(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に塗布された複数の層とを備えたプラスチック素材であって、前記基板の直上にベース層と、前記ベース層に続いて複数のＰＶＤ層とが塗布されており、
前記ＰＶＤ層が少なくとも第１の層と、第２の層と、第３の層とを備え、前記第１の層が前記ベース層上にあり、接着層として実現され、前記接着層がクロムを含み、
前記ベース層が感光性ラッカーからなることを特徴とする、プラスチック素材。
【請求項２】
前記接着層がクロム層を含むことを特徴とする、請求項１に記載のプラスチック素材。
【請求項３】
前記第２の層がジルコニウムを含むことを特徴とする、請求項１または２に記載のプラスチック素材。
【請求項４】
前記第２の層がジルコニウム層を含むことを特徴とする、請求項３に記載のプラスチック素材。
【請求項５】
前記ベース層が５μｍから４０μｍの間、好ましくは１０μｍの厚さを有す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プラスチック素材。
【請求項６】
前記ＰＶＤ層上にカバー層が設けられて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プラスチック素材。
【請求項７】
前記カバー層がＵＶ遮断物を備えることを特徴とする、請求項６に記載のプラスチック素材。
【請求項８】
前記第２の層がＳＥＭで層として見ることができる内部構造を備え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プラスチック素材。
【請求項９】
前記第２の層が、密度分布による材料の濃度および／または深さの点で異なる層としてＳＥＭで見ることができることを特徴とする、請求項８に記載のプラスチック素材。
【請求項１０】
前記第３の層がクロムおよび／またはアルミニウムを含み、前記第３の層が好ましくはクロム層と、その上に配置されたアルミニウム層とによって形成されてい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プラスチック素材。
【請求項１１】
内部領域および／または外部領域に、請求項１から１０のいずれか一項に記載のプラスチック素材を備えた自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被膜を備えたプラスチック素材を対象とする。本発明は特に、野外使用用と認められ、故に周囲環境に曝露される素材を対象とする。このような素材は、特別に、しかしながらそれに限らずこのようなプラスチック素材を含み、該素材は車両の外部に提供される。このようなプラスチック素材は、より長期の使用のために光学的に好ましい表面が維持されなければならない。
【背景技術】
【０００２】
ガルバノ法を利用してプラスチック素材上に金属層を設けることによって、金属のような外観の表面を実現することが知られている。今日では、このようなガルバノ法を使用する電子機器は非常に有毒であるため、このような方法は環境適合性に関して批判的に考えられている。故に、そのような有害物質の漏えいを防ぎ、その一方で環境に責任を持つやり方で、使用した電解質の汚染を除去するために、高価かつ広範囲に及ぶ技術が使用される。
【０００３】
代替として、真空塗装を利用した、特に気相からの堆積を利用したプラスチック材料表面の被覆が知られている。このような方法は、物理気相堆積を意味するＰＶＤ層をもたらす。
【０００４】
特許文献１（ＥＰ１７３６５６６）には、熱可塑性基板の表面にポリマー層を塗布して、対象のポリマー層上に例えばクロムの金属層をＰＶＤによって塗布する、金属表面処理をもたらす方法が記載されている。ポリマー層の硬化は、例えばＵＶ放射に曝露させることによって実現される。特許文献１では、使用分野を明確には特定していない。それにもかかわらず当業者は、特許文献１で取り上げられた素材が例えば化粧品業界で使用される例えば容器などの日用品であるという印象を受ける。そのような素材に対する周囲の影響はむしろ二次的に重要なものであるようである。これは、本発明の枠組みにおいて対象とされる主題に対して、特に車両設備用の被覆されたプラスチック素材からは遠く離れている。
【０００５】
車両設備用のプラスチック素材の被膜との関連で、プラスチック素材上のラッカーベース層とＰＶＤ層上に塗布されるカバーラッカー層との間にＰＶＤ層が塗布される層構造が特に期待できるようである。このような層システムは、特許文献２（ＤＥ１９７４５４０７）に開示されている。車両用プラスチック素材を被覆する方法であって、
‐粉末キュアラッカーからラッカー層を塗布する段階と、
‐真空マグネトロンを利用して金属合金または金属化合物の高光沢層を塗布する段階と、
‐透明耐摩耗カバーラッカー層を塗布する段階と、
を含む方法が記載されている。
【０００６】
それにより、周囲の影響に主に曝露されるものがカバーラッカー層であることが明らかである。したがって、特許文献２では、ＣＶＤ法を利用してこのカバーラッカー層を塗布することが提案されている。ベースラッカー層に関しては、ベースラッカー層が基板上によく接着し、ＰＶＤ層がベースラッカー層上によく接着するように主に気を付けなければならない。基板上へのベースラッカー層の優れた接着は、特許文献２に従ってベースラッカー層として粉末キュアラッカーを利用することにより達成される。このことは、特許文献２において必須なようである。ベースラッカー上へのＰＶＤ層の優れた接着は、高光沢層のマグネトロン体積の前に、特に接着促進層の塗布によって真空下で前処理を実施する、特許文献２に従って達成される。それにもかかわらず、接着促進層として使用できるもの、およびそのような層を真空で塗布するやり方については記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１７３６５６６号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１９７４５４０７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、車両用の被覆されたプラスチック素材であって、その被膜により所望の外観を有するプラスチック素材が提供され、表面が高い耐候性を有し、例えば石によるキズなどの周囲の影響に対して少なくともある程度保護され、さらに被膜が経済的に、低価格で、環境に配慮して提供され得る、プラスチック素材を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によると、この課題は、請求項１に記載の被覆されたプラスチック素材によって解決される。本発明者は、周囲の影響に対して安定な被覆されたプラスチック素材は、ベースラッカー層上に塗布される少なくとも３層のＰＶＤ層を使用して実現され得ることを認識した。好ましくは、少なくとも３層のＰＶＤ層上にカバーラッカー層が塗布される。この少なくとも３層のＰＶＤ層のコアは、中央領域における厚いバッファ層であり、これは層システム全体に安定性をもたらす。本発明によると、バッファ層とベースラッカー層との間には、接着層が設けられる。本発明によると、バッファ層上に色規定層が塗布される。本発明によるこの構造によって、高価な粉末キュアラッカーの塗布およびそれぞれの高価な方法を避けることができることが示された。バッファ層は、基板表面からベースラッカーが剥離することを防ぐＰＶＤ層システムの機械的特性をもたらすことが想定される。特に周期表のＩＶｂ、Ｖｂ、およびＶＩｂの群の元素、アルミニウム、その混合物ならびに／またはそれらの窒化物、酸化物および／または炭化物が、ＰＶＤ層システムに選択可能な材料である。周期表のＩＩＩＡおよび／またはＩＶＡの群の元素でのドーピングは有利であり得る。
【００１０】
ベースラッカーとして、例えば感光性ラッカーを使用することができ、これはＵＶ放射によって架橋することができ、単純な噴霧法によって塗布することができる。
【００１１】
色規定ＰＶＤ層上に、好ましくはカバーラッカー層が設けられ、該層は、例えば腐食に対して化学的に、かつ例えば石によるキズに関して機械的に、下部のＰＶＤ層を保護する。
【００１２】
カバーラッカーとして、例えば透明な感光性ラッカーを使用することができ、これはＵＶ放射によって架橋することができ、単純な噴霧法によって塗布することができる。特に好ましい実施形態によると、ＵＶ架橋性ラッカーは、ＵＶ遮断物質を追加で備える。ＵＶ遮断物質を利用すると、完全な架橋のためにカバーラッカーが曝露されなければならない時間が増加する。それにもかかわらず、車両の外側に塗布されるプラスチック素材は、非常に強い太陽の放射に頻繁に曝露される。ＵＶ架橋カバーラッカーにＵＶ遮断物質を提供することにより、遮蔽効果によって経年劣化を遅らせ、プラスチック素材の視覚的に好ましい外観をより長く継続することができる。
ここで、実施例を用いて、図面を参照して本発明をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態による層構造を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の第１の実施形態によると、プラスチック材料基板上に１０μｍ厚のベースラッカー層が塗布される。そのために、基板は、ラッカー塗装置を利用してＵＶ架橋ラッカーがその上に噴霧される前に、まず洗浄、乾燥、および排出される。得られた基板は、次いで、実施例に従って、ＩＲ放射を利用して溶媒が除去され、乾燥される。続いて、非常に強いＵＶ放射を実施してベースラッカー層が架橋される。
【００１５】
ベースラッカー層が塗布、乾燥および架橋された後、基板はＰＶＤ被覆装置に入れられる。本実施例では、被覆装置はマグネトロンスパッタリング装置である。被覆材料は、イオン衝撃によっていわゆるスパッタターゲットからスパッタされ、被覆される基板上に堆積される。本実施例では、インライン装置が使用され、基板は最初にクロムターゲットを通過する。それにより、ベースラッカー上に３０ｎｍの厚さを有するクロム層がスパッタ堆積される。続いて、基板はＰＶＤ被覆装置内でジルコニウムターゲットを通過し、１００ｎｍの厚さを有するジルコニウムのバッファ層がスパッタ堆積される。最後に、基板は再度クロムターゲットを通過し、６０ｎｍの厚さを有するクロムの色層がスパッタ堆積される。基板上に本発明による所望のＰＶＤ層システムが塗布された後、基板はＰＶＤ被覆装置から取り出される。
【００１６】
バッファ層は、層システム全体の安定性に必要不可欠であり、本実施例では、バッファ層はジルコニウム層によって実現される。発明者が認識したように、バッファ層に内部構造を施すとさらに有利である。本発明の１実施形態によると、バッファ層は、異なる硬度および／または弾性の材料のいくつかの異なる層から構成される。それにもかかわらず、本実施例では、バッファ層の層材料としてジルコニウムのみを使用した。バッファ層に内部構造を施すために、被覆の間にプロセスパラメータが調整された。一方で、被覆は、被覆中断によって分離された６つの被覆間隔に分けられ、被覆間隔の直後の被覆中断は、被覆間隔の約半分の長さに選択された。他方で、電流強度が変更された。最後の３つの被覆間隔の電流強度は、最初の３つ被覆間隔の間の電流強度に対して約２０％減少された。本実施例では、最初の３つの被覆間隔に２８アンペアが印加され、最後の３つの被覆間隔に２４アンペアが印加された。この工程により、おそらく密度分布による深さがバッファ層に導入されるため、高密度領域と低密度領域が交互に形成され、バッファ層が安定化される。好ましくは、その結果得られる対象のサブ層は、ＳＥＭを利用して分解されるものである。
【００１７】
本発明の好ましい実施形態によると、２０μｍの厚さを有するＵＶ架橋ラッカーのカバーラッカー層がさらに堆積され、好ましくは該層は１つまたは複数のＵＶ遮断物質を備える。このため、ベースラッカー層に対して記載した方法と一致する方法を使用することができる。しかしながら、ＰＶＤ被覆したプラスチック素材が、ＰＶＤ被覆に続いてすぐにラッカーで実質的に被覆されるのであれば、ＰＶＤ被覆した表面を洗浄する必要はない。
【００１８】
ＰＶＤ層がカバーラッカー層用にアルミニウムの表面を形成しないこの実現の形態は特に有利である。
【００１９】
本発明の第２の実現形態によると、プラスチック材料基板上に１０μｍ厚のベースラッカー層が設けられる。このために、基板は、ラッカー塗装置を利用してＵＶ架橋ラッカーが噴霧される前に、まず洗浄、乾燥、および排出される。こうして得られた基板は、実施例では、次いで、存在し得る溶媒が除去され、ＩＲ放射に曝露することによって乾燥される。続いて、強いＵＶ放射への曝露が実施されてベースラッカー層が架橋される。
【００２０】
ベースラッカー層が塗布、乾燥、および架橋された後、基板はＰＶＤ被覆装置に入れられる。本実施例では、被覆装置はマグネトロンスパッタ装置である。堆積される材料は、イオン衝撃によっていわゆるスパッタターゲットからスパッタされ、被覆されるべき基板上に堆積される。本実施例では、基板がまずクロムターゲットに沿って通過するインライン装置が使用される。その結果、ベースラッカー上に６０ｎｍの厚さのクロム層が堆積される。好ましくは、この層の厚さは２０ｎｍから１００ｎｍである。
【００２１】
続いて、基板は、ＰＶＤ被覆装置内のアルミニウムターゲットに沿って通過し、２００ｎｍの厚さを有するアルミニウムのバッファ層がスパッタ堆積される。好ましくは、この層の厚さは８０ｎｍから２５０ｎｍである。
【００２２】
最後の色層は、最終的に２つの部分に塗布される。まず、ここでもスパッタリングにより６０ｎｍ厚のクロム層がスパッタ堆積される。これにより、青みがかった色の表面が得られる。好ましくは、層の厚さは２０ｎｍから１００ｎｍである。最後に、基板は再度アルミニウムターゲットに沿って通過し、３５ｎｍ厚のアルミニウム層がスパッタ堆積され、色が明るくなる。好ましくは、層の厚さは１０ｎｍから５０ｎｍである。
【００２３】
この第２の実現形態でもまた、カバーラッカー層を提供すると有利であり得る。本発明の好ましい実現形態によると、ＵＶ架橋ラッカーの２０μｍ厚のカバーラッカー層が堆積され、１つまたは複数のＵＶ遮断物質が設けられると特に好ましい。したがって、ベースラッカー層に対して記載した方法による方法を適用することができる。それにもかかわらず、ＰＶＤ被覆の実質的に直後にＰＶＤ被覆された基板がラッカーで被覆されるのであれば、ＰＶＤ被覆された表面を洗浄する必要はない。ここでＰＶＤ層の最外部はアルミニウム層であり、アルミニウムは容易に酸素と結合するため、酸化アルミニウム層が形成され得、これはＰＶＤ層上のカバーラッカー層の接着に影響を与える。したがって、上記の第１の実現形態は、アルミニウムの使用を完全に止めることができるという利点を有する。
【００２４】
こうして得られたプラスチック素材は、例えば車両の内部領域および／または外部領域に適用される。外部領域の例として、装飾模様トリムおよびラジエーターグリルが挙げられる。
【図１】
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