KR102744687B1 - 다층체 및 LiDAR 센서를 포함하는 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 운전자 보조 시스템을 위한 LiDAR 센서 시스템을 사용하는 차량에 관한 것이다. 폴리카르보네이트를 기재로 하는 열가소성 재료로 만들어진 조성물이 환경에 대한 센서 카운터의 커버의 기판 층을 형성하는데 사용된다. 커버는 우수한 내마모성 및 내후성을 달성하기 위한 특수한 탑코트 층을 포함한다.

Description

다층체 및 LiDAR 센서를 포함하는 장치

본 발명은 800 nm 내지 1600 nm 범위의 파장을 갖는 레이저 광을 방출하는 LiDAR 센서, 및 LiDAR 센서의 전체 또는 부분을 둘러싸고 있으며 다층체를 포함하는 커버를 포함하는 센서 시스템에 관한 것이다. LiDAR 센서의 전방에 배치된, 다층체는 열가소성 조성물로 만들어진 기판 층 및 적어도 1개의 탑코트 층을 포함한다. 본 발명은 추가로 이러한 센서 시스템을 포함하는 차량, 및 특정 탑코트의 다층 LiDAR 센서 커버를 위한 코팅 층으로서의 용도에 관한 것이다.

긴급 제동 보조장치, 차선 이탈 경고 시스템, 교통 표지 인식 시스템, 적응형 속도 제어 시스템 및 안전거리 제어장치와 같은 운전자 보조 시스템이 공지되어 있으며, 현재 차량에 이용되고 있다. 언급된 기능을 구현하기 위해, 일반적으로 radar, LiDAR, 초음파 및 카메라 센서에 기반한 주변 감지 센서가 이용된다. LiDAR 센서는 특히 고도로 자동화된 자율 주행을 위해 중요한데, 그 이유는 이들이 차량 주변의 고해상도 3차원 영상을 근거리부터 원거리까지 제공할 수 있기 때문이다. 본 발명에 기재된 기판 재료는 특히 LiDAR 센서를 위해 적합하다.

LiDAR (광 감지 및 거리측정(light detection and ranging)에 대한 약칭) 또는 달리 LaDAR (레이저 감지 및 거리측정(laser detection and ranging))는 radar와 관련된 광학 거리 및 속도 측정을 위한 방법이다. radar의 경우에서의 라디오파 또는 마이크로파 대신에, 이는 적외선 레이저 빔을 사용한다. 특히 수평 감지 범위 (예를 들어 70° 내지 360°), 레이저의 유형 (예를 들어 연속파 스캐너 레이저 또는 정적 펄스 레이저) 및 센서 기술 (예를 들어 기계 회전식 미러 또는 반도체 전자기기)이 상이한, LiDAR 시스템의 매우 다양한 유형이 존재한다. 본 발명은 그 자체의 적외선 광원을 사용하는 LiDAR와 기술적으로 관련된 적외선 카메라를 또한 포함한다.

열가소성 재료를 기재로 하는 구성요소 부품은 자동차 부문에서 사용하기 위한 통상적인 재료 예컨대 예를 들어 유리에 비해 많은 이점을 제공한다. 이들은 예를 들어 상승된 내파괴성 및/또는 중량 감소를 포함하며, 이는 자동차의 경우에 도로 교통 사고에서의 보다 큰 탑승자 안전 및 보다 적은 연료 소비를 가능하게 한다. 마지막으로, 열가소성 중합체를 함유하는 재료는 그의 보다 용이한 성형성으로 인해 실질적으로 보다 큰 디자인의 자유를 가능하게 한다.

열가소성 재료는 일반적으로 적외 (IR) 방사선에 대해 투과성이므로, 이들은 원칙적으로 이러한 센서 시스템에 적합하여야 한다. 그러나, 놀랍게도, 본 발명과 관련하여 인식된 것처럼, 자동차 외장재에 이용되는 대부분의 통상적인 열가소성 물질은 이러한 센서에 적합하지 않다. 따라서, 많은 열가소성 물질은 심지어 1 mm 미만의 얇은 벽 두께에서도 LiDAR 센서의 신호 강도를 현저히 감소시키기에 충분하여, 이들은 이러한 시스템에 부적합한 것으로 제시되었다. 이들은 예를 들어 폴리올레핀, 폴리아미드, ABS, PC/ABS 블렌드 및 자동차 외장재에 통상적으로 이용되는 추가의 열가소성 재료를 포함한다.

기판 재료 자체 뿐만 아니라, LiDAR 센서 신호 감쇠의 원인이 되는 다른 인자가 또한 있다. 그의 예는 보호 층 및/또는 코팅 층 뿐만 아니라, 상이한 재료로 만들어진 추가의 구성요소를 포함한다. 열가소성 재료로 만들어진 커버의 목적은 LiDAR 센서를 은폐하고, 또한 민감한 센서 전자기기를 보호하는 것이다. 그러나, 커버 자체도 풍화 및 환경 영향으로부터, 또한 외부 표면에 대한 마모로부터 보호되어야 한다. 그의 예는 상응하는 코팅 층을 포함할 수 있다. 이러한 보호 층은 원칙적으로 공지되어 있으며, 예를 들어, 헤드램프 커버의 경우에 이용되고 있다. 그러나, 열가소성 시스템에 적합한 임의의 코팅 및 보호 층이 LiDAR 센서를 포함하는 센서 시스템을 위한 커버의 코팅에는 적합하지 않은 것으로 드러났다.

센서 시스템의 기능적 능력은 보장되어야 하며; 풍화의 영향 및 작동이 센서의 기능적 능력에 불리하게 영향을 미치지 않아야 한다. 그러나, 코팅 층에서의 마모, 스크래치 또는 심지어 침식은 이와 같이 LiDAR 센서로부터의 신호의 감쇠를 초래할 수 있다. 열가소성 재료 상에 배치된 코팅 층의 통상의 작동 중의 마모 또는 풍화의 결과로서 LiDAR 센서에 영향을 미치는 작용에 대해서는 선행 기술에서 교시된 바가 없다.

선행 기술에, 원칙적으로 전자기파에 대한 투과성을 나타내는 다양한 열가소성 시스템이 기재되어 있다.

CN 105400189 A에는 폴리우레탄-폴리에스테르 시스템을 기재로 하는, 레이저 빔-투과성 불투명 기판 재료가 기재되어 있다. 이들 폴리우레탄-폴리에스테르-기재 시스템에 적합하고 원칙적으로 레이저 빔에 대해 투과성인 특별한 착색제 조합이 언급되어 있다. 이러한 조성물은 특히 레이저 용접에 적합하다. 폴리카르보네이트를 기재로 하는 기판 재료는 기재되어 있지 않다. 센서에 적합한 기판 재료도 마찬가지로 기재되어 있지 않다.

WO 2016/037865 A1에는 유리상 외관을 갖는 자동차 외장재 부품이 기재되어 있다. LiDAR 시스템에 적합한 기판 재료는 상기 문헌에 기재되어 있지 않다.

WO 2008/12775 A1에는 자동차 적용을 위한 radar 센서가 기재되어 있다. 그러나, 이들 센서는 20 - 25 GHz의 범위에서 작동하며, IR 영역에서의 레이저-보조 시스템에 적합한 기판 재료에 대해서는 결론 도출이 가능하지 않다.

WO 2008/149093 A1에는 LiDAR 센서에 특히 적합한 라미네이팅되고 안료처리된 유리 시스템이 기재되어 있다. 폴리카르보네이트-기재 기판 재료에 대한 해결책이 상기 문헌으로부터 추론될 수 없다.

US 2009/284603 A1에는 착색제를 포함하는 열가소성 기판이 기재되어 있다. 이들 기판 재료는 IR 방사선에 대해 고도로 투과성인 것으로 언급되어 있다. 특정한 착색제 혼합물이 기재되어 있다. 이들 혼합물이 레이저-보조 감지기에 적합한지의 여부는 기재되어 있지 않다. 폴리카르보네이트를 위한 특정한 착색제 조성물도 기재되어 있지 않다.

EP 1772667 A2에는 은폐된 광 요소를 포함하는 플라스틱 구성요소 부품이 기재되어 있다. 상기 문헌에서 플라스틱 구성요소 부품은 광 요소를 은폐하지만, 관련 방사선에 대해 투명성이거나 또는 반투명성이다. 이를 달성하기 위해 기판은 효과 안료를 함유한다. 이러한 안료는 산란을 초래하므로, 이들은 레이저-보조 시스템에 부적합하다.

JP 2003-004942 A에는 상이한 굴절률을 갖는 재료의 여러 겹으로 이루어진 다층체가 기재되어 있다. 이들 시스템은 IR 방사선에 대해 투과성이다. 그러나, 레이저-보조 IR 센서용 커버를 위한 재료에 대해서는 현저히 엄격한 요구사항이 부여된다. 어떠한 레이저-보조 센서도 기재되어 있지 않다.

US 2016/0291134 A1에는 자동차 부문에서의 자율/반자율 주행을 위한 LiDAR 센서의 사용에 대해 보고되어 있다. 상기 문헌에는 LiDAR 센서를 커버링하거나 또는 수용하기 위한 적합한 기판 재료에 대해 설명되어 있지 않다.

폴리카르보네이트의 내스크래치성은 또한 여전히 개선이 가능하며; 따라서, 통상적으로, 내스크래치성 코팅이 또한 성형물의 코팅에 사용된다.

이들 이유 때문에, 열가소성 기판 예컨대, 예를 들어, 성형된 폴리카르보네이트 물품에는 보호 코팅이 제공된다. 외장용으로 특히 적합한 보호 시스템은 마모 및 스크래칭에 대한 기계적 보호 역할 뿐만 아니라 풍화, 즉, 강우, 온도, 및 - 특히 - 자외 방사선 (UV)의 영향에 대한 탁월한 보호 역할을 하는 것이다.

예를 들어 폴리카르보네이트 헤드램프 커버를 위해 사용되는, 이들 목적에 적합한 코팅 시스템은 크게 2가지 카테고리로 분류될 수 있다:

(a) 단일층 또는 다층 시스템일 수 있는, 폴리실록산 코팅 재료를 기재로 하는 열경화성 코팅 시스템 (기판과 폴리실록산 탑코트 사이에 단지 접착-촉진 프라이머 층이 있음). 이들은 US 4,278,804 A, US 4,373,061 A, US 4,410,594 A, US 5,041,313 A 및 EP A 1 087 001을 포함한 문헌에 기재되어 있다.

(b) 유사하게, 내스크래치성을 개선시키기 위해 충전제를 임의적으로 포함하는, 예를 들어 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트 또는 아크릴로실란을 기재로 하는 UV-경화성 코팅 시스템은, 그의 비교적 넓은 적용 필름 두께 범위로 인해, 풍화로부터의 충분한 보호 역할을 할 수 있다. 이러한 시스템은 공지되어 있으며, US 3,707,397 A 또는 DE 69 71 7959 T2, US 5,990,188 A, US 5,817,715 A, US 5,712,325 A 및 WO 2014/100300 A1을 포함한 문헌에 기재되어 있다.

선행 기술에는 IR 방사선에 대해 투과성이며 열가소성 기판에 기반하는 시스템이 기재되어 있다. 이러한 기판은 예를 들어 적외선 카메라 또는 레이저 용접에 적합하다. 그러나, IR 범위에서 작동하는 레이저-보조 센서 시스템은 현저히 상승된 민감성을 가지므로 이로 인한 작용에 대해서는 어떠한 교시도 없다. 따라서 아주 미약한 산란이라도 센서 시스템에 오류를 초래하므로, 상응하는 기판 재료를 사용할 수 없게 한다.

따라서, 자동차, 철도 차량 및 항공기 외장재 부품 등에 사용될 수 있으며 LiDAR 센서를 통한 차량의 주변 모니터링에 적합한, 열가소성 재료의 기판 층, 보다 특히 방향족 폴리카르보네이트를 기재로 하는 것들을 갖는 다층체는 기재되어 있지 않다.

자동차, 철도 차량 및 항공기 부문 및/또는 기반시설 부문에서 사용되는, 열가소성 재료로 만들어진 기판 층을 포함하는 다층체를 포함하는, 바람직하게는 그로 이루어진 외장재 부품은 또한 이상적으로는 긴 수명을 가져야 하고 그의 수명 동안 취화를 겪지 않아야 하는데 - 즉, 이들은 가능한 최대의 풍화 안정성을 가져야 한다. 색상 및 표면 (광택 효과)도 역시 가능한 한 약간의 변화만을 겪어야 한다. 열가소성 부품은 또한 이상적으로는 충분한 내스크래치성을 나타내어야 한다. 내스크래치성 및/또는 풍화 안정성의 결여는 구성요소 자체의 수명 뿐만 아니라 센서 시스템의 기능에도 불리하게 영향을 미칠 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 열가소성 재료로 만들어진 기판 층 및 탑코트 층을 포함하는, 적합한 다층체로 구성된 커버, 및 800 nm 내지 1600 nm의 IR 범위에서 작동하는 LiDAR 센서를 포함하는, 주변 모니터링을 위한 조합을 특색으로 하는 상응하는 장치, 즉, 시스템을 제공하는 것이다. 이상적으로는 추가의 상기 언급된 요건 중 적어도 하나가 충족되는 것/상응하는 단점이 극복되는 것이 추가로 의도된다.

본 발명의 목적은 800 내지 1600 nm의 파장 범위에서 작동하는 LiDAR 센서 및 적합한, 즉, 최소한의 신호 감쇠 효과를 가지며, 열가소성 조성물로 만들어진 기판 층을 갖는 다층체로 구성된 내후성 및 내마모성 커버의 조합을 포함하는, 운송 수단 예컨대 철도 차량, 항공기 - 예를 들어 비행기, 헬리콥터 또는 드론 - 또는 자동차를 위한 장치를 제공하는 것이었다.

놀랍게도, 상기 목적이

하기를 포함하는 센서 시스템에 의해:

a) 800 내지 1600 nm 범위의 파장을 갖는 레이저 광을 방출하는 LiDAR 센서, 및

b) LiDAR 센서의 전체 또는 부분을 둘러싸고 있으며,

i) ISO 1133-1:2012-03 (300℃, 1.2 kg)에 따라 결정된, 8 내지 20 cm³/(10 min), 바람직하게는 9 내지 19 cm³/(10 min)의 용융 부피 유량 MVR을 갖는 방향족 폴리카르보네이트를 기재로 하는 열가소성 조성물을 포함하는 기판 층으로서,

여기서 조성물은 DIN ISO 13468-2:2006 (D65, 10°)에 따라 4 mm의 층 두께에서 결정된, 25.0% 미만, 바람직하게는 20% 이하, 보다 바람직하게는 15.0% 미만의 380 내지 780 nm 범위에서의 광 투과율을 갖고,

여기서 기판 층은 그의 각각의 두께에서 DIN ISO 13468-2:2006 (이 표준법에 기반하여, 언급된 파장 범위가 사용됨)에 따라 결정된, 적어도 40%, 바람직하게는 45%, 보다 바람직하게는 55%, 특히 바람직하게는 65% 초과의 800 내지 1600 nm 범위에서의 IR 방사선에 대한 투과율을 갖는 것인

기판 층, 및

ii) 임의적으로, 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA)를 기재로 하며 적어도 1종의 UV 흡수제를 포함하는 프라이머 층,

iii) 유기적으로 개질된 실란과 실리카 졸의 조합을 포함하는 폴리실록산-기재 탑코트 층으로서, 탑코트 층은 스캐닝 투과 전자 현미경검사에 의해 결정된, 0.50 μm 미만의 D₉₀을 갖는 이산화규소 입자를 포함하고, 스캐닝 투과 전자 현미경검사에 의해 결정된, ≥ 0.50 μm의 D₉₀을 갖는 추가의 입자를 포함하지 않으며,

여기서 탑코트 층은 LiDAR 센서가 배치된 기판 층의 면의 반대쪽에 있는 기판 층의 면에 존재하고, 여기서 탑코트 층은 바람직하게는 UV 흡수제를 포함하는 것인

탑코트 층

을 이 순서로 포함하는 다층체를 포함하는 커버,

또는 이러한 시스템을 포함하는 차량, 보다 특히 자동차에 의해

달성되는 것으로 밝혀졌다.

특히 흥미로운 커버는 암색의 폴리카르보네이트로 만들어진 것들인데, 그 이유는 이들이 그 뒤에 LiDAR 센서를 은폐하도록 하고, 구성요소가 사출 성형에 의해 제조될 수 있으며, 폴리카르보네이트가 또한 매우 우수한 특성 예컨대 높은 열 변형 내성, 높은 강성, 및 다른 특성을 갖기 때문이다.

여기서 "시스템"은, 예를 들어, 장치와 같이 기계적으로 연결된 개별 부품의 패키지라는 좁은 의미로, 뿐만 아니라 보다 개괄적으로 유닛을 형성하기 위해 (단지) 기능 면에서 연결된 개별 부품의 단순 조합으로서 사용된다. LiDAR 센서는 각각의 차량에 개별적으로 설치될 수 있고, 커버는 LiDAR 센서의 펄스가 통과하도록 의도되는 차량의 목적하는 위치에 제공될 수 있다. 마찬가지로 기계적으로 연결된 조합일 수도 있다.

여기서 기판 층과 관련하여 "기재로 하는"은 기판 층의 조성물이 방향족 폴리카르보네이트를 주요 성분으로서, 바람직하게는 각각의 경우에 기판 층의 전체 조성을 기준으로 하여 각각의 중합체를 적어도 70 중량%, 바람직하게는 적어도 80 중량%, 보다 바람직하게는 적어도 85 중량%, 보다 더 바람직하게는 적어도 90 중량%, 매우 바람직하게는 적어도 95 중량%의 비율로 포함한다는 것을 의미한다. 프라이머 층의 경우에는, 마찬가지로 프라이머 층의 기재가 되는 폴리메틸 메타크릴레이트와 관련하여, 폴리메틸 메타크릴레이트의 비율이 바람직하게는 적어도 50 중량%, 보다 바람직하게는 적어도 60 중량%, 매우 바람직하게는 적어도 65 중량%의 폴리메틸 메타크릴레이트를 포함한다는 것이다.

D₉₀ 수치는 입자의 90%가 그보다 작은 것인 입자 크기를 지칭한다. 상응하게, D₅₀ 수치는 평균 입자 크기이다. 입자의 50%가 명시된 수치보다 작은 입자 크기를 갖는다. 본 발명의 목적상, 각각의 보고된 입자 크기를 결정하는 방법은 하기와 같다: 샘플이 코팅 층 상의 얇은 절편의 형태로 준비되는, DIN SPEC 52407:2015 03에 따른 TEM/STEM (스캐닝 투과 전자 현미경)에 의한 결정. 입자가 매트릭스보다 밀도가 높기 때문에, 측정을 통해 그레이스케일 영상이 획득되었다. 영상 분석 방법을 사용한 그레이스케일 분석을 통해, 입자는 매트릭스로부터 분리되고; 이어서 크기가 결정될 수 있다. 영상 분석으로 입자의 직경을 결정한다 (바람직하게는 입자 면적의 분석에 의해; 직경은 면적-등가 원에 의해 확인된다 (ECD 방법; 등가 원 직경). 통계적 분석, 예를 들어 d₉₀; 중앙값, 산술 평균이 랜덤 샘플에 대해 실시된다. 본 발명의 목적상, 보고된 수치는 항상 직경의 산술 평균 (D(n))이다.

"800 nm 내지 1600 nm 범위에서의 투과율"은 상기 범위에 있는 모든 파장에 걸쳐 평균한, 상기 범위에 걸쳐서의 평균 투과율 (산술 평균)을 나타낸다.

"커버" 또는 "커버링하기 위한 용도"는, 본 발명에 따르면, 기재된 열가소성 조성물로 만들어진 또는 그로 만들어진 부분영역을 포함하는 커버가 LiDAR 센서의 전방에 위치하여 센서를 "외측에 대해" 커버링하거나 또는 센서를 충격, 오염 등에 대해 보호하도록 사용되는 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 커버는 또한 공기역학적 및/또는 디자인 목적으로 사용될 수 있다. 따라서 본 발명의 의미 내에서 커버는 - 케이블 덕트 등과는 별개로 - LiDAR 센서를 완전히 또는 실질적으로 완전히 에워싸는 하우징일 수 있다. 하우징 및 LiDAR 센서의 이러한 조합은 또한, 차량의 상위 시스템에 추가적으로, 본 발명의 대상의 부분을 형성한다. 바람직한 것으로서 기재된 모든 실시양태 및 구성이 또한 이 조합 단독에도 적용되는 것으로 인지될 것이다. 그러나, 마찬가지로 커버는 또한 차량 외부 스킨의 방향으로, 바람직하게는 차량 외부 스킨으로서 LiDAR 센서의 전방에 위치한 단독의 하나의 요소일 수 있다. 이러한 커버는 예를 들어 전방 패널 또는 범퍼, 바람직하게는 전방 패널이다. 본 발명에 따르면 전방 패널은 외피의 부분으로서, 차량에 부착되는 차량 차체 부품을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 이는 차량 전방의 성형 구성물 또는 차량의 전방에 부착되는 디자인 요소일 수 있다. "전방 패널"은 추가로 예를 들어 라디에이터 그릴의 대체물을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 새로운 이동 형태, 예를 들어 전기자동차의 결과로서, 다수의 개구로 이루어진 라디에이터 그릴은 더 이상 필요하지 않다. 따라서, 전방 패널은 바람직하게는 독립형 전방 커버 또는 단지 예비 환기 슬롯을 포함할 수 있는 차체 부품이거나 또는 단지 디자인상의 이유로 라디에이터 그릴 외관을 유지하며 다양한 기능을 조합한다. 이러한 종류의 구성요소는 이음매 없이 통합될 수 있다. 여기서 커버는 그를 관통하여 LiDAR 센서의 레이저 광 (펄스파 또는 연속파)이 주변을 감지하기 위한 목적으로 방출되는 요소이다. 본 발명에 따른 커버는 또한 임의의 요구되는 측방향 센서 또는 후방에 부착된 센서의 커버링을 가능하게 하는, 측면 패널, 예를 들어 도어 요소, 또는 후방 패널을 포함한다.

커버는 바람직하게는 다층체로 "이루어진다". 본 발명의 관점에서 "다층체"는 적어도 기판 층 및 탑코트 층을 포함하는 물품이다. 여기서, 내스크래치성 층 및/또는 내후성 층의 기능을 갖는 탑코트 층은 그 자체가 단일층 또는 다층 시스템일 수 있다. 더욱이, 탑코트 층과 기판 층 사이에는 프라이머 층이 또한 존재할 수 있다. 특히 바람직한 커버는 기판 층 및 기판 층의 한쪽 또는 양쪽 면에 위치하는 탑코트 층으로 이루어지고 - 탑코트 층은 동일하거나 상이할 수 있고 - 임의적으로 각각의 경우에 기판 층과 탑코트 층 사이에 프라이머 층이 있다.

커버는 자동차 뿐만 아니라 다른 운송 수단 및 수송 수단, 예컨대 드론, 비행기, 헬리콥터 또는 철도 차량에 탑재될 수 있으며, 이들은 본 발명에 따르면 모두 용어 "차량"에 포괄된다.

"열가소성 조성물을 포함하는 기판 층"은 기판 층의 상당한 부분, 즉, LiDAR 센서의 전방에 배열되는, 다시 말해서 차량 주변에 대해 LiDAR 센서를 커버링하는 부분이 이러한 열가소성 조성물로 만들어진다는 것, 즉, 기판 층이 이러한 열가소성 조성물로 이루어진 영역을 포함하며, 이러한 영역은 LiDAR 센서의 전방에 배열된다는 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 그러나, 기판 층은 본 발명에 따른 특색을 갖지 않는 또 다른 열가소성 조성물로 만들어진 다른 부분영역을 또한 포함할 수 있다. 예를 들어 전방 패널의 경우에, 이는 높은 광 투과율을 나타내는 헤드램프 커버를 위한 영역일 수 있다. 이러한 커버는 특히 2-성분 또는 다-성분 사출 성형 공정으로 제조가능하다. 마찬가지로 커버는 본 발명에 따른 특색을 갖는 상이한 조성물로 만들어진 부분영역을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명에 따르면 기판 층이 열가소성 조성물로 이루어지는 경우에 바람직하다.

탑코트 층은 기판 층의 한쪽 또는 양쪽 면에 구현될 수 있다. 바람직하게는 적어도 1개의 탑코트 층이 차량, 보다 특히 자동차의 외측에 존재하도록 디자인된 커버의 면에, 즉, 환경을 향해 배향된 면에 적용된다. 탑코트 층이 양쪽 면에 적용되는 경우에는, 상이한 코팅이 사용되는 것도 가능하다. 바깥쪽으로 향해 있는 면은, 매질에 대한 내성, 풍화 안정성 및/또는 내마모성을 개선시키는 층이 특히 바람직하다. 다층체의 안쪽으로 향해 있는 면은, 특히 방진, 방담 및/또는 반사방지 특성을 개선시키기 위한 코팅이 사용될 수 있다.

"이하"는 언급된 값을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, "20% 이하"는 "20%" 및 마찬가지로 반올림 범위 내에 있는 값, 예를 들어 "20.3%"를 또한 포함한다.

여기서 "기판 층이 그의 각각의 두께에서 IR 방사선에 대한 특정 투과율을 갖는다"는 것은 LiDAR 빔 경로의 영역에서 각각의 성형물에 대한 IR 투과도가 결정될 것임을 의미한다. 800 내지 1600 nm 범위에서의 IR 방사선에 대한 구성요소 부품의 실제 투과도가 여기서 고려된다. VIS 영역에서의 보고된 광 투과율과 관련하여서도 유사한 해석이 적용된다.

본 발명의 관점에서 "다층"은 "적어도 2개의 층", 즉, 기판 층 및 LiDAR 센서와 반대로 향해 있는 기판 층의 면에 놓여 있는 탑코트 층을 나타내고; 탑코트 층에 추가적으로 또한 탑코트 층과 기판 사이에 놓여 있는 프라이머 층이 존재할 수 있다. 그러나, 특히, 다층체의 안쪽으로 향해 있는 면에 추가의 보호 층 또는 기능성 층, 보다 특히 제2 탑코트 층 및 임의적으로 프라이머 층, 및 또한 예를 들어 반사방지, 방담 및/또는 방진 층과 같은 기능성 층이 또한 존재할 수 있으며, 단, 이들 층은 LiDAR 센서로부터의 신호를 유의하지 않게 감쇠시킨다.

본 발명에 따르면 "차량"은 화물 및/또는 사람의 모든 운송 수단, 즉, 육상, 수상 및 항공 수단을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.

기판 층의 두께는 LiDAR 빔 통과 영역에서의 기판 층의 가장 두꺼운 지점의 두께이다.

기재된 다층체는 LiDAR 센서의 레이저 광에 대해 충분히 투과성이다.

적어도 1개의 탑코트 층을 포함하는 다층체는 바람직하게는 탑코트 층 및 임의적으로 존재하는 다른 층, 예컨대, 예를 들어, 프라이머 층이 LiDAR 센서로부터의 방사선에 대한 커버의 투과율을 유의하지 않게 감소시키도록 하는 것이다. "유의하지 않게"란 커버를 통과하는 800 내지 1600 nm, 보다 특히 880 nm 내지 950 nm 및/또는 1520 내지 1570 nm 범위에서의 레이저 IR 방사선의 강도의, 탑코트 층을 갖지 않는 동일한 커버와 비교하여 15% 이하, 바람직하게는 10% 이하, 보다 바람직하게는 5% 이하의 감소를 나타낸다. 기판 층에 추가적으로, 적어도 1개의 탑코트 층 이외에도, 추가의 층이 존재한다면, 바람직하게는 이들 층 또한 모두 함께, 바람직하게는 탑코트 층과 함께, DIN ISO 13468-2:2006에 따라 결정된, 800 내지 1600 nm, 보다 특히 880 nm 내지 950 nm 및/또는 1520 내지 1570 nm 범위에서의 레이저 IR 방사선의 강도의, 기판 층만으로 구성된 동일한 커버, 다시 말해서 기판 층 이외의 다른 층을 포함하지 않는 커버와 비교하여 최대 15% 이하, 바람직하게는 10% 이하, 보다 바람직하게는 5% 이하의 감소를 유도한다.

LiDAR 센서와 커버 사이에는, 또한, LiDAR 센서의 신호를 유의하게 감쇠시키는 것이 아무 것도 존재하지 않는 것이 바람직하다. 여기서 "유의하지 않게"는 5% 이하의 최대한의 추가적인 감쇠를 의미한다.

추가의 바람직한 실시양태와 관련하여 다른 곳에 기재된 특색이 적용된다.

본 발명의 추가의 대상은

i) ISO 1133-1:2012-03 (300℃, 1.2 kg)에 따라 결정된, 8 내지 20 cm³/(10 min), 바람직하게는 9 내지 19 cm³/(10 min)의 용융 부피 유량 MVR을 갖는 방향족 폴리카르보네이트를 기재로 하는 열가소성 조성물을 포함하는, 바람직하게는 그로 이루어진, 바람직하게는 1.0 내지 7.0 mm, 보다 바람직하게는 1.0 내지 6.0 mm의 두께를 갖는 기판 층으로서,

여기서 조성물은 DIN ISO 13468-2: 2006 (D65, 10°)에 따라 4 mm의 층 두께에서 결정된, 25.0% 미만, 바람직하게는 20% 이하, 보다 바람직하게는 15% 미만의 380 내지 780 nm 범위에서의 광 투과율을 갖고,

여기서 기판 층은 그의 각각의 두께에서 적어도 40%, 바람직하게는 적어도 65%의, 800 내지 1600 nm, 보다 특히 880 nm 내지 950 nm 및/또는 1520 내지 1570 nm 범위에서의 IR 방사선에 대한 투과율을 갖는 것인

기판 층,

및

ii) 임의적으로, 폴리메틸 메타크릴레이트를 기재로 하며 적어도 1종의 UV 흡수제를 포함하는 프라이머 층, 및

iii) 유기적으로 개질된 실란과 실리카 졸의 조합을 포함하는 적어도 1개의 폴리실록산-기재 탑코트 층으로서,

여기서 탑코트 층은 스캐닝 투과 전자 현미경검사에 의해 결정된, 0.50 μm 미만의 D₉₀을 갖는 이산화규소 입자를 포함하고, 스캐닝 투과 전자 현미경검사에 의해 결정된, ≥ 0.50 μm의 D₉₀을 갖는 추가의 입자를 포함하지 않는 것인

탑코트 층

을 포함하는 다층체의, 800 내지 1600 nm, 보다 특히 880 nm 내지 950 nm 및/또는 1520 내지 1570 nm 범위의 파장을 갖는 레이저 광을 방출하는 LiDAR 센서의 부분적인 또는 완전한 커버링을 위한 용도이며,

여기서 탑코트 층은 LiDAR 센서가 배치된 기판 층의 면의 반대쪽에 있는 기판 층의 면에 존재한다.

센서 시스템에 대해 바람직한 것으로서 기재된 특색 변형예가 언급된 용도 및, 별도로, 차량에도 마찬가지로 적용되는 것으로 인지될 것이다.

커버, 특히 기판 층이 흑색 색감을 제공하는 경우에 바람직하다. 유색 커버, 즉, 예를 들어 적색, 녹색 또는 청색 커버도 또한 원칙적으로 실현가능하다.

기재된 열가소성 조성물로 만들어진 또는 그로 만들어진 영역을 포함하는 커버는 또한 이들 영역에서 하기의 긍정적인 특성을 나타낸다:

- 유리상 외관;

- 차량의 중량을 가능한 한 낮게 유지할 수 있도록 하기 위해 중요한, 강철 또는 유리와 비교하여 낮은 중량;

- 이들은 차량 탑승자의 안전 뿐만 아니라 다른 도로 사용자, 특히 보행자의 안전과 관련된 요건을 충족시키며, 특히 충분한 탄성 및 변형성 뿐만 아니라 낮은 파편화 성향을 제시함;

- 이들은 차량 및 그의 탑승자 및 외부 환경 둘 다와 관련된 그의 기능을 두드러지게 손상시키지 않으면서, 전기, 전자, 광전자 및 광학 기능성 요소를 통합하는 것이 가능하도록 함;

- 이들은 차량 및 그의 탑승자 및 외부 환경 둘 다와 관련된 그의 기능을 두드러지게 손상시키지 않으면서, 전기, 전자, 광전자 및 광학 기능성 요소를 커버링하는 것이 가능하도록 함;

- 이들은 매력적인 디자인을 가지면서, 특히 끊어짐 및 이음매 없는 디자인을 가지면서, 이상적으로는 2차원으로, 바람직하게는 3방향 모두의 3차원으로 형성될 수 있음;

- 이들은 단순한 방식으로, 특히 가능한 최소의 제작 단계로 제조될 수 있으며, 여기서 특히 모든 제작 단계는 하나의 금형에서의 기능성 요소의 적어도 일부의 통합으로 실현가능하고, 기능성 요소의 후속 부착 및 실링이 생략될 수 있음;

- 이들은 LiDAR 센서의 전방에 있는 영역에서의 기재된 열가소성 조성물로의 오버몰딩 및 또한 LiDAR 센서의 전방에 있지 않은 영역에서의 다른 열가소성 조성물로의 오버몰딩에 적용될 수 있음;

- 이들은, 적어도 차량의 바깥쪽으로 향해 있는 부품 상에서, 환경 영향, 예를 들어 풍화, 뿐만 아니라 스톤 충격에 대해 내성이 있는 매력적인 표면을 가질 수 있음.

더욱이 이러한 커버는 매우 용이하게 제조가능하며, 여기서 모든 제작 단계는 하나의 금형에서의 기능성 요소의 통합으로 실현가능하고, 기능성 요소의 후속 부착 및 실링이 생략될 수 있다.

LiDAR 센서 이외의 추가의 기능성 요소 및 장치, 예를 들어 거리 센서, 예를 들어 주차 보조장치로서의 거리 센서, 예를 들어 보닛을 개방할 수 있는 모션 센서, 조명 스트립, 헤드라이트, 방향지시등, 카메라 및 디스플레이의 커버링이 실시될 수 있다. 상기 기재된 바와 같이, 커버 및 또한 기판 층은 또한 이러한 목적을 위해 투명 영역을 포함할 수 있다. 게다가 이러한 해결책은 또한 원칙적으로 radar-보조 센서에도 적합하다.

커버는 바람직하게는 차량의 전방 또는 후방 영역에 이용되는 성형물, 예를 들어 범퍼, 라디에이터 그릴, 전방 패널 또는 후방 패널, 특히 자동차용 전방 패널이지만, 마찬가지로 차량 측면 요소일 수도 있다. 그러나, 커버는 또한 마찬가지로 자동차용 루프 또는 루프 모듈일 수도 있다. 빔 궤적의 경로를 따라 커버와 LiDAR 센서 사이에는 LiDAR 센서의 작동을 손상시킬 수 있는 어떠한 추가의 요소도 존재하지 않는 경우에 특히 바람직하다.

본 발명에 따라 이용되는 LiDAR 센서는 800 내지 1600 nm 범위, 바람직하게는 820 내지 1600 nm 범위, 보다 바람직하게는 880 nm 내지 950 nm 및/또는 1520 내지 1570 nm 범위에서의 레이저 광을 방출한다. 특히 바람직한 LiDAR 센서는 대략 905 nm의 공칭 파장 (공기 중에서 측정됨)에서 또는 대략 1550 nm의 공칭 파장 (공기 중에서 측정됨)에서 작동한다.

LiDAR 센서부터 커버까지의 거리는 바람직하게는 ≤ 300 mm, 보다 바람직하게는 ≤ 200 mm, 보다 더 바람직하게는 ≤ 100 mm, 매우 바람직하게는 ≤ 50 mm이다. 선택되는 거리는 센서가 충격 사건으로부터 충분히 보호되도록 선택되어야 하므로, 이는 본질적으로 구성과 관련된다. 원칙적으로, LiDAR 센서는 또한 커버 상에 직접 위치될 수 있으며, 임의적으로 예를 들어 접착제 접합에 의해 또는 나사조임에 의해 커버에 연결될 수 있다.

LiDAR 센서의 위치설정은 바람직하게는 센서가 차량의 전방 영역에서 또는 후방 영역에서 중앙에 배치되도록 선택된다. LiDAR 센서는 대안적으로, 예를 들어 차량의 코너 영역에 배치되거나 또는 오프셋될 수 있다.

본 발명에 따라 기재된 커버의 기판 층은 기재된 열가소성 조성물의 영역에서, 바람직하게는 기판 층의 전체 영역에서, 바람직하게는, 1.0 내지 7.0 mm, 바람직하게는 1.6 내지 6.0 mm의 두께, 특히 바람직하게는 2.0 내지 4.0 mm의 두께를 갖는다. 본 발명에 따라 존재하는 탑코트 층이 μm 범위의 두께를 가지며, 존재하는 경우에 프라이머 층도 마찬가지임을 고려하면, 커버의 전체 두께가 상기 수치와의 실질적인 편차를 갖지 않으므로, 상기 수치는 커버의 총 두께에 대해서도 똑같이 이해될 수 있다.

본 발명에 따라 선택되는 방향족 폴리카르보네이트는 바람직하게는 22000 내지 29000 g/mol의 중량-평균 분자량 M_w를 갖지만, 원칙적으로 10000 내지 50000 g/mol, 보다 바람직하게는 14000 내지 40000 g/mol, 매우 바람직하게는 16000 내지 32000 g/mol의 중량-평균 분자량 M_w도 또한 적합할 것이다. 여기서 M_w의 값은 겔 투과 크로마토그래피에 의해 결정되며, 이는 용리액으로서 디클로로메탄을 사용하여 비스페놀 A 폴리카르보네이트 표준에 대해 보정되고, 여기서 보정은 독일 소재의 PSS 폴리머 스탠다즈 서비스 게엠베하(PSS Polymer Standards Service GmbH)로부터의 몰 질량 분포가 공지된 선형 폴리카르보네이트 (비스페놀 A 및 포스겐으로 제조됨); 레버쿠젠 소재의 쿠렌타 게엠베하 운트 코. 오하게(Currenta GmbH & Co. OHG)로부터의 방법 2301-0257502-09D (2009년 독일어판)에 따른 보정법을 사용한다. 용리액은 디클로로메탄이다. 가교된 스티렌-디비닐벤젠 수지의 칼럼 조합. 분석 칼럼의 직경: 7.5 mm; 길이: 300 mm. 칼럼 재료의 입자 크기: 3 μm 내지 20 μm. 용액의 농도: 0.2 중량%. 유량: 1.0 ml/min, 용액의 온도: 30℃. 굴절률 (RI) 검출기를 사용한 검출.

폴리카르보네이트는 바람직하게는 계면 공정 또는 용융 에스테르교환 공정에 의해 제조되며, 이는 문헌에 수차례 기재된 바 있다.

계면 공정과 관련하여서는, 예를 들어 문헌 [H. Schnell, "Chemistry and Physics of Polycarbonates", Polymer Reviews, Vol. 9, Interscience Publishers, New York 1964 p. 33 et seq.], [Polymer Reviews, Vol. 10, "Condensation Polymers by Interfacial and Solution Methods", Paul W. Morgan, Interscience Publishers, New York 1965, Chapt. VIII, p. 325], [Dres. U. Grigo, K. Kircher and P. R- Mueller "Polycarbonate" in Becker/Braun, Kunststoff-Handbuch, Volume 3/1, Polycarbonate, Polyacetale, Polyester, Celluloseester, Carl Hanser Verlag Munich, Vienna 1992, pp. 118-145] 및 또한 EP 0 517 044 A1을 참조한다.

용융 에스테르교환 공정은, 예를 들어, 문헌 ["Encyclopaedia of Polymer Science", Vol. 10 (1969)], [Chemistry and Physics of Polycarbonates, Polymer Reviews, H. Schnell, Vol. 9, John Wiley and Sons, Inc. (1964)], 및 특허 명세서 DE 10 31 512 A 및 US 6,228,973 B1에 기재되어 있다.

폴리카르보네이트는 바람직하게는 비스페놀 화합물과 탄산 화합물, 특히 포스겐의 반응, 또는 용융 에스테르교환 공정의 디페닐 카르보네이트 또는 디메틸 카르보네이트의 반응에 의해 제조된다.

여기서 비스페놀 A를 기재로 하는 호모폴리카르보네이트 및 단량체 비스페놀 A 및 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산을 기재로 하는 코폴리카르보네이트, 예를 들어 코베스트로 도이칠란트 아게(Covestro Deutschland AG)로부터의 아펙(Apec)®이 특히 바람직하다.

폴리카르보네이트 합성에 이용가능한 이들 및 추가의 비스페놀/디올 화합물은 특히 WO 2008/037364 A1 (제7면, 제21행 내지 제10면, 제5행), EP 1 582 549 A1 ([0018] 내지 [0034]), WO 2002/026862 A1 (제2면, 제20행 내지 제5면, 제14행) 및 WO 2005/113639 A1 (제2면, 제1행 내지 제7면, 제20행)에 기재되어 있다.

폴리카르보네이트는 선형 또는 분지형일 수 있다. 분지형 및 비분지형 폴리카르보네이트의 혼합물을 사용하는 것이 또한 가능하다.

분지형 폴리카르보네이트의 제조를 위한 적합한 분지화제는 문헌으로부터 공지되어 있으며, 예를 들어 특허 문헌 US 4,185,009 B 및 DE 25 00 092 A1 (3,3-비스(4-히드록시아릴옥시인돌), 각각의 경우에 전체 문헌 참조), DE 42 40 313 A1 (제3면, 제33행 내지 제55행 참조), DE 19 943 642 A1 (제5면, 제25행 내지 제34행 참조) 및 US 5,367,044 B 및 그의 인용 문헌에 기재되어 있다.

게다가, 사용되는 폴리카르보네이트는 또한 본질적으로 분지형일 수 있으며, 이러한 경우에는 어떠한 분지화제도 폴리카르보네이트 제조 동안 첨가되지 않는다. 본질적인 분지화의 예는 EP 1 506 249 A1에서 용융 폴리카르보네이트에 대해 기재된 바와 같은, 소위 프리스(Fries) 구조의 것이다.

추가로, 폴리카르보네이트 제조에서 쇄 종결제를 사용하는 것이 가능하다. 사용되는 쇄 종결제는 바람직하게는 페놀류 예컨대 페놀, 알킬페놀류 예컨대 크레졸 및 4-tert-부틸페놀, 클로로페놀, 브로모페놀, 쿠밀페놀 또는 그의 혼합물이다.

원칙적으로, 기재된 기판 층 조성물은 방향족 폴리카르보네이트 뿐만 아니라 추가의 중합체, 예컨대 혼합물을 포함할 수 있으며; 다시 말해서, 이는 방향족 폴리카르보네이트 이외의 다른 열가소성 중합체를 포함할 수 있다. 이러한 열가소성 중합체는 폴리스티렌, 스티렌 공중합체, 시클릭 폴리올레핀, 폴리- 또는 코폴리아크릴레이트 및 폴리- 또는 코폴리메타크릴레이트 예컨대, 예를 들어, 폴리- 또는 코폴리메틸 메타크릴레이트 (예컨대 PMMA), 및 또한 스티렌을 포함하는 공중합체, 예를 들어 투명 폴리스티렌 아크릴로니트릴 (PSAN), 열가소성 폴리우레탄, 시클릭 올레핀을 기재로 하는 중합체 (예를 들어 티코나(Ticona)로부터의 상업용 제품인 토파스(TOPAS)®), 올레핀계 공중합체 또는 그라프트 중합체를 포함하는 폴리카르보네이트 블렌드, 예를 들어 스티렌/아크릴로니트릴 공중합체이다.

추가의 열가소성 중합체는, 시스템이 그의 기능적 능력을 상실할 정도로 LiDAR 센서의 레이저 광에 대한 투과율을 저해하지 않도록 하는 양으로만 존재할 수 있다. 따라서, 기판 층은 바람직하게는 5.0 중량% 미만, 보다 바람직하게는 1.0 중량% 미만의 추가의 열가소성 중합체를 함유하며, 매우 바람직하게는 추가의 열가소성 중합체를 전혀 함유하지 않는다. 본 발명에 따르면 "미만"은 각각의 성분이 또한 전혀 존재하지 않을 수도 있다는 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에 따르면 하기를 포함하는 센서 시스템이 바람직하다:

a) 800 내지 1600 nm 범위의 파장을 갖는 레이저 광을 방출하는 LiDAR 센서, 및

b) LiDAR 센서의 전체 또는 부분을 둘러싸고 있으며,

열가소성 조성물을 포함하는 기판 층으로서,

여기서 조성물은 DIN ISO 13468-2: 2006 (D65, 10°)에 따라 4 mm의 층 두께에서 결정된, 25.0% 미만, 바람직하게는 20% 이하, 보다 바람직하게는 15% 미만의 380 내지 780 nm 범위에서의 광 투과율을 갖고,

여기서 기판 층은 그의 각각의 두께에서 DIN ISO 13468-2: 2006에 따라 결정된, 적어도 65%의 880 nm 내지 950 nm 및/또는 1520 내지 1570 nm 범위에서의 IR 방사선에 대한 투과율을 갖고,

여기서 열가소성 조성물은 하기를 포함하고:

i) ISO 1133-1:2012-03 (300℃, 1.2 kg)에 따라 결정된, 8 내지 20 cm³/(10 min)의 용융 부피 유량 MVR을 갖는, 적어도 70 중량%의 방향족 폴리카르보네이트,

ii) 적어도 1종의 녹색 및/또는 청색 착색제, 및

iii) 적어도 1종의 적색 및/또는 보라색 착색제,

iv) 임의적으로, 추가의 착색제,

및 0 중량% 내지 5.0 중량% 미만의 추가의 열가소성 중합체,

및 0% 내지 0.005% 미만의 카본 블랙,

여기서 열가소성 조성물 중 착색제 ii) 내지 iv)의 합계는 > 0.005 중량%, 바람직하게는 > 0.05 중량%이고,

여기서 기판 층의 두께는 1.0 내지 7.0 mm, 바람직하게는 1.5 내지 6.0 mm, 보다 바람직하게는 2 내지 5 mm, 매우 바람직하게는 2.0 내지 5.0 mm인

기판 층,

및

유기적으로 개질된 실란과 실리카 졸의 조합을 포함하는 적어도 1개의 폴리실록산-기재 탑코트 층으로서, 스캐닝 투과 전자 현미경검사에 의해 결정된, 0.50 μm 미만, 바람직하게는 0.20 μm 미만, 보다 바람직하게는 100 nm 미만, 매우 바람직하게는 50 nm 미만, 특히 바람직하게는 30 nm 미만, 가장 바람직하게는 15 내지 30 nm의 D₉₀을 갖는 이산화규소 입자를 포함하고, 스캐닝 투과 전자 현미경검사에 의해 결정된, ≥ 0.50 μm의 D₉₀을 갖는 추가의 입자를 포함하지 않는 탑코트 층

을 이 순서로 포함하는 다층체를 포함하는 커버.

조성물은 녹색 및/또는 청색 착색제 (성분 ii) 및 또한 적색 및/또는 보라색 착색제 (성분 iii)를 포함한다. 추가의 착색제 (성분 iv) - 특히 바람직하게는 황색 착색제가 임의적으로 이용될 수 있다.

따라서, 화학식 (1), (2a-c), (3), (4), (5), (6), (7), (8) (그룹 ii), 특히 바람직하게는 (1), (2a-c), (3) 또는 (4)의 착색제로부터 선택된 적어도 1종의 착색제를 사용하고, 화학식 (9), (10), (11), (12), (13), (14a), (14b), (15)의 착색제 (그룹 iii)로부터 선택된, 바람직하게는 화학식 (10), (14a), (14b) 또는 (15)로부터 선택된 적어도 1종의 착색제를 사용하는 것이 바람직하다. 임의적인 추가의 착색제 (그룹 iv)는 바람직하게는 화학식 (16) 내지 (20)의 착색제로부터 선택되며, 특히 바람직하게는 화학식 (16) 및 (17)의 착색제로부터 선택된다. 이들 화학식이 나타내는 착색제는 하기에 보다 상세히 기재되어 있다.

녹색 착색제는 특히 바람직하게는 화학식 (1) 및 (2a/2b/2c)의 착색제이다:

화학식 (1)의 착색제는 란세스 도이칠란트 게엠베하(Lanxess Deutschland GmbH)로부터의 제품명 마크롤렉스 그린 5B, 컬러 인덱스 번호 61565, CAS 번호: 128-90-3 하에 공지되어 있으며, 안트라퀴논 염료이다.

화학식 (2a), (2b) 및 (2c)의 착색제는 특히 제품명 마크롤렉스 그린 G (솔벤트 그린 28) 하에 공지되어 있다.

이용되는 청색 착색제는 바람직하게는 화학식 (3) 및/또는 (4a/4b) 및/또는 (5a/5b)의 착색제이다:

이는 제품명 "키플라스트 블루 KR", CAS 번호 116 75-6 하에 입수가능함,

여기서

- Rc 및 Rd는 서로 독립적으로 선형 또는 분지형 알킬 라디칼 또는 할로겐, 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, tert-부틸, 펜틸, 네오펜틸, 헥실, 텍실, 또는 Cl, 추가로 바람직하게는 메틸, Cl, 특히 바람직하게는 Cl이고,

- n은 각각의 R에 독립적으로 0 내지 3의 자연수를 나타내며, n=0인 경우에 라디칼은 수소임.

바람직한 실시양태에서 Rc 및/또는 Rd는 Cl이고, 아민 관능기를 보유하는 탄소 원자에 대해 o- 및/또는 p-위치에 있으며, 그 예로는 디-오르토클로로나프탈리노, 디-오르토, 모노-파라-클로로나프탈리노 및 모노-오르토-나프탈리노가 있다. 게다가 바람직한 실시양태에서 Rc 및 Rd는 각각 질소 관능기를 보유하는 탄소 원자에 대해 바람직하게는 메타-위치에 있는 tert-부틸 라디칼을 나타낸다.

특히 바람직한 실시양태에서, 모든 고리에서 n=0이며, 따라서 모든 Rc 및 Rd = H이다.

라디칼 R(5-20)은 각각의 경우에 서로 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, tert-부틸, 펜틸, 네오펜틸, 헥실, 텍실, 플루오로, 클로로, 브로모, 술폰, CN이다.

바람직하게는, R(5-20)은 모든 위치에서 동일하다. 보다 바람직하게는, R(5-20)은 모든 위치에서 H이다. 대안적 실시양태에서, R(5-20)은 모든 위치에서 Cl이다.

M은 바람직하게는 알루미늄 (R=H인 경우: 알루미늄 프탈로시아닌, CAS: 14154-42-8), 니켈 (R=H인 경우: 니켈 프탈로시아닌, CAS: 14055-02-8), 코발트 (R=H인 경우: 코발트 프탈로시아닌, CAS: 3317-67-7), 철 (R=H인 경우: 철 프탈로시아닌, CAS: 132-16-1), 아연 (R=H인 경우: 아연 프탈로시아닌, CAS: 14320-04-08), 구리 (R=H인 경우: 구리 프탈로시아닌, CAS: 147-14-8; R=H 및 Cl인 경우: 폴리클로로구리 프탈로시아닌, CAS: 1328-53-6; R=Cl인 경우: 헥사데카클로로프탈로시아닌, CAS: 28888-81-5; R=Br인 경우: 헥사데카브로모프탈로시아닌, CAS: 28746-04-5), 망가니즈 (R=H인 경우: 망가니즈 프탈로시아닌, CAS: 14325-24-7)이다.

M = Cu이고 모든 위치에 대해 R = H인 조합이 특히 바람직하다. 예를 들어, M = Cu이고 R(5-20) = H인 구조 (5b)의 화합물은 루드빅샤펜 소재의 바스프 아게(BASF AG)로부터 헬리오겐(Heliogen)® 블루 K 6911D 또는 헬리오겐® 블루 K 7104 KW로서 입수가능하다.

구조 (5a)의 화합물은, 예를 들어, 루드빅샤펜 소재의 바스프 아게로부터 헬리오겐® 블루 L 7460으로서 입수가능하다.

또한 청색 착색제로서 이용가능한 것은 하기이다:

제품명 "마크롤렉스 블루 3R 그란" 하에 입수가능한 화학식 (6)의 착색제:

및/또는 제품명 "마크롤렉스 블루 RR" (CAS 32724-62-2; 솔벤트 블루 97; C.I. 615290) 하에 입수가능한 화학식 (7)의 착색제:

또한 청색 착색제로서 이용가능한 것은 하기이다:

여기서

- R1 및 R2는 독립적으로 선형 또는 분지형 알킬 라디칼 또는 할로겐, 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, tert-부틸, 펜틸, 네오펜틸, 헥실, 텍실 또는 Cl, 추가로 바람직하게는 메틸, Cl, 특히 바람직하게는 Cl이고,

- n은 0 내지 4의 자연수임.

특히 바람직한 실시양태에서, 모든 고리에서 n = 0이며, 따라서 모든 R1 및 R2 = H이다.

상기 구조 (8)의 착색제는 바스프 아게로부터 팔리오겐 블루 시리즈 하에 상업적으로 입수가능하다.

구조 (8)의 착색제를 사용하는 경우에, 특히 2 l/kg-10 l/kg, 바람직하게는 3 l/kg-8 l/kg의 벌크 부피 (DIN ISO 787-11:1995-10에 따라 결정됨), 5 m²/g-60 m²/g, 바람직하게는 10 m²/g-55 m²/g의 비표면적 (DIN 66132:1975-07에 따라 결정됨), 및 4-9의 pH (DIN ISO 787-9에 따라 결정됨)를 갖는 안료가 바람직하다.

바람직하게는 적색 착색제로서 이용되는 것은 CAS 번호 81-39-0을 갖는 제품명 "마크롤렉스 레드 5B" 하에 입수가능한 화학식 (9)의 착색제이다:

또한 CAS 번호 71902-17-5를 갖는 화학식 (10)의 착색제 및 CAS 번호 89106-94-5를 갖는 화학식 (11)의 착색제가 이용가능하다:

바람직하게는 보라색 착색제로서 이용되는 것은 CAS 번호 61951-89-1을 갖는 화학식 (12)의 착색제, CAS 번호 81-48-1을 갖는 란세스 아게(Lanxess AG)로부터 제품명 "마크롤렉스 바이올렛 B" 하에 입수가능한 화학식 (13)의 착색제 또는 화학식 (14a/14b)의 착색제이다:

여기서 R은 H 및 p-메틸페닐아민 라디칼로 이루어진 군으로부터 선택되며; 바람직하게는 R = H임;

여기서

- Ra 및 Rb는 독립적으로 선형 또는 분지형 알킬 라디칼 또는 할로겐, 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, tert-부틸, 펜틸, 네오펜틸, 헥실, 텍실 또는 Cl, 추가로 바람직하게는 메틸, Cl, 특히 바람직하게는 Cl이고,

- n은 각각의 R에 독립적으로 0 내지 3의 자연수를 나타내며, 여기서 n=0의 라디칼은 수소임.

바람직한 실시양태에서 Ra 및/또는 Rb는 Cl이고, 아민 관능기를 보유하는 탄소 원자에 대해 o- 및/또는 p-위치에 있으며, 그 예로는 디-오르토클로로나프탈리노, 디-오르토, 모노-파라-클로로나프탈리노 및 모노-오르토-나프탈리노가 있다. 게다가 바람직한 실시양태에서 Ra 및 Rb는 각각 질소 관능기를 보유하는 탄소 원자에 대해 바람직하게는 메타-위치에 있는 tert-부틸 라디칼을 나타낸다.

특히 바람직한 실시양태에서, 모든 고리에서 n=0이며, 따라서 모든 Ra 및 Rb = H이다.

제품명 "마크롤렉스 레드바이올렛 R", CAS 번호 6408-72-6 하에 입수가능한 화학식 (15)에 따른 착색제가 또한 이용가능하다:

바람직하게는 황색 착색제로서 이용되는 것은 CAS 번호 4702-90-3을 갖는 제품명 "마크롤렉스 옐로우 3G" 하에 입수가능한 화학식 (16)의 착색제 및/또는 제품명 "마크롤렉스 오렌지 3G" (CAS 번호 6925-69-5, C.I. 564100) 하에 입수가능한 화학식 (17)의 착색제이다:

CAS 번호 13676-91-0을 갖는 제품명 "오라세트 옐로우 180" 하에 입수가능한 화학식 (18)의 착색제, CAS 번호 30125-47-4를 갖는 화학식 (19)의 착색제 및/또는 CAS 번호 669005-94-1을 갖는 제품명 "오라세트 오렌지 220; 솔벤트 오렌지 116" 하에 입수가능한 화학식 (20)의 착색제를 이용하는 것이 또한 가능하다:

추가의 착색제의 그룹 iv)는 바람직하게는 그룹 ii), iii) 또는 구조 (16) 내지 (20)의 착색제로 지정될 수 없는 착색제를 0.10 중량% 미만으로 포함한다. 추가의 착색제의 그룹 iv)는 바람직하게는 구조 (16) 내지 (20)을 갖는 착색제만으로 이루어진다.

그러나, 원칙적으로, 상기 기재된 착색제 이외에도, 추가적으로 사용되는 추가의 착색제 (성분 iv)가 임의적으로 존재할 수 있다. 바람직한 것은 헬리오겐 그린 종류이다 (예를 들어 헬리오겐 그린 K 8730; CAS 1328-53-6; 피그먼트 그린 7; C.I. 74260).

그러나, 바람직하게는, 기판 층의 조성물의 착색제는 독점적으로 화학식 (1) 내지 (20)의 착색제로부터 선택된다.

조성물은 바람직하게는 0.005 중량% 미만, 보다 바람직하게는 0.001 중량% 미만의 카본 블랙을 포함하며, 특히 바람직하게는 카본 블랙을 함유하지 않는다.

언급된 낮은 투과율은 예를 들어 하기의 착색제 조합을 함유하는 조성물에 대해 획득되며:

란세스 아게로부터의 마크롤렉스 바이올렛 3R (CAS 61951-89-1, 솔벤트 바이올렛 36, 컬러 인덱스 번호 61102), 안트라퀴논 착색제:

및 란세스 아게로부터의 마크롤렉스 그린 5B (CAS 128-80-3, 솔벤트 그린 3, 컬러 인덱스 번호 61565), 마찬가지로 안트라퀴논 착색제:

예를 들어 이들 착색제 둘 다는 각각의 경우에 전체 조성을 기준으로 하여 0.1 중량%이다.

착색제, 특히 언급된 화학식의 착색제의 총 농도는 바람직하게는 적어도 0.13 중량%, 보다 바람직하게는 0.15 중량%, 특히 바람직하게는 적어도 0.18 중량%이다.

기판 층 재료를 위한 조성물은 이상적으로는 열가소성 물질에 대해 통상적인 온도에서, 즉, 300℃ 초과의 온도, 예를 들어 350℃에서, 가공 동안 광학적 특성, 예를 들어 고도 광택, 또는 기계적 특성에서의 현저한 변화를 겪지 않으면서 가공가능하여야 한다.

기판 층(들)의 영역을 형성하며 열가소성 중합체, 바람직하게는 방향족 폴리카르보네이트를 기재로 하는 조성물은 바람직하게는, 착색제 이외에도, 1종 이상의 추가의 통상의 첨가제를 함유한다. 이러한 첨가제는 예를 들어 EP-A 0 839 623, WO A 96/15102, EP-A 0 500 496 또는 문헌 ["Plastics Additives Handbook", Hans Zweifel, 5th Edition 2000, Hanser Verlag, Munich]에 기재되어 있으며, 예를 들어 이형제, UV 흡수제, 열 안정화제, 난연제, 대전방지제 및/또는 유동 개선제이다.

여기서 또한 원칙적으로, 조성물은, 센서 시스템의 기능성을 유의하게 손상시키지 않는 것들에 첨가될 수 있다.

조성물은 특히 바람직하게는 산란 첨가제, 예를 들어 아크릴레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 유리, 산화알루미늄 및/또는 이산화규소를 기재로 하는 것들을 0.1 중량% 미만으로 함유하며, 매우 특히 바람직하게는 기판 층의 조성물은 이들을 함유하지 않는다. 게다가 조성물은 특히 바람직하게는 백색 안료 또는 간섭 안료 및/또는 진주광택 안료로부터의 유사 안료 예컨대, 예를 들어, 이산화티타늄, 카올린, 황산바륨, 황화아연, 산화알루미늄, 수산화알루미늄, 석영분, 즉, 코팅 및/또는 비코팅된 소판-형상 입자 예컨대 운모, 흑연, 활석, SiO₂, 백악 및/또는 이산화티타늄을 0.1 중량% 미만으로 함유하며, 매우 특히 바람직하게는 이들을 함유하지 않는다. 게다가 조성물은 특히 바람직하게는 나노미립자계 예컨대 카본 블랙, 나노튜브, 금속 입자, 금속 산화물 입자를 총 0.1 중량% 미만으로 함유하며, 매우 특히 바람직하게는 조성물은 이들을 함유하지 않는다. 조성물은 바람직하게는 또한 불용성 안료를 기재로 하는 안료, 예컨대 예를 들어 DE 10057165 A1 및 WO 2007/135032 A2에 기재되어 있는 것들을 0.1 중량% 미만으로 함유하며, 특히 바람직하게는 이들을 함유하지 않는다.

조성물은 특히 바람직하게는 지방산 에스테르를 기재로 하는, 바람직하게는 스테아르산 에스테르를 기재로 하는, 특히 바람직하게는 펜타에리트리톨을 기재로 하는 이형제를 함유한다. 펜타에리트리톨 테트라스테아레이트 (PETS) 및/또는 글리세롤 모노스테아레이트 (GMS)를 이용하는 것이 바람직하다.

기판 층의 영역/기판 층을 위해 이용되는 조성물은 임의적으로 자외선 흡수제를 추가로 함유한다. 적합한 UV 흡수제는 400 nm 미만에서 최저 가능 투과율 및 400 nm 초과에서 최고 가능 투과율을 갖는 화합물이다. 이러한 화합물 및 그의 제조는 문헌으로부터 공지되어 있으며, 예를 들어 EP 0 839 623 A1, WO 1996/15102 A2 및 EP 0 500 496 A1에 기재되어 있다. 본 발명에 따른 조성물에 사용하기 위한 특히 적합한 자외선 흡수제는 벤조트리아졸, 트리아진, 벤조페논 및/또는 아릴화된 시아노아크릴레이트이다.

특히 바람직한 실시양태에서, 기판 층을 위해 이용되는 조성물은 UV 흡수제를 함유한다.

예를 들어 하기 자외선 흡수제가 적합하다: 히드록시벤조트리아졸, 예컨대 2-(3',5'-비스(1,1-디메틸벤질)-2'-히드록시페닐)벤조트리아졸 (티누빈(Tinuvin)® 234, 루드빅샤펜 소재의 바스프 아게), 2-(2'-히드록시-5'-(tert-옥틸)페닐)벤조트리아졸 (티누빈® 329, 루드빅샤펜 소재의 바스프 아게), 2-(2'-히드록시-3'-(2-부틸)-5'-(tert-부틸)페닐)벤조트리아졸 (티누빈® 350, 루드빅샤펜 소재의 바스프 아게), 비스(3-(2H-벤조트리아졸릴)-2-히드록시-5-tert-옥틸)메탄 (티누빈® 360, 루드빅샤펜 소재의 바스프 아게), (2-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)-5-(헥실옥시)페놀 (티누빈® 1577, 루드빅샤펜 소재의 바스프 아게), 벤조페논류의 2,4-디히드록시벤조페논 (키마소르브(Chimasorb)® 22, 루드빅샤펜 소재의 바스프 아게) 또는 2-히드록시-4-(옥틸옥시)벤조페논 (키마소르브® 81, 루드빅샤펜 소재의 바스프 아게), 2-시아노-3,3-디페닐-2-프로펜산, 2,2-비스[[(2-시아노-1-옥소-3,3-디페닐-2-프로페닐)옥시]메틸]-1,3-프로판디일 에스테르 (9CI) (우비눌(Uvinul)® 3030, 루드빅샤펜 소재의 바스프 아게), 2-[2-히드록시-4-(2-에틸헥실)옥시]페닐-4,6-디(4-페닐)페닐-1,3,5-트리아진 (CGX UVA 006, 루드빅샤펜 소재의 바스프 아게) 또는 테트라에틸-2,2'-(1,4-페닐렌디메틸리덴)비스말로네이트 (호스타빈(Hostavin)® B-Cap, 클라리언트 아게(Clariant AG)). 이들 자외선 흡수제의 혼합물을 사용하는 것이 또한 가능하다.

열가소성 조성물은 보다 바람직하게는 적어도 1종의 추가의 열 안정화제/가공 안정화제를 또한 함유한다.

그러므로, 포스파이트 및 포스포나이트 및 또한 포스핀이 바람직하다. 그의 예는 트리페닐 포스파이트, 디페닐 알킬 포스파이트, 페닐 디알킬 포스파이트, 트리스(노닐페닐) 포스파이트, 트리라우릴 포스파이트, 트리옥타데실 포스파이트, 디스테아릴 펜타에리트리톨 디포스파이트, 트리스(2,4-디-tert-부틸페닐) 포스파이트, 디이소데실 펜타에리트리톨 디포스파이트, 비스(2,4-디-tert-부틸페닐) 펜타에리트리톨 디포스파이트, 비스(2,4-디-쿠밀페닐) 펜타에리트리톨 디포스파이트, 비스(2,6-디-tert-부틸-4-메틸페닐) 펜타에리트리톨 디포스파이트, 디이소데실옥시 펜타에리트리톨 디포스파이트, 비스(2,4-디-tert-부틸-6-메틸페닐) 펜타에리트리톨 디포스파이트, 비스(2,4,6-트리스(tert-부틸페닐)) 펜타에리트리톨 디포스파이트, 트리스테아릴 소르비톨 트리포스파이트, 테트라키스(2,4-디-tert-부틸페닐)-4,4'-비페닐렌디포스포나이트, 6-이소옥틸옥시-2,4,8,10-테트라-tert-부틸-12H-디벤조[d,g]-1,3,2-디옥사포스포신, 비스(2,4-디-tert-부틸-6-메틸페닐) 메틸 포스파이트, 비스(2,4-디-tert-부틸-6-메틸페닐) 에틸 포스파이트, 6-플루오로-2,4,8,10-테트라-tert-부틸-12-메틸-디벤조[d,g]-1,3,2-디옥사포스포신, 2,2',2"-니트릴로[트리에틸트리스(3,3',5,5'-테트라-tert-부틸-1,1'-비페닐-2,2'-디일) 포스파이트], 2-에틸헥실(3,3',5,5'-테트라-tert-부틸-1,1'-비페닐-2,2'-디일) 포스파이트, 5-부틸-5-에틸-2-(2,4,6-트리-tert-부틸페녹시)-1,3,2-디옥사포스피란, 비스(2,6-디-tert-부틸-4-메틸페닐)펜타에리트리톨 디포스파이트, 트리페닐포스핀 (TPP), 트리알킬페닐포스핀, 비스디페닐포스피노에탄 또는 트리나프틸포스핀을 포함한다. 특히 바람직하게는 트리페닐포스핀 (TPP), 이르가포스(Irgafos)® 168 (트리스(2,4-디-tert-부틸-페닐) 포스파이트) 또는 트리스(노닐페닐) 포스파이트 또는 그의 혼합물이 이용된다. 또한 알킬 포스페이트, 예를 들어 모노-, 디- 및 트리헥실 포스페이트, 트리이소옥틸 포스페이트 및 트리노닐포스페이트가 이용가능하다.

또한 페놀계 산화방지제 예컨대 알킬화된 모노페놀, 알킬화된 티오알킬페놀, 히드로퀴논 및 알킬화된 히드로퀴논이 이용가능하다. 특히 바람직하게는 이르가녹스(Irganox)® 1010 (펜타에리트리톨-3-(4-히드록시-3,5-디-tert-부틸페닐) 프로피오네이트; CAS: 6683-19-8) 및/또는 이르가녹스 1076® (2,6-디-tert-부틸-4-(옥타데칸옥시카르보닐에틸)페놀)이 이용된다.

착색제 및 다른 첨가제는 예를 들어 착색제 및 다른 첨가제를 함유하는 폴리카르보네이트 분말을 전체 조성을 기준으로 하여 2 중량% 내지 5 중량%로 폴리카르보네이트 베이스 재료와 혼합함으로써 조성물에 도입될 수 있으며, 여기서 분말 형태의 폴리카르보네이트는 베이스 재료와 상이한 MVR을 가질 수 있다. 조성물 중 폴리카르보네이트의 분자량 또는 MVR은 조성물에 존재하는 총 폴리카르보네이트에 의해 주어진다.

기반시설 또는 운송 부문을 위한 커버는 상대적으로 대형일 수 있으며 복잡한 기하구조를 가질 수 있으므로, 기판 층을 위해 사용되는 열가소성 조성물은 이상적으로는 사출 성형 공정, 예를 들어 특히 사출-압축 성형 공정으로 상응하는 성형 물품으로 가공될 수 있도록 하기에 충분한 유동성을 가져야 한다.

다층체는 기판 층 뿐만 아니라 1개 이상의 탑코트 층을 포함한다. 본 발명의 관점에서, 이들 층은 바람직하게는 내스크래치성 층 및/또는 내후성 층의 기능을 이행한다. 탑코트 층은 한쪽 면에 또는 양쪽 면에 적용되지만, 적어도, 차량, 특히 자동차에 설치될 때 커버의 외측에 놓여 있도록 의도되는 커버의 면에, 다시 말해서 환경을 향해 배향되는 면에 적용된다. 차량 내부를 향해 있도록 의도되는 커버의 면에는, 임의적으로, 추가의 기능성 층 예컨대 방담, 방진 및/또는 반사방지 층이 존재하는 것이 가능하며, 단, 이들은 LiDAR 센서의 신호를 유의하지 않게 감쇠시킨다.

차량의 주변을 향해 있는 기판 층의 면에 놓여 있는 탑코트 층은 내스크래치성 층 (하드코트, 탑코트)으로 이루어진다. 이러한 코트는 졸-겔 공정에 의해 제조된 폴리실록산 코트이다. 탑코트 층에 존재하는 이산화규소는 스캐닝 투과 전자 현미경검사에 의해 결정된, 0.50 μm 미만, 바람직하게는 0.20 μm 미만, 보다 바람직하게는 100 nm 미만, 매우 바람직하게는 50 nm 미만, 특히 바람직하게는 30 nm 미만, 가장 바람직하게는 15 내지 30 nm의 D₉₀을 갖는다. 매우 특히 바람직하게는 스캐닝 투과 전자 현미경검사에 의해 결정된, D₁₀₀이 또한 50 nm 미만, 특히 30 nm 미만이다. 탑코트 층은 스캐닝 투과 전자 현미경검사에 의해 결정된, ≥ 0.50의 D₉₀을 갖는 입자, 즉, 다른 충전제 등의 입자를 함유하지 않는다.

"차량의 주변을 향해 있는 면"은 LiDAR 센서가 배치된 면의 반대쪽에 있는 기판 재료의 면을 의미한다.

차량의 주변을 향해 있는 기판 층의 면에 위치하는 탑코트 층은 추가적으로, 특히 바람직하게는, 적어도 1종의 UV 흡수제를 포함한다. 탑코트 층은 내마모성 및 내스크래치성을 갖도록 선택된다.

플라스틱 물품 상에 탑코트 층을 생성하는 다양한 방법이 공지되어 있다. 이들 시스템은 예를 들어 침지 공정, 스핀 코팅, 분무 공정 또는 유동 코팅에 의해, 바람직하게는 침지 또는 유동 공정에 의해 적용될 수 있다. 경화는 열적으로 또는 UV 조사에 의해 실시될 수 있다. 탑코트 층은 예를 들어 직접적으로 또는 프라이머를 갖는 기판 표면의 제조 후에 적용될 수 있다. 탑코트 층은 또한 플라즈마-보조 중합 공정을 통해, 보다 특히 SiO₂ 플라즈마를 통해 적용될 수 있다. 방담 또는 반사방지 코팅, 특히 차량의 내부를 향해 있도록 의도되는 면에 적용될 코팅도 마찬가지로 플라즈마 공정을 통해 생성될 수 있다. 생성된 성형 물품 상에 탑코트 층을 적용하기 위해 특정 사출 성형 공정, 예를 들어 표면-처리된 호일의 오버몰딩을 사용하는 것이 또한 가능하다. 다양한 첨가제, 예를 들어 UV 흡수제 예를 들어 트리아졸, 트리아진, 레조르시놀 또는 벤조페논으로부터 유래된 것이 탑코트 층에 존재할 수 있다.

특히 우수한 풍화 안정성을 달성하는 바람직한 실시양태에서, 커버는 폴리실록산을 기재로 하는, 내스크래치성 층 및/또는 내후성 층의 기능을 갖는 탑코트 층 (층 a')으로서,

i. 벤조페논, 레조르시놀, 2-(2-히드록시페닐)벤조트리아졸, 히드록시페닐-s-트리아진, 2-시아노아크릴레이트, 옥살아닐리드의 군으로부터의 적어도 1종의 UV 흡수제,

및/또는 입체 장애 아민 (HALS), 보다 특히 2,2,6,6-테트라메틸피페리딘을 기재로 하는 것 또는 그의 유도체의 군으로부터의 UV 억제제; (특히 바람직하게는 탑코트 층은 실릴 측쇄를 갖는 벤조페논 또는 디벤조페논을 기재로 하는 UV 흡수제를 포함함),

ii. 유기적으로 개질된 실란이 바람직하게는 메틸트리알콕시실란 또는 디메틸디알콕시실란인, 유기적으로 개질된 실란과 실리카 졸의 적어도 1종의 조합을 포함하며, 여기서 스캐닝 투과 전자 현미경검사에 의해 결정된, 0.50 μm 미만의 D₉₀을 갖는 이산화규소 입자를 포함하고, 스캐닝 투과 전자 현미경검사에 의해 결정된, ≥ 0.50 μm의 D₉₀을 갖는 입자를 함유하지 않는 탑코트 층,

및 임의적으로, 추가의 바람직한 실시양태에서, 추가적으로, 기판 층 상에 배치되며 폴리실록산-기재 탑코트 층과 기판 층 사이의 접착 촉진제로서 기능하는, 폴리메틸 메타크릴레이트를 기재로 하는 프라이머 층 (층 a")으로서,

벤조페논, 레조르시놀, 2-(2-히드록시페닐)벤조트리아졸, 히드록시페닐-s-트리아진, 2-시아노아크릴레이트, 옥살아닐리드의 군으로부터의 적어도 1종의 UV 흡수제 및/또는 입체 장애 아민 (HALS), 특히 2,2,6,6-테트라메틸피페리딘을 기재로 하는 것 및 그의 유도체를 포함하며,

여기서

그의 두께가 0.3 μm 내지 8 μm, 바람직하게는 1.0 μm 내지 4.0 μm인 프라이머 층

을 포함한다.

프라이머 층에서의 UV 흡수제의 비율은 35 중량% 이하이다. UV 흡수제와 관련하여 "X를 기재로 하는" 것은 그의 구조가 화학식 X의 화합물로부터 유래되며 1종 이상의 치환, 고리 융합 등을 가질 수 있다는 것을 의미한다.

특히 바람직하게는, 커버는 기판 층 및 1개 이상의 탑코트 층, 및 또한, 임의적으로, 1개 이상의 프라이머 층 이외의 다른 층을 포함하지 않는다.

여기서 프라이머 층을 형성하는데 사용되는 프라이머 조성물 (프라이머 용액)은 특히 바람직하게는 하기로 이루어진다:

a) 1종 이상의 폴리(메틸) 메타크릴레이트 결합제,

b) 1종 이상의 용매, 바람직하게는 글리콜 에테르의 군으로부터의 것,

c) 1종 이상의 UV 흡수제, 및

d) 임의적으로, 1종 이상의 입체 장애 아민 (HALS), 및

e) 임의적으로, 유동 제어 첨가제. 이들은 그의 목적이 기판, 즉, 코팅하려는 표면의 보다 효과적인 습윤을 달성하고/거나 표면 평활도를 개선시키는 것인 첨가제이다. 그러므로 프라이머 층에서의 유동 제어 첨가제는 기판 층의 보다 효과적인 습윤을 위해 사용된다.

이와 관련하여 사용되는 탑코트 층 조성물은 특히 바람직하게는 하기로 이루어진다:

a) 1종 이상의 알콕시실란, 바람직하게는 메틸트리메톡시실란 또는 메틸트리에톡시실란,

b) 스캐닝 투과 전자 현미경검사에 의해 결정된, 50 nm 미만, 보다 특히 15 내지 30 nm의 바람직한 평균 입자 크기 D₅₀을 갖는 실리카 졸,

c) 1종 이상의 용매, 바람직하게는 알콜 및 물의 군으로부터의 것,

d) 1종 이상의 UV 흡수제, 바람직하게는 실릴 측쇄를 갖는 구조 (I)에 따른 벤조페논 및/또는 구조 (II) 및/또는 (III)에 따른 디벤조페논을 기재로 하는 것:

여기서 n = 1 내지 10, 바람직하게는 2 내지 4이고; R = 메틸, 에틸, 프로필임,

e) 임의적으로, 1종 이상의 입체 장애 아민 (HALS), 및

f) 임의적으로, 1종 이상의 폴리(메틸) 메타크릴레이트 결합제, 및

g) 임의적으로, 유동 제어 첨가제.

본 발명에 따르면 "유도체"는 수소 원자 또는 관능기 대신에 상이한 원자 또는 상이한 원자단을 갖거나 또는 1개 이상의 원자/원자단이 제거된 분자 구조를 갖는 화합물을 의미하는 것으로 이해된다. 따라서, 모 화합물은 여전히 인식가능하게 남아있다.

기판 층 상의 내스크래치성 래커의 접착을 개선시키기 위해 UV 흡수제-함유 프라이머를 사용하는 것이 바람직하다. 프라이머는 바람직하게는 추가의 안정화제, 예를 들어 HALS 시스템 (입체 장애 아민을 기재로 하는 안정화제), 접착 촉진제 및/또는 유동 증진제를 함유한다. 프라이머 층의 베이스 재료를 형성하는 각각의 수지는 다수의 재료로부터 선택될 수 있으며, 예를 들어 문헌 [Ullmann's Encyclopaedia of Industrial Chemistry, 5^th Edition, Vol. A18, pp. 368-426, VCH, Weinheim 1991]에 기재되어 있다. 폴리아크릴레이트, 폴리우레탄, 페놀-기재 시스템, 멜라민-기재 시스템, 에폭시 시스템 및 알키드 시스템 또는 이들 시스템의 혼합물이 이용될 수 있다. 수지는 통상적으로 적합한 용매 중에 - 종종 알콜 중에 용해된다. 선택된 수지에 따라 경화는 실온에서 또는 승온에서 실시될 수 있다. 종종 용매의 대부분이 실온에서 단기간에 걸쳐 제거된 후에 - 20℃ (실온) 내지 130℃의 온도를 사용하는 것이 바람직하다. 상업적으로 입수가능한 프라이머 시스템은 예를 들어 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼스(Momentive Performance Materials)로부터의 SHP470, SHP470-FT2050 및 SHP401을 포함한다. 이러한 코팅은 예를 들어 US 6,350,512 B1, US 5,869,185 A, EP 1308084 A1 및 WO 2006/108520 A1에 기재되어 있다.

폴리실록산 층은 바람직하게는 화학식 R_nSiX_4-n을 갖는 유기규소 화합물 및/또는 그의 부분 축합물을 함유하며,

여기서 라디칼 R은 동일하거나 상이하고, 선형 또는 분지형, 포화 또는 단일불포화 또는 다중불포화 또는 방향족 탄화수소 라디칼을 나타내고,

라디칼 X는 동일하거나 상이하고, 가수분해성 기 또는 히드록실 기, 바람직하게는 할로겐, 특히 염소 또는 브로민, 알콕시 기, 알킬카르보닐 기 또는 아실옥시 기를 나타내고,

n은 0, 1, 2 또는 3, 바람직하게는 1 또는 2, 매우 특히 바람직하게는 1이다.

R은 바람직하게는 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 포화 분지형 또는 비분지형 알킬 라디칼을 나타내고/거나 2 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 단일불포화 또는 다중불포화 분지형 또는 비분지형 알케닐 라디칼 또는 6 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 방향족 기를 나타낸다. 알킬/알케닐 라디칼은 보다 바람직하게는 12개 이하, 보다 더 바람직하게는 8개 이하의 탄소 원자를 갖는다. 보다 바람직하게는, 모든 라디칼이 메틸 및/또는 페닐 기이다.

보다 바람직하게는, X는 알콕시 기, 가장 바람직하게는 C₁- 내지 C₄-알콕시 기, 예를 들어 메톡시 기 또는 에톡시 기이다.

규소 화합물 R_nSiX_4-n은 X 라디칼을 통해 가수분해가능하며 축합가능하다. Si-O-Si 단위를 포함하는 무기 네트워크가 이들 가수분해성 축합성 기를 통해 구성된다. X 라디칼과는 대조적으로, R 라디칼은 전형적인 축합 조건 하에서 가수분해에 대해 안정하다.

상기 언급된 실록산-기재 탑코트 시스템을 사용하는 경우에, 건조 층 두께는 바람직하게는 3 μm - 20 μm, 보다 바람직하게는 3.5 μm - 15 μm, 특히 바람직하게는 4 μm - 12 μm이다. "건조 층 두께"란 적용, 용매의 증발 및 후속 열 또는 UV 경화 후의 코팅의 층 두께를 의미한다. 이러한 층 두께가 일반적으로 바람직한 탑코트 층에 대해 유효하다. 층 두께는 예를 들어 백색 광 간섭측정법에 의해 (예를 들어 에타 옵틱(Eta Optic)의 백색 광 간섭계; ETA-SST에 의해) 결정될 수 있으며, 이것이 바람직하다. 층의 단면 준비 및 현미경에 의한 감지 (AFM 또는 스캐닝 전자 현미경검사)가 또한 재료 콘트라스트를 통해 두께를 감지하는데 사용될 수 있다.

임의적으로, 프라이머 층이 의도되지 않는다면, 탑코트 층 a'는 접착-촉진 성분으로서 폴리(메트)아크릴레이트 결합제를 포함할 수 있다. 상업용 결합제는 바스프로부터의 존크릴 제품일 수 있다.

상기 기재된 바와 같은 프라이머/탑코트 층 조합 대신에, 커버를 형성하는 다층체를 위해 열- 또는 UV-경화성인 1-성분 하이브리드 시스템을 이용하는 것이 또한 가능하다.

열 경화성 시스템은 특히 하이브리드 시스템이며, 예를 들어 EP 0570165 A2, WO 2008/071363 A2 또는 DE 2804283 A에 기재되어 있다. 하이브리드 시스템은, 예를 들어, 열 경화성 시스템의 형태로 공지되어 있으며 상업적으로 입수가능하다. 예로서, 플라스틱 커버 디스크에 현재 사용되는 종류의 UV-경화성 시스템이 또한 상업적으로 입수가능한 UV-경화성 또는 열 경화성 코팅 시스템이며, 예를 들어, 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼스 및 레드스팟(Redspot)으로부터 입수가능하다.

본 발명에 따른 차량을 위한 커버를 제조하는 특히 바람직한 공정에서, 탑코트 층 및 임의적으로 프라이머 층은 유동-코팅 공정을 통해 적용되며, 이는 고급의 광학적 품질을 갖는 코팅 부품을 초래하기 때문이다.

유동-코팅 공정은 호스 또는 적합한 코팅 헤드를 사용하여 수동으로, 또는 유동-코팅 로봇 및 임의적으로 슬롯 다이에 의해 연속적 실행으로 자동으로 실시될 수 있다. 여기서 구성요소 부품은 적절한 물품 캐리어에 현수되거나 또는 보관되어 있는 상태로 코팅될 수 있다. 대형 및/또는 3D 구성요소 부품 - 즉, 3차원적 표면을 가지므로, 이로써 시트의 기하구조에서 벗어난 기하구조를 또한 갖는 구성요소 부품의 경우에 - 코팅될 부품은 적합한 물품 캐리어에 현수되거나 또는 그 위에 위치된다.

다른 가능한 적용 방법은 침지, 모든 분무 및 사출 방법, 나이프코팅, 롤 코팅, 또는 스핀 코팅, 바람직하게는 편평한 분무 유닛에서, 예를 들어, 분무 건을 사용하거나 또는 고속 회전 벨에 의한 분무 및 사출이다. 여기서 구성요소 부품은 적절한 물품 캐리어에 현수되거나 또는 보관되어 있는 상태로 코팅될 수 있다.

소형 부품의 경우에 코팅은 또한 수동으로 수행될 수 있다. 여기서, 보호 층을 형성하기 위한 적층될 액체 프라이머 또는 래커 용액을 소형 부품의 상부 에지에서부터 출발하여 종방향으로 시트 상에 부으면서, 그와 동시에 시트 상의 래커의 출발점을 시트 폭에 걸쳐 좌측에서 우측으로 이동시킨다. 코팅된 시트는 클램프에 의해 수직으로 현수된 상태로, 각각의 제조업체의 지침에 따라 공기건조되고 경화된다.

매우 놀랍게도, 유기 코팅 시스템은 LiDAR 센서를 포함하는 장치에 덜 적합한 것으로 밝혀진 바 있다. 이러한 시스템은, 예를 들어, 무기 나노입자가 함유된 및 함유되지 않은 우레탄 아크릴레이트와 같은 UV-가교성 시스템을 포함한다.

특히 바람직한 것은

하기를 포함하는 센서 시스템 및 추가적으로, 특히, 차량이다:

a) 800 내지 1600 nm, 보다 특히 880 nm 내지 950 nm 및/또는 1520 내지 1570 nm 범위의 파장을 갖는 레이저 광을 방출하는 LiDAR 센서, 및

b) LiDAR 센서의 전체 또는 부분을 둘러싸고 있으며,

ISO 1133-1:2012-03 (300℃, 1.2 kg)에 따라 결정된, 8 내지 20 cm³/(10 min)의 용융 부피 유량 MVR을 갖는 방향족 폴리카르보네이트를 기재로 하는 열가소성 조성물을 포함하는 기판 층으로서,

여기서 기판 층은 DIN ISO 13468-2:2006 (D65, 10°)에 따라 4 mm의 층 두께에서 결정된, 25.0% 미만, 바람직하게는 20% 이하, 보다 바람직하게는 15% 미만의 380 내지 780 nm 범위에서의 광 투과율을 갖고,

여기서 기판 층은 그의 각각의 두께에서 DIN ISO 13468-2:2006에 따라 결정된, 적어도 55%, 바람직하게는 적어도 60%, 보다 바람직하게는 적어도 65%의 800 내지 1600 nm 범위에서의, 보다 특히 880 nm 내지 950 nm 및/또는 1520 내지 1570 nm 범위에서의 IR 방사선에 대한 투과율을 갖고,

여기서 열가소성 조성물은 하기로 이루어지고:

i) 적어도 85 중량%, 보다 바람직하게는 적어도 95 중량%의 방향족 폴리카르보네이트,

ii) 화학식 (1), (2a-c), (3), (4a), (4b), (5), (6), (7) 및/또는 (8)의 착색제로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 녹색 및/또는 1종의 청색 착색제, 및

iii) 화학식 (9), (10), (11), (12), (13), (14a), (14b) 및/또는 (15)의 착색제로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 적색 및/또는 보라색 착색제,

iv) 임의적으로, 바람직하게는 화학식 (16), (17), (18), (19) 및/또는 (20)의 착색제로 이루어진 군으로부터 선택된 추가의 착색제,

v) 임의적으로, 바람직하게는 0 중량% 내지 10 중량%, 보다 바람직하게는 0 중량% 내지 3 중량%의 양의 열 안정화제, 이형제, UV 흡수제, 난연제, 대전방지제 및/또는 유동 개선제,

vi) 0 중량% 내지 5.0 중량% 미만의 추가의 열가소성 중합체,

vii) 0 중량% 내지 0.005 중량% 미만의 카본 블랙,

여기서 착색제 ii) 내지 iv)의 합계는 > 0.001 중량%, 보다 바람직하게는 > 0.005 중량%, 보다 더 바람직하게는 > 0.008 중량%이고,

여기서 기판 층의 두께는 1.0 내지 6.0 mm, 바람직하게는 2 내지 4 mm, 보다 바람직하게는 2.0 내지 4.0 mm인

기판 층,

임의적으로, 폴리메틸 메타크릴레이트를 기재로 하며 적어도 1종의 UV 흡수제를 포함하는 프라이머 층,

및

유기적으로 개질된 실란과 실리카 졸의 조합을 포함하는 폴리실록산-기재 탑코트 층으로서, 탑코트 층은 스캐닝 투과 전자 현미경검사에 의해 결정된, 0.50 μm 미만의 D₉₀을 갖는 이산화규소 입자를 포함하고, 스캐닝 투과 전자 현미경검사에 의해 결정된, ≥ 0.50 μm의 D₉₀을 갖는 입자를 포함하지 않으며,

여기서 탑코트 층은 LiDAR 센서가 배치된 기판 층의 면의 반대쪽에 있는 기판 층의 면에 존재하는 것인

탑코트 층

을 이 순서로 포함하는 다층체를 포함하는 커버.

매우 특히 바람직한 것은

하기를 포함하는 센서 시스템, 또한 추가적으로, 특히 차량이다:

a) 800 내지 1600 nm, 보다 특히 880 nm 내지 950 nm 및/또는 1520 내지 1570 nm 범위의 파장을 갖는 레이저 광을 방출하는 LiDAR 센서, 및

b) LiDAR 센서의 전체 또는 부분을 둘러싸고 있으며,

- ISO 1133-1:2012-03 (300℃, 1.2 kg)에 따라 결정된, 8 내지 20 cm³/(10 min)의 용융 부피 유량 MVR을 갖는 방향족 폴리카르보네이트를 기재로 하고, DIN ISO 13468-2: 2006 (D65, 10°)에 따라 4 mm의 층 두께에서 결정된, 1.0% 미만의 380 내지 780 nm 범위에서의 광 투과율을 가지며, DIN ISO 13468-2:2006에 따라 결정된, 적어도 60%, 보다 바람직하게는 적어도 65%의 800 내지 1600 nm 범위에서의, 보다 특히 880 nm 내지 950 nm 및/또는 1520 내지 1570 nm 범위에서의 IR 방사선에 대한 투과율을 갖는 기판 층으로서,

여기서 열가소성 조성물은 하기로 이루어지고:

i) 적어도 85 중량%, 보다 바람직하게는 적어도 95 중량%의 방향족 폴리카르보네이트,

ii) 화학식 (1), (2a-c), (3), (4a), (4b), (5), (6), (7) 및/또는 (8)의 착색제로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 녹색 및/또는 1종의 청색 착색제, 및

iii) 화학식 (9), (10), (11), (12), (13), (14a), (14b) 및/또는 (15)의 착색제로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 적색 및/또는 보라색 착색제,

iv) 임의적으로, 바람직하게는 화학식 (16), (17), (18), (19) 및/또는 (20)의 착색제로 이루어진 군으로부터 선택된 추가의 착색제,

v) 임의적으로, 바람직하게는 0 중량% 내지 3 중량%의 양의 열 안정화제, 이형제, UV 흡수제, 난연제, 대전방지제 및/또는 유동 증진제,

vi) 0 중량% 내지 5.0 중량% 미만의 추가의 열가소성 중합체,

vii) 0 중량% 내지 0.005 중량% 미만의 카본 블랙,

여기서 착색제 ii) 내지 iv)의 합계는 > 0.001 중량%, 보다 바람직하게는 > 0.005 중량%, 보다 더 바람직하게는 > 0.008 중량%이고,

여기서 기판 층의 두께는 1.0 내지 6.0 mm, 바람직하게는 2 내지 4 mm, 보다 바람직하게는 2.0 내지 4.0 mm인

기판 층,

및

- 임의적으로, 폴리메틸 메타크릴레이트를 기재로 하며 적어도 1종의 UV 흡수제를 포함하는 프라이머 층, 및

- 유기적으로 개질된 실란과 실리카 졸의 조합을 포함하는 폴리실록산-기재 탑코트 층으로서, 탑코트 층은 스캐닝 투과 전자 현미경검사에 의해 결정된, 50 nm 미만, 바람직하게는 30 nm 미만의 D₉₀을 갖는 이산화규소 입자를 포함하고, 스캐닝 투과 전자 현미경검사에 의해 결정된, ≥ 0.50 μm의 D₉₀을 갖는 입자를 포함하지 않으며,

여기서 탑코트 층은 LiDAR 센서가 배치된 기판 층의 면의 반대쪽에 있는 기판 층의 면에 존재하고, 여기서 탑코트 층은 특히 바람직하게는 적어도 1종의 UV 흡수제, 바람직하게는 실록산 네트워크로 혼입되는 UV 흡수제를 포함하는 것인

탑코트 층

을 이 순서로 포함하는 다층체를 포함하며, 바람직하게는 그로 이루어진 커버.

실록산 네트워크로 혼입되는 UV 흡수제는 실록산 코팅 재료 (사용된 졸-겔 시스템) 중에서 가수분해가능하며 경화 시 실록산 네트워크로 화학적으로 혼입되는 알콕시실란 기를 함유한다.

차량의 내측을 향해 있도록 의도되는 커버의 면에는, 매질 내성을 개선시키기 위한 보호 층이 위치하는 것이 가능하며, 또한 이러한 층은 방진, 방담 및/또는 반사방지 특성을 갖는다.

방담 및 방진 코팅의 비제한적 예는 NOF 코포레이션(NOF Corporation)으로부터의 입자-무함유 모디퍼 H5000 또는 모디퍼 H9800-UV, GXC 코팅스(GXC Coatings)로부터의 GXC 뉴글래스(NuGlass)® AFPC (폴리카르보네이트), 또는 그밖에 화염 실리케이트화에 의해 수득된 층이다.

유효한 반사방지 층은 그의 외부 층으로서 낮은 굴절율 (n_D < 1.5)의 층을 갖는 모든 한겹 또는 다겹 층 구성이다. 본 발명에 따라 제공되는 기판 층을 위한 방향족 폴리카르보네이트를 기재로 하는 상기 기재된 조성물 및 내스크래치성 층의 사용은 동시에, 한편으로는, 매우 광범위한 전기, 전자, 광전자 및 광학 기능성 요소가 차량 및 그의 탑승자 및 외부 환경 둘 다와 관련하여 그의 기능이 손상되어 상기 기능이 의도된 대로 더 이상 이행되지 않는 것을 피하면서 커버링될 수 있고, 다른 한편으로는, 광의 인간-가시 스펙트럼 범위에서의 매력적인 착색, 특히 유리상 흑색 색감이 달성될 수 있는 LiDAR 센서를 위한 커버를 제공한다.

상기 언급된 성분을 함유하는 상기 기재된 중합체 조성물로부터 출발하는, 시트상 층 뿐만 아니라, 3차원적 기판 층의 제조는 통상적으로 사용되는 혼입 방법으로 조합, 혼합, 및 균질화에 의해 실시되며, 여기서 특히 균질화는 바람직하게는 전단력의 작용 하에 용융 상태로 실시된다. 이러한 목적을 위해, 열가소성 중합체, 바람직하게는 방향족 폴리카르보네이트, 및 중합체 성형 재료, 바람직하게는 폴리카르보네이트 성형 재료의 임의의 추가의 성분이 통상의 용융 혼합 어셈블리에서 예컨대 예를 들어 단축-스크류 또는 다축-스크류 압출기에서 또는 혼련기에서 통상의 조건 하에 용융 상태로 혼합되고, 압출되며, 과립화된다. 첨가제는 정량 공급장치 또는 보조 공급 장치를 통해 과립/펠릿으로서 개별적으로 계량투입될 수 있거나 또는 달리 계량 펌프에 의해 용융물로서 승온에서 압출기의 고형물 운반 영역으로 또는 중합체 용융물로 계량투입될 수 있다. 과립 또는 펠릿 형태의 마스터배치가 또한 다른 미립자 화합물과 조합되어 예비혼합물을 제공하고, 이어서 계량 호퍼 또는 보조 공급 장치를 통해 압출기의 고형물 운반 영역으로 또는 압출기 내의 중합체 용융물로 함께 공급될 수 있다. 배합 어셈블리는 바람직하게는 이축-스크류 압출기, 특히 바람직하게는 동방향회전하는 스크류를 갖는 이축-스크류 압출기이며, 여기서 이축-스크류 압출기는 바람직하게는 20 내지 44, 특히 바람직하게는 28 내지 40의 스크류 길이/직경 비를 갖는다. 이러한 이축-스크류 압출기는 용융 구역 및 혼합 구역 또는 조합된 용융 및 혼합 구역 및 임의적으로, 바람직하게는 800 mbar 이하, 보다 바람직하게는 500 mbar 이하, 특히 바람직하게는 200 mbar 이하의 절대 압력 p가 확립되어 있는 탈기 구역을 포함한다. 압출기에서의 혼합물 조성물의 평균 체류 시간은 바람직하게는 120초 이하, 보다 바람직하게는 80초 이하, 보다 바람직하게는 60초 이하로 제한된다. 바람직한 실시양태에서, 압출기 유출구에서의 중합체/중합체 알로이의 용융물의 온도는 200℃ 내지 400℃이다.

기판 층을 위해 이용되는 조성물은, 압출 이외에도, 핫 프레스 성형, 스피닝, 블로우 성형, 딥 드로잉 또는 사출 성형에 의해 기판 층으로 전환될 수 있다. 사출 성형 또는 사출-압축 성형이 여기서 바람직하다.

사출 성형 공정은 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 공지되어 있으며, 예를 들어 문헌 ["Handbuch Spritzgiessen", Friedrich Johannnaber/Walter Michaeli, Munich; Vienna: Hanser, 2001, ISBN 3-446-15632-1] 또는 ["Anleitung zum Bau von Spritzgiesswerkzeugen", Menges/Michaeli/Mohren, Munich; Vienna: Hanser, 1999, ISBN 3-446-21258-2]에 기재되어 있다.

여기서 사출 성형은 다성분 사출 성형 및 사출-압축 성형 공정을 포함한 모든 사출 성형 공정을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

사출-압축 성형 공정은, 사출 및/또는 고형화 절차가 금형 플레이트 이동을 포함한다는 점에서 통상적인 사출 성형 공정과 상이하다. 공지된 사출 성형 공정에서, 금형 플레이트는 사출 절차 전에 이미 약간 개방되어 있어, 후속 고형화 동안 발생하는 수축을 보상하고 요구되는 사출 압력을 감소시킨다. 따라서, 사전-확장된 공동이 사출 절차를 시작할 때 이미 존재한다. 금형의 플래시 면이, 심지어 금형 플레이트가 약간 개방되어 있을 때에도, 사전-확장된 공동이 여전히 충분히 누출방지되도록 보장한다. 플라스틱 조성물이 이러한 사전-확장된 공동으로 사출되고, 금형이 폐쇄되는 위치를 향해 이동함에 따라 동시에/후속적으로 압축된다. 특히, 긴 유동 경로를 갖는 표면적이 크고 벽이 얇은 성형물의 제조에서는, 보다 복잡한 사출-압축 성형 기술이 바람직하거나 또는 일부 경우에는 필수적이다. 이러한 방식으로만 대형 성형물에 대해 요구되는 사출 압력의 감소가 달성된다. 게다가, 높은 사출 압력으로 인해 발생하는 사출 성형된 부품에서의 응력/휘어짐이 사출-압축 성형에 의해 회피될 수 있다.

커버는 바람직하게는 비-IR-투명 영역을 통해 차량 차체에 통합된다. 여기서 "비-IR-투명"은 그의 각각의 두께에서의 비-IR-투명 영역의 DIN ISO 13468 2:2006에 따라 결정된 800 내지 1600 nm, 보다 특히 800 nm 내지 950 nm 및 1520 내지 1570 nm 범위에서의 투과율이 65% 미만인 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 이들은, 바람직하게는 중합체 블렌드로 만들어진, 보다 바람직하게는 폴리카르보네이트 블렌드, 바람직하게는 우세하게 존재하는 성분으로서 폴리카르보네이트를 포함하는, 매우 특히 바람직하게는 ABS (아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌) 또는 폴리에스테르를 블렌드 파트너로서 포함하는 것으로 만들어진 비투명 층이다. 이러한 비투명 층은 기판 층 및 임의적으로 존재하는 보호 층으로 만들어진 상기 기재된 층 구성과 넓은 영역에 걸쳐 직접 접촉해 있다.

본 발명에 따라 이용되는 커버와 매칭되도록 하는 비-IR-투명 재료의 성형 시에, 재료 사이의 접합은 바람직하게는 에지 영역에서 이루어져 임의의 요철이 은폐되도록 한다. 모든 경우에, 기판 층이 비-IR-투명 층 상에 배치되거나 또는 비-IR-투명 층이 기판 층 상에 배치되는 영역이 존재한다. 여기서 "상에 배치되는" 것이란 개별 층의 연결 면에 대해 수직으로 커버를 보았을 때 층의 중첩을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 비-IR-투명 층이 기판 층과 직접 접촉해 있을 수 있으나, 이것이 추가의 층 뒤에 배열될 수도 있기 때문에 반드시 그렇지는 않다는 것이 인지될 것이다.

이들 비-IR 투명 재료는 특히 강화 프레임 요소로서 기능한다. 강화 프레임 요소는 바람직하게는 충전제 및/또는 강화제를 함유하는 열가소성 물질을 사용하여 제조된다.

사용되는 충전제 및/또는 강화제는 전형적으로 섬유, 소판, 튜브, 로드의 형태이거나, 또는 구형 또는 미립자형이다. 적합한 충전제 및 강화제는 예를 들어 활석, 월라스토나이트, 운모, 카올린, 규조토, 황산칼슘, 탄산칼슘, 황산바륨, 유리 섬유, 유리 또는 세라믹 구체, 중공 유리 구체 또는 중공 세라믹 구체, 글래스 울 또는 미네랄 울, 탄소 섬유 또는 탄소 나노튜브를 포함한다. 바람직한 충전제는 조성물의 등방성 수축 거동을 야기하는 충전제이다.

활석 및 짧은 유리 섬유의 사용이 특히 바람직하다.

유리 또는 세라믹 구체 또는 중공 구체는 이러한 표면의 내스크래치성을 증가시킬 수 있다.

LiDAR 센서의 전방에 배열되지 않은, 즉, 주변에 대해 상기 센서를 커버링하지 않는 기판 층의 부분에서, 기판 층은 또한 충전제 및 강화제를 함유하는 재료를 포함할 수 있다. 바람직하게는 그의 비율은 5 중량% 내지 40 중량%, 바람직하게는 7 중량% 내지 30 중량%, 보다 바람직하게는 8 중량% 내지 25 중량%이며, 여기서 중량 분율은 기판 층의 전체 조성에 대한 것이다.

불투명한 기판 층을 포함하는/그로 만들어진 커버 - 1개 이상의 프라이머 층 및 1개 이상의 탑코트 층을 임의적으로 가짐 -는 차량 구성에서 금속 또는 플라스틱으로 만들어진 임의의 목적하는 캐리어 시스템 상에 적용될 수 있다. 이는 특수 접착제 시스템, 예를 들어 폴리우레탄-기재 접착제 시스템에 의해 달성될 수 있다. LiDAR 센서 및 커버의 조합이 하나의 유닛으로서 차량에 설치될 수도 있지만; LiDAR 센서 및 커버는 또한 개별적으로 설치될 수도 있다. LiDAR 센서가 처음에 설치되고, 이어서 커버, 특히 전방 패널이 후속적으로 LiDAR 센서의 전방에 위치되는 경우에 바람직하다.

본 발명과 관련하여 개별 특색에 대해 언급된 바람직한 실시양태는, 이들이 모순되지 않는 한, 서로와 또한 조합될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 커버에 대한 예로서 전방 패널을 제시한다.
도 2는 실시예 섹션에서 사용된 실험 설정을 제시한다.

실시예

본 발명은 실시예와 관련하여 하기에서 보다 상세히 기재된다.

기판 재료 1: 비교 실시예용

300℃에서 1.2 kg의 하중에서 측정된 (ISO 1133-1:2012-03에 따름) 약 12 cm³/10 min의 MVR을 가지며 비스페놀 A를 기재로 하는 페놀 종결형인 코베스트로 도이칠란트 아게로부터의 폴리카르보네이트 99.99984 중량%를 함유하는 조성물. 조성물은 또한 마크롤렉스 바이올렛 3R (화학식 (12)의 착색제) 0.00006 중량% 및 마크롤렉스 블루 RR (화학식 (7)의 착색제) 0.0001 중량%를 함유하였다.

기판 재료 2: 비교 실시예용

300℃에서 1.2 kg의 하중에서 측정된 (ISO 1133-1:2012-03에 따름) 약 12 cm³/10 min의 MVR을 가지며 비스페놀 A를 기재로 하는 페놀 종결형인 코베스트로 도이칠란트 아게로부터의 폴리카르보네이트 99.8 중량%를 함유하는 조성물. 조성물은 또한 솔벤트 블루 36 (추가의 착색제) 0.1 중량% 및 마크롤렉스 그린 G (화학식 (2)의 착색제) 0.1 중량%를 함유하였다.

기판 재료 3: 비교 실시예용

300℃에서 1.2 kg의 하중에서 측정된 (ISO 1133-1:2012-03에 따름) 약 12 cm³/10 min의 MVR을 가지며 비스페놀 A를 기재로 하는 페놀 종결형인 코베스트로 도이칠란트 아게로부터의 폴리카르보네이트 99.8000 중량%를 함유하는 조성물. 폴리카르보네이트는 솔벤트 블루 36 (추가의 착색제) 0.134 중량%, 마크롤렉스 오렌지 3G (화학식 (17)의 착색제) 0.044 중량% 및 아마플라스트 옐로우 GHS (솔벤트 옐로우 163, 화학식 (18)의 착색제) 0.022 중량%를 함유하였다.

기판 재료 4: 비교 실시예용

300℃에서 1.2 kg의 하중에서 측정된 (ISO 1133-1:2012-03에 따름) 약 12 cm³/10 min의 MVR을 가지며 비스페놀 A를 기재로 하는 페놀 종결형인 코베스트로 도이칠란트 아게로부터의 폴리카르보네이트 99.84 중량%를 함유하는 조성물. 재료는 카본 블랙 0.16 중량%를 함유하였다.

기판 재료 5: 비교 실시예용

300℃에서 1.2 kg의 하중에서 측정된 (ISO 1133-1:2012-03에 따름) 약 18 cm³/10 min의 MVR을 가지며 비스페놀 A를 기재로 하는 tert-부틸페놀 종결형인 코베스트로 도이칠란트 아게로부터의 폴리카르보네이트 93.195850 중량%를 함유하는 조성물. 조성물은 추가적으로 크로노스 2230 (이산화티타늄) 6.756 중량%, 마크롤렉스 옐로우 3G (화학식 (16)의 착색제) 0.00006 중량%, 마크롤렉스 바이올렛 3R (화학식 (12)의 착색제) 0.00009 중량% 및 티노팔 (2,5-티오페닐디비스(5-tert-부틸-1,3-벤족사젠); 광학 증백제) 0.054 중량%를 함유하였다.

기판 재료 6: 비교 실시예용

300℃에서 1.2 kg의 하중에서 측정된 (ISO 1133-1:2012-03에 따름) 약 12 cm³/10 min의 MVR을 가지며 비스페놀 A를 기재로 하는 페놀 종결형인 코베스트로 도이칠란트 아게로부터의 폴리카르보네이트 99.435 중량%를 함유하는 조성물. 폴리카르보네이트는 크로노스 2230 (이산화티타늄) 0.1%, 시코탄 옐로우 K2107 (피그먼트 브라운 24, CAS 68186-90-3; 추가의 착색제) 0.03%, 호이바흐(Heubach)로부터의 호이코두르 블루 2R (피그먼트 블루 28, 코발트-알루미네이트 블루 스피넬, CAS 1345-16-0; 추가의 착색제) 0.022%, 마크롤렉스 레드 EG (구조 10) 0.35% 및 란세스 아게로부터의 베이페록스 110 M (Fe₂O₃; CAS 001309-37-1) 0.063%를 함유하였다.

기판 재료 7: 비교 실시예용

260℃에서 5.0 kg의 하중에서 측정된 (ISO 1133-1:2012-03에 따름) 약 17 cm³/10 min의 MVR을 가지며 약 30 중량%의 ABS 비율 및 약 10 중량%의 SAN 함량을 갖는 코베스트로 도이칠란트 아게로부터의 폴리카르보네이트/ABS 블렌드. 재료는 어떠한 착색제도 함유하지 않았다.

기판 재료 8: 비교 실시예용

300℃에서 1.2 kg의 하중에서 측정된 (ISO 1133-1:2012-03에 따름) 약 12 cm³/10 min의 MVR을 가지며 비스페놀 A를 기재로 하는 페놀 종결형인 코베스트로 도이칠란트 아게로부터의 폴리카르보네이트 99.96 중량%를 함유하는 조성물. 조성물은 카본 블랙 0.04 중량%를 함유하였다.

기판 재료 9: 비교 실시예용

300℃에서 1.2 kg의 하중에서 측정된 (ISO 1133-1:2012-03에 따름) 약 12 cm³/10 min의 MVR을 가지며 비스페놀 A를 기재로 하는 페놀 종결형인 코베스트로 도이칠란트 아게로부터의 폴리카르보네이트 99.78 중량%를 함유하는 조성물. 조성물은 카본 블랙 0.02 중량% 및 마크롤렉스 바이올렛 B (화학식 (13)의 착색제) 0.2 중량%를 함유하였다.

기판 재료 10: 본 발명의 실시예용

300℃에서 1.2 kg의 하중에서 측정된 (ISO 1133-1:2012-03에 따름) 약 18 cm³/10 min의 MVR을 가지며 비스페놀 A를 기재로 하는 tert-부틸페놀 종결형인 코베스트로 도이칠란트 아게로부터의 폴리카르보네이트 99.874 중량%를 함유하는 조성물. 조성물은 또한 마크롤렉스 오렌지 3G (화학식 (17)의 착색제) 0.048 중량%, 마크롤렉스 바이올렛 B (화학식 (13)의 착색제) 0.01 중량% 및 화학식 4a/4b (1:1)의 착색제 0.068 중량%를 함유하였다.

기판 재료 11: 본 발명의 실시예용

300℃에서 1.2 kg의 하중에서 측정된 (ISO 1133-1:2012-03에 따름) 약 12 cm³/10 min의 MVR을 가지며 비스페놀 A를 기재로 하는 페놀 종결형인 코베스트로 도이칠란트 아게로부터의 폴리카르보네이트 99.8 중량%를 함유하고, 마크롤렉스 바이올렛 3R (화학식 (12)의 착색제) 0.1 중량% 및 마크롤렉스 그린 5B (화학식 (1)의 착색제) 0.1 중량%를 함유하는 조성물.

기판 재료 12: 본 발명의 실시예용

300℃에서 1.2 kg의 하중에서 측정된 (ISO 1133-1:2012-03에 따름) 약 12 cm³/10 min의 MVR을 가지며 비스페놀 A를 기재로 하는 페놀 종결형인 코베스트로 도이칠란트 아게로부터의 폴리카르보네이트 99.894 중량%를 함유하고, 마크롤렉스 블루 RR (화학식 (7)의 착색제) 0.0360 중량% 및 마크롤렉스 바이올렛 3R (화학식 (12)의 착색제) 0.07 중량%를 함유하는 조성물.

기판 재료 13: 비교 실시예용

3.0 mm의 두께를 갖는, 폴리아미드 6,6으로 만들어진 사출 성형된 착색제- 및 카본 블랙-무함유 시트.

기판 재료 14: 비교 실시예용

솔베이 솔렉시스 인크.(Solvay Solexis Inc.)로부터의 0.175 mm-두께의 아제디움(Ajedium) 필름 형태의 폴리에테르 술폰.

기판 재료 15: 비교 실시예용

5%의 실록산 함량을 가지며 EP 3099731 A1에 기재된 바와 같이 제조된, 비스페놀 A-함유 폴리카르보네이트를 기재로 하는 실록산-함유 블록 공축합물.

기판 재료 16: 비교 실시예용

알투글래스(Altuglass)-브랜드 폴리메틸 메타크릴레이트 (아르케마(Arkema))로 만들어진 시트.

시험 방법

고형물 함량의 결정 (실록산 코팅 및 프라이머를 위한 방법 A):

코팅의 고형물 함량을 메틀러 톨레도(Mettler Toledo) HB43 고형물 시험기를 사용하여 결정하며, 여기서 칭량된 코팅 샘플을 일정한 질량에 도달할 때까지 140℃에서 증발시켰다. 이어서, 고형물 함량은 증발 후 질량 대 증발 전 질량의 비로부터 퍼센트로 주어진다. 여기서 코팅의 경화 후의 코팅의 고형물 함량은 가장 단순한 경우에 코팅의 중량에서 용매의 중량을 뺀 것이다.

고형물 함량의 결정 (UV 코팅 시스템을 위한 방법 B):

코팅의 고형물 함량을 메틀러 톨레도 HB43 고형물 시험기를 사용하여 결정하며, 여기서 칭량된 코팅 샘플을 일정한 질량에 도달할 때까지 110℃에서 증발시켰다. 이어서, 고형물 함량은 증발 후 질량 대 증발 전 질량의 비로부터 퍼센트로 주어진다. 여기서 코팅의 경화 후의 코팅의 고형물 함량은 가장 단순한 경우에 코팅의 중량에서 용매의 중량을 뺀 것이다.

다층체 1: 비교 실시예

4 μm의 입자 크기를 갖는 이산화규소 입자 (아모실 FW600; 실라스 입도분석기; ISO 13320:2009 (레이저 광 산란에 의한 입자 측정)에 의해 결정된 대략 4 μm의 평균 입자 크기, 대략 1.5/10 [μm/μm]의 D₁₀/D₉₀ 비 및 DIN ISO 9277 (DIN-ISO 9277:2014-01)에 따라 결정된 대략 6 m²/g의 비표면적을 갖는, 프레헨 소재의 쿠아르츠베르케 게엠베하(Quarzwerke GmbH)로부터의 소성된 이산화규소 아모실 FW 600)를 함유하는 탑코트 층과 함께 기판 재료 11을 포함하는 다층체 1.

코팅 재료의 제조:

교반기 및 응축기가 장착된 플라스크에서, 27.5 g의 메틸트리메톡시실란을 0.2 g의 진한 아세트산과 혼합하였다.

추가의 용기에서, 5.0 g의 존크릴 587을 각각 6.0 g의 이소프로판올 및 n-부탄올의 혼합물 중에 용해시켰다. 용해기를 사용하여, 6.8 g의 아모실 FW 600을 30분 동안 고전단 분산에 적용하고, 그 후에 15.7 g의 탈이온수를 첨가하였다.

교반 하에, 사전에 제조된 존크릴 587 / 아모실 FW 600-분산액을 산성화된 메틸트리메톡시실란에 천천히 첨가하였다.

배치를 각각 15.5 g의 이소프로판올 및 n-부탄올로 희석하고, 0.1 g의 테트라-n-부틸암모늄 아세테이트 (TBAA)를 첨가하였다.

졸-겔 코팅 재료의 고형물을, 이소프로판올 및 n-부탄올의 1:1 용매 혼합물을 사용하여, 실록산 코팅 및 프라이머를 위한 방법 A에 의해 측정 시 25%의 고형물 함량으로 조정하였다.

고형물 함량: 25%

pH: 6.0

탑코트 층을 유동 코팅 공정에 의해 수동으로 적용하였다. 보호 층을 형성하기 위해, 250 mm x 105 mm x 3.2 mm의 치수를 갖는 기판 11로 구성된 폴리카르보네이트 시트의 상단 에지에서부터 출발하여, 코팅을 세로 방향으로 시트 상에 부으면서, 그와 동시에 시트 상의 코팅의 출발점을 시트 폭에 걸쳐 좌측에서 우측으로 인도하였다.

브래킷에 수직으로 현수된 상태로, 코팅된 시트를 23℃에서의 30분의 플래시-오프 시간 후에, 후속적으로 130℃에서 60분 동안 경화시켰다.

다층체 2: 비교 실시예

1.2 μm의 입자 크기 D₉₀을 갖는 이산화규소 입자 (1.2 μm의 평균 입자 크기 및 DIN ISO 9277 (DIN-ISO 9277:2014-01)에 따라 결정된 대략 14 m²/g의 비표면적을 갖는, 프레헨 소재의 쿠아르츠베르케 게엠베하로부터의 아모실 FW960-943)를 함유하는 탑코트 층과 함께 기판 재료 11을 포함하는 다층체.

코팅 재료의 제조: 다층체 1에 대한 것처럼 코팅 재료를 제조하지만, 본 실시예에서는 아모실 FW 960-943을 사용하였다.

졸-겔 코팅 재료의 고형물을, 이소프로판올 및 n-부탄올의 1:1 용매 혼합물을 사용하여, 실록산 코팅 및 프라이머를 위한 방법 A에 의해 측정 시 25%의 고형물 함량으로 조정하였다.

고형물 함량: 25%

pH: 5.5

코팅 재료를 다층체 1에 대한 것처럼, 250 x 105 x 3.2 mm의 치수를 갖는 기판 11로 구성된 폴리카르보네이트 시트에 적용하였다.

다층체 3: 본 발명의 실시예

대략 22 nm의 입자 크기를 갖는 이산화규소 입자 (루독스 AS-40 실리카, 콜로이드성, 비표면적 140 m²/g; 미국 21044 메릴랜드주 소재의 더블유.알. 그레이스 앤드 캄파니-콘.(W.R. Grace&Co.-Conn.))를 함유하는 탑코트 층과 함께 기판 재료 11로 만들어진 다층체.

코팅 재료의 제조:

교반기 및 응축기가 장착된 플라스크에서, 27.5 g의 메틸트리메톡시실란을 0.2 g의 진한 아세트산과 혼합하였다.

추가의 용기에서, 17 g의 루독스 AS-40 (그레이스로부터의 실리카 졸)을 5.5 g의 탈이온수와 혼합하였다.

교반 하에, 희석된 실리카 졸을 산성화된 메틸트리메톡시실란에 첨가하고, 혼합물을 추가로 4시간 동안 실온에서 교반하였다. 4시간 후에, 추가로 1.7 g의 진한 아세트산을 첨가하였다. 가수분해-축합 반응을 일으키기 위해, 실온에서 교반을 3시간 더 실시하였다.

각각 21.5 g의 이소프로판올 및 n-부탄올, 및 0.1 g의 테트라-n-부틸암모늄 아세테이트 (TBAA)를 실온에서 교반 하에 혼합물에 첨가하였다. 후속적으로, 5.0 g의 존크릴 587을 혼합물 중에 용해시켰다.

졸-겔 코팅 재료의 고형물을, 이소프로판올 및 n-부탄올의 1:1 용매 혼합물을 사용하여, 실록산 코팅 및 프라이머를 위한 방법 A에 의해 측정 시 25%의 고형물 함량으로 조정하였다.

고형물 함량: 25%

pH: 5.0

코팅 재료를 다층체 1에 대한 것처럼, 250 x 105 x 3.2 mm의 치수를 갖는 기판 11로 구성된 폴리카르보네이트 시트에 적용하였다.

다층체 4: 본 발명의 실시예

10.5%의 고형물 함량 (방법 A)을 갖는, 상업적으로 입수가능한 프라이머 용액을 사용하였다. 이 프라이머는 폴리메틸 메타크릴레이트 및 또한 글리콜 에테르를 기재로 하며, 용매로서의 1-메톡시-2-프로판올 및 디아세톤 알콜 및 UV 흡수제로서의 디벤조일레조르시놀을 함유한다.

제조업체의 층 두께 규격에 맞추기 위해, 이 코팅 재료는 디아세톤 알콜:1-메톡시-2-프로판올의 1:1 용매 혼합물을 사용한 희석을 필요로 한다. 이러한 목적을 위해, 상기 기재된 프라이머를 메톡시-2-프로판올/디아세톤 알콜 (1:1) 중 티누빈 479 (히드록시페닐트리아진 UV 흡수제)의 용액과 혼합하여, 5.00 중량%의 티누빈 479 및 5.9%의 고형물 함량을 함유하는 프라이머 용액을 제공하였다. 코팅 재료를 후속적으로 흡인 필터 (2-4 μm 셀룰로스 필터)로 여과하였다.

하드 코트 용액 (탑코트 층을 위한 것)의 제조:

대략 22 nm의 입자 직경을 갖는 루독스 AS 입자를 함유한 탑코트 층 용액을 사용하였다. 고형물 함량은 대략 20 중량%이고, UV 흡수제 함량은 대략 11 중량%였다. 사용된 UV 흡수제는 구조 (III) (이때 n = 3)의 UV 흡수제였다. 탑코트 층 용액을 제조하는 방법은 US 5,041,313 A에 기재되어 있다.

24.5 g의 이 용액을 교반 하에 0.88 g의 빙초산 (100% 아세트산)과 혼합하여, 코팅 재료의 총량을 기준으로 하여, 3.5 중량%의 아세트산이 첨가된 하드 코트 용액을 제공하였다.

적용을 수동으로 실시하였다. 층을 형성하기 위해, 250 mm x 105 mm x 3.2 mm의 치수를 갖는 기판 11로 구성된 폴리카르보네이트 시트의 경우에, 액체 프라이머 용액을 소형 부품의 상단 에지에서부터 출발하여, 세로 방향으로 시트 상에 부으면서, 그와 동시에 시트 상의 코팅의 출발점을 시트 폭에 걸쳐 좌측에서 우측으로 인도하였다. 브래킷에 수직으로 현수된 상태로, 코팅된 시트를 23℃에서의 30분의 플래시-오프 시간 후에, 후속적으로 130℃에서 60분 동안 경화시켰다. 프라이머 층의 적용 이후에, 탑코트 재료 (내스크래치성 층)를 탑코트 층과 유사하게 적용하고, 23℃에서의 30분의 플래시-오프 시간 후에, 130℃에서 60분 동안 경화시켰다.

다층체 5: 본 발명

다층체 5는, 하기 언급된 기판 층 두께가 3.2 mm가 아니라 4 mm인 것을 제외하고는 다층체 4에 상응한다.

프라이머 및 탑코트의 제조 및 적용을 다층체 4에 대해 기재된 바와 같이 실시하였다.

다층체 6: 본 발명

3.2 mm 대신에 상이한 기판 층 두께 (4 mm)를 갖는 것을 제외하고는 다층체 3에 상응하는, 기판 재료 11로 구성된 다층체. 코팅 재료의 제조 및 그의 적용을 다층체 3 실시예에 기재된 바와 같이 실시하였다.

다층체 7: 비교 실시예

기판 재료 11 및 UV-경화성 우레탄 아크릴레이트 코팅 시스템으로 구성된 다층체.

100 g의 데스모룩스 VP LS2308 (올넥스(ALLNEX), 불포화 지방족 우레탄 아크릴레이트), 61.0 g의 에베크릴 8301 (사이텍(Cytec), 육관능성 지방족 우레탄 아크릴레이트), 4.86 g의 이르가큐어 814 (바스프), 1.62 g의 BYK 306 (BYK), 3.78 g의 호스타빈 3206 LIQ (클라리언트), 1.70 g의 호스타빈® 3058 LIQ (클라리언트), 160 g의 메톡시프로판올 및 160 g의 디아세톤 알콜로 이루어진 코팅 용액을 10.5 cm x 15 cm x 0.4 cm 크기의 기판 11로 구성된 플레이트에 유동 코팅 공정에 의해 한쪽 면에 적용하였다.

코팅을 수동으로 실시하였다. 여기서, 소형 부품의 상단 에지에서부터 출발하여, 코팅 용액을 세로 방향으로 시트 상에 부으면서, 그와 동시에 시트 상의 프라이머의 출발점을 시트 폭에 걸쳐 좌측에서 우측으로 인도하였다. 5분의 증발 시간 후에, 시트를 75℃에서 6분 동안 1차 경화에 적용하였다. 그 후에 수은-도핑된 UV 램프 (80 W/cm)를 사용하여, ~ 7 - 8 J/cm²의 선량으로 UV 경화가 이어졌다.

배합

기판 층의 조성물을 제공하기 위한 성분들의 배합을 실시예에 명시된 성분들의 양을 사용하여 크라우스마페이 베르스토르프(KraussMaffei Berstorff) ZE25 이축-스크류 압출기로 260℃의 배럴 온도, 약 280℃의 용융물 온도 및 100 rpm의 속도에서 실시하였다. 착색된 조성물을 5 mm-, 4 mm- 및 3.2 mm-두께의 사출-성형된, 직사각형 폴리카르보네이트 시트로 가공하였다.

코팅 전 시트의 전처리/청정화

코팅을 제어-분위기 코팅 챔버에서 코팅 제조업체의 각각의 규정 하에 23 내지 25℃ 및 40% 내지 48%의 상대 습도에서 실시하였다.

시편 시트를 소위 iso 와이프 (림테크 사이언티픽(LymTech Scientific)으로부터의 림새트(LymSat)®; 70% 이소프로판올 및 30% 탈이온수로 포화됨)를 사용하여 청정화하고, 이소프로판올로 헹구고, 30분 동안 공기 중에서 건조시키고, 이온화 공기를 송풍시켰다.

이용된 LiDAR 센서

벨로다인(Velodyne) Ty Puck VLP 16 LiDAR 센서를 이용하였다. 상기 센서는 895 내지 915 nm의 파장 범위 (허용 범위)에서 작동한다. 16개의 레이저의 공칭 파장, 즉, 실제 작동 파장은 903 nm이다.

이 센서의 본질적인 특징은 하기를 포함한다:

스캐닝 면 사이에서 2° 간격으로 -15° 내지 +15°의 수직 감지 각도; 360°의 수평 감지 각도. 소프트웨어는 섀도우 효과를 최소화하기 위해 16개 빔의 멀티빔 기능을 포함한다. 레이저 시스템의 수평 분해능은 회전 속도에 따라 0.1° 내지 0.4°이다. 수직 감지의 회전 속도는 5 내지 20 Hz에서 조정가능하다. 2 메가바이트 / sec의 데이터율에서, 300000 포인트 / 초가 감지된다. 달성된 측정 정확도는 1 시그마에 상응하는, 약 +/- 3cm이다. 감지가능한 측정 거리는 1 mm 내지 100 미터이다. 센서 시스템의 에너지 요건은 12 볼트에서의 0.7 A에 상응하는, 8 와트의 전력이다. 센서의 전체 치수는 하기와 같다: 직경 100 mm 및 높이 65 mm.

측정 방법

산란-광 신호를 감소시키기 위해, LiDAR 센서의 센서 헤드를 측정 경로로부터 벗어난 쪽에서 차폐하였다. 단지 레이저 1, 3, 5, 7, 8, 10, 12 및 14만을 사용하였다. 게다가, 센서 인터페이스에서 센서의 시야각 (FOV)은 20° (350°-10°)로 제한되었다. 사용된 반사 표면은 TiO₂-함유 페인트로 코팅된, 평활한 백색 표면이었다. 벽은 LiDAR 센서로부터 2.5 m의 거리에 있었다.

시험 시편을 LiDAR 센서와 평행한 샘플 홀더에 의해 시험하며, 이때 샘플의 후면이 LiDAR 센서의 전방 대략 15 mm에 있으므로, 출력 신호 및 되돌아온 입력 신호는 둘 다 시험 시트의 벽 두께를 통과해야만 했다. LiDAR 센서의 제조업체인 벨로다인으로부터의 "VeloView" 소프트웨어를 사용하여 분석을 수행하였다. 샘플에 대해 측정된 강도의 평균 값을 결정하였다. 이러한 평균 샘플 값을 참조 측정 (공기)의 평균 값으로 나누어, 상대 강도를 결정하였다.

기록된 레이저 신호의 측정된 강도는 0% 내지 100%였다. 신호의 감쇠 (약화)가 적을수록, 또한 이에 따라 측정된 신호의 강도가 클수록, 커버가 자동차 부문에서의 LiDAR-보조 센서 적용을 위해 보다 적합한 것으로 분류된다. 800 nm 내지 1600 nm 범위에서의 IR 방사선에 대한 각각의 시트의 투과율은 DIN ISO 13468-2:2006에 따라 결정하였다. 스펙트럼의 VIS 영역에서의 광 투과율 (380 내지 780 nm, 투과도 Ty)은 DIN ISO 13468-2:2006 (D65, 10°, 시편 시트의 층 두께: 4 mm)에 따라 결정하였다. 투과율 측정은 구형 광도계를 갖춘 퍼킨 엘머(Perkin Elmer) 람다 950 분광광도계를 사용하여 수행하였다.

마모 시험:

마모 시험은 DIN ISO 15082:2017-06에 따른 세차 시험의 형식을 취하였다.

물 중 석영분의 교반된 현탁액 (물 1 리터당 1.5 g의 석영분)을 사용하여 10회 이중 세척을 수행하였다.

MVR:

용융 부피 유량 (MVR)은 ISO 1133-1:2012 (300℃의 시험 온도, 질량 1.2 kg)에 따라, 츠빅 로엘(Zwick Roell)로부터의 츠빅 4106 기기를 사용하여 결정하였다. 추가로, MVR을 5, 20 및 30분의 예열 시간 후에 측정하였다. 이는 상승된 열 응력 하에서의 용융물 안정성의 척도이다.

결과

표 1: 기판 층의 광 투과율 Ty (D65, 10°) (VIS) 및 LiDAR 센서 적합성에 대한 측정 결과

표 1로부터 명백한 바와 같이, 단지 특정 기판 재료만이 적합하다. 부적합한 재료, 예를 들어 폴리프로필렌은 심지어 매우 얇은 층 두께에서도, 강도가 측정 설정에서 더 이상 측정가능하지 않은 정도로 센서 신호를 감쇠시킨다. 폴리아미드 (Ex. 16) 및 ABS (Ex. 17)와 같은 상이한 기판이 측정 설정에서 LiDAR 센서에 대한 투과성을 제시하지 않았다는 것도 마찬가지로 놀라웠다. 관련 층 두께에서 모든 이들 열가소성 물질은 IR 범위에서 투명성이거나 또는 적어도 반투명성이다. 놀랍게도, 완전히 무정형인 중합체 예컨대 폴리에테르술폰 및 폴리에스테르도 또한 LiDAR 센서에 대해 큰 감쇠를 나타낸다.

심지어 개질된 폴리카르보네이트 예컨대 실록산-함유 폴리카르보네이트도 LiDAR 센서와 적합하게 조합될 수 없었다.

게다가, 폴리카르보네이트 매트릭스 중에 가용성인 착색제의 조합도 일부 경우에 LiDAR 신호의 큰 감쇠를 초래하였다는 것은 매우 놀라웠다 (실시예 2 및 3). 대조적으로, 비스페놀 A-기재 폴리카르보네이트의 열가소성 매트릭스 중의 착색제의 본 발명의 조합은 LiDAR 센서와 적합하게 조합될 수 있다.

추가로, 다수의 조성물의 용융 부피 유량을 ISO 1133-1:2011에 따라 300℃/320℃에서 1.2 kg의 하중에서 특정한 시간 간격에 걸쳐 결정하였다 (표 2). 이로부터, 비교 실시예의 기판 재료 2 및 3이 본 발명의 기판 재료 11보다 현저히 더 불안정하다는 것이 명백하다.

표 2: 기판 재료 2, 3 및 11에 대한 MVR

표 3: 보호 층의 LiDAR 센서 적합성에 대한 측정 결과

결과는 산술적으로 평가되었다.

표 4: IR 범위에서의 다층체의 투과율

*기판 층의 두께에 본질적으로 상응함

다층체의 시험을 위해, 시험에서 LiDAR 신호에 대해 높은 투과성을 제시한 기판 재료를 선택하였다. 다양한 다층체를, 어떤 조합이 높은 투과성을 나타내는지 시험하고 조사하였다. 특히 LiDAR 신호의 감쇠는 우수한 내스크래치성을 달성하기 위해 사용된 입자의 크기의 영향을 받는 것으로 밝혀졌다. 풍화의 영향을 감소시키기 위해서는 높은 내스크래치성이 중요하다. 적합한 기판 재료와 조합된 특정 입자 크기만이 LiDAR 센서에 적합한 것으로 밝혀졌다.

표 5: 마모 시험 전의 LiDAR 신호의 감쇠

표 6: 마모 시험 후의 LiDAR 신호의 감쇠

본 발명의 다층체는 마모 시험 후에 여전히 65%의 최소 신호를 갖는다.

표 7: IR 범위에서의 다층체의 투과율

* 괄호 안의 수치는 세차 시험 전의 결과를 나타냄.

매우 놀랍게도, 유기 코팅 시스템, 예컨대 특히 나노입자가 함유되지 않은 것은, DIN ISO 15082:2017-06에 따른 세차 시험 후에, LiDAR 센서의 보다 큰 감쇠를 나타내는 것으로 밝혀졌다.

Claims (15)

1. 하기를 포함하는 센서 시스템:
   a) 800 내지 1600 nm 범위의 파장을 갖는 레이저 광을 방출하는 LiDAR 센서, 및
   b) LiDAR 센서의 전체 또는 부분을 둘러싸고 있으며, LiDAR 센서의 레이저 광이 관통하여 방출되는 요소로서 구성된 커버로서,
   i) ISO 1133-1:2012-03 (300℃, 1.2 kg)에 따라 결정된, 8 내지 20 cm³/(10 min)의 용융 부피 유량 MVR을 갖는 방향족 폴리카르보네이트를 기재로 하는 열가소성 조성물을 포함하는 기판 층으로서,
   여기서 조성물은 DIN ISO 13468-2:2006 (D65, 10°)에 따라 4 mm의 층 두께에서 결정된, 25.0% 미만의 380 내지 780 nm 범위에서의 광 투과율을 갖고,
   여기서 기판 층은 그의 각각의 두께에서 DIN ISO 13468-2:2006에 따라 결정된, 적어도 40%의 800 nm 내지 1600 nm 범위에서의 IR 방사선에 대한 투과율을 갖는 것인
   기판 층, 및
   ii) 임의적으로, 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA)를 기재로 하며 적어도 1종의 UV 흡수제를 포함하는 프라이머 층,
   iii) 유기적으로 개질된 실란과 실리카 졸의 조합을 포함하는 폴리실록산-기재 탑코트 층으로서, 탑코트 층은 스캐닝 투과 전자 현미경검사에 의해 결정된, 0.50 μm 미만의 D₉₀을 갖는 이산화규소 입자를 포함하고, 스캐닝 투과 전자 현미경검사에 의해 결정된, ≥ 0.50 μm의 D₉₀을 갖는 추가의 입자를 포함하지 않으며,
   여기서 탑코트 층은 LiDAR 센서가 배치된 기판 층의 면의 반대쪽에 있는 기판 층의 면에 존재하는 것인
   탑코트 층
   을 이 순서로 포함하는 다층체를 포함하는 커버.
2. 제1항에 있어서, 탑코트 층이 벤조페논, 레조르시놀, 2-(2-히드록시페닐)벤조트리아졸, 히드록시페닐-s-트리아진, 2-시아노아크릴레이트 및/또는 옥살아닐리드의 군으로부터의 적어도 1종의 UV 흡수제를 포함하는 것인 센서 시스템.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 유기적으로 개질된 실란이 적어도 1종의 메틸트리알콕시실란, 디메틸디알콕시실란 또는 그의 혼합물인 센서 시스템.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 다층체가, 각각의 경우에 0.3 μm 내지 8 μm의 두께를 가지며, 벤조페논, 레조르시놀, 2-(2-히드록시페닐)벤조트리아졸, 히드록시페닐-s-트리아진, 2-시아노아크릴레이트, 옥살아닐리드의 군으로부터의 적어도 1종의 UV 흡수제 및/또는 입체 장애 아민 (HALS)을 포함하는 1개 이상의 프라이머 층을 포함하는 것인 센서 시스템.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 커버가 기판 층 i, 1개 이상의 탑코트 층 iii 및 임의적으로 1개 이상의 프라이머 층 ii 이외의 다른 층을 포함하지 않는 것인 센서 시스템.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, LiDAR 센서와 커버 사이에 공기 또는 LiDAR 센서의 기능적 능력에 불리하게 영향을 미치지 않는 요소만이 존재하는 것인 센서 시스템.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 탑코트 층이 이산화규소 입자 이외의 다른 입자를 포함하지 않는 것인 센서 시스템.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 스캐닝 투과 현미경검사에 의해 결정된, 이산화규소 입자의 D₉₀이 50 nm 미만인 센서 시스템.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 다층체가, 기판 층의 양쪽 면에, 탑코트 층 iii) 및 각각의 경우에 임의적으로 프라이머 층 ii)를 포함하는 것인 센서 시스템.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 커버가 전방 패널, 후방 패널, 범퍼, 라디에이터 그릴, 차량 루프, 차량 루프 모듈 또는 차량 측면 요소인 센서 시스템.
11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 기판 층의 열가소성 조성물이 하기 성분을 포함하고:
    i) 적어도 70 중량%의 방향족 폴리카르보네이트,
    ii) 적어도 1종의 녹색 및/또는 청색 착색제, 및
    iii) 적어도 1종의 적색 및/또는 보라색 착색제,
    iv) 임의적으로, 추가의 착색제,
    여기서 착색제 ii) 내지 iv)의 합계는 적어도 0.05 중량%임; 및
    그룹 ii)의 적어도 1종의 착색제는 화학식 (1), (2a-c), (3), (4a), (4b), (5a), (5b), (6), (7) 및/또는 (8)의 착색제로 이루어진 군으로부터 선택된 착색제임:
    
    

    

    
    여기서
    Rc 및 Rd는 서로 독립적으로 선형 또는 분지형 알킬 라디칼 또는 할로겐을 나타내고,
    n은 각각의 Rc 또는 Rd에 독립적으로 0 내지 3의 자연수를 나타냄,
    

    

    
    여기서 라디칼 R(5-20)은 서로 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, tert-부틸, 펜틸, 네오펜틸, 헥실, 텍실, 플루오로, 클로로, 브로모, 술폰 또는 CN을 나타내고, M은 알루미늄, 니켈, 코발트, 철, 아연, 구리 또는 망가니즈임,
    

    

    
    여기서
    R1 및 R2는 서로 독립적으로 선형 또는 분지형 알킬 라디칼 또는 할로겐을 나타내고,
    n은 0 내지 4의 자연수임;
    그룹 iii)의 적어도 1종의 착색제는 화학식 (9), (10), (11), (12), (13), (14a), (14b) 및/또는 (15)의 착색제로 이루어진 군으로부터 선택된 착색제임:
    
    여기서 R은 H 및 p-메틸페닐아민 라디칼로 이루어진 군으로부터 선택됨,
    

    

    
    여기서
    Ra 및 Rb는 서로 독립적으로 선형 또는 분지형 알킬 라디칼 또는 할로겐을 나타내고,
    n은 각각의 Ra 또는 Rb에 독립적으로 0 내지 3의 자연수를 나타냄,
    

    

    
    여기서 그룹 iv)의 착색제는 화학식 (16), (17), (18), (19) 및/또는 (20)의 황색 및 주황색 착색제로 이루어진 군으로부터 선택됨:
    
    및 여기서 조성물은 그룹 ii) 내지 iv)의 착색제 이외의 다른 착색제를 포함하지 않음;
    v) 임의적으로, 열 안정화제, 이형제, UV 흡수제, 난연제, 대전방지제 및/또는 유동 개선제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제,
    vi) 0 중량% 내지 5.0 중량% 미만의 추가의 열가소성 중합체, 및
    vii) 0 중량% 내지 0.005 중량% 미만의 카본 블랙,
    기판 층의 두께가 1.0 내지 6.0 mm인
    센서 시스템.
12. 제11항에 있어서,
    기판 층의 열가소성 조성물 중 착색제 ii) 내지 iv)의 합계가 적어도 0.10 중량%이고,
    vi) 추가의 열가소성 중합체의 함량이 0 중량%인
    센서 시스템.
13. 제11항에 있어서, 기판 층의 조성물이 성분 i-iii) 및 임의적으로 성분 iv) 내지 vii) 중 1종 이상 이외의 다른 성분을 포함하지 않는 것인 센서 시스템.
14. 제1항 또는 제2항에 따른 센서 시스템을 포함하는 차량.
15. 유기적으로 개질된 실란과 실리카 졸의 조합을 포함하는 폴리실록산-기재 탑코트 층으로서, 스캐닝 투과 전자 현미경검사에 의해 결정된, 0.50 μm 미만의 D₉₀을 갖는 이산화규소 입자를 포함하고, 스캐닝 투과 전자 현미경검사에 의해 결정된, ≥ 0.50 μm의 D₉₀을 갖는 추가의 입자를 포함하지 않는 탑코트 층을, LiDAR 센서 커버의 코팅 층으로서 사용하기 위한 방법.

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