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      用于雷達(dá)裝置的射束路徑中的金屬光澤層裝飾成形品的制作方法

      文檔序號(hào):3825887閱讀:192來(lái)源:國(guó)知局
      專利名稱:用于雷達(dá)裝置的射束路徑中的金屬光澤層裝飾成形品的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及一種用于保護(hù)雷達(dá)裝置的金屬光澤層裝飾成形(成型)品,尤其涉及一種位于安裝在汽車前格柵后方的雷達(dá)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(shù)
      通常,通信設(shè)備或雷達(dá)上的用于無(wú)線電波傳輸或接收的天線例如在它們的關(guān)于天線體或其周圍結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方面沒(méi)有被刻意限制,這是因?yàn)閮?yōu)先考慮它們的功能。例如,在用于車載無(wú)線電的汽車天線的情況下,例如使用裸桿天線。但是,根據(jù)天線的位置有時(shí)希望隱藏天線。例如,在用于監(jiān)控汽車前的障礙或測(cè)量其與前方汽車的距離的雷達(dá)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(shí)現(xiàn)最優(yōu)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(qū)域中。但是,鑒于設(shè)計(jì)考慮,即使在此情況下天線仍應(yīng)從外部不可見(jiàn)。
      在被稱為“汽車巡航系統(tǒng)”的技術(shù)中,安裝在車輛前部的傳感器用于測(cè)量本方汽車與前方汽車之間的距離或相對(duì)速度。根據(jù)這樣獲得的信息,控制節(jié)氣門或制動(dòng)器以便使車輛加速或減速并控制車間距離。汽車巡航系統(tǒng)被認(rèn)為是旨在減小交通阻塞和事故的所謂智能交通系統(tǒng)(ITS)的核心技術(shù)。汽車巡航系統(tǒng)中使用的傳感器通常由無(wú)線電波傳輸/接收裝置例如毫米波雷達(dá)提供。
      圖3示出安裝在汽車上的雷達(dá)裝置100,該裝置通常安裝在前格柵101的后方。前格柵101裝有車輛制造商的廠標(biāo)102或其它獨(dú)特的裝飾品。雷達(dá)裝置經(jīng)由前格柵和廠標(biāo)朝前方發(fā)射毫米波,并且物體反射的波經(jīng)由前格柵和廠標(biāo)返回雷達(dá)。
      因此,前格柵、廠標(biāo)以及雷達(dá)裝置的射束路徑中的其它部分優(yōu)選地使用具有很小傳輸(透過(guò))損失并且可提供所需外觀的材料和涂料。
      無(wú)線電波傳輸/接收裝置因此通常安裝在車輛的前格柵后方。但是,該前格柵通常鍍有金屬,其是良好的電導(dǎo)體并且使無(wú)線電波不易于傳輸。前格柵還具有用于空氣進(jìn)入的通風(fēng)口,這使得厚度不均勻。如果無(wú)線電波通過(guò)這樣的前格柵傳輸,則會(huì)導(dǎo)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(dá)靈敏度。
      在這種情況下,一般慣例是在前格柵的對(duì)應(yīng)于無(wú)線電波傳輸/接收裝置的位置的部位處設(shè)置可供無(wú)線電波通過(guò)的窗口。通過(guò)在前格柵中設(shè)置這樣的窗口,可通過(guò)該窗口傳輸和接收無(wú)線電波。但是,窗口會(huì)破壞前格柵的外部的連續(xù)性。這還使得可看到車輛內(nèi)部例如無(wú)線電波傳輸/接收裝置或發(fā)動(dòng)機(jī)室,從而損害車輛外觀。
      在常規(guī)技術(shù)中,為了解決此問(wèn)題,在前格柵的窗口部中插入如日本專利公報(bào)(公開(kāi))No.2000-159039A公開(kāi)的無(wú)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(bào)(公開(kāi))No.2000-159039A中公開(kāi)的無(wú)線電波傳輸蓋由凹凸不平的多個(gè)樹(shù)脂層的疊層形成。具有在樹(shù)脂層之間蒸汽淀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(xù)存在于無(wú)線電波發(fā)射蓋中的印象。
      使用銦作為蒸汽淀積在無(wú)線電波傳輸蓋上的金屬。當(dāng)在被淀積部件上蒸汽淀積銦時(shí),不是以均勻薄膜的形式而是以微小島狀物的形式將銦淀積在被淀積部件的表面上。具體地,當(dāng)將銦淀積在被淀積部件上時(shí),被淀積部件的表面呈現(xiàn)微小島狀銦淀積部和非淀積部很好地共存的狀態(tài)。在此情況下,可通過(guò)非淀積部傳輸無(wú)線電波,但是由于小島狀銦淀積部,被淀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,將該金屬用于淀積會(huì)使得材料成本增加。此外,難以形成具有所需比例的淀積部和非淀積部。例如,當(dāng)?shù)矸e部相互非常接近地形成時(shí),會(huì)妨礙無(wú)線電波的出入。
      此外,即使經(jīng)由無(wú)色底漆層將銦淀積在透明樹(shù)脂上,仍不能獲得具有精美的金色鍍鉻色調(diào)或其它色調(diào)的金屬光澤設(shè)計(jì)。
      日本專利公報(bào)(公開(kāi))No.2000-159039A和2000-49522A公開(kāi)了在位于雷達(dá)裝置的射束路徑中的塑料覆蓋部件的從外部可見(jiàn)的金屬制部分區(qū)域中淀積由銦構(gòu)成的薄金屬層。但是,在此情況下,必須通過(guò)在銦金屬光澤薄膜層上形成穩(wěn)定的保護(hù)層確保金屬光澤設(shè)計(jì)的耐用性和可靠性以及無(wú)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于外部環(huán)境應(yīng)力例如水或污染空氣而腐蝕。
      上面所述問(wèn)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,由于銦本質(zhì)上是金屬材料,所以在上述環(huán)境內(nèi)會(huì)腐蝕。另外,因?yàn)殂煴举|(zhì)上是金屬材料,所以會(huì)引起形式為導(dǎo)電損失的無(wú)線電波傳輸損失,這樣有必要通過(guò)可靠地確保薄膜厚度以便可獲得銦金屬光澤色調(diào)設(shè)計(jì)而無(wú)需過(guò)多地增加厚度來(lái)確保耐用性和可靠性。并且其次,銦的熔點(diǎn)非常低,為156℃,從而在預(yù)先在基體表面上形成樹(shù)脂成形品之后在襯里樹(shù)脂的二次形成期間,熔融金屬的熱量會(huì)使銦層熔融。
      在這方面,日本專利公報(bào)(公開(kāi))No.2000-344032A公開(kāi)了設(shè)置由二氧化硅形成的陶瓷薄膜作為用于防止銦薄膜剝落并確保其耐蝕性的保護(hù)層。
      還指出,為了防止雷達(dá)裝置錯(cuò)誤地接收無(wú)線電波,具有金屬光澤的雷達(dá)裝置的外部部件需要盡可能地少地削弱無(wú)線電強(qiáng)度。即,為了防止無(wú)線電波被外部部件本身削弱,無(wú)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(fā)明內(nèi)容
      根據(jù)常規(guī)技術(shù)的具有銦淀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(yuǎn)離鉻鍍層的理想色調(diào)的色調(diào)。它還不能顯示各種金屬色調(diào)例如金色。
      鑒于這些問(wèn)題,本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于雷達(dá)裝置的射束路徑中的金屬先澤層裝飾成形品,該成形品具有類似于鍍鉻色調(diào)的精美金屬設(shè)計(jì),不會(huì)妨礙裝置的無(wú)線電波傳輸,并具有優(yōu)良的與基體的粘附(附著)。
      本發(fā)明的上述目的通過(guò)使用特定結(jié)構(gòu)的成形品實(shí)現(xiàn)。
      本發(fā)明提供了一種用于雷達(dá)裝置的射束路徑中的金屬光澤層裝飾成形品,該成形品包括由透明樹(shù)脂層構(gòu)成的基體,設(shè)置在該基體的背面上的有色底漆層(底涂層),設(shè)置在該底漆層(底涂層)的背面上的銦層,和由銦層、銦合金層、錫層和錫合金層中的一個(gè)或多個(gè)層構(gòu)成的金屬層。
      銦合金的優(yōu)選示例是具有選自錫(Sn)、鎵(Ga)、銻(Sb)和鉍(Bi)的一種或多種元素的銦(In)的合金。
      錫合金的優(yōu)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。
      金屬層的厚度優(yōu)選為10到10000,更優(yōu)選為50到5000,最優(yōu)選為100到600。
      用于形成金屬層的方法沒(méi)有特別限制。具體示例包括真空薄膜形成方法例如真空淀積、離子鍍和濺射;氣相生長(zhǎng)法例如熱CVD、等離子CVD、光CVD和MOCVD;LB(Langmuir-Blodgett)法;無(wú)電解淀積法;和溶膠凝膠方法。在這些方法中,真空淀積方法和濺射是優(yōu)選的。
      在本發(fā)明的金屬光澤層裝飾成形品中,形成基體的透明樹(shù)脂層優(yōu)選由選自聚碳酸酯樹(shù)脂層、丙烯酸樹(shù)脂層和環(huán)狀聚烯烴樹(shù)脂層中的一種或多種構(gòu)成。
      底漆層(底涂層)設(shè)置在由透明樹(shù)脂層構(gòu)成的基體和金屬層之間。底漆層可以是透明的或有色的,底漆層是用于增強(qiáng)粘附的底涂層。底漆層的厚度沒(méi)有特別限制,但優(yōu)選為5-10μm。
      本發(fā)明還提供了一種汽車,它具有上述安裝在雷達(dá)裝置的射束路徑中的金屬光澤層裝飾成形品,作為金屬光澤裝飾部件。
      通過(guò)在基體的背面上設(shè)置有色底漆層,可增強(qiáng)與金屬層的粘附,并且反射光可具有精美的鍍鉻色調(diào)。通過(guò)提供由銦層、銦合金層、錫層和錫合金層中的一個(gè)或多個(gè)層構(gòu)成的金屬層,可提供用于雷達(dá)裝置的射束路徑中的金屬光澤層裝飾成形品,它具有類似于鍍鉻色調(diào)的精美金屬設(shè)計(jì),并且不會(huì)妨礙無(wú)線電傳輸。


      圖1示出根據(jù)本發(fā)明的用于雷達(dá)裝置的射束路徑中的金屬光澤層裝飾成形品的斷面結(jié)構(gòu)的示例;圖2是說(shuō)明無(wú)線電特性試驗(yàn)方法的視圖;以及圖3示出配備有雷達(dá)裝置的汽車的概念圖。
      具體實(shí)施例方式
      圖1示出根據(jù)本發(fā)明的用于雷達(dá)裝置的射束路徑中的成形品的斷面結(jié)構(gòu)的示例。金屬光澤層裝飾成形品從其正面開(kāi)始包括作為基體的透明樹(shù)脂層1;底漆層(底涂層)2,用于增強(qiáng)透明樹(shù)脂層1與錫和/或錫合金層2之間的粘附;和金屬層3。入射在金屬光澤層裝飾成形品上的自然光透過(guò)透明樹(shù)脂層1,然后被有色底漆層2反射同時(shí)金屬層3的色調(diào)在反射光中得到反映。底漆層2將銦、銦合金、錫和/或錫合金層3的色調(diào)增強(qiáng)為精美的色調(diào)例如鉻色的色調(diào)。
      在圖1中,通過(guò)選擇有色底漆層2和/或金屬層3的材料和厚度,可顯示任何希望的顏色。另外,通過(guò)以多層結(jié)構(gòu)形成金屬層,可獲得具有五彩繽紛的干涉色的金屬外觀。
      透明樹(shù)脂層1由具有小無(wú)線電波傳輸損失和優(yōu)良介電特性的材料構(gòu)成。在例如作為指標(biāo)的相對(duì)介電常數(shù)ε’和介電損失tanδ方面測(cè)量介電特性。優(yōu)選地,透明樹(shù)脂層1由聚碳酸酯樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂或環(huán)狀聚烯烴樹(shù)脂制成。
      由于環(huán)狀聚烯烴是無(wú)定形的,所以其具有良好的透明度,該環(huán)狀聚烯烴是本發(fā)明中用作基體的透明樹(shù)脂中的一種并且其示例包括聚降冰片烯樹(shù)脂和聚環(huán)己烷樹(shù)脂。
      當(dāng)在透明樹(shù)脂層1中使用具有小無(wú)線電波傳輸損失和優(yōu)良介電特性的環(huán)狀聚烯烴時(shí),通過(guò)用等離子蝕刻和/或高濃度臭氧水處理環(huán)狀聚烯烴樹(shù)脂層的基體表面,可改進(jìn)基體表面的潤(rùn)濕性并且可顯著提高其與錫和/或錫合金層的粘附。
      在需要時(shí),可向在本發(fā)明中用作基體的透明樹(shù)脂添加其它聚合物例如橡膠或其它熱塑樹(shù)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、硅橡膠、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、聚酰胺熱塑性彈性體和1,2-聚丁二烯熱塑性彈性體。
      其它熱塑樹(shù)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(guī)聚丙烯、聚丁烯和聚戊烯、聚酯例如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和聚對(duì)苯二甲酸丁二酯、聚酰胺例如尼龍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(guī)聚苯乙烯、聚苯硫醚、聚苯醚、芳香族聚酰胺和聚碳酸酯。這些其它熱塑樹(shù)脂可單獨(dú)使用或兩種或多種組合使用,并且它們的添加量為使得透明樹(shù)脂的無(wú)線電波傳輸特性、耐用性和耐磨性不損失。具體地,它們相對(duì)于透明樹(shù)脂的量按質(zhì)量計(jì)算為50%,并且優(yōu)選地按質(zhì)量計(jì)算為30%。
      在需要時(shí)可向透明樹(shù)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(rùn)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(shù)脂的成形品可用任何常規(guī)方法例如熔融成形法和鑄造法(流延法)制造。熔融成形法的示例包括熔體擠出法例如T-對(duì)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(dòng)鑄造具有溶解或分散在溶劑中的各種成分的液狀體,然后干燥該溶劑。所用溶劑的示例包括芳香烴例如甲苯、二甲苯、三甲苯、脂環(huán)烴例如環(huán)己烷和萘烷,和鹵素化合物例如二氯甲烷、氯仿、氯苯和二氯苯。透明樹(shù)脂在液狀物中的濃度通常按質(zhì)量計(jì)算為0.1-60%,并優(yōu)選地按質(zhì)量計(jì)算為3-45%。用于在支承體流動(dòng)鑄造液狀物的方法包括那些包含刮條涂布機(jī)、刮墨刀、涂布棒、輥涂機(jī)、涂布模具、濺射、氣刀涂布、旋轉(zhuǎn)涂布和浸泡式涂布的方法。以常用的方式進(jìn)行溶劑的干燥和去除,使得剩余溶劑的量按質(zhì)量計(jì)算為5%或小于5%,優(yōu)選地按質(zhì)量計(jì)算為1%或小于1%,更優(yōu)選地按質(zhì)量計(jì)算為0.5%或小于0.5%。
      示例下文說(shuō)明本發(fā)明的示例和比較示例。
      (示例1和比較示例1)用聚碳酸酯樹(shù)脂制備厚度為5.5mm的150×150mm的平板狀試驗(yàn)片。然后涂敷6μm厚度的黃色系底漆,在該底漆上淀積有厚度為300的錫。然后從表面的目視外觀(設(shè)計(jì))、毫米波傳輸損失以及通過(guò)劃格粘附性試驗(yàn)(cross-cut adhesion test)測(cè)量的粘附性能方面與(比較示例1的)試驗(yàn)片相比較。該試驗(yàn)片由聚碳酸酯形成的薄膜基體構(gòu)成,該薄膜基體覆蓋有厚度為6μm的無(wú)色底漆,在該底漆上淀積有厚度為300的錫。
      如圖2所示,在76GHz下利用預(yù)定方法測(cè)量無(wú)線電波傳輸損失(往返),76GHz是具有無(wú)線電波傳輸損失的車載毫米波雷達(dá)使用的頻率。通過(guò)用格子數(shù)量處于格子的總數(shù),然后用商乘以100來(lái)實(shí)施劃格粘附性試驗(yàn)。表1中示出性能比較的結(jié)果。
      表1

      表1中所示的結(jié)果指示出在根據(jù)本發(fā)明的使用有色底漆層的示例1中,可獲得精美的鍍鉻色調(diào)或帶有不同色彩的鍍鉻色調(diào)而不會(huì)妨礙雷達(dá)功能。另外,示例1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淀積層的比較示例遜色。
      權(quán)利要求
      1.一種用于雷達(dá)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(shù)脂層構(gòu)成的基體;設(shè)置在所述基體的背面上的有色底漆層(底涂層);設(shè)置在所述底漆層(底涂層)的背面上的金屬層,所述金屬層由銦層、銦合金層、錫層和錫合金層中的一個(gè)或多個(gè)層構(gòu)成。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于雷達(dá)裝置的射束路徑中的金屬光澤層裝飾成形品,其特征在于,所述銦合金是具有選自錫(Sn)、鎵(Ga)、銻(Sb)和鉍(Bi)的一種或多種元素的銦(In)的合金。
      3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于雷達(dá)裝置的射束路徑中的金屬光澤層裝飾成形品,其特征在于,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(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的用于雷達(dá)裝置的射束路徑中的金屬光澤層裝飾成形品,其特征在于,所述金屬層具有100-600的厚度。
      5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的用于雷達(dá)裝置的射束路徑中的金屬光澤層裝飾成形品,其特征在于,所述金屬層通過(guò)真空淀積或?yàn)R射形成。
      6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的用于雷達(dá)裝置的射束路徑中的金屬光澤層裝飾成形品,其特征在于,所述透明樹(shù)脂層包括選自聚碳酸酯樹(shù)脂層、丙烯酸樹(shù)脂層和環(huán)狀聚烯烴樹(shù)脂層的一個(gè)或多個(gè)層。
      7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的用于雷達(dá)裝置的射束路徑中的金屬光澤層裝飾成形品,其特征在于,所述底漆層(底涂層)具有5-10μm的厚度。
      8.一種汽車,它具有根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的用于雷達(dá)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(dá)裝置的射束路徑內(nèi),作為金屬光澤裝飾部件。
      全文摘要
      本發(fā)明涉及用于雷達(dá)裝置的射束路徑中的金屬光澤層裝飾成形品。該成形品具有類似于鍍鉻色調(diào)的精美金屬設(shè)計(jì),不會(huì)妨礙裝置的無(wú)線電波傳輸,并且具有優(yōu)良的與基體的粘附。該金屬光澤層裝飾成形品包括由透明樹(shù)脂層構(gòu)成的基體,設(shè)置在該基體的背面上的錫和/或錫合金層,和設(shè)置在該錫和/或錫合金層的背面上的設(shè)計(jì)涂裝層。
      文檔編號(hào)B60R19/00GK1838483SQ20061006615
      公開(kāi)日2006年9月27日 申請(qǐng)日期2006年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月25日
      發(fā)明者神谷五生, 神谷英夫, 柘植浩樹(shù), 藤井哲也 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社
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