KR20170069135A - 금속광택을 갖는 전파 투과형 커버 - Google Patents
금속광택을 갖는 전파 투과형 커버 Download PDFInfo
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Abstract
자동차 프론트 그릴에 설치되어 레이더 전파를 투과시키는 금속광택을 갖는 전파 투과형 커버로서, 상기 프론트 그릴의 전방 표면에 노출되는 투명한 레진층, 상기 레진층의 후방에 형성되고, 서로 다른 굴절율을 갖는 금속 산화물이 교번 적층된 다층 광학막층과 게르마늄(Ge)층으로 구성되어 금속 질감의 반사광을 나타내는 금속질감층 및 상기 금속질감층의 후방에 형성되어 상기 금속질감층의 반사율을 향상시키는 불투명한 도료층을 포함한다.
Description
본 발명은 금속광택을 갖는 전파 투과형 커버에 관한 것으로, 보다 상세하게는 SCC 레이더를 보호하고 전파를 투과시키는 금속광택을 갖는 전파 투과형 커버에 관한 것이다.
스마트 크루즈 컨트롤(SCC) 시스템은 차량 전방에 장착된 레이더에 의해서 선행차량의 움직임을 감지하고, 이에 따라 엔진과 브레이크를 제어하여 선행차량과의 거리를 유지해주는 시스템이다.
이 시스템의 핵심이 되는 SCC 레이더는 차량의 전방 중앙에 설치하는 것이 성능 확보 측면에서 가장 유리한데, 이러한 차량 전방 중앙에는 통상적으로 라디에이터 그릴이나, 자동차 제조 회사의 앰블럼 또는 장식물 등이 위치하는 경우가 많다.
통상적으로 라디에이터 그릴은 금속으로 제조되고, 크롬으로 도금되어 부식을 방지하게 된다.
그러나 금속은 전파 투과성이 낮기 때문에 SCC 레이더의 전파 송수신에 악영향을 미치게 된다. 따라서, 전파 송수신이 원활하게 이루어질 수 있도록 라디에이터 그릴의 일부 영역을 별도의 레이더 커버로 대체하여 전파 투과성을 확보하는 방법이 시도되고 있다.
그러나 레이더 커버는 전파 투과성을 확보하기 위해 금속을 배제하여 제조되기 때문에, 금속으로 제조된 라디에이터 그릴과의 디자인적 연속성을 잃게 되는 문제가 있다.
이를 해결하기 위해, 종래에 레이더 커버의 일부분에 전파 투과성이 우수한 인듐 또는 주석을 적용하여 금속 질감을 구현하는 기술이 개발되어 왔다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 SCC 커버는 PC 재질의 투명층에 금속 질감을 나타내는 부분만을 드러내기 위한 블랙 도료를 도포하고, 여기에 인듐을 증착한 후, 후면에 AES 재질을 이용해 이중사출하여 제조되었다.
하지만, 인듐이나 주석은 비교적 고가의 소재이므로 레이더 유닛 전체의 가격이 상승하게 되고, 소재의 융점이 낮기 때문에 자동차 엔진에 인접한 환경 특성상 커버의 내구성이 저하될 수 있다는 문제가 있었다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 고온에서 열변형이 발생하지 않고, 전파 투과성을 유지하면서 금속질감을 구현하며, 보다 저렴한 재료로 제조할 수 있는 금속광택을 갖는 전파 투과형 커버를 제공하는 데 있다.
위 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 금속광택을 갖는 전파 투과형 커버는, 자동차 프론트 그릴에 설치되어 레이더 전파를 투과시키는 금속광택을 갖는 전파 투과형 커버로서, 상기 프론트 그릴의 전방 표면에 노출되는 투명한 레진층, 상기 레진층의 후방에 형성되고, 서로 다른 굴절율을 갖는 금속 산화물이 교번 적층된 다층 광학막층과 게르마늄(Ge)층으로 구성되어 금속 질감의 반사광을 나타내는 금속질감층 및 상기 금속질감층의 후방에 형성되어 상기 금속질감층의 반사율을 향상시키는 불투명한 도료층을 포함한다.
상기 다층 광학막층은, TiO2, Cr2O3중 어느 하나로 구성된 고굴절층과, SiO2로 구성된 저굴절층을 교번 적층하여 구성되고, 상기 다층 광학막층을 구성하는 층 중에서 상기 레진층과 가장 가까운 층은 TiO2로 구성된 고굴절층인 것을 특징으로 한다.
상기 금속질감층은, 가시광선 영역(파장 400~700nm)에서의 반사율이 30% 이상이고, 가시광선 영역에서의 반사율 편차가 5%P 이하인 것을 특징으로 한다.
상기 고굴절층 및 상기 저굴절층은, 각각 10~200nm의 두께로 형성되고, 상기 다층 광학막층은, 3층 이상으로 형성되어 총 두께가 300nm~10㎛인 것을 특징으로 한다.
상기 게르마늄층은, 상기 다층 광학막층의 전방에 접하는 면, 상기 다층 광학막층의 후방에 접하는 면, 서로 교번 적층된 고굴절층과 저굴절층 사이 면 중 선택된 어느 하나 이상의 위치에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 게르마늄층은, 상기 다층 광학막층의 전방에 접하는 면, 상기 다층 광학막층의 후방에 접하는 면, 서로 교번 적층된 고굴절층과 저굴절층 사이 면 중 선택된 어느 하나 이상의 위치에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 게르마늄층은, 총 두께가 50nm~5㎛인 것을 특징으로 한다.
상기 레진층은, 요철이 없는 평면 또는 곡면 형상의 전면과, 요부와 철부가 형성되어 굴곡지게 형성된 후면을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 레진층과 상기 금속질감층 사이에 형성된 프라이머층을 더 포함한다.
상기 레진층과 상기 금속질감층 사이에 형성되어 상기 금속질감층의 일부분을 가리는 마스킹층을 더 포함하고, 상기 마스킹층은, 소정의 형상을 나타내는 부위를 제외한 나머지 부위를 가리는 불투명한 도료인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 금속광택을 갖는 전파 투과형 커버에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 세라믹인 금속 산화물 및 반도체인 게르마늄을 적용하여 레이더 커버에 금속 질감의 반사광을 구현할 수 있다.
둘째, 레이더 커버에 적용되는 세라믹과 반도체의 높은 전파 투과성을 통해 SCC 레이더의 전파 송수신을 원활하게 할 수 있다.
둘째, 융점이 높은 금속 산화물과 게르마늄을 이용하여, 고온에서의 열변형을 방지할 수 있다.
셋째, 자동차 라디에이터 그릴과 유사한 금속 질감의 반사광을 제공하여, 자동차 외관의 연속성 및 일관성을 유지시킬 수 있다.
넷째, 굴곡지고 입체적인 형상을 갖더라도 일정 이상의 반사율과 일정 이하의 편차를 유지하여 무채색의 금속 질감을 구현할 수 있다.
도 1은 종래의 인듐 증착을 이용한 SCC 커버를 나타낸 도면,
도 2 내지 4는 본 발명의 여러 실시예들에 따른 금속광택을 갖는 전파 투과형 커버의 구조를 나타낸 도면,
도 5는 다층 광학막층의 층 수에 따른 전파 투과성의 변화를 나타낸 그래프,
도 6은 게르마늄층의 두께에 따른 전파 투과성의 변화를 나타낸 그래프,
도 7은 비교예 7, 8 및 실시예 11을 각각 220℃에서 5분간 열처리한 후 표면 변형을 확인한 사진이다.
도 2 내지 4는 본 발명의 여러 실시예들에 따른 금속광택을 갖는 전파 투과형 커버의 구조를 나타낸 도면,
도 5는 다층 광학막층의 층 수에 따른 전파 투과성의 변화를 나타낸 그래프,
도 6은 게르마늄층의 두께에 따른 전파 투과성의 변화를 나타낸 그래프,
도 7은 비교예 7, 8 및 실시예 11을 각각 220℃에서 5분간 열처리한 후 표면 변형을 확인한 사진이다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 금속광택을 갖는 전파 투과형 커버에 대하여 설명하기로 한다.
도 2에는 본 발명의 일 실시예의 단순화된 단면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 금속광택을 갖는 전파 투과형 커버는 크게 투명한 레진층(10), 금속 질감의 반사광을 나타낼 수 있는 금속질감층(100a), 금속질감층(100a)의 반사율을 향상시키는 불투명한 도료층(50)을 포함하여 구성된다. 여기에 추가적으로 레진층(10)과 금속질감층(100a) 사이에 프라이머층(20)을 더 포함할 수 있다.
레진층(10)은 투명한 플라스틱, 예를 들어 폴리카보네이트, 아크릴 수지 등으로 형성되는 층으로서, 본 발명에 따른 커버의 최외각 부분, 즉 차량의 전방 표면을 이루는 구성이다.
이때, 레진층(10)이 투명하게 형성됨으로써, 금속질감층(100a)을 보호하면서 외부의 빛을 금속질감층(100a)에 전달하거나, 금속질감층(100a)에서 반사되는 금속 질감의 반사광을 외부로 전달할 수 있다.
레진층(10)의 전면은 굴곡 없이 매끈한 평면 혹은 곡면으로 형성되고, 후면은 요철이 형성되어 굴곡지게 형성되어 있다. 이때 후면의 굴곡 형상은 주변 라디에이터 그릴이나 자동차 제조사의 앰블럼, 상징물 등의 형상과 연속성을 가지는 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
이러한 레진층(10) 후면의 굴곡면에 금속질감층(100a)이 형성되면, 원하는 형상의 입체적인 금속 질감 반사광 영역을 얻을 수 있다.
금속질감층(100a)은 다층 광학막층(30a)과 게르마늄층(40a)으로 구분되는데, 다층 광학막층(30a)은 서로 다른 굴절율을 나타내는 금속 산화물, 즉 세라믹을 교번 적층한 것이고, 게르마늄층(40a)은 반도체인 게르마늄(Ge)으로 형성된 층이다.
이렇게 형성된 금속질감층(100a)은 금속 질감의 반사광을 나타낼 수 있으면서도, 일반적인 금속에 비해 전기전도도가 낮기 때문에 높은 전파 투과성을 나타낼 수 있다.
금속질감층(100a)의 구성 중 다층 광학막층(30a)은 굴절율이 높은 재료, 예를 들어 TiO2, Cr2O3 등으로 형성된 고굴절층과, 굴절율이 낮은 재료, 예를 들어 SiO2로 형성된 저굴절층을 교번 적층하여 구성하는 것이 바람직하다. 이렇게 고굴절층과 저굴절층을 교번 적층하면, 가시광선 영역에서의 반사율이 일정하게 유지되어 무채색의 금속 질감 반사광을 얻을 수 있게 된다.
다층 광학막층(30a)를 구성하는데 있어, 특히 레진층(10)과 가장 가까운 위치에는 TiO2로 구성된 고굴절층을 배치하는 것이 바람직하다. 이는 TiO2의 접착력이 다른 재료에 비해 높기 때문으로써, 레진층(10)에 TiO2를 첫 번째로 적층시키면 레진층(10)과 다층 광학막층(30a) 사이의 박리 현상이 발생할 가능성을 낮출 수 있다. SiO2는 경도가 높아 다층 광학막층(30a)의 내스크래치성을 확보하는데 필요하고, 저굴절 소재로써 금속 특유의 반사광을 재현하는데 도움을 준다.
다층 광학막층(30a)의 고굴절층과 저굴절층 각각의 두께는 10~200nm 범위로 제어하고, 총 두께는 300nm~10㎛ 범위로 제어하되, 층수는 3층 이상으로 적층하면 반사 각도에 따른 색상의 이질감을 최소화하면서 금속 질감 반사광을 나타낼 수 있다.
게르마늄층(40a)은 다층 광학막층(30a)에서 발생되는 금속성 반사광을 보다 강화시키기 위한 구성이다. 게르마늄은 그 자체 특성상 어두운 색감의 금속 질감을 나타내므로, 다층 광학막층(30a)과 게르마늄층(40a)에 의해 형성된 금속질감층(100a)은 일반적인 크롬 반사광에 비해 약간 어두운 다크 크롬 색상의 금속성 반사광을 나타낼 수 있다. 이러한 다크 크롬 색상은 부품의 외관을 보다 고급스럽게 보이게 하는데 도움울 준다.
게르마늄층(40a)의 두께가 10㎛ 이상일 경우에는 레이더 전파의 투과성이 크게 저하되므로, 전파 투과성이 저하되지 않는 5㎛ 이하의 두께를 가지도록 형성시키는 것이 바람직하다. 반면 게르마늄층(40a)의 두께가 50nm 미만일 경우 다층 광학막층(30a)에서 발생되는 금속 질감 반사광을 강화하는 효과를 기대할 수 없다. 따라서, 게르마늄층(40a)의 두께는 50nm~5㎛의 범위를 만족해야 한다.
게르마늄층(40a)은 다층 광학막층(30a)의 후면, 즉 다층 광학막층(30a)과 도료층(50)의 사이에 형성되는데, 본 발명의 다른 실시예에서는 그 설치 위치가 달라질 수도 있다. 이에 대해서는 후술한다.
상술한 다층 광학막층(30a)과 게르마늄층(40a)으로 제조된 금속질감층(100a) 전체의 가시광선 반사율은 30% 이상을 만족하고, 가시광선 영역에서의 반사율 편차는 5%P 이하를 만조해야 이색감(특정 색상이 두드러지는 현상) 없는 금속 질감 반사광을 얻을 수 있다.
앞서 설명한대로 레진층(10)의 후면은 굴곡지게 형성되어 있고, 이 굴곡진 면에 금속질감층(100a)이 형성된다. 평면에 비해 입체적으로 굴곡져 있는 면에서는 반사율 편차에 의해 발생되는 이색감이 발현되기 쉬워지므로, 본 발명에서 한정하는 반사율 및 그 편차를 만족해야만 레진층(10) 후면의 굴곡진 면에서도 무채색의 금속성 반사광을 나타낼 수 있는 것이다.
도료층(50)은 불투명한 도료로 형성되되, 바람직하게는 검은 색의 도료로 구성되어 금속질감층(100a)의 후면에 형성되는 층으로서, 금속질감층(100a)의 반사율을 향상시켜 높은 명도의 반사광을 발생시키기 위해 설치된다.
금속질감층(100a)을 형성시킨 이후 그 후방에 도료층(50)을 형성시킴으로써, 금속질감층(100a)에 의해 구현되는 금속 질감의 반사광의 명도를 향상시키고, 내환경성 및 내스크래치성을 확보할 수 있다.
상술한 구성들에 더해서, 레진층(10)과 금속질감층(100a) 사이에 프라이머층(20)이 추가로 설치될 수 있다. 프라이머층(20)은 금속질감층(100a)에서 발생되는 금속 질감의 반사광에 유광 또는 무광 효과를 부여하여, 보다 고급스러운 외관을 나타내도록 할 수 있다.
도시되어 있지는 않지만, 레진층(10)과 다층 광학막층(30a) 사이에는 불투명한 도료로 형성되되, 바람직하게는 검은 색 도료로 형성되는 마스킹층이 형성될 수 있다.
이러한 마스킹층은 다층 광학막층(30a)의 일부분을 가려 금속 질감 반사광이 외부로 드러나는 영역을 제한하여 소정의 형태를 이루도록 할 수 있다. 이러한 형태는 라디에이터 그릴, 앰블럼, 상징물 등이 될 수 있다. 앞서 설명한 레진층(10)의 굴곡진 후면 형상과 마스킹층의 조합을 통해, 금속 질감 반사광이 드러나는 영역을 입체적인 형상으로 만들 수도 있을 것이다.
본 발명의 실시예에서는 금속 질감 반사광이 드러나는 영역을 제한하기 위해 마스킹층을 사용하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 금속질감층(100a) 자체를 에칭하는 등 다양한 방법을 통해 금속 질감이 구현되는 영역을 제한할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 금속질감층의 적층 구조는 도 2에 도시된 일 실시예에 한정되지 않고, 도 3 및 4에 도시된 바와 같이 변형될 수도 있다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이 레진층(10)과 다층 광학막층(30b) 사이에 게르마늄층(40b)이 형성되어 금속질감층(100b)을 구성할 수도 있고, 도 4에 도시된 바와 같이 다층 광학막층(30c)의 사이에 게르마늄층(40c)이 형성되어 금속질감층(100c)을 구성할 수도 있다.
다층 광학막층(30c)의 사이에 게르마늄층(40c)을 형성시킬 때에는, 다층 광학막층(30c)의 고굴절층과 저굴절층 사이에 게르마늄층(40c)을 형성시키는 것이 바람직할 것이다.
본 발명에서 금속질감층(100a, 100b, 100c)을 형성시키는 방법은 크게 한정하지 않지만, 예를 들어 PVD 또는 PACVD 공정을 통해 레진층(10)에 증착, 스퍼터링시킬 수 있을 것이다.
즉, 진공상태에서 Ar 가스를 플라즈마화시키고 바이어스(Bias)를 가하여 레진층(10) 표면, 특히 후면을 세정 및 활성화시켜 모재와 증착층간 밀착력을 높여주고, 고굴절 재료(TiO2, Cr2O3) 및 저굴절 재료(SiO2)의 시료에 전자빔(E-Beam)을 조사하여 레진층 표면에 다층 광학막층(30a)을 형성시키거나, 게르마늄(Ge) 시료에 전자빔을 조사하여 게르마늄층(40a)을 형성시킬 수 있을 것이다.
이하에서는 본 발명의 여러 실시예에 따른 효과에 대해 설명한다.
일반적으로 자동차 외장 라디에이터 그릴은 크롬 도금되어 사용되고 있다. 따라서, 라디에이터 그릴과 유사한 금속 질감을 구현하기 위해서는 크롬의 반사율과 유사한 반사율을 구현할 필요가 있다. 이에 일반적인 크롬의 반사율, 종래기술 중 주석 증착층의 반사율, 본 발명의 실시예인 다층 광학막층(30a) 및 게르마늄층(40a)으로 구성된 금속질감층(100a)의 반사율이 가시광선 영역(파장 400~700nm)에서 변화하는 수치를 Macleod 해석 프로그램으로 계산한 결과값을 표 1에 나타내었다.
표 1에 나타나 있는 비교예 1 내지 5는 레진층 위에 각각의 소재를 단층으로 형성시킨 샘플이고, 실시예 1 내지 4는 도 2에 도시되어 있는 레진층(10), 프라이머층(20), 다층 광학막층(30a), 게르마늄층(40a), 도료층(50)의 순서대로 제조된 샘플로서, 다층 광학막층(30a)의 층수만을 다르게 제조하였다.
표 1에 나타나 있는 비교예 1 내지 3에 나타나 있는 크롬의 반사율을 기준으로 보면, 가시광선 영역에서의 반사율이 전 영역에서 30% 이상이면서 반사율의 최대-최소 편차가 5%P 이하인 것을 알 수 있다. 이는 크롬 질감을 구현하기 위해서는 일정 이상, 즉 30% 이상의 휘도가 필요하고, 전 영역에서 고른 가시광선 반사율을 가져야 한다는 것을 의미한다.
비교예 4에 나타나 있는 주석은 반사율 편차가 낮아 무채색의 금속 질감 반사광을 발생시킬 수는 있지만, 전체 반사율이 30%를 밑돌아 휘도가 부족한 것을 알 수 있다. 또한, 비교예 5에 나타나 있는 게르마늄은 특유의 어두운 색상에 의해 전체적인 반사율이 낮게 나타나는 것을 알 수 있다.
이에 비해, 다층 광학막층(30a)의 총 두께가 300nm 이상이면서 층수가 3층 이상인 실시예 1 내지 4는 가시광선 영역에서의 반사율이 30% 이상이면서 반사율 편차가 5%P 이하인 조건을 만족하는 것을 알 수 있다. 이때 다층 광학막층(30a)의 층수가 높아질수록 가시광선 영역에서 전반적인 반사율이 높아져 보다 밝은 반사광을 나타낼 수 있고, 모든 실시예에서 반사율 편차가 5%P 이하를 나타내 이색감 없는 금속 질감의 반사광을 나타낼 수 있다.
표 1의 실시예 1 내지 4의 전파 투과성을 측정한 결과가 도 5에 도시되어 있다. 다층 광학막(30a)의 층수가 높아지더라도 SCC레이더 전파로 사용되는 주파수 76~77GHz, 파장 40만nm 영역(점선 사각형 영역)의 레이더 전파 투과율이 100%에 가깝게 나타나는 것을 알 수 있다. 이는 다층 광학막층(30a)이 금속 산화물, 즉 세라믹 재질이기 때문에 레이더 전파와 간섭을 일으키지 않으므로, 그 두께에 따른 전파 투과성 차이가 거의 없기 때문이다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 게르마늄층(40a)의 두께가 5㎛를 넘어 10㎛에 이르면 주파수 76~77GHz, 파장 40만nm 영역(점선 사각형 영역)의 레이더 전파 투과율이 급격히 낮아지는 것을 알 수 있다. 게르마늄은 반도체이지만, 일정 이상의 두께를 가질 경우 전도성이 발현되어 레이더 전파의 투과를 방해하게 되는 것이다. 따라서, 게르마늄층(40a)의 두께는 5㎛ 이하로 제한하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따라 제조된 금속질감층(100a) 샘플과 종래의 인듐 코팅 샘플을 제작하여 레이더 전파 감쇄율과 직진성에 대해 측정한 결과가 표 2에 나타나 있다.
각각의 샘플은 1mm 두께의 PC 소재 판재에 대상물을 증착하여 제조하였다. 비교예 6은 인듐(In)을 증착하였고, 실시예 5 내지 7은 각각 게르마늄층(40a)과 다층 광학막층(30a)으로 구성되되, 다층 광학막층(30a)의 층수를 3층, 7층, 15층으로 달리하였다.
사용한 레이더 전파는 76~77GHz이었고, RAS(Radar Alignment System) 측정장치를 이용하여 감쇄율 및 굴절각을 측정하였다.
표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 5 내지 7에 따른 금속질감층(100a) 샘플의 전파 투과 성능은 다층 광학막층(30a)의 층수와 무관하게 비교예 6에 따른 인듐 코팅 샘플의 전파 투과 성능과 동등한 수준을 나타내었고, 레이더 빔의 직진성은 동등 이상의 결과를 얻는 것을 알 수 있었다.
참고로 본 발명에 따른 커버에 적합한 레이더 감쇄율은, 왕복 기준으로 -4dB 이하(-4~0dB), 편도 기준으로 -1.8dB 이하(-1.8~0dB)인 것이 바람직하다.
도 2 내지 4에 도시된 각 실시예별로 실제 커버 샘플을 제조하고, macleod 해석 프로그램을 통해 각각의 샘플의 반사율을 해석한 결과가 표 3에 나타나 있다.
각각의 샘플에 적용된 다층 광학막층(30a, 30b, 30c)은 5층으로 동일하게 형성시키고, 게르마늄층(40a, 40b, 40c)의 위치만을 다층 광학막층의 후면(도료층 방향), 전면(레진층 방향), 중간(고굴절층과 저굴절층 사이)으로 변경하여 해석하였다.
그 결과, 다층광학막층(30b)의 후면에 게르마늄층(40b)을 형성시킨 금속질감층(100b), 즉 실시예 8이 가장 높은 반사율을 나타내었지만, 모든 샘플의 가시광선 반사율이 38~44% 수준으로 30% 이상의 반사율을 나타내었다. 또한, 모든 샘플의 가시광선 영역의 반사율 편차가 5%P 이하를 나타내 무채색의 금속성 반사광을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
앞서 표 3에서 반사율을 측정한 각각의 샘플에 대해 RAS 측정장치를 이용하여 주파수 76~77GHz, 파장 40만nm인 전파의 편도 투과 시 감쇄율 및 직진성을 평가하여 표 4에 나타내었다.
평가 결과, 표 4에 나타난 바와 같이 게르마늄층의 위치에 따라 레이더 전파의 감쇄율과 직진성이 크게 변동되지 않고 일정한 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
도 7에는 본 발명에 따른 금속질감층(100a)의 샘플과, 인듐 코팅 및 게르마늄 코팅된 샘플을 각각 제조하여 고온 내구성을 확인한 결과가 도시되어 있다.
각각의 샘플은 유리 기판에 대상물을 증착시켜 제조되었고, 비교예 7은 인듐, 비교예 8은 게르마늄, 실시예 11은 다층 광학막층(30a) 및 게르마늄층(40a)을 증착시켰다. 이후 고온에서의 내환경성 측정을 위해 각각의 샘플을 220℃에서 5분간 열처리하여 증착 표면의 변형 정도를 확인하였다. 비교예 7은 표면에 많은 크랙이 발생하는 등 변형이 생긴 반면, 비교예 8 및 실시예 11은 표면 크랙이 발생하지 않은 것을 확인할 수 있다.
도 7 및 표 5에 나타난 바와 같이, 인듐에 비해 게르마늄 또는 TiO2, SiO2 등의 금속 산화물은 녹는점이 높기 때문에, 고온 환경에 노출되어도 변형이 일어나지 않는 것이다. 차량 라디에이터 그릴은 엔진과 근접하는 부품으로써 고온에 노출될 위험이 항시 상존하고 있는바, 녹는점이 낮은 인듐 대신 본 발명에 적용되는 소재들을 적용하여 내구성 및 수명을 향상시킬 수 있다.
게르마늄만을 사용한 비교예 8의 경우 표면 크랙 등의 열변형은 일어나지 않았지만, 실시예 11에 비해 어두운 색상을 나타내었다. 이는 앞서 표 1의 비교예 5에서 살펴본 바와 같이 게르마늄의 반사율이 낮기 때문에 반사광의 명도가 낮아지기 때문이다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 레진층
20: 프라이머층
30a, 30b, 30c: 다층 광학막층
40a, 40b, 40c: 게르마늄층
50: 도료층
100a, 100b, 100c: 금속질감층
20: 프라이머층
30a, 30b, 30c: 다층 광학막층
40a, 40b, 40c: 게르마늄층
50: 도료층
100a, 100b, 100c: 금속질감층
Claims (9)
- 자동차 프론트 그릴에 설치되어 레이더 전파를 투과시키는 금속광택을 갖는 전파 투과형 커버로서,
상기 프론트 그릴의 전방 표면에 노출되는 투명한 레진층;
상기 레진층의 후방에 형성되고, 서로 다른 굴절율을 갖는 금속 산화물이 교번 적층된 다층 광학막층과 게르마늄(Ge)층으로 구성되어 금속 질감의 반사광을 나타내는 금속질감층; 및
상기 금속질감층의 후방에 형성되어 상기 금속질감층의 반사율을 향상시키는 불투명한 도료층;을 포함하는, 금속광택을 갖는 전파 투과형 커버.
- 청구항 1에 있어서,
상기 다층 광학막층은, TiO2, Cr2O3중 어느 하나로 구성된 고굴절층과, SiO2로 구성된 저굴절층을 교번 적층하여 구성되고,
상기 다층 광학막층을 구성하는 층 중에서 상기 레진층과 가장 가까운 층은 TiO2로 구성된 고굴절층인 것을 특징으로 하는, 금속광택을 갖는 전파 투과형 커버.
- 청구항 2에 있어서,
상기 금속질감층은, 가시광선 영역(파장 400~700nm)에서의 반사율이 30% 이상이고, 가시광선 영역에서의 반사율 편차가 5%P 이하인 것을 특징으로 하는, 금속광택을 갖는 전파 투과형 커버.
- 청구항 2에 있어서,
상기 고굴절층 및 상기 저굴절층은, 각각 10~200nm의 두께로 형성되고,
상기 다층 광학막층은, 3층 이상으로 형성되어 총 두께가 300nm~10㎛인 것을 특징으로 하는, 금속광택을 갖는 전파 투과형 커버.
- 청구항 2에 있어서,
상기 게르마늄층은, 상기 다층 광학막층의 전방에 접하는 면, 상기 다층 광학막층의 후방에 접하는 면, 서로 교번 적층된 고굴절층과 저굴절층 사이 면 중 선택된 어느 하나 이상의 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는, 금속광택을 갖는 전파 투과형 커버.
- 청구항 5에 있어서,
상기 게르마늄층은, 총 두께가 50nm~5㎛인 것을 특징으로 하는, 금속광택을 갖는 전파 투과형 커버.
- 청구항 1에 있어서,
상기 레진층은, 요철이 없는 평면 또는 곡면 형상의 전면과, 요부와 철부가 형성되어 굴곡지게 형성된 후면을 갖는 것을 특징으로 하는, 금속광택을 갖는 전파 투과형 커버.
- 청구항 1에 있어서,
상기 레진층과 상기 금속질감층 사이에 형성된 프라이머층을 더 포함하는, 금속광택을 갖는 전파 투과형 커버.
- 청구항 1에 있어서,
상기 레진층과 상기 금속질감층 사이에 형성되어 상기 금속질감층의 일부분을 가리는 마스킹층을 더 포함하고,
상기 마스킹층은, 소정의 형상을 나타내는 부위를 제외한 나머지 부위를 가리는 불투명한 도료인 것을 특징으로 하는, 금속광택을 갖는 전파 투과형 커버.
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