用於雷達裝置的射束路徑中的金屬光澤層裝飾成形品的製作方法

2023-06-17 14:17:01

專利名稱：用於雷達裝置的射束路徑中的金屬光澤層裝飾成形品的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於保護雷達裝置的金屬光澤層裝飾成形(成型)品，尤其涉及一種位於安裝在汽車前格柵後方的雷達裝置的射束(波束)路徑中的金屬光澤層裝飾成形品。
背景技術：
通常，通信設備或雷達上的用於無線電波傳輸或接收的天線例如在它們的關於天線體或其周圍結構的設計方面沒有被刻意限制，這是因為優先考慮它們的功能。例如，在用於車載無線電的汽車天線的情況下，使用裸杆天線。但是，根據天線的位置有時希望隱藏天線。例如，在用於監控汽車前的障礙或測量其與前方汽車的距離的雷達及其類似物的情況下，希望將天線安裝在汽車前部的中心位置以便實現最優性能。在這種情況下，天線必須安裝在圍繞汽車的前格柵的普通區域中。但是，鑑於設計考慮，即使在此情況下天線仍應從外部不可見。
在被稱為「汽車巡航系統」的技術中，安裝在車輛前部的傳感器用於測量本方汽車與前方汽車之間的距離或相對速度。根據這樣獲得的信息，控制節氣門或制動器以便使車輛加速或減速並控制車間距離。汽車巡航系統被認為是旨在減小交通阻塞和事故的所謂智能交通系統(ITS)的核心技術。汽車巡航系統中使用的傳感器通常由無線電波傳輸/接收裝置例如毫米波雷達提供。
圖4示出安裝在汽車上的雷達裝置100，該裝置通常安裝在前格柵101的後方。前格柵101裝有車輛製造商的廠標102或其它獨特的裝飾品。雷達裝置經由前格柵和廠標朝前方發射毫米波，並且物體反射的波經由前格柵和廠標返回雷達。
因此，前格柵、廠標以及雷達裝置的射束路徑中的其它部分優選地使用具有很小傳輸(透過)損失並且可提供所需外觀的材料和塗料。
無線電波傳輸/接收裝置因此通常安裝在車輛的前格柵後方。但是，該前格柵通常鍍有金屬，其是良好的電導體並且使無線電波不易於傳輸。前格柵還具有用於空氣進入的通風口，這使得厚度不均勻。如果無線電波通過這樣的前格柵傳輸，則會導致前格柵的較薄和較厚部分之間的波傳輸速度不同，從而難以獲得良好的雷達靈敏度。
在這種情況下，一般慣例是在前格柵的對應於無線電波傳輸/接收裝置的位置的部位處設置可供無線電波通過的窗口。通過在前格柵中設置這樣的窗口，可通過該窗口傳輸和接收無線電波。但是，窗口會破壞前格柵的外部的連續性。這還使得可看到車輛內部例如無線電波傳輸/接收裝置或發動機室，從而損害車輛外觀。
在常規技術中，為了解決此問題，在前格柵的窗口部中插入如日本專利公報(公開)No.2000-159039A公開的無線電波傳輸蓋，從而可在窗口和前格柵之間建立一體感。日本專利公報(公開)No.2000-159039A中公開的無線電波傳輸蓋由凹凸不平的多個樹脂層的疊層形成。具有在樹脂層之間蒸汽澱積的凹凸不平的金屬層的覆蓋部件可提供前格柵的翅片連續存在於無線電波發射蓋中的印象。
使用銦作為蒸汽澱積在無線電波傳輸蓋上的金屬。當在被澱積部件上蒸汽澱積銦時，不是以均勻薄膜的形式而是以微小島狀物的形式將銦澱積在被澱積部件的表面上。具體地，當將銦澱積在被澱積部件上時，被澱積部件的表面呈現微小島狀銦澱積部和非澱積部很好地共存的狀態。在此情況下，可通過非澱積部傳輸無線電波，但是由於小島狀銦澱積部，被澱積部件的表面可被看作是具有金屬光澤的部件。
但是，銦是昂貴的金屬材料，將該金屬用於澱積會使得材料成本增加。此外，難以形成具有所需比例的澱積部和非澱積部。例如，當澱積部相互非常接近地形成時，會妨礙無線電波的出入。
日本專利公報(公開)No.2003-252137A公開了一種用於製造設置在具有格子狀翅片部的車輛前格柵上的無線電波傳輸蓋的方法，其中無線電波傳輸/接收裝置安裝在前格柵後方。在此方法中，可使用除了銦之外的各種金屬材料形成金屬覆蓋薄膜，並確保無線電波優良的出入。該方法包括形成平板狀蓋基體的第一步驟；在該蓋基體的一個表面上形成金屬薄膜的第二步驟，該金屬薄膜的形狀對應於翅片的形狀；通過物理或化學地去除金屬薄膜的一部分而形成島狀金屬光澤部的第三步驟；以及在已在蓋基體中形成金屬光澤部的表面的上層形成透明樹脂層的第四步驟。
日本專利公報(公開)No.2000-159039A和2000-49522A公開了在位於雷達裝置的射束路徑中的塑料覆蓋部件的從外部可見的金屬制部分區域中澱積由銦構成的薄金屬層。但是，在此情況下，必須通過在銦金屬光澤薄膜層上形成穩定的保護層確保金屬光澤設計的耐用性和可靠性以及無線電波傳輸特性，從而可防止銦金屬光澤薄膜層被外力剝落或切除或者由於外部環境應力例如水或汙染空氣而腐蝕。
上面所述問題中有一些是由以下原因造成的。首先，銦是非常軟的金屬材料，莫氏硬度為1.2。另外，由於銦本質上是金屬材料，所以在上述環境內會腐蝕。另外，因為銦本質上是金屬材料，所以會引起形式為導電損失的無線電波傳輸損失，這樣有必要通過可靠地確保薄膜厚度以便可獲得銦金屬光澤色調設計而無需過多地增加厚度來確保耐用性和可靠性。並且其次，銦的熔點非常低，為156℃，從而在預先在基體表面上形成樹脂成形品之後在襯裡樹脂的二次形成期間，熔融金屬的熱量會使銦層熔融。
在這方面，日本專利公報(公開)No.2000-344032A公開了設置由二氧化矽形成的陶瓷薄膜作為用於防止銦薄膜剝落並確保其耐蝕性的保護層。
還指出，為了防止雷達裝置錯誤地接收無線電波，具有金屬光澤的雷達裝置的外部部件需要儘可能地少地削弱無線電強度。即，為了防止無線電波被外部部件本身削弱，無線電波在材料之間的以及被金屬薄膜的折射和反射需要最小化。

發明內容
根據常規技術的具有銦澱積層和被漆成黑色的背面的金屬光澤層裝飾部件僅能夠顯示遠離鉻鍍層的理想色調的色調。它還不能顯示各種金屬色調例如金色。這是因為以下事實 (1)被澱積部件是銦；和(2)背面上的設計塗裝色是黑色。
鑑於這些問題，本發明的一個目的是提供一種用於雷達裝置的射束路徑中的金屬光澤層裝飾成形品，該成形品具有類似於鍍鉻色調的精美金屬設計，不會妨礙裝置的無線電波傳輸。
本發明的上述目的是通過使用一種具有特定金屬層作為金屬澱積層的特定結構的成形品實現的。
本發明提供了一種用於雷達裝置的射束路徑中的金屬光澤層裝飾成形品，該成形品具有如下的模式(1)或(2)(1)它包括由透明樹脂層構成的基體，設置在該基體的背面上的錫和/或錫合金層，和設置在該錫和/或錫合金層的背面上的裝飾漆層。
(2)它包括由透明樹脂層構成的基體，設置在該基體的背面上的底塗層(底漆層)，設置在底塗層(底漆層)的背面上的錫和/或錫合金層，和設置在該錫和/或錫合金層的背面上的裝飾漆層。
錫合金的優選示例是具有選自銦(In)、鎵(Ga)、銻(Sb)和鉍(Bi)的一種或多種元素的錫(Sn)的合金。
錫和/或錫合金層的厚度優選為10-10000，更優選為50-5000，最優選為100-600。
用於形成錫和/或錫合金層的方法沒有特別限制。具體示例包括真空薄膜形成方法例如真空澱積、離子鍍和濺射；氣相生長法例如熱CVD、等離子CVD、光CVD和MOCVD；LB(Langmuir-Blodgett)方法；無電解澱積法；和溶膠凝膠方法。在這些方法中，真空澱積方法或濺射方法是優選的。
在本發明的金屬光澤層裝飾成形品中，形成基體的透明樹脂層優選由選自聚碳酸酯樹脂層、丙烯酸樹脂層和環狀聚烯烴樹脂層中的一種或多種構成。
在本發明的金屬光澤層裝飾成形品中，裝飾漆層優選地由聚氨酯樹脂層和/或丙烯酸樹脂層構成。
優選地，裝飾漆層具有10-30μm的厚度。
根據本發明，可在由透明樹脂層構成的基體與錫和/或錫合金層之間設置底塗層。底塗層可以是透明的或有色的，底塗層是用於增強粘附(附著)的底漆層。
本發明還提供了一種汽車，它具有上述安裝在雷達裝置的射束路徑中的金屬光澤層裝飾成形品，作為金屬光澤層裝飾部件。
根據在基體的背面上設置錫和/或錫合金層的本發明，可提供一種用於雷達裝置的射束路徑中的金屬光澤層裝飾成形品，該成形品具有類似於鍍鉻色調的精美金屬設計，並且不會妨礙無線電傳輸。


圖1示出根據本發明的用於雷達裝置的射束路徑中的金屬光澤層裝飾成形品的斷面結構的示例；圖2示出根據本發明的用於雷達裝置的射束路徑中的金屬光澤層裝飾成形品的斷面結構的另一示例；圖3是說明無線電特性試驗方法的視圖；以及圖4示出配備有雷達裝置的汽車的概念圖。
具體實施例方式
圖1示出根據本發明的用於雷達裝置的射束路徑中的金屬光澤層裝飾成形品的斷面結構的示例。金屬光澤層裝置成形品從其正面到背面包括作為基體的透明樹脂層1，設置在該基體的背面上的錫和/或錫合金層2，和設置在該錫和/或錫合金層的背面上的裝飾漆層3。當從正面看時，入射在金屬光澤層裝飾成形品上的自然光透過透明樹脂層1和錫和/或錫合金層2，然後被裝飾漆層3反射。裝飾漆層3將錫和/或錫合金層2的色調增強為精美的色調例如鉻色。
圖2示出根據本發明的用於雷達裝置的射束路徑中的金屬光澤層裝飾成形品的斷面結構的另一示例。金屬光澤層裝置成形品從其正面開始依次包括作為基體的透明樹脂層1，用於增強透明樹脂層1與錫和/或錫合金層2之間的粘附的底塗層4(底漆層)，錫和/或錫合金層2，以及設置在該錫和/或錫合金層的背面上的裝飾漆層3。如圖1所示，入射在金屬光澤層裝飾成形品上的自然光透過透明樹脂層1、底塗層4以及錫和/或錫合金層2，然後被裝飾漆層3反射。
在圖1和2中，通過選擇錫和/或錫合金層2的材料和厚度，可顯示任何希望的顏色。另外，通過以多層結構形成錫和/或錫合金層2，可獲得具有五彩繽紛的幹涉色的金屬外觀。
透明樹脂層1由具有小無線電波傳輸損失和優良電介質特性的材料構成。在例如作為指標的相對介電常數ε』和介電損失tanδ方面測量介電特性。優選地，透明樹脂層1由聚碳酸酯樹脂、丙烯酸樹脂或環狀聚烯烴樹脂製成。
由於環狀聚烯烴樹脂是無定形的，所以其具有良好的透明度，該環狀聚烯烴是本發明中用作基體的透明樹脂中的一種並且其示例包括聚降冰片烯樹脂和聚環己烷樹脂。
當在透明樹脂層1中使用具有小無線電波傳輸損失和優良介電特性的環狀聚烯烴樹脂時，通過用等離子蝕刻和/或高濃度臭氧水處理環狀聚烯烴樹脂層的基體表面，可改進基體表面的潤溼性並且可顯著提高其與錫和/或錫合金層的粘附。
在需要時，可向在本發明中用作基體的透明樹脂添加其它聚合物例如橡膠或其它熱塑樹脂。橡膠的示例包括熱塑性彈性體例如天然橡膠、聚丁二烯橡膠、聚異戊二烯橡膠、丙烯腈-丁二烯共聚物橡膠、苯乙烯-丁二烯共聚物橡膠、苯乙烯-異戊二烯共聚物橡膠、苯乙烯-丁二烯-異戊二烯共聚物橡膠、加氫的二烯系橡膠、飽和的聚烯烴橡膠例如乙烯-α-烯烴共聚物如乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-二烯共聚物、α-烯烴-二烯共聚物、聚氨酯橡膠、矽橡膠、聚醚橡膠、丙烯酸橡膠、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物橡膠、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物橡膠、加氫的熱塑性彈性體、聚氨脂熱塑性彈性體、聚醯胺熱塑性彈性體和1，2-聚丁二烯熱塑性彈性體。
其它熱塑樹脂的示例包括聚烯烴例如低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、LLDPE、非常低密度的聚乙烯、聚丙烯、間規聚丙烯、聚丁烯和聚戊烯、聚酯例如聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚對苯二甲酸丁二酯、聚醯胺例如尼龍6和尼龍66、乙烯丙烯酸乙酯共聚物、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、聚苯乙烯、間規聚苯乙烯、聚苯硫醚、聚苯醚、芳香族聚醯胺和聚碳酸酯。這些其它熱塑樹脂可單獨使用或兩種或多種組合使用，並且它們的添加量為使得透明樹脂的無線電波傳輸特性、耐用性和耐磨性不損失。具體地，它們相對於透明樹脂的量按質量計算為50％，並且優選地按質量計算為30％。
在需要時可向透明樹脂增加添加劑。添加劑的示例包括抗氧化劑、紫外線吸收劑、潤滑劑、防霧劑、去霧劑、增塑劑、顏料、近紅外吸收劑和抗靜電劑。
透明樹脂的成形品可用任何常規方法例如熔融成形法和鑄造法(流延法)製造。熔融成形法的示例包括熔體擠出法例如T-對模成形和膨脹成形、砑光法、熱壓法和注塑成形法。在鑄造法中，在支承體上流動鑄造具有溶解或分散在溶劑中的各種成分的液狀體，然後乾燥該溶劑。所用溶劑的示例包括芳香烴例如甲苯、二甲苯、三甲苯、脂環烴例如環己烷和萘烷，和滷素化合物例如二氯甲烷、氯仿、氯苯和二氯苯。透明樹脂在液狀物中的濃度通常按質量計算為0.1-60％，並優選地按質量計算為3-45％。用於在支承體流動鑄造液狀物的方法包括那些包含刮條塗布機、刮墨刀、塗布棒、輥塗機、塗布模具、濺射、氣刀塗布、旋轉塗布和浸泡式塗布的方法。以常用的方式進行溶劑的乾燥和去除，使得剩餘溶劑的量按質量計算為5％或小於5％，優選地按質量計算為1％或小於1％，更優選地按質量計算為0.5％或小於0.5％。
示例下文說明本發明的示例和比較示例。
(示例1-3和比較示例1)用聚碳酸酯樹脂製備厚度為5.5mm的150×150mm的平板狀試驗片，然後該試驗片上澱積有錫。從表面的目視外觀(設計)和毫米波傳輸損失方面與(比較示例1的)試驗片相比較，該試驗片由澱積有銦的聚碳酸酯制薄膜基體形成。
如圖4所示，在76GHz下利用預定方法測量無線電波傳輸損失(往返)，76GHz是具有無線電波傳輸損失的車載毫米波雷達使用的頻率。表1中示出性能比較的結果。
表1

表1中所示的結果指示出在根據本發明的在金屬澱積層中使用錫的示例1-3中，可獲得精美的鍍鉻色調或帶有不同淺色的鍍鉻色調而不會妨礙雷達功能。另外，示例1-3在76GHz頻帶的毫米波傳輸損失(往返)方面的性能也不比具有銦澱積層的比較示例的性能遜色。
權利要求
1.一種用於雷達裝置的射束路徑中的金屬光澤層裝飾成形品，所述成形品包括由透明樹脂層構成的基體；設置在所述基體的背面上的錫和/或錫合金層；和設置在所述錫和/或錫合金層的背面上的裝飾漆層。
2.一種用於雷達裝置的射束路徑中的金屬光澤層裝飾成形品，所述成形品包括由透明樹脂層構成的基體；設置在所述基體的背面上的底塗層(底漆層)；設置在所述底塗層(底漆層)的背面上的錫和/或錫合金層；和設置在所述錫和/或錫合金層的背面上的裝飾漆層。
3.根據權利要求1或2所述的用於雷達裝置的射束路徑中的金屬光澤層裝飾成形品，其特徵在於，所述錫合金是具有選自銦(In)、鎵(Ga)、銻(Sb)和鉍(Bi)的一種或多種元素的錫(Sn)的合金。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的用於雷達裝置的射束路徑中的金屬光澤層裝飾成形品，其特徵在於，所述錫和/或錫合金層具有100-600的厚度。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的用於雷達裝置的射束路徑中的金屬光澤層裝飾成形品，其特徵在於，所述錫和/或錫合金層通過真空澱積或濺射形成。
6.根據權利要求1-5中任一項所述的用於雷達裝置的射束路徑中的金屬光澤層裝飾成形品，其特徵在於，所述透明樹脂層包括選自聚碳酸酯樹脂層、丙烯酸樹脂層和環狀聚烯烴樹脂層的一個或多個層。
7.根據權利要求1-6中任一項所述的用於雷達裝置的射束路徑中的金屬光澤層裝飾成形品，其特徵在於，所述裝飾漆層包括聚氨酯樹脂層和/或丙烯酸樹脂層。
8.根據權利要求1-7中任一項所述的用於雷達裝置的射束路徑中的金屬光澤層裝飾成形品，其特徵在於，所述裝飾漆層具有10-30μm的厚度。
9.一種汽車，它具有根據權利要求1-8中任一項所述的用於雷達裝置的射束路徑中的金屬光澤層裝飾成形品，其中，所述金屬光澤層裝飾成形品安裝在雷達裝置的射束路徑中，作為金屬光澤層裝飾部件。
全文摘要
本發明涉及用於雷達裝置的射束路徑中的金屬光澤層裝飾成形品。該成形品具有類似於鍍鉻等色調的精美金屬設計，並且不會妨礙無線電波傳輸。該金屬光澤層裝飾成形品包括由透明樹脂層構成的基體，設置在該基體的背面上的錫和/或錫合金層，以及設置在該錫和/或錫合金層的背面上的裝飾漆層。
文檔編號B60R19/00GK1838482SQ200610066150
公開日2006年9月27日 申請日期2006年3月24日 優先權日2005年3月25日
發明者神谷英夫, 神谷五生, 柘植浩樹, 藤井哲也 申請人:豐田自動車株式會社