JP2003523850A - 中間層シートの応力緩和を行う方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 中間層シートの応力緩和のための方法がここには開示してあり、この方法は、加熱セクション（２）と、中間層シートに応力緩和および冷却を行うのに役立つエアクッション・テーブル（３）と、懸垂ループ（５）および連続深さ測定装置（６）を具体化するシート張力調整段階と、必要に応じて応力緩和したシートを状態調整する冷却段階とを包含する。ここには、また、本発明の方法に従って中間層シート応力緩和を実施するのに適した装置も開示している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、中間層シートを控えめに加熱した後、エアクッション・テーブル上
でこの加熱したシートの応力緩和を行うことによって中間層シートの応力緩和を
行う方法に関する。エアクッション・テーブル上のシートの張力は、懸垂ループ
によって調節する。この懸垂ループの重量は、連続深さ測定装置を用いて調整す
る。エアクッション・テーブルからの応力緩和済みのシートは、その後、冷却す
るが、収縮がほぼ零である。中間層シートは、通常、円筒形ロール上を移送する
が、成形加工したポリビニルブチラール・シートを有利に応力緩和するには、円
筒形ロールの代わりに円錐ロールを同等に用いることができることは了解された
い。本発明は、また、加熱セクション、エアクッション・テーブル、張力制御セ
クションおよび冷却セクションからなる装置にも関係する。張力制御セクション
は、エアクッション・テーブル上に中間層シートを平らで真っすぐに保つのに充
分な張力を提供できる中間層懸垂ループを包含する。本装置は、中間層シートの
収縮性を低減するのに有利である。

【０００２】 中間層収縮現象に伴う欠点は、長い間知られてきたが、営業的に実行できる改
善措置は、未だに利用できない。中間層応力緩和技術は、ＥＰ−Ａ−０,０６０,
７５９に記載されているように、ＰＶＢシートを目的として用いられてきた。特
に、中間層シートは、加熱時に温度差を受けやすく、シートの幅を横切って温度
勾配を生じる。その後、シートを延伸加工（２０〜４０％）し、冷却する。それ
故、シートは、一般に、使用直前まで１０℃より低い温度で保管される。ガラス
に貼付する前に、中間層シートは、切断してから応力緩和させることができる。
切断した素材は、延伸加工中に受ける温度分布によって生じるストレスに比例し
た収縮率を有する。このように製造した中間層シートの収縮性は、充分に制御す
ることができず、オーバーサイズ程度を大きくする必要がある。米国特許第ＵＳ
−Ａ−４,９５４,３０６が、加湿・加熱バッテリを通してフィルムを推し進めて
押出し張力を一様にし、次いで、応力緩和を行ってＰＶＢシートを少なくとも１
つの自由なループ（すなわち、シートがそれ自体の重量のみを受ける）に形成し
、普通の冷却段階で処理を完了するＰＶＢシート応力緩和処理を記載している。
この方法には、押出成形したＰＶＢシートの中間部、縁部との収縮差によって応
力緩和が限られた範囲でしか行われないという欠陥がある。

【０００３】 ＵＳ−Ａ−４,３２９,３１５は、加熱セクション、その後の応力緩和段階およ
び次に続く冷却セクションからなる応力緩和したＰＶＢシートの製造方法に関す
る。応力緩和段階は、多孔性コンベヤーベルトを用いて実行され、ベルトの第１
セクションが真空ボックス上を走行してシートに沿って真空を作用させ、その後
に続くセクションにおいて、小孔から吹き出す加熱空気によってシートを浮上さ
せる。この方法は、本発明の配置による１％未満の収縮率と比較して、約５％ま
での非常に限られた応力緩和しかできないという点で欠陥を有する。

【０００４】 ＵＳ−Ａ−３,６９６,１８６が、調節可能な円錐ロール（２８）に続く暗黙の
応力緩和セクションによって特徴づけられる切断成形（中間層）素材の製造方法
を公表している。こうして行った応力緩和は部分的であり、残留応力が、ガラス
への中間層の貼付時に応力緩和をさらに制御不能にする。したがって、付加的な
仕上げが必要となる。ＥＰ−Ａ−０,６８５,３１６による技術は、従来技術に比
べて操作上有利であり、この技術に従って製造したシートは収縮率が大きく低減
してはいるが、若干の最終的な仕上げがなお必要である。

【０００５】 本発明の主目的は、中間層シートの応力緩和を行って収縮率をかなり低減でき
る方法を提供することにある。本発明のさらなる目的は、中間層シートの収縮率
を低減するのに使用することができる装置を提供することにある。本発明のまた
別の目的は、実質的に収縮がゼロであることを特徴とする中間層シートの製造方
法を提供することにある。本発明のまたさらに別の目的は、素材の収縮率を減ら
すために中間層成形ラインに挿入することができる装置に関する。本発明の上記
および他の目的は、シート加熱段階と、それに続く、徐々に冷却しながら応力緩
和を行う段階とを包含する方法によって達成することができる。応力緩和は、エ
アクッション・テーブル上へ加熱済みのシートを導くと共に、懸垂ループ（その
重量は、連続深さ測定装置を用いて制御する）によって、前記テーブル上のシー
ト張力を調整することによって行われる。

【０００６】 本発明は、シートを約３０℃〜約７５℃の温度まで加熱する加熱段階を包含し
、次いで、このように加熱した中間層シートをエアクッション・テーブル（３）
上へ導いて応力緩和、冷却を行い、シートのテーブル出口（４）温度を約２０℃
〜約４５℃の範囲にし、引き続く懸垂ループ（５）の助けによってエアクッショ
ン・テーブル上のシート張力を調整し、ループの重量を連続深さ測定装置（６）
で制御し、平らで、実質的にしわがなく、気胞のないシート面を確保する、中間
層シート（１、８）の応力緩和を行う方法に関する。懸垂ループ後、シートは、
応力緩和したシート（８）の後の用途に合わせて必要となり得る温度、一般的に
は、約２５℃より低い温度までさらに冷却する。本発明は、また、応力緩和のた
めに、そして、中間層シートの収縮率を減らすために有利に使用することができ
る装置であって、順番に、加熱セクション（２）と、エアクッション・テーブル
（３）と、中間層懸垂ループ（５）およびシートの重量ならびに懸垂ループの重
量によって生じるシートの張力を調整する連続深さ測定装置（６）を包含する張
力制御セクションと、冷却セクション（７）とを包含する装置を意図している。

【０００７】 「中間層シート」、「ポリビニルブチラール・シート」および「ＰＶ３ シート」なる用語は、本出願の明細書および特許請求の範囲を通じて、 互換性を持って使用する。ＰＶＢは周知であり、中間層ポリマー材料として広く
使われている材料であるが、ＰＶＥ以外の重合体材料もまた、おそらくはＰＶＢ
との組み合わせで中間層材料として使用することができることは了解されたい。
たとえば、中間層シートは、自動車および／または建築の用途でガラス層の間に
使用する。「エアクッション・テーブル」および「応力緩和テーブル」なる用語
も、本明細書および特許請求の範囲を通じて、互換性を持って使用する。

【０００８】 本発明は、いくつかの好ましい実施例についての以下の説明からより明確に理
解して貰えよう。本発明の中間層応力緩和方法は、まず、中間層シートを、約３
０℃〜約７５℃、好ましくは、４５℃〜７０℃、より好ましくは、５２℃〜６０
℃の温度まで加熱することを必要とする。このように加熱した中間層シートは、
加熱セクションを出てからエアクッション・テーブル上へ移動し、ここで、シー
トに対する応力緩和および冷却が行われる。その上を中間層シートが移動するエ
アクッション・テーブルの頂面は、通常、７ｍｍ（ミリメートル）〜２５ｍｍ、
しばしば、好ましくは、１０ｍｍ〜１６ｍｍの範囲の厚さを有する金属プレート
によって代表される。エアクッション・テーブルの付加的な機能が中間層シート
を冷却することに関する限りでは、優れた伝熱性（中間層シートからテーブル表
面まで）を呈する金属プレートが匹敵する特性を有するアルミニウムまたは金属
および／または金属合金によって代表され得ることが確証されている。エアクッ
ション・テーブルの頂面は、毎平方メートルあたり適切な数の孔を備えていて、
テーブル表面とその上を通過する中間層シートとの間に空気の層を形成する。毎
平方メートルあたりの孔の数は、通常、１００〜３０００個の範囲にあり、好ま
しい例では、４００〜１４００個の範囲にある。孔の直径は、しばしば、１ｍｍ
〜４ｍｍの範囲にあり、好ましくは１.５ｍｍ〜２.５ｍｍである。

【０００９】 孔は、好ましくは、円錐形の流出口を備え、孔を通過している空気からの運動
エネルギを圧力に変換し、中間層シートを均一に支える。流出口は４０度〜１０
０度、最も好ましくは５０度〜７０度の角度を持つ円錐形である。

【００１０】 エアクッション・テーブルの頂面は、好ましくは、黒色に陽極処理し、その伝
熱性ならびに耐摩耗性を向上させる。エアクッション・テーブルは、そこを通過
中に、加熱セクションから来る暖かい中間層シートの温度を、ほぼ２０℃〜４５
℃の範囲の温度まで効率的に下げることのできる冷却システムを備えている。そ
のために、エアクッション・テーブルの温度は、通常、０℃〜１５℃の範囲、好
ましくは２℃〜６℃の範囲内、最も好ましくは約４℃に保たれる。冷却システム
は、孔の列間でテーブルの下面に取り付けた冷却蛇管を包含する。冷却蛇管は、
周知の冷却用液体（たとえば、グリコールまたはグリコール／水混合物）が満た
してある。

【００１１】 エアクッション・テーブルの下面全体は、先に説明したように、多数の孔を備
えるプレナムを形成するように包まれており、これらの孔を通して中間層シート
に向かって冷たい空気を吹き付け、充分に冷却された空気がプレナム内に供給さ
れ、プレナム内の圧力を２５〜２５０Ｐａ、好ましくは３０〜１５０Ｐａ、最も
好ましくは５０〜１００Ｐａの範囲内に維持する。

【００１２】 エアクッション・テーブルの出口におけるシート温度は、一般に、約２０℃〜
約４５℃、好ましくは２８℃〜４０℃の範囲にある。懸垂ループの重量は、前述
のエアクッション・テーブル上のシート張力を決定する。張力は、しわまたは気
泡の原因となる不均一な応力緩和の発生を防ぎ、したがって、中間層シートは、
応力緩和後にエアクッション・テーブルを出て、エアクッション・テーブルに入
るほどほぼ平らになる。進行中の応力緩和に伴うシートの任意の不均一な変形は
、エアクッション・テーブルの入口側で応力緩和したシートの加熱セクションに
おいて補正される。エアクッション・テーブル上の中間層シートの張力は、懸垂
ループを形成しているシートの重量およびこのように応力緩和段階での張力を決
定する深さ測定の設定値を調整することによって制御する。懸垂ループ後、中間
層シートは、さらに、補足的な冷却セクション（通常、１つまたはそれ以上の冷
却ロールからなる）によって、応力緩和したシートで必要とされる温度、通常、
２５℃より低い温度、好ましくは２０℃以下の温度まで冷却する。

【００１３】 本発明の装置が、図１に概略的に示してある。標準のポリビニルブチラール・
シート（１）を加熱セクション（２）（好ましくは、１つまたはそれ以上の連続
した加熱ロール）を通して送り、シート温度を効果的な応力緩和のために上昇さ
せる。加熱ロールはシート温度を上昇させるものとして周知であるが、輻射ある
いは対流のような均等な加熱手段も普通に使用できる。シートは、ほぼ張力なし
に、エアクッション・テーブル（３）上に移動する。エアクッション・テーブル
は、ほぼ矩形の平らなボックスからなる。このボックスの頂面は、多数の小孔（
空気ノズルと呼ぶ）を備えており、これらの小孔を通して空気を吹き出すことが
できる。空気の供給は、一般的に、平らなボックスの底を通して行われる。エア
クッション頂面における孔の形状、寸法は、関連したパラメータを考慮して、特
に、中間層シートの物理的な特性を考慮して慣例的、実験的に決定し得る。エア
クッション・テーブル上を流れ下る際、中間層シートは、平らなボックスの孔を
通して来る冷却済みの空気によって支持されると同時に冷却され、それに続く懸
垂ループ（５）の重量を考慮して、好ましくは低摩擦性の出口ロール（４）に達
したとき、充分な強度を得る。シートの張力は、懸垂ループを形成しているＰＶ
Ｂシートの重量およびこの方法の応力緩和段階における張力を決定する深さ測定
装置（６）の設定値を調整することによって制御する。この深さ測定は、超音波
距離測定装置または光学的位置測定装置のような普通の装置によって行うことが
できる。深さ測定装置の出力は、引き続く冷却セクションにおいてシートの移動
速度を制御するのに役立つ。懸垂ループ後、シートは、さらに、冷却セクション
（７）（好ましくは、１つまたはそれ以上の冷却ロール）において冷却され、そ
の結果、そこを出た応力緩和済みの中間層シート（８）の収縮率は、たとえば次
の生産段階にとって望ましい温度でほぼ零となる。

【００１４】 図２は、空気ノズル（１２）にほぼ均一な空気供給圧力を与え、移動している
シートのための支持用空気を与えることができる給気ボックス（１１）を好まし
くは備えるエアクッション・テーブル（３）の斜視図である。空気ボックス、す
なわち、エアクッション・テーブルの頂面には空気ノズルが設けてある。ノズル
の間隔および形状は、慣例的および／または実験的に決定し得る。実際的な例と
して、エアクッション・テーブルは、１〜４メートルの長さを有し、付加的な慣
例動作、シート関連の変数を考慮して充分な応力緩和時間を与えることができる
。エアクッションの幅は、好ましくは、応力緩和しようとしているシートの幅よ
り僅かに大きくなければならない。エアクッション・テーブルは、一例として、
毎平方メートルあたり約６００個のノズルを有する。

【００１５】 図３は、脱気チャネル（１３）を備えた好しいエアクッション・テーブル頂面
の横断面である。空気ノズルの直径は、その上にある中間層シートを浮上させる
に充分な空気流量を与えるように選ぶ。好ましい例では、空気ノズルの直径は２
〜３ｍｍである。好ましい例では、空気ノズル流出口（１５）は６０〜９０度の
角度範囲にある円錐形である。円錐形の流出口の１つの目的は、空気を均一なク
ッションに分布させることにある。

【００１６】 脱気チャネルは、支持用空気の均一な排出を促し、エアクッション・テーブル
上の応力緩和したシートの平坦化を促進することができる。脱気チャネルの寸法
は、慣例的に選択し、最適化することができる。一例において、脱気チャネル入
口（１６）の幅は３〜１０ｍｍ、より好ましくは４〜５ｍｍの範囲にあり得る。
エアクッション・テーブルは、冷却手段、たとえば冷却チューブ（１４）を備え
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明技術に従った装置配列の立面図である。

【図２】 本発明技術に従ったエアクッション・テーブルの斜視図である。

【図３】 特に脱気チャネルを示す、図２のエアクッション・テーブル頂面の横断面図で
ある。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１３年１２月１１日（２００１．１２．１１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ， ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，Ｋ Ｇ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ， ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ， ＺＡ，ＺＷ

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）約３０℃から約７５℃の温度まで中間層シート（１）
   を加熱する段階と、（ｂ）エアクッション・テーブル（３）上に段階（ａ）から
   の中間層シートを導き、応力緩和および冷却を行い、シートの出口温度を２０℃
   から４５℃の範囲にする段階と、（ｃ）連続深さ測定装置（６）の助けの下に懸
   垂ループ（５）の重量を変えることによってエアクッション・テーブル上の中間
   層シートの張力を調整する段階と、（ｄ）段階（ｃ）からの応力緩和済みの中間
   層シート（８）を、このシートの後の用途を考慮して必要とされ得る温度、通常
   ２５℃より低い温度まで冷却する段階とを包含する、中間層シートの応力緩和を
   行う方法。
2. 【請求項２】 請求項１の方法において、段階（ａ）で、中間層シートを４
   ５℃〜７０℃の範囲の温度まで加熱することを特徴とする方法。
3. 【請求項３】 請求項２の方法において、段階（ｂ）で、シートの出口温度
   が２８℃〜４０℃の範囲にあることを特徴とする方法。
4. 【請求項４】 請求項３の方法において、段階（ｃ）からの応力緩和済みの
   シートを、段階（ｄ）で２０℃以下の温度まで冷却することを特徴とする方法。
5. 【請求項５】 順番に、（ａ）加熱セクション（２）、（ｂ）エアクッショ
   ン・テーブル（３）、（ｃ）エアクッション・テーブル上で中間層シートを平ら
   な真っすぐな状態に保つに充分な張力を与えることのできる中間層懸垂ループ（
   ５）および懸垂ループの重量を調整する連続深さ測定装置（６）を包含する張力
   制御セクションと、（ｄ）冷却セクション（７）とを包含する、特に中間層シー
   ト（１）の収縮特性を低減するのに適する装置。
6. 【請求項６】 請求項５の装置において、加熱セクションが１つまたはそれ
   以上の加熱ロールからなることを特徴とする装置。
7. 【請求項７】 請求項５の装置において、エアクッション・テーブルの表面
   が４０℃以下の温度に冷却されていることを特徴とする装置。
8. 【請求項８】 請求項５の装置において、エアクッション・テーブル上に中
   間層シートを浮遊させるのに用いる空気が４０℃以下の温度を有することを特徴
   とする装置。
9. 【請求項９】 請求項５の装置において、冷却セクションが、本質的に、１
   つまたはそれ以上の冷却ロールからなることを特徴とする装置。
10. 【請求項１０】 請求項５〜９のいずれかの装置において、ロールが円錐ロ
    ールであることを特徴とする装置。
11. 【請求項１１】 請求項５の装置において、エアクッション・テーブルが、
    空気供給ボックス（１１）と、テーブルの毎平方メートルあたり約１００〜約３
    ０００個の円錐形の孔（空気ノズル）（１２）を有することを特徴とする装置。
12. 【請求項１２】 請求項５または１１の装置において、エアクッション・テ
    ーブル頂面が、脱気チャネル（１３）を備えており、この脱気チャネルの入口（
    １６）の幅が３〜１０ミリメートル（ｍｍ）の範囲にあることを特徴とする装置
    。
13. 【請求項１３】 請求項１１または１２の装置において、孔（空気ノズル）
    が１〜４ｍｍの範囲の直径を有することを特徴とする装置。