(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性硬質プラスチック材料を少なくとも含み、且つ外面及び内面を有する基板と、
前記基板の前記内面の外周縁領域に配置されたプライマー層と、
前記基板の前記内面の前記外周縁領域且つ前記プライマー層の位置に固定される結合構造と、
を含み、
前記基板は、少なくとも３つ以上の異なる材料で共押出法により構成される多層構造であり、中間に配置され、ポリカーボネートを含むエンジニアリングプラスチック層、前記エンジニアリングプラスチック層の上方に配置された上部アクリル層及び前記エンジニアリングプラスチック層の下方に配置された下アクリル層を含み、前記上アクリル層上方に上硬質層を形成し、且つ下アクリル層の下方に下硬質層を形成し、
前記基板の少なくとも前記上硬質層上に多層膜構造を有するコーティング層を更に設け、前記コーティング層は、接着層、紫外線防止層、及び耐摩耗層を含み、
前記接着層の材料は、シリカ（ＳiＯ２）であり、
前記紫外線防止層の材料は、五酸化三チタン（Ｔi３Ｏ５）を含み、
前記耐摩耗層の材料は、シリカであること、
を特徴とする曲面を有する光透過性プラスチック板構造。
【請求項２】
少なくとも１つのシールリング層を更に含み、前記シールリング層は、前記結合構造の側に面する前記プライマー層の表面に設置され、且つ該シールリング層は、前記プライマー層と前記結合構造の両者の接触面の間に挟まれる請求項１に記載の曲面を有する光透過性プラスチック板構造。
【請求項３】
前記基板は、少なくとも前記内面の前記外周縁領域箇所に曲面を有し、
前記結合構造は、外部部材と結合することに用いられ、前記基板を前記結合構造によって前記外部部材に結合させることができ、
前記結合構造は、硬質プラスチック材料又は金属材料のいずれかで構成され、
前記結合構造は、前記硬質プラスチック材料で構成される時、前記結合構造は、埋め込み射出方式で前記基板の前記内面の前記外周縁領域且つ前記プライマー層を有する位置に成型され、固定され、前記硬質プラスチック材料は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）、ポリピロメリット酸イミン（ＰＭＭＩ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）の何れか１つを含み、前記結合構造は、前記金属材料で構成される場合、前記結合構造は、前記基板の前記内面の前記外周縁領域、且つ前記プライマー層を有する位置に接着固定され、
前記プライマー層の材料は、アミン類（Amines）及び複素環アミン（heterocyclic amine）の化合物、シラン（Silane）化合物、ポリウレタン（Polyurethane（ＰＵ））の何れか１つを含み、該プライマー層は、前記基板と前記接合構造の間の結合強度を高めるために用いられ、
前記シールリング層は、ディスペンス方式で前記結合構造の側に面する前記プライマー層の表面上において、前記外周縁領域に沿って囲うリング状の１つ又は複数の前記シールリング層を設け、前記シールリング層の材料は、シリコン（SILICONE）、ポリウレタンの何れか１つを含み、前記基板と前記結合構造の間の密封性を高めることに用いられる、請求項２に記載の曲面を有する光透過性プラスチック板構造。
【請求項４】
前記コーティング層に赤外線防止層をさらに含む、請求項１に記載の曲面を有する光透過性プラスチック板構造。
【請求項５】
前記コーティング層の上方に上面硬質層をさらに備える、請求項１に記載の曲面を有する光透過性プラスチック板構造。
【請求項６】
少なくとも１つの光透過性プラスチック材料を含む基板を提供する、ステップ（Ａ）と、
予備加熱工程により前記基板を第１所定温度まで加熱する、ステップ（Ｂ）と、
成形工程により第２所定温度の状態で、金型で前記基板をプレス成型する、ステップ（Ｃ）と、
加圧成型後且つ曲面を有する前記基板の外形を切削加工し、所定外形輪郭及び曲面を有するプラスチック板材を形成する、ステップ（Ｄ）と、
塗布工程により、前記プラスチック板材の表面の外周縁領域にプライマー層を施す、ステップ（Ｅ）と、
埋め込み入射工程により結合構造を埋め込み射出方式で前記プラスチック板材の前記外周縁領域且つ前記プライマー層を有する位置に成型、固定する、ステップ（Ｆ）と、
を更に含み、
ステップ（Ｅ）とステップ（Ｆ）の間に、
ディスペンス工程によって、前記プライマー層に少なくとも１つのシールリング層を設置し、前記シールリング層は、前記結合構造の側に面する前記プライマー層の表面に局部的に設置され、且つ前記シールリング層は、前記プライマー層及び前記結合構造の両者の接触面の間に挟まれる、ステップ（Ｅ１）と、
前記基板は、少なくとも３層以上の異なる材料が共押出法で構成される多層構造であり、中間に配置され、ポリカーボネートを含むエンジニアリングプラスチック層、前記エンジニアリングプラスチック層の上方に配置された上アクリル層及び前記エンジニアリングプラスチック層の下方に配置された下アクリル層を含み、前記上アクリル層上方に上硬質層を形成し、且つ下アクリル層の下方に下硬質層を形成し、
前記基板の少なくとも前記上硬質層上に多層膜構造を有するコーティング層を更に設け、前記コーティング層は、接着層、紫外線防止層、及び耐摩耗層を含み、
前記接着層の材料は、シリカであり、
前記紫外線防止層の材料は、五酸化三チタンを含み、
前記耐摩耗層の材料は、シリカであること、
を含む、曲面を有する光透過性プラスチック板構造の製造方法。
【請求項７】
ステップ（Ａ）とステップ（Ｂ）との間にフリップ膜剥離工程を更に含み、フリップ機構によって前記基板を１８０度のフリップ動作を行わせ、前記基板の上下面上に貼合した保護膜を剥離し、
前記予備加熱工程は、加熱ユニットによって前記基板の上下面の両方を加熱し、且つ前記第１所定温度は摂氏６０℃〜１０５℃の間である、請求項６に記載の曲面を有する光透過性プラスチック板構造の製造方法。
【請求項８】
前記成形工程は、
前記基板を上型と下型の間に配置し、前記基板は、それぞれ前記上型及び前記下型とギャップを隔て、且つ冷却工程によって前記基板、前記上型及び前記下型の温度を何れも前記第２所定温度まで調整し、前記第２所定温度は、摂氏４０℃〜６０℃の間であり、且つ前記基板の側に面する前記上型及び前記下型の表面上にそれぞれ所定曲面を設置する、ステップ（Ｃ１）と、
プレス成形ユニットで前記上型を押し動かし、前記上型を下向きに移動させ、前記基板の上面が圧迫されて変形して前記上型の前記所定曲面に符合するまで前記基板を圧迫し、この時、前記基板と前記下型の間は、依然として前記ギャップを有する、ステップ（Ｃ２）と、
前記プレス成形ユニットによって前記下型を押し動かし、前記下型を上向きに移動させ、前記基板の前記下面が圧迫されて変形して前記下型の前記所定曲面に符合するまで、前記基板の下面を圧迫し、前記基板は、前記上型及び前記下型の両方による緊密な圧迫を受けている、ステップ（Ｃ３）と、
を更に含む、請求項６に記載の曲面を有する光透過性プラスチック板構造の製造方法。
【請求項９】
前記結合構造は、硬質プラスチック材料で構成され、前記硬質プラスチック材料は、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリピロメリット酸イミン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリイミドの何れか1つを含み、
前記プライマー層の材料は、アミン（Amines）と複素環アミン（heterocyclic amine）の化合物、シラン化合物、及びポリウレタンの何れか１つを含み、前記プライマー層は、前記基板と前記結合構造との間の結合強度を高めることに用いられ、
前記シールリング層は、ディスペンス方式で前記結合構造の側に面する前記プライマー層の表面に前記外周縁領域に沿って囲うリング状の１つ又は複数の前記シールリング層を設け、前記シールリング層の材料は、シリコン、ポリウレタンの何れか１つを含み、
前記基板と前記結合構造との間の密封性を高めることに用いられる、請求項６に記載の曲面を有する光透過性プラスチック板構造の製造方法。
【請求項１０】
前記コーティング層に赤外線防止層をさらに含む、請求項６に記載の曲面を有する光透過性プラスチック板構造の製造方法。
【請求項１１】
前記コーティング層の上方に上面硬質層をさらに含む、請求項６に記載の曲面を有する光透過性プラスチック板構造の製造方法。
【請求項１２】
光透過性硬質プラスチック材料を少なくとも含み、外面及び内面を有する基板と、
前記基板の前記外面に配置され、多層膜構造であり、内から外に向かって、接着層、紫外線防止層、及び耐摩耗層を含む、コーティング層と、
前記基板の前記内面の外周縁領域に配置されたプライマー層と、
前記基板の前記内面の前記外周縁領域且つ前記プライマー層を有する位置に固定される結合構造と、
前記結合構造の側に面する前記プライマー層の表面に設置される少なくとも１つのシールリング層と、
を更に含み、
且つ前記シールリング層は、前記プライマー層及び前記結合構造の両者の接触面の間に挟まれる、
前記基板の前記外面に上硬質層を形成し、前記基板の内面に下硬質層を形成し、前記コーディング層は、前記上硬質層に配置され、
前記基板は、少なくとも２層の異なる材料を含んで共押出法によって構成される多層構造であり、ポリカーボネートを含むエンジニアリングプラスチック層と、前記エンジニアリングプラスチック層の上方又は上下両方に配置されるアクリル層と、を含み、
前記接着層の材料は、シリカを含み、前記接着層の厚さは１０ｎｍ〜３００ｎｍの間であり、
前記紫外線防止層の材料は、五酸化三チタンを含み、前記紫外線防止層の厚さは、１０ｎｍ〜３００ｎｍの間であり、
前記耐摩耗層の材料は、シリカを含み、前記耐摩耗層の厚さは、６０ｎｍ〜６００ｎｍであること、
を含む、曲面を有する光透過性プラスチック板構造。
【請求項１３】
前記接着層は、前記基板の前記上面に接触する基層と、前記基層と前記紫外線防止層との間の位置するシリカ層とをさらに含み、
前記基層の材料は、前記紫外線防止層の密着性を改善できる材料を選択する、請求項１２に記載の曲面を有する光透過性プラスチック板構造。
【請求項１４】
少なくとも２層の多層構造を有する前記基板の異なる層の材料のガラス転移温度（Glass Transition Temperature，Ｔｇ）の差異範囲は、３０〜６０の間であり、且つ異なる材料の厚さの比値の範囲は、０．０００１〜０．００１の間であり、
前記耐摩耗層と前記紫外線防止層の両者の屈折率の差は、少なくとも０．３であり、
紫外線波長範囲内の光に対し、前記耐摩耗層及び前記紫外線防止層の両者の屈折率の比は、２．３５〜１．３８の間であり、
前記耐摩耗層と前記紫外線防止層の両者の厚さの差は、少なくとも１００ｎｍである、請求項１２に記載の曲面を有する光透過性プラスチック板構造。
【請求項１５】
前記基板の少なくとも前記内面の前記外周縁領域に曲面を有し、
前記結合構造は、外部部材と結合することに用いられ、前記基板を、前記結合構造を介して前記外部部材に結合させることができ、
前記結合構造は、硬質プラスチック材料又は金属材料の両者のいずれかで構成され、前記結合構造は、前記硬質プラスチック材料で構成される時、前記結合構造は、埋め込み射出の方式で前記基板の前記内面の前記外周縁領域且つ前記プライマー層を有する位置に成型され、固定され、且つ前記硬質プラスチック材料は、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリピロメリット酸イミン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリイミドのいずれかを含み、
前記結合構造が金属材料で構成される時、前記結合構造は、前記基板の前記内面の前記外周縁領域且つ前記プライマー層を有する位置に接着され、
前記プライマー層の材料は、アミン類及び複素環アミンの化合物、シラン化合物、ポリウレタンの何れか１つを含み、前記プライマー層は、前記基板と前記結合構造の間の結合強度を高めることに用いられ、
前記シールリング層は、ディスペンス方式で前記結合構造の側に面する前記プライマー層の表面上に前記外周縁領域に沿って囲う１つ又は複数のリング状の前記シールリング層を設け、前記シールリング層の材料は、シリコン、ポリウレタンの何れか１つを含み、前記基板と前記結合構造と間の密封性を高めることに用いられる請求項１２に記載の曲面を有する光透過性プラスチック板構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、曲面を有する光透過性プラスチック板構造及びその製造方法に関し、特に、プラスチック基板を先ずホットプレスで曲面を有するプラスチック板に形成した後、埋め込み入射プロセスによって結合構造を該プラスチック基板上に成型し、車両用サンルーフ機構アセンブリを構成するプラスチック板構造及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の自動車のほとんどは、サンルーフ、フロントガラス、サイドウィンドウ板材としてガラスを使用しているが、ガラスには重量が大きく、破砕し易く、成形が難しいという欠点があるため、近年、プラスチック材質の光透過性板材が開発され、それにより従来のガラスと交換し、車両用サンルーフ、フロントガラス、サイドウィンドウ等の製造に用いられている。
【０００３】
プラスチックには多くの種類がありますが、中でもポリカーボネート（ＰＣと呼ばれる）製のエンジニアリングプラスチックは、高い透明性と自由染色性、高い強度と弾性率、高い衝撃強度、広い温度範囲、低い成形収縮率、良好な寸法安定性、良好な耐候性、無味無臭で人体に無害で、衛生安全性に符合し、成形しやすいなどの利点を有するので、曲面又は特殊な構造を有する透明基板の製造に適し、破砕し易く成形が難しいガラス板材に取って代わる。例えば、車のサンルーフは、多くの場合ポリカーボネート（ＰＣ）エンジニアリングプラスチックで作られている。ただし、ポリカーボネート（ＰＣ）には、耐摩耗性が良好でなく、紫外線照射による黄変などの欠点もある。
したがって、先行技術では、ポリカーボネート（ＰＣ）基板の外面に耐摩耗性の硬質層を増設し、基板本体に紫外線（ＵＶ）吸収剤を追加することにより、基板の耐摩耗性を高め、黄変現象を低減する。この追加方法は「光吸収」に属し、ＵＶ光は、依然として基板内部に入り、それからブロックされ、ＵＶ機能は車両内でブロックされるが、基板自体がＵＶ黄変及びＵＶ劣化を起こす問題を招く。
【０００４】
さらに、外観と造型にデザイン感と視覚的美しさを持たせるために、今日の自動車のサンルーフ板材は、もはや単純な平らな構造ではなく、ほとんどが滑らかな曲面を持つプラスチック板材である。製造において、プラスチック射出成形技術には、迅速なプロセスと大量生産という利点があるが、複雑な金型設計、高い設備コスト、及び大面積又は大面積の製品の製造には不向きという欠点もある。対照的に、ホットプレス成形技術は、プラスチック射出ほどの生産速度を提供することはできないが、簡単な金型、低コスト、簡易なプロセス、及び大寸法又は大面積の製品の製造に適しているという利点がある。したがって、長さ×幅のサイズが６０ｃｍ×４０ｃｍ以上の車両用サンルーフ板材の場合、生産にホットプレス成形技術を使用する方が比較的好ましい選択である。
【０００５】
また、プラスチック板材で構成されるか、ガラス板材で構成されるかに関わらず、従来の車両用サンルーフ構造では、車体を接続するための結合構造又は機構は、何れも金属材質の結合構造（又は機構）を接着剤でプラスチック板材（又はガラス板材）に接着する。図１及び図２を参照し、それは、接着剤によって接着構造に接着された曲面を有する従来のガラス板材の断面説明図及び底面説明図である。
図１及び図２に示すように、車両用サンルーフを製造するためのプラスチック板材又はガラス板材０１は、何れも曲面を有する硬質の板材であるため、接着剤０２によって、金属で製造され、硬質でもある結合構造０３（又は機構）を接着した後、プラスチック（又はガラス）板材０１及び結合構造０３（又は機構）の両者の接合面の間にギャップが形成されることを避け難く、防水防湿の効果を低減し、両者の結合強度を低下させる。さらに、金属材料で作られた結合構造０３（又は機構）は、重量が大きく（車両の走行時の燃料消費と電力消費を招く）、破損しやすく、紫外線防止（ＵＶ）と断熱効果がなく、金属とプラスチック（又はガラス）板材の間の結合性が良好でないという欠点があり、まだ改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２９０１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の主な目的は、プラスチック基板を先ずホットプレス工程により曲面を有するプラスチック板材を形成した後、埋め込み射出成形工程で結合構造を該プラスチック板材上に成型、固定し、従来のガラスを鉄部材に接着した車両用サンルーフアセンブリの設計と置き換えることができる曲面を有する光透過性プラスチック板構造及びその製造方法を提供することにある。
本発明の曲面を有する光透過性プラスチック板構造は、軽量化ポリマーサンルーフ材料と、軽量化プラスチック射出機構アセンブリを含み、従来のガラスサンルーフ、フロント及びリアウィンドウシールドガラス、サイドウィンドウガラス機構アセンブリの重量を軽減できる。
【０００８】
本発明のもう１つの目的は、紫外線防止塗料配合及び精密塗布技術によりプラスチック基板の外面上にコーディング層を増設し、プラスチック基板のポリマー表面の耐摩耗特性をガラスと同水準まで高め、各耐候性試験後に元の光学、物理特性を維持することができる曲面を有する光透過性プラスチック基板構造を提供することにある。本発明の曲面を有する光透過性プラスチック板構造は、ポリカーボネート（ＰＣ）エンジニアリングプラスチック材質の車両サンルーフ基板に適しているだけでなく、耐摩耗性及び紫外線防止特性を備えた多層コーティング構造を有する。
【０００９】
本発明の更にもう１つの目的は、先ずプラスチック基板を第１所定温度に予備加熱し、その後、スタンピング過程で冷却工程により基板を第２所定温度まで冷却すると同時に、該基板を金型でスタンピングし、その後、加工工程により、加圧成型後の該基板の外形を切削加工し、所定外形輪郭を有するプラスチック板材に製造する、スタンピングによって曲面を有する光透過性プラスチック板構造を製造する方法を提供することにある。
従来技術と比較して、本発明のスタンピングで曲面を有する光透過性プラスチック板構造を製造する方法は、プラスチック板材の形状外観の調整空間を増加させ、プラスチック板材の一体化設計をなす等の利点を有することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明は、基板、プライマー層及び結合構造を含む、曲面を有する光透過性プラスチック板構造を開示する。該基板は、少なくとも光透過性硬質プラスチック材料を含み、外面と内面を有する。プライマー層は、該基板の該内面の外周縁領域に位置する。結合構造は、該基板の該内面の該外周縁領域に固定され、プライマー層の位置に固定される。
【００１１】
好ましくは、光透過性プラスチック板構造は、少なくとも１つのシールリング層をさらに含む。該シールリング層は、該プライマー層の該結合構造の側に向いた表面に設置され、且つ該シールリング層は、該プライマー層及び該結合構造の両者の接触面の間に挟まれる。
【００１２】
好ましくは、結合構造は、硬質プラスチック材料(材質)からなり、埋め込み射出で該基板の内面の該外周縁領域且つ該プライマー層を有する位置に成型、固定される。
【００１３】
好ましくは、シールリング層は、接着方式で該プライマー層の該結合構造の側に浮いた表面に該外周縁領域に沿ってリング状に囲うようにコーティングされた該シールリング層であり、該基板と該結合構造の間の密封性を高めることに用いられる。
【００１４】
好ましくは、該基板の少なくとも上硬質層に、多層フィルム膜構造を有するコーティング層をさらに設け、該コーティング層は、接着層、紫外線防止層、及び耐摩耗層を含む。
【００１５】
上記の目的を達成するために、本発明は、ステップ（Ａ）：基板を提供し、該基板は、少なくとも１つの光透過性プラスチック材料を含み、ステップ（Ｂ）：予備加熱工程により該基板を第１所定温度に加熱し、ステップ（Ｃ）：スタンピング工程(成形工程)により、第２所定温度状態下で金型により該基板に加圧成型を行い、該基板に曲面をもたせ、ステップ（Ｄ）：加工工程により、加圧成型後且つ曲面を有する該基板の外形に切削加工を行い、所定外形輪郭及び曲面を有するプラスチック板材を製造する、を含む、曲面を有する光透過性プラスチック板構造の製造方法を開示する。
【００１６】
好ましくは、ステップ（Ｄ）の後に、さらに以下のステップを含む。ステップ（Ｅ）：塗布工程によって、該プラスチック板材の表面の外周縁領域にプライマー層を加え、ステップ（Ｅ１）：ディスペンス工程により、該プライマー層に少なくとも１つのシールリング層を設置し、該シールリング層は、該プライマー層及び該結合構造の両者の接触面の間に挟まれ、工程（Ｆ）：埋め込み入射工程によって、結合構造を埋め込み射出方式で該プラスチック板材の該外周縁領域且つ該プライマー層を有する位置に成型、固定する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の曲面を有する光透過性プラスチック板構造は、軽量化ポリマーサンルーフ材料と、軽量化プラスチック射出機構アセンブリを含み、従来のガラスサンルーフ、フロント及びリアウィンドウシールドガラス、サイドウィンドウガラス機構アセンブリの重量を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】接着剤により結合構造に接着された従来の曲面を有するガラス板材の断面説明図である。
【図２】接着剤により結合構造に接着された従来の曲面を有するガラス板材の底面説明図である。
【図３】本発明の曲面を有する光透過性プラスチック板構造の第１実施例の断面説明図である。
【図４】本発明の曲面を有する光透過性プラスチック板構造の第２実施例の断面説明図である。
【図５】本発明の曲面を有する光透過性プラスチック板構造の第３実施例の断面説明図である。
【図６】図４に示す本発明の基板上に設置したコーディング層の第１実施例の説明図である。
【図７】本発明の基板上に設置したコーディング層の第２実施例の説明図である。
【図８】本発明の基板上に設置したコーディング層の第３実施例の説明図である。
【図９】本発明の基板上に設置したコーディング層の第４実施例の説明図である。
【図１０】本発明の基板上に設置したコーディング層の第５実施例の説明図である。
【図１１】本発明の基板上に設置したコーディング層の第６実施例の説明図である。
【図１２】本発明のコーディング層の光透過性基板の幾つかの実施例の耐摩耗試験結果の説明図である。
【図１３】本発明のコーディング層の光透過性基板の幾つかの実施例の紫外線防止試験結果の説明図である。
【図１４】図４に示す本発明の曲面を有する光透過性プラスチック板構造の実施例の製造方法のフロー図である。
【図１５】本発明の曲面を有する光透過性プラスチック板構造の製造方法の成形機の実施例の説明図である。
【図１６】図１４に示すフリップ膜剥離ユニット内のフリップ機構の実施例の説明図である。
【図１７】本発明の曲面を有する光透過性プラスチック板構造の製造方法のスタンピング工程の４つのスタンピング動作の説明図１である
【図１８】本発明の曲面を有する光透過性プラスチック板構造の製造方法のスタンピング工程の４つのスタンピング動作の説明図２である
【図１９】本発明の曲面を有する光透過性プラスチック板構造の製造方法のスタンピング工程の４つのスタンピング動作の説明図３である。
【図２０】本発明の曲面を有する光透過性プラスチック板構造の製造方法のスタンピング工程の４つのスタンピング動作の説明図４である。
【図２１】本発明の曲面を有する光透過性プラスチック板構造の製造方法の該下型の実施例の説明図である。
【図２２】本発明の曲面を有する光透過性プラスチック板構造の製造方法において、該基板がスタンピング工程を完成しているが、加工工程を行ってない時の基板の説明図である。
【図２３】本発明の曲面を有する光透過性プラスチック板構造の製造方法において、スタンピング工程を行う説明図である。
【図２４】本発明の曲面を有する光透過性プラスチック板構造の製造方法において、加工工程を行う説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の曲面を有する光透過性プラスチック板構造及びその製造方法は、主にポリマー材料の配合、紫外線防止塗料の配合、精密塗布技術によって、プラスチック基板のポリマー表面の耐摩耗特性をガラスと同水準（耐摩耗性試験Taber Test Ｌ）まで向上させ、各耐候性試験後に元の光学的及び物理的特性を維持できる。プラスチック基板は、先ずホットプレスプロセスで曲面を有するプラスチック板材を形成し、次に埋め込み射出プロセスによりプラスチック板材上に結合構造を形成及び固定し、従来のガラスを鉄部材に接着した車両サンルーフ機構アセンブリ設計に取って代わることができる。
本発明の曲面を有する光透過性プラスチック板材構造は、軽量化ポリマーサンルーフ材料と、軽量化プラスチック射出部材機構アセンブリを含み、従来のガラスサンルーフ、フロント及びリアウィンドウシールドガラス、サイドウィンドウガラス機構アセンブリの重量を軽減でき、特に軽量化規格を要するハイブリッド電気自動車及び全電気自動車への応用に適する。
【００２０】
本発明が提示する曲面を有する光透過性プラスチック板構造を更に明確に説明するため、以下に図面を合わせて詳細に説明する。
【００２１】
図３を参照し、それは、本発明の曲面を有する光透過性プラスチック板構造の第１実施例の断面説明図である。本発明の第１実施例において、曲面を有する光透過性プラスチック板材構造は、基板１０、プライマー層１８及び結合構造８２を含む。
【００２２】
該基板１０は、少なくとも１つの光透過性硬質プラスチック材料を含み、相対する外面（上面）及び内面（下面）を有し、該基板１０は、少なくとも該内面の該外周縁領域に曲面を有する。本実施例において、該基板１０は、少なくとも３つ以上の異なる材料が共押し出し（coextrusion）方式で構成されてなる多層構造を含み、中間に位置し且つポリカーボネート（ＰＣ）を含むエンジニアリングプラスチック層１１、該エンジニアリングプラスチック層１１の上方に位置する上アクリル（polymethyl methacrylate，ＰＭＭＡ）層１２及び該エンジニアリングプラスチック層１１の下方に位置する下部アクリル層１３を含む。該上アクリル層１２上方には上硬質層１４（Hard Coating，ＨＣ）が形成され、下アクリル層１３の下方にも同様に下硬質層１５が形成される。
上硬質層１４及び下硬質層１５の材料組成は、微粒子分散ナノ無機材料及び／又は有機無機ハイブリッド紫外線オリゴマー又はシリコーンベース（Silicone base）オリゴマーを含み、軽量ポリマープラスチック基板の外側表面と内側表面に、高い硬度、優れた耐摩耗性試験（Taber Test）特性をもたせ、且つ高い透明性と低いヘイズを維持させ、強固な耐摩耗性を有する硬質保護層を基板１０の外面及び内面に提供できる。
本実施例において、硬質層１４、１５は、高い光学ガラス転移温度Ｔｇ（１２０°Ｃ）の紫外線光弾性オリゴマー又は高Ｔｇモノマー（２４０°Ｃ）を含み、ポリマープラスチック材料の貼合面に高い耐衝撃性、高い可撓性、及び高温状態下の安定性をもたせ、高温環境試験又は高湿環境試験時の信頼性を高めることができる。該基板１０の厚さ及び形状は、異なる応用分野によって異なり、本発明の車両用サンルーフを例にとると、基板１０の厚さは一般に３ｍｍ〜１２ｍｍの間である。該エンジニアリングプラスチック層１１の厚さは、基板の全厚さの約６０％〜９９．９９％であり、２つのアクリル層１２、１３の厚さの合計は、基板の全厚さの約０．０１％〜４０％である。
【００２３】
本発明の硬質層１４、１５の配合組成は、有機無機ハイブリッド紫外線オリゴマーを含み、従来の高架橋密度の従来の硬質層配合と比較して比較的低い架橋密度を有し、収縮率が比較的低く、可撓性の良好な耐摩耗ハードコーディング層を形成できる。本発明の硬質層１４、１５中の無機材料は、表面の物理的特性に寄与し、コーティング層に高い硬度と高い耐摩耗性を与える。さらに、本発明の硬質層１４、１５の配合組成は、高Ｔｇ紫外線光弾性オリゴマー及び高Ｔｇモノマーを含み、これは、従来の高架橋密度の従来の硬質層配合物よりも良好な高温安定性を有し、したがって高温プロセス時に良好な熱成形性を有し、ＵＶ硬化後の複合サンルーフ材料は自由な曲率に曲げることができる。
【００２４】
該プライマー層８１は、該基板１０の該内面上の外周縁領域であり、該基板１０と該結合構造８２との間の結合強度及び密着度を高めるために使用することができる。本発明において、該プライマー層８１の材料は、アミン（Amines）及び複素環式アミン（heterocyclic amine）の化合物、シラン（Silane）化合物、ポリウレタン（Polyurethane，ＰＵ）を含み、該基板１０の内面の該外周縁領域に精密湿式塗布方式で塗布され、不均質材料間に良好な接着特性を提供することができ、各環境老化試験の通過に有利である。また、該プライマー層８１は、顔料（例えば黒色顔料）を混合することにより、該プライマー層８１に基板１０の内面にインク印刷層を形成する機能を同時に持たせることができる。
【００２５】
該結合構造８２は、該基板１０の該内面の該外周縁領域、且つ該プライマー層８１の位置に固定される。該結合構造８２は、外部部材（自動車の車体又はサンルーフ駆動機構、図示せず）と結合に用いられ、該基板１０を、該結合構造８２を介して該外部部材に結合させる。該結合構造８２は、硬質プラスチック材料又は金属材料の両者のうちの１つで構成される。図３に示される本発明の第１実施例では、該結合構造８２は、鉄、ステンレス又はアルミニウム合金などの金属材料が鋳造、鍛造、又は打ち抜かれてなる。該結合構造８２は、接着剤としての該プライマー層８１によって該基板１０の該内面の該外周縁領域且つ該プライマー層８１を有する位置に接着固定される。
【００２６】
以下に説明する本発明の他の実施例では、大部分の部材及び構造は、前述の第１実施例と同じであるため、同じ又は類似の部材には同じ部材名及び符号を与え、その詳細は再度説明しない。
【００２７】
図４を参照し、それは、本発明の曲面を有する光透過性プラスチック板構造の第２実施例を示す断面説明図である。本第２実施例において、曲面を有する光透過性プラスチック板構造は、前述の第１実施例と同様であり、基板１０、プライマー層８１、及び結合構造８２を含む。さらに、該基板１０は、同様にエンジニアリングプラスチック層１１、上、下アクリル層１２、１３、及び上、下硬質層１４、１５を含む。本発明の基板１０は、曲面形状を有する硬質プラスチック材料であるため、結合構造８２は、硬質金属材料でもあり、両者の接合面の曲率が一致しない場合（曲率公差）、両者の密封性は良好でなく、水漏れの問題を招く。
したがって、図４に示す本発明の第２実施例では、プライマー層８１上にディスペンスにより１つ又は複数の部分的高温シールリング層８３（Sealing Ring Layer）が形成され、硬質材料間の隙間を有効に充填でき、曲率公差（曲率の不一致）による複合材料サンルーフアセンブリの水漏れのリスクを回避することができる。本実施例では、該シールリング層８３は、該プライマー層８１の結合構造８２側に向いた面に配置され、該シールリング層８３は、該プライマー層８１と該結合構造８２の両者の接触面との間に挟まれている。該シールリング層８３は、ディスペンス方式で該プライマー層８１の該結合構造８２の側に向いた面に外周縁領域に沿ってリング状に囲う該シールリング層８３を塗布し、該シールリング層８３の材質は、シリコン（silicone）、ポリウレタン（Polyurethane，ＰＵ）のいずれかを含み、硬質材料間の曲率公差による隙間を充填させ、該基板１０及び該結合構造８２の間の密封性を高めることに用いられることができ、水漏れ試験の通過に有利である。
【００２８】
図５を参照し、それは、本発明の曲面を有する光透過性プラスチック板構造の第３実施例を示す断面説明図である。本第３実施例では、曲面を有する光透過性プラスチック板は、前述の第２実施例と類似し、同様に基板１０、プライマー層８１、結合構造８２ａ、及び少なくとも１つのシールリング層８３を含む。さらに、該基板１０は、同様にエンジニアリングプラスチック層１１、上部、下アクリル層１２、１３、及び上、下硬質層１４、１５を含む。本第３実施例の前記実施例との相違点は、該結合構造８２ａは、硬質プラスチック材料で構成され、且つ埋め込み射出の方式で該基板１０の該内面の該外周縁領域且つ該プライマー層を有する位置に成型、固定され、その厚さは、１ｍｍ〜５０ｍｍの間である。
さらに、該結合構造８２ａの硬質プラスチック材料は、以下のうちの１つを含む。ポリメチルメタクリレート（polymethyl methacrylate，ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（Polycarbonate，ＰＣ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（Acrylonitrile Butadiene Styrene，ＡＢＳ）、ポリピロメリットイミド（Polypyromellitimide，ＰＭＭＩ）、ポリエチレンテレフタレート（Polyethylene terephthalate、ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（Polyethylene 2,6-naphthalene dicarboxylate，ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（Polyethersulfone，ＰＥＳ）、ポリイミド（Polyimide，ＰＩ）。また、図５に示す第３実施例では、該基板１０の少なくとも該上硬質層１４には、多層膜構造を有するコーティング層２０がさらに設けられており、該コーティング層２０は、基板１０の表面に紫外線防止及び耐摩耗の能力を提供することができ、基板１０自体の表面硬度及び耐摩耗性が良好ではなく且つ熱エネルギー又は紫外線の長時間照射によって黄変又は劣化する欠点を改善することができる。該コーティング層２０の具体的細節は、後続の実施例で詳細に説明される。
【００２９】
本発明の曲面を有する光透過性プラスチック板構造は、軽量化ポリマーサンルーフ材料の解決案を提供し、それは、軽量化ポリマーサンルーフ材料及び軽量化プラスチック埋め込み射出部材機構アセンブリを含み、従来の車両用ガラスを鉄部材又はステンレス材に結合して車両サンルーフ機構アセンブリとしたものに取って代わることができ、特に、軽量化規格を要するハイブリッド電気自動車及び全電気自動車への応用に適する。
本発明の軽量化ポリマーサンルーフ材料は、軽量化ポリマーサンルーフ材料と軽量化プラスチック射出部材との間にプライマー層（Primer layer）及び密封層（Sealing layer）を含み、特に、埋め込み射出方式で２種以上の異質な硬質プラスチックを結合するプロセスへの応用に適し、従って、以下の利点を有する。
【００３０】
１．従来のガラスサンルーフ、フロント、リアウィンドウシールドガラス、サイドウィンドウガラス機構アセンブリの重量を減らすことができ、軽量化（燃料消費量又は電気エネルギー消費量の削減）し、且つ安全性を損なわない利点がある。本発明は、ＰＭＭＡ／ＰＣ／ＰＭＭＡ又はＰＭＭＡ／ＰＣ複合材料で作られた基板を使用し、湿式塗布及びスパッタリング（Sputter）コーティングプロセスにより作られた複合材料サンルーフを結合し、その表面硬度は、４Ｈ以上（４Ｈ〜９Ｈ）、耐摩耗性はTaber Test Ｌレベルの摩耗水準まで高めることができ、ＵＶ黄変試験（５０００時間）はΔＥ＜１の規格を維持できる。
本発明の結合構造機構部材の製造方式は、複合材料サンルーフを直接射出機に入れ、ポリマー埋め込み射出方式で製造される。ガラスをポリマーＰＣ材料基板に置き換えた重量を節減できることに加えて、鉄又はステンレス部材をポリマー結合構造に置き換えた重量を節減でき、全体の重量を元のガラスに金属部品を加えた重量の１／２〜１／３に減らす効果を達成できる。
【００３１】
２．ポリマー材料の配合、塗料配合設計、及び精密塗布技術により、ポリマー表面の耐摩耗性をガラスと同じレベルまで向上させることができ（耐摩耗性試験Taber TestはＬレベルに達することができる）、各耐候性試験を通過後に元の光学及び物理特性を維持できる。従来の埋め込み射出のポリマー材料（結合構造）と射出貼合面（基板のハードコーティング層Hard Coating）は、材料の違いにより効果的に接着できないか、リングテスト後に脱落又は剥離するリスクがある。
本発明は、基板硬質層と結合構造射出部材との間の結合媒体として、射出結合表面の硬質表面に高い表面値（＞４４ダイン）を持たせることができ、過酷な高温、高湿、高低温冷熱ショック環境試験を通過でき、複合材料サンルーフ及びポリマー射出部材の間に環境試験後に脱落、剥離の問題が出現することを回避する。
【００３２】
３．板材は、先ずホットプレスしてから埋め込み射出のプロセス設計を行い、元のガラス接着鉄部材の機構設計と置き換えることができる。従来の埋め込み射出のポリマー材料は、射出プロセスにおいて、射出ねじ内で２５０度以上の高温を達成する必要があり、複合材料サンルーフの貼合面の硬質層に射出し、従って、複合材料サンルーフは、瞬間的な射出プロセスの高温に耐える必要がある。且つ、複合材料サンルーフ基板は、曲面形状の硬質プラスチック材料であるため、ポリマー射出部材の結合号増も硬質プラスチック材料であり、両者の射出結合の曲率が一致しない時（曲率公差）、両者の密封性が良好ではなくなり、水漏れの問題を招く。
本発明は、プライマー層上にディスペンス方式によって１つ又は複数の局部的に耐高温なシールリング層（Sealing Ring Layer）を製造し、射出プロセスを結合して、２つの硬質プラスチックの間のギャップを有効に充填し、曲率公差（曲率の不一致）により、複合材料サンルーフアセンブリの水漏れのリスクを回避する。
【００３３】
図６を参照し、それは、図５に示す本発明の基板上に配置されたコーティング層の第１実施例の説明図である。図６に示す基板１０は、図５に示す第３実施例と同じであり、同様に、エンジニアリングプラスチック層１１、上、下アクリル層１２、１３、上、下硬質層１４、１５、及び上硬質層１４上方に位置するコーティング層２０を含む。本発明では、該コーティング層２０は、多機能光学無機材料を含み、抗紫外線防止、赤外線防止及び表面の耐摩耗性機能を提供できる多機能光学無機材料を含み、耐摩耗性試験でＬレベルの水準まで通過できる。そのうち、多機能光学無機材料は、ＳｉＯ２、Ｔｉ３Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５などの低屈折率、高屈折率材料を含むことができる。
図６に示すように、該コーティング層２０の第１実施例は、下から上に順に、接着剤層２１、耐紫外線（ＵＶ−Ｃｕｔ）層２２、及び耐摩耗層２３を含む。この実施例では、プラズマ増強化学蒸着法（Plasma-Enhanced CVD,PECVD）又は真空スパッタリング（Sputter）コーティングプロセスによって該多層膜構造のコーディング層２０を順に該基板１０の外面（即ち、上硬質層１４の外面）に形成することができる。本実施例において、該接着層２１の材質は、シリカ（ＳｉＯ２）を含むことができ、該紫外線防止層２２の材料は、ＵＶ吸収剤としての五酸化三チタン（Ｔｉ３Ｏ５）を含むことができ、且つ該耐摩耗層２３の材料は、シリカ（ＳｉＯ２）を含むことができる。
【００３４】
図７を参照し、それは、本発明の基板上に配置されたコーティング層の第２実施例の説明図である。図７において、該コーティング層２０ａの第２実施例は、第１接着層２１、紫外線防止層２２、第２接着層２１０、ＩＲカット（IR Cut）層２４、及び耐摩耗層２５を含む。該第１及び第２接着層２１、２１０の材料は、シリカ（ＳｉＯ２）であることができ、該紫外線防止層２２及び赤外線防止層２４の材料は、それぞれＵＶ吸収剤、ＩＲ吸収剤を含む五酸化三チタン（Ｔｉ３Ｏ５）又は五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）であることができ、且つ該耐摩耗層２５の材料はシリカ（ＳｉＯ２）であることができる。紫外線防止及び赤外線防止の機能を基板１０本体外の表面に設置することで、ＵＶとＩＲをブロックする効果を提供できるだけでなく、基板自体が黄変せず、熱エネルギーを蓄積せず、基板自体が光学的に透明な状態を呈することができる。
【００３５】
図８を参照し、それは、本発明の基板上に配置されたコーティング層の第３実施例の説明図である。図８において、該コーティング層２０、２０ａの構造は、図６又は図７に示す実施例と同じであることができ、該コーティング層２０、２０ａの耐摩耗層の上方にさらに上面硬質層２６を更に増設でき、該コーティング層２０、２０ａの上面の硬度及び耐摩耗性能力を高め、且つ表面は、耐強酸強アルカリ性も良好である。
【００３６】
図９を参照し、それは、本発明の基板上に配置されたコーティング層の第４実施例の説明図である。この実施例では、該コーティング層２０ｂは、基層２０１、接着層２１、紫外線防止層２２、及び耐摩耗層２３を下から上に含む。該基層２０１の材料は、例えば、アミン（Amines）及び複素環式アミン化合物（heterocyclic amine）の化合物、シロキサン（siloxane）化合物とシラザン（silazane)化合物を含むシラン（silane）化合物であるが、これらに限定するものではない。該プライマー層２０１及びシリカ材料を含む該接着層２１は、該紫外線防止層２２をＰＣ又はＰＭＭＡ材料の基板１０により更に密着させることができ、従来のシリカ又は金属材料の基板との間の密着度が良好ではない欠点を解決できる。
【００３７】
該紫外線防止層２２は、該接着層２１上に位置し、且つその材料は、五酸化三チタン（Ｔｉ３Ｏ５）を含む。五酸化三チタン（Ｔｉ３Ｏ５）は、高度な真空焼結技術によって生産加工されてなる光学コーティング材料の１つであり、水に不溶であり、高屈折率、低電気抵抗、強力な附着力、低飛散という利点を有し、成膜後の光学表面は、良好な表面仕上げと良好な紫外線遮断効果を備えている。本発明において、五酸化三チタン材料を電子銃蒸着方式で基層２０１の上方のシリカ第１接着層２１上にコーティングし、該紫外線防止層２２を構成することができる。本実施例では、該紫外線防止層２２の厚さは、１０ｎｍ〜３００ｎｍの間である。
【００３８】
該耐摩耗層２３は、該紫外線防止層２２上に配置され、該耐摩耗層２３の材料は無機シリカ（ＳｉＯ２）である。基板及び紫外線防止層２２は、硬度が高く耐摩耗性の高いシリカ層により保護されているため、基板１０の耐摩耗性が向上し、紫外線防止層２２の傷付きが防止される。この実施例では、該耐摩耗層２３の厚さは６０ｎｍと６００ｎｍの間である。
【００３９】
この実施例では、該耐摩耗性層２３と該紫外線防止層２２との両者の屈折率の差は少なくとも０．３である。紫外線波長範囲内の光に対し、該耐摩耗性層２３と該紫外線防止層２２の両者の屈折率の比は２．３５〜１．３８の間である。該耐摩耗層２３と該紫外線防止層２２と両者の厚さの差は、少なくとも１００ｎｍである。該耐磨耗層２３と該紫外線防止層２２の重ね合わせ方式は、ｙＡ：ｘＢ：ｙＡであり、ここで、Ａはシリカ層の光学的厚さ、Ｂは該五酸化三チタン層の光学的厚さ、ｘは隣接するシリカ層Ａの光学的厚さに対する五酸化三チタン層Ｂの光学的厚さの倍数を表し、ｙは、隣接する酸化チタン層Ｂの光学的厚さに対するシリカ層Ａの光学的厚さの倍数を表し、ｘ、ｙは等しくなく、互いに比例し、ここで、ｘとｙの比値は、所定の範囲内である。
【００４０】
図１０を参照し、それは、本発明による基板上に配置されたコーティング層の第５実施例の説明図である。本実施例では、該コーティング層３０は、同様に接着層３１、紫外線防止層３２、及び耐摩耗層３３を含む。該接着層３１は、シリカ（ＳｉＯ２）材料を含み、１０ｎｍから３００ｎｍの間の厚さを有する。該紫外線防止層３２は、五酸化三チタン（Ｔｉ３Ｏ５）からなり、１０ｎｍから３００ｎｍの間の厚さを有する。シリカ材料を含む接着層３１により、五酸化三チタンからなる紫外線防止層３２とＰＣからなる基板１０との両者の接着性を向上させることができる。該耐摩耗層３３は、該紫外線防止層３２上に配置され、無機シリカ（ＳｉＯ２）からなり、６０ｎｍから６００ｎｍの間の厚さを有する。
【００４１】
図１１を参照し、それは、本発明の基板上に配置されたコーティング層の第６実施例の説明図である。本実施例では、該コーティング層３０ａは、同様に接着層３１、紫外線防止層３４、及び摩耗層３３を含む。該紫外線防止層３４は、紫外線防止材料（例えば、Ｈ：Ｔｉ３Ｏ５  ＆  Ｌ：  ＳｉＯ２  Ｓ／（０．５ＨＬ０．５Ｈ）１５／Ａｉｒであるが、これに限定するものではない）から構成されるＵＶ−Ｃｕｔ多層膜構造で構成される。シリカ材料を含む接着層３１により、ＵＶ−Ｃｕｔ多層膜構造からなる紫外線防止層３４とＰＣを材料とした基板１０との両者の間の接着性を改善することができる。
【００４２】
図１２を参照し、それは、本発明のコーティング層を有する光透過性基板のいくつかの実施例の耐摩耗性試験の結果を示す説明図である。本発明の耐摩耗性試験は、業界で一般的に使用されるＴａｂｅｒ式摩耗試験機を用いて実施され、長さ及び幅が１００ｍｍ×１００ｍｍの平坦な試験片を用いて試験される。回転速度５５ｒｐｍ〜７ｒｐｍの水平回転テーブルと、（６５±３）ｍｍの距離で固定され滑らかに回転可能な一対の摩耗ホイールとからなり、摩耗ホイールの直径は４５ｍｍ〜５０ｍｍ、厚さは１．５ｍｍであり、研磨材を混入した硬度が（７５±５）であるＩＲＨＤゴムで製造されたＴａｂｅｒ式摩耗試験機によって、荷重４．９Ｎ（ニュートン）の状態で、試験片の上面に接触し、それに対して回転摩擦する摩耗試験を行う。
本発明は、５つの試験片サンプル、すなわち、試験片１（ＳｉＯ２＋ＡＦ）、試験片２（Ｔｉ３Ｏ５ＳｉＯ２）、試験片３（底層ＳｉＯ２＿１０ｎｍ  ＋Ｔｉ３Ｏ５＋ＳｉＯ２）、試験片４（底層ＳｉＯ２＿３０ｎｍ  ＋Ｔｉ３Ｏ５＋ＳｉＯ２）、試験片５（底層ＳｉＯ２＿６０ｎｍ  ＋Ｔｉ３Ｏ５＋ＳｉＯ２）を使用して、耐摩耗性試験を行う。図１２に示すように、Ｔａｂｅｒ型摩耗試験機で５００サイクルの摩耗試験を行った後、試験片２〜試験片５の摩耗の程度はほぼ同じであり、何れもΔＨ２．８前後である。１０００サイクルの摩耗試験の後、底部ＳｉＯ２の厚さが６０ｎｍである試験片５の摩耗程度はΔＨ３．２であり、底部ＳｉＯ２の厚さが３０ｎｍである試験片４の摩耗レベルΔＨ３．７よりもはるかに低く、本発明の光透過性基板のコーティング構造が、底層ＳｉＯ２（即ち、接着層）の厚さが６０ｎｍの時に比較的優れた耐摩耗効果を提供できることが分かる。
【００４３】
図１３は、本発明のコーティング層を有する光透過性基板のいくつかの実施例の耐紫外線防止試験の結果を示す説明図である。本発明の紫外線防止試験は、いくつかの異なる試験片に紫外線光源を長時間照射し、異なる照射時間後の各試験片の黄変の程度を試験して記録し（ΔＥ値で表し、ΔＥ値が高いほど、黄変の程度が深刻である）、図１３に示す曲線図のとおりである。本発明は、４つの試験片サンプル、すなわち、試験片１（プライマー板材）、試験片２（Ｐｒｉｍｅｒ＋ＳｉＯ２＿３００ｎｍ）、試験片３（Ｐｒｉｍｅｒ＋Ｔｉ３Ｏ５＿３０ｎｍ  ＋ＳｉＯ２＿３００ｎｍ）、試験片４（規格がＰ０６のＰＣ基板＋ＵＶ−Ｃｕｔ多層膜）を使用し、紫外線防止試験を行う。
図１３から分かるように、試験片４のＵＶ−Ｃｕｔ多層膜を紫外線防止層とした光透過性基板のコーティング構造が相対的に最も良好な紫外線防止能力を有するが、耐摩耗性効果は低下している。また、試験片４であっても試験片３であっても、紫外線光源を８００時間照射したΔＥ値は、何れも依然として３を大きく下回っており、紫外線防止能力が良好であることを示している。対照的に、試験片１及び試験片２は紫外線防止層に欠いているため、１００時間の試験後のΔＥ値は、すでに３よりも高く、黄変の程度は比較的深刻であった。
【００４４】
本発明は、業界試験規範ＰＶ３９２９を使用して耐候性試験を行い、その試験目的は、プラスチック、合成ゴム及びフード材料を大気作用及び日光下に置き、人工乾燥、熱い気候（例えば、シミュレートされたグラハリ砂漠、南アフリカ及びアリゾナのような乾熱環境をシミュレーション）を通して、老化状態（色や光沢の変化など）の試験を行うことであり、試験条件を表１に示す。
【００４５】
表１：ＰＶ３９２９試験規範の試験条件
0006818104.tif 000002
【００４６】
本発明は、上記の表１に示す試験条件に従って、５つの試験片サンプル、即ち、試験片１（裸板ＰＣ＿Ｓｍｏｋｅ＿３Ｌ）、試験片２（ＨＣＰＣ＿Ｐ０６基板）、試験片３（Evaporatin蒸着ＰＣ＿Ｐ０６基板＋ＳｉＯ２＿６０ｎｍ）試験片４（Evaporatin蒸着ＰＣ＿Ｐ０６基板＋ＳｉＯ２＿３００ｎｍ）、試験片５（Evaporatin蒸着ＰＣ＿Ｐ０６基板＋Ｔｉ３Ｏ５ＳｉＯ２）を用いて、耐候性試験を行い、その結果は、以下の表２に示すとおりである。
【００４７】
表２：Ｑ−ＳｕｎシミュレーションＰＶ３９２９耐候性試験の結果表加工位置
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【００４８】
上記の表から、光透過性基板のコーティング構造に紫外線防止層（Ｔｉ３Ｏ５層）と耐摩耗層（ＳｉＯ２層）を有する時、即ち、試験片５（Evaporatin Ｔｉ３Ｏ５＋ＳｉＯ２）の耐候性が紫外線防止層を有さないその他の試験片よりも優れていることが分かる。
【００４９】
本発明は、他種の異なる構造の複合材料サンルーフ及びプラスチック機構アセンブリに対して試験を行い、以下の表３に示すのが試験を行った各サンプルの構造情報である。例えば、表３のサンプル８（sample８）の基板は、Ａ４構造又は「ＰＭＭＡ／ＰＣ／ＰＭＭＡ」の３層構造であり、その硬質層はＢ２、即ち、「ハードコート層あり（Ｗｉｔｈ  ＨＣ）」であり、結合構造の材料は、Ｃ２、即ち、「プラスチック」であり、プライマー層は、Ｄ１で表される「プライマー層なし（Without Primer）」を選択し、シールリング層は、Ｅ１で表される「シールリング層無し（Without Sealing(Ring)Layer）」を選択する。その他のサンプル構造は、同様に理解できるので、ここでは記載しない。
【００５０】
表３：複合材料サンルーフとプラスチック機構アセンブリのサンプル情報
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0006818104.tif 000005
【００５１】
表４：複合材料サンルーフとプラスチック機構アセンブリの各サンプルの試験結果
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◎：  Ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ極めて良好    ○：  Ｇｏｏｄ良好    △：  Ｎｏｒｍａｌ普通    Ｘ：  Ｆａｉｌ不良  ＮＧ：Ｎｏｔ  Ｇｏｏｄ良好でない
【００５２】
上記の表４からわかるように、サンプル１３とサンプル１４は、ＰＣ／ＰＭＭＡ又はＰＭＭＡ／ＰＣ／ＰＭＭＡの複合材料を基板とし、且つ何れも硬質層、プライマー層、シールリング層を設置し、埋め込み射出方式で結合構造を基板上に結合し、即ち、図５に示す実施例に類似し、従って、各項試験において、極めて良好又は良好な性能が得られた。サンプル３とサンプル４は、ＰＣ／ＰＭＭＡ又はＰＭＭＡ／ＰＣ／ＰＭＭＡの複合板材を基板とし、硬質層を設置したが、プライマー層もシールリング層もなく、接着方式で金属材料の結合構造を基板上に結合し、即ち、図３に示す実施例に類似し、各試験において極めて良好又は良好な性能が得られた。このことから、本発明の曲面を有する光透過性プラスチック板構造体は、従来技術よりも確かに良好な試験結果を得られることが確証できる。
【００５３】
また、本発明は、他種の異なる構造の基板に多項の環境試験を行い、以下の表５に示すのは、試験を行った各基板サンプルの構造情報である。例えば、表５のサンプル８（sample８）の基板は、Ａ４構造、即ち、「ＰＭＭＡ／ＰＣ／ＰＭＭＡ」の３層板構造を選択し、その硬質層はＢ２、即ち、「ハードコート層あり（Ｗｉｔｈ  ＨＣ）」を選択し、多機能光学無機層（即ち、コーディング層）は、Ｃ１又はＣ２、即ち、「単層の紫外線防止（ＵＶ  reflection）又は赤外線防止（ＩＲ  reflection）の何れか」であり、上面硬質層は、Ｄ１で表される「上面硬質層無し（Without  ＨＣ）」を選択している。その他のサンプル構造も同様に理解できるので、ここでは記載しない。
【００５４】
表５：複合材料サンルーフのプラスチック基板のサンプル情報
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【００５５】
表６：複合材料サンルーフのプラスチック基板の各サンプルの試験結果
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◎：  Ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ極めて良好    ○：  Ｇｏｏｄ良好    △：  Ｎｏｒｍａｌ普通    Ｘ：  Ｆａｉｌ不良  ＮＧ：Ｎｏｔ  Ｇｏｏｄ良好でない  ＯＫ：  受け入れ可能
【００５６】
上記の表６から、サンプル９〜１４は、ＰＣ／ＰＭＭＡ又はＰＭＭＡ／ＰＣ／ＰＭＭＡの複合板材を基盤とし、且つ何れも硬質層、コーディング層及び上面硬質層を設置し、即ち、図８に示す基板実施例に類似し、従って、各項の試験において、何れも極めて良好又は良好な性能を示した。サンプル７及びサンプル８は、ＰＣ／ＰＭＭＡ又はＰＭＭＡ／ＰＣ／ＰＭＭＡの複合板材を基板とし、且つ硬質層及びコーティング層を設置しているが、上面硬質を有さず、即ち、図５〜図７に示す基板実施例に類似し、それは、表面耐酸アルカリ性が良好でない以外、その他の各項の試験において極めて良好又は良好な性能が得られている。本発明のコーティング層を有する基板構造は、従来技術よりも確かに良好な試験結果を得られていることが確証できる。
【００５７】
図１４を参照し、それは、図５に示す本発明の曲面を有する光透過性プラスチック板構造の実施例の製造方法のフロー図であり、それは、以下のステップを含む。
【００５８】
ステップ９１：基盤を提供し、該基板は、多層構造を有するプラスチック材料を少なくとも含む。本実施例において、該基板は、図５に示すようなコーディング層を有する基板であることができ、且つその基板及びコーディング層の具体的な構造は、図６〜図１１に示す基板及びコーディング層のいずれかから選択することができる。
【００５９】
ステップ９２：基板を予備加熱し、予備加熱工程により該基板を第１所定温度まで加熱する。
【００６０】
ステップ９３：基板を金型で冷却成型し、スタンピング工程と冷却工程で該基板を第２所定温度まで降温した状態で、該基板を金型で同時にプレス成型する。
【００６１】
ステップ９４：加工機により基板に外形加工を行い、加工工程によって、プレス成型後の該基板の外形を切削加工し、所定の外形輪郭を有するプラスチック板材を形成する。
【００６２】
ステップ９５：コーティングプロセスにより、プラスチック板材表面の外周縁領域にプライマー層を加える。
【００６３】
ステップ９６：ディスペンス工程により、該プライマー層に少なくとも１つのシーリング層を設置する。該シーリング層は、該結合構造の側に面するプライマー層の表面に部分的に配置され、且つ該シールリング層は、該プライマー層と該結合構造の両者の接触面の間に挟まれる。
【００６４】
ステップ９７：埋め込み射出工程によって、結合構造を埋め込み射出の方式で該プラスチック板材の該外周縁領域且つ該プライマー層を有する位置に成型、固定する。上記ステップ９１〜９７により、図５に示すような曲面を有し且つ結合構造を有する光透過性プラスチック板構造を完成する。
【００６５】
図１５を参照し、それは、本発明の曲面を有する光透過性プラスチック板構造の製造方法に適用される成形機の実施例の説明図である。該成形機４０は、本体４１と、フリップ膜剥離ユニット４２と、搬送台４３と、加熱ユニット４４と、プレス成形ユニット４５と、取り出し機構４６と、投与ユニット４７とを含む。
【００６６】
該本体４１は、該成形機４０のすべてのユニット、機構、及び部材を搭載した本体である。該フリップ膜剥離ユニット４２は、加工したい基板１００を供給ラック５０内に置く、フリップ機構（図１６に示す）をさらに含む。その後、供給ラック５０をその中の基板１００と共にフリップ膜剥離ユニット４２に供給し、図１４に示すように、ステップ１１とステップ１２との間においてフリップ膜剥離工程を更に実施することができる。フリップ膜剥離ユニット４２内のフリップ機構は、フレーム５１を基板１００と共に１８０度反転させるフリップ動作を行わせ、該基板１００上下面に付着した保護膜を剥がすことができる。
その後、供給ラック５０は、膜剥離された基板１００と共に、搬送台４３によって該加熱ユニット４４内に送られ、図１４に示すステップ１２の予備加熱工程を実施し、該基板１００を第１所定温度まで加熱する。該予備加熱工程は、該加熱ユニット４４によって該基板１００の上下面の両方を加熱し、且つ該第１所定温度は６０℃〜１０５℃の間である。その後、該第１所定温度範囲まで予備加熱された基板１００は、供給ラック５０とともに該プレス成形ユニット４５に送り込まれ、図１４に示すステップ１２のスタンピング工程が行われ、第２所定温度状態において、金型６０で該基板１００をプレス成型する。該金型６０は、上型６１と下型６２とを含み、該基板１００は、上型６１と下型６２との間に供給ラック５０とともに配置され、その後、該プレス成形ユニット４５によって該金型６０を押し動かし、該上型６１及び該下型６２をそれぞれ第２所定温度状態下の該基板１００の上面及び下面に圧迫し、基板１００を上型６１及び金型６０内面形状に一致した曲面構造を有するように押圧変形させる。スタンピング工程を完成した後、取り出し機構４６によって供給ラック５０を、曲面を有する基板１００と共に該投与ユニット４７に送り、他の加工機に転送し、図１４に示すステップ１４に記載の加工工程を行わせる。
【００６７】
図１７〜図２０を参照し、これらはそれぞれ、本発明の曲面を有する光透過性プラスチック板構造の製造方法におけるスタンピング工程の４つのスタンピング動作の概説明図であり、図１７〜図２０に示すように、図１４に示されるステップ１２のスタンピング工程は、更に次の動作を順番に含む。
【００６８】
（Ｉ）送り動作：図１７に示すように、供給ラック５０を該基板１００と共に上型６１と下型６２の間に位置し、且つ該基板１００は、それぞれ該上型６１及び該下型６２とギャップを隔て、且つ冷却工程によって該基板１００、該上型６１及び該下型６２の温度を何れも該第２所定温度まで調整する。ここで、該第２所定温度は、摂氏４０℃〜６０℃の間に介し、且つ該上型６１及び該下型６２において該基板の側の表面上に何れもそれぞれ所定の曲面を設置する。
【００６９】
（ＩＩ）上型凸面接触動作：図１８に示すように、プレス成形ユニット４５によって該上型６１を押し動かし、該上型６１にガイドロッド４１１に沿って下向きに圧縮バネ４１２を移動圧縮し、該基板１００の上面に接触させ、この時、下型６２は、基板１００に接触していない。
【００７０】
（ＩＩＩ）板材上屈曲成型動作：図１９に示すように、プレス成形ユニット４５によって該上型６１を継続して押し動かし、該上型６１を継続して下向きに移動させ、該基板１００の上面を、該基板１００の該上面が圧迫されて変形して該上型６１の該所定曲面（凸面）に符合するまで圧迫し、この時、該基板１００及び該下型６２の間は、依然としてギャップを有して接触していない。
【００７１】
（ＩＶ）板材上曲面成型動作：図２０に示すように、該プレス成形ユニット４５によって下金型を押し動かし、下型６２を上方に移動させ、該基板１００の下面を該基板１００の該下面が圧迫されて変形して該下型６２の該所定曲面に符合するまで圧迫し、押圧されることにより、下型６２の所定の曲面に沿うように変形され、この時、該基板１００は、該上型６１及び該下型６２の両者によって緊密に圧迫されている。
【００７２】
（Ｖ）全圧冷却動作：図２０に示すように、該プレス成形ユニット４５が上下型６１、６２に圧力を加え続けて該基板１００に対して圧迫を保持した状態で、該基板１００に冷却工程を、基板１００が第３所定温度に冷却されるまで行う。ここで、該第３所定温度は、摂氏２５°Ｃ〜４５°Ｃの間である。その後、該プレス成形ユニット４５が上型６１及び下型６２を基板１００から遠ざけるように駆動し、該供給ラック５０を該基板１００と共に取り出し機構４６により金型６０から取り出す。
【００７３】
図２１を参照し、それは、本発明の曲面を有する光透過性プラスチック板構造の製造方法における該下型の実施例を示す説明図であり、該下型６２上の幾つかの凸柱構造によって、基板１００上に幾つかの位置決め孔を形成することができる。
【００７４】
図２２を参照し、それは、曲面を有する光透過性プラスチック板構造の製造方法において、該基板が成形工程を完成しているが、加工工程をまだ実施していないと時の基板の説明図であり、基板１００ａ上に位置する幾つかの位置決め孔１０１の実施例を示ししている。
【００７５】
図２３を参照し、それは、本発明の曲面を有する光透過性プラスチック板構造の製造方法において、成形工程を行う説明図である。図２３に示すように、プレス成形ユニット４５が、凸面を有する上型６１及び凹面を有する下型６２によりそれぞれ基板１００ａの上下面をプレスした後、基板１００ａを上下型６１、６２形状に符合する曲面を有する基板１００ａに押圧する。ホットプレスにより、基板１００ａに周辺領域に位置し、引っ張り及び圧縮変形量が大きい変形領域６４と、基板の中間部に位置する仕上げ領域６３とを形成する。変形領域６４に位置する基板１００ａは、比較的大幅な引っ張り及び押出変形を受け、品質が不安定であり、車両のサンルーフ板材の完成品としての使用には適していない。
図２４を参照し、それは、本発明の曲面を有する光透過性プラスチック板構造の製造方法において、加工工程を行う説明図である。該加工工程において、ＣＮＣフライス盤７０又は他のタイプの加工機によって該基板１００ａの外形に切削加工を行い、ここで、該成形工程によって該基板１００ａ上に完成品としての使用に適さない該変形領域６４を形成し、従って、該ＣＮＣフライス盤７０が該基板１００ａに対して切削加工を行う加工位置７１及び経路は、該基板１００ａの該変形領域６４の範囲内に入り、所定の外形輪郭を有するプラスチック板材を形成し、且つ該プラスチック板材は、主に該完成品領域６３範囲内に位置する。
【００７６】
なお、本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない均等の範囲内で各種の変動や潤色を加えることができることは勿論である。
【符号の説明】
【００７７】
０１  板材
０２  接着剤
０３  結合構造
１１〜１７  ステップ
１０、１００、１００ａ  基板
１１  エンジニアリングプラスチック層
１２、１３  アクリル層
１４、１５  硬質層
２０、２０ａ、２０ｂ、３０、３０ａ、４０  コーティング層
２１、３１  接着層
２０１  基層
２２、３２、３４  紫外線防止層
２３、３３  耐摩耗層
２４  赤外線防止層
２５  耐摩耗層
１０１  位置決め孔
４０  成形機
４１  本体
４１１  ガイドロッド
４１２  ばね
４２  フリップ膜剥離ユニット
４３  搬送台
４４  加熱ユニット
４５  プレス成形ユニット
４６  取り出し機構
４７  投与ユニット
５０  供給ラック
５１  フレーム
６０  金型
６１  上型
６２  下型
６３  完成品領域
６４  変形領域
７０  フライス盤
７１  加工位置
８１  プライマー層
８２、８２ａ  結合構造
８３  シールリング層
９１〜９７  ステップ  
【要約】      （修正有）【課題】車用サンルーフに適用する曲面を有する光透過性プラスチック板構造及びその製造方法を提供する。【解決手段】ポリマー材料の配合、紫外線防止塗料の配合及び精密塗布技術により、プラスチック基板１０のポリマー表面の耐摩耗性はガラスと同程度まで向上し、耐候性試験後も元の光学、物理的特性を維持できる。プラスチック基板は、ホットプレス工程で曲面を有するプラスチック板材を形成した後にインサート成形でプラスチック板材上に結合構造８２を成型、固定し、ガラスを鉄部材に接着した自動車サンルーフ機構アセンブリの設計に置換できる。曲面を有する光透過性プラスチック板構造は、軽量ポリマーサンルーフ材料とプラスチック射出機構を含み、ガラスサンルーフ、フロントリアウインドシールド、サイドウィンドウガラス機構アセンブリの重量を軽減でき、軽量化規格を要するハイブリッド電気自動車及び全電気自動車への応用に適する。【選択図】図４【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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