JPH0541417B2 - - Google Patents

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JPH0541417B2
JPH0541417B2 JP2291684A JP29168490A JPH0541417B2 JP H0541417 B2 JPH0541417 B2 JP H0541417B2 JP 2291684 A JP2291684 A JP 2291684A JP 29168490 A JP29168490 A JP 29168490A JP H0541417 B2 JPH0541417 B2 JP H0541417B2
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JP
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probe
extrusion
orifice
shaped
wedge
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Ansonii Esuhojito Robaato
Furanshisu Uareg Furederitsuku
Chaaruzu Hogurando Jon
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Original Assignee
Monsanto Co
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱可塑性樹脂物質の押出成形シートを
製造するための装置において用いる押出プローブ
に関する。
押出成形法による透明熱可塑性シートの製造は
その一般的な点については非常によく知られてお
り、そして注意深く制御された量の染料または顔
料を加えてシートに任意の所望の色調を付与する
こともまた知られている。しかしながらその中に
色の勾配バンドを有する透明シートの製造は若干
より困難である。そのような色バンドを有するプ
ラスチツクシートが要求される一つの特定的用途
は自動車用風防積層ガラスのための中間層の製造
においてである。そのような防風ガラスは通常ガ
ラスシート間にサンドイツチされた可塑化ポリビ
ニルブチラール（PVB）の層を包含している。
自動車において広く採用されるのは上部領域が濃
度勾配バンドを有していてその結果風防ガラスの
その部分を通しそして運転者およびフロントシー
ト搭乗者を照らす太陽光の強度を減少させる風防
ガラスである。この着色濃度勾配バンドは風防ガ
ラスの残り部分の主色調に徐々に色が消失してい
く。
本発明は濃度勾配着色バンドを有するプラスチ
ツクシートを製造する手段を与えるものであり、
そしてその使用は厳密には限定されていないけれ
ども、その主なる有用性は自動車風防ガラス用の
PVB中間層における濃度勾配着色バンドの製造
にある。
熱可塑性シート物質上の着色バンドは適当に制
御された条件下にシート表面にインク物質を適用
することにより得られる。使用されている技術と
しては広範囲の装置を使用する印刷、浸漬および
スプレーがあげられる。そのような方法はすべて
一つの欠点を共有している。すなわち、シートが
ロールに巻き取られる前にインクを乾燥させる
か、或いはロール状に巻いたシートの互いに接触
する面がインクで汚染されるのを防ぐための処理
を施さなくてはならないことである。
これら問題の克服のためにいくつかの技術が考
案されており、そしてこれらは典型的には着色プ
ラスチツクを透明プラスチツクと一緒に共押出成
形することを包含している。例えば米国特許第
3354025号明細書は、透明なプラスチツク内に顔
料添加プラスチツクのウエツジを有していてその
結果シート内部に濃度勾配着色バンドが生成され
ているプラスチツクシートを開示している。透明
プラスチツク内部に着色プラスチツクバンドを押
出成形させる方法および装置はまた米国特許第
3405425号明細書に記載されている。米国特許第
3715420号および同第3799718号各明細書は関連す
る共押出成形の概念を記載している。
しかしながらそのような共押出成形技術は特に
自動車風防ガラス用中間層における使用に対して
所望されているような濃度勾配着色バンドが目的
の場合には実際上非常に制御困難であることが見
出されている。品質が極めて均一でありかつその
光学濃度のカツトオフ部分に向つての徐々な減少
以外には色変動がないということはそのような中
間層に対する特性的要求項目である。更に、カツ
トオフ（cut−off）の位置はシート横方向に正し
く同一でなくてはならない。すなわち重合体溶融
物の押出成形装置を通しての流れにおける変動は
除外されなくてはならない。これは膨大なる制御
問題を生ぜしめる。
そのような困難さを実質的に減少させて、比較
的容易に制御され、均一な濃度勾配の生成物を与
えることができ、そしてわずかに異つたプラスチ
ツク溶融流れの組合せの結果としての内部応力を
生ぜしめない方法がここに考案された。本発明は
その方法に用いるプローブを提供するものであ
る。
第１図は本発明のプローブの正面図である。
第２図はプローブ（破線）を定位置において示
した上記方法に有用なシート押出成形ダイの簡略
図である。
第３図は上記方法に使用されそしてマニホール
ド中のプローブの好ましい位置を説明するシート
押出成形ダイの断面図である。
第４図は第３図に示したと同様であるがただし
プローブが適当でない位置に位置されている操作
中のシート押出成形ダイの端面図である。
第５〜７図は上記方法に有用な種類のシート押
出成形ダイをシミユレートした透明な装置を通し
ての着色液体の流れの写真からとつた図である。
本発明のプローブは濃度勾配着色バンドを包含
する熱可塑性重合体の透明シートの押出成形法に
用いられる。添付図面に示されている装置を参照
して述べるに、この方法は、下記すなわち (a) 押出成形通路７およびスリツトダイオリフイ
ス９を経て重合体溶融物を押出すようになつて
いるマニホールド６を有するシート押出成形ダ
イを設けること、 (b) マニホールド内に偏心的にそして押出成形通
路の近傍に、プローブの軸がスリツトダイオリ
フイスに平行になるように概略魚雷形のプロー
ブを位置せしめ、押出成形通路に近いプローブ
表面に、プローブ軸に平行に押出成形通路の幅
の半分以下だけ延びるウエツジ形状の押出オリ
フイスを与えるとともに、熱可塑性重合体をマ
ニホールド中に供給しそして押出成形通路およ
びスリツトダイオリフイスを通して押出した場
合に、プローブのウエツジ形状押出オリフイス
が重合体の流れの流線が実質的に平行にそして
押出成形の方向となるような位置にくるように
プローブを位置せしめること、 (c) 溶融熱可塑性重合体の主流れをマニホールド
に、そして実質的に同一の温度および粘度の同
一重合体の着色二次流れをプローブに供給する
こと、 (d) 両方の流れを同時に、幅が一定な着色重合体
層１０が押出マニホールドに供給される溶融重
合体の主流れ中に完全に封入されるように、押
出すこと、そして (e) スリツトダイオリフイスを通して合した流れ
を押出成形させて濃度勾配着色バジドを有する
シートを生成させること を包含している。
上記方法の実施のための装置の好ましい具体例
をここに添付する図面を参照して更に記載するが
これらは説明の目的のためのものであり、そして
本発明の範囲の本質的限度を意味するものではな
い。
第１図に示されている装置は、概略魚雷（トー
ピード）の形状を有するプローブ１であり、その
側面にプローブ本体の長軸に平行なオリフイスの
長軸をもつくさび形の押出オリフイス２を有す
る。オリフイス構造はその幅の約75％にわたつて
一定厚さでありそして次いでその幅の残りの25％
にわたつてテーパーづけされている。オリフイス
はその最も厚い端がプローブの導入端３の近傍に
配向されておりそしてオリフイスは全プローブ長
さの約40％だけ延びている。プローブはなお一般
に魚雷の形をしているけれども、押出オリフイス
を包含する表面部分にはウイング伸長部４が設け
られている。その結果、プローブは頂部すなわち
ウイングの先端にオリフイスを有する洋なし形断
面を有している。ウイング伸長部は、テーパー端
の近くでプローブから軸方向に突出する１対の脚
８までに少し足りないところで終つている。これ
らはマニホールドの内側表面上に留まるように設
計されておりこのプローブを定位置に保持するの
を助ける。
第２図には、破線で、押出成形通路７に接続し
そしてスリツトダイオリフイス９で終つているマ
ニホールド６に接続している供給パイプ５を包含
する簡単化されたＴ字形バー押出成形装置中のプ
ローブの位置が示されている。
プローブはマニホールド中で脚８の上に支持さ
れており、その際ウエツジ（くさび）形状押出オ
リフイスは押出成形通路への入口と軸合せされて
いる。プローブはまた供給パイプ５から最も遠く
離れたマニホールド部分中に位置されている。
第２図の線３−３′に沿つての断面である第３
図はマニホールド中のプローブの好ましい位置を
示している。
しかしながら第４図はマニホールド中でプロー
ブを更に後方に移動させた構造を示しており、こ
れは押出成形方法に対して横方向にいくらかの流
れが生ずるので好ましくない。
プローブはウエツジ形状押出オリフイスの傍を
主重合体流れが通過する際の流れ線が実質的に平
行でありかつ押出方向に向くという意図に合致す
るかぎり任意の構造を有しうる。このプローブの
臨界的部分はウエツジ形状押出オリフイスを包含
している部分である。その理由はその点における
非平行流れ線が着色押出成形バンドの形状をゆが
める傾向があるからである。従つて、その点にお
いてチヨークを生成させることがない限り押出成
形通路にオリフイスをできるだけ接近させるよう
にプローブを形成することが望ましい。プローブ
の軸長さの主部分に沿つてそしてウイング伸長部
の端または先端にオリフイスを位置させて押出の
方向に延びているウイング伸長部の形の突起を包
含しているプローブ構造が特に好ましい。そのよ
うな構造を使用する場合主流を有意に阻害するこ
となく突起を押出成形通路に非常に接近させう
る。
プローブ中の押出オリフイスはウエツジ形状で
あるがしかしこのことはオリフイスが必ずしも三
角形構造を有していることを意図するものではな
い。事実、好ましい構造においてはオリフイスの
厚さはその一端でテーパー形成するまではその幅
のほとんどにわたつて大体一定である。テーパー
は直線様式でありうる。しかしながらより頻繁に
はこのテーパーは最終シート中の濃度勾配バンド
を観察した際に色の徐々な消失を与えるようなす
なわちより美的快感を与える形状である。
このオリフイスは一般にプローブの長さより短
い幅を有している。往々にしてオリフイスはマニ
ホールド中のプローブ全長の30〜50％に延びてお
りそして押出成形シートの幅の半分以下、そして
好ましくはその幅の５〜30％である色バンドを生
成する。
プローブは、プローブ中のウエツジ形状押出オ
リフイスの傍を主流が通る際にその主流の流れ線
が実質的に平行でそして押出の方向となるような
マニホールド中の点に位置せしめられる。主流が
供給パイプを通して押出成形通路によりスリツト
ダイオリフイスに接続されたマニホールド中に供
給される場合、最初は重合体が拡がつてマニホー
ルドを満たすので、流れ線は供給パイプから発散
する方向となる。しかしながら通常のスリツトダ
イ押出成形装置は押出成形されるべき重合体が押
出成形通路を流れる際にそれがその全幅にわたつ
て実質的に同一の速度で流れて、すなわち押出成
形通路中の重合体の流れ線が実質的に平行でかつ
押出方向のものとなるように設計されている。次
いで平行流れは押出通路本体の入口近くに達し、
そして前述のようにこれはプローブオリフイスの
好ましい位置である。
しかしながら明らかにプローブの位置は一部は
プローブと押出成形通路との相対的寸法により決
定される。生成されるシートはマニホールド中に
供給される主流内に封入されたプローブを通して
押出された着色二次流れを包含せねばならないの
であるから、プローブのまわりの流れは切断（カ
トオフ）されてはならない。同時に、プローブ
は、着色重合体がプローブを出ていく点におい
て、それがマニホールド内を充填すべくまだ拡が
りつつある（従つてその流れ線が押出方向になつ
ていない）主流に出会う程に充分にマニホールド
中の中で後方に置かれていてはならない。これの
生じた場合には流れはゆがめられ、そしてその結
果は着色バンドが狭くなりそして得られる濃度勾
配が歪むということである。押出成形シート中の
着色バンドがプローブ中のウエツジ形状押出オリ
フイスと実質的に同一幅であるということは本発
明の本質であり、そしてこれは重合体流れが相互
に接触する点で主流の流れ線が実質的に平行であ
りかつ押出方向にある場合にのみ達成できる。
プローブは重合体がマニホールドに入る点から
離れた点でマニホールド中に挿入されるのが好ま
しい。通路のＴ字型バーダイの場合には、単一プ
ローブをＴ字型バーのどちらかの端に挿入するこ
とができ、そして「フイツシユテイル」または
「コートハンガー」ダイ構造に対して同様の位置
が適当である。あるいはまた、そのようなダイ中
で２個のプローブを使用することができ、マニホ
ールドの各端に１個が挿入される。端部供給ダイ
においては、単一プローブを重合体を供給するの
とは反対側の端に位置させることができる。
重合体の拡がりを助けるために、押出成形通路
に中央チヨーク装置が設けられている場合には、
変形を避けるためにプローブからの着色重合体の
二次流れをこの装置の一方側に送ることが望まし
い。
実際には、プローブは押出成形通路の幅の75％
まで、または好ましくは25％まで延びたものであ
りうる。好ましい構造はウエツジ形状押出オリフ
イスの最も細い点をプローブの先端近傍に配置し
ているので、これは結果として上からみた場合に
シートの端部近くにその最大濃度を有しそしてシ
ート中央に向つて褪色している色バンドを有する
ような重合体シートを与える。そのようなシート
は自動車用風防ガラス中間層の製造に対して理想
的構造になつている。
プローブを通して押出される着色溶融物の温度
および粘度はマニホールドに供給される主流のそ
れと実質的に同一である。しかしながらこの表現
は10％までのこれら２個の流れ間の温度および粘
度変動を包含するものであることを理解された
い。何故ならばそのような変動から有意の悪影響
は生じないからである。
しかしながら第１の接触点における２個の流れ
の速度は所望により有意に異つたものでありう
る。着色二次溶融物流れがより迅速な速度で押出
される場合には、それらの速度がマツチされた場
合よりも一層厚いバンドが得られることが見出さ
れる。より厚いバンドは往々にして有利である。
その理由はそれが、より低い色濃度の溶融物を使
用して最終シート中に同一色濃度を達成するのを
可能ならしめるからである。従つて、本発明の好
ましい特性は、主重合体溶融物が着色溶融物に最
初に接触する点において、着色二次溶融流れを主
重合体溶融流れの速度の12倍まで、好ましくは５
〜10倍の速度で押出すことにある。
得られる濃度勾配バンドはその最も厚い点にお
いては、シートの全厚さの15〜95％、そして好ま
しくはその厚さの60〜90％を表わしうる。
プローブを通して押出される重合体は染料また
は顔料を添加して所望の色を生成させることがで
きる。顔料はすべての時点において充分に分散さ
せて最良の結果が得られるようにすべきである。
染料または顔料のどちらを使用するかは主として
便宜上の問題であり、これは本発明の基本的概念
には重要なことではない。
マニホールド中に供給される主流もまた着色さ
れたものでありうるが、しかし主流と着色第二流
れとが共に同一濃度に着色されている場合には本
発明の重要な目的が達成されない。従つて主流は
透明であるかまたはプローブに供給されるものよ
り実質的により低い色濃度のものであることが好
ましい。
シートの製造のために使用される重合体はダイ
を通して押出されうる任意の熱可塑性重合体であ
りうる。そのような重合体としてはポリアクリ
ル、ポリスチレン、ポリビニルエステルまたはハ
ライド、ポリエステル、ポリウレタンおよびポリ
ビニルアセタールがあげられる。濃度勾配着色風
防ガラス中間層の製造のためのこの方法の有用性
の観点から好ましい重合体は積層安全ガラスに一
般に使用されたタイプの可塑化ポリビニルブチラ
ールである。
プローブの位置の臨界性は透明ダイおよびその
レオロジー性質を調整して本発明方法が使用する
実際の重合体溶融物のそれにマツチさせた液体を
使用して説明することができる。
透明ダイは第２図および第３図のものと非常に
似た構造で構成された。プローブは種々の位置に
移動され、そして各々の場合にそれを通して着色
液体が給送され、その結果その流れがマニホール
ドに供給されそしてスリツトダイオリフイス９を
通して押出される同一液体の透明な流れ中に封入
されることになる。第５ないし７図はプローブの
位置を押出成形通路への入口に対して移動させた
場合の着色流れ１０のパターンの変化の写真から
とつた図である。第５図は第２図の構造に相当す
る流れパターンを示す。第７図は第４図を使用す
る場合に生ずるものを示し、そして第６図は中間
的位置およびそれから結果として生ずるよじれを
示す。非常に後方にプローブを位置させること
は、そのシートを自動車用中間層として使用する
場合に要求されるような徐々の褪色特性を保持し
ない歪んだ濃度勾配を与える結果となる。
下記の例は一方の端縁に沿つて濃度勾配バンド
を封入せしめたポリビニルブチラールシートを製
造するための操作例を説明している。
端部供給マニホールドを使用した以外は実質的
には第１〜３図に関して記載されている押出成形
装置が使用された。プローブはマニホールド中で
約50cm延在していた。そして押出成形通路の全長
（押出方向に垂直）は約76cmであつた。プローブ
中の押出しオリフイスは長さ16.5cmであつた。
透明ポリビニルブチラール溶融物を供給パイプ
を通して、204℃の温度でそして押出成形機を通
して136Kg／時の流速でマニホールドに供給した。
着色ポリビニルブチラールを193℃の温度でそ
してプローブを通して18Kg／時の流速でプローブ
に供給した。
シートに沿つて優れた均一性外観を有しそして
プローブ中の押出成形オリフイスの幅に非常に近
似した幅を有する封入濃度勾配バンドのシートが
得られた。
本発明の本質的態様から逸脱することなしに本
明細書に記載されている装置中に多くの変形をな
しうることは理解されよう。すべてのそのような
変形は本発明の範囲内に包含されることが意図さ
れている。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のプローブの正面図である。第
２図はプローブ（破線）を定位置において示した
シート押出成形タイの簡略図である。第３図はマ
ニホールド中のプローブの好ましい位置を説明す
るシート押出成形タイプの断面図である。第４図
は第３図に示したと同様であるがただしプローブ
が適当でない位置に位置されている操作中のシー
ト押出成形ダイの断面図である。そして第５〜７
図は本発明のプローブを用いたシート押出成形ダ
イをシミユレートした透明な装置を通しての着色
液体の流れの写真からとつた図面である。 １……プローブ、２……ウエツジ形状押出オリ
フイス、３……導入端、４……ウイング伸長部、
５……供給パイプ、６……マニホールド、７……
押出成形通路、８……脚、９……スリツトダイオ
リフイス、１０……着色重合体層。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 全体形状が実質的に魚雷形をなし、すなわち
    本体がほぼ円柱状に伸び、その一端に近い部分が
    徐々に絞られて丸い先端を形成した押出プローブ
    であつて、 中心部に押出通路、側面壁に押出通路と通じ
    ている細長く延びた押出オリフイス、該先端と
    は反対の端に押出通路入口を有し、該押出オリ
    フイスは該押出通路入口の近傍からプローブの
    長手方向軸に平行にプローブ全長の約30乃至50
    ％の長さに延びており、 該押出オリフイスはくさび形をなし、すなわ
    ち該押出通路入口の近傍から始まるオリフイス
    長さの大部分にわたつては一定巾で実質的に矩
    形状をなし、オリフイス長さの残りの部分にお
    いては徐々に巾が縮小して最終的に消滅する形
    状をなしているプローブ。 ２ プローブ本体から外に向かつて突出し、徐々
    に薄くなつてエツジを形成する短いウイング伸長
    部を有し、該くさび形の押出オリフイスが該エツ
    ジに形成され、該ウイング伸長部が該くさび形オ
    リフイス及びプローブ本体内の該押出通路と通じ
    ている特許請求の範囲第１項記載のプローブ。 ３ 該押出オリフイスの一定巾で実質的に矩形状
    をなす部分が、押出オリフイスの長さの約75％を
    占める特許請求の範囲第２項記載のプローブ。 ４ 該くさび形の押出オリフイスがプローブ全長
    の約40％にわたつて延びる特許請求の範囲第３項
    記載のプローブ。
JP2291684A 1980-11-17 1990-10-29 熱可塑性樹脂シート押出装置用押出プローブ Granted JPH03205122A (ja)

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