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TW202426266A - 包含多層體和ＬｉＤＡＲ感測器之裝置 - Google Patents

包含多層體和ＬｉＤＡＲ感測器之裝置 Download PDF

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TW202426266A
TW202426266A TW113106912A TW113106912A TW202426266A TW 202426266 A TW202426266 A TW 202426266A TW 113106912 A TW113106912 A TW 113106912A TW 113106912 A TW113106912 A TW 113106912A TW 202426266 A TW202426266 A TW 202426266A
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TW
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substrate layer
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lidar sensor
sensing system
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TW113106912A
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烏爾里希 格羅瑟
亞歷山大 梅爾
安德烈亞斯 克萊恩
迪克 辛茨曼
彼得 卡佩倫
拉菲爾 歐爾
萊納 哈根
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德商科思創德意志股份有限公司
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Abstract

本發明係關於採用LiDAR感測系統作為駕駛輔助系統的車輛。由聚碳酸酯系熱塑性材料組成的組成物在此用於形成蓋體的基材層供周圍環境相關感測器之用。蓋體具有特殊上塗層，以達成高耐磨性和耐候性。

Description

包含多層體和LiDAR感測器之裝置
本發明係關於包含LiDAR感測器的感測系統，其發射波長800奈米至1600奈米雷射光，及關於包圍所有或部分LiDAR感測器且包含多層體的蓋體。多層體設在LiDAR感測器前面，包含熱塑性組成物製成基材層和至少一上塗層。本發明更關於包含感測系統的車輛，及某些上塗層用作多層LiDAR感測器蓋體塗層的用途。
諸如緊急煞車輔助、車道偏離警告系統、交通號誌識別系統、自動調速系統和距離控制器等駕駛輔助系統為眾所周知並用於目前車輛。為實現所述功能，採用一般應用雷達、LiDAR、超音波和攝影機感測器的周圍環境偵測感測器。LiDAR感測器對於高度自動化與自動駕駛尤其重要，因其能提供車輛周圍環境從近到遠範圍的高解析度三維影像。本發明所述基材材料特別適合LiDAR感測器。
LiDAR(光偵測及測距簡稱)或LaDAR(雷射偵測及測距)係與雷達有關的光學距離和速度測量方法。在雷達替代無線電波或微波的情況下，使用紅外雷射束。LiDAR系統有很多不同類型，差別尤其在於水平偵測範圍(如70°至360°)、雷射類型(如連續波掃描雷射或靜態脈衝雷射)和感測技術(如機械旋轉鏡或半導體電子設備)。本發 明亦涵蓋LiDAR技術相關的紅外攝影機，其使用自有紅外光源。
熱塑性材料系零組件提供許多優於傳統材料的優點，例如用於汽車產業的玻璃。其例如包括提高抗裂性及/或減輕重量，在汽車例子中，此在道路交通事故中賦予乘員更大安全性和更少燃料消耗。最後，含熱塑性聚合物之材料因更易成型而容許實質更大的設計自由度。
由於熱塑性材料通常可讓紅外(IR)輻射通透，其原則上應適用感測系統。然驚人地，本發明內文認知到用於汽車外部的傳統熱塑性塑膠大多不適合感測器。據察即使壁厚小於1毫米也足使許多熱塑性塑膠顯著降低LiDAR感測器的信號強度，故不適用系統。其例如包括聚烯烴、聚醯胺、ABS、PC/ABS摻合物和常用於汽車外部的其他熱塑性材料。
除了基材材料本身，還有其他因素促使LiDAR感測器信號衰減。實例包括由不同材料製成的其他組件和保護層及/或塗層。熱塑性材料製成蓋體的目的為隱藏LiDAR感測器並保護易敏感測電子設備。然蓋體本身需保護以免受風化和環境影響及磨損外表面。實例包括相應塗層。保護層原則上為已知及用於如頭燈燈罩例子。然看來尚無任何適用熱塑性系統的塗層與保護層適於塗佈包含LiDAR感測器之感測系統的蓋體。
感測系統的功能能力必須確保；風化作用及維修不得不利地影響感測器的功能能力。然塗層的磨損、刮痕或甚至腐蝕都可能造成LiDAR感測器的信號衰減。先前技術並未教示習知維修磨損或置於熱塑性材料上的塗層風化以致影響LiDAR感測器的相關作用。
先前技術描述各種熱塑性系統，其原則上展現電磁波通透性。
CN 105400189 A描述以聚胺酯-聚酯系統為基料的雷射束可通透不透明基材材料。其列舉適合聚胺酯-聚酯系系統的特殊著色劑組 合物且原則上可讓雷射束通透。此組成物特別適於雷射焊接。聚碳酸酯系基材並未描述。也無描述適合感測器的基材材料。
WO 2016/037865 A1描述具類玻璃外觀的汽車外部零件。其未描述適合LiDAR系統的基材材料。
WO 2008/12775 A1描述用於汽車應用的雷達感測器。然感測器係在20-25吉赫下操作，不能推論基材材料適用IR區的雷射輔助系統。
WO 2008/149093 A1描述尤其適合LiDAR感測器的層壓著色玻璃系統。用於聚碳酸酯系基材材料的溶液無法從此文件推知。
US 2009/284603 A1描述熱塑性基材，其包含著色劑。基材材料據稱可讓IR輻射高度通透。尚描述特殊著色劑混合物。混合物是否適合雷射輔助偵測器並未描述。也無描述用於聚碳酸酯的特殊著色劑組合物。
EP 1772667 A2描述包含隱藏光元件的塑膠零組件。塑膠零組件在此隱藏光元件，但對相關輻射呈透明或半透明。為此，基材含有效果顏料。此類顏料不適合雷射輔助系統，因其會造成散射。
JP 2003-004942 A描述由具不同折射率的各種材料堆組成的多層體。系統可讓IR輻射通透。然對雷射輔助IR感測器蓋體的材料要求明顯更高。其未描述雷射輔助感測器。
US 2016/0291134 A1記述LiDAR感測器用於汽車領域供自動/半自動駕駛。此文件未詳述適於覆蓋或容納LiDAR感測器的基材材料。
聚碳酸酯的耐刮性同樣仍待改善；故耐刮塗層通常亦用於模製品的塗層。
基於上述原因，諸如塑形聚碳酸酯製品的熱塑性基材例如配有保護塗層。對於外部使用，特別適合的保護系統不僅構成機械保護 以防磨損及刮擦，還形成抗風化作用的極佳保護，即降雨、溫度及特別係紫外輻射(UV)。
適用上述目的的塗料系統大致可分成兩類，其例如用於聚碳酸酯頭燈燈罩：(a)聚矽氧烷塗料系熱固性塗料系統，其可為單層或多層系統(在基材與聚矽氧烷上塗層間只有黏著促進底漆層)。其描述於包括US 4,278,804 A、US 4,373,061 A、US 4,410,594 A、US 5,041,313 A和EP A 1 087 001等文件；(b)同樣地，如丙烯酸酯、胺甲酸酯丙烯酸酯或丙烯矽烷系UV硬化塗料系統(視情況地包括填料來改善耐刮性)因施用膜厚範圍較廣而可形成充分的防風化保護。此類系統為已知及描述於包括US 3,707,397A或DE 69 71 7959 T2、US 5,990,188 A、US 5,817,715 A、US 5,712,325 A和WO 2014/100300 A1等文件。
先前技術描述可讓IR輻射通透並以熱塑性基材為基料的系統。此類基材例如適用紅外攝影機或雷射焊接。然在IR範圍操作的雷射輔助感測系統顯然更易敏，由此無法推得任何教示。故最輕微散射也會造成感測系統誤差，致使相應基材材料不可用。
因此，尚無描述具熱塑性材料基材層(更特別係芳族聚碳酸酯系)的多層體，其可用於汽車、軌道車輛和航空器外部零件等，且適於利用LiDAR感測器對車輛進行周圍環境監測。
包含、較佳由含熱塑性材料製成基材層之多層體組成的外部零件，其用於汽車、軌道車輛和航空器產業及/或基礎建設產業，理當具有長使用壽命且在使用壽命期間不會脆化，即應具最大耐候性。顏色和表面(光澤效果)亦應盡可能僅些微變化。熱塑性零件理應亦具足夠耐刮性。缺乏耐刮性及/或耐候性不僅不利地影響部件本身的使用壽命，還會影響感測系統的功能。
因此，本發明的目的為提供相應設備，即系統，其特徵為用於周圍環境監測的組合物，包含由適合多層體組成的蓋體，其包含由熱塑性材料製成基材層和上塗層，及在800奈米(nm)至1600nm的IR範圍操作的LiDAR感測器。更擬理想上實現至少一上述要求/克服相應缺點。
本發明的目的為提供用於運輸裝置的設備，例如軌道車輛、航空器(如飛機、直升機或無人機)或機動車輛，包含在800至1600nm波長範圍操作的LiDAR感測器和耐候暨耐磨蓋體的適合組合物，即能最小化信號衰減，及由具熱塑性組成物製成基材層的多層體組成。
驚人地發現，上述目的可由感測系統達成，包含：a)LiDAR感測器，其發射波長800至1600nm的雷射光，及b)蓋體，包圍所有或部分LiDAR感測器且包含多層體，其依序包含：
i)基材層，包含芳族聚碳酸酯系熱塑性組成物，依據1133-1：2012-03測定(300℃，1.2公斤)，具有8至20立方公分(cm3)/10分鐘的熔體體積速率MVR，
其中依據DIN ISO 13468-2：2006(D65，10°)測定層厚度4毫米(mm)處，組成物在380至780nm下具有小於25.0%、較佳至多20%、更佳小於15.0%的透光率，
其中依據DIN ISO 13468-2：2006測定(基於此標準，使用所述波長範圍)，基材層於各厚度處在800至1600nm下具有至少40%、較佳45%、更佳55%、特佳大於65%的IR輻射透射率，
ii)視情況地包含至少一種UV吸收劑之聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)系底漆層，及
iii)聚矽氧烷系上塗層，包含有機改質矽烷與矽石溶膠之組合，上塗層包含以掃描穿透電子顯微鏡測定D90小於0.50微米(μm)的二氧化矽粒 子且不包含以掃描穿透電子顯微鏡測定D90
Figure 113106912-A0101-12-0006-52
0.50μm的其他粒子，其中上塗層在基材層的與基材層放置LiDAR感測器側相對的一側，其中上塗層較佳包含UV吸收劑，或由包含此系統的車輛達成，特別係機動車輛。
特別感興趣的蓋體係由深色聚碳酸酯製成，因其容許LiDAR感測器隱藏在後，加上部件可射出成型製造，且聚碳酸酯亦具極佳性質，例如高耐熱變形性、高剛性和其他性質。
在此所用“系統”不僅狹義上係機械連結個別零件的套組，例如設備，更廣義地不過是(純粹為)功能性連結形成單元的個別零件組合物。LiDAR感測器可單獨安裝到各車輛，蓋體設在車輛的預定位置，LiDAR感測器的脈衝擬由此通過。也可與機械連結組合物有關。
基材層相關“系”一詞意指基材層組成包含芳族聚碳酸酯作為主要組分，在各種情況下按基材層總體組成物計，比例較佳為各聚合物重量的至少70重量%，更佳為至少80重量%，再佳為至少85重量%，又更佳為至少90重量%，極佳為至少95重量%。在底漆層方面，至於形成底漆層基礎的聚甲基丙烯酸甲酯，聚甲基丙烯酸甲酯的比例包含較佳至少50重量%、更佳至少60重量%、極佳至少65重量%的聚甲基丙烯酸甲酯。
D90係指90%的粒子有小粒徑。相應地，D50係平均粒徑。50%的粒子粒徑小於特定數字。為達本發明的目的，測定各記述粒徑的方法如下：利用TEM/STEM(掃描穿透電子顯微鏡)，依據DIN SPEC 52407：2015 03測定，樣品以薄剖面形式製備於塗層上。透過測量取得灰階圖像，因為粒子比基質更緻密。透過灰階分析，使用圖像分析法，將粒子與基質分離；接著測定尺寸。圖像分析決定粒子直徑，較佳藉由分析粒子面積，利用等值面積圓確定直徑(ECD法；等值圓直徑)。統計分析施行於隨機樣品，例如d90、中位數，算術平均數。為達本發明的目的，記述數字永遠係直徑的算術平均數(D(n))。
“在800nm至1600nm範圍的透射率”表示在此範圍的平均透射率(算術平均數)，對此範圍內的所有波長取得平均值。
“蓋體”或”用於覆蓋”根據本發明應理解成意指包含或由所述熱塑性組成物製成子區部製成的蓋體用於放在LiDAR感測器前面，以“相對外側”覆蓋或保護其免遭撞擊、弄髒等。蓋體亦可作為空氣動力及/或設計目的。本發明含義內的蓋體故可為殼體，除電纜槽等外，其完全或實質完全圍住LiDAR感測器。除了車輛的上級系統，殼體與LiDAR感測器組合物亦構成本發明標的的一部分。應理解所述所有較佳具體實例和構造亦單獨適用組合物。然蓋體也可只是朝車輛外殼方向放在LiDAR感測器前面的元件，較佳作為車輛外殼。蓋體例如為前面板或保險槓，較佳為前面板。根據本發明，前面板應理解成意指車身零件，其如部分外殼附接至車輛。此可為車輛前面的形成構件或附接至車輛前面的設計元件。”前面板”更應理解成意指如散熱器護柵(radiator grille)替代物。由於新移動形式，例如電動，不再需要多個開口組成的散熱器護柵。前面板故較佳為自持前蓋或主體零件，其只包含臨時通風槽或僅基於設計而保持散熱器護柵外觀並結合各種功能。此類部件可無縫整合。蓋體在此係供LiDAR感測器的雷射光(脈衝或連續波)發射通過以偵測周圍環境的元件。根據本發明蓋體亦包括側板，例如門元件或後面板，其能覆蓋任何所需側向感測器或後面附接感測器。
蓋體較佳由多層體”組成”。“多層體”在本發明中為包含至少基材層和上塗層的製品。上塗層在此具有耐刮層及/或耐候保護層的功能，本身可為單層或多層系統。再者，在上塗層與基材層間還可有底漆層。蓋體特佳由基材層和位於基材層一或二側的上塗層組成，上塗層可為相同或不同，在各種情況下視情況地在基材層與上塗層間具有底漆層。
蓋體不僅可裝設於機動車輛，還可裝設在其他運輸裝置和移動裝置，例如無人機、飛機、直升機或軌道車輛，根據本發明，其全 歸入”車輛”一詞。
“包含熱塑性組成物的基材層”應理解成意指基材層的主要部分(即配置在LiDAR感測器前面的部分，即相對車輛周圍環境覆蓋LiDAR感測器的部分)由熱塑性組成物製成，即基材層包含由熱塑性組成物組成的區部，此區部配置在LiDAR感測器前面。然基材層亦可包含由另一不具根據本發明特性之熱塑性組成物製成的其他子區部。例如，在前面板例子中，涉及具高透光率的頭燈燈罩區部。蓋體特別可以雙部件或多部件射出成型法製造。同樣地，蓋體可包含由具根據本發明特性之不同組成物製成的子區部。然根據本發明，基材層較佳由熱塑性組成物組成。
上塗層可施行於基材層一或二側。至少一上塗層較佳施用於設計在車輛外側的蓋體側，更特別係機動車輛，即定向朝環境一側。若上塗層施用於兩側，也可使用不同塗層。對於面向外側，特佳為改善耐介質性、耐候性及/或耐磨性的層。在多層體指向內側，塗層可特別用於改善防塵、防霧及/或抗反射性質。
“至多”應理解成包括所述值。“至多20%”是以亦涵蓋”20%”和四捨五入範圍內的值，例如”20.3%”。
“基材層於各厚度處具一定IR輻射透射率”在此意指IR通透率係測定在LiDAR光束路徑區的各模製品。在此考量零組件在800-1600nm範圍的實際IR輻射通透率。類似解釋適用所述VIS區相關透光率。
“多層”在本發明中表示“至少二層”，即基材層和位於基材層面對LiDAR感測器一側的上塗層；除了上塗層，上塗層與基材間還可有底漆層。然特別地，在多層體指向內側也可有其他保護層或功能層，更特別係第二上塗層和視情況的底漆層及功能層，例如抗反射、防霧及/或防塵層，只要這些層不會使LiDAR感測器信號顯著衰減。
根據本發明，”車輛”應理解成意指所有運輸貨物及/或人 員的裝置，即陸運工具、船舶和航空器。
基材厚度係LiDAR光束通道區中基材層最厚點的厚度。
所述多層體足以讓LiDAR感測器的雷射光通透。
包含至少一上塗層的多層體以上塗層和視情況地存有其他層(如底漆層)不會顯著降低蓋體對LiDAR感測器的輻射透射性為佳。”不顯著”表示相較於無上塗層的相同蓋體，雷射IR輻射在800-1600nm、更特別係880nm至950nm及/或1520-1570nm下通過蓋體的強度減低至多15%，較佳為至多10%，更佳為至多5%。若除至少一上塗層、基材層外，還存有其他層，則相較於僅由基材層組成的相同蓋體，換言之，蓋體不包含除基材層以外的層，依據DIN ISO 13468-2：2006測定，這些層一起(較佳和上塗層一起)較佳亦造成雷射IR輻射在800-1600nm、更特別係880nm至950nm及/或1520至1570nm下的強度減低最多至多15%，較佳為至多10%，更佳為至多5%。
在LiDAR感測器與蓋體間較佳亦無任何使LiDAR感測器的信號顯著衰減之物。”不顯著”在此意指最大額外衰減至多5%。
至於其他較佳具體實例，亦適用別處所述特徵。
本發明的另一目的為多層體的用途，包含：i)基材層，厚度較佳為1.0至7.0mm，更佳為1.0至6.0mm，包含、較佳由芳族聚碳酸酯系熱塑性組成物組成，依據1133-1：2012-03測定(300℃，1.2公斤)，具有8至20cm3/10分鐘、較佳9至19cm3/10分鐘的熔體體積速率MVR，其中依據DIN ISO 13468-2：2006(D65，10°)測定層厚度4mm處，組成物在380-780nm下具有小於25.0%、較佳至多20%、更佳小於15.0%的透光率，其中基材層於各厚度處在800至1600nm、更特別係880nm至950nm及/或1520-1570nm下具有至少40%、較佳至少65%的IR輻射透射率，及 ii)視情況的底漆層，以聚甲基丙烯酸甲酯為基料及包含至少一種UV吸收劑，及iii)至少一聚矽氧烷系上塗層，包含有機改質矽烷與矽石溶膠之組合，其中上塗層包含以掃描穿透電子顯微鏡測定D90小於0.50μm的二氧化矽粒子且不包含以掃描穿透電子顯微鏡測定D90
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0.50μm的其他粒子，用於部分或完全覆蓋LiDAR感測器，其發射800至1600nm波長範圍、更特別係880nm至950nm及/或1520至1570nm的雷射光，其中上塗層在基材層的與基材層放置LiDAR感測器側相對的一側。
應明白所述較佳用於感測系統的特徵變型亦分別適用所述用途及車輛。
蓋體(特別係基材層)較佳呈黑色印象。彩色蓋體原則上也可行，即如紅色、綠色或藍色蓋體。
包含或由所述熱塑性組成物製成區部組成的蓋體亦於區部展現下列正向性質：- 類玻璃外觀；- 重量較鋼或玻璃輕，此對保持車輛重量盡可能輕來說很重要；- 符合車輛乘員和其他道路使用者的安全性要求，特別係行人，且特別顯示足夠彈性和可變形性，亦具低碎裂傾向；- 可整合電氣、電子、光電和光學功能元件，又不會明顯損害其與車輛和乘員及與外部環境相關功能；- 可覆蓋電氣、電子、光電和光學功能元件，又不會明顯損害其與車輛和乘員及與外部環境相關功能；- 可具引人設計，特別係具有不間斷與無縫設計，同時理想上可二維、較佳三維成形；- 可以簡單方式製造，特別係利用最少可行製造步驟，其中所有製造步驟特別可將至少一些功能元件整合至模具中實現並省略後續附接及密封功 能元件；- 可在LiDAR感測器前方區域使用所述熱塑性組成物覆蓋成型，在非LiDAR感測器前方區域也可使用其他熱塑性組成物覆蓋成型；- 可於至少一車輛面向外側零件上有引人表面，其能抵抗環境影響，例如風化，還有石頭撞擊。
再者，蓋體很容易製造，其中所有製造步驟可將功能元件整合至模具中實現並省略後續附接及密封功能元件。
除了LiDAR感測器，還可覆蓋其他功能元件和裝置，例如作為停車輔助的距離感測器、藉以打開如引擎蓋的動作感測器、燈管、頭燈、指示器、攝影機和顯示器。如上所述，蓋體和基材層為此亦可包含透明區部。另外，此解決方案原則上亦適用雷達輔助感測器。
蓋體較佳為用於車輛前或後方區域的模製品，例如保險槓、散熱器護柵、前面板或後面板，特別係用於機動車輛的前面板，但也可為車側元件。然蓋體亦可為用於機動車輛的車頂或車頂模組。特佳在蓋體與LiDAR感測器間沿光束軌跡路徑不存在其他元件，其可能損害LiDAR感測器運作。
根據本發明所用LiDAR感測器發射800至1600nm的雷射光，較佳為820至1600nm，更佳為880mm至950nm及/或1520至1570nm。特佳地，LiDAR感測器在約905nm的標稱波長(在空氣中測量)或約1550nm的標稱波長(在空氣中測量)下操作。
LiDAR感測器至蓋體的距離較佳為
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300mm，更佳為
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200mm，再佳為
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100mm，極佳為
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50mm。選定距離本質上與構造有關，其應選擇使感測器受充分保護免於撞擊事件。原則上，LiDAR感測器亦可直接放置在蓋體上及利用如黏著接合或旋擰視情況地連接蓋體。
LiDAR感測器位置較佳為選擇將感測器置於車輛前方區域或後方區域中央。LiDAR感測器或可設置或偏離如車輛角落區域。
根據本發明所述蓋體的基材層於所述熱塑性組成物區部(較佳為整個基材層區部)較佳具有1.0至7.0mm、更佳1.6至6.0mm、特佳2.0至4.0mm的厚度。假設根據本發明存有上塗層具有微米範圍的厚度，底漆層亦然(若有)，則蓋體總厚度實質上不偏離上述數字，故上述數字可看作等同蓋體總厚度。
根據本發明選定芳族聚酯碳酸酯的重量平均分子量Mw較佳為22000至29000克/莫耳，然原則上，重量平均分子量Mw為10000至50000克/莫耳、更佳為14000至40000克/莫耳、極佳為16000至32000克/莫耳亦適合。Mw值在此以凝膠滲透層析測定，對照雙酚A聚碳酸酯標準校正及使用二氯甲烷為溶析液，並用德國PSS Polymer Standards Service GmbH、已知莫耳質量分布的直鏈聚碳酸酯(由雙酚A與光氣形成)校正，及依據Currenta GmbH & Co.OHG,Leverkusen的方法2301-0257502-09D(西元2009年德語版)校正。溶析液係二氯甲烷。管柱組合為交聯苯乙烯二乙烯基苯樹脂。分析管柱的直徑：7.5mm；長度：300mm。管柱材料的粒徑：3μm至20μm。溶液濃度：0.2重量%。流速：1.0毫升/分鐘，溶液溫度：30℃。藉助折射率(RI)偵測器偵測。
聚碳酸酯較佳以界面法或熔體交酯化法製造，就此文獻已多次描述。
界面法可參見如「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-Müller “Polycarbonate” in Becker/Braun,Kunststoff-Handbuch,Volume 3/1,Polycarbonate,Polyacetale,Polyester,Celluloseester,Carl Hanser Verlag Munich,Vienna 1992,pp.118-145」和EP 0 517 044 A1。
熔體交酯化法例如描述於「“Encyclopaedia of Polymer Science”,Vol.10(1969),Chemistry and Physics of Polycarbonates,Polymer Reviews,H.Schnell,Vol.9,John Wiley and Sons,Inc.(1964)」和專利說明書DE 10 31 512 A與US 6,228,973 B1。
聚碳酸酯較佳由雙酚化合物與碳酸化合物(特別係光氣)或在熔體交酯化法中與碳酸二苯酯或碳酸二甲酯反應而製備。
在此以雙酚A系均聚碳酸酯和以雙酚A與1,1-雙(4-羥基苯基)-3,3,5-三甲基環己烷單體為基料之共聚碳酸酯尤佳，例如Covestro Deutschland AG的Apec®。
可用於聚碳酸酯合成的上述和其他雙酚/二醇化合物尤其描述於WO 2008/037364 A1(第7頁第21行至第10頁第5行)、EP 1 582 549 A1([0018]至[0034])、WO 2002/026862 A1(第2頁第20行至第5頁第14行)和WO 2005/113639 A1(第2頁第1行至第7頁第20行)。
聚碳酸酯可為直鏈或支鏈。亦可使用支鏈與非支鏈聚碳酸酯混合物。
適於製造支鏈聚碳酸酯的分枝劑可從文獻獲知及例如描述於專利文件US 4,185,009 B與DE 25 00 092 A1(3,3-雙(4-羥基芳基吲哚)，參見完整文件各例)、DE 42 40 313 A1(參見第3頁第33-55行)、DE 19 943 642 A1(參見第5頁第25-34行)與US 5,367,044 B及其引用文獻。
另外，所用聚碳酸酯本質上亦可為支鏈，在此情況下，聚碳酸酯製備過程不用加入分枝劑。本質支鏈一例為所謂的Fries結構，此如EP-A 1 506 249 A1就熔融聚碳酸酯所述。
此外，可於聚碳酸酯製備時使用鏈終止劑。所用鏈終止劑較佳為酚類，例如苯酚、烷基酚(如甲酚和4-叔丁基酚)、氯酚、溴酚、異丙苯基酚或其混合物。
原則上，所述基材層組成物可包含其他聚合物和芳族聚碳酸酯，包括混合物；換言之，其可包含除芳族聚碳酸酯以外的熱塑性聚合物。熱塑性聚合物為聚苯乙烯、苯乙烯共聚物、環聚烯烴、聚或共聚丙烯酸酯及聚或共聚丙烯酸甲酯，例如聚或共聚甲基丙烯酸甲酯(如PMMA)，還有含苯乙烯之共聚物，例如透明聚苯乙烯丙烯腈(PSAN)、熱塑性聚胺酯、環烯烴系聚合物(如TOPAS®，Ticona的商品)、包含烯烴共聚物或接枝聚合物之聚碳酸酯摻合物，例如苯乙烯/丙烯腈共聚物。
其他熱塑性聚合物可僅以不破壞LiDAR感測器的雷射光透射性致使系統失去功能的量存在。基材層故較佳含有小於5.0重量%、更佳小於1.0重量%的其他熱塑性聚合物，極佳為毫無其他熱塑性聚合物。根據本發明，”小於”應理解成意指各組分也可絲毫不存在。
根據本發明，較佳為感測系統，包含：a)LiDAR感測器，其發射波長800至1600nm的雷射光，及b)蓋體，包圍所有或部分LiDAR感測器且包含多層體，其依序包含：
基材層，包含熱塑性組成物，
其中依據DIN ISO 13468-2：2006(D65，10°)測定層厚度4mm處，組成物在380至780nm下具有小於25.0%、較佳至多20%、更佳小於15.0%的透光率，
其中依據DIN ISO 13468-2：2006測定，基材層於各厚度處在800nm至950nm及/或1520至1570nm下具有至少65%的IR輻射透射率，
其中熱塑性組成物包含：
i)至少70重量%的芳族聚碳酸酯，依據1133-1：2012-03測定(300℃，1.2公斤)，具有8至20cm3/10分鐘的熔體體積速率MVR，
ii)至少一種綠色及/或藍色著色劑，
iii)至少一種紅色及/或紫色著色劑，
iv)視情況的其他著色劑，
及0%至小於5.0重量%的其他熱塑性聚合物，
及0%至小於0.005%的碳黑，
其中熱塑性組成物中的著色劑ii)至iv)合計為>0.005重量%，較佳為>0.05重量%，
其中基材層的厚度為1.0至7.0mm，較佳為1.5至6.0mm，更佳為2至5mm，極佳為2.0至5.0mm，及
至少一聚矽氧烷系上塗層，包含有機改質矽烷與矽石溶膠之組合，上塗層包含以掃描穿透電子顯微鏡測定D90小於0.50μm的二氧化矽粒子，較佳為小於0.2μm，更佳為小於100nm，極佳為小於50nm，特佳為小於30nm，最佳為15至30nm，且不包含以掃描穿透電子顯微鏡測定D90
Figure 113106912-A0101-12-0015-58
0.50μm的其他粒子。
組成物包含綠色及/或藍色著色劑(組分ii)和紅色及/或紫色著色劑(組分iii)。其他著色劑(組分iv)可視情況地使用，特佳為黃色著色劑。
故較佳使用選自式(1)、(2a-c)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)著色劑(第ii群)、特佳(1)、(2a-c)、(3)或(4)的至少一種著色劑和選自式(9)、(10)、(11)、(12)、(13)、(14a)、(14b)、(15)著色劑(iii類)、較佳選自式(10)、(14a)、(14b)或(15)的至少一種著色劑。視情況的其他著色劑(第iv群)較佳為選自式(16)-(20)的著色劑，特佳為選自式(16)與(17)的著色劑。相關具式著色劑將詳述於後。
綠色著色劑特佳為式(1)與(2a/2b/2c)著色劑。
Figure 113106912-A0101-12-0015-76
Figure 113106912-A0101-12-0016-2
Figure 113106912-A0101-12-0016-3
Figure 113106912-A0101-12-0016-4
式(1)著色劑為Lanxess Deutschland GmbH的品名”Macrolex Green 5B”，顏色索引號61565，CAS編號128-90-3，其係蒽醌染料。
式(2a)、(2b)與(2c)著色劑尤其為品名”Macrolex Green G”(Solvent Green 28)。
所用藍色著色劑較佳為式(3)及/或(4a/4b)及/或(5a/5b)著色劑，
Figure 113106912-A0101-12-0016-6
 可取自品名”Keyplast Blue KR”，CAS編號116 75-6，
Figure 113106912-A0101-12-0017-7
 其中，- Rc和Rd彼此個別為直鏈或支鏈烷基或鹵素，較佳為甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔丁基、戊基、新戊基、己基、叔己基或Cl，更佳為甲基、Cl，特佳為Cl，- n獨立於各R代表0至3的自然數，n=0時，基團為氫。
在一較佳具體實例中，Rc及/或Rd係Cl，且相對帶有胺官能基的碳原子位於鄰位及/或對位，例如二鄰氯萘基、二鄰單對氯萘基和單鄰萘基。另外，在一較佳具體實例中，Rc和Rd各自代表叔丁基，其較佳相對帶有氮官能基的碳原子位於間位。
在一特佳具體實例中，在所有環中，n=0，是以所有Rc和Rd=H。
Figure 113106912-A0101-12-0017-8
基團R(5-20)在各種情況下彼此個別為氫、甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔丁基、戊基、新戊基、己基、叔己基、 氟、氯、溴、碸、CN。
較佳地，R(5-20)在所有位置皆相同。更佳地，R(5-20)在所有位置皆為H。在一替代具體實例中，R(5-20)在所有位置皆為Cl。
M較佳為鋁(其中R=H：酞青鋁，CAS：14154-42-8)、鎳(其中R=H：酞青鎳，CAS：14055-02-8)、鈷(其中R=H：酞青鈷，CAS：3317-67-7)、鐵(其中R=H：酞青鐵，CAS：132-16-1、鋅(其中R=H：酞青鋅，CAS：14320-04-08)、銅(其中R=H：酞青銅，CAS：147-14-8；其中R=H與Cl：多氯酞青銅，CAS：1328-53-6；其中R=Cl：十六氯酞青，CAS：28888-81-5；其中R=Br：十六溴酞青，CAS：28746-04-5)、錳(其中R=H：酞青錳，CAS：14325-24-7)。
所有位置的M=Cu結合R=H尤佳。例如，M=Cu且R(5-20)=H的結構(5b)化合物可為BASF AG,Ludwigshafen的Heliogen® Blue K 6911D或Heliogen® Blue K 7104 KW。
具結構(5a)之化合物例如可為BASF AG,Ludwigshafen的Heliogen® Blue L 7460。
可用作藍色著色劑的還有：式(6)著色劑，可取自品名”Macrolex Blue 3R Gran”，
Figure 113106912-A0101-12-0018-9
 及/或式(7)著色劑，可取自品名“Macrolex Blue 3R Gran”(CAS：32724-62-2；Solvent Blue 97；C.I.615290)，
Figure 113106912-A0101-12-0019-10
可用作藍色著色劑的還有：
Figure 113106912-A0101-12-0019-11
 其中- R1和R2個別為直鏈或支鏈烷基或鹵素，較佳為甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔丁基、戊基、新戊基、己基、叔己基或Cl，更佳為甲基、Cl，特佳為Cl，- n係0至4的自然數。
在一特佳具體實例中，在所有環中，n=0，是以所有R1和R2=H。
具結構(8)之著色劑為BASF AG的商品”Paliogen Blue”系列。
在使用結構(8)著色劑的情況下，較佳特別係總體積為2升/公斤(l/kg)-10 l/kg、較佳3 l/kg-8 l/kg(依據DIN ISO 787-11：1995-10測定)、比表面積為5平方公尺/克(m2/g)-60m2/g、較佳10m2/g-55m2/g(依據DIN 66132：1975-07測定)和pH為4-9(依據DIN ISO 787-9測定)的顏料。
較佳用作紅色著色劑的是式(9)著色劑，其可取自品名“Macrolex Red 5B”，CAS編號81-39-0，
Figure 113106912-A0101-12-0020-12
亦可採用CAS編號71902-17-5的式(10)著色劑和CAS編號89106-94-5的式(11)著色劑，
Figure 113106912-A0101-12-0020-13
Figure 113106912-A0101-12-0020-14
較佳用作紫色著色劑的是CAS編號61951-89-1的式(12)著色劑、取自Lanxess AG的品名“Macrolex Violet B”暨CAS編號81-48-1的式(13)著色劑或式(14a/14b)著色劑，
Figure 113106912-A0101-12-0020-15
Figure 113106912-A0101-12-0020-16
 其中R選自由H和對甲基苯基胺基所組成之群；較佳地，R=H；
Figure 113106912-A0101-12-0021-17
 其中- Ra和Rb個別為直鏈或支鏈烷基或鹵素，較佳為甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔丁基、戊基、新戊基、己基、叔己基或Cl，更佳為甲基、Cl，特佳為Cl，- n獨立於各R代表0至3的自然數，其中n=0時，基團為氫。
在一較佳具體實例中，Ra及/或Rb係Cl，且相對帶有胺官能基的碳原子位於鄰位及/或對位，例如二鄰氯萘基、二鄰單對氯萘基和單鄰萘基。另外，在一較佳具體實例中，Ra和Rb各自代表叔丁基，其較佳相對帶有氮官能基的碳原子位於間位。
在一特佳具體實例中，在所有環中，n=0，是以所有Ra和Rb=H。
也可使用符合式(15)的著色劑，其可取自品名“Macrolex RedViolet R”，CAS編號6408-72-6，
Figure 113106912-A0101-12-0021-18
較佳用作黃色著色劑的是品名“Macrolex Yellow 3G”暨CAS編號4702-90-3的式(16)著色劑及/或品名“Macrolex Orange 3G”(CAS編號6925-69-5，C.I.564100)的式(17)著色劑，
Figure 113106912-A0101-12-0022-20
Figure 113106912-A0101-12-0022-21
亦可採用品名“Oracet Yellow 180”暨CAS編號13676-91-0的式(18)著色劑、CAS編號30125-47-4的式(19)著色劑及/或品名”Oracet Orange 220；Solvent Orange 116”暨CAS編號669005-94-1的式(20)著色劑，
Figure 113106912-A0101-12-0022-22
Figure 113106912-A0101-12-0022-23
Figure 113106912-A0101-12-0022-24
第iv)群的其他著色劑較佳包含小於0.10重量%的著色劑，其不歸屬第ii)、iii)群或具結構(16)-(20)之著色劑。第iv)群的其他著色劑較佳只由結構(16)-(20)著色劑組成。
然原則上，除了上述著色劑，還可視情況地另使用其他著色劑(組分iv)。其較佳為Heliogen Green型系(如Heliogen Green K 8730； CAS 1328-53-6；Pigment Green 7；C.I.74260)。
然較佳地，具基材層之組成物的著色劑僅選自式(1)至(20)著色劑。
組成物較佳包含小於0.005重量%、更佳小於0.001重量%的碳黑，特佳為不含碳黑。
所述低透射率例如可獲自含下列著色劑組合物的組成物：”Macrolex Violet3R”，取自Lanxess AG(CAS 61951-89-1，Solvent Violet 36，顏色索引號61102)-蒽醌著色劑：
Figure 113106912-A0101-12-0023-25
 及”Macrolex Green 5B”，取自Lanxess AG(CAS 128-80-3，Solvent Green 3，顏色索引號61565)-亦為蒽醌著色劑：
Figure 113106912-A0101-12-0023-26
 例如，在各種情況下按總體組成物計，著色劑均為0.1重量%。
特別係所述具式著色劑的總濃度較佳為至少0.13重量%，更佳為0.15重量%，特佳為至少0.18重量%。
用於基材層材料的組成物理應可在熱塑性塑膠習用溫度下加工，即溫度高於300℃，例如350℃，且諸如深光澤等光學性質或機械性質在加工期間不會顯著改變。
形成基材層區部並以熱塑性聚合物為基料(較佳為芳族聚 碳酸酯)的組成物除著色劑外較佳還含有一或更多其他習知添加劑。此類添加劑例如描述於EP-A 0 839 623、WO A 96/15102、EP-A 0 500 496或「“Plastics Additives Handbook”,Hans Zweifel,5th Edition 2000,Hanser Verlag,Munich」，例如脫模劑、UV吸收劑、熱穩定劑、阻燃劑、抗靜電劑及/或流動促進劑。
在此，組成物原則上亦可加入不會明顯損害感測系統功能之物。
組成物特佳含有小於0.1重量%、基材層組成物極佳不含散射添加劑，例如以丙烯酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、玻璃、氧化鋁及/或二氧化矽為基料者。另外，組成物特佳含有小於0.1重量%、極佳不含白色顏料或類似顏料，例如二氧化鈦、高嶺土、硫酸鋇、硫化鋅、氧化鋁、氫氧化鋁、石英粉、干涉顏料及/或珠光顏料，即片狀粒子，例如雲母、石墨、滑石、SiO2、白堊及/或二氧化鈦，塗覆及/或未塗覆。另外，組成物特佳含有總計小於0.1重量%、組成物極佳不含奈米微粒系統，例如碳黑、奈米管、金屬粒子、金屬氧化物粒子。組成物較佳亦含有小於0.1重量%、極佳不含以不溶顏料為基料的顏料，例如DE 10057165 A1和WO 2007/135032 A2所述。
組成物特佳含有脂肪酸酯系脫模劑，較佳為硬脂酸酯系，特佳為季戊四醇系。較佳使用季戊四醇四硬脂酸酯(PETS)及/或甘油單硬脂酸酯(GMS)。
用於基材層區部及/或基材層的組成物視情況地另含紫外吸收劑。適合UV吸收劑係在400nm以下具最小可能透射率及在400nm以上有最大可能透射率的化合物。此類化合物和其製造可從文獻得知及描述於如EP 0 839 623 A1、WO 1996/15102 A2和EP 0 500 496 A1。特別適用根據本發明組成物的紫外吸收劑為苯并三唑、三
Figure 113106912-A0101-12-0024-59
、二苯甲酮及/或芳基化丙烯酸氰酯。
在一特佳具體實例中，用於基材層的組成物含有UV吸收劑。
以下為適合的紫外吸收劑，例如：羥基苯并三唑，例如2-(3’,5’-雙(1,1-二甲基芐基)-2’-羥基苯基)苯并三唑(Tinuvin® 234；BASF AG.Ludwigshafen)、2-(2’-羥基-5’-叔辛基苯基)苯并三唑(Tinuvin® 329；BASF AG.Ludwigshafen)、2-(2’-羥基-3’-(2-丁基)-5’-叔丁基苯基)苯并三唑(Tinuvin® 350；BASF AG.Ludwigshafen)、雙(3-(2H-苯并三唑基)-2-羥基-5-叔辛基)甲烷(Tinuvin® 360；BASF AG.Ludwigshafen)、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三
Figure 113106912-A0101-12-0025-60
-2-基)-5-(己氧基)苯酚(Tinuvin® 1577；BASF AG.Ludwigshafen)、二苯甲酮：2,4-二羥基二苯甲酮(Chimasorb® 22；BASF AG.Ludwigshafen)或2-羥基-4-辛氧基二苯甲酮(Chimassorb® 81；BASF AG.Ludwigshafen)、2-氰基-3,3-二苯基-2-丙酸-2,2-雙[[(2-氰基-1-側氧-3,3-二苯基-2-丙烯基)氧基]甲基]-1,3-丙二基酯(9CI)(Uvinul® 3030；BASF AG.Ludwigshafen)、2-[2-羥基-4-(2-乙基己基)氧基]苯基-4,6-二(4-苯基)苯基-1,3,5-三
Figure 113106912-A0101-12-0025-61
(CGX UVA 006；BASF AG.Ludwigshafen)或四乙基-2,2’-(1,4-伸苯基二亞甲基)雙丙二酸酯(Hostavin® B-Cap；Clariant AG)。亦可使用紫外吸收劑混合物。
熱塑性組成物更佳亦含有至少一種其他熱穩定劑/加工穩定劑。
就本身而論，亞磷酸酯、膦酸酯和膦為佳。實例包括三苯基亞磷酸酯、二苯基烷基亞磷酸酯、苯基二烷基亞磷酸酯、三(壬基苯基)亞磷酸酯、三月桂基亞磷酸酯、三(十八基)亞磷酸酯、二硬脂基季戊四醇二亞磷酸酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯、二異癸基戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,4-二異丙苯基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、二異癸氧基季戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,4-二叔丁基-6-甲基苯基)季戊 四醇二亞磷酸酯、雙(2,4,6-三(叔丁基苯基))季戊四醇二亞磷酸酯、三硬脂基山梨醇三亞磷酸酯、四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4’-苯炔二亞膦酸酯、6-異辛氧基-2,4,8,10-四叔丁基-12H-二苯并[d,g]-1,3,2-二氧雜環磷烷、雙(2,4-二叔丁基-6-甲基苯基)亞磷酸甲酯、雙(2,4-二叔丁基-6-甲基苯基)亞磷酸乙酯、6-氟-2,4,8,10-四叔丁基-12-甲基二苯并[d,g]-1,3,2-二氧雜環磷烷、2,2’,2”-氮基[三乙基三(3,3’,5,5’-四叔丁基-1,1’-聯苯-2,2’-二基)亞磷酸酯]、2-乙基己基(3,3’,5,5’-四叔丁基-1,1’-聯苯-2,2’-二基)亞磷酸酯、5-丁基-5-乙基-2-(2,4,6-三叔丁基苯氧基)-1,3,2-二氧雜磷雜環丙烷、雙(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、三苯基膦(TPP)、三烷基苯基膦、雙聯苯膦乙烷或三萘基膦。特佳使用三苯基膦(TPP)、Irgafos® 168(三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯)或三(壬基苯基)亞磷酸酯或其混合物。也可使用烷基磷酸酯，例如單、二和三己基磷酸酯、三異辛基磷酸酯和三壬基磷酸酯。
亦可使用酚性抗氧化劑，例如烷基化單酚、烷基化硫烷基酚、對苯二酚和烷基化對苯二酚。特佳使用Irganox® 1010(季戊四醇-3-(4-羥基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸酯；CAS：6683-19-8)及/或Irganox 1076®(2,6-二叔丁基-4-(十八烷氧基羰基乙基)苯酚)。
著色劑和其他添加劑例如可按含著色劑與其他添加劑和聚碳酸酯系材料之聚碳酸酯粉末總體組成物計混合2-5重量%而引入組成物，其中粉末形式聚碳酸酯的MVR可不同於基礎材料。組成物中聚碳酸酯的分子量或MVR由存於組成物的總體聚碳酸酯給定。
由於用於基礎建設或運輸產業的蓋體可能相當大且具複雜幾何形狀，用於基材層的熱塑性組成物理應具足夠流動性，以在射出成型法中能加工成相應模製品，例如特別係射出壓縮成型法。
多層體不僅包含基材層，還有一或更多上塗層。在本發明中，層較佳能實現耐刮層及/或耐候保護層功能。上塗層可施用於一或二 側，但至少施用在蓋體安裝到車輛時的蓋體外側，特別係機動車輛，換言之，面向環境一側。在蓋體面對車輛內部一側，可視情況地存有附加功能層，例如防霧、防塵及/或抗反射層，只要其不會使LiDAR感測器信號顯著衰減。
位於基材層面向車輛周圍環境一側的上塗層由耐刮層(硬塗層、上塗層)組成。此塗層係以溶膠-凝膠法製造的聚矽氧烷塗層。利用掃描穿透電子顯微鏡測定，存於上塗層的二氧化矽具有小於0.50μm的D90，較佳為小於0.20μm，更佳為小於100nm，極佳為小於50nm，特佳為小於30nm，最佳為15至30nm。特佳地，利用掃描穿透電子顯微鏡測定D100為小於50nm，特佳為小於30nm。上塗層不含以掃描穿透電子顯微鏡測定D90
Figure 113106912-A0101-12-0027-62
0.50的粒子，即其他填料粒子等。
“面向車輛周圍環境一側”意指設置LiDAR感測器側對面的基材材料一側。
位於基材層面向車輛周圍環境一側的上塗層特佳另含至少一UV吸收劑。上塗層乃選擇具有耐磨及耐刮性。
在塑膠製品上製造上塗層的各種方法為已知。系統可由如浸漬法、旋塗、噴塗法或淋塗施用，較佳為浸漬或淋塗法。硬化可以熱或UV輻射達成。上塗層例如可直接或用底漆製備基材表面後施用。上塗層亦可由電漿輔助聚合法施用，更特別係SiO2電漿。防霧或抗反射塗層(特別係施用於面對車輛內部側者)也可以電漿法製造。亦可使用某些射出成型法，例如對表面處理箔包覆成型、將上塗層施用於所得模製品。各種添加劑可存於上塗層，例如衍生自如三唑、三
Figure 113106912-A0101-12-0027-63
、間苯二酚或二苯甲酮的UV吸收劑。
在產生特別良好耐候性的一較佳具體實例中，蓋體包含具耐刮層及/或耐候保護層功能的聚矽氧烷系上塗層(層a’)，包含：
i.選自來自二苯甲酮、間苯二酚、2-(2-羥基苯基)苯并三唑、羥基苯 基-s-三
Figure 113106912-A0101-12-0028-64
、2-氰基丙烯酸酯、草醯苯胺之群的至少一種UV吸收劑，
及/或選自來自立體障礙胺(HALS)、更特別係以2,2,6,6-四甲基哌啶為基料、或其衍生物之群的UV抑制劑；特佳上塗層包含以具矽基側鏈之二苯甲酮或雙二苯甲酮為基料的UV吸收劑，
ii至少一種有機改質矽烷與矽石溶膠之組合，有機改質矽烷較佳為甲基三烷氧基矽烷或二甲基二烷氧基矽烷，其中上塗層包含以掃描穿透電子顯微鏡測定D90小於0.50μm的二氧化矽粒子且不包含以掃描穿透電子顯微鏡測定D90
Figure 113106912-A0101-12-0028-65
0.50微米的粒子，視情況而定，在另一較佳具體實例中，另有聚甲基丙烯酸甲酯系底漆層(層a”)置於基材層上，底漆層當作聚矽氧烷系上塗層與基材層間的黏著促進劑層，包含：
選自二苯甲酮、間苯二酚、2-(2-羥基苯基)苯并三唑、羥基苯基-s-三
Figure 113106912-A0101-12-0028-66
、2-氰基丙烯酸酯、草醯苯胺及/或選自立體障礙胺(HALS)之群的至少一種UV吸收劑，其中底漆層的厚度為0.3μm至8μm，較佳為1.0μm至4.0μm。
底漆層中的UV吸收劑比例為至多35重量%。UV吸收劑有關“以X為基料”意指其結構衍生自式X化合物且可具一或更多取代基、稠環等。
特佳地，蓋體不包含除基材層、一或更多上塗層和視情況的一或更多底漆層以外的層。
在此用於形成底漆層的底漆組成物(底漆溶液)特佳為：a)一或更多聚(甲基)丙烯酸甲酯，b)一或更多溶劑，較佳選自乙二醇醚群組，c)一或更多紫外吸收劑，及d)視情況的一或更多立體障礙胺(HALS)，及 e)視情況的流動控制添加劑。添加劑的目的係為更有效潤濕基材，即待塗佈表面，及/或改善表面平整度。故底漆層中的流動控制添加劑用於更有效潤濕基材層。
本文所用上塗層組成物較佳由下列組成：a)一或更多烷氧基矽烷，較佳為甲基三甲氧基矽烷或甲基三乙氧基矽烷，b)矽石溶膠，以掃描穿透電子顯微鏡測定，平均粒徑D50較佳為小於50nm，更特別係15至30nm，c)一或更多溶劑，較佳選自醇和水的群組，d)一或更多UV吸收劑，較佳以具矽基側鏈之結構(I)二苯甲酮及/或結構(II)及/或(III)雙二苯甲酮為基料，
Figure 113106912-A0101-12-0029-29
Figure 113106912-A0101-12-0029-30
Figure 113106912-A0101-12-0029-31
 其中n=1-10，較佳為2-4；R=甲基、乙基、丙基，e)視情況的一或更多立體障礙胺(HALS)，及f)視情況的一或更多聚(甲基)丙烯酸甲酯黏結劑，及g)視情況的流動控制添加劑。
根據本發明，”衍生物”應理解成意指分子結構具不同原子或不同原子團取代氫原子或官能基、或其中一或更多原子/原子團已移除 的化合物。親體化合物故仍可辨識。
較佳使用含UV吸收劑之底漆，以改善耐刮清漆在基材層上的黏著性。底漆較佳含有其他穩定劑，例如HALS系統(立體障礙胺系穩定劑)、黏著促進劑及/或流動加強劑。形成底漆層基礎材料的各樹脂可選自各種材料及描述於如「Ullmann’s Encyclopaedia of Industrial Chemistry,5th Edition,Vol.A18,pp.368-426,VCH,Weinheim 1991」。可使用聚丙烯酸酯、聚胺酯、酚系系統、三聚氰胺系系統、環氧系統和醇酸系統或系統混合物。樹脂通常溶於適當溶劑，通常係醇。視選定樹脂而定，硬化可在室溫或高溫下進行。較佳採用20℃(室溫)至130℃的溫度，通常在室溫下短時間內移除大部分溶劑後。市售底漆系統包括如Momentive Performance Materials的SHP470、SHP470-FT2050和SHP401。此類塗層例如描述於US 6,350,512 B1、US 5,869,185 A、EP 1308084 A1和WO 2006/108520 A1。
聚矽氧烷層較佳含有具式RnSiX4-n之有機矽化合物及/或其部分縮合物，其中基團R為相同或不同且代表直鏈或支鏈、飽和或單或多不飽和或芳族烴基，基團X為相同或不同且代表可水解基團或羥基，較佳為鹵素，特別係氯或溴、烷氧基、烷基羰基或烷氧基，及n為0、1、2或3，較佳為1或2，極佳為1。
R較佳代表具1至20個碳原子的飽和、支鏈或非支鏈烷基，及/或代表具2至20個碳原子的單或多不飽和支鏈或非支鏈烯基、或具6至12個碳原子的芳族基團。烷基/烯基更佳具有至多12個、再佳至多8個碳原子。更佳地，所有基團皆為甲基及/或苯基。
更佳地，X係烷氧基，最佳為C1-C4-烷氧基，例如甲氧基或乙氧基。
矽化合物RnSiX4-n可透過X基團水解及縮合。包含Si-O-Si單元的無機網絡由可水解縮合基團構建。對照X基團，R基團在典型縮合條件下對水解呈穩定。
使用上述矽氧烷系上塗層系統時，乾燥層厚度較佳為3μm-20μm，更佳為3.5μm-15μm，特佳為4μm-12μm。”乾燥層厚度”係指塗層施用、溶劑蒸發及隨後熱硬化或UV硬化後的層厚度。此層厚度通常對較佳上塗層而言屬有效。層厚度較佳可以如白光干涉(如利用Eta Optic的白光干涉儀；ETA-SST)測定。層截面製備及顯微偵測(利用AFM或掃描電子顯微鏡)亦可用於透過材料對比檢測厚度。
視情況而定，若無底漆層，則上塗層a’可包含聚丙烯酸(甲)酯黏結劑作為黏著促進組分。市售黏結劑可為BASF的Joncryl產品。
如上所述，也可採用單組分混成系統來替代底漆/上塗層組合物，其可使多層體熱或UV硬化而形成蓋體。
熱硬化系統尤其係混成系統及例如描述於EP 0570165 A2、WO 2008/071363 A2或DE 2804283 A。混成系統為已知且可為市售熱硬化系統形式。現今用於塑膠蓋盤的UV硬化系統例如為市售UV硬化或熱硬化塗料系統，例如取自Momentive Performance Materials和Redspot。
根據本發明，在製造車輛用蓋體的特佳方法中，上塗層和視情況的底漆層由淋塗法施用，因此可產生具高光學品質的塗佈零件。
淋塗法可用軟管或適合塗佈頭手動進行，或利用淋塗機器人與視情況的縫模自動連續運行。零組件在此可懸吊或放在適當貨架上塗佈。至於大型及/或3D零組件，即具三維表面的零組件，是以亦具有不同於板材的幾何形狀，待塗佈零件懸掛或放在適當貨架上。
其他可行施用方法為浸漬、所有噴塗及射出法、刮塗、輥塗或旋塗，較佳為噴塗及射出，例如在平面噴塗單元使用噴槍或利用高速旋轉鈴。零組件在此可懸吊或放在適當貨架上塗佈。
至於小零件，塗佈也可手動進行。在此，用於形成保護層的待疊層液體底漆或清漆溶液從小零件上緣開始沿縱向倒到板上，同時令板上清漆起點由左往右通過板寬。根據各製造商指示說明，晾乾塗覆板並硬化，同時以夾具垂直懸吊。
完全出乎意料地發現，有機塗料系統不太適合包含LiDAR感測器的設備。系統包括如UV可交聯系統，例如具有及不具無機奈米粒子之胺甲酸酯丙烯酸酯。
特佳為感測系統，特別係關於車輛，包含：a)LiDAR感測器，其發射波長800至1600nm、更特別係880nm至950nm及/或1520至1570nm的雷射光，及b)蓋體，包圍所有或部分LiDAR感測器且包含多層體，其依序包含：
基材層，包含芳族聚碳酸酯系熱塑性組成物，依據ISO 1133-1：2012-03測定(300℃，1.2公斤)，具有8至20cm3/10分鐘的熔體體積速率MVR，
其中依據DIN ISO 13468-2：2006(D65，10°)測定層厚度4mm處，基材層在380-780nm下具有小於25.0%、較佳至多20%、更佳小於15.0%的透光率，
其中依據DIN ISO 13468-2：2006測定，基材層於各厚度處在800至1600nm、更特別係880nm至950nm及/或1520至1570nm下具有至少55%、較佳至少60%、更佳至少65%的IR輻射透射率，
其中熱塑性組成物由下列組成：
i)至少85重量%、更佳至少95重量%的芳族聚碳酸酯，
ii)至少一種綠色及/或藍色著色劑，選自由式(1)、(2a-c)、(3)、(4a)、(4b)、(5)、(6)、(7)及/或(8)著色劑所組成之群，及
iii)至少一紅色及/或紫色著色劑，選自由式(9)、(10)、(11)、(12)、(13)、(14a)、(14b)及/或(15)著色劑所組成之群，
iv)視情況的其他著色劑，較佳選自由式(16)、(17)、(18)、(19)及/ 或(20)著色劑所組成之群，
v)視情況的熱穩定劑、脫模劑、UV吸收劑、阻燃劑、抗靜電劑及/或流動促進劑，其量較佳為0至10重量%，更佳為0至3重量%，
vi)0%至小於5.0重量%的其他熱塑性聚合物，
vii)0%至小於0.005重量%的碳黑，
其中著色劑ii)至iv)合計為>0.001重量%，更佳為>0.005重量%，再佳為>0.008重量%，
其中基材層的厚度為1.0至6.0mm，較佳為2至4mm，更佳為2.0至.0mm，
視情況的底漆層，以聚甲基丙烯酸甲酯為基料及包含至少一UV吸收劑，
及
聚矽氧烷系上塗層，包含有機改質矽烷與矽石溶膠之組合，上塗層包含以掃描穿透電子顯微鏡測定D90小於0.50μm的二氧化矽粒子且不包含以掃描穿透電子顯微鏡測定D90
Figure 113106912-A0101-12-0033-67
0.50μm的粒子，
其中上塗層在基材層的與基材層放置LiDAR感測器側相對一側。
極佳為感測系統，特別係還有車輛，包含：a)LiDAR感測器，其發射波長800至1600nm、更特別係880nm至950nm及/或1520至1570nm的雷射光，及b)蓋體，包圍所有或部分LiDAR感測器並包含、較佳由多層體組成，其依序包含：
- 芳族聚碳酸酯系基材層，依據ISO 1133-1：2012-03測定(300℃，1.2公斤)，具有8至20cm3/10分鐘的熔體體積速率MVR，依據DIN ISO 13468-2：2006(D65，10°)測定層厚度4mm處，在380至780nm下具有小於1.0%的透光率，依據DIN ISO 13468-2：2006測定，在800至1600nm、更特別係880nm至950nm及/或1520至1570nm下具有至少60%、更佳至少 65%的IR輻射透射率，
其中熱塑性組成物由下列組成：
i)至少85重量%、更佳至少95重量%的芳族聚碳酸酯，
ii)至少一種綠色及/或藍色著色劑，選自由式(1)、(2a-c)、(3)、(4a)、(4b)、(5)、(6)、(7)及/或(8)著色劑所組成之群，及
iii)至少一種紅色及/或紫色著色劑，選自由式(9)、(10)、(11)、(12)、(13)、(14a)、(14b)及/或(15)著色劑所組成之群，
iv)視情況的其他著色劑，較佳選自由式(16)、(17)、(18)、(19)及/或(20)著色劑所組成之群，
v)視情況的熱穩定劑、脫模劑、UV吸收劑、阻燃劑、抗靜電劑及/或流動促進劑，其量較佳為0至3重量%，
vi)0%至小於5.0重量%的其他熱塑性聚合物，
vii)0%至小於0.005重量%的碳黑，
其中著色劑ii)至iv)合計為>0.001重量%，更佳為>0.005重量%，再佳為>0.008重量%，
其中基材層的厚度為1.0至6.0mm，較佳為2至4mm，更佳為2.0至4.0mm，
及
- 視情況的底漆層，以聚甲基丙烯酸甲酯為基料及包含至少一UV吸收劑，
- 聚矽氧烷系上塗層，包含有機改質矽烷與矽石溶膠之組合，上塗層包含以掃描穿透電子顯微鏡測定D90小於0.50nm、較佳小於30nm的二氧化矽粒子且不包含以掃描穿透電子顯微鏡測定D90
Figure 113106912-A0101-12-0034-68
0.50μm的粒子，
其中上塗層在基材層的與基材層放置LiDAR感測器側相對的一側，其中上塗層特佳包含至少一種UV吸收劑，較佳為攙入聚矽氧網絡的UV吸收劑。攙入聚矽氧網絡的UV吸收劑含有烷氧基矽烷基團，其能在矽氧 烷塗料中水解(所用溶膠-凝膠系統)且硬化後即化學攙入矽氧烷網絡。
在蓋體面向車輛內部一側，可設置保護層來改善耐介質性，此層也可具防塵、防霧及/或抗反射性。
防霧與防塵塗層的非限定實例為NOF Corporation的無粒子MODIPER H5000或MODIPER H9800-UV、GXC Coatings的GXC NuGlass® AFPC(聚碳酸酯)或火焰矽酸化所得層。
有效抗反射層為全單層或多層層構造，其外層係低折射率層(nD<1.5)。將上述芳族聚碳酸酯系組成物用於基材層及根據本發明提供耐刮層可提供LiDAR感測器用蓋體，其同時一方面可覆蓋非常多種電氣、電子、光電和光學功能元件，又不損害功能，在關於車輛與乘員及外部環境方面，致使該功能不再如期實現，另一方面可達成肉眼可見光譜範圍的引人色調，特別係類玻璃黑色印象。
三維基材層和板狀層以常用攙入法，藉由結合、混合及均質化，由含上述組分之上述聚合物組成物開始製造，尤其均質化較佳係在剪力作用下、在熔體中進行。為此，熱塑性聚合物(較佳為芳族聚碳酸酯)和聚合物模塑料(較佳為聚碳酸酯模塑料)的任何其他組分以習知熔體混合組件(如單螺桿或多螺桿押出機或捏合機)在習用條件下、在熔體中混合、押出及造粒。添加劑可由稱重進料器或側進料裝置分開計量加入顆粒/丸粒，或計量加入押出機的固體輸送區，或在高溫下利用計量泵如熔體加至聚合物熔體。顆粒或丸粒形式的母料亦可結合其他粒狀化合物而給予預混物，接著一起供給押出機的固體輸送區或由計量料斗或側進料裝置供給押出機的聚合物熔體。混練組件較佳為雙螺桿押出機，特佳為具共旋螺桿的雙螺桿押出機，其中雙螺桿押出機的螺桿長度/直徑比較佳為20至44，特佳為28至40。雙螺桿押出機包含熔融區和混合區或結合熔融與混合區及視情況的除氣區，其中較佳建立不超過800毫巴、更佳不超過500毫巴、特佳不超過200毫巴的絕對壓力p。混合組成物 在押出機的平均滯留時間較佳限制為不超過120秒，更佳不超過80秒，再佳不超過60秒。在一較佳具體實例中，押出機出口處的聚合物/聚合物合金熔體溫度為200℃至400℃。
除了押出，用於基材層的組成物還可利用熱壓模塑、抽絲、吹塑、深抽或射出成型轉化成基材層。在此以射出成型或射出壓縮成型為佳。
射出成型法為熟諳此技術者所知悉及例如描述於「”Handbuch Spritzgießen”,Friedrich Johannnaber/Walter Michaeli,Munich；Vienna：Hanser,2001,ISBN 3-446-15632-1」或「”Anleitung zum Bau von Spritzgießwerkzeugen”,Menges/Michaeli/Mohren,Munich；Vienna：Hanser,1999,ISBN 3-446-21258-2」。
射出成型在此應理解成包含所有射出成型法，包括多組分射出成型及射出壓縮成型。
射出壓縮成型法不同於傳統射出成型法之處在於，射出及/或固化程序包括模板移動。在已知射出成型法中，模板在射出程序前已稍微打開，以補償隨後固化期間產生收縮及降低所需射出壓力。因此，在射出程序開始時已存在預先擴大空穴。模具的溢料面可確保即使模板稍微打開，預先擴大空穴仍充分防漏。塑膠組成物注入預先擴大空穴，同時/隨後在模具移向關閉位置時壓縮。特別係製造具長流動路徑的大表面積與薄壁模製品時，更複雜的射出壓縮成型技術為佳，或在一些情況下實屬必要。降低大型模製品所需射出壓力僅可以此方式實現。另外，利用射出壓縮成型，可避免高射出壓力引起射出成型零件的應力/翹曲。
蓋體較佳經由非IR可穿透區整合到車身。“非IR可穿透”在此應理解成意指依據DIN ISO 13468 2：2006測定非IR可穿透區於各厚度處的透射率在800-1600nm、更特別係800nm至950nm及1520-1570nm下為小於65%。其係不透明層，較佳由聚合物摻合物製成，更佳由聚碳酸 酯摻合物製成，較佳包含聚碳酸酯作為主要存有組分，特佳包含ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)或聚酯作為摻配體。不透明層在大區域上面直接接觸上述由基材層和視情況地存有保護層製成的層構造。
將非IR可穿透材料塑形以匹配根據本發明所用蓋體時，材料間接面較佳為在邊緣區域，以隱藏任何不平整。在每一情況下，存有基材層設在非IR可穿透層上或非IR可穿透層設在基材層上的區域。”設在...上”在此應理解成意指當垂直各層接面觀察蓋體時，各層重疊。當明白非IR可穿透層未必、但可直接接觸基材層，因其可配置在其他層後面。
非IR可穿透材料特別當作強化框架材料。強化框架材料較佳使用含填料及/或強化物之熱塑性塑膠製造。
所用填料及/或強化物一般為纖維、薄板、管、棒形式，或為球形或粒狀。適合填料和強化物包括如滑石、矽灰石、雲母、高嶺土、矽藻土、硫酸鈣、碳酸鈣、硫酸鋇、玻璃纖維、玻璃或陶瓷球、中空玻璃球或中空陶瓷球、玻璃或礦綿、碳纖維或奈米碳管。較佳填料係引起組成物等向性收縮行為的填料。
使用滑石和短玻璃纖維尤佳。
玻璃或陶瓷球或中空球可提高表面耐刮性。
在未配置在LiDAR感測器前面的基材層部分，即相對周圍環境未覆蓋感測器，基材層亦可包含含填料與強化物的材料。其比例較佳為5重量%至40重量%，更佳為7重量%至30重量%，再佳為8重量%至25重量%，其中重量分率與基材層的總體組成物有關。
包含/由不透明基材層組成、視情況地加上一或更多底漆層和一或更多上塗層的蓋體可施用於車輛構造中由金屬或塑膠製成的任何預定承載系統。此可利用特殊黏著系統來達成，例如聚胺酯系黏著系統。LiDAR感測器與蓋體組合物可一體安裝到車輛；但LiDAR感測器和蓋體也可分開安裝。較佳地，LiDAR感測器先安裝，然後再將蓋體(特 別係前面板)放到LiDAR感測器前面。
在本發明內文中，所述較佳具體實例的個別特徵亦可互相結合，只要不矛盾即可。
圖1顯示作為根據本發明蓋體之實例的前面板。
圖2顯示用於實施例段落的實驗裝配。
實施例
本發明將參照實施例詳述於後。
基材材料1：用於比較實施例
含99.99984重量%之聚碳酸酯的組成物，取自Covestro Deutschland AG，在300℃、1.2公斤負載下測量(依據ISO 1133-1：2012-03)，MVR為約12cm3/10分鐘，以雙酚A為基料並以苯酚封端。組成物亦含有0.00006重量%的Macrolex Violet 3R(式(12)著色劑)和0.0001重量%的Macrolex Blue RR(式(7)著色劑)。
基材材料2：用於比較實施例
含99.8重量%之聚碳酸酯的組成物，取自Covestro Deutschland AG，在300℃、1.2公斤負載下測量(依據ISO 1133-1：2012-03)，MVR為約12cm3/10分鐘，以雙酚A為基料並以苯酚封端。組成物亦含有0.1重量%的Solvent Blue 36(其他著色劑)和0.1重量%的Macrolex Green G(式(2)著色劑)。
基材材料3：用於比較實施例
含99.8000重量%之聚碳酸酯的組成物，取自Covestro Deutschland AG，在300℃、1.2公斤負載下測量(依據ISO 1133-1：2012-03)，MVR為約12cm3/10分鐘，以雙酚A為基料並以苯酚封端。聚碳酸酯含有0.134重量%的Solvent Blue 36(其他著色劑)、0.044重量%的Macrolex Orange 3G(式(17)著色劑)和0.022重量%的Amaplast Yellow GHS(Solvent Yellow 163，式(18)著色劑)。
基材材料4：用於比較實施例
含99.84重量%之聚碳酸酯的組成物，取自Covestro Deutschland AG，在300℃、1.2公斤負載下測量(依據ISO 1133-1：2012-03)，MVR為約12cm3/10分鐘，以雙酚A為基料並以苯酚封端。材料含有0.16重量%的碳黑。
基材材料5：用於比較實施例
含93.195850重量%之聚碳酸酯的組成物，取自Covestro Deutschland AG，在300℃、1.2公斤負載下測量(依據ISO 1133-1：2012-03)，MVR為約18cm3/10分鐘，以雙酚A為基料並以叔丁基酚封端。組成物另含有6.756重量%的Kronos 2230(二氧化鈦)、0.00006重量%的Macrolex Yellow 3G(式(16)著色劑)、0.00009重量%的Macrolex Violet 3R(式(12)著色劑)和0.054重量%的Tinopal(2,5-苯硫基二雙(5-叔丁基-1,3-苯并
Figure 113106912-A0101-12-0039-69
)；增亮劑)。
基材材料6：用於比較實施例
含99.435重量%之聚碳酸酯的組成物，取自Covestro Deutschland AG，在300℃、1.2公斤負載下測量(依據ISO 1133-1：2012-03)，MVR為約12cm3/10分鐘，以雙酚A為基料並以苯酚封端。聚碳酸酯含有0.1%的Kronos 2230(二氧化鈦)、0.03%的Sicotan Yellow K2107(Pigment Brown 24，CAS 68186-90-3；其他著色劑)、0.022%、取自Heubach的Heucodur Blue 2R(Pigment Blue 28，鋁酸鈷藍尖晶石，CAS 1345-16-0；其他著色劑)、0.35%的Macrolex Red EG(結構10)和0.063%、取自Lanxess AG的Bayferrox 110M(Fe2O3；CAS 001309-37-1)。
基材材料7：用於比較實施例
聚碳酸酯/ABS摻合物，取自Covestro Deutschland AG，在260℃、5.0公斤負載下測量(依據ISO 1133-1：2012-03)，MVR為約17cm3/10分鐘，ABS比例為約30重量%，SAN含量為約10重量%。材料不含著色劑。
基材材料8：用於比較實施例
含99.96重量%之聚碳酸酯的組成物，取自Covestro Deutschland AG，在300℃、1.2公斤負載下測量(依據ISO 1133-1：2012-03)，MVR為約12cm3/10分鐘，以雙酚A為基料並以苯酚封端。組成物含有0.04重量%的碳黑。
基材材料9：用於比較實施例
含99.78重量%之聚碳酸酯的組成物，取自Covestro Deutschland AG，在300℃、1.2公斤負載下測量(依據ISO 1133-1：2012-03)，MVR為約12cm3/10分鐘，以雙酚A為基料並以苯酚封端。組成物含有0.02重量%的碳黑和0.2重量%的Macrolex Violet B(式(13)著色劑)。
基材材料10：用於發明實施例
含99.874重量%之聚碳酸酯的組成物，取自Covestro Deutschland AG，在300℃、1.2公斤負載下測量(依據ISO 1133-1：2012-03)，MVR為約18cm3/10分鐘，以雙酚A為基料並以叔丁基酚封端。組成物亦含有0.048重量%的Macrolex Orange 3G(式(17)著色劑)、0.01重量%的Macrolex Violet B(式(13)著色劑)和0.068重量%的式(4a/4b)著色劑(1：1)。
基材材料11：用於發明實施例
含99.8重量%之聚碳酸酯的組成物，取自Covestro Deutschland AG，在300℃、1.2公斤負載下測量(依據ISO 1133-1：2012-03)，MVR為約12cm3/10分鐘，以雙酚A為基料並以苯酚封端，並含有0.1重量%的Macrolex Violet 3R(式(12)著色劑)和0.1重量%的Macrolex Green 5B(式(1)著色劑)。
基材材料12：用於發明實施例
含99.894重量%之聚碳酸酯的組成物，取自Covestro Deutschland AG，在300℃、1.2公斤負載下測量(依據ISO 1133-1：2012-03)，MVR為約12cm3/10分鐘，以雙酚A為基料並以苯酚封端，並含有0.0360重量%的Macrolex Blue RR(式(7)著色劑)和0.07%重量%的Macrolex Violet 3R(式(12)著色劑)。
基材材料13：用於比較實施例
無著色劑與碳黑之射出成型板，由聚醯胺-6,6製成，厚度為3.0mm。
基材材料14：用於比較實施例
聚醚碸，0.175mm厚Ajedium膜形式，取自Solvay Solexis Inc.。
基材材料15：用於比較實施例
含矽氧烷之嵌段共縮合物，以含雙酚A之聚碳酸酯為基料，矽氧烷含量為5%，依EP 3099731 A1所述製造。
基材材料16：用於比較實施例
板材由Altuglass牌聚甲基丙烯酸甲酯(Arkema)製成。
測試方法
固含量測定(方法A，用於矽氧烷塗層與底漆層)：
塗層的固含量係使用Mettler Toledo HB43固體測試儀測定，其中稱重塗層樣品在140℃下蒸發直到達恆定質量。接著由蒸發前後的質量比，按百分比給定固含量。在最簡單情況下，塗層硬化後的塗層固含量為塗層重量減去溶劑重量。
固含量測定(方法B，用於UV塗料系統)：
塗層的固含量係使用Mettler Toledo HB43固體測試儀測定，其中稱重塗層樣品在110℃下蒸發直到達恆定質量。接著由蒸發前後的質量比，按百分比給定固含量。在最簡單情況下，塗層硬化後的塗層固含量為塗層重量減去溶劑重量。
多層體1：比較實施例
多層體1包含基材材料11並具有含二氧化矽粒子之上塗層，二氧化矽粒徑為4μm(Amosil FW600；法國Quarzwerke GmbH的燒製二氧化矽Amosil FW 600，平均粒徑為約4μm，以Cilas Granulometer及ISO 13320：2009(利用雷射光散射測量粒子)測定，D10/D90為約1.5/10[μm/μm]；依據DIN ISO 9277(DIN-ISO 9277：2014-01)測定，比表面積為約6m2/g。
塗料製造：
在裝配攪拌器與冷凝器的燒瓶中，混合27.5克的甲基三甲氧基矽烷與0.2克的濃乙酸。
在另一容器中，將5.0克的Joncryl 587溶於各6.0克的異丙醇與正丁醇混合物。利用溶解器，使6.8克的Amosil FW 600經高剪力分散30分鐘，然後加入15.7克的去離子水。
邊攪拌，邊將先前製備的Joncryl 587/Amosil FW 600分散液緩慢加至酸化甲基三甲氧基矽烷。
用各15.5克的異丙醇與正丁醇稀釋批料，及加入0.1克的四正丁基乙酸銨(TBAA)。
使用1：1的異丙醇與正丁醇溶劑混合物，將溶膠-凝膠塗料的固體調整成固含量為25%，此以用於矽氧烷塗層與底漆層的方法A測量。
固含量：25%。
pH：6.0。
利用淋塗法，手動施用上塗層。為形成保護層，從由基材11組成、尺寸為250mm×105mm×3.2mm的聚碳酸酯板上緣開始，沿縱向將塗層倒到板上，同時引導板上塗層起點由左往右越過板寬。
垂直懸吊於托架，塗覆板在23℃下經30分鐘晾乾時間後硬化，隨後在130℃下計60分鐘。
多層體2：比較實施例
多層體包含基材材料11並具有含二氧化矽粒子之上塗層，二氧化矽粒徑D90為1.2μm(法國Quarzwerke GmbH的Amosil FW960-943，平均粒徑為1.2μm，依據DIN ISO 9277(DIN-ISO 9277：2014-01)測定，比表面積為約14m2/g。
塗料製造：塗料如多層體1製造，但本實施例使用Amosil FW960-943。
使用1：1的異丙醇與正丁醇溶劑混合物，將溶膠-凝膠塗料的固體調整成固含量為25%，此以用於矽氧烷塗層與底漆層的方法A測量。
固含量：25%。
pH：5.5。
如多層體1，塗料施用於由基材11組成、尺寸為250×105×3.2mm的聚碳酸酯板。
多層體3：發明實施例
多層體由基材材料11製作並具有含二氧化矽粒子之上塗層，二氧化矽粒徑為約22nm(Ludox AS-40 Silica，膠體，比表面積為140m2/g；W.R.Grace&Co.-Conn.Maryland 21044 USA)。
塗料製造：
在裝配攪拌器與冷凝器的燒瓶中，混合27.5克的甲基三甲 氧基矽烷與0.2克的濃乙酸。
在另一容器中，混合17克的Ludox AS-40(Grace的矽石溶膠)與5.5克的去離子水。
邊攪拌，邊將稀釋矽石溶膠加至酸化甲基三甲氧基矽烷，在室溫下攪拌混合物，再計4小時。4小時後，另加入1.7克的濃乙酸。為引發水解-縮合反應，在室溫下再攪拌3小時。
邊在室溫下攪拌，邊將各21.5克的異丙醇與正丁醇和0.1克的四正丁基乙酸銨(TBAA)加至混合物。隨後，使5.0克的Joncryl 587溶於混合物。
使用1：1的異丙醇與正丁醇溶劑混合物，將溶膠-凝膠塗料的固體調整成固含量為25%，此以用於矽氧烷塗層與底漆層的方法A測量。
固含量：25%。
pH：5.0。
如多層體1，塗料施用於由基材11組成、尺寸為250×105×3.2mm的聚碳酸酯板。
多層體4：發明實施例
使用市售底漆溶液，其固含量為10.5%(方法A)。此底漆以聚甲基丙烯酸甲酯和乙二醇醚為基料，並含有1-甲氧基-2-丙醇與二丙酮醇作為溶劑及二苄醯基間苯二酚作為UV吸收劑。
為落在製造商的層厚度規格內，塗料需用二丙酮醇：1-甲氧基-2-丙醇為1：1的溶劑混合物稀釋。為此，將上述底漆與Tinuvin 479溶液(羥基苯基三
Figure 113106912-A0101-12-0044-70
UV吸收劑)在甲氧基-2-丙醇/二丙酮醇(1：1)中混摻而得含5.00重量% Tinuvin 479的底漆溶液，其中固含量為5.9%。隨後用吸濾器(2-4μm纖維素濾器)過濾塗料。
硬塗層溶液製造(用於上塗層)：
使用含粒徑約22nm之Ludox AS粒子的上塗層溶液。固含量為約20重量%，UV吸收劑含量為約11重量%。所用UV吸收劑係具結構(III)之UV吸收劑(其中n=3)。製造上塗層溶液的方法描述於US 5,041,313 A。
邊攪拌，邊混摻24.5克的溶液與0.88克的冰醋酸(100%乙酸)，以得按塗料總量計添加3.5重量%乙酸的硬塗層溶液。
手動進行施用。為形成層，在由基材11組成、尺寸為250mm×105mm×3.2mm的聚碳酸酯板例子中，從小零件上緣開始，沿縱向將液體底漆溶液倒到板上，同時引導板上塗層起點由左往右越過板寬。垂直懸吊於托架，塗覆板在23℃下經30分鐘晾乾時間後硬化，隨後在130℃下計60分鐘。底漆層施用後，類似作為上塗層，施用上塗層材料(耐刮層)，在23℃下經過30分鐘晾乾時間，然後在130℃下硬化60分鐘。
多層體5：發明
多層體5對應多層體4，除了下述基材層厚度為4mm、而非3.2mm。
底漆與上塗層的製造及施用依多層體4所述進行。
多層體6：發明
多層體由基材材料11組成且對應多層體3，差異在於基材層厚度(4mm)非3.2mm。塗料的製造及施用依示例多層體3所述進行。
多層體7：比較實施例
多層體由基材材料11和UV硬化胺甲酸酯丙烯酸酯塗料系統組成。
塗液由100克的Desmolux VP LS2308(ALLNEX，不飽和脂族胺甲酸酯丙烯酸酯)、61.0克的Ebecryl 8301(Cytec，六官能基脂族胺甲酸酯丙烯酸酯)、4.86克的Irgacure 814(BASF)、1.62克的BYK 306(BYK)、3.78克的Hostavin 3206 LIQ(Clariant)、1.70克的Hostavin® 3058 LIQ(Clariant)、160克的甲氧基丙醇和160克的二丙酮醇組成，及以淋塗法單面施用於由基材11組成、尺寸為10.5cm×15cm×0.4cm的板材。
手動進行塗佈。在此，從小零件上緣開始，沿縱向將塗液倒到板上，同時引導板上底漆起點由左往右越過板寬。經5分鐘蒸發時間後，讓板材在75℃下初步硬化6分鐘。然後使用汞摻雜UV燈(80瓦/公分)，以~7-8焦耳/平方公分的劑量進行UV硬化。
混練
混練組分以得用於基材層的組成物係使用KraussMaffei Berstorff ZE25雙螺桿押出機、料筒溫度260℃、熔體溫度約280℃和100rpm的速度，加上實施例所述組分量進行。將著色組成物加工成5mm、4mm和3.2mm厚的射出成型矩形聚碳酸酯板。
塗佈前預處理/清洗板材
在控制大氣塗佈室中，依塗料製造商相應規定，在23-25℃和40%至48%相對濕度下進行塗佈。
使用所謂iso wipes(LymTech Scientific的LymSat®；浸透70%異丙醇與30%去離子水)清洗樣板，用異丙醇潤洗，在空氣中乾燥30分鐘，及用離子化空氣吹除。
採用LiDAR感測器
採用Velodyne Ty Puck VLP 16 LiDAR感測器。該感測器在895至915nm波長範圍(容差範圍)操作。16個雷射的標稱波長(即實際操作波長)為903nm。
此感測器的本質特徵包括：垂直偵測角度-15°至+5°，掃描平面間隔2°；水平偵測角度360°。軟體包括具16個射束的多束功能，用以最小化陰影效應。視轉速而定，雷射系統的水平解析度為0.1°至0.4°。垂直偵測轉速可在5-20赫茲間調整。在2百萬位元組/秒的資料傳輸率下，偵測300000點/秒。達成測量準確度為約±3cm，相當於1個標準差。可偵 測測量距離為1mm至100公尺。感測系統的能量要求為8瓦電功率，相當於在12伏特下0.7安培。感測器整體尺寸為：直徑100mm，高度65mm。
測量方法
為減少散射光信號，LiDAR感測器的感測頭在遠離測量路徑側被遮蔽。僅使用雷射1、3、5、7、8、10、12和14。另外，感測器界面的感測器視域(FOV)限制在20°(350°-10°)。所用反射表面係塗覆含TiO2塗漆的光滑白色表面。牆壁相距LiDAR感測器2.5m。
試樣係利用平行LiDAR感測器的樣品支架測試，樣品反面在LiDAR感測器前方約15mm處，如此輸出信號和返回輸入信號均需通過試板壁厚。使用LiDAR感測器製造商Velodyne的軟體“VeloView”進行分析。測定測量樣品強度的平均值。將平均樣本值除以參考測量平均值(空氣)，以測定相對強度。
記錄雷射信號的測量強度為0%至100%。信號衰減(弱化)越少，測得信號強度越高，蓋體越適用汽車產業的LiDAR輔助感測器應用。各板在800nm至1600nm範圍的IR輻射透射率係依據DIN ISO 13468-2：2006測定。光譜VIS區(380至780nm，透射度Ty)的透光率係依據DIN ISO 13468-2：2006測定(D65，10°，樣板的層厚度：4mm)。使用具光度計球的Perkin Elmer Lambda 950光譜儀進行透射率測量。
磨耗試驗：
磨耗試驗採行依據DIN ISO 15082：2017-06的洗車試驗形式。
使用石英粉備於水中的攪拌懸浮液(每升水配1.5克石英粉)進行10次雙重洗滌。
MVR：
熔體體積流率(MVR)係依據ISO 1133-1：2012(測試溫度300℃，質量1.2公斤)，利用Zwick Roell的Zwick 4106儀器測定。此外， 在預熱時間5、20和30分鐘後測量MVR。此係測量高熱應力下的熔體穩定性。
結果
Figure 113106912-A0101-12-0048-32
從表1可明顯看出，只有某些基材材料適合。不適合材料(如聚丙烯)即使層厚度極薄也會使感測器信號衰減成測量裝配測不到強度的程度。亦驚人地，諸如聚醯胺(實施例16)和ABS(實施例17)等不同基材顯示LiDAR感測器在測量裝配中不通透。所有具相關層厚度之熱塑性塑膠在IR範圍呈透明或至少半透明。驚人地，完全無定形聚合 物(如聚醚碸和聚酯)亦使LiDAR感測器展現高度衰減。
甚至改質聚碳酸酯(如含矽氧烷之聚碳酸酯)也無法適當結合LiDAR感測器。
另外，完全出乎意料地，在一些情況下溶於聚碳酸酯基質的著色劑組合物亦造成LiDAR信號高度衰減(實施例2和3)。相較之下，發明著色劑組合物在雙酚A系聚碳酸酯熱塑性基質中可適當結合LiDAR感測器。
此外，一些組成物的熔體體積流率係依據ISO 1133-1：2011，在300℃/320℃、1.2公斤負載下在特定時間間隔內測定(表2)。由此明顯可知，比較實施例的基材材料2、3顯然比發明基材材料11更不穩定。
Figure 113106912-A0101-12-0049-33
Figure 113106912-A0101-12-0049-34
結果為算術求值。
Figure 113106912-A0101-12-0050-35
*本質上相當於基材層厚度
在測試多層體方面，選擇在試驗中顯示對LiDAR信號有高通透性的基材材料。測試及研究各種多層體，其係具高通透性的組合物。據察LiDAR信號衰減特別會受用於達成良好耐刮性的粒徑影響。為減少風化作用，高耐刮性十分重要。據察只有某些粒徑結合適當基材材料適用LiDAR感測器。
Figure 113106912-A0101-12-0050-36
Figure 113106912-A0101-12-0050-37
發明多層體經磨耗試驗後仍具有65%的最小信號。
表7：多層體在IR範圍的透射率
Figure 113106912-A0101-12-0051-38
*括弧內的數字表示洗車試驗前的結果。
完全出乎意料地發現，有機塗層系統(特別包括無奈米粒子者)在依據DIN ISO 15082：2017-06的洗車試驗後，將使LiDAR感測器展現更大衰減。

Claims (15)

  1. 一種感測系統，其包含：
    a)LiDAR感測器，其發射波長800至1600奈米的雷射光；及
    b)蓋體，其包圍所有或部分的該LiDAR感測器且包含多層體，該多層體依序包含：
    i)基材層，其包含芳族聚碳酸酯系熱塑性組成物，依據1133-1：2012-03測定(300℃，1.2公斤)，具有8至20立方公分(cm3)/10分鐘的熔體體積速率MVR，
    其中依據DIN ISO 13468-2：2006(D65，10°)測定層厚度4毫米處，該組成物在380至780奈米下具有小於25.0%的透光率，
    以及其中依據DIN ISO 13468-2：2006測定，該基材層於各厚度處在800奈米至1600奈米下具有至少40%的IR輻射透射率；
    ii)底漆層，以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)為基料及包含至少一種UV吸收劑；及
    iii)聚矽氧烷系上塗層，其包含有機改質矽烷與矽石溶膠之組合，該上塗層包含具有以掃描穿透電子顯微鏡測定的小於0.50微米之D90的二氧化矽粒子且不包含具有以掃描穿透電子顯微鏡測定的
    Figure 113106912-A0101-13-0001-71
    0.50微米之D90的其他粒子，或
    b)蓋體，其包圍所有或部分的該LiDAR感測器且包含多層體，該多層體依序包含：
    i)基材層，其包含芳族聚碳酸酯系熱塑性組成物，依據1133-1：2012-03測定(300℃，1.2公斤)，具有8至20立方公分(cm3)/10分鐘的熔體體積速率MVR，
    其中依據DIN ISO 13468-2：2006(D65，10°)測定層厚度4毫米處，該組成物在380至780奈米下具有小於25.0%的透光率，
    以及其中依據DIN ISO 13468-2：2006測定，該基材層於各厚度處在 800奈米至1600奈米下具有至少40%的IR輻射透射率；及
    iii)聚矽氧烷系上塗層，其包含有機改質矽烷與矽石溶膠之組合，該上塗層包含具有以掃描穿透電子顯微鏡測定的小於0.50微米之D90的二氧化矽粒子且不包含具有以掃描穿透電子顯微鏡測定的
    Figure 113106912-A0101-13-0002-72
    0.50微米之D90的其他粒子，
    其中該上塗層在該基材層的與該基材層放置該LiDAR感測器側相對的一側；
    其中該蓋體係該LiDAR感測器的雷射光發射通過的元件；該基材層的該熱塑性組成物包含下列組分：
    i)至少70重量%的芳族聚碳酸酯；
    ii)至少一種綠色及/或藍色著色劑；及
    iii)至少一種紅色及/或紫色著色劑；
    其中著色劑ii)至iii)合計為至少0.05重量%，及
    第ii)群的該至少一種著色劑係選自由式(1)、(2a-c)、(3)、(4a)、(4b)、(5)、(6)、(7)及/或(8)之著色劑所組成之群的著色劑，
    Figure 113106912-A0101-13-0002-77
    Figure 113106912-A0101-13-0003-78
    其中，
    Rc和Rd彼此獨立地代表直鏈或支鏈烷基基團或鹵素，
    n獨立於各R代表0至3的自然數，
    Figure 113106912-A0101-13-0004-79
    其中基團R(5-20)彼此獨立代表氫、甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、 異丁基、叔丁基、戊基、新戊基、己基、叔己基(thexyl)、氟、氯、溴、 碸或CN且M係鋁、鎳、鈷、鐵、鋅、銅或錳，
    Figure 113106912-A0101-13-0004-80
    其中，
    R1和R2彼此獨立地代表直鏈或支鏈烷基基團或鹵素，
    n係0至4的自然數，
    及第iii)群的該至少一種著色劑係選自由式(9)、(10)、(11)、(12)、(13)、 (14a)、(14b)及/或(15)之著色劑所組成之群的著色劑，
    Figure 113106912-A0101-13-0005-81
    其中R選自由H和對甲基苯基胺基所組成之群，
    Figure 113106912-A0101-13-0005-82
    其中，
    Ra和Rb彼此獨立地代表直鏈或支鏈烷基或鹵素，
    n獨立於各R代表0至3的自然數，
    Figure 113106912-A0101-13-0005-83
  2. 根據申請專利範圍第1項之感測系統，其中該上塗層包含來自二苯甲 酮、間苯二酚、2-(2-羥基苯基)苯并三唑、羥基苯基-s-三
    Figure 113106912-A0101-13-0006-73
    、2-氰基丙烯酸酯及/或草醯苯胺(oxalanilide)之群的至少一種UV吸收劑。
  3. 根據申請專利範圍第1或2項之感測系統，其中該有機改質矽烷係至少一種甲基三烷氧基矽烷、二甲基二烷氧基矽烷或其混合物。
  4. 根據申請專利範圍第1或2項之感測系統，其中該多層體包含一或更多底漆層，該底漆層在各種情況下具有0.3微米至8微米的厚度，包含來自二苯甲酮、間苯二酚、2-(2-羥基苯基)苯并三唑、羥基苯基-s-三
    Figure 113106912-A0101-13-0006-74
    、2-氰基丙烯酸酯、草醯苯胺及/或立體障礙胺(HALS)之群的至少一種UV吸收劑。
  5. 根據申請專利範圍第1或2項之感測系統，其中該蓋體不包含除該基材層i)、該一或更多上塗層iii)和一或更多底漆層ii)以外的層，或除該基材層i)和該一或更多上塗層iii)以外的層。
  6. 根據申請專利範圍第1或2項之感測系統，其中在該LiDAR感測器與該蓋體間只有空氣或不會不利地影響該LiDAR感測器功能能力的元件。
  7. 根據申請專利範圍第1或2項之感測系統，其中該上塗層不包含除該二氧化矽粒子以外的粒子。
  8. 根據申請專利範圍第1或2項之感測系統，其中利用掃描穿透顯微鏡測定該二氧化矽粒子的D90為小於50奈米。
  9. 根據申請專利範圍第1或2項之感測系統，其中該多層體於該基材層兩側包含上塗層iii)及在各種情況下的底漆層ii)。
  10. 根據申請專利範圍第1或2項之感測系統，其中該蓋體係前面板、後面板、保險槓、散熱器護柵(radiator grille)、車頂、車頂模組或車側元件。
  11. 根據申請專利範圍第1或2項之感測系統，其中該基材層之該熱塑性組成物不包含除第ii)至iii)群著色劑以外的著色劑，且其中該熱塑性組成物進一步包含選自下列之一或多種組分：
    v)一或更多添加劑，其係選自由熱穩定劑、脫模劑、UV吸收劑、阻 燃劑、抗靜電劑及/或流動促進劑所組成之群；
    vi)0%至小於5.0重量%的其他熱塑性聚合物；及
    vii)0%至小於0.005重量%的碳黑，及
    其中該基材層的厚度為1.0至6.0毫米。
  12. 根據申請專利範圍第11項之感測系統，
    其中在該基材層的該熱塑性組成物中，著色劑ii)至iii)合計為至少0.10重量%；及
    其中該熱塑性組成物不包含其他熱塑性塑膠。
  13. 根據申請專利範圍第11項之感測系統，其中該基材層組成物不包含除組分i)-iii)或除組分i)-iii)和一或更多組分v)至vii)以外的組分。
  14. 一種車輛，包含如申請專利範圍第1至13項中任一項之感測系統。
  15. 一種包含有機改質矽烷與矽石溶膠的組合之聚矽氧烷系上塗層的用途，該上塗層包含具有以掃描穿透電子顯微鏡測定的小於0.50微米之D90的二氧化矽粒子且不包含具有以掃描穿透電子顯微鏡測定的
    Figure 113106912-A0101-13-0007-75
    0.50微米之D90的其他粒子，用作LiDAR感測器蓋體的塗層。
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