JP6208128B2 - 自動車用のトリムパッド - Google Patents

Description

本発明は、自動車用のトリムパッドに関する。このトリムパッドは、基板と、基板上の電気めっき層系と、電気めっき層系上のＰＶＤ層系とを有する。ＰＶＤとは、気相から、物理的に析出させることである（英語ではＰｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：物理的気相成長法）。

自動車用の上述の様式のトリムパッドは、従来技術より公知である。しばしばクロム様の外観を有するトリムパッドが採用される。しかし、今では、これ以外の色の印象も望まれている。これを達成するために、例えば、ＨｏｆｆｍａｎのＤＥ １０２００５０５３３４４号中では、電気めっき層系（この文献中では、担体層系と称される）上に、色付けを行う被覆層を、外側表面上への気相析出により析出する。これにより、硬度と耐性とを備えた色的に特別に構成された表面が生じる。ここで記載されているのは、気相析出により、ほぼすべての公知の金属が非常に純粋な形態で析出可能であり、かつ、追加的な反応ガス（例えば、炭化水素、酸素または窒素）を用いて、炭化物、酸化物または窒化物を析出させることができるという点である。

しかし、この場合に欠点になるのは、被覆層が、色付けの役割を担わなければならないと共に、硬質でとりわけ腐食に耐性を有する層にならねばならないという点である。耐性要件は、例えば、自動車の内部領域では、場合によっては自動車の外側領域とは全く異なるので、この点も、トリムパッドの色の形成における望まない制限となってしまう。

本発明の枠内では、トリムパッドという概念は広く解釈されるべきである。したがって、単にインナトリムまたはフロントグリルの部品のみを意図しているのではない。機能表面を有する部品でもありえる。ほとんどの場合、電気めっき層系で被覆されたプラスチック製の基板（例えば、ＡＢＳおよびとりわけＰＣＡＢＳ製の部品）である。

したがって、従来技術の上述の欠点を克服、または少なくとも緩和させる必要性が存在する。

本発明は、電気めっき層系上にＰＶＤ層系を設け、この層系が、電気めっき層系の直接上にある付着層と、付着層上に塗布された耐性を有する硬質の混合層と、混合層上に塗布された色付けを行う被覆層とを有することを提案する。この場合、この色付けを行う被覆層は、混合層の硬度と耐性の要件を満たすには及ばない。

ＰＶＤにより塗布された付着層は、電気めっき層の表面上に良好に付着する材料を含む。好ましくは、この材料は、電気めっき層系の表面材料に非常に類似していて、特に好ましくは、これと実質的に等しくさえある。例えば、電気めっき層系の終端の層がクロムからなる場合には、付着層として、ＰＶＤを用いて塗布されたクロム層を用いることができる。これとは異なり、電気めっき層系の終端の層が、クロム−ニッケル層またはニッケルの割合が高い層である場合には、ニッケルに対応するＰＶＤ層を析出することができない場合、付着層としてジルコニウムを採用するのが有利である。本発明によれば、付着層の厚さは０．１μｍ〜１μｍである。

ここで、本発明によれば、付着層上に、ＰＶＤを用いて（Ｍｅ１_ａＭｅ２_ｂ）_ｕＸ_ｖ型の混合層を塗布するが、ここで、Ｍｅ１は第１金属で、Ｍｅ２は第１金属とは異なる第２金属であり、パラメータａおよびｂは、ａ＞０．０５およびｂ＞０．０５であり、ａ＋ｂ≦１であり、ここで、ａ＋ｂ＝１は、Ｍｅ１およびＭｅ２が混合層中の金属元素の１００％を形成することを意味し、Ｘは、炭素、窒素および酸素からなる群の１つまたは複数の元素である。混合層は、さらなる元素、とりわけさらなる金属を含有しうる。しかし、群Ｘに属さない元素の非金属混合物の合計は２０ａｔ％以下であるのが好ましい。

成分Ｘは、混合層中で、最大で、化学量論濃度で存在していて、少なくとも付着層付近では化学量論以下の濃度で存在することが有利でありえるが、その理由は、これにより、層の金属特性が完全には失われないからである。この点は、この層が、硬度、およびとりわけ腐食に対して耐性を有するのみならず、いわゆる層圧を削減するためのいわゆる補償層としても機能すべきであるという点からも有利である。

混合層は、濃度が変動するナノ層状部から構築されうる。これは、とりわけ、混合層を製造するために用いられる方法の枠内で、被覆されるべき部品が、例えば、回転台上で、２つ以上のターゲットの傍らを複数回通り過ぎるような場合である。このようなナノ層状部で被覆することにより、さらなる応力緩和につながり、したがって、ＰＶＤ層系のさらなる耐性を生むので有利でありうる。したがって、ここで述べた濃度は、平均が、少なくとも２０ｎｍを上回ると理解される。混合層の厚さは、０．２μｍと１０μｍとの間であり、好ましくは、１μｍ以下であり、特に好ましくは、２５０ｎｍと３５０ｎｍとの間である。

Ｍｅ１としてクロム、および、Ｍｅ２としてジルコニウムを含有する混合層の使用が、とりわけ適していることが判明している。さらに、窒素も炭素も含有する混合層が、とりわけ適していると判明している。これにより、（Ｃｒ_ａＺｒ_ｂ）_ｕ（Ｃ_ｋＮ_ｌ）_ｖ（ａ＋ｂ＝１で、ｋ＋ｌ＝１で、ａ，ｂ＞０で、ｋ，ｌ＞０で、非金属成分を化学量論量以上は含まないのが、とりわけ適切で、好ましくは、本発明の混合層用として等級づけられるべきである。

混合層は、その濃度が推移可能でもあり、とりわけ傾斜層でありえる。有利であるのは、とりわけ付着層付近では金属特性が強く、化学量論量以上のＸ割合を有する層へと徐々に推移する。

混合層上には、その後、色付けを行う被覆層を堆積させる。この層の厚さは、０．１μｍと２μｍとの間である。厚さの下限は、所望の色の印象を確実に与えるために守らなければならない。厚さの上限は、とりわけ、色付けを行う被覆層自体がトリムパッドに必須の硬度と耐食性とを有さない場合に重要である。最も単純な場合には、すなわち、トリムパッドにクロムの外観が与えられるべき場合には、クロムが、色付けを行う被覆層として使用可能である。この場合、混合層から被覆層への移行は、不連続の移行として形成することもできる。しかし、混合層から被覆層への徐々の移行も実現可能である。例えば、混合層中の金属元素におけるクロムの割合は、その厚さの中央の点から被覆層にむかって間隔を増しながら１００％にまで増加し、Ｘの割合は０％にまで減少しうる。

逆に、トリムパッドに貴金属的な外観が与えられるべき場合には、一方では、被覆層として例えばＶ２Ａ鋼鉄を噴霧（スパッタリング）を用いて塗布することができ、または、Ｚｒ−Ｃｒ−Ｘを設けることができるが、この場合、Ｘの割合は化学量論以上になるよう選択されうる。

したがって、付着層および／または混合層および／または被覆層は、それぞれ複数の異なる層の層状部から構築されうる。とりわけ色付けを行う被覆層の場合には、これにより、例えば、干渉により様々な色効果を達成することができる。

以下に、本発明を実施例に基づいて図面を用いてより詳細に説明する。

ＰＶＤ被覆に用いられうる被覆設備の概略図である。 本発明のある実施形態による本発明のトリムパッドのある部分の層構造の概略図である。

本発明をより詳細に説明するために、例えば、いわゆるクロムの外見を有するべき本発明のインナトリムへの被覆について説明する。

ここで、当業者には基板の製造は公知であるという点から出発する。当業者には、いかにして電気めっき層系を基板上で実現可能であるかが公知であるという点からも出発する。これに関して疑問がある場合は、すでに上で述べたＤＥ １０２００５０５３３４４号を参照されたい。

電気めっき層系で被覆されたこの種の基板は、その後、図１中で示されたような被覆設備１に入れられる。被覆設備１は、第１マグネトロン・スパッタリング・ターゲット３と、第２マグネトロン・スパッタリング・ターゲット５とを有する。第１マグネトロン・スパッタリング・ターゲット３は、スパッタ材料としてクロムを含有し、したがって、クロムターゲットである。第２マグネトロン・スパッタリング・ターゲット５はスパッタ材料としてジルコニウムを含有し、したがって、ジルコニウムターゲットである。被覆されるべき基板は、回転皿９上の基板保持部７中で置かれ、基板保持部７は、それ自身の軸の回りを回転可能である。回転皿９を用いて、基板は交互に第１および第２マグネトロン・スパッタリング・ターゲット３・５の傍らに導かれる。図１では６個の基板保持部が示されている。

被覆設備１が基板を装備した後、被覆チャンバ１１は閉じられ、真空ポンプ１３・１５を用いて設備中に真空が形成される。続いて、アルゴンが被覆チャンバ中に流入され、プラズマが点火される。基板には負のバイアスが掛けられる。イオン化されたアルゴンは、まず被覆されるべき基板上の電気めっき層系の表面を清浄化し、場合によっては活性化し、また加熱するためにも用いられる。しかしながら、基板温度は１２０℃以下、好ましくは１００℃以下に保たれるべきである。これは、とりわけ本件の場合のようにプラスチック製の基板の場合に該当する。

清浄化工程後には、まず、クロムターゲット３に電力がかけられる。本実施例では、この結果２４Ａが流れる。これに並行して、６５Ｖの負の基板バイアスが設定される。約９０秒の間、純粋なクロムが噴霧され、これが基板上に堆積する。基板バイアスは、イオン衝撃を用いて、クロム層が圧縮され、これにより、クロム層が基板上により良く付着するのに寄与する。このようにして、付着層が析出される。

続いて、クロムターゲット３の電力が３２Ａまでの電流にまで上昇させられるのと実質的に同時に、ジルコニウムターゲット５に電力がかけられ、その結果２４Ａが流れ、窒素が１００ｓｃｃｍで、かつ時間的に少し遅れてアセチレン（Ｃ_２Ｈ_２）が３５ｓｃｃｍで被覆チャンバ１１中に流入する。ガスの供給流は、この際に、存在する層が、このガスの構成成分を化学量論量以上に含有することがない値に限定されている。負のバイアス電圧は４５Ｖに下降し、この結果、ここで構築された層中に入れられる層圧がより小さくなる。このようにして、本発明の混合層が析出され、この混合層は、この場合Ｃｒ−Ｚｒ−Ｃ−Ｎ層である。

続いて、ジルコニウムターゲット５における電力のスイッチが切られ、窒素およびアセチレンの流入は中断され、その結果、アルゴンのみがチャンバ中に流入し、３８Ａの電流が生じるようにクロムターゲットに電力がかけられる。このようにして、１２０秒間で、色付けを行う被覆層が生成され、これがトリムパッドに所望のクロムの外見を与える。ここで挙げられたパラメータは、対応する被覆設備用に合わせられている。これらのパラメータは、設備毎に異なる。しかし、当業者は、所望の結果を達成するために、自身が利用する被覆設備に、いかにパラメータを合わせるべきかを知っている。

図２中に、本発明のこの実施形態に対応するトリムパッドを切り取ったある部分２０１の層構造を概略的に提示する。基板２０３上に、電気めっき層系２０５が塗布されている。この電気めっき層系上に、順に、付着層２０７、混合層２０９および色付けを行う被覆層２１１が塗布されている。

クロムの外見の代わりに、真鍮または黄色の色調を達成するべき場合は、ＺｒＮが被覆層として適している。緑色または褐色表面の達成を望む場合、これは、被覆層として、それぞれ適合された炭素成分と窒素成分とを有するＺＲ−Ｃ−Ｎにより達成される。表面に特殊鋼の外観が与えられるべき場合には、Ｖ２Ａが被覆層として噴霧されうる。灰色色調は、Ｃｒ−Ｚｒ−Ｃ−Ｎにより達成されうるが、この際、被覆層中に、Ｃおよび／またはＮが化学量論量以上、存在している。

Claims (3)

1. ・基板と、
   ・前記基板上の電気めっき層系と、
   ・前記電気めっき層系の外側表面上に、物理的気相析出により塗布された色付けを行う被覆層とを有する自動車用のトリムパッドにおいて、
   前記色付けを行う被覆層は、ＰＶＤ層系の１部分であり、基板と被覆層との間に付着層を有し、付着層と被覆層との間に混合層を有し、前記付着層、前記混合層、および前記被覆層は、それぞれＣｒ、Ｚｒ、Ｎおよび／またはＣを含み、前記混合層は、（Ｚｒ _ａ Ｃｒ _ｂ ） _ｕ Ｘ _ｖ に従って構築されていて、ここで、Ｘは、窒素と炭素と酸素とからなる群の１つまたは複数の元素であり、ａ＋ｂ≦１であり、ｕに対するｖの割合は、Ｘが化学量論量以上にならないように選択され、前記混合層及び前記被覆層は、それぞれ複数の異なる層の層状部から構築され、前記混合層中のＣｒの割合は、その厚さの中央の点から前記被覆層にむかって間隔を増しながら１００％にまで増加し、Ｘの割合は０％にまで減少して、前記混合層から前記被覆層への移行は、前記（Ｚｒ _ａ Ｃｒ _ｂ ） _ｕ Ｘ _ｖ の化学量論的組成が不連続に変化して移行することを特徴とするトリムパッド。
2. ａ＋ｂ＝１であり、したがって、ＺｒおよびＣｒは、前記混合層中の唯一の金属元素であることを特徴とする請求項１に記載のトリムパッド。
3. 前記混合層は、濃度が変動するナノ層状部から構築されることを特徴とする請求項１または２に記載のトリムパッド。

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