JP2573845B2 - 熱可塑性樹脂シ−トを曲げ、積層光透過性パネルを製造する方法および装置 - Google Patents

熱可塑性樹脂シ−トを曲げ、積層光透過性パネルを製造する方法および装置

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱可塑性樹脂材料のシートを、要求される曲
率の成形表面積を有する曲げ型の面に対して置き前記熱
可塑性樹脂シートを加熱し、前記成形表面積にそれを一
致させるようにした熱可塑性樹脂材料のシートに予め定
められた曲率を与える方法に関する。本発明はまた熱可
塑性樹脂材料のシートに予定曲率を与えるための装置に
関する。
パネルが衝撃を受け易いとき、ガラス‐プラスチツク
積層パネルがしばしば使用される。かかるパネルの内部
における熱可塑性樹脂シートは、パネルに対する衝撃の
エネルギーを吸収する作用ができ、従つて窓の如きパネ
ルを組入れた囲いに大きな保護を与える。熱可塑性樹脂
シートがパネルの外層を形成するときには、破壊された
ときパネルのその面から飛び散るガラス破片を防ぐ作用
をし、かくして飛散ガラスでの傷害の危険を減少させ
る。航空機および自動車を含む種々の種類の乗物の風防
またはその他の窓としてその種の曲つたパネルが使用で
きる。
積層体を形成するため、ポリビニルブチラールの如き
熱可塑性樹脂接着性材料の薄い可撓性フイルムを使用す
ることが良く知られていることは勿論である、しかしむ
しろ更に剛性な熱可塑性樹脂材料の使用をする傾向が増
大している、何故ならこれらが改良さた耐衝撃性を有す
るからである。かかるパネルは時には盗難防止窓ガラス
(bandit glazing)または防弾窓ガラスと称され、それ
らは火器の発射に対するある程度の保護を与えることが
できる。
ポリカーボネートおよびメタクリレートがかなり剛性
の熱可塑性樹脂材料の例である。これらの材料はポリビ
ニルブチラールの如き通常ガラスに対して積層される材
料よりも非常に剛性であるため、熱可塑性樹脂材料が、
それが接合されるべき曲げ板ガラスに一致しないとき、
積層体の熱可塑性樹脂材料中での復元力がそれをガラス
から引き裂き離す傾向があり、剥離を生ぜしめるという
重大な問題が生ずる。この問題は積層体が小さい半径の
曲率を有し、応力が集中する積層体の縁の周囲で特に烈
しいことが見出されている。剥離の危険はパネルの縁近
傍で最も高く、しかもその場所では曲率が最も高いの
で、例えば車輌の風防ガラスがその縁近傍で最も高い曲
率をしばしば有することが見られるように、危険な要因
が組合せられる場合には、この点において二重の不幸で
ある。
従つて積層する前に所望の予定された曲率に熱可塑性
樹脂材料を曲げることが望ましい。熱可塑性樹脂材料は
加熱して適切な大きさおよび形の曲げ型と一致させて型
入れ(sag)させる。しかしこれは特にパネルの縁の周
囲での剥離の問題を解決しない、何故ならば熱可塑性樹
脂材料のシートが曲げた後冷却するとき、それはその縁
の周囲でカールする傾向を有し、従つてそれが要求され
る曲率にそこで一致しなくなることが見出された。かか
る一致性の欠如はまた積層工程中各シート間に良好な接
合を形成するのに困難を増大させる。かかるカール形成
は本来積層工程中に抑制されるはずであるが、残存応力
が熱可塑性樹脂材料中に残り、積層体の周縁で剥離を生
ぜしめる傾向を有する。たとえ熱可塑性樹脂シートを積
層することなくそれ自体で使用するとしてもかかる縁で
のカール形成は、それがシートの縁で光学的歪みを生ぜ
しめ、枠組に作ることを更に困難にするため望ましくな
い。
本発明の主目的は、この問題を軽減し、好ましい実施
態様においては無くした熱可塑性樹脂材料のシートに予
定された曲率を与える方法を提供することにある。
本発明によれば、熱可塑性樹脂シートを、要求された
曲率の成形表面積を有する曲げ型の面に対してそれを置
き、前記熱可塑性樹脂シートを加熱し、それを前記成形
表面積に一致させることによつて曲げて熱可塑性樹脂の
シートに予定の曲率を与える方法を提供し、この方法は
前記熱可塑性樹脂シートを過大に形成し、曲げ型によつ
て囲まれた要求寸法および曲率の成形表面積部分を有す
る曲げ型に対してそれを置くことによつて曲げ、前記熱
可塑性樹脂シートを加熱し、前記成形表面積部分に一致
させ、この間その過大な縁を前記曲げ型の周囲で支持さ
せ、その後熱可塑性樹脂シートをかかる一致性を保持す
るのに充分な遅い速度で冷却し、その後熱可塑性樹脂シ
ートを所定の大きさにトリミングすることを特徴として
いる。
この方法で実施することにより、熱可塑性樹脂材料が
その要求された大きさの縁の周囲でカールする傾向が減
少せしめられ、ガラスパネルとしてまたはその形で組入
れるべきシートの全範囲にわたつて要求曲率を達成する
ことが非常に容易になる。かかるカール形成はトリミン
グで落される比較的狭い縁のストリツプに限定すること
ができ、全体的に除去することさえできる。従つて熱可
塑性樹脂シートの要求される予定曲率に対する非常に高
度の一致性が促進される、従つて熱可塑性樹脂シートが
要求された形のものであることを確実にし、続く枠組み
または積層を容易にし、層剥離の生ずる傾向を大きく減
少させる。
熱可塑性シートを曲げるとき生ずることのある別の問
題がある。本発明者等は、熱可塑性樹脂材料を非常に遅
い速度で冷却させないと、冷却後熱可塑性樹脂材料中に
一定の表面波打ちが出現するようになることを見出し
た。このことは工業的規模での生産性と全く一致しない
長く延びた生産スケジユールを含む。かかる波形プロフ
イルも続く積層工程でのシート間の良好な接合を形成す
るに当つての困難を増大させる。かかる波打ちは本来積
層工程中で押圧除去できるはずである、しかし残存応力
が熱可塑性樹脂材料中に残り、特に積層体の縁の周囲で
剥離を生ぜしめる傾向がある。たとえ熱可塑性樹脂シー
トを積層せずにそれ自体独立に使用するとしてもかかる
波打ちは、それが光学的歪を生ぜしめることから望まし
くない。
この問題を更に重大なものにする要因に、かなり小さ
な熱導伝率および特に熱可塑性樹脂材料のかなり大なる
線熱膨張係数がある。
要求される冷却時間を短縮しながら、熱可塑性樹脂材
料中での高度の表面規則性を達成しまたは保持する問題
は、従つて冷却速度を制御することによつて解決すべき
であり、かくしてそれが曲げた後冷却するに従つて熱可
塑性樹脂シートの収縮における不規則性を材料内の塑性
流れによつて補償できるようにすべきである。換言すれ
ば、熱可塑性樹脂材料がより熱くかつより軟くある間は
より急速な冷却を許容できる、しかし材料が冷却し、よ
り粘稠になるに従つて冷却速度を低下させるべきであ
る。
本発明の一定の特に好ましい実施態様では、これが簡
単にその通りに行かぬことを見出したことに基づいてい
る。事実、本発明者等は反対であることを見出した。従
つて本発明の最も好ましい実施態様においては、熱可塑
性樹脂材料を、それが前記曲げ型成形表面と接触した状
態にある間に、その最高温度から、第一冷却速度で第一
時間の間冷却させ、その後第一冷却速度より大である第
二冷却速度で第二時間の間冷却させるのである。
非常に驚いたことに、冷却速度は、熱可塑性樹脂材料
が曲げ工程のため加熱された最高温度に近い間に最も厳
密な規制があり、冷却速度を最も注意して制御すべきで
あるのがかかる温度にあること、一方低温ではより大な
る冷却速度が許されること、これが許容できる短い全冷
却時間を与え、許容しうる表面規則性の熱可塑性樹脂シ
ートを生ぜしめるために許されることを本発明者等は見
出した。前述したように、このことは期待されることと
は全く逆であり、本発明者等は現時点ではその適切な理
由の説明を提供できない。
予定曲率に対し正確に熱可塑性樹脂シートを一致させ
ることの利点は、そのシートを同じ曲率を有する一つ以
上の他のシートと続いて接合して積層する場合に特に明
らかである、従つて第二の点で本発明は、少なくとも一
つの曲げたガラスシートに曲げた熱可塑性樹脂材料の少
なくとも一つのシートを接合することからなる曲げられ
た光透過性積層パネルを製造する方法を提供し、この方
法は前記シートを予定曲率に曲げ、続いてそれらを一緒
に接合することを含み、前記熱可塑性樹脂シートを前述
した如き方法で曲げ、熱可塑性樹脂シートおよび少なく
とも一つの一致するガラスシートを組立て、この組立物
を、各シートの接合を行なつて積層されたパネルにする
熱および圧力条件に曝すことを特徴とする。
有利には前記熱可塑性樹脂シートは、前記パネルに接
合後所定の大きさにトリミングする。これは熱可塑性樹
脂材料の正しい大きさおよび形状への正確な切削を容易
にする。
かかる熱可塑性樹脂シートは二つの一致するガラスシ
ート間で接合させるとよい。その場合、熱可塑性樹脂材
料中の残存応力はその両接合面にわたつて分散されるで
あろう。従つてガラス/熱可塑性樹脂接合中の任意の点
での応力集中は、熱可塑性樹脂材料をガラスシートに対
して一側のみで接合した場合の約半分になるであろう。
従つて本発明は熱可塑性樹脂材料がパネルの少なくとも
一つの主たる面にわたつて曝露されるような形の前記積
層パネルを製造する方法において特に有利である。
好ましくはかかるガラスシートおよび熱可塑性樹脂材
料シートの間に接着性熱可塑性樹脂フイルム材料を挿入
し、熱可塑性樹脂材料の各露出面と接触させて曲つたガ
ラス成形プレートと共に組立て、かく形成した組立体
を、ガラスシートおよび熱可塑性樹脂材料シートを一緒
に接合させるような熱および圧力条件を受けさせる。か
かる成形プレートの使用は接触熱可塑性樹脂材料中での
高度の表面規則性を促進させる。
かかる例においては、積層体の形に接合すべき各曲つ
たガラスシートおよび前記各曲つたガラス成形プレート
は共に組立て、一つとして要求される曲率に曲げるのが
好ましい。これは両方のまたは全てのこれらのガラスシ
ートを同じ曲率に曲げることを確実にする非常に好都合
な方法である。
使用する熱可塑性樹脂材料は押出しによりシートの形
に作るとよい。一般にかかる押出しシートはかなり劣つ
た表面品質を有し、種々の目的にとつて良好な透視度を
与えるには不充分な平滑性である。熱可塑性樹脂材料の
厚さにおける不規則性は、工業的に不満足な積層体を与
え、自動車の防風ガラスの場合の如く、良好な透視性が
重要である場合には危険でさえある。従つてシートに表
面調整処理を受けさせることによつて熱可塑性樹脂シー
ト中の表面不規則性を修正することが知られている。
本発明者等は、熱可塑性樹脂シートに一対の成形プレ
ートの間で圧力を受けさせながら、それを軟化させるた
め加熱することによつて多くの表面不規則性が修正でき
るのであるが、このときもたとえ熱可塑性樹脂材料が接
触状態にある成形プレートに接合されなくても熱可塑性
樹脂材料を非常に遅い速度で冷却させない限り、表面調
整処理の終了時に、冷却と圧力弛緩後一定の表面波形が
熱可塑性樹脂材料中に出現するようになることを見出し
た。
またこの問題は、成形プレートとプラスチツク材料の
線熱膨張係数間の不均衡が大になればなる程激しいもの
になる、従つてその不均衡にも原因があるに相違ない。
この問題を軽減させるため、前記熱可塑性樹脂シート
の表面を、一対のガラス成形プレートの間に熱可塑性樹
脂シートを挟み、このサンドウイツチを熱可塑性樹脂材
料を軟化し、要求される表面状態をもたらすような温度
および圧力条件に曝すことからなる方法で状態調整す
る、そしてこの方法において、前記成形プレートを除く
前に、熱可塑性樹脂材料をその最高温度から、第一冷却
速度で第一時間冷却させ、その後前記第一冷却速度より
大である第二冷却速度で第二時間冷却させることが特に
好ましい。
このことはまた冷却に要する時間を短縮でき、それと
同時に表面状態調整した熱可塑性樹脂シートに高度の規
則性を与える。
本発明者等はガラス成形プレートの使用を特に挙げ
た、何故ならばこれは、ガラスと多くの熱可塑性樹脂材
料の熱膨張係数の間の差がたとえどんなに大きくても、
かかる成形プレートを高度に規則的な面をもつて形成で
きることの容易性の点から見て特に有利であるからであ
る。
フロート法ガラスシートは各ガラス成形プレートの成
形面を定めることで特に好ましい。フロート法ガラス
は、それが作られる方法のために、非常に高度の表面規
則性を有し、続いての表面仕上げ処理を必要としない。
4mm〜8mm、例えば6mmの公称厚さを有するフロート法ガ
ラスの使用が特に推奨される、何故ならばこの厚さのフ
ロート法ガラスは通常最良の表面品質を有することが見
出されているからである。
本発明のこの好ましい特長を使用する例において、ガ
ラス成形プレートの間に複数の前記熱可塑性樹脂シート
を挟み込み、多層サンドウイツチを形成し、これによつ
て前記複数の熱可塑性樹脂シートを同時に状態調整する
のが好ましい。これはプラントのより効率的な使用と、
従つてより経済的な方法とを与える。
有利にはかかる表面状態調整処理は熱可塑性樹脂材料
を曲げる前に行なう。これは曲つた成形プレートの各々
が前記予定曲率に一致する複数の曲つた成形プレートを
作る必要をなくする。熱可塑性樹脂材料は平らな表面状
態調整されているとよく、これはこの方法を非常に簡略
化する。
熱可塑性樹脂シート中の波形または不均一応力が制御
された冷却によつて減少せしめられる程度は、前記第一
および第二冷却時間における冷却速度によつて決り、ま
た制御されていない冷却が開始される温度にも依存して
いることを本発明者等は見出した。従つて以下に示す本
発明の好ましい特長の一つ以上を採用することを推奨す
る: 少なくとも一つの、そして好ましくは各前記第一冷却
時間は、熱可塑性樹脂材料の温度が20℃と60℃の間で低
下されるまで続ける; 少なくとも一つの、そして好ましくは各前記第一冷却
時間は40〜90分間続ける; 少なくとも一つの、そして好ましくはそれぞれの連続
した第一および第二冷却時間は合計で90〜150分間続け
る; 少なくとも一つの、そして好ましくは各前記第二冷却
時間は少なくとも熱可塑性樹脂材料の温度が100℃に下
るまで続ける;そして 少なくとも一つの、そして好ましくは各前記第二冷却
時間は熱可塑性樹脂材料の温度が少なくとも80℃に下る
まで続ける。
同じ理由で下記二つの好ましい特長の一つまたは両者
を採用することも有利である: 少なくとも一つの、そして好ましくは各前記第一冷却
時間中、熱可塑性樹脂材料は2℃/分を越えない速度、
好ましくは1℃/分を越えない速度で冷却させる;そし
て 少なくとも一つの、そして好ましくは各前記第二冷却
時間中、熱可塑性樹脂材料は5℃/分を越えない速度、
好ましくは2.5℃/分を越えない速度で冷却される。
かかる冷却速度は普通の工業生産スケジユールと良く
適合しうることが判る。
熱可塑性樹脂材料は、前記表面状態調整処理によつて
もあるいは前記積層処理によつても、前記成形プレート
に接着を生じてはならないことは明らかである。成形プ
レートの続いての除去は、それが実際上可能ならば、か
かる接合が生じているとき、熱可塑性樹脂シートの表面
に擦傷をつくることは殆ど避けられない。ある種の熱可
塑性樹脂材料は、プライマーまたはある種の接着剤の使
用をせずに処理工程中ガラスへの接着は通常ないであろ
う。他の材料は接着を防止する工程をとらないと接着す
ることがある。確実に接着を防止するためには、従つて
各前記ガラス成形プレートに対し、接着防止層、例えば
特にアルキルがC14〜C18であるようなフルオロ−アルキ
ル−スルホネートの如きフルオロカーボン製品を担持さ
せるのが好ましい。
前述した如く、本発明の一定の具体例が軽減させるた
めに関係する幾つかの問題は熱可塑性樹脂材料の線熱膨
張係数が大となればなる程激しくなる。従つて少なくと
も一つの前記熱可塑性樹脂シートの材料が少なくとも43
×10-6/℃である線熱膨張係数、即ち通常のソーダライ
ムガラスのそれの5倍の線熱膨張係数を有する本発明の
実施態様が特に工業的に価値のあるものである。
熱可塑性樹脂シート材料がかなり大なる線熱膨張係数
を有する本発明のこれらの好ましい例の工業的価値はよ
り大なる熱収縮によるより厳しい問題の軽減にのみ常に
依存するものではない。熱可塑性樹脂材料の他の性質も
考慮に入れなければならない。
本発明の好ましい実施態様においては、少なくとも一
つの前記熱可塑性樹脂シートはポリカーボネートのシー
トである。ポリカーボネートは、それらの熱膨張係数は
別にしても、多くの目的のため、特に積層体の破壊時の
エネルギーを消散させるそれらの能力から見て積層体に
組入れるための特に望ましい性質を有する。メタクリレ
ートも目的によつて良好な性質を有し、ある種のポリビ
ニルクロライドおよびポリウレタンも同様である。
熱可塑性樹脂シート材料の他の性質も重要である。例
えば高耐擦傷性は、熱可塑性樹脂シートの取扱い中、例
えば積層体にそれを組入れる前、特に完成積層体の露出
面にわたつての耐擦傷性は産業上著しく重要である。
時にはその硬度に帰因する良好な耐擦傷性のための熱
可塑性樹脂シート材料を選択することができるが、適切
な被覆処理により、例えば一つまたは他の理由で、シー
トの完全な厚さを形成するのには適当でないこともある
合成樹脂を用いてシートの表面硬度を増大させることが
通常より好都合である。従つて本発明の好ましい実施態
様においては、そのシートの熱可塑性樹脂材料よりも硬
いか硬く硬化しうる少なくとも一つの表面被覆を担持さ
せる。
かかる好ましい実施態様においては、前記表面状態調
整中に前記表面被覆を硬化を行なうのが特に好都合であ
る。かかる硬化は別法として曲げ形成中に行なつてもよ
い。これは別の硬化処理をする必要をなくし、従つて時
間的に経済的であり、熱硬化の場合には熱エネルギーの
節約にもなる。
メラミン被覆である前記表面被覆が有利である、何故
ならこの目的のためにそのすぐれた性質を有するからで
ある。有利に使用しうる他の被覆材料にはポリシロキサ
ン樹脂および電子ビームまたは紫外線硬化性樹脂、例え
ば英国特許第2131324号に記載されているものがある。
前記曲げ型および前記曲げ周縁は別の材料で構成する
のが有利である。これは曲げ型から熱可塑性樹脂材料の
順応したシートの除去を簡略化し、曲げ型の分離可能部
分を別の材料で作ることができるようにする。
曲げ型部分を作る実際の材料に厳密な規制はない。し
かしながら要求される大きさおよび曲率の前記曲げ型成
形表面積の形は非常に重要である。好ましくは要求され
る大きさおよび曲率の前記曲げ型成形表面積はガラスの
曲がつたシートの面で構成する。他の材料からよりもガ
ラスから高品質の表面を有する要求される曲率の曲げ型
成形部分を作ることが非常に容易である。例えばポリテ
トラフルオロエチレンまたは木材から周縁曲げ型周囲面
積を規定する部分を作るのが好適である。
曲げ型成形表面の形は、熱可塑性樹脂シート材料が続
いて曲つたガラスシートに接合される場合に最も重要な
ものである。熱可塑性樹脂がそれが曲げられるべきであ
るガラスに正確に一致すべきであるとき、明らかにその
曲げ型部分も正確に一致していなければならない。これ
を確実にする最も簡単な方法は、熱可塑性樹脂シートが
続いて接合される曲つたガラスシートの面によつて要求
される大きさおよび曲率の前記曲げ型成形表面積を構成
すべきであり、従つてこの特長を有する本発明の具体例
が好ましい。この好ましい特長の採用は曲げ型成形表面
が各熱可塑性樹脂シートに対して変化することを意味す
る。これは、同じ型式の自動車に嵌合されるべきであ
り、従つて同じ大きさおよび曲率のものでなければなら
ない例えば一連の風防ガラスを製造するとき欠点になら
ない。事実自動車用風防ガラスとして使用するための曲
つたパネルの一定の生産工程において、一つのパネルか
ら次のパネルへと曲率の一定の小さな変動は許容できる
ことが見出された。しかしながら、熱可塑性樹脂シート
とそれが接合されるべきガラスシートとの間の正確な一
致性に対する要件はしばしばより厳しいものであること
が判つた、従つてこれは、熱可塑性樹脂シートが接合さ
れるべき曲つたガラスシートの曲げ型としての使用を正
当化する。勿論、生産工程において同じ公称曲率に一連
の熱可塑性樹脂シートを曲げる間、一般に曲げ型周縁を
変える必要はない。
前記熱可塑性樹脂シートは凹形曲げ型面に一致させる
のが好ましい。これは要求される表面一致性の達成を簡
略化することが判る。
トリミング後熱可塑性樹脂シートの端縁での良好な一
致を達成することが特に重要である。この目的を促進さ
せるため、要求される大きさおよび曲率の前記曲げ型成
形表面積からかかる曲げ型周囲への転移は、前記曲げ型
成形表面積の端縁よりも鋭い曲率のものであることが好
ましい。驚いたことに、熱可塑性樹脂材料が凹形曲げ型
面に一致させるときでさえもこれが最良の結果を与える
ことが見出された。
本発明はここに説明した方法で曲げられた光透過性熱
可塑性樹脂材料のシートを含み、また熱可塑性樹脂材料
の少なくとも一つのかかる曲つたシートに接合された少
なくとも一つの曲つたガラスシートからなる積層光透過
性パネルを含み、またここに説明した方法で製造された
積層光透過性パネルをも含む。
本発明は熱可塑性樹脂シート材料を曲つたガラスシー
トに一致させるのに好適な装置にもおよび、従つて熱可
塑性樹脂材料のシートに予定された曲率を与えるための
装置を提供し、かかる装置は、要求される寸法および曲
率の成形表面積および曲げ型周囲を有する曲げ型、熱可
塑性樹脂シートを加熱し、軟化してそれが前記曲げ型成
形表面に一致できるようにし、一方でシートのオバーラ
ップ端縁を前記曲げ型周囲で一部支持する装置、および
熱可塑性樹脂シートの制御された冷却が前記曲げ型成形
表面との一致性を保つことを可能にする装置を含むこと
を特徴としている。
これは熱可塑性樹脂シート材料を曲つたガラスシート
に一致させるための非常に簡単な装置である。前記曲げ
型周囲は、制御された冷却をする装置と共に、加熱およ
び冷却をするとき前記熱可塑性樹脂シートの膨張および
収縮に順応するよう熱可塑性樹脂シートの端縁部を支持
するために使用でき、それは不均一収縮によるシートの
変形に対し減少した傾向を与えるようその面積にわたつ
て熱可塑性樹脂シートをより均一に冷却することができ
る。
有利には、前記曲げ型の成形表面積はガラスの曲つた
シートの面によつて規定する。非常に平滑で高品質の表
面を有する曲つたガラス曲げ型を形成することは非常に
容易である。前記ガラスシートはフロート法ガラスのシ
ートであるのが好ましい。フロート法によつて形成した
ガラスは、特別な表面仕上処理の必要なしに、特に良好
な表面品質を有する。
前記曲げ型は凹形成形面を有するのが好ましい。一定
の曲率の凸形面に対するよりも一定の曲率の凹形面に熱
可塑性樹脂シートを一致させることが容易であることが
判る。
本発明の好ましい実施態様においては、前記曲げ型の
成形表面から前記曲げ型周囲への転移は前記第一曲げ型
部分の表面の端縁よりも鋭い曲率のものである。これは
熱可塑性樹脂材料に与えることが望まれている曲率が特
に曲げ型成形表面の端縁近くで比較的小さな曲率半径の
ものであるとき、そして熱可塑性樹脂シート材料に非展
開曲率を与えることを望む場合特に価値があることが判
る。
本発明を添付図面を参照にして実施例によつて更に詳
細に説明する。
第1図は本発明による装置の一実施例の断面図であ
り、第2図は本発明により曲つたガラスシートに熱可塑
性樹脂シートを一致させるための二つの特別な方法に対
する温度スケジユールを示すグラフであり、第3図は熱
可塑性樹脂材料のシートをガラスシートに一致させる前
の熱可塑性樹脂材料のシートを表面状態調整するための
装置の断面略図であり、第4図は曲つた積層パネルを一
緒に接合させるための装置の断面略図であり、第5図は
熱可塑性樹脂材料のシートを表面状態調整するための方
法の特別の例で使用した温度および圧力スケジユールで
ある。
第1図において、オートクレーブ1は可変電力供給源
Vに接続された屋根ヒーター2を有する。オートクレー
ブ1内には二つの部分で作られかつ複数の支持体3で担
持された曲げ装置がある。第一曲げ型部分は好ましくは
ガラス、最適にはフロート法ガラスのシートからなり、
これが要求される大きさおよび曲率の成形表面4を規定
している。曲げ型周囲5は成形表面4を規定するガラス
プレートの端縁をとりまいている。熱可塑性樹脂材料の
シート6が曲げ型成形表面4および曲げ型周囲5の表面
と一致して示してある。曲げ型成形表面4の境界は曲げ
型の作用面で曲げ型周囲5の内部周囲と実質的に隣接し
ており、その周囲5は、曲げ型成形表面4から周囲5へ
の転移がその端縁でシート4の曲率半径より小さい曲率
半径のものになるように配置されている。
実施例1 要求される予定曲率を有するガラスシートの凹形面に
ポリカーボネートのシートを一致させた。そのガラスシ
ートを第1図に示した装置中に置き、曲げ型成形表面4
を構成させ、曲げ型成形表面4とその周囲5上に平らな
過大なポリカーボネートシートを乗せた。次にヒーター
2にスイツチを入れ、成形表面4を規定するガラスシー
トおよびポリカーボネートシート6をできる限り均一に
加熱することを確実にするよう注意を払つた。そして第
2図の実線で示すように約2時間15分の間に約155℃の
温度にポリカーボネートを加熱した。その温度を約1時
間保ち、その時間の終りにポリカーボネートはガラスシ
ート成形表面4と一致するように垂れ下がつた。次いで
可変電力供給源Vからヒーター2へ供給される電力を、
ポリカーボネート材料が0.5℃/分の速度で約1時間15
分の第一冷却時間でその最高温度から冷却されるように
低下させた。次に電力保給を更に低下させ、ポリカーボ
ネートを第二冷却時間中1℃/分の速度で冷却させ、こ
れは更に1時間15分続けた。ポリカーボネートが50℃の
温度に達したとき、オートクレーブを開き、ポリカーボ
ネートを自然冷却させた。次にポリカーボネートの過大
な端縁をトリミングした。ポリカーボネートはその端縁
においてさえもガラスシート4と非常に高度の一致性を
有していることが判つた。
この実施例の改変例において、ポリカーボネートを曲
つたガラスシートの凸形面に一致させんとした。これを
行なうため、ガラスのその曲つたシートを、第二ガラス
シートと面対面接触させ、その第二シートの凹形面が第
一シートの凸形面と一致するようにしつつ、それ自体知
られている方法で曲げた。この場合、それは曲型シート
部分として第1図の装置中に置いた第二のガラスシート
であつた。この方法の後の部分は前述したとおりであつ
た。
本実施例の第二の改変例において、ポリカーボネート
をより早い加熱を受けさせ、その最高温度でより長く保
持した。この改変法は非展開曲率を達成するためおよび
/または小さい曲率半径を含むときに特に適合してお
り、これは第2図に一点鎖線で示してある。ポリカーボ
ネートの温度は約1時間で140℃に上昇し、次いで更に3
0分で155℃にまで上昇した。それをその温度で約2時間
30分保ち、次いで前述した冷却スケジユールで冷却させ
た。
第3図は、6mmのフロート法ガラスから形成した二つ
の平らなガラス成形プレート9の間に置いた熱可塑性樹
脂、例えばポリカーボネートのシート8からなるサンド
ウイツチ組立体を置いたオートクレーブ7を示してあ
る。各ガラス成形プレート9は、例えばFC129(スリー
エム社商標)の如きフルオロアルキルスルホン酸ナトリ
ウムの接着防止被覆でその両面を被覆した。
かかる接着防止被覆はスプレーまたは浸漬によつて形
成することができる。
8で示した如き複数の熱可塑性樹脂シートを、各面に
かかる接着防止被覆を担持させたガラス成形プレート9
の間に挟んで、これらのシートの同時状態調整のための
多層サンドウイツチを形成させてもよい。
弾性材料の円環体10をスリツトして、サンドウイツチ
組立体の端縁の周りに、空間12を規定するように(外
側)成形プレート9の周縁と接触させて置いたリツプ11
を規定する。この空間12は導管13を介して真空ポンプ
(図示せず)と連通してある。オートクレーブ7の内部
空間14は第二の導管15を介して別のポンプ(図示せず)
に接続してある。オートクレーブ7には図示してないが
加熱装置を設けてある。
実施例2 厚さ6mmの押し出しポリカーボネートシートを、成形
プレートとして作用するフロート法ガラスの厚さ6mmの
シートの間に組入れた。ガラスは予め接着防止剤で両面
を被覆した。サンドウイツチ組立体を第3図に示した装
置内に置き、次いで第5図に示した温度および圧力スケ
ジユールで処理した。
オートクレーブ空間14内の圧力P14(第5図の実線)
は、組立体の主面上に約1時間にわたつて約1barから約
13barへと増大させ、それをその圧力で更に3時間保つ
た。
組立体の主面上の圧力P14は、カレンダリングまたは
他の形の機械的プレスの使用によるよりも、ガスの如き
流体媒体で作用させることが重要である、何故ならばこ
れらの面に均一圧力を確実に付与し、これがひいては熱
可塑性樹脂シート材料のより均一処理をもたらすためで
ある。
導管13内の圧力P13(第5図の点線)は、ポリカーボ
ネートと成形プレートの間の空気の連行を避けるように
約10torrに減じ、その低圧で約2時間保ち、その後例え
ば導管13と15の間の連通を開くことによつて、約13bar
に上昇させた。
ポリカーボネートシート材料の温度T(第5図の一点
鎖線)を75分間で140℃と150℃の間まで上昇させ、その
温度で更に30分間保つた。次にポリカーボネート材料を
約60分続けた第一冷却時間約0.5℃/分の速度で冷却さ
せ、その後冷却速度を約1℃/分に増大させ、約75分間
続く第二冷却時間で冷却させた。その第二冷却時間の終
りに、合計約4時間を費したとき、ポリカーボネートの
温度は約50℃であり、その段階でオートクレーブ内の圧
力を大気圧に戻し、その中の組立体を自然に冷却させ
た。更に約15分後にオートクレーブを開き、ポリカーボ
ネートおよび成形プレートを取り出すことができた。
この方法の終りに、ポリカーボネートシート材料は厚
さが約5mmに減じていた、そしてその表面はそれを通し
て明瞭な透視ができる実質な平滑性であつた。
形成されたポリカーボネートシートは1981年2月4日
発行のMoniteur Belge第1165頁〜第1170頁に記載された
光学的歪試験を良く満足することができた。
本実施例の改変において、ポリカーボネート材料のシ
ート面をメラミン樹脂で予備被覆した。被覆したポリカ
ーボネートシート材料に次いで実質的に同じ表面状態調
整処理スケジユールを受けさせた、その後表面被覆はそ
の場で硬化されたことが判つた。形成された表面被覆
は、非被覆ポリカーボネートよりも硬く、より耐擦傷性
であつた。同じ表面規則性が達成された。
次に形成された表面状態調整したポリカーボネートシ
ート材料を実施例1に記載した方法で予定曲率に曲げ
た。
本実施例の方法の製品は、例えば外層として積層窓ガ
ラスパネルに組入れるのに好適であつた。
本発明による方法により積層体を接合するのに好適な
装置を第4図に示す。この装置は第3図に示した装置に
非常に類似している、そしてこの装置の各部分には第3
図における同じ参照番号を第4図にも付してある。
サンドウイツチ組立体を、曲つたガラスシート4およ
び接着性熱可塑性樹脂フイルム材料16を挟んだ熱可塑性
樹脂材料の一致したシート6から作つた。点線で熱可塑
性樹脂シート6と第二の曲つたガラスシート18の間の接
着性フイルム材料の第二シート17が示してあり、これは
その第二ガラスシートの積層体中への接合を形成させる
任意構成を示す。熱可塑性樹脂材料のシート6が完成積
層体において露出させるべきときには、接着性フイルム
のその第二層は省略する。全組立体に円環体10を嵌合さ
せ、第1図について説明した如きオートクレーブ中に置
いた。第一ガラスシート4を接着促進剤で被覆してもよ
く、そして第二ガラスシート18は、それを積層体中に接
合すべきか否か、所望によつて接着促進剤または接着防
止剤で被覆することができる。改変例においては第二ガ
ラスシート18を省略する。
本発明による方法によつて、接着性フイルム材料を挟
んだガラスシートおよび熱可塑性樹脂シートの要求され
る数を接合して積層体にすることができることは認めら
れるであろう。例えば積層体に接合するための組立体
が、接着性フイルム材料によつてのみ挟まれた四つのシ
ートからなる副組立体から構成してよく、このときその
副組立体の一面上に一枚の熱可塑性樹脂シートを接合す
るための別の接着性フイルムを設けるとよい。
実施例3 曲つた自動車用風防ガラスを作るため、接着性フイル
ム材料としてポリウレタンを挟んだポリカーボネートの
シートおよびガラスシートから副組立体を作つた。ガラ
スシートはそれぞれ厚さ6mmであり、それは任意の接着
促進プライマーで予備被覆した。ポリウレタンは厚さ2m
mの層の形で使用した。使用したポリカーボネートシー
トは前記実施例1および2のメラミン被覆製品であつ
た、そして勿論メラミン被覆はガラスの反対側(遠い
側)においた。
次に接着防止剤で被覆したガラス成形プレート18をポ
リカーボネートシートに対して組立て、全体をスリツト
円環体中に内包させ、オートクレーブ中に置き、それを
積層体の接合を行なうための温度および圧力スケジユー
ルに曝した。
第一接合処理時間中、組立体の主面に作用する圧力は
約大気圧で保ち、一方シート内空間は導管7中の圧力を
減ずることによつて低圧にしてサンドウイツチ組立体の
脱気を行なつた。次に第二時間で、円環体4の内部6は
オートクレーブの内部8の残部と連通状態に置き、その
中の圧力を増大させ、この間組立体を加熱して最終接合
させた。
この方法の終りに、積層体は緊く接合され、その表面
は実質的に規則的で、それを通して明瞭な透視を可能に
したことが判つた。形成された積層体パネルは1981年2
月4日発行、Moniteur Belge第1165頁〜1170頁に記載さ
れた光学的歪試験を満足できるものであつた。
実施例4 実施例3の改変例において、副組立体4,16,6を同時に
接着性材料の第二フイルム7(これも厚さ2mmのポリウ
レタン)および第二ガラスシート18(これも例において
はこれを接着促進剤で被覆した)に接合した。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による装置の一実施例の断面図であり、
第2図は本発明により曲つたガラスシートに熱可塑性樹
脂シートを一致させるための二つの特別な方法に対する
温度スケジユールを示すグラフであり、第3図は熱可塑
性樹脂材料のシートをガラスシートに一致させる前の熱
可塑性樹脂材料のシートを表面状態調整するための装置
の断面図であり、第4図は曲つた積層パネルを一緒に接
合させるための装置の断面略図であり、第5図は熱可塑
性樹脂材料のシートを表面状態調整するための方法の特
別の例で使用した温度および圧力スケジユールである。 1……オートクレーブ、2……ヒーター、3……支持
体、4……成形表面、5……曲げ型周囲、6……熱可塑
性樹脂材料シート、7……オートクレーブ、8……熱可
塑性樹脂材料シート、9……ガラス成形プレート、10…
…円環体、11……リツプ、12……空間、14……内部空
間、16,17……接着性熱可塑性樹脂フイルム材料、18…
…ガラスシート。

Claims (32)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】熱可塑性樹脂シートを要求される曲率の成
    形表面を有する曲げ型の面に対してそれを置き、前記熱
    可塑性樹脂シートを加熱し、それを前記成形表面に一致
    させることからなる熱可塑性樹脂材料のシートに予定の
    曲率を与える方法であって、前記熱可塑性樹脂シートを
    過大に形成し、曲げ型周囲によって包囲された要求され
    る寸法および曲率の成形表面部分を有する曲げ型に対し
    てそれを置きながら加熱することによって曲げ、前記熱
    可塑性樹脂シートを、前記曲げ型周囲によってその過大
    周縁を支持させながら加熱し、前記成形表面部分に一致
    させ、その後熱可塑性樹脂シートをかかる一致性を保持
    するのに充分な遅い速度で冷却し、その後熱可塑性樹脂
    シートを所定の大きさにトリミングすることを特徴とす
    る方法。
  2. 【請求項2】前記曲げ型成形表面と接触した状態のまま
    で、熱可塑性樹脂材料をその最高温度から第一時間第一
    冷却速度で冷却させ、その後第一冷却速度より大である
    第二冷却速度で第二時間冷却する特許請求の範囲第1項
    記載の方法。
  3. 【請求項3】ガラスの少なくとも一つの曲ったシートに
    接合した曲った熱可塑性樹脂材料の少なくとも一つのシ
    ートからなる曲った光透過性積層パネルを製造する方法
    であって、前記方法が予定曲率に前記ガラスシート及び
    前記熱可塑性シートを曲げ、続いてそれらを一緒に接合
    することを含む場合において、前記熱可塑性樹脂シート
    を過大に形成し、曲げ型周囲によって包囲された要求さ
    れた寸法および曲率の成形表面部分を有する曲げ型に対
    してそれを置きながら加熱することによって曲げ、前記
    熱可塑性樹脂シートを、前記曲げ型周囲によってその過
    大周縁を支持させながら前記成形表面部分に一致させ、
    その後熱可塑性樹脂シートをかかる一致性を保持するの
    に充分な遅い速度で冷却し、その後熱可塑性樹脂シート
    を所定の大きさにトリミングする方法によって前記熱可
    塑性樹脂シートを曲げ、その熱可塑性樹脂シートおよび
    少なくとも一つの曲ったガラスシートを組立て、その組
    立体を熱および圧力条件に供して各シートの接合を行な
    い積層パネルを製造することを特徴とする方法。
  4. 【請求項4】前記熱可塑性樹脂シートを前記パネルに接
    合後トリミングしてその大きさにする特許請求の範囲第
    3項記載の方法。
  5. 【請求項5】前記積層パネルが、パネルの少なくとも一
    つの主面上で熱可塑性樹脂材料が露出している種類のも
    のである特許請求の範囲第3項または第4項記載の方
    法。
  6. 【請求項6】ガラスシートおよび熱可塑性樹脂材料シー
    トが、接着性熱可塑性樹脂フィルムを挟み、熱可塑性樹
    脂材料の露出面と接触状態で曲ったガラス成形プレート
    と共に組立て、かく形成した組立体に、ガラスシートお
    よび熱可塑性樹脂材料シートを一緒に接合するような熱
    および圧力条件を受けさせる特許請求の範囲第5項記載
    の方法。
  7. 【請求項7】積層体に接合すべき曲ったガラスシートお
    よび曲ったガラス成形プレートを共に組立て、要求され
    る曲率にそれらを曲げる特許請求の範囲第6項記載の方
    法。
  8. 【請求項8】前記熱可塑性樹脂シートの表面を、一対の
    ガラス成形プレート間に熱可塑性樹脂シートを挟み、こ
    のサンドウィッチに熱可塑性樹脂材料を軟化し、要求さ
    れる表面状態調整をもたらすような温度および圧力条件
    を受けさせることからなる方法で状態調整することから
    なり、前記成形プレートの除去前に、熱可塑性樹脂材料
    をその最高温度から第一速度で第一時間冷却させ、その
    後前記第一冷却速度より大である第二冷却速度で第二時
    間冷却させる特許請求の範囲第3項記載の方法。
  9. 【請求項9】複数の前記熱可塑性樹脂シートをガラス成
    形プレートで挟んで多層サンドウィッチを形成し、これ
    によって前記複数の熱可塑性樹脂シートを同時に状態調
    整する特許請求の範囲第8項記載の方法。
  10. 【請求項10】かかる表面状態調整を熱可塑性樹脂材料
    が曲げられる前に行なう特許請求の範囲第8項または第
    9項記載の方法。
  11. 【請求項11】少なくとも1回のそして好ましくは各前
    記第一冷却時間中、熱可塑性樹脂材料を2℃/分を越え
    ない速度、好ましくは1℃/分を越えない速度で冷却さ
    せる特許請求の範囲第8項〜第10項の何れか一つに記載
    の方法。
  12. 【請求項12】少なくとも1回の、好ましくは各前記第
    二冷却時間中、熱可塑性樹脂材料を5℃/分を越えない
    速度、好ましくは25℃/分を越えない速度で冷却させる
    特許請求の範囲第8項〜第11項の何れか一つに記載の方
    法。
  13. 【請求項13】少なくとも1回の、好ましくは各前記第
    一冷却時間を、熱可塑性樹脂材料の温度が20℃〜60℃下
    るまで続ける特許請求の範囲第8項〜第12項の何れか一
    つに記載の方法。
  14. 【請求項14】少なくとも1回の、好ましくは各前記第
    一冷却時間を40〜90分続ける特許請求の範囲第8項〜第
    13項の何れか一つに記載の方法。
  15. 【請求項15】少なくとも1回の、好ましくは各連続第
    一および第二冷却時間の合計が90〜150分続く特許請求
    の範囲第8項〜第14項の何れか一つに記載の方法。
  16. 【請求項16】少なくとも1回の、好ましくは各前記第
    二冷却時間を、少なくとも熱可塑性樹脂材料の温度が10
    0℃に下るまで続ける特許請求の範囲第8項〜第15項の
    何れか一つに記載の方法。
  17. 【請求項17】少なくとも1回の、好ましくは各前記第
    二冷却時間を、少なくとも熱可塑性樹脂材料の温度が80
    ℃に下るまで続ける特許請求の範囲第16項記載の方法。
  18. 【請求項18】前記ガラス成形プレートの成形面が、フ
    ロート法ガラスのシートによって規定される特許請求の
    範囲第6項に記載の方法。
  19. 【請求項19】少なくとも前記熱可塑性樹脂シートがポ
    リカーボネートのシートである特許請求の範囲第3項記
    載の方法。
  20. 【請求項20】少なくとも一つの前記熱可塑性樹脂シー
    トが、そのシートの熱可塑性樹脂材料より硬くなるかま
    たは硬化しうる少なくとも一つの表面被覆を担持する特
    許請求の範囲第3項記載の方法。
  21. 【請求項21】前記表面被覆の硬化を前記表面状態調整
    中に行なう特許請求の範囲第20項記載の方法。
  22. 【請求項22】前記表面被覆がメラミン被覆である特許
    請求の範囲第20項または第21項記載の方法。
  23. 【請求項23】前記曲げ型および前記曲げ型周囲を分離
    可能素子で構成する特許請求の範囲第3項記載の方法。
  24. 【請求項24】要求される大きさおよび曲率の前記曲げ
    型表面がガラスの曲げたシートの面で構成される特許請
    求の範囲第23項記載の方法。
  25. 【請求項25】要求される大きさおよび曲率の前記曲げ
    型表面が熱可塑性樹脂シートが続いて曲げられるガラス
    の曲げたシートの面によって形成される特許請求の範囲
    第24項記載の方法。
  26. 【請求項26】前記熱可塑性樹脂シートが凹形曲げ型表
    面に一致させられる特許請求の範囲第3項記載の方法。
  27. 【請求項27】要求される大きさおよび曲率の前記曲げ
    型成形表面からかかる曲げ型周囲への転移が、前記曲げ
    型成形表面の端縁より鋭い曲率である特許請求の範囲第
    3項記載の方法。
  28. 【請求項28】要求される寸法および曲率の成形表面お
    よび曲げ型周囲を有する曲げ型、熱可塑性樹脂シートが
    前記曲げ型成形表面に一致できるよう熱可塑性樹脂シー
    トを加熱し、軟化し、一方シートのオーバーラップ端縁
    を前記曲げ型周囲で一部支持する装置、および熱可塑性
    樹脂シートを制御された冷却をして前記曲げ型成形表面
    と一致して保持するための装置を有する熱可塑性樹脂材
    料のシートに予定曲率を与える装置。
  29. 【請求項29】前記曲げ型の成形表面がガラスの曲げた
    シートの面によって規定される特許請求の範囲第28項記
    載の装置。
  30. 【請求項30】前記ガラスシートがフロート法ガラスの
    シートである特許請求の範囲第29項記載の装置。
  31. 【請求項31】前記曲げ型が凹形成形表面を有する特許
    請求の範囲第28項〜第30項の何れか一つに記載の装置。
  32. 【請求項32】前記曲げ型の表面から前記曲げ型周囲へ
    の転移が前記曲げ型の成形表面の周縁より鋭い曲率のも
    のである特許請求の範囲第28項〜第31項の何れか一つに
    記載の装置。
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