(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐候性および耐摩耗性を示すプラスチック艶出し組合せ材を製造する方法であって、
モールド（５０）内にプラスチック樹脂を注入して、Ａ面とＢ面を有するプラスチック部品（１００）を形成する段階（５５）と、
前記プラスチック部品（１００）が前記モールド（５０）内にある間、前記プラスチック部品（１００）の少なくとも一方側に被覆材（１０５）を付与する段階（６０）と、
前記モールド（５０）から前記被覆された部品を取り外す段階（７０）と、
前記被覆された部品の前記被覆材（１０５）の上に、厚さが事実上均一で一定である耐摩耗層（１１０）を被着する段階（７５）とを含む方法において、
被覆材をその上で硬化させた被覆された部品を形成するために前記モールド内にある間、前記プラスチック部品（１００）上の前記被覆材（１０５）を硬化させる段階（６５）を特徴とする、プラスチック艶出し組合せ材を製造する方法。
【請求項２】
注入段階、付与段階、硬化段階、取り外し段階および被着段階の段階が、自動化された手段によって実施されることを特徴とする請求項１に記載されたプラスチック艶出し組合せ材を製造する方法。
【請求項３】
プラスチック窓を注入する前記段階（５５）は、自動車の窓の形状で前記プラスチック部品（１００）を形成することを特徴とする請求項１に記載されたプラスチック艶出し組合せ材を製造する方法。
【請求項４】
前記被覆材（１０５）を付与する前記段階（６０）は、前記プラスチック部品（１００）と前記モールド（５０）の面の間にギャップを確立する段階を含み、
前記被覆材（１０５）は、前記ギャップ内に注入されることを特徴とする請求項１に記載されたプラスチック艶出し組合せ材を製造する方法。
【請求項５】
前記モールド成形された部品（１００）と前記モールド（５０）の面の間に前記ギャップを確立する前記段階は、事実上一定の幅で前記ギャップを形成することを特徴とする請求項４に記載されたプラスチック艶出し組合せ材を製造する方法。
【請求項６】
耐摩耗層（１１０）を被着する前記段階（７５）は、真空蒸着技術を使用して実施されることを特徴とする請求項１に記載されたプラスチック艶出し組合せ材を製造する方法。
【請求項７】
前記真空蒸着技術は、プラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）、膨張熱プラズマ（expanding thermal plasma）ＰＥＣＶＤ、プラズマ重合法、光化学気相成長法、イオン・ビーム蒸着法、イオン・メッキ蒸着法、陰極アーク蒸着法、スパッタリング、エバポレイション、中空陰極励起蒸着法（hollow-cathode activated deposition）、マグネトロン励起蒸着法（magnetron activated deposition）、励起反応エバポレイション（activated reactive evaporation）、熱化学気相成長法、またはいずれの知られたゾル−ゲル被覆プロセスのうちの１つとして選択される請求項６に記載されたプラスチック艶出し組合せ材を製造する方法。
【請求項８】
前記真空蒸着技術は、膨張熱プラズマ化学気相成長法である請求項６に記載されたプラスチック艶出し組合せ材を製造する方法。
【請求項９】
前記被覆材（１０５）を硬化させる前記段階（６５）は、熱硬化、放射線硬化、および熱硬化と放射線硬化の組み合わせのうちの１つを含むことを特徴とする請求項１に記載されたプラスチック艶出し組合せ材を製造する方法。
【請求項１０】
前記耐摩耗層（１１０）を被着するために、前記モールドから前記被覆された部品を搬送するために使用される機械システムのサブコンポーネントである保持メカニズムから前記被覆された部品をつるす段階によって更に特徴づけられる請求項１に記載されたプラスチック艶出し組合せ材を製造する方法。
【請求項１１】
前記被覆された部品のいずれの被覆されていない面上に直接耐摩耗層を被着する段階（７５）によって更に特徴づけられる請求項１に記載されたプラスチック艶出し組合せ材を製造する方法。
【請求項１２】
前記プラスチック樹脂を注入する段階（５５）に先立ち、前記モールド（５０）内にプラスチック・フィルム（１１５）を配置する段階（８５）によって更に特徴づけられる請求項１に記載されたプラスチック艶出し組合せ材を製造する方法。
【請求項１３】
前記モールド（５０）の１面の形状に事実上整合するように、前記プラスチック・フィルム（１１５）を形成する段階によって更に特徴づけられる請求項１２に記載されたプラスチック艶出し組合せ材を製造する方法。
【請求項１４】
前記プラスチック・フィルム（１１５）に整合する、前記モールド（５０）の前記１面は、前記プラスチック部品（１００）の前記Ａ面を画定する請求項１３に記載されたプラスチック艶出し組合せ材を製造する方法。
【請求項１５】
前記モールド（５０）内に前記プラスチック・フィルム（１１５）を配置する段階の前に、前記プラスチック・フィルム（１１５）上に境界、霜取り装置、アンテナ、またはロゴのうちの少なくとも１つをプリントする段階（８０）によって更に特徴づけられる請求項１２に記載されたプラスチック艶出し組合せ材を製造する方法。
【請求項１６】
耐摩耗層（１１０）の前記被着段階（７５）の前に、前記被覆された部品を貯蔵する段階によって更に特徴づけられる請求項１に記載されたプラスチック艶出し組合せ材を製造する方法。
【請求項１７】
前記被覆された部品を貯蔵する前記段階は、少なくともクラス１００のクリーン・ルーム中で実施される請求項１６に記載されたプラスチック艶出し組合せ材を製造する方法。
【請求項１８】
耐摩耗層（１１０）の前記被着段階（７５）に先立ち、前記被覆された部品を洗浄する段階によって更に特徴づけられる請求項１７に記載されたプラスチック艶出し組合せ材を製造する方法。
【請求項１９】
前記被覆された部品を洗浄する前記段階は、水性洗浄、アルコールふき取り、アルコールすすぎ、またはそれらの組み合わせのうちの１つを使用して、実施される請求項１８に記載されたプラスチック艶出し組合せ材を製造する方法。
【請求項２０】
耐摩耗層（１１０）の前記被着段階に先立ち、前記硬化した被覆材の面上に機能層（１３０）を被着する段階によって更に特徴づけられる請求項１に記載されたプラスチック艶出し組合せ材を製造する方法。
【請求項２１】
前記耐摩耗層（１１０）の前記被着段階（７５）に先立ち、前記被覆された部品のいずれの被覆されていない側にシリコン硬質皮膜（１２０）を付与する段階によって更に特徴づけられる請求項１に記載されたプラスチック艶出し組合せ材を製造する方法。
【請求項２２】
耐候性および耐摩耗性を示すプラスチック艶出し組合せ材を製造する方法であって、
前記モールド（５０）を閉じる段階と、
モールド内にプラスチック樹脂を注入して、被覆された部品を形成する段階と、
前記モールド（５０）から前記被覆された部品を取り出す段階と、
前記被覆された部品の前記被覆材（１０５）の上に耐摩耗層（１１０）を被着する段階とを含む方法において、
上記に列挙された段階に先立ち、
モールド（５０）の少なくとも１つの面に被覆材（１０５）を付与する段階と、
前記被覆材（１０５）に対してバリア・フィルムを配置して押し付ける段階であって、
前記バリア・フィルムは、前記被覆材（１０５）に対して全く親和性を有さず、前記被覆材が、硬化される前に、酸素に晒されるのを防止する段階と、
前記被覆材（１０５）を硬化させる段階と、
前記バリア・フィルムを除去する段階とを特徴とする、方法。
【請求項２３】
前記被覆材（１０５）を硬化させる前記段階は、ＵＶ放射線によって前記被覆材を照射する段階を含む請求項２２に記載されたプラスチック艶出し組合せ材を製造する方法。
【請求項２４】
耐摩耗層（１１０）を被着する前記段階は、真空蒸着技術を使用して実施される請求項２２に記載されたプラスチック艶出し組合せ材を製造する方法。
【請求項２５】
前記真空蒸着技術は、膨張熱プラズマ化学気相成長法である請求項２４に記載されたプラスチック艶出し組合せ材を製造する方法。
【請求項２６】
耐摩耗層（１１０）の前記被着段階に先立ち、前記硬化した被覆材の面上に機能層（１３０）を被着する段階によって更に特徴づけられる請求項２２に記載されたプラスチック艶出し組合せ材を製造する方法。
【請求項２７】
前記耐摩耗層（１１０）の前記被着段階に先立ち、前記被覆された部品のいずれの被覆されていない側にシリコン硬質皮膜（１２０）を付与する段階によって更に特徴づけられる請求項２２に記載されたプラスチック艶出し組合せ材を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプラスチック艶出し組合せ材に係り、特に自動車の屋根、窓、ヘッドランプおよび尾灯用、さらには、住宅および商用の艶出し、航空機の艶出し、およびサングラス用のプラスチック艶出し組合せ材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック艶出し組合せ材は、受容可能な性能特性（例えば、耐候性、および界面接着性（下層プラスチック基材、および後で被着される耐摩耗層との界面接着性））を該プラスチック艶出し組合せ材に付与することのできる被覆を必要とする。耐摩耗層被覆組成物を付与する従来の方法は、流し被覆、浸漬被覆、スプレー被覆、回転被覆およびカーテン被覆を含む。これらの方法のすべては、時間がかかる、エネルギーの非効率的なプロセスによって予め形成されたプラスチック・シートに被覆を付与し、その後に付与された被覆材を硬化させることができる。熱硬化法は、約１５〜１２０分、温度１００℃超で被覆されたプラスチック艶出し組合せ材を加熱することが必要になることがある。硬化法は、被覆が下塗りおよび仕上げ塗りなど、複数の層からなっているかどうかに依存して、複数回実施する必要がある場合がある。従来の被覆材を硬化させるために必要な時間、および要求された硬化条件を達成するために必要なエネルギー入力は、プラスチック艶出し組合せ材に関連する製造コストを事実上増大させる。さらに、従来の被覆法は、高い移転効率に欠けており、それによって環境に有害な溶剤が存在することと結びついたとき、製造業者は、被覆廃棄物および廃棄部品を処分し、大気排出物を減少させ、大規模な被覆ラインまたは設備を設置し維持する必要のために、製造コストをさらに増大させることを求められる。
【０００３】
さらに、多くの従来の被覆材は、耐摩耗層の被着に適合しない、またはそれらの組成物を作り上げるポリマーおよび添加剤のために高価である。より具体的には、通常、被覆材媒質中に様々な安価な有機ポリマーを組み込む被覆材は、実質的に無機の耐摩耗層がその上に有効に付着することができる面になるように、伝導性でない。他方では、耐摩耗層の被着に適合するシリコン硬質皮膜（ＳＨＣ：silicon hard-coat）を含む被覆材は、従来の有機被覆材より何倍も高価である。
【０００４】
したがって当業界では、従来の被覆材を硬化させるための相当なコストを低減化するかまたは排除することによって、プラスチック艶出し組合せ材に関連する製造コストを低減化する必要がある。また、プラスチック艶出し組合せ材に付与される被覆が、延長した寿命期間を通して所定用途で機能するように求められる、必要水準の耐摩耗性をプラスチック艶出し組合せ材に付与するために、耐摩耗層の被被着材に適合することを保証する必要がある。
【０００５】
国際出願公開第ＷＯ２００６／０７２１７７Ａ１号には、ポリカーボネート・プラスチック材料のモールド内被覆のための方法と、ウインドシールド、窓、尾灯カバー、ヘッドライト・カバーなど、特に自動車用途で使用される、それによって製造される製品とが開示されている。
【０００６】
米国特許出願公開第２００６／０１１８９９９Ａ１号は、モールド内被覆の手段によって被覆されたモールド成形品を用意する方法に関する。この方法は、少なくとも１つのモールド成形面を有する回転可能なコアと、第１のダイと、第２のダイとを含むモールド装置の使用を含み、各ダイは、内側面を有し、そのそれぞれは、回転可能なコアと可逆的に係合可能である。
【０００７】
米国特許出願公開第２００６／０１２５１５１Ａ１号には、被覆基材がモールド成形された基材の面上に注入される時期が、内部成形温度および／または圧力によって決定される、モールド内被覆方法が開示されている。
【０００８】
米国特許出願公開第２００６／００９７４２５Ａ１号には、素晴らしい外観を有する製品をモールド成形するためのモールド内被覆方法が開示されている。樹脂成形製品が、被覆直前まで、モールド・キャビティ面に対して押し付けられて保持される。
【０００９】
米国特許出願公開第２００６／００７６７１２Ａ１号では、モールド成形製品が、その外観において均一な品質を有した被覆層によって被覆される、モールド内被覆方法が提供される。
【００１０】
米国特許出願公開第２００５／０１５６３５１Ａ１号では、モールド成形品の一方側からモールド成形品の他の展示面上にモールド内被覆材を注入することを可能にする、モールド成形装置および方法が提供される。
【００１１】
米国特許出願公開第２００４／０１４８０５１Ａ１号では、モールド成形品のための熱硬化性モールド内被覆材の硬化時間およびフロー時間を最短にするためのモデル化方法が述べられている。
【００１２】
米国特許第７３１４５９０号（２００８年）では、斬新なガスケット設計を含む成形装置中で被覆され成形される品物を用意する方法が述べられている。
【００１３】
米国特許第７０４５２１３号（２００６年）および米国特許第６８９０４６９号（２００５）では、モールド内被覆材を有し、基材上へのモールド内組成物のフローが選択的に制御されることができる方法によって製造される、成形された品物および基材が開示されている。
【００１４】
米国特許第７３０９２２１号（２００７年）では、モールド内被覆成形モールドおよびモールド内被覆成形方法が開示され、モールドは、長期間、被覆材料の漏れを防止し、その漏れは、モールド内被覆成形方法が実行されるときに起きる可能性がある。
【００１５】
米国特許第６１８００４３号（２００１年）は、モールド内被覆方法に関し、その方法は、射出成形方法、射出圧縮成形方法または射出圧力成形方法に従ってモールド中で合成樹脂の成形材料を成形するために、モールドに固定圧を加えることによって成形される製品を形成する段階と、次いでモールド中で被覆材料を用いて成形製品の面を被覆する段階とを含み、被覆材料は、成形製品の面が被覆材料の注入圧およびフロー圧に耐えることができるようにおよびその程度まで成形製品が硬化または固化した状態で注入される。
【００１６】
米国特許第５９０２５３４号（１９９９年）では、熱可塑性樹脂を射出成形する方法が述べられ、その方法は、溶融樹脂をモールドのキャビティに注入する段階と、所定量の被覆材料を導入する段階と、０ｋｇｆ／ｃｍ２より高いレベルでモールドを解放する前に、成形圧を維持する段階とを含む。
【００１７】
米国特許第５６７６９０１号（１９９７年）では、全面の上を、被覆材料が均一におよび優れた接着性を有して被覆することができる樹脂成形品が開示されている。
【００１８】
米国特許第４６６８４６０号は、モールド内で熱硬化性基材を成形し被覆する方法に関し、その方法は、少なくとも２つの分離可能なダイス間にモールドキャビティを形成する、その間に基材を形成する段階と、基材が被覆材を受容することができる点まで基材を硬化させる段階と、ダイスを所定の位置に維持したままで、モールドキャビティ圧を事実上超える圧力でモールドキャビティ内に被覆材を注入し、それによって被覆材が基材の所望の面の上に押し出される段階と、被覆された基材を硬化させる段階とを含む。
【００１９】
米国特許第４０７６７８８号（１９７８年）では、新しく成形された高分子基材の面上に、特殊目的の被覆材または表皮を圧縮成形する方法が述べられ、その方法は、被覆される面とダイの間に表皮形成材料を注入する段階と、基材面からダイを分離する間、基材がモールドキャビティ内で液圧的に動かないように、その面を形成する段階と、その後、面の上で表皮形成材料を圧縮成形する段階とを含む。
【００２０】
米国特許第６８２２０５８号（２００４年）では、熱硬化性のモールド内被覆組成物およびそれを使用する方法が開示されている。モールド内被覆組成物は、１４８．９℃（３００°Ｆ）より低い温度で硬化可能であり、重合可能な樹脂と、第三有機過酸エステル（tertiary organic perester）を含んだ促進される過酸化物（promoted peroxide）と、高分子組成物に物理的に結合した遷移金属を含んだ、重合体に結合した触媒と、少なくとも１つの芳香族第三アミンを含むアミン共力剤とを含む。
【００２１】
米国特許第６７９３８６１号（２００４年）は、熱硬化性被覆材がそれに結合した、射出成形された熱可塑性成形品を製造するためのプロセスに関し、そのプロセスは、３段階で閉じたモールド内に、ポリオレフィンなどの熱可塑性材料を、その融点より高い温度まで加熱して導入し、前記材料を成形して成形品を形成する段階と、成形品をその溶融温度より低い温度まで冷却して、熱硬化性被覆組成物を閉じたモールド内に導入し、成形品の面の少なくとも一部分をカバーする段階とを含む。
【００２２】
米国特許第６６１７０３３号（２００３年）には、熱硬化性被覆材がそれに結合した、射出成形された熱可塑性成形品を製造するためのプロセスが述べられ、そのプロセスは、閉じたモールド内に、ポリオレフィンなどの熱可塑性材料を、その融点より高い温度まで加熱して導入し、前記材料を成形して成形品を形成する段階と、その後、遊離基を生成することが可能な熱硬化性被覆組成物を閉じたモールド内に導入して、成形品の面の少なくとも一部分に接触させる段階であって、その温度は、被覆組成物中に含まれた遊離基が生成される温度であるか、または、それより高い、段階とを含む。
【００２３】
米国特許第５７７７０５３号（１９９８）は、末端アクリレート末端基（terminal acrylate end groups）を有する飽和脂肪族エステル中間体ポリウレタン、イソボルニルアクリレートなどの飽和（シクロ）脂肪族（メタ）アクリレート、ヒドロキシルアルキル（メタ）アクリレート、アルキレンポリオールのポリアクリレートエステル、およびビニル置換芳香族などの脂肪族樹脂を含んだ繊維強化プラスチックのためのモールド内被覆組成物に関する。
【００２４】
米国特許第５７３６０９０号（１９９８）によって、展色成分、ポリイソシアネート化合物、および重合開始剤を含む被覆組成物を使用したモールド内被覆の方法が提供される。展色成分は、ウレタンアクリレートオリゴマーまたはウレタンメタクリレートオリゴマーである。
【００２５】
米国特許第５６５８６７２号（１９９７）には、良好な硬度、良好な耐亀裂性および繊維強化プラスチック基材への良好な接着性を示す、一部無溶媒の（one-part solvent free）モールド内被覆組成物が開示されている。その組成物は、３個以上の（メタ）アクリレート基を有するウレタンポリアクリレート化合物、ウレタンジアクリレート、またはウレタンジビニル化合物、１つまたは複数の接着促進剤、および１つまたは複数のエチレン性不飽和の共重合可能なモノマーのブレンドを含む。
【００２６】
米国特許第５３８７７５０号（１９９５）には、接着性被覆材を有するモールド内で被覆されたプラスチック品物を製造する方法が述べられ、その被覆組成物は、向上した表面被覆特性および迅速な硬化レートを有している。
【００２７】
米国特許第４６３７９０４号（１９８７年）は、基材上に重合層を形成するためのプロセスに関し、そのプロセスは、取り外し可能な蓋を有するモールド内に被覆される基材を配置する段階と、モールド内に液体モノマーを注入して、被覆される基材の面と接触させる段階と、前記モノマーの硬化に先立ち、前記モールド中の所定の位置に基材を保持する段階と、液体モノマーを放射線硬化させる段階と、硬化する液体モノマーがかなり収縮する前に、前記基材上での保持を解除する段階と、被覆されている基材に面から遠く離れたモールドの一部分で、前記液体モノマーがかなり収縮する前に大気圧まで前記モールドに通気し、それによって基材が取り外し可能な蓋に向かって移動する段階とを含む。
【００２８】
米国特許第４５３４８８８号（１９８５年）によって、少なくとも２個のアクリレート基を有する少なくとも１つの重合可能なエポキシ・ベースのオリゴマーの遊離基過酸化物開始熱硬化性組成物（free radical peroxide initiated thermosetting composition）と、少なくとも１つの共重合可能なエチレン性不飽和モノマーと、−ＣＯ−基およびＮＨ２、−ＮＨ−および／またはＯＨ基を有する少なくとも１つの共重合可能なモノエチレン性不飽和化合物と、ポリ酢酸ビニルと、少なくとも１０個の炭素原子を有する脂肪酸の少なくとも１つの亜鉛塩と、過酸化物開始剤のための少なくとも１つの促進剤と、伝導性カーボン・ブラックと、タルクなどの充填剤と、共重合可能なまたは共硬化性（co-curable）の化合物とを使用して、モールド内被覆することができるＦＲＰ成形品が提供される。
【００２９】
米国特許第４３６６１０９号（１９８２年）には、加熱された整合モールド中で、接着性被覆材を有する、被覆され成形された繊維強化熱硬化性プラスチック品物を製造するための方法が述べられている。被覆材は、ブロックされたポリイソシアネート（blocked polyisocyanate）と、ポリエポキシド−ポリアクリレートと、エチレン性不飽和ポリエステル樹脂と、共重合可能なアルファ−ベータ・エチレン性不飽和モノマーと、開始剤と、触媒と、充填剤とを含む。
【００３０】
米国特許第４２２２９２９号（１９８０年）および米国特許第４，１８９，５１７号（１９８０年）には、熱硬化性ポリエステル・ガラス繊維基材上に接着性のモールド内熱硬化性被覆組成物を含む積層板が述べられている。
【００３１】
米国特許第４０８１５７８号（１９７８年）では、過剰な反応性イソシアネート基を含むイソシアネート終止材料（isocyanate-terminated material）と、反応性水素原子を含む組成物、ほとんどが水酸基、および末端イソシアネート基（terminal isocyanate groups）を三量化させることが可能な触媒からなる群から選択される材料とを含むモールド内被覆組成物が開示されている。
【００３２】
米国特許第６８９０５８６号（２００５年）は、モールド内被覆プロセスによって付与されるクリア被覆材を用いて被覆されたプラスチック製品に関する。共有結合によってクリア被覆材とプラスチック基材とが互いに結合され、クリア被覆材は、層間剥離に耐え、クリア被覆材の下にある有色素面の色あせを抑制することが可能である。
【００３３】
米国特許第６７２００７６号（２００４年）によって、熱可塑性基材にモールド内で付与されて成形された基材上で熱硬化性表面被覆を形成するように、熱硬化されるようになされたモールド内下塗り被覆が提供される。モールド内下塗り被覆は、エポキシ−アクリレートオリゴマーの共反応性の（coreactive）重合可能な組成物と、ヒドロキシル官能性アクリレートまたはメタクリレートと、ビニル芳香族モノマーと、少量のアクリル酸またはメタクリル酸とを含み、バランスが、他のジアクリレートおよび／またはエチレン性不飽和モノマーである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００３４】
プラスチック艶出し組合せ材に従来の耐候性被覆材を付与するという欠点および制限を克服するために、高度に耐候性で耐摩耗性のプラスチック艶出し組合せ材を製造する経済的な方法が提示される。この経済的な製造方法は、所望の形状のモールド内にプラスチック樹脂を注入して、Ａ面とＢ面を有するプラスチック部品を形成する段階と、プラスチック部品の少なくとも一方側の面に接着する耐候性被覆材を付与する段階と、プラスチック部品の面上の耐候性被覆材を硬化させる段階と、次いで硬化後、モールドから被覆された部品を取り外す段階と、最後に、被覆された部品のＡ面およびＢ面の面に接着する耐摩耗層を被着する段階とを含む。この製造方法によって、硬化した耐候性被覆材および被着された耐摩耗層が共に比較的均一で一定の厚さを有することが可能になる。
【００３５】
自動車の窓などのプラスチック艶出し組合せ材を製造する方法は、通常、約１０分未満で完了し、約５分未満が可能であることが予想される。部品は、耐摩耗層が被着される後までは、手動で取り扱われない。むしろ、耐候性被覆材は、モールド中で、熱硬化、放射線硬化または両方の組み合わせによって部品上で硬化される。被覆された部品は、ロボットによってモールドから取り外され、保持機構上につられることが好ましく、その保持機構は、プラズマ化学気相成長法などの真空蒸着技術を使用して耐摩耗層を被着しながら、モールドから部品を搬送するために使用される機械システムのサブコンポーネントに相当する。
【００３６】
他の実施例では、プラスチック・フィルムを、プラスチック樹脂を注入する前に、モールド内に配置することができる。このプラスチック・フィルムは、プラスチック部品のＡ面に対応する面など、モールドキャビティの１面の形状に事実上整合するように形成される。プラスチック・フィルムは、モールド内に配置される前に、境界、霜取り装置、アンテナまたはロゴをその上にプリントすることできる。その後、プラスチック・フィルムは、モールド内に注入された樹脂に溶融して結合状態になる。
【００３７】
また他の実施例では、被覆された部品の貯蔵が、耐摩耗層の被着前に、必要になることがある。この場合、貯蔵は、ＩＳＯのクリーン・ルーム規格１４６４４−１によって規定された少なくともクラス１００のクリーン・ルーム中で行われ、被覆された部品の面が、耐摩耗層の被着による処理前に、洗浄されることが好ましい。洗浄は、水性洗浄システム、アルコールふき取り、アルコールすすぎ、またはそれらの組み合わせの１つを使用して実施される。
【００３８】
他の実施例では、機能層が、耐摩耗層の被着に先立ち、被覆された窓の少なくとも１つの面上に被着される。そのような機能層の実施例は、二酸化チタンであり、それは、ＵＶ放射線を遮断するのに役立つ。
【００３９】
また他の実施例では、耐候性被覆材をモールドの面に付与し、バリア・フィルムを被覆材に対して押し付けて酸素に晒されるのを防止し、被覆材を硬化させ、バリア・フィルムを除去し、次いでモールドを閉じ、プラスチック樹脂を注入する。この場合、バリア・フィルムは、耐候性被覆材に対して全く親和性を有さず、耐候性被覆材は、ＵＶ放射線を使用して硬化させることが好ましい。
【００４０】
適用できるさらなる領域は、本明細書に提示される説明から明らかになる。説明および具体的な実施例は、例示する目的のためだけに意図され、本開示の範囲を限定する意図はないことを理解すべきである。
【００４１】
本明細書で説明される図面は、単なる説明目的用であり、本願の開示範囲を限定する意図はない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明原理によるプラスチック窓を装備する自動車の図。
【図２】本発明の一実施例によるプラスチック艶出し組合せ材のための製造プロセスの概略図。
【図３Ａ】本発明の一実施例による、図１のプラスチック艶出し組合せ材の断面を図式的に表す図。
【図３Ｂ】本発明の別実施例による、図１のプラスチック艶出し組合せ材の断面を図式的に表す図。
【図３Ｃ】本発明の別実施例による、図１のプラスチック艶出し組合せ材の断面を図式的に表す図。
【図３Ｄ】本発明の別実施例による、図１のプラスチック艶出し組合せ材の断面を図式的に表す図。
【図３Ｅ】本発明の別実施例による、図１のプラスチック艶出し組合せ材の断面を図式的に表す図。
【実施例】
【００４３】
以下の説明は、単なる模範例であり、本発明を限定し、または、その適用あるいは使用を限定する意図はない。説明および図面の全体にわたって、対応する参照符号は、類似または対応する部品および特徴を示す。
【００４４】
本発明によって、高水準の耐候性および耐摩耗性を示すプラスチック艶出し組合せ材を製造する経済的な方法が提供される。
図１を見ると、プラスチック艶出し組合せ材は、窓として自動車１０で使用することができる。窓の非包括的な実施例には、後部窓１５、サンルーフ２０、固定式横窓２５、および可動式横窓３０が含まれる。自動車設計の当業者は、本発明のプラスチック艶出しシステムが、これらに限定されないが、ボディ・パネル、支柱、ヘッドランプ、尾灯やカウリングを含む、他の自動車構成部材に使用できることを理解するだろう。本発明のプロセスによって、多くの現在のプロセスの動作段階が簡単になり、コストが減少し、多くの機能要素（たとえば、日照調整、霜取り装置、アンテナ、プリントされたブラックアウト／フェードアウト（blackout/fadeout）やＵＶ遮断）を結果として得られるプラスチック艶出し組合せ材中に組み込むことが可能になるので、これらのプラスチック艶出し組合せ材は、これらに限定されないが、自動車の艶出し、住宅および商用の艶出し、航空機の艶出し、およびサングラスを含む、多くの市場領域で用途を見出すことになる。
【００４５】
図２を見ると、経済的な製造プロセスは、所望の部品形状を有するモールドを設計し構築する段階４０と、その後にモールド５０内で行われる一連の段階とによって、全体的に規定することができる。この一連の段階は、プラスチック部品を射出成形する段階５５と、プラスチック部品にモールド内被覆材（ＩＭＣ：in-mold coating）を付与する段階６０と、プラスチック部品上のＩＭＣ被覆材を硬化させる段階６５とを含む。その後に被覆された部品を取り出す段階７０と、その後に耐摩耗層を被着する段階７５とによって、所望のレベルの耐摩耗性を示すプラスチック窓組合せ材の形成が完了する。ＩＭＣ被覆材が、ＵＶ放射線を吸収する、または反射する手段を含む場合、プラスチック窓組合せ材は、所望のレベルの耐候性も示すことができる。本発明のプロセスに対する１つの効果は、硬化したＩＭＣ被覆材および耐摩耗層が、比較的均一で一定の厚さを示すことができ、それによって、耐候性および耐摩耗性などの均一な特性が、プラスチック艶出し組合せ材に付与されることである。
【００４６】
モールド内で被覆を付与するプロセスを介して、プラスチック艶出し組合せ材を製作するためのモールド５０に関連する様々な構成要素には、樹脂フロー、圧力および温度の必要な制御を行って、低ストレスを示すプラスチック部品の形成を確実に実施する、射出圧縮成形機械と、被覆製剤を注入するために少なくとも１つのニードル・ゲートを有した回転スタックモールドと、プラスチック樹脂と、迅速に硬化可能な（モールド成形温度条件において）被覆製剤と、被覆材計測ユニットまたは搬送カートとの使用が伴うことが好ましいはずである。
【００４７】
プラスチック艶出し組合せ材のためのモールド成形サイクルは、充填（注入および圧縮、或いは鋳造）段階と、固める段階と、冷却段階とを含む。剛体のプラスチックは、通常、圧縮可能なポリマーであり、したがって充填ステージの後、モールドをわずかに開いてギャップを生成し、生成したギャップ内に被覆材搬送システムによってニードルを通して一定量のＩＭＣ被覆材を注入する。この被覆材搬送システム中のニードルおよびゲートは、被覆製剤が、モールド成形された部品の面上で一様に分布し、その間に、プラスチック部品をさらに圧縮し固めるように設計される。温度プロフィールは、選択されたＩＭＣ被覆製剤（たとえば、硬化温度および硬化時間）およびプラスチックモールド成形サイクルに従って制御される。モールド成形された部品は、ＩＭＣ被覆材が完全に硬化し、耐摩耗層の被着など、次の操作を受け入れる準備が整った状態でモールドから抜け出してくる。
【００４８】
被覆カートは、ＩＭＣ被覆材を完全に分離して、モールドへのこの被覆材の所望量を量る手段を提供するために使用される。被覆材の分離によって、被覆材が製造プラントの環境から汚染された状態になることがあるどのような機会も、減少する。被覆カートに関して比例閉ループ水力学を使用すると、ＩＭＣ被覆材の分注が正確になることが保証される。モールド内にＩＭＣ被覆材を注入するために使用される圧力は、約４１，３７０ｋＰａ（約６，０００ｐｓｉ）ほど高くすることができる。
【００４９】
フィルム挿入モールド成形（ＦＩＭ：film insert molding）は、モールド内被覆材搬送システムと組み合わせて、装飾または霜取り装置／アンテナなど、追加の機能性を統合することができる。図２にさらに示すように、様々な任意選択の要素は、日照調整、エレクトロ・クロマティシティ（electro-chromaticity）、またはＵＶ放射線抵抗性などの追加の利点をもたらすために、モールド内にプラスチック・フィルムを配置し固定する段階８５を含むことができる。モールド中へのフィルムの配置には、フィルム挿入モールド成形の当業者に通常知られた取扱いシステム（図示せず）を利用することができる。このプラスチック・フィルムは、不透明境界、ロゴ、霜取り装置格子、エレクトロルミネセント・パターン、アンテナ、またはそれらの組み合わせなど、追加の機能性をさらに含むことができる。そのような追加の機能性は、モールド中へのフィルムの挿入段階８０に先立ち、またはモールド自体中の追加の注入ポートの使用によって、フィルム上にプリントすることができ、注入ポートの使用によるプロセスは、モールド内プリント（図示せず）と称されるプロセスとなる。プロセス中の他の任意選択の構成要素（図示せず）は、プラスチック樹脂を注入する前に、モールドの面にＩＭＣ被覆材を付与するための追加のスプレー塗布システムと、ＩＭＣ被覆材を硬化させるためのＵＶ硬化システムと、モールド５０およびモールドから窓を取り外す段階７０を、または潜在的に全体の操作さえ実施するシステムを取り囲むクリーン・ルームとを含むことができる。
【００５０】
本発明の実施例では、フィルム挿入モールド成形（ＦＩＭ）を用いて、プラスチックＦＩＭフィルムが、ツールおよびゲートの設計およびフィルム自体の機能性に依存して、キャビティ側またはコア側のいずれかのモールドの一方側上に配置されて固定される。たとえば、ＦＩＭフィルムの目的が、プラスチック艶出し組合せ材に耐候性または霜取り能力を付与することである場合、仕上げられた部品の外側面またはＡ面にフィルムを配置することが、好ましいはずである。ＦＩＭフィルムの目的が、内部キャビン照明をもたらすことである場合、仕上げられた部品の内側面またはＢ面にフィルムを配置することが好ましいことがある。フィルムは、モールド内に挿入する前に、事前にプリントし前もって形成することができる。次いで、モールドを閉じ、部品を形成するために、溶融したプラスチック樹脂を注入してキャビティ中を充填する。
【００５１】
次いで、極めて狭いモールドギャップ（被覆厚さ要件によって決定される）を開け、量った量のモールド内被覆材（ＩＭＣ）をギャップ内に注入する。ＩＭＣ被覆材は、モールド成形された窓の外側面および内側面、或いは両面上に、注入することができる。次いで、モールドを閉じ、固定し、鋳造／圧縮して、被覆材を硬化させる。ＩＭＣ被覆材の具体的な製剤および要求された硬化条件に依存して、モールドの追加の加熱または冷却が、被覆材を完全に硬化させるために、必要になることがある。さらに、鋳造段階および固定段階に関連した複数の段階が、要求されることがある。最後に、被覆された窓を冷却し、モールドを開き、窓を取り出す。被覆された窓は、被覆材が完全に硬化し、耐摩耗層の被着を受け入れる準備ができた状態でモールドから抜け出してくる。
【００５２】
被覆された窓は、ロボット・メカニズムまたはシステムを使用して、モールドから取り外すことができる。そのようなシステムでは、ロボットまたはロボット・アームによって、保持メカニズムから被覆された部品を吊り上げ、その保持メカニズムは、耐摩耗層を被着しながら、モールドから部品を搬送するために使用される機械システムの一部である。必要な場合、保持メカニズムは、少なくともクラス１００のクリーン・ルーム内に配置されることが好ましい一次的な貯蔵スペースへ、搬送することができる。好ましくはないが、一次的な貯蔵は、耐摩耗層を被着することができる前に、プロセス機能不良またはある他の遅延が起きた場合、必要になることがある。そのような場合、被覆された窓の面は、耐摩耗層の被着の前に、洗浄することが必要になることがある。被覆された窓のそのような洗浄は、水性洗浄システム、アルコールふき取り、アルコールすすぎ、またはそれらの組み合わせの１つを使用して実施することができる。本発明のプロセスを使用する１つの効果は、被覆された窓の面が、従来のようにモールド成形されたプラスチック窓の面より容易に洗浄されることである。
【００５３】
モールド内に注入された、どのような過剰なＩＭＣ被覆材も、アキュムレータによって回収し、フィルタ／洗浄機能を有する被覆材循環ユニットに送り返すことができる。被覆材粘度は、約１０００ｍＰａ−ｓ（センチポアズ）〜約１００００ｍＰａ−ｓ（センチポアズ）の範囲内にすべきである。
【００５４】
被覆材の硬化時間は、高温で約２０秒〜約３０秒の範囲内である。したがって、モールド中でのプラスチック部品の処理時間は、約４分より短いオーダーになり、約２分より短いオーダーが可能である。モールドから被覆された部品を搬送し、耐摩耗層を被着するための処理時間は、約６分より短くすることができ、約３分より短いことが可能であり、プラスチック艶出し組合せ材の全体の処理時間は、約１０分より短いオーダーとすることができ、約５分より短いオーダーが可能で好ましい。
【００５５】
ＩＭＣ被覆材は、モールドの表面ムラを複製することになるので、モールドの面は、モールド成形光学レンズの当業者に知られているように、鏡面仕上げ（すなわち、約６μメートルの仕上げ）と同様にすべきである。被覆材表面の示す滑らかさの程度は、被覆された部品の光沢レベル、および／または初期曇りに影響を及ぼす。プラスチック部品、または部品のモールド成形中に付与されたいずれのＩＭＣ被覆材の面上の表面ムラまたは欠陥は、その欠陥をカバーするために、ＩＭＣ被覆材の厚さを調節することによって、覆い隠すことができる。ＩＭＣ被覆材の厚さを約１０μメートルのオーダーで増加させることができる方法は、モールドを開け、部品の面上にＩＭＣ被覆材をスプレーすることによって、その被覆材を付与することである。
【００５６】
いずれの自動車構成要素にも関し、外部用途でのプラスチック艶出し組合せ材の使用には、ＩＭＣ被覆材が、優れた耐候性、耐薬品性（たとえば、ガソリン、酸、アルカリへの晒し）および硬度を示すことが必要である。少なくとも１つのタイプのＵＶＡがその組成物内に分散されたＩＭＣ被覆製剤の薄層によって、プラスチック部品に外側面および内側面の両方上でＵＶ放射線に対する保護を付与することができる。被覆製剤によって、その後に被着される耐摩耗層に対する良好な接着性を与えることができることも望ましい。この場合、ＩＭＣ被覆材は、モールド成形されたプラスチック部品と耐摩耗層の間の接着結合層または中間層としても働く（図３参照）。そのような結合層によって、類似の構造を有し類似の処理パラメータを使用した被覆された部品の両側上への耐摩耗層の対称的被着が可能になる。
【００５７】
迅速な硬化を確実にするために、ＩＭＣ被覆材は、遊離基またはマイケル付加（Michael Addition）メカニズムのいずれかによって硬化するモノマーおよびオリゴマー（すなわち、アクリレートおよびメタクリレートの官能性末端化（acrylate and methacrylate functionally terminated）モノマーおよびオリゴマー）から一般に構成される。アクリレート化ウレタン（acrylated urethanes）、エポキシ、ポリエステル、およびアクリル系が、ＩＭＣ被覆製剤中に存在するオリゴマーとしての使用のための候補である。ＩＭＣ被覆材は、加熱、ＵＶ放射線への晒し、またはそれらの混合を使用して硬化させることができ、加熱が好ましい。
【００５８】
迅速に硬化可能な脂肪族ポリウレタン被覆材、特に抗酸化作用のあるヒンダードアミン系光安定剤（ＨＡＬＳ：hindered amine light stabilizers）、またはＵＶ安定剤（ＵＶＡ：UV stabilizers）を用いて調剤されたポリエステルポリウレタンまたはアクリルポリウレタンは、ＩＭＣ被覆材として使用するのに必要な程度の耐候性および光沢保留性を有する。しかし、有機被覆材は、環境に晒されたとき、熱酸化、光開始の酸化および薬品による腐食を受け易く特性の劣化になって、光沢を失い、人の感情を害し、その結果として生じる層間剥離に繋がることがある。他方、ポリシロキサン被覆材は、ハイブリッド無機−有機系として特徴づけられ、ポリシロキサン・バックボーンの化学的性質のために、上記に述べた劣化メカニズムに対してより一層耐性がある。その結果、ポリシロキサン被覆材は、有機ポリウレタン被覆材より耐久性および耐候性があり、いくつかの事例では、被覆された基材の耐用年限が延長される。しかし、ポリシロキサン被覆材は、また、大部分の有機被覆材より高価である。
【００５９】
本発明の一実施例では、好ましい被覆製剤は、脂肪族アクリレート化ポリウレタン（aliphatic acrylated polyurethane）被覆材に関連するコスト、およびポリシロキサン被覆材に関連する耐久性を示す。この組み合わせは、ハイブリッドのアクリレート化ウレタン−ポリシロキサン被覆製剤を使用することによって、可能である。同様に、迅速に硬化するエポキシ−アクリルシロキサンのハイブリッド被覆材は、プラスチック艶出し組合せ材のＩＭＣ被覆材の良好な候補になることができる。
【００６０】
遊離基の迅速に硬化するハイブリッド被覆材（すなわち、アクリルエステルおよびポリシロキサンの組み合わせ）は、過酸化物またはアゾニトリル化合物など、温度感受性開始剤を使用して調剤することもできる。過酸化物の選択は、被覆材が硬化される温度、およびプラスチック部品のモールド成形条件およびサイクル・タイムに基づく被覆材の要求されるシェル・ライフによって決定される。
【００６１】
他の実施例では、ターンテーブル・スタックモールド中へのＵＶ／ＥＢ硬化メカニズムの組み込みを利用することができる。プラスチック部品を保護するために、被覆組成物は、プラスチック艶出し組合せ材に対する所望の耐用年限要件を満たすために、所定量のＵＶ吸収材および安定材を用いて調剤することができる。ＩＭＣ被覆製剤中に使用するのに適した、ＵＶアブソーバおよび安定剤の組み合わせの実施例は、これらに限定されないが、トラジン、ベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール、Ｔｉｎｕｕｖｉｎ  ４７９／４００（Ｃｉｂａ、Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ、ニューヨーク州）、ＵＶ安定剤（Ｃｙｔｅｃ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  Ｉｎｃ．，Ｗｅｓｔ  Ｐａｔｅｒｓｏｎ、ニュージャージー州）およびＳＤＢＲ（Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、Ｗｉｌｔｏｎ、コネティカット州）を含む。
【００６２】
本発明で役立つ、いくつかのＩＭＣ被覆組成物の実施例は、これらに限定されないが、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、およびペンタエリスリトールテトラアクリレートを含む。これらのＩＭＣ被覆材は、好ましくは紫外線によって重合され、その重合は、酸素を除外して実施される。この場合、光感作物質を使用して、約３，０００Å〜約４，０００Åの範囲内の波長で重合可能な被覆製剤を活性化し、遊離基化学反応によって硬化させ、好ましい光感作物質は、カルボニル化合物である。
【００６３】
本発明の他の実施例では、ＩＭＣ被覆材は、部品を形成するためにプラスチック樹脂を注入する前に、モールドの面に付与することができる。この場合、ＩＭＣ被覆材に対してほとんどまたは全く親和性を有さないバリア・フィルムを被覆材に対して密接に押し付けて、被覆材が酸素と接触するのを防止する。所望の程度までＩＭＣ被覆材を硬化させた後、バリア・フィルムを除去し、モールドを閉じ、部品を形成するプラスチック樹脂をモールドのキャビティに充填する。
【００６４】
本発明の他の実施例では、ＩＭＣ被覆材は、１個の分子中に少なくとも３個のメタクリロイルオキシ基を有するポリメタクリロイルオキシ化合物、または各分子中に少なくとも３個のアクリロイルオキシ基を有するポリアクリロイルオキシ化合物から選択される多官能性化合物を重量で少なくとも３０％含むことができる。この場合、化合物は、通常、原子質量単位で約２５０〜約８００の分子量を示す。このＩＭＣ被覆材は、既にモールド成形されたプラスチック部品に、または部品を形成するためにプラスチック樹脂を注入する前に直接モールドに、付与することができる。次いで、ＩＭＣ被覆材は、窒素雰囲気中で紫外線放射線によって硬化される。
【００６５】
ＩＭＣプロセスは、スペースを省き、１つの作業セル中にモールド成形および被覆プロセスを統合するように意図される。また、ＩＭＣプロセスは、部品洗浄、部品取扱い、部品再方向付けまたは再配置、部品登録、および貯蔵など、多くの追加の後プロセスをなくす。モールド成形セルの内部でＵＶ硬化性被覆材の化学作用を使用することを可能にするために、各動作中９０°回転する４つの面／ステーションを有したスピン・スタックモールドを使用することができる。そのような機械では、モールドの一方側が、部品取り出し／取り外しのために開けられ、キャビティ内に第１のプラスチック樹脂を打ち込むために閉じられる。次いで、モールドは、開き、第２のステーションまで９０°回転し、そこで、モールドは、境界または他の特殊化された特性を形成するために、キャビティ中への第２のプラスチック樹脂（たとえば、着色樹脂）の任意選択による打ち込みのために閉じる。モールドは、再び開き、第３のステーションまで９０°回転し、そこでは、ロボットが、上記に述べたように、モールドのキャビティ中で部品の面上にＵＶ硬化性ＩＭＣ被覆材をスプレーする。ツールは、再び第４のステーションまでさらに９０°回転し、そこでは、ＵＶランプによってＩＭＣ被覆材が硬化され、いかなる残留溶剤も除去される。サイクルを完了すると、モールドは、９０°回転して第１のステーションに戻り、被覆された部品が取り出されて、サイクルが再び開始される。
【００６６】
プラスチック部品または基材をモールド成形するために使用されるプラスチック樹脂は、どのような熱可塑性または熱硬化性のポリマー樹脂でもよい。これらのポリマー樹脂は、これらに限定されないが、ポリカーボネート、アクリル、ポリアリレートポリエステル、ポリサルフォン、ポリウレタン、シリコーン、エポキシ、ポリアミド、ポリアルキレン、およびアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）、並びにそれらの共重合体、ブレンドおよび混合物を含むことができる。好ましい実施例では、プラスチック部品は、射出成形された自動車のプラスチック窓またはパネルである。通常、プラスチック窓は、事実上透明樹脂で構成されるが、これらに限定されないが、不透明フレームまたは境界などの不透明特性を組み込んでもよい。好ましい透明で熱可塑性の樹脂は、これらに限定されないが、ポリカーボネート、アクリル、ポリアリレート、ポリエステル、およびポリサルフォン、並びにそれらの共重合体および混合物を含む。
【００６７】
耐摩耗層は、様々な組成物の１層または複数の中間層の組み合わせから構成することができる。耐摩耗層は、これらに限定されないが、プラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）、膨張熱プラズマ（expanding thermal plasma）ＰＥＣＶＤ、プラズマ重合法、光化学気相成長法、イオン・ビーム蒸着法、イオン・メッキ蒸着法、陰極アーク蒸着法、スパッタリング、エバポレイション、中空陰極励起蒸着法（hollow-cathode activated deposition）、マグネトロン励起蒸着法（magnetron activated deposition）、励起反応エバポレイション（activated reactive evaporation）、熱化学気相成長法、およびいずれの知られたゾル−ゲル被覆プロセスを含む、当業者に知られた、いずれの真空蒸着技術によっても塗布することができる。
【００６８】
本発明の一実施例では、膨張熱プラズマ化学反応炉を含む、耐摩耗層を被着するために使用されるＰＥＣＶＤプロセスの具体的なタイプが、好ましい。膨張熱プラズマＰＥＣＶＤプロセスでは、プラズマが、不活性ガス環境下で対応する陽極板にアーク放電する陰極に直流（ＤＣ）電圧を印加して発生される。陰極近傍の圧力は、通常、約２０ｋＰａ（約１５０Ｔｏｒｒ）より高く、たとえば、大気圧に近く、一方陽極近傍の圧力は、プラズマ処理チャンバ中で確立される約２．７Ｐａ〜約１３．３Ｐａ（約２０ｍＴｏｒｒ〜約１００ｍＴｏｒｒ）のプロセス圧に似ている。次いで、ほぼ大気圧の熱プラズマが、プラズマ処理チャンバ内に超音速で膨張する。
【００６９】
膨張熱プラズマＰＥＣＶＤプロセスのための反応性試薬は、たとえば、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）、ビニル−Ｄ４、または他の揮発性有機ケイ素化合物を含むことができる。有機ケイ素化合物は、耐摩耗層を形成するために、アーク・プラズマ蒸着装置中で、通常酸素およびアルゴンなどの不活性搬送ガスがある状態で酸化され、分解され、重合される。
【００７０】
耐摩耗層は、酸化アルミニウム、フッ化バリウム、窒化ホウ素、酸化ハフニウム、フッ化ランタン、フッ化マグネシウム、酸化マグネシウム、酸化スカンジウム、一酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、オキシ窒化ケイ素、オキシ炭化ケイ素（silicon oxy-carbide）、水素化オキシ炭化ケイ素、炭化ケイ素、酸化タンタル、酸化チタン、酸化スズ、インジウムスズ酸化物、酸化イットリウム、酸化亜鉛、セレン化亜鉛、硫化亜鉛、酸化ジルコニウム、チタン酸ジルコニウム、或いはそれらの混合物またはブレンドから構成することができる。耐摩耗層は、被着された層中に残る炭素および水素の原子の量に依存して、ＳｉＯｘ〜ＳｉＯｘＣｙＨｚの範囲内の組成物から構成されることが好ましい。
【００７１】
以下の実施例で描かれるプラスチック艶出し組合せ材は、プラスチックの自動車窓であり、当業者は、これらの実施例も、他のプラスチック部品に関し利用することができることを認識するはずである。図３Ａを参照すると、ＩＭＣ被覆材１０５は、モールド成形されたプラスチック窓１００に一方側または両側上で直接付与される。この実施例では、ポリカーボネート樹脂が、窓１００に射出成形され、厚さが約２０μメートル〜約３０μメートルの範囲内であるウレタン−アクリレートＩＭＣ被覆材１０５が、窓の内側Ｂ面に付与された。ＩＭＣ被覆材は、複数の窓のサンプル上に付与された。このＩＭＣ被覆材には、ＵＶＡおよび過酸化物硬化剤を共に組み込んだ。その後、耐摩耗層１１０を、膨張熱プラズマＰＥＣＶＤプロセスを使用して、各窓のサンプル上のＩＭＣ被覆材１０５の上に付与した。耐摩耗層１１０は、５つの異なるセットのプロセス・パラメータ、またはＳｉｗＯｘＣｙＨｚ層を被着するために使用される「レシピ」（Ｅｘａｔｅｃ（商標登録）９００、Ｅｘａｔｅｃ  ＬＬＣ、Ｗｉｘｏｍ、ミシガン州）を含む、「レシピ」を使用して、合計１２個のサンプル上に被着された。
【００７２】
１２個のサンプルすべては、６５℃の水中に１０日間浸漬した後、クロスハッチ接着テスト（cross-hatch adhesion test：ＡＳＴＭ  Ｄ３３５９−９５）に合格することが分かった。この場合、ＩＭＣ被覆材１０５は、ポリカーボネート窓１００と被着された耐摩耗層１１０の間で中間層として効果的に働くことが分かった。また、全てのサンプルは、自動車の窓として使用に適すと見なされる、ＡＮＳＩ  Ｚ２６．１プロトコルによる耐摩耗性を示すべきである。窓が、運転者の可視性にとって必須であるＡＳ２用途で使用されるためのＡＮＳＩ  Ｚ２６．１プロトコルによれば、２％のデルタ曇りより小さい耐摩耗性（１０００サイクル）が要求される。ＡＳ４Ａ用途など、他の窓用途では、１０％のデルタ曇りより小さい耐摩耗性（５００サイクル）が要求される。図３Ａに示すように、一方側、たとえば、外側Ａ面は、耐摩耗層１１０の被着に先立ち、Ｅｘａｔｅｃ（登録商標）ＳＨＸ（Ｅｘａｔｅｃ  ＬＬＣ、Ｗｉｘｏｍ、ミシガン州）など、従来のシリコン硬質皮膜（ＳＨＣ）１２０を用いて被覆することが可能である。このシナリオでは、ＩＭＣ被覆材１０５は、耐候性を付与し、かつ／または自動車の内側Ｂ面のための結合層として働くことができ、一方従来のＳＨＣ被覆材１２０は、自動車の外側Ａ面に耐候性を付与する。
【００７３】
この実施例によって、ＩＭＣ被覆材１０５が、プラスチック窓１００と被着された耐摩耗層１１０の間の耐候性界面としての使用に適合することができることが実証される。また、この実施例では、耐摩耗層がその上に被着される面が異なる、プラスチック艶出し組合せ材の外側Ａ面と内側Ｂ面への耐摩耗層の被着に関するいくつかの問題が克服される。具体的には、上記に述べたＩＭＣ被覆材が示す表面特性および従来のＳＨＣ被覆材の類似性によって、プラスチック艶出し組合せ材のＡ面とＢ面の両方上への類似の耐摩耗層組成物の被着が可能になる。したがって、耐摩耗層の同時被着中にＡ面とＢ面上で使用されるガス混合物の二次汚染の可能性が減少され、次いでそれによって、製品ばらつきおよび規格外性能の可能性が減少される。
【００７４】
図３Ｂを参照すると、ＩＭＣ被覆材が、プラスチック艶出し組合せ材のＡ面上のフィルム挿入モールド成形（ＦＩＭ：film insert molded）の耐候性フィルム１１５に付与される。当業者は、ＦＩＭフィルム１１５が保有する機能性のタイプに依存して、ＦＩＭフィルム１１５がプラスチック艶出し組合せ材のＢ面上にも使用することができることを認識するはずである。ＦＩＭフィルム１１５は、フィルムの各側上に異なる組成物を有する、共押し出しフィルムとすることができる。たとえば、ＦＩＭフィルムは、ポリメチルメタクリレートの１面、ＰＭＭＡ１１５ａ、およびポリカーボネートの１面、ＰＣ１１５ｂを含むことができる。ポリカーボネート１１５ｂは、自動車の上塗りとして使用するのに良好な光学的、機械的および熱的な特性を有するが、耐候性が比較的悪い、一方ＰＭＭＡ１１５ａは、優れた光学的、耐候性の特性を有し、下にあるプラスチック窓を保護するためにＵＶＡを組み込むことができる。これらの特性の組み合わせをＦＩＭフィルム１１５中に入れると、プラスチック艶出し組合せ材に両面で利点がもたらされる。この場合、ＩＭＣ被覆材１０５は、耐摩耗層の被着中にＰＭＭＡ面を損傷させることがある、波長が約１６５ナノメートルより短いＵＶ放射線の透過を遮断するように設計されたＵＶＡを含むことも好ましいはずである。
【００７５】
この実施例によって、プラスチック窓１００を保護するために十分なＵＶＡを用いて調剤することができるＰＭＭＡ１１５ａの薄いフィルムを有するプラスチック艶出し組合せ材を製造する可能性が実証される。直接モールド内にＩＭＣ被覆材１０５を注入することによって、耐摩耗層１１０をその後に被着し、従来の被覆技術を使用して可能なコストより低いコストで、完成窓を供給することが可能である。このプロセスは、ＵＶアブソーバを用いて調剤されたＰＭＭＡなど、より低いコストの樹脂の使用を可能にする外観および面機能性を提供することができ、環境に優しい系（１００％固体）を提供し、それによって、大気排出物、廃棄物処理、長いサイクル・タイム、部品取扱い、スクラップおよび在庫に関するコスト、並びに被覆ラインまたは設備の設置および／または維持に関する高い資金需要が低減される。
【００７６】
図３Ｃを参照すると、ＩＭＣ被覆材が、Ａ面上で耐候性ＦＩＭフィルム１１５に、プラスチック・モールド成形窓１００に、またはＢ面上の介在する機能層（たとえば、ＦＩＭフィルムキャリア上）に付与される。通常のＩＭＣ被覆材１０５を付与した場合、プラスチック艶出し組合せ材のＡ面およびＢ面の両方が、耐摩耗層１１０の被着のために、材料組成および機械的整合性の両方に関して同じ「面」を提示し、その後者の機械的整合性は、ＩＭＣ被覆材１０５の厚さのために、下にあるＩＭＣ被覆材１０５の具体的な組成に比較的影響を受けないようになされる。この場合、上記に述べたＩＭＣ被覆材１０５は、酸素フロー・レートなど、広い範囲の被着プロセス・パラメータにわたって耐摩耗層１１０の接着性をもたらす。したがって、低い初期曇りに関するＡＮＳＩ  Ｚ２６．１の耐摩耗性要件を満たすために、耐摩耗層のための被着プロセスにおいて十分な自由度がある。
【００７７】
図３Ｄを参照すると、ＩＭＣ被覆材１０５が、フィルム挿入モールド成形を使用して窓１００の一部分として一体的に成形されたプラスチック窓の一方側または両側上に配置された機能フィルム１２５に付与される。そのような機能フィルム１２５の一実施例は、日照調整フィルム（たとえば、Ｈｉｌｉｔｅ  ７０、Ｂｅｋａｅｒｔ、ベルギー国）である。この場合、ＩＭＣ被覆材１０５は、日照調整ＦＩＭフィルム１２５および被着された耐摩耗層１１０の両方に対する接着性が良好である中間層としても働く。
【００７８】
図３Ａ〜３Ｄを参照すると、ＩＭＣ被覆材１０５は、耐摩耗層１１０のその後の付与に好都合な面として働く。図３Ｅに示す、さらに他の実施例では、ＩＭＣ被覆材は、窓のＡ面またはＢ面上でＵＶ放射線を遮断するのに役立つことが分かっている二酸化チタン層１３０など、耐摩耗層１１０のほかに機能層１３０の被着に好都合な面として働く。
【００７９】
明らかに、上記に述べた実施例の様々な要素は、組み合わすことができる。本発明のプラスチック艶出し組合せ材を製造する方法は、プラスチック艶出し組合せ材の性能を高めるために、いくつかの利点をもたらす。ＩＭＣ被覆材とプラスチック部品の間の結合は、優れている。というのは、被覆材が、モールド成形された直後の部品に付与されるからである。このプロセスについての全体の歩留まりは、従来の被覆プロセスを使用して得られる歩留まりより大きい。また、任意選択でＦＩＭフィルムと組み合わされ、任意選択でモールド成形されたＰＣ部品の両側に付与される、厚い（何十ミクロン）ＩＭＣ被覆材が可能である。本発明によって、プラスチック艶出し組合せ材のＢ面上に入射するＵＶ放射線からの、稼働中の部品の主な保護源として、および耐摩耗層のその後の被着に好ましい面として、ＩＭＣ被覆材の使用が可能になる。耐摩耗層によって、ＡＮＳＩ  Ｚ２６．１プロトコルを満たすのに必要な耐摩耗性が得られる。
【００８０】
当業者は、上記の説明および実施例から、以下のクレームで定義された本発明の範囲から逸脱することなく、修正および変更を本発明に実施することができることを認識するはずである。当業者は、述べたどの測定値も、様々な異なるテスト方法で得ることができる標準的な測定値であることをさらに認識するはずである。
【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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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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