特開 2024-137120 積層体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024137120

(43)【公開日】2024-10-07

(54)【発明の名称】積層体

(51)【国際特許分類】

   B32B 27/18 20060101AFI20240927BHJP

   G01S 7/03 20060101ALI20240927BHJP

   B32B 7/025 20190101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

B32B27/18 J

G01S7/03 246

B32B7/025

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023048512

(22)【出願日】2023-03-24

(71)【出願人】

【識別番号】000241463

【氏名又は名称】豊田合成株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 友菜

(72)【発明者】

【氏名】奥村 晃司

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 剛

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 有加利

(72)【発明者】

【氏名】廣谷 幸蔵

【テーマコード（参考）】

4F100

5J070

【Ｆターム（参考）】

4F100AB01B

4F100AB10

4F100AK01A

4F100AK07

4F100AK25

4F100AK45

4F100AR00B

4F100BA02

4F100BA07

4F100CA23

4F100CA23B

4F100EH46

4F100GB32

4F100JD08

4F100JD08A

4F100JD08B

4F100JG05B

4F100JN28

4F100JN28B

4F100YY00B

5J070AB24

5J070AF03

5J070AK11

(57)【要約】

【課題】電磁波透過性を確保しつつ外観を向上させることができる積層体を提供する。
【解決手段】車両用部品１３は、ミリ波を送信及び受信するミリ波レーダ装置１２が搭載された車両１１に適用され、ミリ波レーダ装置１２におけるミリ波の送信方向の前方に配置されてミリ波を透過させる。車両用部品１３は、合成樹脂製の基材層１４と、金属製のフィラーを塗膜に分散させた発色層１６とを備える。発色層１６は、ミリ波透過性を有するとともに比誘電率が４．０以上である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電磁波を透過させる積層体であって、
合成樹脂製の基材層と、金属製のフィラーを含有する発色層とを備え、
前記発色層は、電磁波透過性を有するとともに比誘電率が４．０以上であることを特徴とする積層体。

【請求項2】

前記発色層の厚さは、３μｍ以上７５μｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の積層体。

【請求項3】

前記発色層に含まれる前記フィラーの量は、２．０％以上であり、
前記発色層の比誘電率は、８．０以上であることを特徴とする請求項２に記載の積層体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電磁波を透過させる積層体に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、積層体として、例えば特許文献１に示す車両用部品が知られている。こうした車両用部品は、基材と塗膜とを有している。そして、車両用部品の電磁波透過性の確保の観点から、基材及び塗膜の比誘電率は、同等であって且つ３．０以下であることが好ましいとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第４１５８６４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上述のような車両用部品において、塗膜に金属製のフィラーを含有させるとともに塗膜の比誘電率を３．０以下にすることによって電磁波透過性を確保すると、塗膜におけるフィラーの含有量が不足する。このため、十分な金属光沢を有した塗膜が形成されなくなるので、外観が悪くなるおそれがある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

以下、上記課題を解決するための積層体の各態様を記載する。
［態様１］電磁波を透過させる積層体であって、合成樹脂製の基材層と、金属製のフィラーを含有する発色層とを備え、前記発色層は、電磁波透過性を有するとともに比誘電率が４．０以上であることを特徴とする積層体。

【0006】

本願発明者は、発色層に含まれるフィラーの量［（発色層に含まれるフィラーの重量／乾燥後の発色層の全重量）×１００％］と発色層の比誘電率との間に正の線形関係があることを見出した。このことから、上記構成によれば、電磁波透過性を有する発色層の比誘電率を４．０以上とすることで、発色層のフィラーの含有量が増加するので、外観を向上させることができる。したがって、電磁波透過性を確保しつつ外観を向上させることができる。

【0007】

［態様２］前記発色層の厚さは、３μｍ以上７５μｍ以下の範囲であることを特徴とする［態様１］に記載の積層体。
上記構成によれば、発色層の厚さを７５μｍ以下とすることで、比誘電率が４．０以上の発色層を使用しても十分に電磁波透過性を確保できる。一方、発色層の厚さを３μｍ以上とすることで、塗膜の発色が確保されるので、良好な外観を維持できる。したがって、電磁波透過性を十分に確保しつつ良好な外観を維持できる。

【0008】

［態様３］前記発色層に含まれる前記フィラーの量は、２．０％以上であり、前記発色層の比誘電率は、８．０以上であることを特徴とする［態様２］に記載の積層体。
上記構成によれば、発色層に含まれるフィラーの量を２．０％以上にするとともに発色層の比誘電率を８．０以上とすることで、発色層に含まれるフィラーの量をより一層増加させることができる。このため、より一層の外観の向上に寄与できる。

【発明の効果】

【0009】

本発明は、電磁波透過性を確保しつつ外観を向上させることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】一実施形態の車両用部品を示す断面模式図である。

【図2】車両用部品における発色層の模式図である。

【図3】発色層Ａ～Ｅにおけるアルミニウム量と比誘電率との関係を示すグラフである。

【図4】発色層Ａを有した車両用部品及び発色層Ｅを有した車両用部品のそれぞれにおける基材層の厚さと透過するミリ波の減衰量との関係を算出した結果を示すグラフである。

【図5】発色層Ａを有した車両用部品及び発色層Ｅを有した車両用部品のそれぞれにおいて、基材層の厚さを最適化した場合のミリ波の減衰量と基材層の厚さを最適化しない場合のミリ波の減衰量とを比較した結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、積層体を車両用部品に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。また、以下の記載においては、車両の前進方向を前方とし、後進方向を後方として説明する。
図１に示すように、車両１１の前端部には、電磁波を送信及び受信するレーダ装置の一例として前方監視用のミリ波レーダ装置１２が搭載されている。ミリ波レーダ装置１２は、電磁波におけるミリ波を車外のうち前方へ向けて送信するとともに、車外の物体に当たって反射されたミリ波を受信する機能を有している。ミリ波とは、波長が１ｍｍ～１０ｍｍであって周波数が３０ＧＨｚ～３００ＧＨｚである電波をいう。

【0012】

上述したように、ミリ波レーダ装置１２が車両１１の前方に向けてミリ波を送信することから、ミリ波レーダ装置１２によるミリ波の送信方向は、車両１１の後方から前方へ向かう方向である。ミリ波の送信方向における前方は車両１１の前方と概ね合致するとともに、ミリ波の送信方向における後方は車両１１の後方と概ね合致する。このため、以下の記載では、ミリ波の送信方向における前方を単に「前方」、「前」等と言うとともに、ミリ波の送信方向における後方を単に「後方」、「後」等というものとする。

【0013】

＜車両用部品１３＞
図１に示すように、ミリ波レーダ装置１２の前方には、ミリ波（電磁波）を透過させる積層体の一例としての略板状の車両用部品１３が配置されている。車両用部品１３は、例えば、車両１１のエンブレム、フロントグリル、フロントバンパーなどによって構成される。車両用部品１３は、前面が車両１１の前方を向くとともに後面が車両１１の後方を向くように、起立した状態で配置される。車両用部品１３の前面は、車両用部品１３の意匠面を構成している。

【0014】

車両用部品１３は、合成樹脂製の基材層１４と、基材層１４の前面に設けられたプライマー層１５と、プライマー層１５の前面に設けられた発色層１６と、発色層１６の前面に設けられたクリアコート層１７とを備えている。プライマー層１５は、下塗り用の塗膜によって構成される。クリアコート層１７は、無色透明の上塗り用の塗膜によって構成される。

【0015】

＜基材層１４＞
図１に示すように、基材層１４は、ミリ波透過性（電磁波透過性）を持つ合成樹脂材料を用いて例えば射出成形を行うことによって板状に形成されている。基材層１４の形成に用いられる合成樹脂材料は、透明であってもよいし、不透明であってもよい。

【0016】

基材層１４の形成に用いられる合成樹脂材料は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合（ＡＢＳ）樹脂、アクリロニトリル・エチレン－プロピレン－ジエン・スチレン（ＡＥＳ）樹脂、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）樹脂、アクリロニトリル－スチレン－アクリレート共重合（ＡＳＡ）樹脂、ＡＳＡ樹脂を含むＰＭＭＡ樹脂などである。

【0017】

＜発色層１６＞
図２に示すように、発色層１６は、金属製（本例ではアルミニウム製）の複数のフィラー１８を中塗り用の塗膜１９に分散させることによって構成される。すなわち、発色層１６は、金属製の複数のフィラー１８を含有している。フィラー１８同士の間には、隙間が形成されている。このため、発色層１６は、ミリ波透過性（電磁波透過性）を有している。発色層１６は、比誘電率が４．０以上となるように設定される。

【0018】

発色層１６の厚さは、３μｍ以上７５μｍ以下の範囲に設定することが好ましい。発色層１６の厚さは、５μｍ以上７５μｍ以下の範囲に設定することがより好ましい。発色層１６の厚さが３μｍ未満である場合には、発色層１６を構成する塗膜１９の発色が不足するおそれがある。一方、発色層１６の厚さが７５μｍを超える場合には、発色層１６のミリ波透過性が低下するおそれがある。

【0019】

図３に示すように、本願発明者は、発色層１６に含まれるフィラー１８の量であるアルミニウム量と、発色層１６の比誘電率との間に正の線形関係があることを見出した。発色層１６に含まれるアルミニウム量（フィラー１８の量）は、［（発色層１６に含まれるアルミニウム（フィラー１８）の重量／乾燥後の発色層１６の全重量）×１００％］で表される。

【0020】

図３は、互いに色が異なる塗膜１９を有した５種類の発色層Ａ～Ｅ（発色層１６）のそれぞれについて、アルミニウム量と比誘電率との関係を示したグラフである。図３のグラフから、発色層１６に含まれるアルミニウム量と、発色層１６の比誘電率との間に正の線形関係があることが分かる。

【0021】

図３のグラフから、発色層Ａ～Ｅは、含まれるアルミニウム量（フィラー１８の量）が２．０％以上であって且つ比誘電率が８．０以上の範囲内に全て含まれていることが分かる。このため、車両用部品１３において、発色層１６に含まれるアルミニウム量は２．０％以上であって、且つ発色層１６の比誘電率は８．０以上であることがより好ましい。

【0022】

＜基材層１４の厚さの設定＞
車両用部品１３における基材層１４の厚さは、１．０ｍｍ以上２．５ｍｍ以下の範囲に設定することが好ましい。車両用部品１３における基材層１４の厚さは、２．０ｍｍ以上２．５ｍｍ以下の範囲に設定することがより好ましい。しかし、車両用部品１３は、そのミリ波透過性向上の観点から、用いる発色層Ａ～Ｅ（図３参照）に応じて基材層１４の厚さを最適化することが最も好ましい。

【0023】

図４は、発色層Ａを有した車両用部品１３及び発色層Ｅを有した車両用部品１３のそれぞれにおける基材層１４の厚さと透過するミリ波の減衰量との関係を算出した結果を示すグラフである。図４のグラフから、発色層Ａを有した車両用部品１３におけるミリ波の減衰量が最小となる最適な基材層１４の厚さは、２．３５ｍｍであることが分かる。図４のグラフから、発色層Ｅを有した車両用部品１３におけるミリ波の減衰量が最小となる最適な基材層１４の厚さは、２．１０ｍｍであることが分かる。

【0024】

図５は、発色層Ａを有した車両用部品１３及び発色層Ｅを有した車両用部品１３のそれぞれにおいて、基材層１４の厚さを最適化した場合のミリ波の減衰量と、基材層１４の厚さを最適化しない場合のミリ波の減衰量とを比較した結果を示すグラフである。図５では、発色層Ａを有した車両用部品１３及び発色層Ｅを有した車両用部品１３のそれぞれにおいて最適化しない場合の基材層１４の厚さを、共に２．５ｍｍとした。

【0025】

また、図５では、発色層Ａを有した車両用部品１３及び発色層Ｅを有した車両用部品１３のそれぞれにおいて最適化した場合の基材層１４の厚さを、図４のグラフからそれぞれ２．３５ｍｍ及び２．１０ｍｍとした。図５のグラフから、発色層Ａを有した車両用部品１３及び発色層Ｅを有した車両用部品１３のいずれにおいても、基材層１４の厚さを最適化しない場合に、ミリ波の減衰量が要求値である－０．８５ｄＢ未満となって当該要求値を満たさないことが分かる。

【0026】

また、図５のグラフから、発色層Ａを有した車両用部品１３及び発色層Ｅを有した車両用部品１３のいずれにおいても、基材層１４の厚さを最適化した場合に、ミリ波の減衰量が要求値である－０．８５ｄＢ以上となって当該要求値を満たすことが分かる。したがって、車両用部品１３は、選択した発色層１６の塗膜１９の色に応じて基材層１４の厚さを最適化することで、ミリ波の減衰量が最小限に抑えられる。

【0027】

＜車両用部品１３の作用＞
図１に示すミリ波レーダ装置１２からミリ波が送信されると、当該ミリ波は車両用部品１３の各層を透過する。この透過したミリ波は、先行車両及び歩行者等を含む車両１１の前方の物体に当たって反射された後、再び車両用部品１３の各層を透過してミリ波レーダ装置１２によって受信される。

【0028】

この場合、車両用部品１３における発色層１６は、ミリ波透過性を有している。加えて、車両用部品１３は、発色層１６の比誘電率が４．０以上であるため、発色層１６のフィラー１８の含有量がより増加する。このため、車両用部品１３としての外観が向上する。したがって、車両用部品１３におけるミリ波透過性の確保と外観の向上とを両立させることができる。

【0029】

なお、ミリ波レーダ装置１２では、送信及び受信された上記ミリ波に基づいて、物体の認識や、当該物体と車両１１との距離及び相対速度等の検出が行われる。
＜実施形態の効果＞
以上詳述した実施形態によれば、次のような効果が発揮される。

【0030】

（１）車両用部品１３は、合成樹脂製の基材層１４と、アルミニウム製のフィラー１８を塗膜１９に分散させた発色層１６とを備える。発色層１６は、ミリ波透過性を有するとともに比誘電率が４．０以上である。

【0031】

本願発明者は、発色層１６に含まれるフィラー１８の量［（発色層１６に含まれるフィラー１８の重量／乾燥後の発色層１６の全重量）×１００％］と発色層１６の比誘電率との間に正の線形関係があることを見出した。このことから、上記構成によれば、ミリ波透過性を有する発色層１６の比誘電率を４．０以上とすることで、発色層１６のフィラー１８の含有量が増加するので、車両用部品１３の外観を向上させることができる。したがって、車両用部品１３のミリ波透過性を確保しつつ車両用部品１３の外観を向上させることができる。すなわち、車両用部品１３におけるミリ波透過性の確保と外観の向上とを両立させることができる。

【0032】

（２）車両用部品１３において、発色層１６の厚さは、３μｍ以上７５μｍ以下の範囲である。
上記構成によれば、発色層１６の厚さを７５μｍ以下とすることで、比誘電率が４．０以上の発色層１６を車両用部品１３に使用しても十分に車両用部品１３のミリ波透過性を確保できる。一方、発色層１６の厚さを３μｍ以上とすることで、塗膜１９の発色が確保されるので、良好な外観を維持できる。したがって、車両用部品１３のミリ波透過性を十分に確保しつつ車両用部品１３の良好な外観を維持できる。

【0033】

（３）車両用部品１３において、発色層１６に含まれるフィラー１８の量は２．０％以上であるとともに、発色層１６の比誘電率は８．０以上である。
上記構成によれば、発色層１６に含まれるフィラー１８の量を２．０％以上にするとともに発色層１６の比誘電率を８．０以上とすることで、発色層１６に含まれるフィラー１８の量をより一層増加させることができる。このため、車両用部品１３のより一層の外観の向上に寄与できる。

【0034】

＜変更例＞
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。また、上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0035】

・発色層１６は、複数のフィラー１８及び塗料を混ぜた透明樹脂をフィルム状にしたものによって構成してもよい。このようにすれば、車両用部品１３において、発色層１６を基材層１４に直接貼り付けることができるので、プライマー層１５及びクリアコート層１７を省略できる。

【0036】

・発色層１６には、適宜染料などの着色剤を含有させるようにしてもよい。
・車両用部品１３において、発色層１６に含まれるフィラー１８の量は必ずしも２．０％以上である必要はなく、且つ発色層１６の比誘電率は必ずしも８．０以上である必要はない。

【0037】

・車両用部品１３において、発色層１６の厚さは、必ずしも３μｍ以上７５μｍ以下の範囲である必要はない。
・車外の物体を検出するためのミリ波（電磁波）を送信及び受信するミリ波レーダ装置１２は、前方監視用以外にも、後方監視用の装置であってもよい。

【0038】

・レーダ装置は、赤外線（電磁波）を送信及び受信する赤外線レーダ装置であってもよい。
・積層体は、車両用部品１３に限らず、民生用部品であってもよい。すなわち、積層体は、車両１１以外の電磁波を送信及び受信するレーダ装置が搭載された民生用の製品に適用してもよい。このような民生用の製品としては、例えば、自動掃除ロボット、運搬用または配膳用のロボット、ドローン等が挙げられる。

【0039】

・積層体が車両用部品１３と同じ層構造の民生用部品である場合には、基材層１４の厚さを１．０ｍｍ以上２．５ｍｍ以下の範囲に設定するとともに発色層１６の厚さを３μｍ以上７５μｍ以下の範囲に設定することが好ましい。

【符号の説明】

【0040】

１１…車両
１２…レーダ装置の一例としてのミリ波レーダ装置
１３…積層体の一例としての車両用部品
１４…基材層
１５…プライマー層
１６，Ａ～Ｅ…発色層
１７…クリアコート層
１８…フィラー
１９…塗膜

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】