JP2001512408A - モールディングプロセスの間にガラス物体と接触する構造体用のカバーリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、成形プロセスの間にガラス物体（１２）と接触する構造体（４，９）をカバーするための接触部材すなわちカバーリング（１）に関する。このカバーリングは、アパーチャ（１０）を有する比較的コンパクトな不織布のファイバウェブ（２）であり、例えば、ステンレススチールから成るランダムに配向したファイバから構成する。このカバーリングは、例えば、ガラスプレートを成形するプロセスにおいて使用される焼入れリングや圧力リングをカバーするために使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】 モールディングプロセスの間にガラス物体と接触する構造体用のカバーリング 本発明は、モールディングプロセスの間に、すなわち一般的には、プロセス全 体を通してガラスを搬送する間に、また特に、成形ガラスの実際のモールディン グおよび焼入れを含む段階の間に、ガラス物体と接触する構造体をカバーする接 触部材に関する。 本発明による接触部材すなわちカバーリングは、例えば、自動車のガラスシー ト、すなわち車輪用の窓を成形および／または焼入れするために使用する支持リ ング（圧力リングおよび焼入れリング）をカバーするために使用できる。さらに 、このカバーリングは、ガラス（すなわちガラス物体）を、例えば、形成プロセ スの種々の段階の間を移動するために持ち上げる手段をカバーするためにも使用 できる。例えば、加圧成形などの実際のモールディング手段も、このカバーリン グを用いてカバーできる。これ等の用途は、様々な状況において、本発明による カバーリングを用いることによって得られる多くの利点を強調して、以下に説明 する。 本質的には、全体としてガラス形成プロセスにおいて分類できる３つの基本的 なプロセスの段階すなわちステップがある、すなわち、ガラス特にガラスプレー トの実際の成形、搬送、および形成後のガラスの焼入れである。 異なったプロセスも周知である。ガラスはオーブンの中で形成温度まで加熱さ れる。次に、例えば、型またはモールドとリングを用いて、または横方向または 縦方向のいずれかに取り付けられた２つのモールドを用いてガラスを加圧するこ とによって、成形自体が行われる。次に、ガラスは、リングによって支持される ことが多いが、焼入れ区域に搬送され、この区域でガラスは、リングで支持され たりされなかったりするが、空気で冷却される。 他のプロセスは、単に熱いガラスに加わる重力の作用によって、ガラスのフォ ーミングまたは成形を行う方法であり、この熱いガスは、再度リングによって支 持される。この方法は、「重力ベンディング」法または「重力たるみ」法と呼ば れる。 次に、前述した加圧および焼入れリングは、以後全体的に支持リングと呼ぶ。 このため、「支持リング」という用語は、本願では広く解釈される、すなわち、 たとえごく僅かな時間であっても、またたとえガラスとの関係でリングがどのよ うな位置であっても、その用語はガラスと接触するすべてのリングに関係する。 支持リングは、ガラスとスチールリングとの間の直接接触の悪影響を避けるた めに、カバーリングを設けていることが多い。そのようなカバーリングには、極 めて多くの要求事項がある。例えば、カバーリングは十分に熱的絶縁性を有して いなければならず、また高温のモールディングプロセスの間は、そのカバーリン グはできるだけガラス上に痕跡すなわちマークを残さないようにしなければなら ず、痕跡をまったく残さないことが好ましい。さらに、（有孔の）カバーリング は、焼入れの間にガラスをあまりに長くシールドしないように、大きな空気透過 性を備えていなければならない。 従来は、支持リングは、例えば、米国特許第３，７４１，７４３号で説明され ているように、１層以上の金属メッシュでカバーされている。焼入れの間にガラ スを空気からあまり長くシールドしないように、リングは鋸歯状であるか穿孔さ れていることが多いが、穿孔または鋸歯状のギャップはカバーリングのために閉 じているので、カバーされたリングの空気透過性はなお不十分であることが多い 。さらに、前述したメッシュの変形性および耐熱性も、実際には不十分であるこ とが判明した。このため、カバーリングは大きな困難を伴ってある複雑なモール ド形状だけに適合でき、更にガラスとリング間の短時間接触しか許されない。し か しながら、製造業者がガラスに加えたいと望む形状はますます複雑になり、この 結果、プレス加工時にガラスとリングとの間に必要な接触時間は増加している。 ＥＰ第０３１２４３９号においては、金属のカバーリングが提案されており、 この金属のカバーリングは、配向した金属ファイバから構成しており、本質的に メッシュ形状の構造をしている。従って、例えば、（有孔のまたは鋸歯状の）支 持リング上に、直接支持リング上にまたは間に金属メッシュを挟んで固定された 、織り上げた、または編んだファイバクロスが使用される。 高範囲のモールディングを要求するそのようなカバーリングを使用することに 関しては、いくつかの不都合がある。織物に本来備わっている編み目や糸の交差 などを、高温のモールディングプロセスの間にガラス面にプレスすることがあり 、この結果痕跡や欠陥が発生する。織物の構造が開いている結果、下側の金属メ ッシュまたはリング自体が、織物のメッシュのホールを通して成形されているガ ラスと接触することが起こることもある。このことも、結果としてガラス面上に マークが発生する原因になる。 さらに、金属のカバーリングは、メッシュが存在する場合はメッシュも、リン グの穿孔または鋸状の歯をカバーしてしまうので、それらは部分的に、焼入れプ ロセスの間に空気の流れを増進する機能を失うことになる。きめが一層粗いメッ シュを使用すると、空気透過性にプラスの効果があるが、今度はその結果、メッ シュとガラスとの間の接触がもっと頻繁に発生することになる。織物で支持リン グをカバーする場合には、この織物はリング全体に引き伸ばされる。張力が不均 一なために、カバーリングの多孔性（従って、空気透過性）は、まったくコント ロールできない方法で変更されるため、焼入れ特性が不規則になることがある。 実際、２つの同一のカバーリングを同じ方法で、リング全体にわたって引き伸ば すことはできない。 ガラスを成形するための加圧モールドもカバーリングを備えている。米国特許 ＵＳ第４，６７８，４９５は、プレス成形品をカバーするためにニードルフェル ト（needle felt）を使用することを記述している。提案された層構造体には、 少なくとも２つの異なる材料、すなわちスチールファイバと複合ファイバならび にアラミドファイバまたは炭素繊維、から成るファイバが含まれる。 モールドをカバーするためにニードルフェルトを使用することには、いくつか の重大な欠点が含まれる。例えば、従来の技術による非圧縮ニードルフェルトは 非常に柔らかいので、プレス作業を多く行った後では、それは初めの体積には戻 らない。このように、プレス加工が不可逆的な方法でカバーリングの厚さを変え てしまうので、それぞれの成形されたガラス物体の特性は異なっており、またあ らかじめ設定された設計特性から外れてしまう。その上、事前圧縮しないニード ルフェルトの中のファイバは、相互に絡み合うことによってのみ互いに保持され ている。このため、ニードルフェルトの耐摩耗性は、例えば、事前圧縮したまた は焼結したウェブよりも、はるかに低くなる。 ガラス搬送手段は、ガラス（すなわちガラス物体）と直接接触する悪影響を避 けるために、カバーリングを備えることもできる。減圧または真空を作ることに よって、例えば、成形加工の次の段階にガラスを移動させるために、ガラスは搬 送手段の下側に吸い付けられる。ガラスと接触する面に沿って極めて平坦にした 穿孔したセラミックまたは鋳造したスチールのブロックが、この場合の搬送手段 として使用されることが多い。従来は、このブロックは一方の面が、ガラス繊維 のペーパ、ガラス繊維の織物、またはステンレス金属のファイバ糸で作られた織 物でカバーされる。この場合、ブロックから離れた石の粒子が、例えば、織物と ブロックの下側との間に付着することがある。これらの挟まった石の粒子によっ て、ガラスを高温モールディングする間に、表面がエンボス化したり痕跡が付い たりする。本発明による接触部材は、相当に剛性があるので成形品の表面に密着 するため、本発明の接触部材を用いることによって、この問題を完全に避けるこ とができる。 本発明の目的は、モールディングプロセスの過程において、ガラス物体と接触 する構造体をカバーするための接触部材を提供することによって、これ等の欠点 を避けることである。この接触部材は、比較的コンパクトな、例えば、好ましく はステンレススチールから作られるランダムに配向したファイバから構成する、 焼結したウェブから成る。特に、本発明は、ガラス物体用のモールディング部材 のカバーリングに関する。このカバーリングは、下側のモールド部材におけるギ ャップと一致するアパーチャが付いた、比較的コンパクトな不織布ファイバのウ ェブから構成する。 本発明ならびにそのいくつかの応用および用途を、その用途に関連する多くの 利点に注意しながら、また添付した図面を参照しながら、以下に詳細に説明する 。 図１は、本発明による接触部材の概略表示である。 図２は、支持リング用のカバーリングとして、この接触部材を使用することを 示す図である。 図３は、本発明による接触部材を支持リングに取り付ける方法を概略的に示す 図である。 図４は、ガラス搬送手段を本発明による接触部材を用いてどのようにしてカバ ーできるかを概略的に示す図である。 図５は、本発明による接触部材でカバーした加圧モールドおよび圧力リングを 概略的に表示する図である。 本発明による接触部材すなわちカバーリング１は、実質的にランダムに配向し たファイバから成る、比較的コンパクトなウェブ２である。ファイバの向きがバ ラバラなために、均一で方向に無関係な熱的また機械的特性がカバーリングに与 えられ、この結果、カバーリングの寿命が長くなる。ウェブ２は、隣接するモー ルド部材の中のギャップ１１と一致するアパーチャ１０を備えている(リング４ または雄型モールド９)。 本発明によれば、比較的コンパクトなウェブには、焼結したファイバウェブお よび／または圧縮したニードルパンチをしたファイバウェブが含まれると理解す る。このコンパクトなウェブを作るための圧縮度は、後述するように、１００回 の圧縮サイクルの後のカバーリングの圧縮係数が２０％以下であるようにする。 この圧縮係数は、さらに好ましくは１５％以下、さらに１１％以下、最も好まし いのは５％以下である。ニードルパンチによって不織布ウェブを強化することに は、従来のニードル作業に加えて、空気またはウォータジェットのセットによる 高密度化も含まれる。 相当直径が１〜１００μmのステンレススチールのファイバ（FeCralloy(登録 商標)、NiCralloy(登録商標)、Aluchrome(登録商標)、およびHastelloy（登録商 標）などのタイプ、またはＡＩＳＩタイプのスチール３４７，３１６Ｌ，３１６ ，３０２，または３０４）を使用することが好ましい。さらに、ファイバの直径 は、８〜６０μmであることが好ましい。「ファイバの相当直径」とは、実際の ファイバと同じ断面積を持つ仮想円形ファイバの直径のことである。 このコンパクトなウェブが焼結ウェブである場合、金属ファイバウェブの焼結 はオーブンの中でまたは、本出願人によるＷＯ９４／１４６０８での説明のよう に、圧力下の連続焼結作業によって行うことができる。そのような焼結ウェブの 厚さは、１０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下、さらに大抵の場合は３ｍｍ以下 である。 本発明によるカバーリングの熱伝導抵抗は、10^-3m²K/W以上である。この熱伝 導抵抗は、10^-2m²K/W以上であることが好ましい。この熱伝導抵抗は、製品の厚 さを熱伝導係数で割った商である。 接触部材の透過性は、本発明による接触部材の実施形態の以下の実施例から明 らかなように、その厚さに強く依存している。 下記のテーブル内の実施例は、等価直径が２２μmのFeCralloy（登録商標）フ ァイバから成る金属ファイバのウェブに関するものである。報告された特性は、 カバーリングの厚さＤ、熱伝導抵抗Ｒ、および製品上の圧力降下２００Ｐａでの 空気透過性ψである。 さらに、本発明による焼結構造体は、特別な用途に対してカバーリングに課せ られることがある特殊な要求事項に適合する目的のコーティングも備えることが できる。 さらに、セラミックファイバまたはポリアラミドファイバも、金属ファイバの 代わりに使用できる。そのようなファイバは、例えば、ウェブ内の耐熱性の充填 材として使用することもできる。 本発明を適用する具体的な例として、自動車のウィンドウのガラスプレート用 の支持リングのカバーリングを、図２および図３を参照して以下に説明する。 すでに上述したように、ガラス用の支持リング３は、ガラスをプレス、搬送、 および／または焼入れを行う場合に利用する。全体の成形プロセスの間に、ガラ スは当該プロセスの具体化に基づいて、同じリングまたは１つ以上のリングによ って支持される。 ベースリング４は、その上にカバーリング１が取り付けられるが、ステンレス スチールなどの耐熱材料で作られ、鋸歯状または有孔であってもなくてもよい。 このため、ベースリング４は、例えば、直径が０．５〜１ｃｍの円形の孔を（部 分的に）備えている。図２に概略的に図示するように、ホール１０がベースリン グ４の孔に対応しまた一致するような方法で、カバーリング１も穿孔されること が多い。ガラスをプレスする場合だけに支持リング３を使用する場合は、ベース リングはたいてい穿孔せずに構成される。 カバーリング１は種々の簡単な方法でベースリング４に取り付けることができる 。このベースリング４はかなり複雑な形状であっても良い。第１の段階では、カ バーリング１を、例えば、金属メッシュすなわち広がった金属シート５に取り付 けることができる。これはオーブン内で焼結することによって、または本出願人 によるＷＯ９４／１４６０８での説明のように、圧力下の連続焼結作業によって 行うことができる。圧縮したニードルパンチのファイバウェブの場合では、ファ イバはニードル作業の間に金属メッシュに絡ませて固定することができる。第２ の段階では、金属メッシュすなわち広がった金属シート５は次に、耐熱接着剤を 用いてもしくは圧延機またはスポット溶接によって、または図３に示すように、 金属メッシュすなわち広がった金属シート５のフリーの部分をベースリング４の 下側に向かって曲げることによって、ベースリング４に取り付けることができる 。この図３では、意図した部分を一層はっきりと示すために、リングのセグメン トを拡大してある。「フリーな部分」とは、金属メッシュすなわち広がった金属 シート５の接触部材１によってカバーされない部分を意味すると理解してほしい 。 別の方法には、機械的な方法で、例えば、部分的に焼結したウェブを通りベー スリングの下側に締め付けるねじおよび／または糸によって、カバーリングをベ ースリングに取り付ける方法がある。 本発明によるカバーリングは高いモールディング温度やガラスのプレス作業の間 に発生する高い圧力に耐える。さらに、この新規なカバーリングは耐摩耗性が極 めて高く、また従来のカバーリングよりも絶縁係数が大きい。 そのうえ、（有孔の）カバーリングの透過性が高いために、このリングは焼入 れの間のガラス用の支持リングとしても極めてふさわしいものとなる。焼結した または他の方法で圧縮したウェブの剛性が著しく高いために、隣接した構造体４ ，６または９の全表面は、常にこのウェブによってカバーされる。このため、ガ ラスと隣接する構造体との間のいかなる接触もまったく行われない。このことは 、欧州特許ＥＰ第０３１２４３９に記載されているタイプの従来のカバーリング の用途の中には、例がない。 支持リング３が、その上でガラスを焼き入れするキャリアとして単独で動作す る場合は、この焼結したまたはその他の方法で圧縮した金属ファイバのウェブは 、隣接するリング構造体用のカバーリングとしてではなく、それ自体キャリアと して利用できる。 上述したような支持リングに対する別の方法として、焼結したまたは他の方法 で圧縮した金属ファイバのウェブでカバーされたリングは、この圧縮したファイ バのウェブの上を編んだ金属構造体でさらにカバーできる。この実施形態では、 従来の支持リングの金属メッシュは、このように（有孔のまたは有孔でない）圧 縮された材料で置き換えられる。従って、金属メッシュを除くことによって、こ れらのメッシュによってガラスに痕跡が付けられるというすべての危険が取り除 かれる。 そのうえ、本発明によるカバーリングを焼結によって、例えば、ステンレスス チールの板に固定することもできる。これにより、それ自体支持リングとして使 用できる層構造体が得られる。 前述したように、比較的厚い金属ファイバのウェブ自体も、併用したニードル パンチおよび圧縮によって焼結または圧縮できる。１つ以上の金属メッシュを用 いて強化してもしなくても、このようにして得られた構造体はその後にガラス用 の支持リングとして使用できる。 前述したように、本発明によるカバーリングは、ガラス（ガラス物体）を搬送 する手段６をカバーするためにも使用できる。図４は、例えば、有孔のセラミッ クまたは金属の搬送ブロック７から成る搬送手段６を、本発明によるカバーリン グ１を用いてどのようにしてカバーできるかを概略的に示している。 ガラスを（横方向または縦方向に）プレスする場合に用いられるモールド６， ９およびリング３をカバーするために、本発明による接触部材１を使用すること を、これまで説明してきた。ガラスを横方向にプレスする場合には、圧力リング ８と併用して、フル雄型モールド９を用いることが多い。このとき、モールド９ と圧力リング８との両方を、本発明によるカバーリング１でカバーできる。これ を図５に示す。 このように、本発明による接触部材を使用することは、完全な光学ガラス特性 を備えたガラスプレート（またはガラス物体）を製造する場合に重要な役割を演 ずる。 前述した圧縮したウェブに対する圧力係数（％）および本発明に対する意義を 、ここで実施例を参照して説明する。 前述したように、多数の圧力サイクルを経た後のカバーリングは、以前のサイ クルの元の体積を回復することが、モールディングプロセスにとって重要である 。圧縮しないニードルフェルトはそのように完全に回復できるためには柔らか過 ぎる。 以下の周期的な圧縮動作が、周期の間に許容できる回復能力を生ずることがで きるカバーリングの構造的な特徴を決定するために設計された。圧縮したウェブ Ａ，ＢおよびＣならびに非圧縮ニードルフェルトＤは、１００回の圧縮サイクル を受けた。この中で、圧縮力と圧縮の程度が測定された。各サイクルでは、最大 圧力は２N/mm²に設定された。 最初の圧縮サイクルの前の生のカバーリングの厚さを１００％とする。それを （各サイクルで２N/mm²まで上げる圧力で）１００サイクルの間圧縮した後に、 厚さは約５％程度永久的に減少した。圧縮係数は、この場合、厚さの減少のパー センテージとして定義する。実施例 以下の表は、周期的圧縮実験の結果を示す。ここで、 Ａは焼結した金属ファイバのウェブである。 Ｂは圧縮しニードル処理したステンレススチールファイバのフェルトである 。 Ｃは別の圧縮しニードル処理したステンレススチールファイバのフェルトで ある。 Ｄは圧縮しないでニードル処理したステンレススチールファイバのフェルト である。 各回とも、表示された重量および厚さを用いる。 ウェブＢ，ＣおよびＤで用いた金属ファイバは、直径が１２μmのステンレス スチールのファイバ（３１６Ｌ）である。 この表から、多数のサイクルの後では、事前に圧縮したニードルフェルトＢ， Ｃまたは焼結したウェブＡの圧縮係数は、非圧縮のニードルフェルトよりもはる かに小さいことが明白である。これによって、ガラス成形プロセスについて信頼 性および再現性が一層高いモールディング条件および焼入れ条件が保証される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． ガラス物体（１２）用のモールディング部材（４，９）用のカバーリン グ（１）であって、カバーリングが、その中のアパーチャ（１０）が隣接するモ ールド部材（４，６，９）内のギャップ（１１）と一致する比較的コンパクトな 不織布ファイバのウェブ（２）を備えることを特徴とするカバーリング。 ２． １００回の圧縮サイクルの後のウェブ（５）の圧縮係数が２０％以下、 好ましくは１１％以下であることを特徴とする請求項１に記載のカバーリング( １)。 ３． ウェブがステンレススチールのファイバから成るニードルフェルトであ ることを特徴とする請求項１に記載のカバーリング。 ４． ウェブがステンレススチールのファイバから成る焼結したウェブである ことを特徴とする請求項１に記載のカバーリング。 ５． ウェブが事前圧縮したニードルフェルトであることを特徴とする請求項 １に記載のカバーリング。 ６． ウェブの厚さが１０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下であることを特徴 とする請求項１に記載のカバーリング。 ７． ウェブが金属ワイヤのメッシュまたは広がった金属シートと併用される ことを特徴とする請求項１に記載のカバーリング。