JP2005534813A - プラスチックガラス上にコーティングを形成する方法 - Google Patents

Abstract

本発明はプラスチック基板の少なくとも一部にコーティングを形成する方法に関するものである。本発明はコーティングされた基板の最高使用温度より２０℃以上低い温度で行われることを特徴とする。本発明はまた、その結果得られる最小平均コーティング厚さ２μｍを有する製品、ならびに該製品を車両のボディーパーツとして使用すること、ガラスとして輸送車両に使用すること、建築物または街路備品に使用すること、および安全で耐熱性のガラスに使用することに関するものである。

Description

本発明は、プラスチック窓ガラスに関する。

それらの重要性は、例えば、種々のタイプの車両を軽量化するための研究や、複雑な形状の製品に関係する。種々の透明プラスチック、例えばポリカーボネート、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリ（ビニルブチラール）、ポリ（エチレングリコールテレフタラート）、ポリ（ブチレングリコールテレフタラート）、ポリアミンで中和したエチレンと（メタ）アクリル酸のコポリマーなどのアイオノマー樹脂、エチレン／ノルボルネンやエチレン／シクロペンタジエンなどのシクロオレフィンコポリマー、ポリカーボネート／ポリエステルコポリマー、エチレン／ビニルアセテートコポリマーなどを、単独または混合物として使用することができる。

プラスチック基板が比較的傷つきやすいことから、特に窓ガラスとしての適用において、傷防止保護コーティングをほぼ一般的に形成することが正しいと評価している。例えば炭素、水素、ケイ素および酸素からなるコーティングは、任意の知られている薄層の付着方法、具体的には、真空下、比較的減少された圧力、あるいは大気圧での発熱付着技術によって形成することができる。これに関して、以下の方法を挙げることができる。ＰＥＣＶＤ（プラズマ化学気相成長法）、続いてプラズマＣＶＤ、電子ビーム蒸着法、陰極スパッタリングマグネトロン、イオンアシストＣＶＤ、イオンソースＣＶＤなどにより示される。

これらの層は、ＵＶ抑制剤を含むことができ、かつ／または１つまたは複数の他の機能層と組み合わせることができる。

本発明者らは、窓ガラスが高温で使用されるときにいっそう重要な、耐摩耗性および耐スクラッチ性を有する層についての特に認められる微小割れの形成を観察しており、自動車について通常受け入れられる使用範囲は−３０℃から９０℃で、より広範には−４０℃から１００℃の範囲で、および航空機については−７０℃から１００℃の範囲である。さらに、出願ＥＰ １ ０２２ ３５４ Ａ２では、起こりうる亀裂形成について言及さえせずに、プラズマＣＶＤによる層形成の前にプラスチック基板を加熱することを開示している。

そこで発明者らは、プラスチック窓ガラスが例えば１００℃程度の比較的高温で使用される場合でさえ、亀裂の形成を大幅に遅らせる、あるいはなくすことさえ可能にする基準を定義している。

このために、本発明の主題は、プラスチック基板の少なくとも一部にコーティングを形成する方法であり、少なくともコーティングされた基板の使用最高温度より２０℃以上低い温度で行われることを特徴とする。該温度は、基板自体がいわゆるコーティングの形成の開始段階から安定化される温度である。したがって、微小割れの形成自体は、特にコーティングされた基板が１００℃以上の程度の高温で使用されるときでさえ、大幅に遅くなる。

本発明の文脈において、この方法は好ましくはプラズマＣＶＤを用いる。特にケイ素、酸素、炭素および水素をベースとし、調整可能な特性を有しているコーティングは、例えばシラン、ヘキサメチルジシロキサン、テトラメチルジシロキサンなどの１つまたは複数の前駆物質から得られる。

この技術はまた、大積層を容易に形成することを可能にするものである。この操作は、比較的低い圧力または大気圧で、マイクロ波または高周波を用いて行われる。

好ましくは、この方法は、コーティングされた基板を使用する最高温度以上の温度で行われる。

さらに、光学的品質が要求される透明基板の場合においては、この方法はプラスチックが弱化する温度より低い温度で行うことが望ましい。この表現は例えば変形が始まる軟化温度、溶解点またはプラスチックの相遷移温度を意味すると理解されよう。したがって、基板がポリカーボネートからなる場合、コーティングの形成は通常１２５℃を超えない温度、または特定のグレードについては１３５℃までの温度で行われる。

本発明の有利な実施態様において、この方法はプラスチックが弱化するこの温度にできるだけ近い温度で行われる。

好ましくは、特に付着技術が発熱性である場合、プラスチックが弱化する温度に到達するのを防止するために冷却手段が用いられる。そしてこの手段の使用は、上記の実施例によれば、弱化が起こる温度にできるだけ近い温度で操作を行う場合に特に有利である。これにより、何回かで、または実際にはただ１回だけでも、必要とされる厚さを得るために十分な付着時間を得ることが可能となる。

本発明による最も好ましい温度範囲における操作のために、有利な実施形態はいくつかの段階でコーティングを形成することにある。具体的には、この方法は
ａ）コーティングされる基板を、使用する最高温度より２０℃以上低い温度で安定化させること、
ｂ）基板の温度をプラスチックが弱化する温度に到達しないように注意しながら、コーティングを形成すること、
ｃ）コーティングに求められる厚さや他の特性により、必要であれば、再度ａ）とｂ）の操作を行うこと
から連続してなる操作を含む。

本発明を限定するものではないが、本発明の文脈で予想される数々の方法は、コーティングの付着中に基板温度が上昇する発熱付着技術を含み、したがって、前述のように、基板がその構成材料が弱化する温度に到達することを防ぐために付着を中断し、本発明により必要とされる最低温度に冷却することが必要となりうる。

特に有利な代替形態によれば、基板はポリカーボネートからなり、コーティングは少なくとも１２０℃に等しい温度で形成される。

本発明の他の主題は、上述の方法により形成されたコーティングにより提供されるプラスチック基板を含む製品であり、該コーティングの平均厚さは、少なくとも２μｍであり、好ましくは少なくとも４μｍであり、特に好ましくは少なくとも６μｍである。

本発明の他の主題は、この製品を例えば車両のボディーパーツ（ドア、フェンダー、エンジンフード、通気口または自動車以外で適用される同等物）や、特には地上、海あるいは空中の車両用、特には自動車用の窓ガラスとして、ヘルメット用の安全窓または耐熱性を要求されるタイプの窓ガラスなど、必ずしも透明である必要のないプラスチック部品として適用することである。本発明の窓ガラスを建設産業または街路備品（広告看板、バス待合所など）に適用することもまた有利である。

本発明を、以下の実施例により説明する。

（実施例）
バイエルよりマクロロン（登録商標）として販売されている厚さ４ｍｍの３００×８５０ｍｍのポリカーボネートシートに、プラズマＣＶＤによりコーティングを付着させる。

付着槽は、いくつかの個々のマイクロ波アンテナからなる３５０×９００ｍｍマイクロ波プラズマ源を備えており、周波数２．４５ＧＨｚで合計最大出力１６ｋＷを有するポスト放電モードで稼動する。付着プロセスに必要なガス（酸素、アルゴン、およびヘキサメチルジシロキサン）は、４５℃に加熱したバルクフロー制御装置と金属パイプを通して槽に導入される。

本発明による第１の試験において、コーティングは以下の４つの段階により形成される。

１）基板を１２０℃に加熱する。

２）厚さ２．５μｍのコーティングを付着させる。

３）付着（発熱）を中止して、基板を１２０℃に冷却する。

４）厚さ２．５μｍのコーティングを付着させる。

段階２と段階４の終わりで基板が到達する温度は、１２４〜１２５℃であり、これはすなわちポリカーボネートの軟化温度よりわずかに低い温度である。

第２の試験においては、基板の温度は変化させず、一操作で厚さ５μｍのコーティングを付着させる。基板の温度は約２０℃（周囲温度）から８５℃である。

第３の試験において、基板を初めに１２０℃にまで加熱するが、厚さ５μｍのコーティングは「１回のみ」付着させる。層の形成の結果、温度１３０〜１３２℃での基板はポリカーボネートが弱化する温度より高く、該基板の変形は、最小限の光学的品質でさえ要求される透明な製品への適用に不適合であるとされる。

第１の試験および第２の試験によって得られる窓ガラスは、５００ｇの負荷でＣＳ１０Ｆ砥石車を用いた５００テーバ周期回転にかけたが、いずれの場合も測定されたヘイズは１０％未満であり、十分な磨耗耐性を示している。

第１の試験および第２の試験によってできる他の窓ガラスは、温度サイクリング（ＥＣＥＲ ４３ １０ Ｘ −３０℃＋９０℃ １０日間）にかけ、さらに９０℃で保存し、最後に熱湯で加熱調理する。亀裂の存在を、それらの亀裂が出現するそれぞれの時期に評価する。その結果を以下の表に記録する。

コーティングにおいて観察された亀裂間の間隔は、ほぼ１００μｍから１ｍｍ程度である。それらの亀裂の出現は、多くの場合コーティングの剥離に先んじる。

したがって、本発明の特別な付着方法により、微小割れの出現を防止するまたは速度を減じることができ、基板へのコーティングの接着に関する有益な結果、および製品の光学的品質に関する有益な結果が明らかである。

Claims (11)

1. 少なくともコーティングされた基板の使用最高温度より２０℃低い温度と同程度の温度で行われることを特徴とするプラスチック基板の少なくとも一部にコーティングを形成する方法。
2. プラズマＣＶＤを使用することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 少なくともコーティングされた基板の使用最高温度と同程度の温度で行われることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. プラスチックが弱化する温度より低い温度で行われることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. プラスチックが弱化する温度にできるだけ近い温度で行われることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 冷却手段を用いることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. コーティングがいくつかの段階で形成されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. ａ）コーティングされる基板を、少なくとも使用する最高温度より２０℃低い温度に等しい温度で安定化させ、
   ｂ）基板の温度をプラスチックが弱化する温度に到達しないように注意しながら、コーティングを形成し、
   ｃ）コーティングに求められる厚さや他の特性により、必要であれば、再度ａ）とｂ）の操作を行う
   の連続して構成される操作からなることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
9. 基板がポリカーボネートから作られ、前記方法が少なくとも１２０℃に等しい温度で行われることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記コーティングの平均厚さが少なくとも２μｍであり、好ましくは少なくとも４μｍであり、特には少なくとも６μｍであることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の方法のように形成されたコーティングにより提供されるプラスチック基板を含む製品。
11. 特に地上、海あるいは空中の車両用、特には自動車用の、車両のボディーパーツ、通気口などや、窓ガラス、建設業用または街路備品用の窓ガラス、ヘルメット用の安全窓または耐熱性を要求されるタイプの窓ガラスなどのタイプのプラスチック部品としての請求項１０に記載の製品の応用。