(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の側表面及び第２の側表面を有するプラスチックパネルと、
前記第１の側表面に堆積し更に耐候層及び少なくとも前記耐候層上の第１の耐摩耗性層と、前記第１の耐摩耗性層上の第２の耐摩耗性層を含む第１の保護コーティングシステムと、
前記第２の側表面に堆積し更に前記第２の側表面上に直接設けられ、反応性試薬から得られたＵＶ吸収化学種を含有するテトラビニルテトラメチルシクロテトラシロキサン層を含む第１の耐摩耗性層と、前記第１の耐摩耗性層上の第２の耐摩耗性層を含む、第２の保護コーティングシステムと、
を含むグレイジング組立体であって、
前記第１及び第２の保護コーティングシステムが風雨及び磨耗からの保護を実現し、前記第１の保護コーティングシステムの少なくとも２つの耐摩耗性層が、異なる化学組成で作られるか、または、前記第２の保護コーティングシステムの少なくとも２つの耐摩耗性層が、異なる化学組成で作られ、前記第２の保護コーティングシステムの耐摩耗性層のうち少なくとも１つは、前記第１の保護コーティングシステムの耐摩耗性層とは組成が異なり、前記耐摩耗性層は、真空堆積層である、
グレイジング組立体。
【請求項２】
前記耐候層が複数のコーティング中間層を更に含み、複数のコーティング中間層の少なくとも１つが、ＵＶ吸収分子を含み、前記複数のコーティング中間層が、アクリルプライマ及びシリコーンハードコートを含む、請求項１に記載のグレイジング組立体。
【請求項３】
前記耐摩耗性層がＰＥＣＶＤ堆積層である、請求項１に記載のグレイジング組立体。
【請求項４】
前記耐摩耗性層が、シロキサン、シリコンオキシカーバイド及び水素化シリコンオキシカーバイドの少なくとも１つで作られている、請求項１に記載のグレイジング組立体。
【請求項５】
前記第１の保護コーティングシステムの耐摩耗性層の１つと前記第２の保護コーティングシステムの耐摩耗性層の１つとが、同じ化学組成で作られる、請求項１に記載のグレイジング組立体。
【請求項６】
前記第２の保護コーティングシステムの前記少なくとも２つの耐摩耗性層の１つが、ＵＶ吸収化学種を含み、前記ＵＶ吸収化学種が、テトラビニルテトラメチルシクロテトラシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、及びテトラメチルジシロキサンの１つから得られる、請求項１に記載のグレイジング組立体。
【請求項７】
グレイジング組立体を製造する方法であって、前記方法が、
第１の側表面及び第２の側表面を有するプラスチックパネルを用意するステップと、
前記プラスチックパネルの前記第１の側表面と第２の側表面のうち１つの表面の上に耐候層を堆積するステップと、
前記プラスチックパネルの前記第１の側表面を第１の温度まで予熱するステップと、第１の反応性物質を使用して第１の耐摩耗性層を、前記プラスチックパネル上の任意の耐候層の前記第１の側表面に堆積するステップと、第３の耐摩耗性層を、前記第１の耐摩耗性層に堆積するステップと、を含む第１の手順を実行するステップと、
前記プラスチックパネルの前記第２の側表面を第２の温度まで予熱するステップ、第２の反応性試薬及び真空堆積プロセスを使用して第２の耐摩耗性層を、前記プラスチックパネル上の任意の耐候層の前記第２の側表面に堆積するステップ、及び第４の耐摩耗性層を前記第２の磨耗性層に堆積するステップを含む第２の手順を実行するステップと
を含み、
前記第２の温度が４０℃から５０℃である方法。
【請求項８】
前記第２の反応性試薬がオクタメチルシクロテトラシロキサンであり、
前記第２の耐摩耗性層が、６０ａｍｐｓ／ａｒｃ未満の第２のアーク電流、１７０ｓｃｃｍ／ａｒｃ未満の第２の反応性試薬流量、及び、４００ｓｃｃｍ／ａｒｃ未満の第２の酸素流量を使用して堆積され、
前記第１の耐摩耗性層が、６０ａｍｐｓ／ａｒｃ未満の第１のアーク電流、１７０ｓｃｃｍ／ａｒｃ未満の第１の反応性試薬流量、及び、９５０ｓｃｃｍ／ａｒｃ未満の第１の酸素流量を使用して堆積される、
請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第２のアーク電流が３０から４５Ａｍｐｓ／ａｒｃの間であり、前記第２の反応性試薬流量が５０から１５０ｓｃｃｍ／ａｒｃの間であり、前記第２の酸素流量が４００ｓｃｃｍ／ａｒｃ未満であり；並びに、
前記第１のアーク電流が３０から４５Ａｍｐｓ／ａｒｃの間であり、前記第１の反応性試薬流量が５０から１５０ｓｃｃｍ／ａｒｃの間であり、前記第１の酸素流量が７００と９００ｓｃｃｍ／ａｒｃとの間である、
請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
印刷されるインクを前記プラスチックパネルの前記第２の側表面上に堆積するステップを更に含む、請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、車両用屋根及びウィンドウのためのグレイジング組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリカーボネート（ＰＣ）及びポリメチルメチルアクリレート（ＰＭＭＡ）などのプラスチック物質は、現在、Ｂピラー、ヘッドライト、及びサンルーフなどの多くの自動車用部品及び構成要素の製造に使用されている。自動車車両用の屋根モジュール及びウィンドウモジュールは、スタイリング／設計、軽量化、及び安全性の分野における様々な利点に起因するこれらのプラスチック物質の新たな応用例を示している。より具体的には、ブラスチック物質は、自動車の製造において機能部品の成形プラスチックモジュールへの統合により車両用の屋根組立体及びウィンドウ組立体の複雑性を低減することを可能にし、更に、統合的な設計及び形状の複雑性の向上により競合他社の車両と自分たちの車両とを差別化することを可能にする。軽量のプラスチックウィンドウ及び車両用屋根モジュールの使用により、車両のより低い重心（よりよい車両の操縦性及び安全性）及び燃費の向上の両方が容易になる。最後に、強化された安全性は、転倒事故に巻き込まれたときのプラスチックウィンドウ及び車両用屋根モジュールを有する車両内の乗員又は乗客の生存の可能性の増加を通して更に認識される。
【０００３】
プラスチックの車両用屋根及びウィンドウの使用に付随する多くの利点が認識されているが、これらのプラスチックモジュールは、ガラスウィンドウに対して制定されている現行の規制（例えば、米国連邦自動車規格（Ｆｅｄｅｒａｌ  Ｍｏｔｏｒ  Ｖｅｈｉｃｌｅ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）、Ｎｏ．２０５、タイトル４９、第５章、パート５７１．２０５；ＡＮＳＩ−Ｚ２６．１、米国規格協会（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ−１９９７年）及び様々な相手先商標製品の製造会社（ＯＥＭ）の仕様に適合して初めて広範囲の商業用用途に用いられる。これらの要求に応じるために、保護層（例えば、コーティング又はフィルム）がプラスチックウィンドウ又は車両用屋根に対して塗布されなければならず、それによりプラスチック物質により見られるいくつかの限界が克服される。これらの限界には、変色、光の透過の減少、及び、脆化の増大（耐衝撃性の低下）によって実証される紫外線（ＵＶ）放射への露出に起因する劣化、更には、不十分な摩擦抵抗と不十分な加水分解安定性との両方が含まれる。層間剥離、即ち粘着性の低下により示されるような保護層の早期劣化は、上記の劣化メカニズムを加速させ、プラスチックウィンドウ又は車両用屋根の寿命が不十分になる。例えば、透明クリア（無着色）＜ソーラー（緑色調）＜プライバシー（黒色調）といった、プラスチックウィンドウ又は車両用屋根の色又は色調の黒化が、保護層システムの早期劣化を促進する可能性があり、これは、恐らく、環境露出中にプラスチックウィンドウ又は車両用屋根と保護層システムとの境界における温度が上昇するためである。耐候層はプラスチックウィンドウの全体にわたって厚さが異なる（従って、紫外線吸収剤（ＵＶＡ）の濃度が異なる）ことがあるので、耐候層が薄い（ＵＶＡ濃度が低い）箇所にも早期劣化が見られる。同様の主張を、様々な色の他の不透明なコーティングプラスチック構成要素（例えば、成形品、Ｂピラー、テールゲートモジュール、ボディパネルなど）において見られる劣化メカニズムに当てはめることができる。
【０００４】
従って、ウィンドウ及び車両用屋根に関する自動車の規制及びＯＥＭの仕様を満たし更に早期劣化の発生に対して耐性のあるグレイジング組立体が求められている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
既知の技術の欠点及び限界の克服における、車両用屋根及びウィンドウのためのグレイジング組立体及び適用方法を開示する。グレイジング組立体は、頂側及び底側を有するパネルと、上記頂側に堆積される第１の保護コーティングシステムと、上記底側に堆積される第２の保護コーティングシステムとを含む。保護コーティングシステムは、風雨又は磨耗、或いはその両方からのパネルの保護を実現する。加えて、装飾用インク層が、透明パネルと第２の保護コーティングとの間に堆積されることができる。
【０００６】
適法方法に関しては、この方法は、頂側及び底側を有するパネルを形成するステップと、底側の表面を予熱するステップと、ＰＥＣＶＤプロセスで反応性試薬を使用して第１の耐磨耗性層を底側に堆積させるステップとを含む。一実施形態では、パネルの底側の表面が約４０〜５０℃まで予熱されるアーク−ＰＥＣＶＤプロセスが使用される。第１の耐摩耗性層は、反応性試薬、約６０ａｍｐｓ／ａｒｃ未満の第１のアーク電流、約１７０ｓｃｃｍ／ａｒｃ未満の第１の反応性試薬流量、及び、約４００ｓｃｃｍ／ａｒｃ未満の酸素流量を使用してパネルの底側に堆積され、更に第２の耐摩耗性層が、約６０ａｍｐｓ／ａｒｃ未満の第２のアーク電流、約１７０ｓｃｃｍ／ａｒｃ未満の第２の反応性試薬流量、及び、約９５０ｓｃｃｍ／ａｒｃ未満の酸素流量を使用して底側に堆積される。
【０００７】
本発明のこれらの及び他の態様及び利点は、添付図面と共に本発明の以下の詳細な説明を読めば明確になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
粘着性で耐候性のプライマを形成するため（例えば、耐摩耗性頂層の次の堆積のため）の真空堆積プロセスでの気体反応性試薬の使用により、下にあるプラスチックパネルのＵＶ放射及び他の環境要因からの有効な保護を実現することができる。プラスチック（又はコーティングされたプラスチック）と耐摩耗性層との間の中間層としてこのプライマを使用することにより、このプライマが真空堆積された耐磨耗性層のための粘着性があり耐候性のあるプライマとして機能することが可能になることが分かっている。
【０００９】
このような層の耐候特性は、保護コーティングシステムが、コーティングシステム内に存在する紫外線吸収化学種の寿命及び負荷に依存することを仮定することにより見積ることができ、従って、グレイジング組立体の寿命を予測することができる。当業者によく知られている耐候性コーティングの理論は、コーティングシステムによって遮蔽されないＵＶ放射の総線量が劣化に影響するということである。プラスチックは、３３０ｎｍを中心として集中する電磁スペクトルのＵＶ光領域内の波長範囲に特に感応性がある。ポリカーボネートなどの、コーティングされていないプラスチックパネルは、３２５ｎｍでの約３メガジュール（ＭＪ）のＵＶ光への露出後、約５を超える黄色度指数単位だけ黄変する。５の黄色度指数単位における変化は、人間の目に十分に可視であり、天候による劣化として見なされる。従って、３２５ｎｍでの約３ＭＪのＵＶ光がコーティングシステムを通過して当てられた場合、コーティングパネル内に劣化が発生する。黄色度指数は当業者には既知であり、ＡＳＴＭ  Ｅ３１３−７３及びＡＳＴＭ  Ｄ１９２５−７０の両方の規格での試験プロトコルに定義されている。
【００１０】
ＵＶＡの減衰率が既知であれば、ＵＶＡの初期吸光度、及び、＋５を超えるＹＩの変化で表される劣化までの既知の時間は、式１を使用してモデル化されることができる。この式では、Ｒは減衰率であり、Ａ０は初期吸光度であり、ｔｆは、コーティングされていないプラスチックサンプルの劣化を起こすのに必要な露出（メガジュール）である。
【数１】
0005561934.tif 000002
【００１１】
多くの従来のコーティングの減衰率は、３２５ｎｍにおいてメガジュール当たり約０．１ＵＶ吸光度単位（ＡＢＳ／ＭＪ）である。このような場合、ＵＶ吸収化学種（３２５ｎｍにおいて０．１４ＡＢＳ）を含む１ミクロンの保護コーティングを用いたＰＣパネルの寿命の増加を計算することができ、これは約３０％になる。減衰率が３２５ｎｍにおいて１０倍上昇して約１ＡＢＳ／ＭＪになる場合、寿命の増加は約８％のみであり、減衰率が３２５ｎｍにおいて１０倍減少して約０．０１ＡＢＳ／ＭＪになる場合、寿命の増加は約４０％になる。
【００１２】
図１を参照すると、本発明を組み込んだ自動車１０が示されている。自動車１０は、自動車１０に取り付けられるグレイジング組立体１２を含む。この実施形態は、自動車１０用のサンルーフとして機能するグレイジング組立体１２を示す。しかし、グレイジング組立体１２は、自動車１０用のリアウィンドウ、サイドウィンドウ、ウィンドシールド、又は、ボディパネルとして機能するように適切に配置されてよく、更に、そのように機能するような寸法形状となされてよい。図２を参照すると、自動車用グレイジング組立体１２のより詳細な図が示されている。図に示すように、グレイジング組立体１２は透明である。しかし、グレイジング組立体１２は、ボディパネルとして機能するときの場合として可能性がある所望の場合に、不透明であってよい。
【００１３】
図３Ａを参照すると、自動車用グレイジング組立体１２の一実施形態の断面図が示されている。グレイジング組立体１２は、頂側１６及び底側１８を有するプラスチックパネル１４を含む。プラスチックパネル１４は、任意の熱可塑性樹脂又は熱硬化性高分子樹脂を含むことができる。プラスチックパネル１４は、実質的に透明であるべきだが、不透明枠又は不透明縁部に限定されない不透明部分を含んでよい。高分子樹脂は、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリアリレートポリエステル、ポリスルホン、ポリウレタン、シリコン、エポキシ、ポリアミド、ポリアルキレン、及びアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）、更には、それらの共重合体、混合物及び混和物を含んでよいが、それらに限定されない。好ましい透明の熱可塑性樹脂は、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリアリレート、ポリエステル、及びポリスルホン、更には、それらの共重合体及び混和物を含むが、それらに限定されない。プラスチックパネルは、特に、着色剤、レオロジー制御剤、離型剤、酸化防止剤、ＵＶＡ分子、及び、ＩＲ吸収顔料又は反射顔料などの種々の添加剤を更に含むことができる。プラスチックパネルは、押出、射出成形と吹込成形と圧縮成形とを含む成形、或いは、熱による成形と真空成形と冷間成形とを含む熱成形などの当業者に既知の任意の手法の使用により形成することができる。
【００１４】
耐候層２０及び耐磨耗性層２４、２８を含む第１の保護コーティングシステムが、プラスチックパネル１４の頂側１６に配置される。任意選択のプライマ層２２が、耐候層２０をプラスチックパネル１４の頂側１６に接着するのを助ける。耐候層２０は、シリコン、ポリウレタン、アクリル樹脂、ポリエステル、エポキシ、及び、それらの混合物又は共重合体を含んでよいが、それらに限定されない。耐候層２０は、薄膜として押し出される又は鋳造される、或いは、個別のコーティングとして塗布されてよい。耐候層２０は、プラスチックパネルの保護を強化するために、アクリルプライマ、及び、シリコーンハードコート又はポリウレタンコーティングなどの複数のコーティング中間層を含んでよい。耐候層２０の１つの具体的な例に、アクリルプライマ（ＳＨＰ４０１、ＧＥシリコン（ＧＥ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）、米国、ニューヨーク州、ウォーターフォード（Ｗａｔｅｒｆｏｒｄ））とシリコーンハードコート（ＡＳ４０００、ＧＥシリコン（ＧＥ  Ｓｉｌｉｃｏｎ））との組合せを含む複数のコーティング中間層が含まれる。特に、着色剤（色合い付け）、レオロジー制御剤、離型剤、酸化防止剤、紫外線吸収（ＵＶＡ）分子、及び、ＩＲ吸収顔料又は反射顔料などの様々な添加剤が、耐候層２０に添加されてよい。耐候層２０を含むコーティングは、浸漬コーティング、フローコーティング、スプレーコーティング、カーテンコーティング、又は、当業者に既知の他の手法により塗布されてよい。
【００１５】
複数の耐摩耗性層２６、３０を含む第２の保護コーティングシステムが、プラスチックパネル１４の底側１８に配置される。耐摩耗性層２４、２６は、それぞれ、パネルの頂側及び底側１６、１８の両方に塗布される。耐摩耗性層２４、２６の一方又は両方は、ＵＶ遮断添加剤を含むことができる。次いで、追加の耐摩耗性層２８、３０が、最初の耐摩耗性層２４、２６にそれぞれ塗布できる。本発明の別の実施形態は、プラスチックパネルの底側上に、更には、耐摩耗性層の堆積の前にプラスチックパネルの頂側上に耐候層を設ける。
【００１６】
耐磨耗性層２４、２６は、全体の組成が実質的に同一或いは異なることができる。同様に、耐磨耗性２８、３０は、全体の組成が実施的に同一或いは異なっていてよい。耐摩耗性層２４、２８、及び、耐摩耗性層２６、３０の組成が実質的に同一である場合、それらは、好ましくはいかなるＵＶ吸収分子も含まず、単一の（例えば、厚い）耐摩耗性層を形成していると見なされてよい。耐摩耗性層２４、２６、２８、３０は、以下に限定されないが、プラズマ促進化学堆積（ＰＥＣＶＤ）、イオン支援プラズマ堆積、マグネトロンスパッタリング、電子ビーム蒸着、及びイオンビームスパッタリングを含み、ＰＥＣＶＤが好適である、当業者に既知の任意の真空堆積手法により塗布することができる。
【００１７】
発明者らは、驚くべきことに、組成の異なる耐摩耗性層２４、２６が、それぞれ同時にパネルの頂側及び底側１６、１８に塗布されることができることを見出した。別の実施形態では、耐摩耗性層２４、２６は、順次的な形でパネルに塗布されることもできる。同様に、組成の異なる耐摩耗性層２８、３０も、同時に或いは順次にのどちらかで耐摩耗性層２４、２６の表面に塗布されることができる。
【００１８】
本発明の一実施形態では、拡張性熱プラズマリアクタを含む特定のタイプのＰＥＣＶＤプロセスが使用される。この特定のプロセス（以下、アーク−ＰＥＣＶＤと称す）は、米国特許出願１０／８８１，９４９（２００４年６月２８日出願）及び米国特許出願１１／０７５，３４３（２００５年３月８日出願）に記載されており、これらは参照により本明細書に組み込まれる。アーク−ＰＥＣＶＤプロセスでは、１５０Ｔｏｒｒを超える、例えば気圧に近い圧力で不活性ガス環境内の対応するアノードプレートにアークをなすカソードに直流電流（ＤＣ）電圧を印加することによりプラズマが発生する。その後、大気に近い熱プラズマは、プロセス圧力がプラズマ発生器の圧力未満の例えば約２０から約１００ｍＴｏｒｒであるプラズマ処理チャンバ内に超音波で拡大する。
【００１９】
ＰＥＣＶＤプロセス用の反応性試薬は、例えば、オクタメチルシクロテトラシロキサン（Ｄ４）、テトラメチルジシロキサン（ＴＭＤＳＯ）、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）、又は他の揮発性有機珪素化合物を含み得る。有機珪素化合物は、酸化し、分解され、典型的には酸素、及び、アルゴンなどの不活性キャリアガスの存在下においてアークプラズマ堆積装置内で重合し、耐摩耗性層を形成する。得られる耐摩耗性層の組成は、堆積したコーティングに残る炭素原子及び水素原子の量に依存してＳｉＯｘからＳｉＯｘＣｙＨｚまで変化することができる。耐摩耗性層に適した物質には、特に、一酸化珪素、二酸化珪素、シリコンオキシカーバイド及び水素化シリコンオキシカーバイド、更には、それらの混和物が含まれる。
【００２０】
発明者らは、２つのプラズマ手法（Ａ及びＢ）が、現行の規制（例えば、米国連邦自動車規格（Ｆｅｄｅｒａｌ  Ｍｏｔｏｒ  Ｖｅｈｉｃｌｅ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）、Ｎｏ．２０５、タイトル４９、第５章、パート５７１．２０５；ＡＮＳＩ−Ｚ２６．１、米国規格協会（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ−１９９７年）及び多くのＯＥＭ仕様に適合することに関して所望の性能を示すコーティングを沈積することを見出した。より具体的には、２つのプラズマ手法から得られる耐摩耗性層２４、２６、２８、３０は、特に、耐摩耗性、水浸接着、内部耐候性（Ｃｉｒａ／ソーダ石灰試験）、熱−機械的強度（１４サイクルの熱サイクル試験）、接着結合強度（カタプラズマ試験）、及び化学抵抗性に関する試験に合格することを見出した。記載したすべての試験は、自動車用ウィンドウ製造の当業者には既知である。Ｃｉｒａ／ソーダ石灰耐候性試験は、米国自動車技術者協会（ＳＡＥ）の大会議事録文書♯２００３−０１−１１９２及び米国コーティング技術協会（Ｆｅｄｅｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｏｃｉｅｔｉｅｓ  ｆｏｒ  Ｃｏａｔｉｎａｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  （ＦＳＣＴ））、９３−１０６（２００５）にすべて記載されている。プラズマ手法は、アークＰＥＣＶＤプロセス中に存在する反応性化学種を出現させて制御するのに使用される、予熱温度、ガス流量及びアーク電流などの作動条件を基準とする。
【００２１】
両方のプラズマ手法は、プラスチックパネル１４の頂側１６上及び底側１８上の両方への少なくとも２つの耐摩耗性層（例えば、第１の層２４、２６、及び第２の層２８、３０）の堆積を含む。プラスチックパネル１４の底側１８の表面は、約４０〜５０℃まで予熱され、一方、プラスチックパネル１４の頂側１６の表面は、約５０〜６０℃まで予熱される。両方のプラズマ手法において、プラスチックパネル１４の底側１８上及び頂側１６上への耐摩耗性層の堆積は、約６０ａｍｐｓ／ａｒｃ未満のアーク電流、約１７０ｓｃｃｍ／ａｒｃ未満の反応性試薬流量、及び、約９５０ｓｃｃｍ／ａｒｃ未満の酸素流量を使用する。好ましくは、第１及び第２の磨耗層に対しては、アーク電流は約３０〜４５Ａｍｐｓ／ａｒｃの範囲内にあり、反応性試薬流量は、約５０〜１５０ｓｃｃｍ／ａｒｃの範囲内にある。酸素流量は、第１及び第２の耐摩耗性層の堆積に対して、それぞれ０〜４００ｓｃｃｍ／ａｒｃ及び７００〜９５０ｓｃｃｍ／ａｒｃの範囲内にあるのが好ましい。
【００２２】
プラズマ手法Ａ−プラスチックパネル１４の底側１８に対しては、予熱温度の設定値は約２５０℃であり、プラスチックパネル上の表面温度を約４０〜５０℃にする。その場合、第１の耐磨耗性層２６は、約３４Ａｍｐｓ／ａｒｃのアーク電流、約１２５ｓｃｃｍ／ａｒｃの反応性試薬（例えば、Ｄ４）流量、及び約ゼロ（例えば、０ｓｃｃｍ／ａｒｃ近く）の第１の酸素流量を使用して堆積するのが特に好ましい。第１の耐摩耗性層２６の堆積に続いて、特に好ましくは、約３７Ａｍｐｓ／ａｒｃのアーク電流、約１５０ｓｃｃｍ／ａｒｃの反応性試薬流量、及び約８００ｓｃｃｍ／ａｒｃの酸素流量を使用して第２の耐摩耗性層３０が堆積される。
【００２３】
プラスチックパネル１４の頂側１６（耐候層２０を含む）に対しては、予熱温度の設定値は約４００℃であり、プラスチックパネル上の表面温度を約５０〜６０℃にする。第１の耐磨耗性層２４は、特に好ましくは、約３４Ａｍｐｓ／ａｒｃのアーク電流、約１２５ｓｃｃｍ／ａｒｃの反応性試薬（例えば、Ｄ４）流量、及び約５０ｓｃｃｍ／ａｒｃの酸素流量を使用して堆積される。第１の耐摩耗性層２４の堆積に続いて、特に好ましくは、約３７Ａｍｐｓ／ａｒｃのアーク電流、約１５０ｓｃｃｍ／ａｒｃの反応性試薬流量、及び約８００ｓｃｃｍ／ａｒｃの酸素流量を使用して第２の耐摩耗性層２８が堆積される。
【００２４】
プラズマ手法Ｂ−プラスチックパネル１４の底側１８に対しては、予熱温度の設定値は約２５０℃であり、プラスチックパネル上の表面温度を約４０〜５０℃にする。第１の耐磨耗性層２６は、特に好ましくは、約３１Ａｍｐｓ／ａｒｃのアーク電流、約１２５ｓｃｃｍ／ａｒｃの反応性試薬（例えば、Ｄ４）流量、及び約５０ｓｃｃｍ／ａｒｃの酸素流量を使用して堆積される。第１の耐摩耗性層２６の堆積に続いて、特に好ましくは、約３７Ａｍｐｓ／ａｒｃのアーク電流、約１５０ｓｃｃｍ／ａｒｃの反応性試薬流量、及び約８００ｓｃｃｍ／ａｒｃの酸素流量を使用して第２の耐摩耗性層３０が堆積される。
【００２５】
プラスチックパネルの頂側１６（耐候層２０を含む）に対しては、予熱温度の設定値は約４００℃であり、プラスチックパネル上の表面温度を約５０〜６０℃にする。第１の耐磨耗性層２４は、特に好ましくは、約３４Ａｍｐｓ／ａｒｃのアーク電流、約１２５ｓｃｃｍ／ａｒｃの反応性試薬（例えば、Ｄ４）流量、及び約５０ｓｃｃｍ／ａｒｃの酸素流量を使用して堆積される。第１の耐摩耗性層２４の堆積に続いて、特に好ましくは、約３７Ａｍｐｓ／ａｒｃのアーク電流、約１５０ｓｃｃｍ／ａｒｃの反応性試薬流量、及び約８００ｓｃｃｍ／ａｒｃの酸素流量を使用して第２の耐摩耗性層２８が堆積される。
【００２６】
上述したように、第１の耐摩耗性層２４、２６は、ＵＶ遮断又は吸収化学種を含むことができる。種々のＰＥＣＶＤ堆積シロキサン層が米国特許第６，１１０，５４４号明細書に示される層などのＵＶ吸収層を形成することが示されている。例えば、テトラメチルジシロキサン（ＴＭＤＳＯ）は、マイクロメートルのコーティング厚さ当たりで約０．０１１ＡＢＳ／μｍ（３００ｎｍの波長において）、０．００８ＡＢＳ／μｍ（３２５ｎｍの波長において）、及び０．００６２ＡＢＳ／μｍ（３５０ｎｍの波長において）程度のＵＶ吸収性を有し、オクタメチルシクロテトラシロキサン（Ｄ４）は、５μｍの厚さで、約０．００２４ＡＢＳ／μｍ（３００ｎｍの波長において）、０．００２４ＡＢＳ／μｍ（３２５ｎｍの波長において）、及び０．００１４ＡＢＳ／μｍ（３５０ｎｍの波長において）程度のＵＶ吸収性を有する。
【００２７】
いくつかのシロキサン物質が比較的高いＵＶ吸収性の層を形成することができることは、予想外で驚くべき結果である。例えば、ビニル−Ｄ４（テトラビニルテトラメチルシクロテトラシロキサン）は、マイクロメートルのコーティング厚さ当たり約０．１４ＡＢＳ／μｍ（３２５ｎｍの波長において）程度のＵＶ吸収性を有する。また、ＵＶ吸収（ＵＶＡ）分子を用いて作られた多くのＰＥＣＶＤコーティングは、単一層の耐磨耗性層として使用される場合にＵＶ露出に対して安定しない（米国特許第６，１１０，５４４号明細書）。
【００２８】
発明者らは、単独で或いは低ＵＶ吸収性の反応性化学種と混合されてＰＥＣＶＤシステム内でプライマ又は中間層として使用された場合に、これらの高ＵＶ吸収性の物質は安定することを見出した。発明者らは、ＰＥＣＶＤプロセスでのこれらの反応性試薬の使用により、下にあるパネルのＵＶ放射及び他の環境要因からの有効な保護を実現する粘着性で耐候性のプライマを形成することができることを明らかにした。
【００２９】
図３Ｂを参照すると、本発明の原理を組み込んだグレイジング組立体１２の別の実施形態が示されている。この実施形態は、プラスチックパネル１６の底側１８上に印刷されたブラックアウトインク（ｂｌａｃｋ−ｏｕｔ  ｉｎｋ）３２を含む。この応用例で特に良好に機能することが分かっているいくつかのインクは、参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願１０／９０９，８８０（２００４年４月２日出願）に記載されている熱硬化インクである。これらの熱硬化インクは、ポリエステルインク（８４５２，Ｎａｚｄａｒ，米国、カンザス州）を含む。詳細には、以下で詳述するアーク−ＰＥＣＶＤ堆積耐磨耗性層を有するポリカーボネートパネル上のこれらの特定のインクに対しては、６５℃での９日間の水浸後に、９９〜１００％の接着性保持率が観測された。
【００３０】
ブラックアウトインク３２を有するプラスチックパネル１６の底側１８に対しては、加熱ユニットの予熱温度の設定値は約２５０℃であり、プラスチックパネル上の表面温度を約５０℃にする。第１の耐摩耗性層２６が、プラズマ手法Ｃに関する以下の記述に従うアーク−ＰＥＣＶＤを介して塗布される。次いで、第２の耐摩耗性層３０が、プラズマ手法Ｃに関する以下の記述に従うアーク−ＰＥＣＶＤを介して塗布される。発明者らは、プラズマ手法Ｃが、インク３２上に堆積する場合だけでなくプラスチックパネル上に直接堆積する場合にも優れた性能を示すことを見出した。詳細には、プラズマ手法Ｃを使用してポリカーボネート上に直接堆積した耐摩耗性層に対して、６５℃で９日間の水浸後に、９９〜１００％の接着性保持率が観測された。
【００３１】
プラズマ手法ｃ−任意選択の装飾用印刷インク３２を有するプラスチックパネル１４の底側１８に対しては、予熱温度の設定値は約２５０℃であり、インク３２上の表面温度を約４０〜５０℃にする。第１の耐磨耗性層２６は、特に好ましくは、約３４〜４３Ａｍｐｓ／ａｒｃのアーク電流、約２０ｓｃｃｍ／ａｒｃのビニル−Ｄ４流量、及び約０〜３００ｓｃｃｍ／ａｒｃの酸素流量を使用して堆積される。第１の耐摩耗性層２６の堆積に続いて、特に好ましくは、約３４Ａｍｐｓ／ａｒｃのアーク電流、約１２５ｓｃｃｍ／ａｒｃの反応性試薬（例えば、Ｄ４）流量、及び約８００ｓｃｃｍ／ａｒｃの酸素流量を使用して第２の耐摩耗性層３０が堆積される。
【００３２】
図３Ｃを参照すると、別の実施形態が示されている。この実施形態は図３Ａに示す実施形態に類似しているが、第２の任意選択のプライマ層２２’を有する第２の耐候層２０’が、プラスチックパネル１４の底側１８上に配置される。第２の耐候層２０’を覆う第１及び第２の耐摩耗性層２６及び３０は、塗布された第１及び第２の耐摩耗性層２４、２８と同様に、耐候層２０上に塗布される。
【００３３】
両方のプラズマ手法（Ａ及びＢ）を含む、パネルに対して得られた事前の妥当性試験の結果を表１〜５に示す。より具体的には、表１に、異なるポリカーボネートパネルでの両方のプラズマ手法（Ａ及びＢ）に対して得られた、接着性保持率に関するデータを示す。この試験は、コーティングされたパネルを６５℃の脱イオン水に１０日間浸漬し、次いで、クロスハッチテープ引き剥がし試験（ＡＳＴＭ  Ｄ３３５９−９５、ＤＩＮ  ５３１５１）を介して粘着性を試験する。＞９９Ｂの表示は、約９９パーセントを超える保護コーティングシステムがクロスハッチ領域内のパネルに接着したままであることを示す。記号Ｂは、クロスハッチ領域の外側でコーティング層間剥離がやはりほとんど発生しなかった（Ｂ＝約２％未満）ことを示す。この試験では、５％を超える保護コーティングシステムのいかなる層間剥離も劣化と見なされる。
【００３４】
表２に、Ｃｉｒａ／ソーダ石灰試験プロトコルを使用した複数の促進耐候性データと共に、テーバー磨耗試験器プロトコル（ＡＳＴＭ  Ｄ１０４４、ＤＩＮ  ５２３４７）を使用して測定された耐摩耗性に関するデータを示す。テーバー試験の結果に関しては、コーティングされたグレイジング組立体の底側を代表するサンプルは、５００サイクル後にサンプルの表面において測定されたヘーズのパーセンテージの変化（例えば、試験に起因する）が約１０％未満である場合に、試験に合格したと見なされる。両方のプラズマ手法が、試験基準に合格する耐摩耗性層を形成することが分かった。コーティングされたグレイジング組立体の頂側を代表するサンプルは、１０００サイクル後にサンプルの表面において測定されたヘーズのパーセンテージの変化（例えば、試験に起因する）が約２％以下である場合に、テーバー試験に合格したと見なされる。両方のプラズマ手法が、試験基準に合格する耐摩耗性層を形成することが分かった。
【００３５】
Ｃｉｒａ／ソーダ石灰耐候性試験を使用した促進耐候性試験に関しては、ここでは耐候層の存在を欠いていてもよい、コーティングされたグレイジング組立体の底側を代表するサンプルは、耐摩耗性層（及び、任意選択の耐候層）の任意の層間剥離が発生するまでに、ＵＶ放射への露出が０．２０ＭＪ／ｍ２に到達する或いはそれを超えていなければならない。両方のプラズマ手法が、いかなる層間剥離の前に０．５２ＭＪ／ｍ２の露出に耐えたことにより、試験基準を超える摩耗層を形成することが分かった。
【表１】
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【表２】
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【００３６】
表３に、自動車ＯＥＭ試験条件（ＰＳＡ  プジョー（Ｐｅｕｇｏｔ）シトロエン（Ｃｉｔｒｏｅｎ），Ｄ４７−１３０９）を使用した、各サイクルが試験パネルを４０℃の温度及び９５％の相対湿度で１６時間、−２０℃の温度で３時間、及び、８５℃の温度及び約５０〜８０％の相対湿度条件で６時間露出することからなる、合計１４サイクルからなる熱サイクル後に得られた粘着性のデータを示す。試験の熱サイクル部分が完了した時点で、模様のないサンプルのテープ引き剥がし（非クロスハッチ）を使用して、コーティング層間剥離の発生を判断する。観測されたコーティングの層間剥離が約５％未満である場合、サンプルは試験を合格する。言い換えれば、試験を合格するためには、パネル上でのコーティング保持率が少なくとも約９５％でなければならない。
【００３７】
表４に、２つのプラズマ手法を含む、コーティングされたパネルに接合されたウレタン接着剤の凝集破壊に関して得られたデータを示す。より具体的には、カタプラズマ試験という名称の使用された試験プロトコルは、自動車用接着剤の当業者にはよく知られている。カタプラズマ試験では、ウレタン接着剤ビードが試験パネルに接合されて、その後、熱、湿気及び熱衝撃に露出される。次いで、ウレタン接着剤の結果として生じる接合性能は、コーティングされたパネルからビードを引き剥がすことにより判断される。また、コーティング性能は、同時実行のクロスハッチ接着試験を介して評価されることができる。次いで、観測された接着劣化がウレタン接着剤の凝集破壊（例えば、接着剤ビードの破断又は分裂）にどの程度まで影響を及ぼしているかを判断する。凝集破壊率（％）が高いほど、システム全体がより適切に機能している。表４では、プラズマ手法Ａが、プラズマ手法Ｂよりも適切に機能していることが分かる。従って、プラズマ手法Ａは、プラズマ手法Ｂより好適である。プラズマ手法Ａから得られるグレイジング組立体の性能は、ほとんどの自動車ＯＥＭ（ｏｒｉｇｉｎａｌ  ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ  ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｓ（相手先商標製品の製造会社））によって規定された基準を超える。
【表３】
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【表４】
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【００３８】
表５は、種々のプラズマ手法を使用して、堆積したコーティングにより示される化学抵抗性に関して得られたデータを示す。この試験での合格評価は、化学物質とコーティングシステムとの間の接触による全体の性能に及ぼす影響が最小であることである。プラズマ手法Ａ及びＢの両方とも、表に列挙された種々の化学物質への露出に合格することが分かった。
【表５】
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【００３９】
前述の開示は、当業者が本発明を実行することを可能にすることを意図していることから、本発明が前述の開示に限定されると解釈するべきではなく、本発明がこの前述の明白な変形形態を含んでおり、特許請求の範囲の精神及び範囲によってのみ限定されると解釈するべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の原理を具体化するグレイジング組立体を有する自動車の概略図である。
【図２】図１に示すグレイジング組立体の上面図である。
【図３Ａ】図２の線３Ａ−３Ａに概略的に沿ったグレイジング組立体の一部分の断面図である。
【図３Ｂ】図３Ａに類似する、装飾用インクを有するグレイジング組立体の一部分の断面図である。
【図３Ｃ】図３Ａに類似する、組立体の両側上に耐候層を有するグレイジング組立体の一部分の断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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