KR20220051051A - 차량용 레이더 커버 및 이의 제조방법. - Google Patents

차량용 레이더 커버 및 이의 제조방법. Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 레이더 커버 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 상기 차량용 레이더 커버는 폴리카보네이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 유리 중에서 선택된 어느 하나의 재질로 이루어진 기재인 상부기판 및 하부기판, 상기 상부기판 및 하부기판 사이의 공간부에 적층되는 발열부, 상기 충진 조성물이 충진되어 이루어지는 충진부로 이루어지며, 상기 충진 조성물은 아크릴 수지 30 내지 80 중량부, 아크릴레이트계 단량체 20 내지 70 중량부, 실릴카바메이트로 표면처리된 실리카 1 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 레이더 커버 및 이의 제조방법.{RADAR PENETRATING COVER FOR VEHICLE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은, 자동차 적응식 정속주행 시스템(ACC: Adaptive Cruise Control) 또는 스마트 크루즈 컨트롤(SCC: Smart Cruise Control)을 포함한 차량의 운행 시스템에 사용되는 레이더를 보호 및 레이더에서 송신되거나 레이더로 수신되는 전파의 흐름이 원활하게 하기 위하여 자동차의 라디에이터 그릴 또는 라디에이터 그릴 상에 위치하는 엠블럼에 설치된 레이더의 전면에 부착되는 차량용 레이더 커버 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근 전방 충돌방지(Forward Collision Warning)와 차선 이탈방지(Lane Departure Warning) 시스템, 주행 상황에 따른 자동적인 감속, 가속 및 정속을 포함한 안전주행이 가능하도록 비상 제동 시스템(Advanced Emergency Braking System)과 적응 순항 제어(Adaptive Cruis Control)와 같은 기술에 적용하기 위한 차량용 레이더의 연구가 개발되고 있다.
특히, 전방의 차량을 감지하여 전방차량의 속도에 맞추어 차량 속도를 제어하는 차량 적응식 정속주행 시스템(ACC: Adaptive Cruise Control)과, 전방차량과 자차량의 충돌이 예측되면 운전자에게 경보와 더불어 자동 브레이크를 동작시키는 자동 브레이크 시스템(CDM: Collision Damage Mitigation)에서 전방의 차량을 감지하기 위한 목적으로 차량의 라디에이터 그릴 후면에 레이더가 장착되고 있다.
상기 레이더는 고가의 장비임과 동시에 주위 환경 및 수분으로부터 보호되어야 하므로 레이더 커버를 라디에이터 그릴 상에 부착하여, 레이더 커버의 내부에 위치한 레이더를 보호하고 있다. 이러한 레이더 커버는 레이더를 보호함과 동시에 라디에이터 그릴과의 이질감이 최소화 되어야 하고, 레이더에서 송신되거나 레이더로 수신되는 전파의 흐름을 방해하지 않아야 한다.
대한민국 등록특허공보 10-1406638호를 참조하여 종래의 차량용 레이터 커버를 설명하면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 전파의 투과를 위한 PC 소재의 투명 커버를 사출 제작하고, 상기 투명 커버의 일면에 전파 투과성 확보 등을 위해 인쇄층이 코팅되며, 투명 커버의 배면에 인서트 사출로 플라스틱 수지를 일체로 결합시켜서 제작되고 있다. 이러한 종래기술의 레이더 커버는 차량의 전면 그릴에 배치되기 때문에 외부 환경의 영향을 쉽게 받으며, 상기 이중층의 접합 구간의 접합이 중요시 된다.
이러한 이중층의 접합을 위해 언더컷 구조를 사용하고, 접착제 등을 사용하지만 한계가 있고, 접합면이 불안정하게 되면 이중층이 벌어지거나 분리되는 문제점이 발생되며, 벌어진 틈을 통해 수분이 침투하게 되면 레이더 커버와 레이더의 외관 손상뿐 아니라 외관이 변색되기도 하며, 레이더의 성능에도 영향을 미치게 되어 오작동으로 인한 인명 사고의 위험성을 내포하게 되는 문제점이 발생된다.
특히, 종래기술의 레이더 커버는 기후 변화에 따른 눈, 성애, 얼음, 빗물, 습기 등이 레이더 커버의 전면에 쌓여 레이더 커버가 가려지게 되면, 라디에이터 그릴 후면에 위치한 레이더에서 송신되거나 레이더로 수신되는 전파의 흐름이 방해받아 사용이 곤란한 문제점이 발생되고 있는 실정이다.
따라서, 레이더 보호라는 기본적인 기능을 제공하는 동시에, 기후 변화에 따른 눈, 성애, 얼음, 빗물, 습기를 포함한 레이더 커버에 누적되는 누적물질로 부터 레이더 전파의 송,수신성이 원활한 차량용 레이더 커버의 개발이 절실히 요구되고 있다.
대한민국 공개특허공보 10-2018-0068785호 대한민국 등록특허공보 10-1406638호 대한민국 등록특허공보 10-1887753호 대한민국 등록특허공보 10-1776437호
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 차량에 설치된 레이더를 보호하는 동시에 레이더 커버의 상하부층 사이가 잔류 공기층이 없이 완전히 밀착되어, 레이더에서 송신되거나 레이더로 수신되는 전파의 흐름이 월활하며, 레이더 커버의 하부층에서 발생된 열이 레이더 커버의 전체면에 균등하게 전달되어, 기후 변화에 따른 눈, 성애, 얼음, 빗물, 습기를 포함한 누적물질로 인한 레이더 커버를 가리는 현상이 해소되어, 레이더의 전파 송수신성이 더욱 원활한 레이더 커버 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 레이더 커버의 내구성이 향상되고, 전파감쇄율이 -2.0% 이내이고 유전율지수가 3.0 이하로 레이더의 송수신 전파의 흐름이 더욱 향상되며, 제조가 용이하여 작업성이 향상되고, 사용이 편리한 레이더 커버 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 레이더 커버는 폴리카보네이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 유리 중에서 선택된 어느 하나의 재질로 이루어진 기재인 상부기판 및 하부기판, 상기 상부기판 및 하부기판 사이의 공간부에 적층되는 발열부, 상기 충진 조성물이 충진되어 이루어지는 충진부로 이루어지는 것으로서, 상기 충진 조성물은 아크릴 수지 30 내지 80 중량부, 아크릴레이트계 단량체 20 내지 70 중량부, 실릴카바메이트로 표면처리된 실리카 1 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 레이더 커버를 구성하는 상기 발열부는 열선, 망상발열체 또는 면상발열체로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 충진부는 상기 발열부의 상부에 형성되는 제1 충진부로 이루어질 수 있으며, 상기 발열부의 상부에 형성되는 제1 충진부 및 상기 발열부의 하부에 형성되는 제2 충진부로 이루어질 수도 있다.
또한, 상기 상부기판 및 하부기판의 양측면에 충진댐이 구비되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 레이더 커버를 구성하는 상기 하부기판의 배면에는 그릴 디자인의 이미지가 형성된 인쇄시트가 적층될 수 있다.
본 발명에 따른 레이더 커버는 상부기판 및 하부기판을 준비하고 및 상기 하부기판의 양측면에 충진댐을 형성하는 S1 단계, 상기 충진댐에 발열부를 설치한 후 상기 상부기판을 적층하여 충진부를 형성하는 S2 단계, 충진 조성물을 상기 충진부에 충진하고 실링한 후 잔여 공기를 제거하는 S3 단계, 상기 충진 조성물을 경화하는 S4 단계를 포함하여 제조될 수 있다.
또한, 충진댐을 포함하지 않는 구조로 제조할 수 있는데, 상부기판 및 하부기판을 준비하고 및 상기 하부기판의 양측면에 지그를 설치하는 S1 단계, 상기 하부기판 상에 발열부를 설치한 후 상기 상부기판을 적층하여 충진부를 형성하는 S2 단계, 충진 조성물을 상기 충진부에 충진하고 실링한 후 잔여 공기를 제거하는 S3 단계, 상기 충진 조성물을 경화하는 S4 단계를 포함하여 제조할 수도 있다.
또한, 상기 S1 단계의 이전 또는 상기 S4 단계의 이후에 하부기판의 배면에 그릴 디자인의 이미지가 형성된 인쇄시트를 부착하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 레이더 커버는 차량에 설치된 레이더를 보호하는 동시에 레이더 커버의 상하부층 사이가 잔류 공기층이 없이 완전히 밀착되어, 레이더에서 송신되거나 레이더로 수신되는 전파의 흐름이 월활하며, 레이더 커버의 하부층에서 발생된 열이 레이더 커버의 전체면에 균등하게 전달되어, 기후 변화에 따른 눈, 성애, 얼음, 빗물, 습기를 포함한 누적물질로 인한 레이더 커버를 가리는 현상이 해소되어, 레이더의 전파 송수신성이 더욱 원활한 효과를 나타낸다.
또한, 레이더 커버의 내구성이 향상되고, 전파감쇄율이 -2.0% 이내이고 유전율지수가 3.0 이하로 레이더의 송수신 전파의 흐름이 더욱 향상되며, 제조가 용이하여 작업성이 향상되고, 사용이 편리한 효과를 나타낸다.
도 1 및 도 2는 종래 차량용 레이더 커버를 나타낸 참고도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 레이더 커버의 구조를 도시한 단면도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 차량용 레이더 커버의 구조를 도시한 단면도이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 될 것이며, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 레이더 커버는 차량에 설치된 레이더를 보호하는 동시에 레이더 커버의 상,하부층 사이가 잔류 공기층이 없이 완전히 밀착되어, 레이더에서 송신되거나 레이더로 수신되는 전파의 흐름이 월활하고, 레이더 커버의 하부층에서 발생된 열이 레이더 커버의 전체면에 균등하게 전달되어, 기후 변화에 따른 눈, 성애, 얼음, 빗물, 습기를 포함한 누적물질로 인한 레이더 커버를 가리는 현상이 해소되어, 레이더의 전파 송수신성이 더욱 원활하도록 한 것이다. 또한, 레이더 커버의 내구성이 향상되고, 전파감쇄율이 -2.0% 이내이고 유전율지수가 3.0 이하인 특성을 가짐으로써 레이더의 송수신 전파의 흐름이 더욱 향상되며, 제조가 용이하여 작업성이 향상되고, 사용이 편리하도록 구성된 것이다.
상기 레이더 커버는 차량 적응식 정속주행 시스템(ACC: Adaptive Cruise Control) 또는 스마트 크루즈 컨트롤(SCC: Smart Cruise Control)을 포함한 차량의 운행 시스템에 사용되는 레이더를 보호 및, 레이더에서 송신되거나 레이더로 수신되는 전파의 흐름이 원활하도록 차량에 설치된 레이더의 외부에 부착되는 것이며, 도 3에 도시된 것과 같은 구조로 이루어진다. 즉, 폴리카보네이트, 유리, 폴리메틸메타아크릴레이트 중에서 선택된 1종 재질의 기재인 상부기판(12) 및 하부기판(11), 상기 상부기판(12) 및 하부기판(11) 사이의 공간부(30)에 적층되는 발열부(20), 상기 충진 조성물이 충진되어 이루어지는 충진부(32, 33)로 이루어지는 것이며, 상기 레이더 커버의 목적하는 특성을 달성하기 위하여 상기 충진 조성물은 아크릴 수지 30 내지 80 중량부, 아크릴레이트계 단량체 20 내지 70 중량부, 실릴카바메이트로 표면처리된 페라이트 1 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기재(10)는 하부기판(11) 및 상부기판(12)으로 구성되는데, 폴리카보네이트, 유리, 폴리메틸메타아크릴레이트 중에서 선택된 1종 재질로 이루어진 판상 형태이며 투명한 재질로 이루어질 수 있다.
상기 기재(10)는 폴리카보네이트 수지 또는 폴리메틸메타아크릴레이트 수지를 주재로 하여 안정화제와 용매 등을 첨가제로 사용함으로써 평판 형태의 판상으로 성형기에서 성형 또는 압출기에서 압출하여 제조할 수 있으며, 평판 형태의 유리를 기재(10)로 사용할 수도 있다.
상기 레이더 커버(100)는 차량의 라디에이터 그릴 후면에 장착된 레이더의 전면에, 하부기판(11), 상부기판(12)의 순서로 부착되는 것으로서, 레이더를 보호 함과 동시에 레이더 커버의 내구성과 내충격성이 강화되도록 하는 것이다.
또한, 필요에 따라서 상기 기재(10)인 상부기판(12) 및 하부기판(11)이 평판 형태가 아닌, 곡면판 또는 굴곡판 형태로 구성 될 수도 있으며, 이는 하나의 실시예로 기재한 것으로서 본 발명의 기재(10)는 레이더의 외형 형태에 부합되는 형태의 기재인 상부기판(12) 및 하부기판(11)으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 발열부(20)는 차량의 전원공급장치에 연결되어 전원공급장치에서 공급된 전원에 의하여 발열되어 상부기판(12)과 하부기판(11)으로 열이 전달되도록 구성된 것이다.
일 실시형태에서 상기 상부기판(12) 및 하부기판(11) 사이의 공간부에 적층된 발열부(20)는 도 3, 도 5에 도시된 것과 같이, 니켈, 크롬, 카본, 백금, 구리 중 선택된 1종 재질의 열선(21)으로 구성될 수 있다. 이와 같이 형성된 발열부(20)에 의해 기후 변화에 따른 눈, 성애, 얼음, 빗물, 습기를 포함한 레이더 커버에 누적되는 누적물질이 녹거나 건조될 수 있으므로, 레이더 전파의 송수신성이 더욱 원활하도록 할 수 있다.
또한, 또 다른 실시형태로 상기 발열부(20)는 도 4, 도 6에 도시된 것과 같이, 망상발열체(22) 또는 면상발열체(22)로 이루어질 수 있다. 상기 망상발열체(22)는, 니켈, 크롬, 카본, 백금, 구리 중 선택된 1종 재질의 열선이 그물망 형태로 가공된 매쉬(Mash)로 구성될 수 있다. 또한, 상기 면상발열체(22)는 니켈, 크롬, 카본, 백금, 구리 중 선택된 1종 재질의 열선이 시트에 내재된 시트상의 열선시트로 구성될 수 있다.
이러한 망상발열체(22) 또는 면상발열체(22)는 하부기판의 상부에 적층되어 일체로 접합되어 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 발열부(20)의 망상발열체(22) 또는 면상발열체(22)가 하부기판(11)의 상부에 적층되어 일체로 접합되기 때문에 하나의 충진부인 제1 충진부(32)가 형성된 형태를 이룰 수 있다.
또한, 상기 공간부(30)는 상기 발열부(20)가 적층된 상부기판(12) 및 하부기판(11)의 내부에 충진 조성물(40)이 충진되어 충진부를 이루기 위한 공간이다. 상기 상부기판(12) 및 하부기판(11)의 양측면에는, 도 3, 4에 도시된 것과 같이, 충진댐(Dam:31)이 구비될 수 있으며, 충진댐(31)의 상부 및 하부에 제1 및 제2 충진부(32,33)의 복수의 충진부가 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 및 제2 충진부(32,33)는 상기 발열부(20)의 상부 및 하부에 구비되도록 이루어질 수 있다. 또한, 상기 충진 조성물(40)은 상기 발열부(20)의 상부에 구비된 상기 제1 충진부(32)와 상기 발열부(20)의 하부에 구비된 상기 제2 충진부(33)에 충진된다.
또한, 도 5 및 도 6에 도시된 것과 같이, 상기 상부기판(12) 및 하부기판(11)의 양측면에 충진댐이 없는 구조로도 이루어질 수 있다. 이 경우 상기 하부기판의 양측면에 지그를 설치한 후 발열부를 설치함으로써 적층구조를 형성할 수 있다.
상기 발열부(20)의 열선(21)이 포함된 상부기판(12) 및 하부기판(11) 사이의 이격공간(공간부)에는 충진 조성물(40)이 채워짐은 물론, 상기 상부기판(12) 및 하부기판(11)과 상기 발열부(20)의 열선(21)사이의 틈(공간부)에도 상기 충진 조성물이 채워지도록 하며, 상기 발열부(20)를 포함한 상부기판(12) 및 하부기판(11)의 내부에 공기가 잔류하지 않도록 처리함으로써 상기 상부기판(12) 및 하부기판(11)이 밀착되도록 구성될 수 있다. 이를 통해, 상기 상부기판(12) 및 하부기판(11)과 발열부(20)의 접합력이 강화되고, 상부기판(12) 및 하부기판(11)의 내부에 공기가 잔류하지 않아 레이더의 전파 송수신성을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 상기 레이더 커버를 구성하는 상기 하부기판의 배면에는 그릴 디자인의 이미지가 형성된 인쇄시트(50)가 적층될 수 있다. 이를 통하여 상기 하부기판(11)의 하부에 구비되며 그릴디자인의 특정 이미지를 구현할 수 있다. 예를 들어, 상기 인쇄시트(50)는 마크 또는 로고를 포함한 이미지가 인쇄될 수 있으므로, 그릴디자인의 특정 이미지가 외부로 구현될 수 있다.
또한, 상기 충진 조성물(40)은 발열부(20)를 포함한 상부기판(12) 및 하부기판(11)을 접합하면서 레이더의 전파 송수신성을 향상시킬 수 있도록 구성된다.
종래기술인 대한민국 등록특허공보 10-1776437호에서는 80 내지 1000㎚의 정적영속길이를 가진 탄소나노튜브, 고분자 수지, 항균제, 이형제, 열안정제, 산화방지제, 광안정제, 상용화제, 염료, 무기물 첨가제, 계면활성제, 핵제, 커플링제, 충전제, 가소제, 충격보강제, 혼화제, 착색제, 안정제, 활제, 정전기방지제, 안료, 방염제 및 이들의 하나 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 첨가제를 포함하는 레이더 커버용 수지 조성물을 성형하여 커버를 제조함으로써 레이더의 반사손실을 억제하고 전자파 투과 효율을 높이고 있다. 특히, 상기 레이더 커버는 탄소나노튜브를 포함함에 따라 10dB 이하, 예를 들어 1 내지 6 dB의 반사손실을 가질 수 있으며, 12dB 이하, 예를 들어 1 내지 10dB의 전자파 투과효율을 나타내고 있다. 그러나 상기 수지 조성물은 충분한 내구성을 얻기에 한계가 있으며, 내구성을 향상시키기 위하여 조성을 바꾸는 경우에는 전자파 투과효율이 저하되기 때문에 레이더 커버로서의 특성을 향상시키는데 한계가 있다.
그러나 본 발명에서는 상기 충진 조성물을 충진하여 전자파 투과 효율을 달성하고 있으며, 상부기판 및 하부기판이 구비되어 커버의 표면을 강화함으로써 내구성을 달성하고 있으므로 내구성이 높으면서도 레이더 작동 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 나타낼 수 있다.
이를 위하여 상기 충진 조성물은 아크릴 수지 30 내지 80 중량부, 아크릴레이트계 단량체 20 내지 70 중량부, 실릴카바메이트로 표면처리된 페라이트 1 내지 10 중량부를 포함할 수 있다.
이러한 충진 조성물을 적용하면 발열부를 보호하고 기밀하게 충진이 가능하게 되며, 또한, 전파 감쇄율 및 유전율이 저하되지 않으므로 레이더 전파의 송수신 효율 저하 없이 커버가 가능하게 된다.
상기 충진 조성물을 적용하는 경우, 76 내지 77GHz 주파수의 전파감쇄율이 -2.0% 이내이고, 24 내지 25GHz 주파수로 측정한 유전율이 3.0 이하가 되는 것으로 나타났다.
상기 충진 조성물을 구성하는 상기 아크릴 수지는 조성물의 주제부로서, 내황변성과 접착성, 내약품성, 내구성이 부여되는 경화성 수지이다. 이러한 아크릴 수지의 예로는 폴리우레탄 아크릴레이트, 폴리우레탄 메타 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 폴리에테르 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 디엔 중합체 아크릴레이트, 수소 첨가물의 주쇄를 갖는 디엔 중합체 아크릴레이트 중에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다. 또한, 상기 아크릴 수지는 30 내지 80 중량부의 범위에서 사용되는데, 아크릴 수지의 함량이 너무 적으면 경화가 불충분하게 이루어지거나 수축, 변형으로 인하여 내구성 및 경화도의 영향으로 인하여 물성이 저하될 수 있다. 또한, 너무 많으면 점도가 높아 경화가 어려울 수 있고 전파 감쇄율도 저하될 수 있다. 또한, 상기 아크릴 수지로 아크릴릭 아크릴레이트, 실리콘 아크릴레이트, 멜라민 아크릴레이트, 폴리치올 아크릴레이트 유도체, 폴리치올 시피도아세탈 중에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 혼합물을 사용할 수도 있다.
또한, 상기 아크릴레이트계 단량체는 희석제로 함유되는 것으로서, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 이소보닐 아크릴레이트의 일관능성 모노머, 이관능성 모노머, 다관능성 모노머 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 또한, 상기 아크릴레이트계 단량체는 물성을 고려하여 20 내지 70 중량부의 범위에서 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 일관성 모노머는 알킬 아크릴레이트, 아릴 아크릴레이트, 알콕시 아크릴레이트를 사용할 수 있으며, 이관성 모노머는 트리프로필렌글리콜디아크릴레이트, 헥산디올디아크릴레이트를 사용할 수 있으며, 다관능성 모노머는 트리메틸프로판에톡시레이트 트리아크릴레이트, 트리메틸프로판 트리아크릴레이트를 사용할 수 있다.
또한, 상기 충진 조성물은 다양한 첨가제를 부가할 수 있다. 특히, 목적하는 전파감쇄율을 달성하기 위하여 실릴카바메이트로 표면처리된 실리카 1 내지 10 중량부를 함유하고 있다. 대한민국 등록특허공보 10-1090743호 등에 개시된 무관능기계 실란 화합물로 표면 처리된 연질 페라이트를 참고할 수 있는데, 메틸트리메톡시실란, 페닐트리메톡시 실란, 디페닐디메톡시 실란, 메틸트리에톡시 실란, 디메틸디에톡시 실란, 페닐트리에톡시실란, 디페닐디에톡시 실란, 이소부틸트리메톡시 실란 및 데실트리메톡시 실란과 같은 무관능기계 실란 화합물을 사용하여 Fe-Ni 합금계, Fe-Ni-Mo 합금계, Fe-Ni-Si-B 합금계, Fe-Si 합금계, Fe-Si-Al 합금계, Fe-Si-B 합금계, Fe-Cr 합금계, Fe-Cr-Si 합금계, Co-Fe-Si-B 합금계, Al-Ni-Cr-Fe 합금계 및 Si-Ni-Cr-Fe 합금계 합금 등의 연자성 금속을 표면 처리함으로써 전자파 차폐의 효과를 얻고 있다. 또한, AIP Advances 7, 075210 (2017)에서는 유전체 입자의 표면을 실란 커플링제로 처리함으로써 유전율을 높일 수 있는 것으로 기재되어 있다.
이러한 종래기술의 기재를 참조하여 다양한 실험을 한 결과 일반적으로 사용되는 실란 커플링제 대신 실릴카바메이트로 표면처리된 실리카를 사용할 때 전파감쇄율과 유전율에서 유리한 효과를 얻는 것으로 나타났다.
일 실시예에서 실릴카바메이트를 사용하여 D50이 200㎚인 실리카 나노입자를 표면처리하였다. 구체적으로, [t-부틸(디메틸)실릴]카바메이트 5 중량부를 함유하는 에탄올 용액에 실리카 나노입자 100 중량부를 침적시킨 후 증류수를 부가하여 가수분해한 후 유성밀을 이용하여 분쇄하고 혼합함으로써 실릴카바메이트로 표면처리된 실리카를 제조하였다.
상기 실리카는 150 내지 250㎚ 급의 실리카 나노입자를 사용할 때 효과적인 것으로 나타났으며, 입자의 크기가 너무 큰 경우에는 성형성이 나빠 경화 후 충진층의 내구성이 저하되고 전파감쇄율에서도 효과가 저하되는 현상이 나타났다.
이와는 별도로 충진 조성물의 점착강도를 높이기 위하여 아크릴로실란, 메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 감마-메타크릴옥시프로필에톡시실란, 감마-클로로프로필메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(베타-메톡시에톡시)실란, 비닐트리아세톡시실란, 감마-글리시독시프로필트리메톡시실란, 감마-글리시독시프로필트리에톡시실란, 베타-(3,4-에폭시사이클로헥실) 에틸트리메톡시실란, 비닐트리클로로실란, 감마-머 캅토프로필메톡시실란, 감마-아미노프로필트리에톡시실란, N-베타-(아미노에틸)-감마-아미노프로필트리메톡시실란 중에서 선택된 1종 또는 1종이상이 혼합된 실란 커플링제를 1 내지 10 중량부의 범위에서 추가할 수도 있다.
또한, 상기 충진 조성물은 광중합개시제, 안정화제 등의 첨가제를 함유할 수 있다.
예를 들어, 광중합개시제로 벤조페논계, 디페녹시벤조페논계, 유브이(UV)계, 안트라퀴논 유도체, 잔톤 유도체, 티옥산톤 유도체, 벤질계 중에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 혼합물을 0.1 내지 5 중량부의 범위에서 첨가할 수 있다. 상기 광중합개시제의 함량이 너무 적으면 자외선 조사에 의한 경화가 불충분하게 되며, 너무 많으면 물성이 저하될 수 있다.
또한, 저장성을 향상시키기 위하여 페놀계 산화방지제, 알킬화된 모노페놀, 알킬티오메틸페놀, 하이드로퀴논, 알킬화된 하이드로퀴논, 토코페롤, 하이드록실화된 티오디페닐 에테르, 알킬리덴비스페놀, O-, N- 및 S-벤질 화합물, 하이드록시벤질화된 말로네이트, 방향족 하이드록시벤질 화합물, 트리아진 화합물, 아민계 산화방지제, 아릴 아민, 디아릴 아민, 폴리아릴 아민, 아실아미노페놀, 옥사미드, 금속 불활성제, 포스파이트, 포스포나이트, 벤질포스포네이트, 아스코르브산, 하이드록실아민, 니트론, 티오시너지스트, 벤조푸라논, 인돌리논 중에서 선택된 1종 또는 1종이상이 혼합된 안정화제를 부가할 수 있다. 상기 안정화제는 0.1 내지 5 중량부의 범위에서 사용하는데, 너무 적으면 경화가 불충분하게 되며, 너무 많으면 물성이 저하될 수 있다.
본 발명에 따른 차량용 레이더 커버는 다음과 같은 공정으로 제조될 수 있다.
상부기판 및 하부기판을 준비하고 및 상기 하부기판의 양측면에 충진댐 또는 지그를 형성하는 S1 단계에서는 폴리카보네이트, 유리, 폴리메타아크릴레이트 중에서 선택된 1종 재질의 기재인 상부기판 및 하부기판을 준비하고, 상기 하부기판의 양측면에 충진 조성물이 적층되는 높이를 고려하여 적층높이 0.2 내지 3㎜ 높이의 충진댐(dam)을 형성한다. 또한, 상기 충진댐을 설치하지 않고 지그를 사용하여 제조할 수도 있는데, 이 경우에도 적층높이가 0.2 내지 3㎜가 되도록 구성하는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 충진댐에 발열부를 설치한 후 상기 상부기판을 적층하여 충진부를 형성하는 S2 단계에서는 제1 충진부 또는 제1 및 제2 충진부를 형성하도록 발열부가 설치된다. 즉, 상기 하부기판의 양측면에 구비된 충진댐에 발열부인 열선을 설치한 후, 상부기판을 적층하여 제1 및 제2 충진부로 복수의 충진부를 형성할 수 있다.
또한, 상기 하부기판의 양측면에 구비된 충진댐에 발열부인 망상발열체 또는 면상발열체를 설치하고 상부기판을 적층하여 제1 충진부가 형성되도록 할 수도 있다.
지그를 설치한 후 발열부를 설치할 경우에도 지그에 발열부인 열선을 설치하여 제1 및 제2 충진부를 형성하거나, 망상발열체 또는 면상발열체를 설치하여 제1 충진부만 형성되도록 할 수 있다.
또한, 충진 조성물을 상기 충진부에 충진하고 실링한 후 잔여 공기를 제거하는 S3 단계에서는 충진 조성물을 15 내지 50℃에서 복수 충진부의 경우 제1 및 제2 충진부에 충진하고, 단수 충진부의 경우0 제1 충진부에 충진한다. 이후, 투입구를 실링하고, 상기 충진부에 충진된 충진물 외의 잔여공기를 주사기로 제거한다.
다음으로, 상기 충진 조성물을 경화하는 S4 단계에서는 충진 조성물이 충진된 기재를 컨베이어로에 로딩한 후, 상온에서 자외선 A 파장 램프를 통과시키면서 상기 충진 조성물을 경화한다. 이를 통해 기재와 충진 조성물, 발열부가 접합되게 된다.
또한, 상기 S1 단계의 이전 또는 S4 단계의 이후에 상기 하부기판의 후면에 그릴디자인의 특정 이미지가 외부로 구현되는 합성수지 재질의 인쇄시트를 부착하는 공정을 수행할 수 있다.
또한, 상기 충진 조성물을 경화하는 S4 단계에서 산소 부존재 상태에서 경화공정을 수행할 수 있다. 이 경우, 질소 분위기에서의 경화가 효과적이다. 즉, 상기 S4 단계에 특수 제작된 밀폐 용기에 적층체를 두어 질소 분위기를 제공할 수 있고 이를 통해 라디칼 반응 저해 요소인 산소가 차단될 수 있다. 이를 통해 상기 충진 조성물의 겔 함량을 80 내지 95%로 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제조방법에 따른 레이더 커버는 상부 및 하부기판으로 이루어진 커버를 통해 차량에 설치된 레이더를 보호할 수 있으며, 상기 레이더 커버의 상부 및 하부기판 사이가 잔류 공기층이 없이 완전히 밀착되기 때문에 레이더에서 송신되거나 레이더로 수신되는 전파의 흐름이 원활하게 된다.
또한, 레이더 커버의 하부층에서 발생된 열이 레이더 커버의 전체면에 균등하게 전달되어, 기후 변화에 따른 눈, 성애, 얼음, 빗물, 습기를 포함한 누적물질로 인한 레이더 커버를 가리는 현상이 해소되어, 레이더의 전파 송수신성이 향상될 수 있다. 또한, 상부 및 하부기판을 적용함으로써 상기 레이더 커버의 내구성이 향상시킬 수 있고, 제조가 용이하여 작업성이 향상되고, 사용이 편리한 장점이 있다.
이하, 본 발명의 차량용 레이더 커버를 실시예와 비교예에 의하여 더욱 구체적으로 설명한다.
중량 평균 분자량이 15,000인 폴리우레탄 아크릴레이트 60 중량부와, 중량 평균 분자량이 10,000인 폴리우레탄 메타아크릴레이트 10 중량부로 이루어진 아크릴 수지, 모노머인 2-에틸헥시아크릴레이트 20 중량부와 이소보닐 아크릴레이트 10 중량부의 희석제, 실릴카바메이트로 표면처리된 실리카 5 중량부, UV계 광중합개시제인 Darocur TPO 1 중량부, 아릴아민 1 중량부를 배합하여 충진 조성물을 제조하였다. 도 3에서와 같은 적층구조를 가진 레이더 커버의 제1 및 제2 충진부에 상기 충진 조성물을 충진하고 자외선 A 파장 램프를 사용하여 자외선 경화하여 차량용 레이더 커버를 제조하였다(실시예 1).
상기 실릴카바메이트로 표면처리된 실리카는 D50이 200㎚인 실리카 나노입자를 표면처리한 것으로서, [t-부틸(디메틸)실릴]카바메이트 5 중량부를 함유하는 에탄올 용액에 실리카 나노입자 100 중량부를 침적시킨 후 증류수 2 중량부를 부가하여 가수분해하고, 가수분해물을 유성밀을 이용하여 분쇄하는 과정을 통해 제조된 것이다.
실시예 1과 동일한 충진 조성물을 도 4에서와 같은 구조의 레이더 커버를 제조하기 위하여 제1 충진부에 상기 충진 조성물이 충진하고 자외선 경화하여 차량용 레이더 커버를 제조하였다(실시예 2).
실시예 1과 동일한 충진 조성물을 도 5에서와 같은 구조의 레이더 커버를 제조하기 위하여 제1 및 제2 충진부에 충진 조성물을 충진하고 자외선 경화하여 차량용 레이더 커버를 제조하였다(실시예 3).
실시예 1과 동일한 충진 조성물을 도 6에서와 같은 구조의 레이더 커버를 제조하기 위하여 제1 충진부에 충진 조성물을 충진하고 자외선 경화하여 차량용 레이더 커버를 제조하였다(실시예 4).
또한, 비교를 위하여 시중에서 사용 중인 A사의 폴리카보네이트 재질의 차량용 레이더 커버(비교예 1) 및 B사의 폴리카보네이트 재질의 차량용 레이더 커버(비교예 2)를 구입하여 시험평가를 실시하였다. 또한, 실릴카바메이트로 표면처리된 실리카 대신 아크릴로실란 5 중량부를 사용한 것 외에 실시예 2와 동일한 조성으로 제조된 충진 조성물을 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 차량용 레이더 커버를 제조하였다(비교예 3).
실시예 1 내지 5의 차량용 레이더 커버와, 비교예 1 내지 3의 차량용 레이더 커버를 SM 5899의 시험방법에 따라 76 내지 77GHz 주파수에서의 전파감쇄율을 측정하였다. 또한, 상기 레이더 커버를 20 × 20㎜, 두께 0.8㎜의 시료로 제작하여, ASTM D150의 시험방법으로 24 내지 25GHz 주파수에서 유전율을 측정하였다. 그 결과는 표 1과 같다.
전파감쇄율(%) 유전율
실시예 1 -0.43 2.55
실시예 2 -0.36 2.41
실시예 3 -0.40 2.5
실시예 4 -0.38 2.45
비교예 1 -3.2 3.9
비교예 2 -7.0 11
비교예 3 -2.8 3.7
표 1의 결과를 살펴보면, 실시예 1 내지 5는 전파감쇄율 기준치인 -2.0% 이내로서, 사용 및 기능상 전혀 지장이 없으며, 전파감쇄율이 매우 우수한 것으로 판명 되었으며, 특히 실시예 3이 -0.36% 이내로 감쇄되어 가장 우수한 것으로 나타났다. 또한, 유전율이 모두 3.0 이하로 유전율이 매우 우수한 것으로 나타났고 특히 실시예 3이 2.41로서 가장 우수한 것으로 나타났다. 또한, 24 내지 25GHz 주파수로 측정한 유전율 값이 3.0 이하이면, 76 내지 77GHz 주파수에서의 전파감쇄율이 -2.0% 이내로 감쇄 가능한 것을 확인하였다.
그러나 비교예 1, 2는 전부, 전파감쇄율이 기준치인 -2.0%를 초과 함으로서 전파감쇄율이 부적격하고, 유전율지수 역시 3.0 이상으로 나타나 차량용 레이더의 전파 송수신성에 문제가 있는 것으로 나타났다. 특히, 비교예 3에서 일반적인 실란 커플링제를 혼합한 경우, 경화에 의한 충진부의 형성은 양호했으나, 전파감쇄율이나 유전율이 저하되는 것으로 나타나 실릴카바메이트로 표면처리된 실리카를 사용할 때 본 발명에서 목적하는 레이더 커버의 특성을 얻을 수 있는 것으로 파악되었다.
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
1: 투명커버 2: 플라스틱 수지
100 : 레이더 커버
10: 기재
11: 하부기판 12: 상부기판
20: 발열부
21: 열선 22: 망상발열체 또는 면상발열체
30: 공간부
31: 충진댐 32: 제1 충진부
33: 제2 충진부
40: 커버 충진조성물(충진재)
50: 그릴디자인 인쇄부

Claims (8)

  1. 폴리카보네이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 유리 중에서 선택된 어느 하나의 재질로 이루어진 기재인 상부기판 및 하부기판;
    상기 상부기판 및 하부기판 사이의 공간부에 적층되는 발열부;
    상기 공간부에 충진 조성물이 충진되어 이루어지는 충진부;
    로 이루어지며,
    상기 충진 조성물은 아크릴 수지 30 내지 80 중량부, 아크릴레이트계 단량체 20 내지 70 중량부, 실릴카바메이트로 표면처리된 실리카 1 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 커버.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 발열부는 열선, 망상발열체 또는 면상발열체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 커버.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 충진부는 상기 발열부의 상부에 형성되는 제1 충진부로 이루어지거나, 상기 발열부의 상부에 형성되는 제1 충진부 및 상기 발열부의 하부에 형성되는 제2 충진부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 커버.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부기판 및 하부기판의 양측면에 충진댐이 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 커버.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하부기판의 배면에 그릴 디자인의 이미지가 형성된 인쇄시트가 적층되는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 커버.
  6. 상부기판 및 하부기판을 준비하고 및 상기 하부기판의 양측면에 충진댐을 형성하는 S1 단계;
    상기 충진댐에 발열부를 설치한 후 상기 상부기판을 적층하여 충진부를 형성하는 S2 단계;
    충진 조성물을 상기 충진부에 충진하고 실링한 후 잔여 공기를 제거하는 S3 단계;
    상기 충진 조성물을 경화하는 S4 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 커버의 제조방법.
  7. 상부기판 및 하부기판을 준비하고 및 상기 하부기판의 양측면에 지그를 설치하는 S1 단계;
    상기 하부기판 상에 발열부를 설치한 후 상기 상부기판을 적층하여 충진부를 형성하는 S2 단계;
    충진 조성물을 상기 충진부에 충진하고 실링한 후 잔여 공기를 제거하는 S3 단계;
    상기 충진 조성물을 경화하는 S4 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 커버의 제조방법.
  8. 청구항 7 또는 8에 있어서,
    상기 S1 단계의 이전 또는 상기 S4 단계의 이후에 하부기판의 배면에 그릴 디자인의 이미지가 형성된 인쇄시트를 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 커버의 제조방법.
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