(57)【要約】【課題】磁波透過性と金属光沢を有する装飾被膜を従来の製造方法に比して短時間で製造することのできる装飾被膜の製造方法を提供する。【解決手段】レーダ装置経路内に位置する樹脂基材の表面に装飾被膜１０を形成する方法であって、樹脂基材Ｆの表面にポリイミドからなる改質被膜１を形成し、改質被膜１に銀イオン３’を含む溶液を塗工し、300〜400℃の範囲で加熱して銀イオン３’を熱還元させることにより、改質被膜１に銀微粒子３が吸着してなる装飾被膜１０を形成する装飾被膜の形成方法である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーダ装置経路内に位置する樹脂基材の表面に装飾被膜を形成する方法であって、
樹脂基材の表面にポリイミドからなる改質被膜を形成し、
前記改質被膜に銀イオンを含む溶液を塗工し、300〜400℃の範囲で加熱して銀イオンを熱還元させることにより、改質被膜に銀微粒子が吸着してなる装飾被膜を形成する装飾被膜の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂基材表面上であって、レーダ装置経路内に形成される装飾被膜に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通信機器やレーダなどの電波を送受信するアンテナは、その機能が優先されることから、アンテナ本体やその周囲の構造が意匠面で制約を受けることは少なく、たとえば、車両用のラジオなどのアンテナにはその形状をむき出しにしたロッドアンテナが使用されている。ところで、アンテナの取り付け位置によっては、アンテナを視認できない状態としたい場合もあり、たとえば、車両前方の障害物との距離や、前方車両との車間距離を測定するレーダなどにおいては、その性能を発揮するために車両前部の中心位置に設けるのが好ましい。このような場合には、たとえば車両のフロントグリル近傍にアンテナを取り付けることとなるが、意匠面からアンテナはなるべく外部から視認不可とするのが望ましい。
【０００３】
ところで、オートクルーズシステムは、車両前方に搭載されているセンサによって前方車両と自車との車間距離や相対速度を測定し、この情報に基づいてスロットルやブレーキを制御し、自車を加減速しながら車間距離をコントロールする技術であり、近年の渋滞緩和や事故減少を目指す高度道路交通システム（ITS）の技術の一つとして注目を集めている。このオートクルーズシステムに使用されるセンサとして、一般には、ミリ波レーダなどの電波送受信装置が使用されている。
【０００４】
車両ボディの前方に装備されるレーダ装置は一般にフロントグリルの背後に配置されることとなるが、このフロントグリルには、車両製造会社のエンブレムや該車両に特有な装飾品が装着されるのが一般的である。レーダ装置から照射されるミリ波はフロントグリルやエンブレムを介して前方に放射され、前方車両や前方障害物などの対象物で反射され、この反射光がフロントグリル等を介してレーダ装置に戻るようになっている。したがって、フロントグリルやエンブレムなどのレーダ装置のビーム経路に配置される箇所には、電波透過損失が少なく、しかも所望の美観を付与できる材料や塗料が用いられることが望ましい。
【０００５】
以上の理由から、電波送受信装置が配置される箇所に対応するフロントグリル箇所には電波が透過可能な窓部を設けることが一般的であり、この窓部を通して電波の出入りを可能としているが、その一方で、窓部が設けられることでフロントグリルの外観が連続性を失うこととなってしまい、この窓部から車両の内側の電波送受信装置やエンジンルームなどが視認可能となって車両の外観が損なわれる危険性が高くなってしまう。そのため、従来は、たとえば特許文献１に開示されるような電波透過カバー（装飾被膜）をフロントグリルの窓部に挿入して、窓部とフロントグリル本体に一体感を持たせることがおこなわれている。
【０００６】
これを図３，４を参照して説明する。図３で示すように、車両ボディＡの前方に装備されるレーダ装置ＤはフロントグリルＦの背後に配置され、レーダ装置Ｄから照射されるミリ波は、図４で示すようにフロントグリルＦやエンブレムＥを介して前方に放射され（ミリ波Ｌ１）、前方車両や前方障害物などの対象物で反射され、この反射光（ミリ波Ｌ２）がフロントグリルＦ等を介してレーダ装置Ｄに戻るようになっている。
【０００７】
レーダ装置経路内に形成される装飾被膜としては、図５ａ，ｂで示す２つの実施の形態を挙げることができる。図５ａで示す装飾被膜Ｍは、金やその合金、銀やその合金、錫やその合金、インジウムやその合金などの金属ナノ粒子Ｐが有機物層Ｙの内部に分散して形成されたものである。
【０００８】
一方、図５ｂで示す装飾被膜Ｍ’は特許文献１に開示される形態を模擬したものであり、エンブレムＥの表面にインジウム等の金属ナノ粒子Ｐ’を不連続に蒸着し、この上に有機物層Ｙが被覆された構成となっている。
【０００９】
ところで、図５ａで示す装飾被膜は、金属ナノ粒子を樹脂（バインダー樹脂）内に緻密に分散させてコーティング剤を生成し、生成されたコーティング剤を基材表面に塗工して製作されるが、このコーティング剤の製作時間が1時間以上と長く、結果として装飾被膜製造時間が長期に及ぶという課題を有している。
【００１０】
一方、図５ｂで示す装飾被膜は、基材上に金属ナノ粒子を不連続に蒸着させて製造されることから、この乾式プロセスの前提として真空引きをおこなう必要があり、この真空引き等の乾式雰囲気形成に要する時間がやはり1時間以上と長く、やはり装飾被膜製造時間が長期に及ぶという課題を有するものである。
【００１１】
以上のことより、電磁波透過性と金属光沢を有する装飾被膜を従来の製造方法に比して短時間で製造することのできる装飾被膜の製造方法が当該技術分野で切望されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−１５９０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、磁波透過性と金属光沢を有する装飾被膜を従来の製造方法に比して短時間で製造することのできる装飾被膜の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記目的を達成すべく、本発明による装飾被膜の製造方法は、レーダ装置経路内に位置する樹脂基材の表面に装飾被膜を形成する方法であって、樹脂基材の表面にポリイミドからなる改質被膜を形成し、前記改質被膜に銀イオンを含む溶液を塗工し、300〜400℃の範囲で加熱して銀イオンを熱還元させることにより、改質被膜に銀微粒子が吸着してなる装飾被膜を形成するものである。
【００１５】
本発明の装飾被膜の製造方法は、金属ナノ粒子をバインダー樹脂内に緻密に分散させてコーティング剤を生成したり、蒸着するといった方法に代わって、樹脂基材の表面にポリイミドからなる改質被膜を形成し、その上に銀イオンが溶媒内に含有されてなる溶液を塗工して熱処理することにより、ポリイミドの吸着サイトに熱還元されて析出した銀を吸着させ、結果として、ポリイミドに銀が吸着されてできた装飾被膜を製造するものである。この製造方法では、塗工プロセスで10分程度、次の熱還元プロセスで30分程度と、せいぜい40〜50分程度で装飾被膜を製造できることから、従来の製造方法に比して製造時間を大きく短縮することが可能となる。
【００１６】
ここで、使用される銀には銀化合物も含まれる。また、ポリイミドからなる改質被膜は、ポリイミド溶剤を樹脂基材表面に塗工する方法や、好ましくは、ポリイミド素材のフィルムを樹脂基材表面に貼着する方法で形成される。
【００１７】
また、装飾被膜が形成される対象である樹脂基材とは、既述する車両製造会社のエンブレムや該車両に特有な装飾品などの全般を包含するものである。
【００１８】
銀イオンを熱還元する際の温度条件においては、銀が熱還元される温度として300℃以上が必要となることより、その下限値の300℃が規定される。
【００１９】
一方、熱還元時の温度が400℃を超えるとポリイミド素材の改質被膜が熱劣化することから（耐熱温度の上限を400℃に設定するのが望ましい）、その上限値の400℃が規定される。
【００２０】
特に、製造される装飾被膜が優れた金属光沢を有するべく、熱還元される銀微粒子の粒径は数十nm程度の粒径を有したものが望ましく、また、この銀微粒子が可及的に高濃度に改質被膜に吸着しているのが望ましい。
【００２１】
本発明の製造方法によって製造される装飾被膜は、その適用用途がレーダ装置経路内に位置する樹脂基材の表面であることから、外観上は金属光沢を持ちつつ、電波透過性（電気的絶縁性）を有する被膜である。この装飾被膜は、金属光沢を有することから本来的には通電被膜となり得るが、銀微粒子（銀のナノ粒子）が分散してなる装飾被膜であることから、銀光沢を有しつつも、絶縁性を有する被膜となっている。これは、金属が銀ナノ粒子であることで粒子間距離が極めて短いこと、そのために粒子が緻密に集合しており、人目には銀光沢を提供する一方で、一つ一つの銀ナノ粒子を電波が通過する際には、電波のミリ波減衰が極めて少なく、結果として、外観上は銀光沢を持ちつつも、電気的絶縁性を有する被膜となり得るものである。なお、ここで、「ミリ波」とは、電磁波の中でもその周波数帯域が30GHz〜300GHz程度の電波のことであり、たとえば、この周波数帯域に含まれる76GHz程度を特定することができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上の説明から理解できるように、本発明の装飾被膜の製造方法によれば、樹脂基材表面にポリイミドからなる改質被膜を形成した後、銀イオンを含む溶液を塗工し、加熱して銀イオンを熱還元させ、銀微粒子を改質被膜に吸着させることで装飾被膜を製造することにより、従来の製造方法に比して製造時間を格段に短縮しながら、電磁波透過性と金属光沢に優れた装飾被膜を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の装飾被膜の製造方法の実施の形態を説明した模式図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は順に、図１に続いて装飾被膜の製造方法を説明した模式図である。
【図３】車両前方のフロントグリル（樹脂基材）と、樹脂基材後方の車両内部に配されたレーダ装置の関係を示した模式図である。
【図４】樹脂基材に形成された従来の装飾被膜を示した縦断面図であって、レーダ装置から照射されるミリ波が樹脂基材を介して前方に放射され、前方対象物で反射された反射光が樹脂基材を介してレーダ装置に戻っている状況を説明した図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）はいずれも、従来の装飾被膜の実施の形態を説明した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の装飾被膜の製造方法の実施の形態を説明する。
（装飾被膜の製造方法の実施の形態）
図１、図２ａ、図２ｂはその順で、本発明の装飾被膜の製造方法の実施の形態を説明したフロー図となっている。
【００２５】
レーダ装置から照射されるミリ波は、図３で示すようにフロントグリルＦと装飾被膜１０を介して前方に放射され、前方車両や前方障害物などの対象物で反射され、この反射されたミリ波がフロントグリルＦと装飾被膜１０を介してレーダ装置に戻るようになっている。
【００２６】
装飾被膜１０の製造方法として、まず、図１で示すように、エンブレムとなる樹脂基材Ｅの表面にポリイミド素材の改質被膜１を形成する。
【００２７】
ここで、ポリイミド素材の改質被膜１としては、ポリイミド素材のシートを使用して樹脂基材Ｅの表面に貼着する方法や、ポリイミドを含有する溶媒を樹脂基材Ｅの表面に塗工項する方法があるが、前者の方が製造時間が短いことから好ましい。
【００２８】
次に、図２ｂで示すように、銀微粒子を硝酸や硫酸等の溶媒内に含有させてなる溶液２を製作し（溶液内では銀微粒子は銀イオン３’となっている）、これを改質被膜１の表面に塗工する。
【００２９】
溶液２を改質被膜１の表面に塗工したら、この中間製品を300〜400℃の温度範囲で熱処理することにより、図２ｂで示すように、溶液２内に分散している銀イオン３’が熱還元されて銀微粒子（銀ナノ粒子）として析出し、改質被膜１を構成するポリイミドの吸着サイトに銀微粒子３が吸着してなる（改質被膜１内に銀ナノ粒子３が分散してなる）装飾被膜１０が製造される。
【００３０】
ここで、銀が熱還元される温度として300℃以上が必要となることより、熱処理時の下限値の300℃が規定され、一方で、熱還元時の温度が400℃を超えるとポリイミド素材の改質被膜１が熱劣化することから（耐熱温度の上限を400℃に設定するのが望ましい）、熱処理時の上限値の400℃が規定される。
【００３１】
図示する装飾被膜の製造方法によれば、樹脂基材Ｆにポリイミド素材の改質被膜１を形成し、この表面に銀イオン３’を含有する溶液を塗工し、これを300〜400℃の温度範囲で熱処理するという製造工程にて装飾被膜が製造されるため、蒸着による乾湿プロセスによる製造方法や、金属ナノ粒子をバインダー樹脂内に緻密に分散させてコーティング剤を生成した後にこのコーティング剤を基材表面に塗工する製造方法に比して、製造時間を格段に短縮することができる。
【００３２】
図示する装飾被膜１０は、たとえば粒径が数十nm程度の銀ナノ粒子１が改質被膜１内に分散していることで、粒子間距離が極めて短く、もって銀微粒子が緻密に集合して人目には良好な銀光沢を提供することができ、さらには、一つ一つの銀ナノ粒子を電波が通過する際には、電波のミリ波減衰が極めて少なく、良好な電波透過性を有する被膜となる。
【００３３】
（熱処理時の温度を変化させて製造される装飾被膜の光沢を観察した実験とその結果）
本発明者等は、改質被膜表面に銀溶液を塗工した後におこなう熱処理の際の温度条件を変化させ、各温度条件にて製造される装飾被膜の光沢を観察した。
【００３４】
ここで、装飾被膜の製造方法を概説するに、まず、改質被膜としてポリイミドフィルム（製品名：カプトン200H、東レ・デュポン株式会社製）を使用し、これを5M（モラー）の水酸化カリウムとともに樹脂基材表面に貼着し、50℃で5分間放置した。次に、200mM（ミリモラー）の硝酸銀水溶液を室温（20℃程度）の温度雰囲気下で改質被膜表面に塗工し、10分間放置した。
【００３５】
次に、熱処理の際の温度条件を250℃、300℃、350℃の３パターンでおこなった。なお、この熱処理はいずれも、水素雰囲気下で30分間おこなった。
【００３６】
まず、250℃で熱処理して製作された装飾被膜は、その粒子径が7.3±2.0nmであり、赤黄色の光沢を呈していた。
【００３７】
これに対し、300℃で熱処理して製作された装飾被膜は、その粒子径が11±3.0nmであり、銀光沢を呈していた。
【００３８】
さらに、350℃で熱処理して製作された装飾被膜は、その粒子径が14.6±4.9nmであり、やはり銀光沢を呈していた。
【００３９】
このことより、熱処理時の温度が300℃未満では銀が十分に熱還元されず、期待する銀光沢が確認できないことが実証されている。
【００４０】
一方、熱処理時の温度が300℃以上では銀が十分に熱還元され、優れた銀光沢を呈する装飾被膜が製作できることが実証されている。なお、既述するように400℃を超えるとポリイミド素材の改質被膜が熱劣化することを勘案して、熱処理時の温度範囲を300〜400℃の範囲に規定することができる。
【００４１】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４２】
１…改質被膜（改質被膜シート）、２…溶剤、３…銀微粒子（銀ナノ粒子）、３’…銀イオン、１０…装飾被膜、Ｆ…フロントグリル、Ｅ…エンブレム（樹脂基材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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