JP3634862B2 - 不均一な編布 - Google Patents

Description

本発明は、ガラスを成形するための型の表面をライニングするための不均一な、誂え生産の編布に関する。
車の新モデルのデザインにおいて、車体、特にウインドシールド及びリアウインドウの空気力学的輪郭にますます多くの注意が払われている。従って、これらウインドウは、ますます複雑な曲率のゾーン及びたとえば曲率の二次元エリアから三次元エリアへの遷移を有する曲った板の形を必要とする。誂えの切断されたガラス板の熱成形は、ガラス板が所望の曲った表面の持つ型の中で所望の曲ったウインドウ形へと変形されるべく十分に曲げやすくなる温度に平らなガラス板を加熱することにより公知の様式で行われる。
熱成形の間にウインドウ表面における不規則性を避けるために、クッションとなるライニング層で硬い金属型の表面を覆うことは、たとえばフランス特許出願第2,606,398号から知られている。繊維ガラス及び金属ワイヤ布、ならびにこの二つの組合せが、この目的のために用いられうる。
ガラス板における、より複雑な曲った表面を作る必要性の結果として、これらライナー布への要求は増大し続けている。ライナー布の部分が、型の端、強い又は三次元の曲率を有するゾーン、又は型表面の残りの部分を越えて延びる限り、それらの強度、摩耗抵抗、横断方向圧縮性、曲げ抵抗及び／又は表面における伸長性が、表面の各ゾーン、エリア又は部分に適合されなければならない。曲ったウインドウの凹面側において、ウインドウ端は、着色エナメルの層を与えられる傾向にある。型の中での熱成形プロセスにおいて、エナメル層が、それに向い合って置かれた編布端に粘着しないことが必要である。これを達成するために、これら端をライニングする編布は従って、構造的な超適合性を要求する。
本発明は、型表面をライニングするための誂えの（custom）編布を提供することにより、この問題を解決する。該布は、異る編パターンを有する所定のゾーンを含む。本明細書において「異る編パターンを有するゾーンを含む編布」という表現は、表面上の異る場所において及び／又は布の厚さ方向において、メッシュサイズ、メッシュの形、ステッチのパターン、メッシュの連結、繊維及び／又は糸の組成、又は編構造の構造及び／又は厚さにおける違いによって、構造が他の場所の構造と異るところの編構造を云う一般的概念として理解されるべきである。従って、これら構造的違いの結果として、布密度（すなわち空気透過性）又は伸長性、夫々の可撓性（一方向又は他の方向の）、及び強度もしくは摩耗抵抗、切断抵抗、横断方向（布の表面に対して垂直方向）の圧縮性、及び硬さが、近隣の又は接するゾーンと比べて局所的に異るであろう。布密度は更に、たとえば100〜200バールの圧力でのカレンダー掛けによって局所的に適合化されることができる。
これは、添付図面によって更に説明される。
図１は、編機によって作られることができるように、その表面にわたって多数の順次の編まれたセクションを有する本発明に従う編布を示す。
図２は、機械により作られた順次のセクションが異って配置されている、類似の編布を示す。
図３は、自動車のウインドシールド又はリアウインドウを成形するための誂え製の平らな編布を図式的に示す。
図４は、編みパターンが布の厚さ方向で異る（すなわち層によって異る）ところの編布の二重層セクションの横断面を示す。
図５は、横糸を有する編パターンを図式的に示す。
図１に示す編まれた片の順次のセクションの夫々は、たとえば車、特に自動車ウインドシールド又はリアウンドウのために意図されるガラス板の適当な曲げのための型の表面をライニングするための誂え製の編布１をなす。生産において、編布１は、たとえば平編機から順次のセクションとして出てくる。セクションは、１以上の別途の糸２によって互に付着されることができ、糸は容易に引き出されることができて、編布を互に離して型ライナーとして用いる。誂え製の編布１はまた、一度に（夫々離して）作ることもできる。
夫々の編布１は、型の端を越えて布１をしっかりさせるために主に働くところの外側周辺ゾーン３を含む。その編パターンはまた、好ましくは、編布が丸まる傾向（もしあれば）を小さくするように、編布の端に沿って或る程度の硬さを与える観点から選択されるであろう。一又は二以上の方向におけるこの硬さは、たとえばメッシュ密度を増す、適当なステッチ又はステッチ連結を用いる、より太い及び／又はより硬い糸を用いるなどにより得ることができる。外側周辺ゾーン３は、従って、囲まれたゾーン4,5及び６よりも硬くされるであろう。
中央の編布ゾーン4,5及び６は一緒になって、実際の型表面をライニングするすなわち覆い、従って型切断されたガラス板の成形（たとえばプレス）において一種のクッションされた接触を作るところの編布部分を構成する。型の表面の特定のゾーンにわたる曲率の程度が多かれ少なかれ著しい（たとえば二又は三次元的である）かどうかに依存して、区別されるゾーン４と５の編みパターンは互に異ることができる。型の曲った部分に向き合う編まれたエリアつまりゾーン５は好ましくは、他のゾーン４と比べて幾分厚く及び／又は空気透過性を小さく（密に）及び／又はより耐久性であるように編まれるであろう。二つのゾーン４と５の間にある密度及び／又は厚さの遷移ゾーン６はときには、編布における「うね」、ひだ、又はしわ効果を防ぐために適当である。ゾーン５において、ゾーン４とは異る（好ましくは高い）レベルの耐久性及び／又は横断方向圧縮性を選択することも望ましいことでありうる。
編布における種々の望ましい不均一性、たとえば伸長性、弾力性、摩耗抵抗、接触に対する多かれ少なかれ柔らかさ、厚さ、密度、圧縮性、硬さなどがまた、たぶん編みパターンの局所的適合のための上記手段と組合せて、各ゾーンにおける糸組成を適合させることによって導入されうる。まず我々は、編布のための糸の原料が、たとえば500℃を越す操作温度に耐えなければならないことを前提としなければならない。従って、原則として金属及びガラス繊維、ならびにセラミック及び炭素繊維が適している。
好ましくは編布１は（少くとも、最高レベルの耐久性が要求されるゾーンにおいて）、金属繊維たとえばステンレス鋼繊維を含むことが明らかである。これら鋼繊維は好ましくは、６〜30μｍの太さを有する。それらは、たとえば米国特許第2,050,289号又は第3,379,000号明細書から知られているような束引抜き法を用いて作ることができる。続いてそれらは、後の編みプロセスの観点から５〜60メートル番手（metric number）のマルチフィラメント又はステープル繊維糸（二本にされた又はされない）へと紡糸されることができる。所望ならば、たとえば特定の伝熱性要件を満す目的で、ゾーン又はエリア３〜６の一又は他に一又は他の混合糸組成を導入するために、金属繊維は他の耐熱性繊維たとえばガラス繊維と或る比で予め混合されることができる。
ゾーン３及びたぶんゾーン４を総て（比較的安価な）ガラス繊維糸で編み、そしてたとえば空気透過性の小さなゾーン５（及び６）を、通常より高価な金属繊維糸で編むことも適当でありうる。ゾーン当りの糸の組成は最終的には、編布ゾーンへの予期される局所的負荷条件（温度、圧力、摩擦など）に実験的に調節されなければならないであろう。ゾーン３及び４は専らガラス繊維から成ることができ、一方、ゾーン５及び６は、ガラス繊維と金属繊維のハイブリッド混合物を含むことができる。一層の編布が丸まるという在りうる傾向を消すために、ゾーン３及び／又は５を二重編層として作ることを考慮しうる。そのような二重編セクションは、図４の断面において見られる。その二重編片の層10と層11は、編パターン、なかんずくステッチ密度及び／又は繊維組成（たとえば一面がガラスであり、他面が金属である）の点で互に異ることができる。二つの外側層10と11は、編みの間に結合糸12によって互に結合される。当然に、編布の組成はまた、型中の圧力温度においてエナメル（ウインドウ表面に施与されているかも知れない）に粘着しないように選択されなければならない。所望なら、アラミド繊維又は他の耐温度性合成繊維も挿入されうる。たとえばヨーロッパ特許第319,959号に記載されているような切削プロセスにより得られる長い金属繊維もまた同様に用いうる。
図２は、類似の編布を示す。分離糸２を間に有するセクション１は、この場合、別な用に配置されている。編みプロセスの間に編布のパラメータがどのように変えられる必要があるかに依存して、このパターンは、図１におけるそれよりも好ましく選択されうる。
型プレスにおいて、メス型の形をライニングするために、オス型の形用とは異る編パターンを用いることが適当でありうることが明らかである。メス型の形は、型のオス部の周辺端に向い合う枠のみでありうる。
図３に従う実施態様は、オス型の端への取付のための境界エリア３を示す。たとえばCMS機440（Stoll,Reutlingen）による平編において、筒形片７をこの境界エリア中に編み込むことができる。布セクションの丸まりを防ぐために、この筒形空間中に真っ直ぐな、しかし可撓性の強化ワイヤ16（たとえば柔いステンレス鋼又は銅製の）を挿入することができる。この様式で強化された又は硬くされたこれら端リブ７はまた、たとえばフックを用いて型ボーダーに編布セクションを簡便に取付けるために用いられることができる。
中央エリア４（相対的に小さな曲率をもつ）において、ウインドウは、完全にキズのない光学的質を有さねばならない。ここで、約10μｍの繊維直径（たとえば６μｍと15μｍの間）のステンレス鋼繊維糸（たとえば316L）又はガラス繊維糸から成る編布構造物は満足である。最も薄いゾーンにおけるたとえば1.2mm（好ましくは少くとも1.0mm）の布厚さ、及び布を横切る100Paの圧力勾配において好ましくは2000〜6500リットル／時/10cm²の空気透過性は、適当であると判った。
成形の間に、ゾーン８と９はウインドウの端に面し、端はエナメルで覆われ、通常、中央ゾーン４よりも大きな負荷ストレス（圧力、摩擦、剪断力）に曝される。従って、編パターン、及び繊維と糸の組成は、これらの環境、特に耐久性のより高い基準に適合されねばならない。繊維直径は好ましくは、ゾーン４におけるよりも太いように選択されるであろう。糸及び編布の製造の間に、オイルの使用を含む潤滑工程が実施され、そしてこのオイルは編布を型と接触させる前に完全に洗浄除去されねばならない。しかし、布上のオイルの少しの残留は、避けることが困難である。この残留物はしかし、高い成形温度における炭素残渣の形成及び酸化の結果として繊維（ゾーン４内又はその周辺の）における過度のもろさを起す程に許容されるべきではない。従って、繊維組成は適合されるべきである。比較的小さい鉄対クロム及びニッケル含量の比を有するステンレス鋼繊維が好ましい。たとえば、少くとも16％のCr及び少くとも10％のNi、ときには17％さえより多いCr及び少くとも12％のNi、又はタイプ347の繊維である。Inconel（タイプ601）の金属繊維又は80％Niと20％Crの金属繊維も適している。
編布により覆われる型部分はまた、このように成形されたウインドウが編布で覆われた型部分により支持されながらテンパリングされる又は成形及び引続くテンパリングの組合せを受ける観点から、設計されることができる。
非常に耐久性の、耐摩耗性の又は耐腐食性の表面を持つ繊維を用いることができるために、たとえばプラズマスパッタリングを用いて、薄い耐摩耗性層たとえば炭化タングステン、窒化チタン、硬質クロム、アルミニウムチタネート、（AlN）_５（Al₂O₃）_９又はNIAl合金又はInconelで繊維（特にステンレス鋼繊維）を被覆することを考慮できる。
本発明に従う編布の概念は、特に、下記のヨーロッパ特許出願（EP）に記載されているような、型をライニングする又は覆うために適している誂えの編パターンを用いることを可能にする。EP 404,677において、本発明に従う概念は、金属布（16）の夫々可撓性の膜（22）及びPTFE箔（26）の組合せを、弾力性のSIGRAFLEX層で置き換えうる。EP 415,826又はEP 392,886における循環ベルト（13）において、側端は本発明に従い、強化された編パターンであることができ、一方、ベルトの中央ゾーンの表面及び／又は厚さにおいて種々のパターンを隣り合せて導入することができる。
誂えの編布パターンの使用はまた、たとえばEP 445,672、EP 351,739、EP 389,323、EP 373,992、EP 471,621、及びEP 414,232に記載されるような強くカーブした端を有するウインドウが成形されるべき場合に、有用でありうる。すると、強い曲率のゾーンに比べて、小さい曲率のゾーンにおける編パターンは通常、柔軟性が小さい。編パターンの類似の適合化が、EP 423,698、EP 448,960、EP 476,693及び米国特許第4,508,556号又は第4,260,409号明細書に記載されるような、凸状に曲った部分と凹状に曲った部分を共に持つウインドウ形において考慮されうる。布の下方表面及び上方表面における編パターンはたとえば、たぶん遷移ゾーンを間にはさんで、凸部と凹部の間で交互に起こされることができる。
ステッチパターンについては、10〜18のゲージを用いうる。編布はまた、なかんずく成形又はテンパリングの間に熱い又は冷たい空気流を吹込み又は吸引する系において、型とガラス板の間の熱伝導を適合させる目的で、適当なパターン（規則的な又はゾーンによって異る）で穴を備えられることができる。
編布はまた、だ円、四角又は他の外側輪郭を持つ平らなリングの形を有することができる。内側輪郭又は周辺は、同じであるか異る形を持つことができる。
実 施 例
５ドア自動車のリアウインドウのために、図１に描いたような、別々の表面ゾーン3,4及び５を持つ四辺形編布パターン１を用いる。ゾーン３と５において、同じ編パターンF1又はF4が用いられ、ゾーン又はパッチ４においてパターンF2又はF3が用いられる。
すべての編パターンF1〜F4において、ステンレス鋼繊維糸（たとえば17.5％Cr及び12％Niに近いタイプ316L）を用いる。繊維直径は８μｍであり、しかし少くともゾーンF1及び／又はF4のためには12μｍであることもできる。糸は、たとえば11/2のメートル番手（metric number）を有し、互に撚られた二本の索からなる。糸は、12のゲージでCMS440タイプ（Stoll社,Reutlingen）の平編機で編布へと加工される。
下記の表において、編布のためのいくつかのパラメータをまとめて示す。

図５において、CMS440/Stoll平編機で作ることができ、上記の表の布と類似の編布が図示的に示されている。二つの針ごとに糸14が編込まれている；これは1/2のステッチパターンにより示される。加えて、一つの横糸（filling yarn）15が各列中に用いられている。この横糸15は、布の一つの側上でパイルループパターンに近いものを引き受け、そして従って編布に或るクッション作用を与える。成形プロセスの間の環境に従い、布のパイルループ側をガラスプレートに向って又は型の表面に向って置くことができる。二重層編布（図４）では、横糸15は、両層の編布の列の少くとも一部中に入れられることができる。
横糸（weft yarn）もまた、編布中に編込まれうる。これは通常、編布をこの横糸方向において、これと垂直な方向におけるよりもはるかに伸びなくさせる効果を持つ。布を型の上で引張るときに布を制御された様式で伸長することにより、布密度がこの方向において規制され、一方、横糸方向においては一定のままである。
自動車のリアウインドウのために図３に従う編パターンも用いうる。ゾーン３はガラス繊維糸で編成されうる。中央ゾーン４において、編布タイプF1及び／又はF4又は二重層編構造を用いうる。なかんずく、下記パターン組合せが編成されうる。

２つの続くセクションの間の遷移における特定のパターンでの編みの困難さを避けるために、たとえば安価で加工容易な糸たとえば綿から成る編まれた遷移布ボーダー17を備えることができる。すると、連続するセクションは、この綿糸ゾーン17において布を切ることにより、互に分離されることができる。
本発明は、自動車ウインドウの曲げのために適用できるのみならず、型の中でのプレスによりガラス物品を成形する他の成形、たとえば陰極線管及びカーブした鏡の成形のためにも適用できる。

Claims (21)

1. 異る編パターンを有する所定の表面ゾーン（３〜９）を有する、ガラスを成形するための型の表面を覆うための誂えの編布（１）。
2. 異る編パターンが、編布の厚さにわたる所定のゾーンに存在する請求項１の編布。
3. 表面上の特定のゾーン（５）が隣りのゾーン（４）より厚い請求項１の編布。
4. より厚いゾーン（５）とより薄いゾーン（４）の間のボーダーゾーン（６）中に序々の厚さ遷移が存在する請求項３の編布。
5. 表面上の特定のゾーンが他のゾーンよりも、布の横断方向に圧縮性である請求項１の編布。
6. 表面上の特定のゾーンが他のゾーンよりも、伸長しうる又は弾性である請求項１の編布。
7. 外側の周辺又は輪郭ゾーン（３）が、編布表面の中央部分にわたるゾーン（4,5,6）よりも大きな硬さを有する請求項１の編布。
8. 特定のゾーンが他のゾーンよりも耐摩耗性である請求項１の編布。
9. 特定のゾーンが他のゾーンよりも空気透過性が小さい、すなわち密に編まれている請求項１の編布。
10. 繊維組成が一又は二以上のゾーンと他のゾーンとで異る請求項１の編布。
11. 糸組成が一又は二以上のゾーンと他のゾーンとで異る請求項１の編布。
12. 少くとも一つのゾーン（３〜９）が、６〜30μｍの直径の金属繊維を含む糸を含む請求項１の編布。
13. 金属がステンレス鋼のタイプである金属繊維糸から成る請求項12の編布。
14. ステンレス鋼が少くとも16％のCr及び少くとも10％のNiを含む請求項13の編布。
15. 繊維が、耐摩耗性被覆層を有する請求項13又は14の編布。
16. 横糸（15）が少くとも一つのゾーン中に編み込まれている請求項１の編布。
17. ゾーンの透過性が、布を横切る100Paの圧力勾配において2000〜6500リットル／時/10cm²である、請求項９の編布。
18. 最も薄いゾーンが少くとも1.0mmの厚さである請求項１の編布。
19. 適当なパターンで穴を備えられている請求項１の編布。
20. 金属繊維糸から作られた少くとも一つの外側層（10）を有する請求項12の積層された編布。
21. 10〜18のステッチゲージを有する請求項１の編布。

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