专利名称：等离子体涂层的边缘修补和现场修复的制作方法
等离子体涂层的边缘修补和现场修复
背景技术：
有机玻璃(plastic glazing)的用途是众所周知的，例如在汽车工业 中它们可以用做车窗、车头灯和尾灯。在制造这种有机玻璃的过程中，通 常为塑料基板涂布一层耐候层，该耐候层任选地通过沉积一层耐磨层而进 行涂盖(over-coat)。这一耐磨层可以是等离子体涂层，该等离子涂层通 常是在亚大气压下在沉积室中沉积而成。
在有机玻璃的制造中，可能希望铸造带有突出物(tab)的塑料基板从 而使玻璃在制造过程中更容易操控。有机玻璃也可具有与模塑过程相关的 沿着模塑的塑料的边缘的门(gate)。这些突出物或门通常在其最终使用 前从玻璃上去除掉。如果玻璃是热成型的而不是模塑的，周边可能会有多 余的塑料，它们通常在进行等离子体涂布之后被去除掉。去除了突出物、 门或多余的塑料之后，留下一个没有涂耐候层或等离子体涂层的边缘。目 前普遍的做法是让边缘不带涂层或对边缘进行湿法涂布。边缘上没有涂层 或存在湿法涂层会导致与后续涂布的粘合或封装有关问题，因为没有涂层 的塑料或湿法涂层与玻璃的其余部分不同。需要用于局部等离子体涂布的 实用且可行的方法来解决这些问题。
有机玻璃可能遇到的另一个问题是，在其使用过程中，例如在汽车上 作为窗户，等离子体涂层可能被划伤。由此产生的表面损伤是不想要的， 因为它将玻璃的那部分暴露在环境中。由于更换整个窗户涉及的时间和费 用，人们希望在其保持原位的情况下修复窗户。但是，目前没有这样做的 实用工艺。因此，需要就地修复窗户的实用工艺。
发明内容
本发明提供一种使用在大气压下操作的等离子体沉积设备进行边缘的 局部等离子体涂布的方法。本发明还提供一种现场修复有机玻璃上的等离 子体涂层的方法。
本发明的一个实施方案是一种修复包含耐磨层的基本透明的有机玻璃
4的方法，其中该有机玻璃还包含缺陷或受损区域，用等离子体沉积设备向
缺陷或受损区域沉积等离子体涂层，从而基本修复缺陷或受损区域。 在本发明的另一个实施方案中，该有机玻璃还包含耐候层。 在本发明的另 一个实施方案中，该有机玻璃包含热塑性聚合物树脂。 在本发明的另一个实施方案中，该有机玻璃包含聚碳酸酯树脂、丙烯
酸类树脂、聚芳酯树脂、聚酯树脂和聚砜树脂，或者其共聚物或混合物。
在本发明的另一个实施方案中，该等离子体沉积设备体在大约大气压
下运行。
在本发明的另一个实施方案中，该耐候层包含丙烯酸类树脂或聚氨酯 底漆和聚氨酯或硅氧烷面漆。
在本发明的另一个实施方案中，该等离子体涂层用包含硅氧烷的试剂 形成。
在本发明的另一个实施方案中，在涂布等离子体涂层之前，将新的耐 候层涂布到缺陷或受损区域。
在本发明的另一个实施方案中，是一种用等离子体涂布设备向因从有 机玻璃上去除多余或不想要的塑料而产生的未涂布边缘进行局部的等离子 体涂布的方法。
在本发明的另 一个实施方案中，等离子体沉积设备是机器人式铰接的
(robotically articulated)。
在本发明的另 一个实施方案中，因从有机玻璃上去除多余或不想要的 塑料而产生的未涂布边缘在沉积等离子体涂层之前被涂布耐候层。
在本发明的另一个实施方案中，该耐候层包含丙烯酸类树脂或聚氨酯 底漆和/或聚氨酯或硅氧烷面漆。
进一步的适用领域将因在此提供的说明而变得明显。应该认识到，该 说明和具体的实施例只是为了说明而非用于限制本发明的范围。
图l是一个依据本发明进行边缘修补的窗玻璃的示意图； 图2是一个依椐本发明进行现场修复的窗玻璃的示意图。
具体实施方式
本文所用的术语"汽车"指的是由自带的或远程的动力装置提供能源的一些类型的交通工具，可以包括但不限于客车、有篷货车和摩托、轻型卡车、重型卡车包括越野车、旅游用车如房车和野营车、公共交通工具如公共汽车、机车车辆如火车和其他轻轨车辆如单轨电车等等，也包括船舶和飞机。
本文所用的"边缘修补"是指对因从有机玻璃上去除多余或不想要的塑料而产生的边缘未涂布部分的等离子体涂层局部涂布。
本文所用的"现场修复"是指为了在不从汽车上取下窗玻璃情况下修复汽车窗玻璃而进行的等离子涂层的局部涂布。
在有机玻璃制造中，塑料基板通常涂上一层耐候层，该耐候层任选通过耐磨层进行涂盖。该塑料基板可包含热塑性聚合物树脂。本发明的热塑性树脂包括但不限于聚碳酸酯树脂、丙烯酸类树脂、聚芳酯树脂、聚酯树脂以及聚砜树脂，以及其共聚物和混合物。透明有机玻璃可以通过本领域技术人员已知的任何技术进行制备，例如模塑成型、热成型或挤出成型。
耐候层的许多实例在本领域是已知的。耐候层可包括但不限于有机硅、聚氨酯、丙烯酸类树脂、聚酯和环氧树脂，以及其混合物或共聚物。耐候
层优选包括紫外线(UV)吸收分子，如4, 6-二苯曱酰-2- ( 3-三乙氧基曱硅烷基丙基)间苯二酚(SDBR) 、 4,6-二苯曱酰间苯二酚(DBR)、硅烷化羟基二苯甲酮(SHBP)、苯并三唑、三噪(trazine)，并且更普遍地如羟苯基三噪、羟基二苯甲酮、羟苯基苯并三唑、羟苯基三嗪、多芳酰基间苯二酚和氰基丙烯酸酯。上述耐候层可以是一个同质层或由多个亚层组成，如底漆和面漆。底漆通常辅助面漆粘着在塑料板上。底漆例如可包括但不仅限于丙烯酸类树脂、聚酯、环氧树脂及其共聚物和混合物。面漆可包括但不仅限于聚曱基丙烯酸曱酯、聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚氨酯、有机硅、聚曱基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚偏氟乙烯、有机硅树脂硬膜及其混合物或共聚物。
耐磨层的许多实例是本领域已知的。耐磨层可以或者由一层组成，或者是组成可变的多个间层(interlayer)的组合。该耐磨层可以通过本领域技术人员已知的任何沉积技术进行涂布，所述技术包括但不限于等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、扩展热等离子体(expanding thermalplasma) PECVD、等离子体聚合、光化学气相沉积、离子束沉积、离子镀沉
6、磁控活化沉积、活 化反应蒸发、热化学气相沉积以及任何已知的溶胶-凝胶涂布工艺。
使用扩展热等离子体反应器的一种特殊类型的PECVD工艺(以下称为 扩展热等离子体PECVD工艺)详细记载于美国专利申请10/881， 949 (提交 于2004年6月28日，公开于2005年12月29日，公开号为US2005-9284374 ) 和美国专利申请11/075， 343 (提交于2005年3月8日，公开于2005年9 月15日，公开号为US2005-0202184 )中，二者的全文以引用的方式并入本 文中。在扩展热等离子体PECVD工艺中，通过在惰性气体环境中对与相应 的阳极板产生电弧的阴极施加直流(DC)电压来产生等离子体。阴极附近 的压力通常高于大约150 Torr，例如接近大气压，而阳极附近的压力类似 于等离子体处理室中的大约20 mTorr到大约100 mTorr的工作压力。
耐磨层可包舍氧化铝、氟化钡、氮化硼、氧化铪、氟化镧、氟化镁、 氧化4H、氧化钪、 一氧化硅、二氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氧碳化硅、 氢化氧碳化硅、碳化硅、氧化钽、二氧化钛、氧化锡、氧化铟锡、氧化钇、 氧化锌、硒化锌、硫化锌、氧化锆、钛酸锆，或其混合物或共混物。优选 地，耐磨层具有Si0x到SiOxCyHz范围内的组成(取决于沉积层中保留的 碳和氢原子的量)。
用以形成耐磨层的合适的试剂包括但不限于八甲基环四硅氧烷(D4)、 四曱基二硅氧烷(TMDSO)、六曱基二硅氧烷(HMDSO)、十曱基环五硅氧 烷(D5 )、四乙烯基四曱基环四硅氧烷(V-D4 )、 二甲基二曱氧基硅烷(DMDMS )、 乙烯基三甲基硅烷(VTMS)或其它挥发性有机硅化合物。上述有机珪化合 物在等离子体沉积设备中被氧化、分解并聚合。
本发明提供一种使用在大气压下操作的等离子体沉积设备12进行有机 玻璃10的边缘修补或有机玻璃10上的等离子体涂层现场修复的方法。
本发明提供一种向受影响区域14涂布涂层的方法，该涂层与施加在其 余地方的等离子体涂层相似，从而提供一种与适当的和随后涂布的粘合剂 或封装兼容的共有(co腿on)涂层。本发明还提供一种在窗玻璃IO保留在 汽车上的同时修复等离子体涂层中的缺陷或受损区域l5的方法，这可以有 助于降低保修成本，提高聚碳酸酯窗户的可销售性。
对因从有机玻璃上去除多余或不想要的塑料而产生的边缘未涂布部分 的处理先前只用湿法涂层完成。该湿法涂层不同于部件上其他地方的等离子体涂层。这可能导致与封装或随后涂布的粘合剂的涂层兼容性的变化。
本发明方法提供使用在大气压下操作的等离子体沉积设备12进行的边 缘修补和现场修复。 一般来说，这样的大气压装置是已知的，但是用在由 压缩空气和高频放电产生的等离子体流进行表面清洗和活化。例如，PVA TePla America公司出售一种在大气条件和温度下产生等离子体流的设备 PlasmaPen"，该设备适合用于本发明。还有Plasmatreat North America 公司出售的OPENAIR⑧等离子体喷射器。这些设备通常适合用于本发明。
如图1所示，在本发明中可以在常规工作环境中在大气压下使用等离 子体沉积设备12，其中将用于涂层的适当的试剂16，例如硅氧烷涂层，通 过用惰性气体如氩代替压缩空气并使用高频放电13引入等离子体流18中。
备12的等离子体流18可以被限制在受影响区域14和与被处理的玻璃10 的边缘宽度相当的宽度上。在进行边缘修补之前，任选地将适当的湿法涂 层和/或底漆施加到边缘上。
如图2所示，本发明还提供这种设备12用于现场修复有机玻璃10的 缺陷或受损区域15的应用。对于现场修复，设备12可以是手持的并被用 于修复窗玻璃上原来的等离子体涂层的损坏15，在不从车辆上取下窗玻璃 的情况下局部沉积与原来的涂层和/或底层塑料相兼容的涂层。例如，因石 头撞击造成的缺陷或受损表面15可以被等离子体涂层填补，例如硅氧烷涂 层16，用以隐藏光学缺陷并且保护新暴露在环境中的表面。在缺陷或受损 区域15也影响耐候层的情况下，在设备使用之前可以将耐候层施加到该缺 陷或受损区域上。
前面的说明仅仅是示例性的并且绝非为了限制本发明或其用途或使 用。通过前面的说明，本领域技术人员将认识到，能对本发明具体描述的 实施方案在不偏离下面的权利要求中定义的本发明范围的情况下进行修饰 和改变。
权利要求
1.修复有机玻璃的方法，该方法包括a)提供基本透明的包含耐磨层的有机玻璃，其中该有机玻璃还包含缺陷或受损区域；并且b)使用大气压等离子体沉积设备大体上仅向缺陷或受损区域沉积等离子体涂层，从而基本修复该缺陷或受损区域。
2. 依据权利要求1的方法，其中该玻璃进一步包含耐候层。
3. 依据权利要求1的方法，其中该等离子体沉积设备在大约大气压下操作。
4. 依据权利要求1的方法，其中该有机玻璃包含聚合物，该聚合物选自聚碳酸酯树脂、丙烯酸类树脂、聚芳酯树脂、聚酯树脂、聚砜树脂、其共聚物及其混合物。
5. 依据权利要求1的方法，其中该耐候层包含丙烯酸类树脂或聚氨酯底漆以及聚氨酯或硅氧烷面漆。
6. 依据权利要求1的方法，其中该等离子体涂层用包含硅氧烷的试剂形成。
7. 权利要求1的方法，进一步包括在沉积等离子体涂层之前向缺陷或受损区域涂布新的耐候层。
8. 进行有机玻璃边缘^"补的方法，该方法包括a) 提供边缘的一部分未进行等离子体涂布的有机玻璃；并且b) 使用大气压等离子体沉积设备向该边缘部分沉积等离子体涂层。
9. 依据权利要求8的方法，其中该等离子体涂层用包含硅氧烷的试剂形成。
10. 依据权利要求8的方法，其中该等离子体沉积设备是机器人式铰接的。
11. 权利要求8的方法，进一步包括在沉积等离子体涂层之前为该边缘涂布耐候层。
12. 权利要求11的方法，其中该耐候层包含丙烯酸类树脂或聚氨酯底漆和/或聚氨酯或硅氧烷面漆。
13. 依据权利要求8的方法，其中该有机玻璃包含聚合物，该聚合物选自聚碳酸酯树脂、丙烯酸类树脂、聚芳酯树脂、聚酯树脂和聚砜树脂，及其共聚物和混合物。
全文摘要
记载了用等离子体沉积设备对因从有机玻璃上去除多余或不想要的塑料而产生的边缘局部涂布等离子体涂层和修复有机玻璃的方法。
文档编号C23C4/12GK101678618SQ200880018555
公开日2010年3月24日 申请日期2008年5月1日 优先权日2007年5月1日
发明者S·M·加斯沃思 申请人:埃克阿泰克有限责任公司