BR112020021297A2 - camada de pvd com aparência de cromo com adesão aprimorada - Google Patents

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Abstract

Uma estrutura de camada de deposição física de vapor (PVD) inovadora para revestimentos com aparência de cromo em substratos de plástico mostra uma adesão muito boa. O revestimento de PVD é incorporado em um revestimento de base curado por UV orgânico aplicado ao substrato antes do revestimento de PVD e um acabamento curado por UV orgânico similar para proteger o revestimento de PVD e ajustar o nível de brilho. A estrutura de revestimento de PVD inovadora consiste em diferentes camadas metálicas, como cromo, zircônio e alumínio e uma camada de adesão inovadora que consiste em monóxido de silício (SiO) e silício.

Description

“CAMADA DE PVD COM APARÊNCIA DE CROMO COM ADESÃO APRIMORADA”
[0001] A cromagem é uma forma comum de fabricar superfícies brilhantes em peças de plástico. Uma alternativa a esta técnica prejudicial ao meio ambiente é um processo de deposição física de vapor (PVD) para obter um efeito semelhante em substratos de plástico, isto é, por pulverização catódica ou evaporação de finas camadas metálicas sobre os substratos. Como esses revestimentos de PVD são significativamente mais finos do que os revestimentos de cromagem tradicionais, em alguns casos, um revestimento de base adicional entre o substrato e a camada de PVD é necessário para nivelar as imperfeições das peças de plástico, na maioria dos casos moldadas por injeção. Além disso, um acabamento pode ser aplicado para proteger o fino revestimento metálico e para ajustar o nível de brilho do sistema de revestimento.
[0002] A adesão do revestimento de PVD ao substrato ou ao revestimento de base orgânica é sempre um problema e deve ser tratado. Normalmente, um tratamento de plasma antes do processo de PVD é realizado para limpar e ativar a superfície, mas isso pode não ser suficiente para permitir que a peça suporte os exigentes requisitos de estabilidade de longo prazo da indústria automotiva.
[0003] Uma camada de cromo de PVD puro também tende a rachar em uma determinada espessura de revestimento devido à sua alta tensão de tração. Isso melhora a adesão, mas ainda é indesejado devido à má aparência óptica desse efeito. Para evitar rachaduras da camada de PVD com aparência de cromo e também melhorar a adesão, um sistema de multicamadas pode ser usado, o que reduz a tensão intrínseca do sistema de revestimento de PVD completo.
[0004] Também é conhecido que a adição de gás oxigênio a um processo de pulverização catódica à base de gás argônio pode produzir óxido de cromo(III) (Cr2O3) bem aderente.
[0005] A presente invenção descreve uma estrutura de camada de PVD inovadora que melhora significativamente a adesão de camadas de PVD incorporadas em lacas orgânicas curadas por UV em substratos de plástico com o uso de silício metaloide, depositado em uma atmosfera de baixa pressão parcial de oxigênio para obter monóxido de silício (SiO) como uma camada promotora de adesão.
[0006] A partir de revestimentos ópticos em polimetilmetacrilatos (PMMA), sabe-se que uma camada fina de monóxido de silício (SiO) de apenas alguns nanômetros de espessura pode melhorar a adesão de revestimentos antirreflexão dielétricos que consistem em dióxido de silício com baixo índice de refração (SiO2) e dióxido de titânio de alto índice de refração (TiO2) significativamente. Isso provavelmente se deve à proteção do PMMA por uma blindagem de luz UV pela camada de SiO não transparente. O SiO sólido é evaporado por feixes de elétrons de um cadinho e depositado no PMMA. Especialmente a luz UV da pistola de feixe de elétrons é bloqueada, mas a transparência da luz na faixa visível quase não é afetada.
[0007] Surpreendentemente, os inventores constataram que tal camada de SiO também melhora drasticamente a adesão de camadas metálicas em vários substratos orgânicos. Uma vez que a transparência da luz não é um problema para peças com aparência de cromo, a espessura da camada de SiO não está limitada a alguns poucos nanômetros nesse caso. Para revestimentos metálicos semitransparentes (os chamados revestimentos translux) com um revestimento de PVD ainda mais fino, a camada de SiO pode ser produzida fina o suficiente para que a transmissão de luz não seja afetada significativamente.
[0008] Um substrato de plástico (isto é, ABS, PC/ABS, PC) é revestido com uma camada de base orgânica e a laca é curada por meio de luz UV. Depois disso, o substrato é transferido para o vácuo e pré-tratado com um plasma.
[0009] Após este tratamento de plasma com Argônio ou uma mistura de Argônio e gases reativos como oxigênio e nitrogênio, uma camada de adesão de SiO é depositada na superfície. Isso pode ser feito, por exemplo, por pulverização catódica de silício puro em uma atmosfera de oxigênio ou por pulverização catódica de um alvo de SiO. Ao usar silício puro, o fluxo de oxigênio é reduzido após a deposição da camada de SiO e o silício é submetido à pulverização catódica em atmosfera de Argônio puro para evitar o envenenamento do alvo.
[0010] No topo da camada de adesão podem ser aplicados oxi-nitretos de metal ou metálicos adicionais para gerar cores diferentes. Finalmente, o substrato é transferido de volta para a atmosfera e uma laca de acabamento curável por UV é aplicada da mesma forma que a camada de base.
[0011] Os desenhos a seguir mostram alguns exemplos típicos de estruturas de camadas contendo a camada de adesão de SiO inovadora.
[0012] Um componente de plástico revestido foi revelado com um substrato de plástico e um revestimento no substrato de plástico para fornecer uma aparência metálica. O revestimento compreende uma camada metálica e uma camada de adesão entre a camada metálica e o substrato de plástico, onde a camada de adesão compreende monóxido de silício para promover a adesão entre a camada metálica e um material orgânico.
[0013] O material orgânico pode ser o substrato de plástico ou o material orgânico pode ser uma camada de revestimento de base orgânica entre o substrato de plástico e a camada de adesão.
[0014] É possível que no revestimento haja uma camada de acabamento orgânica transparente.
[0015] O revestimento pode ser um revestimento de PVD.
[0016] O revestimento pode compreender uma camada de silício que é revestida no topo da camada de adesão e, de preferência, a camada de monóxido de silício não forma uma interface discreta com a camada de silício, mas forma um gradiente com quantidade decrescente de oxigênio.
[0017] O revestimento pode compreender diferentes camadas metálicas, de preferência, cromo e/ou zircônio e/ou alumínio e, de preferência, compreende silício. Referências: 1 substrato de plástico 2 revestimento de base curada por UV 3 camada de monóxido de silício (SiO) 4 camada de silício (Si) 5 camada de zircônio (Zr) 6 camada de cromo (Cr) 7 acabamento transparente curado por UV

Claims (7)

REIVINDICAÇÕES
1. Componente de plástico revestido com um substrato de plástico e um revestimento no substrato de plástico para fornecer uma aparência de cromo, caracterizado pelo fato de que o revestimento compreende uma camada metálica e uma camada de adesão entre a camada metálica e o substrato de plástico, onde a camada de adesão compreende monóxido de silício para promover a adesão entre a camada metálica e uma camada de revestimento de base orgânica, em que a camada de base orgânica é uma laca curada por meio de luz UV.
2. Componente de plástico revestido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que no revestimento existe uma camada de acabamento orgânica transparente.
3. Componente de plástico revestido, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a camada de acabamento orgânica é uma camada curável por UV.
4. Componente de plástico revestido, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a camada curável por UV é aplicada da mesma forma que o revestimento de base.
5. Componente de plástico revestido, de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o revestimento é um revestimento de PVD.
6. Componente de plástico revestido, de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o revestimento compreende uma camada de silício que é revestida no topo da camada de adesão e onde, de preferência, a camada de monóxido de silício não forma uma interface discreta com a camada de silício, mas forma um gradiente com quantidade decrescente de oxigênio.
7. Componente de plástico revestido, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o revestimento compreende diferentes camadas metálicas, de preferência, cromo e/ou zircônio e/ou alumínio e, de preferência, compreende silício.
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