이지 않을 정도로 얇게 만들면서 여전히 레이더파의 투과율을 높이는가 하는 문제가 더 발생한다.

US3975738(US Air Force, 1976, 전투 항공기용 슬롯형 레이돔)로부터, 예를 들어, 레이더파의 임의의 편광에 투명하도록 의도된 적합한 Y-개구 패턴(Y-aperture pattern)이 알려져 있다.

본 개시는 금속 페인트에 관한 것이 아니라, 단지 레이더파를 투과성으로 만들어야 하는 균질한 금속 표면에만 적용되지만, 그럼에도 불구하고 슬롯형 안테나 가르침은 부분적인 해결책으로 적용할 수 있는 것으로 보이며, 레이저로 패터닝된 금속 효과 페인트에 대한 적용 가능성이 실험을 통해 확인되었다.

특히, Y-슬롯의 파장에 따른 최적화된 치수들, 특히 투명하게 될 라인들의 폭은 매우 명확하게 수치적으로 정확하게 지정된다.

US3975738에 개시된 슬롯 폭은 0.0175 람다이고, 4 밀리미터의 파장에서, 이것은 70 마이크로미터의 라인 폭에 상응하고, 이는 코팅 상에서 육안에 보이지 않을 것이다.

이들 치수는 아마도 공격 레이더의 스캐닝을 위한 매우 신중한 최적화 캠페인의 결과일 것이며, 여기서는, 레이돔에 대한 레이더파의 입사각이 지속적으로 변화하는데, 이는 자동차의 고급 레이더 기술에도 필요한 사항이다.

본 발명의 근본적인 문제(들)는 독립 청구항의 방법 및 주제에 의해 해결된다. 종속 청구항은 바람직한 구현예들을 나타낸다.

본 발명의 목적은, 특히, 위에 언급한 과제들을 해결하는 방법이며, 여기서 얇은 금속 소판 또는 금속 함유 입자를 포함하는 물품의 후처리는, 유전체 매트릭스에서 금속 소판 또는 금속 함유 입자의 후속적인 물리적 또는 화학적 변화를 달성하기 위해, 광 입력 또는 열 입력에 의해, 바람직하게는 레이저에 의해, 특히 레이저 마킹용 펄스형 Nd-YAG 레이저에 의해 수행되며, 이로써 금속 소판 또는 금속 함유 입자의 은폐력이 영구적으로 그리고 현저하게 감소되고, 전자기파(광파, 레이더파, 라디오파)에 대한 물체의 투과율이 증가한다. 금속 소판은 통상적으로 금속 효과 안료, 간섭 금속 효과 안료 또는 금속 함유 입자일 수 있다.

도 1은 베이스코트의 금속 안료들 사이의 경계 분극 및 산란 능력이 어떻게 레이더파 투과율에 부정적인 영향을 미치는지 보여준다(F. Pfeiffer의 학위논문, "Analysis and Optimization of Radomes for Automotive Radar Sensors," Technical University of Munich 2010);
도 2는 미국 특허 US3975738(선행 기술, 미 공군, 1976)에서 추천하는 전투기의 금속 레이돔에 대한 다극성(omnipolar) 슬롯 배열 및 슬롯 치수들을 보여준다;
도 3은 Surface Technology(저자: Dr. Feist) 책의 최신 기술인 다양한 종래의 레이저 마킹 공정의 주요 특징과 효과 예를 보여준다;
도 4는 본 발명에 따라 투명도를 증가시키기 위한 금속 착색 층의 후처리를 보여준다;
도 5는 본 발명에 따라 레이저 처리된 안료의 형상 변화를 나타낸 이미지이다.
도 6은, 도 5의 변환 및 안료 잔여물(remnant)의 원인이 되는 충전제의 분해의 영향을 보여준다;
도 7은, 코어가 얇은 간섭 금속 효과 안료가 어떻게 상대적으로 내화성을 나타내는지를 보여준다;
도 8은, 선호되는 Nd-YAG 레이저 파라미터가 어떻게 시험 패턴에 의해 측정되는지를 보여준다;
도 9는, 금속 효과 안료가 통상적으로, 표면 상에서 직접적으로 보이지 않을 뿐만 아니라, 레이저 라벨링된 영역에서도 더 이상 보이지 않는다는 것을 나타낸다;
도 10은 본 발명을 위한 레이저 파라미터의 추가 측정을 위한 시험 매트릭스를 보여주며, 뿐만 아니라, 특히 얇은 알루미늄 코어 및 실리카 보호층을 갖는 어두운 저투여량(low-dose) "Chromos" 금속 효과 안료에 대해 다양한 펄스 간격이 적용된 일부 시험 결과들을 보여준다;
도 11은, 산란 파라미터, 특히 입력 반사율 S11 및, 적용 가능한 경우, 레이저 처리된 페인트 샘플의 순방향 투과율 S21이, 처리되지 않은 페인트 샘플과 비교하여 주파수의 함수로서 네트워크 분석기로 실험적으로 측정되는 방법을 보여준다;
도 12는, 산란 파라미터, 특히 자유 공간 입력 반사율(free-space input reflection) S11 및, 적용 가능한 경우, 금속 바니시 슬롯 레이돔 프로토타입의 자유 공간 순방향 투과율(free-space forward transmission) S21이, 처리되지 않은 바니시 샘플과 비교하여 주파수의 함수로서 네트워크 분석기로 실험적으로 측정되는 방법을 보여준다;
도 13은, 플라스틱 몸체 부분 상에 Y-슬롯 프로파일이 있는, 레이저처리된 간섭 금속 효과 안료 페인트 "Zenexo GoldenShine"으로 만든 슬롯 레이돔 프로토타입의 세부 사항을 보여준다;
도 14는, 베이스코트가 40 마이크로미터 클리어코트에 의해 레이저 처리된 은 알루미늄 안료 AluStar를 갖는 레이돔 예를 보여준다;
도 15는, 특히 도 14에 나타낸 레이돔 디자인의 실험적으로 측정된 반사율 S11 및 투과율 S21을 보여준다.

본 발명은 금속 안료 함유 물체, 예를 들어, 차체 부품 또는 화장품 용기 또는 층, 예를 들어, 페인트 층 또는 인쇄 잉크 층의 후처리 방법 및/또는 미세 패터닝 방법에 관한 것으로서, 여기서, 예를 들어, 금속 효과 안료 또는 간섭 금속 효과 안료와 같은, 금속 함유 안료 소판의 은폐력은, 그들의 형상 계수를 변경함으로써 열 입력에 의해 영구적으로 감소된다.

본 발명은, 금속 효과 안료 함유 페인트가 레이더 수신을 방해하기 때문에 자율 주행의 미래에 중요하다. 도 1에서 볼 수 있듯이, 페인트에서 두 개의 겹치는 금속 안료는, 정전용량을 형성하므로, GHz 주파수에 대해 서로 전기적으로 연결되는 것과 같다. 그렇기 때문에, 페인트가 레이더파를 투과할 수 있도록 하는 해결책이 매우 중요하다.

처리된 표면에서, 이 형상 계수 변화는, 예를 들어 레이더 센서(밀리미터파)용 자동차 색상에서의 눈에 띄지 않는 금속 효과 페인팅된 레이돔의 생산을 위해, 전자기파, 특히 레이더파, 라디오파 및/또는 광파에 대한 투명도, 반투명도 또는 투과율의 영구적 국부적 증가, 및/또는 반사율의 국부적 감소를 유발한다.

처리된 표면은 또한, 차량의 운전석의 백라이트된 제어 요소의 생산을 위해, 통신 산업의 경우 라디오파 투명성 금속 페인팅된 5G 트랜스폰더(transponder)의 생산을 위해, 화장품 산업에서 귀중한 포장 상에 정교하게 새겨진 투명 심볼을 생성하기 위해, 또는 물체(예를 들어, 은행권(bank bills), 등등)의 보안, 복사 방지, 원산지 또는 진위 보증으로서 눈에 띄지 않는 마이크로 마킹의 생성을 위해, 사용될 수 있다.

열 입력을 생성하기 위해, 예를 들어, Nd-YAG 레이저 장치와 같은 레이저 마킹에 적합한 종래의 레이저 유닛(1)을 사용하는 방법의 유리한 구현이 도 4에 도시되어 있다.

레이저 유닛(1)은 유전체 매트릭스(3)를 조사하는 레이저 빔(2)을 생성하고, 유전체 매트릭스(3)는 레이저 빔(2)에 대해 상대적으로 이동/스캔될 수 있다. 예를 들어, 매트릭스(3)는 금속화된 자동차 페인트의 레이저 광 투과성 베이스코트, 또는 바람직하게는 투명한 또는 반투명한 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌으로 제조된 화장품 용기의 재료일 수 있다.

본질적으로, 매트릭스(3)는, 바람직하게는 레이저 광에 부분적으로 투명한 온전한 상태의 이러한 얇은 금속 코어 또는 금속 층을 갖는 금속 효과 안료 소판(4)을 함유한다.

바람직하게는, 얇은 금속 층 또는 40 nm 미만 두께의 금속 코어를 갖는 진공 금속화 소판(VMP) 기반의 안료가 이러한 목적을 위해 사용될 수 있고, 더욱 바람직하게는, 30 nm 미만의 두께, 훨씬 더 유리하게는, 더 우수한 전환성을 위해 20 nm 미만의 두께가 사용될 수 있다.

이들 안료는 추가 층, 바람직하게는 레이저광 투명 층, 예를 들어, 알루미나 또는 실리카 보호층, 더 두꺼운 간섭층, 예를 들어, 산화철 또는 칼코게나이드의 더 두꺼운 간섭층, 및/또는 매트릭스, 예를 들어, 실란, 바람직하게는 알킬실란과 소판의 접착 또는 결합 능력을 개선하기 위한 층을 가질 수 있다.

그러나, 추가 층들이 공정을 위해 절대적으로 필요한 것은 아닌 것으로 나타났다.

레이저 빔(2)이 레이저 광-투광성 금속 층 또는 안료 소판의 금속 코어에 열입력을 하면, 안료의 금속 성분이 용융되어, 액체 상태로 수축하게 되는데, 이는 아마도 높은 표면 장력 때문일 것이다. 아마도 이러한 표면 장력 때문에, 소판(4)의 다소 구형인 잔여물(remnant)(5)은 원래 소판보다 훨씬 더 조밀한 형태로 고화되며, 그러한 잔여물들은, 도 1의 문제 표현과 대조적으로, 서로 함께 더 이상의 은폐력 및 산란 능력을 나타내기가 비교적 더 어렵고, 그에 따라 더 이상 빛과 마이크로파를 거의 반사하지 않게 되는데, 이는 레이저 처리된 영역의 안료 함유 매트릭스는, 금속 거울처럼이 아니라, 투과성 유전체처럼 작용하기 때문이다.

도 8에 도시된 본 발명에 따라 레이저 처리된 영역의 확대는, 은색의/거울 안료가 영역 외부에서는 여전히 온전한 것처럼 보이지만, 처리된 영역에서, 오른쪽 이미지의 표면 아래에서조차도 마치 사라진 것처럼 보이는데, 이는 본 발명에 따른 공정은 그것들을 거의 구형으로 만들었고, 그에 따라 그것들이 거의 완전히 은폐력을 잃었기 때문이다.

1064 nm에서의 Nd-YAG 근적외선(NIR) 레이저 복사선은, 얇은 금속 층에 의한 레이저 광의 흡수 A = 1 - R - T가 이 파장에서 특히 높기 때문에, 공정에 특히 유리한 것으로 입증되었다. 그러나, 이 파장을 너무 강하게 흡수하는 특정 색상의 또는 NIR 흡수성 매트릭스 재료 또는 특정 NIR 흡수성 안료 코팅의 경우, 주파수가 2배인(532 nm, 녹색 레이저 빔) 또는 주파수가 3배인(355 nm, UV 레이저 빔) 파장들은 또한 특수한 경우들에서 더 유리한 것으로 입증되었는데, 이는, 본 발명에 필수적인 안료의 얇은 금속 층들이 이러한 더 짧은 파장에서도 거의 마찬가지로 우수하게 레이저 빔 에너지를 흡수할 수 있기 때문이다. 파이버 레이저(예를 들어, 짧은 펄스, Q-스위치) 또는 플래시 튜브(예를 들어, 크세논)도 또한, 다른 형태의 에너지 입력으로서 사용될 수 있다.

사용할 수 있는 매트릭스 재료는 다음과 같다: ABS(아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌), ASA, PS, San(스티렌 폴리머), 듀로플라스트, 플루오르 폴리머, PA(폴리아미드), PBT(폴리부틸렌 테레프탈레이트), PC(폴리카보네이트), PE(폴리에틸렌), PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), PETG(폴리에틸렌 테레프탈레이트), PMMA(폴리메틸 메타크릴레이트), POM(폴리아세탈), PP(폴리프로필렌), 실리콘, TPE(열가소성 엘라스토머), TPU(열가소성 엘라스토머).

안료 구조체의 화학적 조성 및 매트릭스 구성요소의 화학적 성질에 따라, 공정 중에 발열 화학 반응도 또한 발생한다. 예를 들어, 충전제인 칼슘 카보네이트는 레이저 조사 하에서 분해되고, 이산화탄소를 방출하며, 바람직하게는 액체 금속과 반응한다. 레이저 조사에 의해 간접적으로 유발되는 이러한 화학 반응의 형성은, 본 발명의 과제를 유리하게 해결하는 데 절대적으로 필요하지는 않지만, 안료의 구조에 따라, 본 발명에 따른 공정에 대해 특히 유리하며, 이는 레이저 빔이 그렇게 강할 필요가 없기 때문이며, 이러한 이유로, 용융 에너지의 일부가 반응에 의해 공급되기 때문에, 매트릭스에 부정적인 영향은 더 적다. 그런 후, 이러한 반응에 의해 생성된 온도는, 실리카의 보호층 또는 산화철의 간섭층과 같은 다른 더 내열성인 안료 성분을 유리하게 액화시킬 수 있다.

놀랍게도, 표면 장력으로 인해 액체 잔여물이 조밀하게 수축할 수 있고, 바람직한 테르밋 반응을 유발할 수 있다는 것이 관찰되었으며, 이는 금속 효과 안료의 반사성 금속 성분을 알루미나와 같은 투명한 산화물로 추가적으로(residually) 변환시킨다. 도 5의 오른쪽에 도시된 세부사항은, 본 발명에 따른 방법이 안료의 모든 층들이, 더 조밀한 소포 함유 마그마(more compact vesicle-containing magma)에서 함께 혼합되고 반응하도록 한다는 것을 보여준다.

도 5는, 얇은 알루미늄 코어를 갖는 변환된 다층 안료로, 본 발명에 따라 처리되는 차량의 베이스코트의 확대된 단면을 보여준다. 도 5의 왼쪽에는, 단면에서 부분적으로만 변환된 안료만 보이며, 그것들의 원래 층 구조체에 대한 아이디어를 제공한다.

그 중에는 또한, 특히 실리콘 디옥사이드의 내열 보호층이 있으며, 이는 본 발명에 따른 방법에 의해 용융되고, 테르밋 반응에서 얇은 알루미늄 코어와 화학적으로 반응하였다.

발화하기 어려운 액화된 알루미늄과 테르밋 반응을 시작하려면 매우 높은 온도가 필요하다.

마그마와 같은 재고화된 안료 잔류물에 대한 X선 분석은, 놀랍게도 상당한 양의 칼슘 원자가, 마치 상호 반응했던 것처럼, 이 마그마에도 존재한다는 것을 보여주었다. 안료에는 원래 칼슘이 포함되어 있지 않았기 때문에, 칼슘 원자가 플라스틱 매트릭스의 통상적인 충전제의 성분일 수 있으며, 이들 충전제가 안료의 성분(주로 실리카로 코팅된 얇은 알루미늄 코어)과 화학적으로 반응했을 수 있다고 강력하게 의심되며, 특히 가장 통상적으로 사용되는 충전제, 탄산칼슘/방해석/초크 중 하나가 레이저 광 아래에서 생석회(quicklime)와 이산화탄소로 분해되는 것으로 알려져 있기 때문이다.

정확한 가능한 화학적 상호작용이 아직 명확하게 밝혀지지는 않았지만, 도 6은, 충전제가, 한 버전에서의 안료와 함께, 매우 높은 반응 온도의 형성에 어떻게 기여할 수 있는지를 보여준다.

그러나, 문제의 핵심은, 적합한 에너지 입력을 선택함으로써, 금속 코어가 용융되고 표면 장력이 안료/입자의 형상 계수의 변화를 유발한다는 발견이다. 안료의 코팅이나, 페인트 또는 매트릭스의 추가 충전제도 본 방법의 전제 조건이 아니며, 일부 구현예에 따르면, 예를 들어, 고유 화학 반응에 의한 안료 잔류물의 발포를 감소시키기 위해 심지어 제공/요구되지도 않는다.

몸체 부품의 한(부분) 영역(패턴)의 안료를 선택적으로(selectively) 전환하고, 다른(부분) 영역의 변화되지 않은 안료를 유지함으로써, 페인트에 레이더 투과성 영역을 제공하는 것이 가능하고, 동시에 디자인 측면에서 유연성을 갖는 것이 가능하며, 또한, 가시 영역에서의 부분적으로 투명한 것으로부터 광학적으로 보이지 않는 구조를 형성하는 것까지의 모든 것을 허용하는 것이 가능하다. 따라서, 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 레이더파에 대한 목적하는 투명도와 광학적으로 가시적인 효과(디자인)에 대한 가시 범위의 투명도 사이의 분리(decoupling)는, 패터닝/구조화에 의해(몸체 부품의 선택적(selective) 영역에 에너지를 적용함으로써, 예를 들어, 선택적(selective) 레이저 스캐닝 또는 마스크의 적용에 의해) 일어난다.

반투명 매트릭스(19)는 얇은 금속 층 또는 금속 코어(16)가 있는 안료 소판을 함유한다. 적합한 경우, 매트릭스(19)는 종래의 열 민감성 충전제 입자(17), 예를 들어, CaCO₃(방해석/초크/탄산칼슘)를 함유하며, 이것은 통계적으로 금속 코어에 인접하여 위치할 수 있다. 무엇보다도 레이저 마킹성을 개선하기 위해 플라스틱에 CaCO₃를 사용하는 것은 그 자체로 알려져 있다. 예를 들어, 1991년의 US5075195는 초크/방해석(=CaCO₃)을 충전제로 사용하는 폴리프로필렌 매트릭스의 알루미늄 효과 안료(금속 코어 상에 금속 산화물 보호층을 갖는)를 기반으로 하는 레이저 마킹을 개시한다.

본 발명에 따르면, 레이저 빔(11)은 매트릭스를 통해 조사되어, 레이저 빔 에너지의 부분 흡수(A)에 의해 얇은 금속 층 또는 금속 코어(16)(실제로 부분적으로 투명한)를 액화시키며, 여기서 빔의 흡수 에너지 비율(A)은 소판에 도달하는 에너지와 반사(R) 및 투과된(T) 에너지 비율의 차로(A = 1 - R - T) 계산할 수 있다.

액체 금속의 표면 장력은, 액화된 금속이 구형의 작은 액적으로 수축함에 따라, 안료의 형상 계수에 급격한 변화를 가하는 것으로 생각된다. 이 금속 액적의 냉각 및 고화 후, 원래 코어보다 훨씬 더 적은 표면적을 덮는다. 레이저 조사 영역에서 안료 소판의 원래 금속 코어의 재고화된 잔여물의 은폐력이 크게 감소하여, 투명도 또는 반투명도가 증가할 뿐만 아니라, 소판 중첩으로 인한 산란 능력의 감소로 인해, 마이크로파에 대한 투과율이 상당히 향상되었다.

열분해성 충전제 입자(17)가 안료의 부근에 있는 경우, 또한 추정되는 바에 따르면, 액화된 금속은 충전제 입자의 분해 생성물과 발열 반응을 일으켜서 투명하고 유전성인 금속 산화물로 적어도 부분적으로 변환될 것이고, 이러한 금속 산화물은 조사된 영역의 투명도를 더욱 증가시키게 된다. 예를 들어, 매우 미세하게 분쇄된 탄산칼슘 입자는 종종 베이스코트(basecoats) 및 마스터배치(masterbatches)에서 충전제로서 사용된다. 레이저광 하에서, 기본적으로 열적으로 불안정한 탄산칼슘은 생석회와 이산화탄소로 분해된다. 그 다음, 이산화탄소는 액체 금속의 표면(18)과 강하게 발열 반응하여, CO 가스 기포를 갖는 반투명 금속/금속 산화물 스폰지를 형성하며, 이는 도 5의 우상부에 나타난 바와 같고, 또한 이는 D.C. Curran의 논문("Aluminium Foam Production using Calcium Carbonate as a Foaming Agent" University of Cambridge, 2004)의 173 페이지의 "발포 메커니즘(Foaming mechanisms)"에서 설명된 바와 같다.

스폰지 안료 잔류물에 함유된 가스 기포는, 반응 동역학으로 인해, 40 내지 100 nm 두께의 (투명한) 금속 산화물 필름에 의해 둘러싸인다.

이러한 알루미늄-이산화탄소 반응(2 Al + 3 CO₂ ==> Al₂O₃ + 3 CO)(이 반응은, 예를 들어, 화성 우주선의 로켓 엔진에서 사용될 수 있음)(Rossi et al "Combustion of Aluminum Particles in Carbon Dioxide", Combustion Science and Technology Volume164, pages 209-237, 2001)은, 특히 액체 알루미늄 금속의 경우, 매우 높은 온도(> 3000 ℃)를 생성하는 것으로 알려져 있다. 그러한 높은 온도는 가능하게는 실리콘 디옥사이드 보호층과 알루미늄 코어 사이의 테르밋 반응을 점화시키기에 충분할 것이며, 그러면 가능하게는 알루미늄 금속의 나머지 부분이 투명한 알루미늄 디옥사이드로 전환될 것이다.

간섭 색상 효과를 달성하기 위해, 금속 효과 안료의 코어가 다른 층(예를 들어, 산화철과 같은 고굴절성 칼코게나이드 층)에 의해 대안적으로 또는 추가적으로 둘러싸인 경우, 방해석 분해에 의해 연료가 공급되는 알루미늄-이산화탄소 반응은 또한, 알루미늄 코어와 칼코게나이드 층 사이의 테르밋 반응의 점화로 이어질 수 있으며, 그에 따라, 박막형 알루미늄 코어를 투명한 산화물로 완전히 변환시켜서, 레이저 조사된 영역에서의 간섭 색상 효과를 영구적으로 변화시킴으로써, 훨씬 더 우수한 레이더파 투명도를 달성할 수 있다.

선행 기술에서는, 테르밋 반응은 화재 위험성이 있어서 항상 어떤 대가를 치르더라도 억제되어야 하는 심각한 결점이라는, 금속 효과 안료 제조자들 사이에 널리 퍼진 기술 및 안전 상의 편견이 존재한다.

도 7의 그래프에서 정량적으로 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 박막형 코어(바람직하게는, VMP 코어)를 갖는 안료의 자유 엔탈피는 매우 낮아서 화재 위험성이 거의 없고, 안료는 건조 상태에서 안전하게 저장 및 운송될 수 있으며, 또한 임의의 특별한 화재 안전 요구 사항이 부과되지 않는다.

필요한 경우 칼코게나이드 간섭 층(예를 들어, Fe₂O₃)을 갖는, 본 발명에 바람직한 UTP(Ultra Thin Pigments: 초 박막형 안료)는 VMP 알루미늄 코어를 가지며, 이것은, 의도적으로(본 발명에 따른 레이저 마킹에 의해) 또는 비의도적으로 촉발된 테르밋 반응의 경우에서도, 고전적인 간섭 안료(이것은 더 두꺼운 알루미늄 코어로 인해 테르밋 반응의 위험성이 높으며, 그에 따라, 안전상의 이유로 화학양론적으로 색상이 제한되어야 함)보다 훨씬 더 우수한 화재 안전성을 가능하게 한다. UTP의 이러한 낮은 위험성은 더 넓은 간섭 색상 범위를 가능하게 하고, 이는 훨씬 더 우수하고 더 저렴하게 레이저에 의해 투명성 및/또는 마이크로파 투과성으로 마킹될 수도 있다.

본 발명은 또한 본 공정의 생성물에 관한 것이며, 그 예로서는, 레이더 파에 더 투명하게 만들어진 플라스틱 몸체 부품과 같은 금속 효과 안료로 페인팅된 품목들, 레이더파 및/또는 광파에 투명한 투명, 반투명 또는 백라이트가능한 기호(거울과 같은 코팅에서)로 후속적으로 마킹되거나 마이크로마킹되는(micro-marked) 화장품 병, 지폐 또는 자동차 컨트롤과 같은 품목들, 등이 있다.

마찬가지로, 본 발명은, 본 공정에 적합한 금속 효과 안료, 간섭 금속 효과 안료, 금속 함유 입자의 용도, 뿐만 아니라, 그러한 적합한 입자 또는 안료를 함유하고 본 공정의 적용에 최적화된 인쇄 잉크, 래커, 마스터배치 및 물품에 관한 것이다. 또한, 예를 들어, 안료 또는 금속 함유 입자의 금속 함량의 화학적 반응 또는 물리적 변형을 촉진하는 적합한 레이저 감응성 충전제의 사용에 의해, 최적화된다.

본 공정은, 통상적으로 반사성인 금속 효과 안료 표면의 전자파 투과율이 레이저 빔으로 인한 안료 수축으로 인해 영구적으로 증가되고, 그에 따라 안료 소판이, 직접 용융에 의해, 및/또는, 그것의 금속 코어가 적어도 부분적으로 용융, 화학적 변환 및/또는 파괴되는 방식으로 보조 화학 반응을 촉발시키는 것에 의해, 개질된다는 점에서, 종래의 레이저 마킹과 다르다. 그에 따라, 처리된 표면은 더 투명해지거나 또는 더 반투명해질 수 있다.

비교를 위해, Dr. Feist의 책 "Surface Technology"로부터의 도 3(종래 기술)은 종래의 레이저 마킹 방법의 목적을 보여준다.

이러한 기술들은, 투명 코팅 또는 그 앞의 플라스틱 층을 손상시키지 않은 채 안료 코팅을 깊이 마킹(marking)할 수 있는 것으로(그리고 베이스코팅의 매트릭스의 국부적 탄화, 가스화 또는 화학적 개질에 의해 그렇게 할 수 있는 것으로) 수십 년 동안 알려져 왔지만, 현재까지 금속 효과 안료 자체를 물리적 또는 화학적으로 개질하여 그것이 코팅의 보호 효과 및/또는 광학 특성을 과도하게 손상시키지 않은 채 더 이상 마이크로파 복사선과 간섭하지 않도록 하는 것을 목적으로 하는 레이저 마킹 방법은 알려져 있지 않다.

본 발명과 대조적으로, 선행 기술로부터 공지된 공정들(제판(engraving), 색상 변화 및 탄화, 발포 및 층 제거)은 임의의 물리적 또는 화학적 안료 변환(chemical pigment transformation)을 일으키지 않는다; 오히려, 종래의 레이저 마킹 방법들은 폴리머 매트릭스의 변환에 기초한다. 개별 안료의 은폐력 감소 및 전자파에 대한 투과율 증가 중 어느 것도 종래의 레이저 마킹 기술의 목적이 아니다.

그러나, 최상의 결과를 위해, 본 발명에 따른 방법은, 박막형 금속 코어 또는 층을 갖는 금속 효과 안료 플레이크 또는 간섭 금속 효과 안료 플레이크를, 바람직하게는 저용융점 금속 코어(예를 들어, 주석, 알루미늄, 인듐, 주석-인듐 합금, 아연, 납, Ag, Cu, 등과 같은)를 갖는 진공 금속화 안료(vacuum metallized pigments)를, 필요로 한다.

더 바람직하게는, 코어는 레이저광에 부분적으로 투명할 수 있도록 얇을 수 있으며, 그에 따라, 레이저 빔의 에너지는 코어 내부에서 최적으로, 심지어 다중 반사에 의해서도 부분적으로, 흡수될 수 있으며, 동시에, 변형(deformed)되거나 변환(transformed)되어야 하는 금속의 양이 충분히 작게 유지될 수 있다. 어느 경우이든, 코어는 도입된 에너지가 코어를 용융시키기에 충분할 정도로 충분히 얇아야 한다.

그러나, 당연히, 금속화 코팅 층의 목적하는 광학적 인상(optical impression)은 최적의 코어 두께를 선택하는 데 있어서의 주요 요인이다: 알루미늄 코어는 더 얇을 수록 빛을 거의 반사하지 않으며(다음 표에서 낮은 R 값), 그에 따라 다소 어둡게 보이는 반면, 알루미늄 코어는 더 두꺼울 수록(약 320 옹스트롬/32 nm 두께에서부터, 빛의 90% 이상이 반사됨) 더 밝은 은색 금속으로 보인다.

문헌 『"Optical Constants and Reflectance and Transmittance of Evaporated Aluminum in the Visible and Ultraviolet", Journal of the optical society of America, G. Hass and J.E. Waylonis, July 1961, Vol.51 no.7, July 1961』으로부터의 표 IV에,

다양한 파장들에서 박막형 알루미늄 필름들의 반사율 및 투과율이 제공되어 있다. 레이저 빔에 의한 코어의 가열을 정량화하는 데 중요한 광 흡수율이 상기 표에 명시적으로 제공되지 않았지만, 박막형 알루미늄 층 또는 코어의 광 흡수율은 수학식 A = 1 - R - T를 사용하여 상기 표로부터 결정될 수 있다. 두께 범위 8 내지 32 nm에서, 그것은 10% 이상으로서 비교적 유리하다. 두께 범위 8 내지 16 nm에서, 파장에 따라, 광 흡수율은 가장 유리하고, 일부 경우에는 15%를 초과하며, 그에 따라 상대적으로 작은 레이저 에너지로 알루미늄 코어가 상대적으로 강하게 가열된다.

예를 들어, 알루미늄 코어는, Nd-YAG 레이저(1064 nm, 532 nm에서 두 배가 된 주파수 또는 355 nm에서 세 배가 된 주파수)로부터의 빛에 대해, 약 40 nm 두께까지(상기 표에 따르면 40 nm 두께에서 0.2% 초과의 투과율), 부분적으로 투명하고, 8 내지 32 nm의 두께에서, 바람직하게는 10 내지 20 nm의 두께에서, 레이저광을 흡수하는 데 가장 적합하며, 이 두께 범위에서 본 발명의 방법에 특히 매우 적합하다.

40 nm보다 두꺼운 알루미늄 코어는 거의 변하지 않고 여전히 레이저 에너지의 10%를 흡수하지만, 명백하게도, 부피가 더 큰 코어는 동일하게 흡수된 에너지로 덜 빠르게 가열되며, 그에 따라, 코어가 더 두꺼울수록 임의의 물리적 용융 효과 또는 화학 반응에 덜 유리하다. 안료 내에서 레이저 빔의 다중 반사(multiple reflections)는 또한, 더 두꺼운 코어의 경우에, 더 얇은 코어의 경우보다, 전체 가열에서 더 작은 역할을 하는 경향이 있다.

이러한 이유로, 의심되고 수행된 실험에서 확인된 바와 같이, 더 두꺼운 코어는 더 작은 손실로 레이저광을 다시 매트릭스 내로 반사하고 그것의 더 큰 부피로 인해 임의의 경우에서 덜 빠르게 가열되기 때문에, 더 두꺼운 코어는 본 발명의 공정에 덜 적합하다.

테르밋 반응과 같은, 본 발명에 의해 목적되는 안료에서의 발열 화학 반응을 촉발하는 경우(예를 들어, 알루미늄 코어 및 산화철 코팅을 갖는 간섭 금속 안료의 레이저 점화에 의해), 더 두꺼운 금속 코어는 또한, 더 많은 양의 금속으로 인해, 더 격렬하고 위험하게 반응하여, 화재 위험성을 증가시킬 것이다. 박막형 알루미늄 코어를 사용하면, 점화된 테르밋 반응은 더 이상, 안료로부터 안료로 제어할 수 없이 전파되지 않는다.

알루미늄 나노입자 기반 안료의 화재 위험성에 관한 종래의 안전상의 편견에 따르면, 이들은 잠재적 위험 재료로서 분류되어야 하며, 특히 이들이 산화철 또는 티타늄 옥사이드와 같은 특정 금속 산화물과 화학양론적 양으로 접촉하게 되는 경우에 특히 더 그러하다(이러한 편견의 증거로서 다음과 같은 문헌들을 참조할 수 있음: 특히 Eckart의 WO2005/049739(이 문헌에 따르면, 화재 위험성으로 인해 실행가능한 색상 범위가 제한됨); 및 Schlenk의 EP3283573B1(이 문헌에 따르면, 테르밋 반응은 알루미늄 대 나머지의 특정 비율에서 억제될 수 있음)). 이러한 제한은 더 이상, 박막형 알루미늄 코어에 적용되지 않는다. 따라서, 본 발명에 따른 방법에 적합한 박막형 코어를 갖는 간섭 금속 효과 안료는 다음과 같은 적어도 2가지 측면들에서 더 유리하다: 현저하게 더 넓은 색상 범위 및 높은 화재 안전성(도 5 참조).

다양한 안료 구조 유형들에 대해 레이저 조사에 의한 투명도의 형성에 대한 수 많은 가능한 물리적 및 화학적 설명들이 의심되지만, 가장 중요한 것이 무엇인지는 아직 명확하게 밝혀지지 않았다.

박막형 알루미늄 금속으로만 구성된 안료의 경우, 가능하게는 보호층이 훨씬 더 얇을 수 있으며, 무엇보다도 다음과 같이 가정된다: 레이저에 의해 가열된 안료는 단순히 용융되고(Al 용융점: 660 ℃), 액체 알루미늄의 표면 장력으로 인해, 그것들의 매우 평평한 형상계수를 본질적으로 상실하고 대략적으로 구형 형태로 다시 고화되거나(이는 개략적으로 도시된 도 4에 개략적으로 도시된 바와 같음), 또는 레이저에 의해 가열된 안료는 약 800 ℃에서 도 5에 표시된 반응에 따라 플라스틱 매트릭스(방해석/초크 CaCO₃)의 레이저광 감응성 충전제와 화학적으로 반응하고, 알루미늄/알루미나/생석회/CO₂/CO로서 스폰지 및 거의 구형 형태로 재고화되며(도 6의 오른쪽에 나타낸 바와 같음), 이때 알루미늄은 적어도 부분적으로 알루미나로 전환된다. 개선된 구현예에서, MgCO₃/돌로마이트가, 방해석/초크 대신에, 페인트 층/플라스틱의 충전제로서 제안된다.

따라서, 처리된 영역의 광파 및 마이크로파 투과율의 급격한 개선은, 도 4에서 제안되고 도 8(도 8의 처리된 영역에서, 대부분의 안료가 축소되어 일부만이 보이고 있음)에서 실험적으로 볼 수 있는 금속 효과 안료의 은폐력의 감소 때문일 뿐만 아니라, 또한, 핵의 변환의 반응 생성물인 알루미나가 기본적으로 빛에 투명하기 때문이고, 생석회가 흰색으로 나타나기 때문이고, 이러한 반응 생성물들이 더 이상 마이크로파를 반사할 수 없기 때문이기도 하다. 한편으로는 더 이상 전기전도성이 없기 때문에, 그리고 다른 한편으로는 전기전도성 소판 성분이 없기 때문에, 도 1에서 개략적으로 설명된 경계 분극 현상은 더 이상 존재할 수 없으며, 이에 따라 마이크로파 투과에 불리한 산란 능력 효과(scattering capacity effects)가 거의 완전히 사라졌다.

도 5의 왼쪽에는, 화학 반응의 특성들을 전혀 갖지 않는 것으로 보이는(층들의 혼합이 거의 없음) 부분적으로 융용된 안료가 나타나 있다.

반면에, 도 5의 오른쪽에는, 마치 알루미늄이 탄산칼슘과 같은 종종 첨가제로서 사용되는 잘 알려진 플라스틱 충전제와 반응한 것인 양, 스폰지와 같은 여러 개의 가스 기포들을 나타내는 명백하게 발포된 안료 잔류물이 보인다. 그러한 알루미늄 발포 반응은 다른 문헌들 중에서도 특히 다음과 같은 문헌들에 설명되어 있다: 문헌 『"production of aluminum foam and the effect of calcium carbonate as a foaming agent" by Aboraia et al, Journal of Engineering Sciences, Vol.39 no.2, March 2011』; 및 2004년 캠브리지(Cambridge) 대학의 D.C. Curran의 박사 학위 논문 『"Aluminium foam production using calcium carbonate as a foaming agent" https://www.repository.cam.ac.uk/handle/1810/252945』(또한, 이산화탄소의 맥락에서, 특히 173 내지 174 페이지의 "발포 메커니즘(Foaming mechanisms)" 단락 참조).

관찰된 실험 결과와 양립할 수 있는 두 가지 현상, 즉 물리적 용융 및/또는 화학 반응에서, 원래의 안료 소판의 형상 계수가 급격히 수축하고, 그 결과, 안료 중첩으로 인한 경계 분극 및 산란 능력도 급격하게 감소된다.

계산 예로서, 직경 8 마이크로미터(면적 약 50 제곱마이크로미터의 은폐력에 해당됨) 및 두께 12 나노미터의 진공 금속화 안료가 설명되며, 여기서 이것의 금속 코어는, 예를 들어, 금속 형태의 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진다. 금속의 순도는 본 발명에 상대적으로 중요하지 않다. 도 5의 좌상부의 이미지 세부 정보에서도 실험적으로 예시된 바와 같이, 안료는 레이저에 의해 융용되고, 액체 형태에서 표면 장력으로 인해 다시 액적으로 수축하며, 그 다음 준 구형 형태로 다시 고화된다. 이것의 부피는, 원래의 판 형태 및 액적 형태 둘 다에서, 0.603 입방 마이크로미터로서 변하지 않았고, 이는 직경이 약 1.04 마이크로미터인 구에 해당하며, 이는 단지 0.85 평방 마이크로미터에 해당한다.

따라서, 이러한 방식으로 처리된 안료의 은폐력은 원래 안료의 것보다 약 60배 더 작다. 따라서, 레이더파용 레이저로 처리된 영역에서의 안료 중첩이 이제 훨씬 더 작아졌거나, 또는 수축된 안료 잔류물들 사이에 중첩이 거의 없다. 부수적으로, 60배 감소된 은폐력으로 인해, 안료의 투명도는 훨씬 더 높아질 것이며, 이는, 이제 심하게 수축된 안료 영역들이 배경을 거의 덮지 않기 때문이다. 이 투명도 효과는 또한 다음과 같은 두 가지 추가 현상들에 의해 향상된다: 첫째, 더욱 눈에 띄는 반투명 효과가 더 작은 입자 주변의 더 강한 산란으로 인해 발생한다; 둘째, 액체 상태의 금속 코어와 그것의 주변 환경 사이의 임의의 화학 반응(통상적으로 산화)은 통상적으로 더 투명한(transparent) 반응 생성물을 생성하며, 이 반응 생성물은 코어 잔재물을 더 반투명(translucent)하게 만든다.

레이저 조사 후 안료 잔재물의 다른 방식으로 대체로 균질하게 나타나는 마그마 내에서 여러 가스 기포들이 형성되어 있는, 도 5의 오른쪽에 표시된 세부 사항에 대한 설명은, 안료 변환 과정에 대한 몇 가지 가정들 및 결론들을 입증한다. 첫째, 보호 코팅의 레이저 투명성 실리콘 디옥사이드(용융점: 1710 ℃) 조차도 완전히 용융되었 때문에, 매우 높은 온도에 도달했을 가능성이 있다.

둘째, 안료 잔재물 내의 가스 기포들은 가능하게는, 순전히 물리적인 용융뿐만 아니라 상당한 양의 가스를 생성하는 화학 반응이 발생하는 경우에만, 설명될 수 있다. 주요 안료 성분들(알루미늄 및 실리카)은 서로 테르밋 반응으로서만 반응할 수 있기 때문에, 또한 그러한 반응은 가스를 발생시킬 수 없기 때문에, 관찰된 가스 기포들은, 반응 과정에서 안료 잔재물 내부에 많은 가스 기포들을 발생시킬 수 있는 또 다른 화학 반응이, 대안적으로 또는 부가적으로, 발생했다는 중요한 증거로 볼 수 있다. 온도에 의해 유도되어 이산화탄소와 생석회로 분해되기 때문에 액체 알루미늄을 위한 발포제로서 알려져 있는 탄산칼슘과 같은, 플라스틱 매트릭스의 통상적인 충전제는, 그리고 이산화탄소 내에서의 액체 알루미늄의 연소는, 실리콘 디옥사이드를 잘 액화시키고 알루미늄과 동일한 테르밋 반응을 촉발시킬 수 있는, 최대 3000 ℃에 달하는 극도로 높은 연소 온도를 가능하게 한다는 사실은, 탄산칼슘이 반응제로서 간주되어야 한다는 그리고 기포들이 미반응 이산화탄소와 일산화탄소의 혼합물을 함유할 가능성이 있다는 도 6에 따른 가설을 가능하게 한다.

시험 장비, 시험 샘플 및 시험 결과.

사용된 근적외선 레이저 공급원은, 적합한 스캐닝 유닛, 조정 유닛 및 샘플 홀더가 장착된, 고정된 15 kHz 펄스 주파수를 갖는, 그리고 1064 nm의 펄스형 Nd-YAG 레이저를 갖는 통상적인 컴퓨터 제어 데스크탑 레이저 마킹 장치이다.

이 시스템은, 가변 펄스 간격(통상적으로 6 내지 36 마이크로미터의 펄스 간격이 사용되었음) 및 6 와트 내지 약 1/10 와트의 한정된 빔 출력 감쇠로, 시험 샘플 상으로의 거의 임의적인 2D 패턴들의 출력을 가능하게 한다.

적합한 펄스 간격과 펄스 출력은 주로 안료 및 매트릭스에 따라 달라지므로, 적절한 레이저 파라미터는 사례별로 결정되어야 한다.

시험 샘플들은 평평한 폴리프로필렌 시트로 이루어졌고, 본 발명에 따른 박막형 알루미늄 코어를 갖는 다양한 금속 효과 안료 및 간섭 금속 효과 안료로 장착되었다.

다양한 농도의 다양한 금속 효과 안료를 갖는 폴리프로필렌 시트들이, 플라스틱에서 직접, 또는 자동차 산업에서 통상적으로 사용되는 도포된 베이스코트에서, 시험 대상물로서 제공되었다. 일부 샘플들에는, 자동차 코팅에서 통상적인 바와 같이, 베이스코트 위에 클리어코트가 제공되었다.

본 발명에 따르지 않는 안료(예를 들어, 진주광택 안료, 및 더 두꺼운 금속 코어를 갖는 금속 효과 안료)가 비교예로서 시험되었으며, 박막형 금속 코어가 실제로 본 발명에 따른 방법에 필수적이라는 것이 확인되었다.

Kuncai 사의 진주광택 안료와 같은, 본 발명에 따르지 않는 안료의 경우, 임의의 투명 효과를 생성한 레이저 파라미터를 전혀 찾을 수 없었다: 투명 효과가 전혀 나타나지 않았으며, 레이저 조사가 너무 강한 경우에는, 매트릭스의 화상(burns) 또한 발생하였다.

투명성을 달성하기 위한 클리어코트를 통한 레이저 조사는 본 발명에 따른 대부분의 샘플들에서 더 어려운 것으로 입증되었는데, 이는 아마도 클리어코트에서의 레이저 손실에 기인할 것이다. 따라서, 이것은 목적하는 투명성 결과에 부분적으로 기여하였다.

도 8은, 각각의 폴리곤 트레인(polygon train) 후, 마킹 속도(펄스 간격), 레이저 출력 및 대기 시간이 서로 다른 실험 배열들에 의해, 각각의 안료/매트릭스/기재 조합에 대한 적절한 Nd-YAG 레이저 파라미터들이 어떻게 결정되었는지를 보여준다.

동심 고리들의 배열이 궤적(trajectory)으로서 선택되었다. 더 높은 출력과 더 낮은 마킹 속도에서, 매트릭스의 가벼운 발포는 도 8의 왼쪽 이미지에 있는 시험 샘플에서 볼 수 있으며, 달성된 투명성과 더불어 촉각적으로(haptically) 느껴질 수도 있다.

그러한 추가적인 촉각 효과는, 예를 들어, 금속 효과 안료 첨가된 플라스틱으로 만들어진 제어 요소(자동차, 보트 또는 비행기 조종석, 컴퓨터 키보드 또는 휴대폰에서 야간에 작동되어야 하고 안전상의 이유로 보여지면서도 촉각적으로 느껴져야 하는 레이저 조사된 심볼을 갖는 제어 요소를 포함) 상에 백라이트 레이저 조사된 심볼의 생성에서 유리하거나 바람직할 수 있다.

이 실험들은, 박막형 금속 코어를 갖는 금속 효과 안료를 사용할 때 레이저 조사된 영역이 투명하거나 반투명해진다는 것, 및 레이저 조사된 영역에서 거울 유사 효과가 파괴된다는 것을 확인시켜 주었다. 이는, 특히 도 9의 오른쪽 이미지에 있는 도 8의 일 영역의 고배율 상세도에서 명확하게 볼 수 있으며, 여기서 높은 배율로 인해 개별 금속 효과 안료들이 볼 수 있게 되어 있다.

나타난 바와 같이, 15 kHz에서의 0.25 와트의 빔 출력은 대부분의 경우에, 본 발명의 투명성/반투명성 효과 및 그에 상응하는 반사율 감소를 생성하기에 충분하다.

더 높은 출력에서는, 도 9의 고립된 경우에서 볼 수 있듯이, 매트릭스의 탄화 증가가 발생할 수 있다.

더 높은 농도의 발포제(예를 들어, 레이저광 하에서 분해되는 탄산칼슘) 또는 더 강한 레이저 조사가 사용되는 경우, 조사된 영역에 국부적 투명성과 더불어 촉각적 햅틱 효과(tactile haptic effect)가 제공될 수 있다.

도 9에서, 표면에 초점을 맞춘 왼쪽 이미지와 표면 아래의 오른쪽 이미지에 나타나 있는, 레이저 처리 후 시험 대상물의 금속 효과 안료 첨가된 표면의 확대도에 나타난 바와 같이, 레이저 처리된 영역에서, 일부 레이저 유도 탄화를 제외하고는, 반사 안료들이 더 이상 거의 보이지 않으며, 표면 아래에서도 보이지 않는데, 이는, 액체 코어의 용융 및 표면 장력으로 인해, 반사 안료들이 레이저 조사 하에서, 은폐력이 실질적으로 파괴될 정도로 함께 수축되었기 때문이다.

또한, 레이저 조사된 안료의 이러한 수축으로 인해, 마이크로파 투과에 문제가 되는 안료 중첩 및 그것들의 산란 능력이 실질적으로 사라졌고, 그에 따라 미처리 영역에서 높은 반사 계수가 제공되었다. 이는, 도 11에 표시된 시험 설정인 네트워크 분석에서 확인할 수 있듯이, 레이저 처리된 영역이 빛 또는 마이크로파를 반사하지 않는 또 다른 이유이다.

도 10은, 15 kHz 펄스 반복 속도 및 1064 nm의 파장에서 0.25 W 레이저 출력에서 정사각형 스캔 시험 패치들을 사용한, 그리고 도 8에 따라 최적화된 레이저 파라미터의 실험 결과에 기초한, 더욱 성숙된 실험 시험 매트릭스의 원리, 파라미터 및 결과를 보여준다.

6개 시험 패치들에 대한 펄스 간격들은 6, 12, 18, 24, 30 및 36 마이크로미터이며, 이때 달성된 투명도는 그에 따라 감소하며(조사된 패치들은 레이저 펄스 간격이 증가함에 따라 당연히 더 어두워짐), 반면에 쓰기 속도가 증가한다; 36 마이크로미터에서, 격자선들 및 개별 조사 지점들이 가시적(visible)으로 된다; 5가지 안료 유형들 및 농도들이 시험되었다.

저농도 샘플(0.16 % 안료 함량)(Chromos 안료, 제조자: Schlenk)의 결과가 표시되는데, 여기서, 이 안료가 특히 얇은 알루미늄 금속 코어를 특징으로 하기 때문에, 심지어 레이저가 조사되지 않은 영역들에서도, 저농도 샘플은 특히 어둡고 거의 반사성이 없다.

실리콘 보호층이 없는, 즉 테르밋 반응의 추가 반응 열이 사용될 가능성이 없는, Schlenk 사의 순수 알루미늄 Deccomet 안료를 포함하는, 5개의 샘플들이 성공적으로 시험되었다. 모두 유사한 광학 투명도 계조(optical transparency gradations)를 나타냈다.

시험 샘플들의 마이크로파 반사 특성들은, 벡터 네트워크 분석기(VNA)에 각각 연결된 두 개의 도파로들 사이에서 시험 샘플의 반사 계수를 측정함으로써, 도 11에 표시된 도파로 재료 특성분석 키트(MCK)를 사용하여 측정되었다.

본 발명에 따른 간섭 금속 효과 안료 Zenexo Golden Shine(안료 구조: 박막형 알루미늄 금속 층, 그 다음 이를 둘러싸는 실리카 보호층, 그 다음 적어도 하나의 산화철 간섭 층, 간섭 색상 금)의 레이저 패터닝된 페인트 샘플에 대해, 반사 계수는, 레이저 조사되지 않은 상태의 -5 dB로부터, 약 0.1 mm의 상대적으로 크고 눈에 띄는 레이저 펄스 간격에서 레이저를 조사한 후 -15 dB까지, 예상된 바와 같이 감소하였다.

반사 계수의 측정으로부터, 투과 특성도 결정될 수 있다. -15 dB 반사 계수(S11)는, 시험 대상물 상의 레이저 처리된 페인트로부터 극소량의 마이크로파 에너지가 반사되고, 거의 모든 레이더 에너지가 방해받지 않고 시험 대상물을 통해 투과된다는 것을 의미한다.

도파로 측정(waveguide measurement)은, 레이저 처리가 페인팅된 표면으로부터의 레이더파의 투과율을 어떻게 개선하는지를, 그리고 레이저 조사에 의해 페인트 상에서의 원치 않는 반사가 얼마나 억제되는지를, 정량적으로 측정할 수 있다.

도 13에, 레이돔 슬릿 프로파일(Y-슬릿 매트릭스 레이돔, Zenexo Golden Shine 안료로 페인팅된 물체 내로 투명하게 레이저 조사됨)의 특성들을 나타냈다.

도 14에, 은색 안료 Alustar로 페인팅된 물체 내로 40 마이크론의 투명한 바니시를 통해 투명하게 레이저 조사된, Y-슬롯 매트릭스 레이돔의 특성들을 나타냈다.

도 12는, Vector Network Analyzer(VNA) 및 Free Space Material Characterization Kit(MCK)을 사용하여, 금속 페인팅된 차체 부품과 같은, 시험 샘플의 자유 공간 반사 계수의 측정을 보여준다. 도시된 자료의 출처: Michel Joussemet "novel devices and Material Characterization at mm-wave and Teraherz", Agilent Technologies (https://www.keysight.com/upload/cmc_upload/All/noveldevices.pdf로부터 인터넷 상으로 입수가능함).

도 13 및 도 14에 표시된 Y-슬롯 레이돔 프로파일은 슬롯 안테나 이론으로부터 나온 것이지만, 이 이론은 당연하게도, 균질하고 전도성이 좋은 금속 시트에 있는 슬롯에도 적용된다. 물론 슬롯 레이돔은, 마이크로파, 레이더, 또는 5G 통신 도메인들에서 본 발명의 유일한 가능한 적용은 아니다.

본 발명의 부분은 또한, 플라스틱 상에 레이저 절단된 금속 효과 안료 코팅으로부터 전송 또는 수신 안테나 또는 안테나 요소를 만드는 것뿐만 아니라, 비행 물체를 위한 비교적 저렴한 레이더 흡수 구조체를 만드는 것이다.

안테나 이론 및 복사선 흡수 구조체의 전반적인 가르침이, VMP 안료 및 적합한 특히 저손실 유전체 매트릭스가 사용될 때, 특히 마이크로파 범위에서, 금속 효과 안료 첨가된 표면까지 외삽될 수 있으며, 이는 이러한 안료들이 제조 공정으로부터 특히 매끄럽고, 우수한 중첩 특성을 갖기 때문이다.

도 13 및 도 14에 나타나 있는 Y-슬롯 및 전체 원형 레이돔 프로파일은, 여러 가지 효과 안료 페인트로 시험하기 위해 레이저로 조사된 다음, 밀리미터 빔(4 mm 파장에 해당하는 약 76 GHz의 주파수 범위) 하에서 실험적으로 측정되었다.

도 15에 나타나 있는 바와 같은 페인팅된 폴리카보네이트 시트의 측정 결과는, 레이저 조사되지 않은 금속 효과 안료 첨가된 표면과의 비교를 가능하게 한다.

이 측정 결과에 나타난 바에 따르면, 안료들(시험 38-1 내지 38-7, 알루미늄 두께 최대 80 nm)의 경우, 레이저 처리는 밀리미터파의 반사 및 투과에 상당한 효과를 생성한다. 특히 구조체 3(레이저 조사된 전체 원)의 경우, 시험 결과는 거의, 안료가 없는 폴리카보네이트 판의 경우만큼 우수하다.

본 발명의 다른 중요한 양태들은 다음과 같이 공식화될 수 있다:

본 발명의 목적은, 금속 함유 소판 또는 금속 코팅된 입자를 포함하는 실질적으로 유전성인 물품 또는 층의 전자기파 또는 다른 전자기 복사선에 대한 투명도, 반투명도 또는 투과율을 영구적으로 증가시키는 방법을 제공하는 것이며, 여기서 상기 방법은, 소판 또는 입자의 금속 부분은 바람직하게는 최대 80 nm 두께, 더욱 바람직하게는 최대 30 nm 두께인 것을 특징으로 하고, 또한, 예를 들어 레이저에 의한, 에너지 입력(광 입력 또는 열 입력, 등)이, 예를 들어 레이저에 의한, 전자기파 또는 기타 전자기 복사선의 투명도, 반투명도 또는 투과율을 증가시키기에 충분하여, 금속 부분의 영구적인 형상 변화를 달성하도록, 및/또는 전자기파에 대한 물품 또는 층의 투명도, 반투명도 또는 투과율을 실질적으로 증가시키는 금속 부분의 화학 반응을 촉발시키도록 하는 것을 특징으로 한다.

그러나, 바람직하게는, 유전성 층 또는 제품 자체에 손상을 주지 않는다.

본 발명의 추가 목적은, 실질적으로 유전성인 물품의 전자기파에 대한 투명도, 반투명도 또는 투과율을 증가시키는 방법의 임의의 생성물을 제공하는 것이다.

Claims (21)

1. 페인팅된 몸체 부품(painted body parts)에서의 레이더파 투과율을 증가시키기 위한 후처리 방법(post-treatment method)으로서, 상기 후처리 방법은:
   - 금속 형태의 박막형 간섭성 금속 부분(thin coherent metallic portion)을 적어도 부분적으로 갖는 금속 효과 안료(metal effect pigments), 간섭 금속 효과 안료(interference metal effect pigments) 또는 금속 함유 입자(metal-containing particles)를 함유하는 페인팅된 몸체 부품을 제공하는 단계; 및
   - 레이저광을 도입하는 단계;를 포함하고,
   상기 레이저광은 상기 금속 효과 안료, 상기 간섭 금속 효과 안료 또는 상기 금속 함유 입자의 금속 형태의 상기 박막형 간섭성 금속 부분의 용융을 촉발하도록 구성되고(designed), 그 결과 상기 금속 효과 안료, 상기 간섭 금속 효과 안료 또는 상기 금속 함유 입자의 형상계수(shape factor)가 변하고, 그에 따라 상기 레이더파 투과율이 증가하는,
   후처리 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 선택적으로(selectively) 상기 페인팅된 몸체 부품의 영역들이, 예를 들어 선택적(selective) 레이저 스캐닝에 의해 또는 마스크 적용에 의해, 레이저 입력으로부터 보호(protected) 또는 차폐(spared)(패턴화(patterned))되는, 후처리 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 페인팅된 몸체 부품에서 복수의 국부적으로 제한된 레이저 도입부들(locally limited laser entries)이, 변화된 안료의 영역들 및 변화되지 않은 안료의 영역들로 이루어진 패턴을 발생시키는, 후처리 방법.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 패턴은 레이더파에 대해서만의 투자율(permeability) 또는 투과율(transmission) 특성을 증가시키는, 후처리 방법.
5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 선택된 패턴은, 예를 들어 레이더 흡수 재료(radar absorbing materials: RAM)의 생성을 위한, 주파수 선택적 표면(frequency-selective surface)으로서 작용하는, 후처리 방법.
6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 패턴은, 상기 페인트 층이 슬롯 안테나, 레이돔, 배열 안테나 또는 파장 선택적 흡수 표면(slot antenna, radome, array antenna or wavelength selective absorbing surface)의 전자기적 기능 부분을 형성하도록, 구성(designed)되는, 방법.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 몸체 부품의 목적하는 영역에서의 향상된 라디오파 투과율, 레이더파 또는 밀리미터파 투과율이, 상기 페인트 층 내로 슬롯 레이돔 패턴 또는 슬롯 패턴을 레이저 조사(lasering)함으로써 달성되는, 후처리 방법.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 슬롯 레이돔 패턴의 레이저 조사된 선들의 폭은 1/10 밀리미터 미만이고, 그에 따라 상기 페인트 층 내로 레이저 조사된 패턴은 육안으로 전혀 또는 거의 인지되지 않는, 후처리 방법.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안료의 (금속 형태의) 상기 박막형 간섭성 금속 부분은, 10600 nm(CO₂ 레이저) 내지 266 nm(Nd-Yag 레이저의 4배 주파수)의, 바람직하게는 1064 nm 내지 355 nm의, 파장을 갖는 상기 후처리 방법에 사용되는 상기 레이저광에 부분적으로 투명하도록 충분히 얇은, 즉 상기 금속 부분은 상기 파장 범위의 적어도 하나의 파장에서 상기 레이저광의 적어도 0.2%가 투과하도록 얇은, 후처리 방법 .
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원래의 박막형 소판 또는 상기 박막형 금속 부분은 적어도 부분적으로 액화되고 구형 형태로 재고화되는, 후처리 방법.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안료의 금속 형태의 상기 금속 부분은, 상기 안료의 추가 성분과의 및/또는 상기 안료가 매립된 매트릭스의 레이저 감광성 충전제와의 발열 화학 반응에 의한 상기 광 입력의 참여 또는 부분적 흡수에 의해 반응하는, 후처리 방법.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 금속 형태의 상기 금속 부분은 진공 금속화 안료(vacuum-metallized pigment)이거나, 또는 진공 금속화 코어 또는 층(vacuum-metallized core or layer)을 가지며, 바람직하게는 상기 금속 코어 또는 층의 최대 두께는 80 nm 미만, 바람직하게는 32 nm 미만, 더 바람직하게는 27 nm 미만, 더욱더 바람직하게는 25 nm 미만, 가장 바람직하게는 8 nm 내지 17 nm인, 후처리 방법.
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 후처리 방법의 사용은 상기 안료 표면에 수직인 광파(light wave) 반사율 또는 알베도를 적어도 6 dB, 바람직하게는 적어도 10 dB, 더욱 바람직하게는 적어도 12 dB, 가장 바람직하게는 적어도 20 dB만큼 감소시키고, 여기서 "광파(light wave)"는, 측정된 광 파장이 미처리 안료의 직경보다 작은 한, 적외선 또는 자외선 광파도 포함하는, 후처리 방법.
14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안료 표면에 수직인 상기 라디오파 또는 레이더파 반사율 또는 반사 산란 파라미터(S11) 또는 알베도는, 상기 후처리 방법을 사용함으로써, 적어도 6 dB, 바람직하게는 적어도 10 dB, 더 바람직하게는 적어도 12 dB, 가장 바람직하게는 적어도 20 dB만큼 감소되는, 후처리 방법.
15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 처리된 물체의 안료 첨가된 표면의 라디오파 투과율, 레이더파 또는 밀리미터파 투과율은, 상기 후처리 방법을 사용함으로써, 적외선, 가시광 또는 자외선 범위 내의 적어도 하나의 광 파장에 대해, 적어도 6 dB, 바람직하게는 적어도 10 dB, 더 바람직하게는 적어도 12 dB, 가장 바람직하게는 적어도 20 dB 만큼 증가되는, 후처리 방법.
16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속 부분은, 상대적으로 낮은 용융점을 갖는 금속 또는 합금의, 바람직하게는 주석, 아연, 납, 은, 구리의, 또는 더 바람직하게는 알루미늄, 인듐, 주석-인듐 합금의, 금속 형태로 구성된, 후처리 방법.
17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 금속 형태의 상기 금속 부분의 일 부분은 상기 금속 함유 입자 또는 안료의 금속 산화물 층과 발열 반응하고, 상기 금속 부분은 적어도 부분적으로 산화되는(테르밋 반응), 후처리 방법.
18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 안료 또는 금속 함유 입자에서의 상기 광 입력은, 직접적으로 또는 표면 장력에 의해 간접적으로, 그것의 외부 표면적을 10 배, 바람직하게는 20 배, 더욱 유리하게는 30 배, 훨씬 더 유리하게는 60 배 감소시키고, 그 결과 상기 안료의 은폐력이 그에 상응하게 감소하여 투명도 및 라디오파 투과율을 증가시키는, 후처리 방법.
19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 따른 후처리 방법에 의해 전환된 적어도 하나의 전환된 안료 또는 금속 함유 입자를 함유하는 몸체 부품 또는 페인트 층.
20. 제 19 항에 있어서, 상기 안료/입자를 함유하는 상기 층/매트릭스는 폴리이미드, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 테플론과 같은 불화폴리머, 더욱 바람직하게는 폴리메타크릴이미드, 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 몸체 부품 또는 페인트 층.
21. 제 1 항에 따른 후처리 방법에서 사용하기 위한 전환가능한 입자, 예를 들어 소판, 바람직하게는 금속 효과 안료 소판으로서, 상기 입자는 적어도 다음을 포함하는, 입자:
    - 금속 형태의 제1 금속; 및
    - 상기 제1 금속을 코팅하는 제1 산화물(중간층을 갖거나 갖지 않음).

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