JPH03205122A - 熱可塑性樹脂シート押出装置用押出プローブ - Google Patents

熱可塑性樹脂シート押出装置用押出プローブ

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JPH03205122A
JPH03205122A JP2291684A JP29168490A JPH03205122A JP H03205122 A JPH03205122 A JP H03205122A JP 2291684 A JP2291684 A JP 2291684A JP 29168490 A JP29168490 A JP 29168490A JP H03205122 A JPH03205122 A JP H03205122A
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orifice
manifold
sheet
colored
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ロバート・アンソニイ・エスポジト
Jr Frederick F Valego
フレデリツク・フランシス・ヴアレゴ・ジユニア
John C Hoagland
ジヨン・チヤールズ・ホウグランド
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱可塑性柚脂物質の押出成形シートの製造法ふ
・よびそのような製品を製造するための装置に関する。
押出成形法による透明熱可塑性シートの製造は一般的意
味に》いては非常によく知られてふ・シ、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１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込明シ一トの
製造は若干よシ困難である。そのような色バンドを有す
るプラスチックシ一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かいて
である。そのような風防ガラスは通常ガラスシ一ト間に
サンドインチされた可塑化ホリビニルプチラール（ＰＶ
Ｂ）の層を包含している。自動車にかいて広く採用され
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金通しそして運転者シよびフロン
トシ一ト塔乗者金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
残シ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ックシ一
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中間層に卦ける濃度勾
配着色／Ｚンドの！．！造にある。
淋可塑性シート物質上の着色・Ｚンドは適当に制飢され
た条件下にシート表面にインク物質金謹用することによ
り侍られるｅ便用されている技術としては広範ｋの装置
を使用する印桐、浸６ｔｔ，−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金共有している
。シート金ロールに巻き上げうる前にインク金乾戻させ
るか、昔たはロールの阪接層上にインクが「ストライ，
クオフ（Ｓｔｒｉｋｅ−ｏｆｆ）Ｊすることのないよう
にその他の方法で処理しておかなくてはならない。
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
釦り、そしてこれらは典型的には着色プラスチックを透
明プラスチックと一緒に共押出或形することを包含して
いる。例えば米国特許第３，　３　５　４，　０　２　
５号明細書は、透明なプラスチック内に顔料添加プラス
チックのウエノジ金有していてその結果シート内部に濃
度勾訳着色バント゛が生或されているプラスチックシ一
トヲ訃示している。透明プラスチック内剖に清色プラス
チック／Ｚンド全押出成形させる方法公よび装置は１た
米国特許第５，　４　０　５，　４　２　５号明絽書に
記載されている。米国特許第３，７　１　５，４　２　
０号ち・よび同ｚ３，ｙＢ；ｙ１ｓ号各明細曹は関連す
る共押出威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釦ける使用Ｋ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ソトオフ部分に向って
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注的要求項目である。更に、カッ
トオフ（ｃｕｔ−ｏｆｆ）の位＃はシ一ト横方向に正し
く同一でなくてはならない。
“Ｔなわち重合体溶融物の押出成形装＃金通しての滝Ｔ
′Ｌにふ・ける変動は除外されなくてはならない。こｇ
は膨大なる制御問題を生ぜしめる。
そのような困麹さを実質的に減少させて、比較的容易に
勧糺され、均一なｍ度勾配の生成物全与えろことができ
、そしてわずかに異ったプラスチック溶融流れの組合せ
の結果としての内剖応力金生ぜしめない方法を与えるプ
ロセスがここに考案さｎた０ 第１図は本発明の方法に有用なブロー《の正面図である
。
第２図はプローイ（破線）を定位置に卦いて示した本発
明の方法に有用なシ一ト押出成形ダイの簡略図である。
第３図は本発明の方法に使用されそして多岐管中のプロ
ーイの好１しい位直を説明丁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ブロー〈
を適当でない位置に位貫されている操作中のシ一ト押出
成形ダイの端面図である。
第５〜７図は本発明の方法に有用な種類のシート押出成
形ダイ金シでユｌ／　−　トＬた逗明な装置を通しての
着色液体の流れの写真力・らとった図である。
本発明はその中に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を構成している。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 ？ａｔ　　スリットダイオリフィス９および押出ｇ）通
路７を経て前記オリフィスに重合体溶融物｛供給するよ
うになっている多岐管（マニホーｙｈ”　）　６　’ｆ
ｃ有するシ一ト押出成形ダイを設けること、 （ｂｉ　　多岐Ｖ同に偏心的にそして押出通路に４４？
して、７°Ｏ−■の転をスリノトダイオリフイヌに平行
に簑いて位渡さｎ，そして押出通路に餉接する表面中に
、プローＫ鞄に平行に押出逍路の幅の半分坦下だけ．処
びセして熱可塑性重合停を多岐管中に供紛しそしてスリ
ットグイを通して押出通路を通して押出された場合プロ
ー〈中のりエッジ形状オリフイスをそれが通る際に重台
伜の流れの流緑刀４実質的に平行にそして押出或形の方
向となるような位置に位置さ′ｎだウエソジ形状押出オ
リフイス２を有している、一転に魚雷形のプロー《１を
設けること、 （Ｃ）　　浴Ｍ熟可塑性重合体の主流ｆ′Ｌを多岐管に
、そして実質酌に同一の温度および粘度の同一重合体の
着色二次流ｎｆプロー《に供給すること、ａ）　両方の
流ｎｌ同時に、幅が一定に着色重合体層１０が押出多岐
管に供給される溶融車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 （ｅｌ　　スリノトダイ全通して合した流ｆ′Ｌを押出
成形させて＃度勾記着色／ζンド金有するシート金生収
さぜること 金包含し７ている。
水発明は１たそのような方法の実施のための装置を包含
する。そのような装直の好誉しい具体例をここに添付す
る図面を参照して更に記戟するがこれらは説明の目的の
ためのものでちり、ぞして本発明の範囲の本質的限度を
意床するものではない。
第１園に示されている装置は、板略魚ｉＪ（｝−ピード
）の１形状全有しそ｛−で本体剖材の軸に平行なオリフ
イスの長軸について側剖にウエッジ形状オリフィス２を
有するプロー穴１を包含している。オリフィス榊造はそ
の幅の約７５°′０にＶたって一定厚さでありそして次
いでその輻の残りの２５％にわたってテーパーづけされ
ている。オリフィスはその最も厚い端をプローベの導入
端６に近接して配向されてふ・シそしてこ！Ｌは全ブロ
ー〈長さの約４０％だけ延びていろ。
プＵ−《はなお一勉に魚雷の形をしているけれども、押
出民形オリフイスを含有丁る弄面剖分にはウイング伸長
部４が設けられている。その結果、オリフイスの近辺で
はブロー《は頂剖すなわちウイングの先端ではオリフイ
スに関してなし形断面を有している。ウイング伸長剖は
、テーパ一端の近くでプローＫから軸方向に突出する１
対の脚８ｆで（（少し，足シないところで柊っている。
これらは多岐管の円側表面上Ｋ留まるように設計されて
かりそしてこのプａ−《金定位置に保持するのを助ける
。
第２図には、破線で、押出通路７に接続しそしてスリソ
トダイオリフィス９で終って？ハる多岐管６に接浸して
いる供給ノξイプ５を包含する険単化されたＴ字形／Ｚ
一押出成形ｇ貢中のブａ−《の位置が示されている。
ブローには多岐管中で脚８の上に支持されて》シ、その
際ウエッジ（くさび）形状オリフィスは押出成形通路へ
の入口と軸合せされていろ、プローイはでた供給パイプ
５つ・ら最も遠く離れた多岐管部分中に位置されてしる
。
第２図の線３−３′に沿っての断面である第５図は多岐
管中のブロー《の好筐しい位置金示している。
し７かしなから宋４図は多岐管甲でプローＫを更に後方
に移動させた構造を示して》シ、これは押出成形方向に
対して供方向にいくらかの流れの生ずるので除外される
べきでちる。
フローベはそれがウエッジ形状押出成形オリフイスを通
過する際の宇１合体流．れの茄れ線が実實的に平行であ
うかつ押出方向に留まるというｉ！図に合致丁ろかぎり
任意の構造を有しうろ・このブロー《の鴻界的剖分はウ
エッジ形状押出呪形オリフイスを含有している一分で老
る。その理由はその，６に訃ける非平行流れ味が着色抑
出敗形ｌＺンドの形状をゆがめる傾向がちろからである
。従って、その点ｌ′こシいてテヨークを生成させるこ
とな〈押出通鮎に町及眞オリフイス金接近させるように
ブロー只を形取１゛ることか望号しい０ブローよの軸長
さの主音？分に沿ってそしてウイング伸長部の端″！ｉ
たはチップにオリア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含有しているプロー
ベ構造が勢に好ましい。そのような構造全使用する場合
主流を有意に阻害することな〈突起を押出通路に非常に
接近させうる。
プローκ中のオリフイスはウエッ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金有してい
ることを意図するものではない。事実、好筐しい構造に
かいてはオリフイスの厚さはその一端でテーパー形或丁
る壕ではその幅のほとんどにわたって大体一定である。
テーパーは直線様式で奢りうる。しかしながらより頻繁
にはこのテー・ξ一は最終シート中の濃度勾配バントを
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
シ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ぺの長さより短し＠を有
している。往々にしてオリフィスは多岐管中のプローκ
全長の３０〜５０％に延びてｂｐそして押出或形シ一ト
の幅の半分以下、そして好壕しくはその幅の５〜３０％
である色バンドを生成する。
プＵ−ばは、ブロー《中のウエッジ形状押出成形オリフ
イスを生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多肢管中の唐に位置せ
しめられる。主流２５＝供給・ξイブを血して御出成形
通路によシスリットダイオリフイスに接続さｎた多咳管
中に供給される埠台、流ｎ鋤にｌ初′は重合体が弧がっ
て多岐管を満た丁ので、供給パイプ力・ら放散する。し
かしながら通常のスリットダイ押出成形装置は押出．収
形されるべき重合体が押出通路を流れる際にそれがその
全幅にわたって実質的に西一の遠度で流れて、すなわち
押出通路中の重合体の流ｆ′Ｌ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
ようにとｎはブローベ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ブロー〈の位直は一部はブロー〈
と押出通路との相対的寸法により決定される。生成され
るシートは多岐管中に供給される主流内に封入されたプ
０−〈を通して押出さｎｆＣ着色二次流ｎを包含せねば
ならないのであるから、プローぺのまわシの＃Ｌれは切
＃（カトオフ）されてはならない。同時に、プローベは
、着色重合体がブロー《を出ていく点において、それが
多岐管内を充填すべくまだ拡がりつつちる（従ってその
流ｎ緘が押出方向になっていない）主流に出会う程に充
分に多岐管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、そしてその結タ
は着色バンドが狭くなうそして本発明によｂｉ程が操作
さｎた場台に得られる濃度勾配効果妙歪むということで
ちる。押出成形シート中の鬼色・２７ドがブロー〈中の
ウエッジ形状オリフィスと実質的に邑１一幅であるとい
うことは本発明の本質であり、そしてこｎは重合体流れ
が相互に果触する点でｆ流の茄れ緑が実ｉ討に平行であ
りかつ押出方向にある場合にのみ達成できるプローくは
賞合体が多岐管に入る点からばれた点で多岐管中に挿入
されるのが好筐しい。通常のＴ字型・２−ダイの場合に
は、単一プローベ゛をＴ字型バーのどちらかの端に挿入
することがでキ、そして「フィッシュティル」筐たは「
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。あるいは筐た、そのようなダイ中で２個のプロー
ぺを使用することができ、多岐管の各端に１個が挿入さ
れる。端剖供給ダイにかいては、単一プロー《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＃）金功けるために、押出成形通路に中央
チョーク装置が設けられている場合には、変形金避ける
ためにプローよからの着色重合体の二次流ｎをこの装置
の一方佃に送ることが望ましい。
実際には、プ０−《は押出通路の幅の７５％ｌで、１ｆ
ｃは好ましくは２５％まで延びたものでありうる。好筐
しい構造はウエッジ形吹オリフィスの最も起いＡｋプロ
ーベチノブに近接させているのであるから、こｎは結果
として上からみた場合にシートの端部近〈にその最大濃
度を有しそしてシート中央に向って褪色している色／Ｚ
ンドを有するような重合体シート１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
対して浬想的構造になっている。
プＯ−くを通して押出される着色溶融物の温度ふ・よび
粘度は多岐管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％１でのこれら２個
の流れ間の温度訃よび粘度変動金包含するものであるこ
とを理船さｎだい。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の接触点にかける２個の流れの速度は
所望により有意に異ったものでありうる。着色二次溶融
物流れがよう迅速な７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／Ｚンドが得
られることが見出される。より厚い／ζンドは往々にし
て有利である。その理由はそれが、よう低い色＃度の溶
融物を使〜用して最終シート中に同一色＃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ｎ’ｆｒ主重合体溶融
流れの速度の１２倍！で、好１し〈は５〜１０倍の速度
で押出すことにある。
得られる！１度勾配バンドはその最も厚い点にかいては
、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。
プロ一Ｋを通して押出される重合体は染料１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。染料筐たＦｉ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う、これは本発
明の基本的概念には重要なことでｌ−ｉない。
多岐管中に供給される主流もまた着色さｎ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或され
ない。従って主流は透明であるか壕たぱブロー《に供給
されるものより実Ｖ酌により低い色＃度のものであるこ
とが好筐しい。
ンートの製造のために使用される重合体はダイ金通して
押出されつる任意の熱可塑性重台体でありうる。そのよ
うな重合体としてはポリアクリル、ボリスチレン、ポリ
ビニルエステルマたはハライド、ポリエステル、ポリウ
レタン釦よびボリビニルアセタールがあげられる。磯夏
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１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ボリビニルブテラールであ
る。
プローくの位置の臨界性は透明ダイ》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
融物のそれにマツテさせた液体を使用して説４明するこ
とができる。
透明ダイは第２図卦よび第３園のものと非常に似た構造
で構成さｎた。プローκぱ榛々の位置に移動され、そし
て各々の場合にそｎ’ｔ通して着色液体が給送され、そ
の結果その流れが多岐管に供給されそしてスリットダイ
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図はブロー《
の位置を押出通路の入口に馳して移動させた場合の着色
流ｆｌ１０のパターンの変化の写真からとった図である
。第５図Ｆｉ．第２図の構造に相当する流ｎ／ξターン
を示す。第７［Ｆ］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図は中間的位置訟よびそれから結
果として生ずるよしｎｆ示す。非常に後方にブローベを
位はさせることは、そのシート金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甥色特性金保持
しない歪んだ＃度勾配を与える猜果となる。
下記の但は一方の端縁に沿って濃度勾配バンド金封入せ
しめたポリビニルブチラールシ一トを製造丁るための本
発明の操作世１金抄明しているＯ 端剖供給多岐Ｖ全使用した以外は実質的には第１〜５図
に関して記載されている押出成形装置，５二使用さｎだ
。ブロートは多岐管中で約５０ユ延在していた。そして
押出成形通路の全餓押出方向ＶＣ垂直）は約７６儂であ
った。プローベ中の押出しオリフイスは長さ１６．５ｃ
Ｒであった。
透明４１Ｊビニルブチラール溶融物を供給パイプ金通し
て、２０４℃の温度でそして押出成形機金通して１５６
ｋｙ／時の流速で多岐管に供給した。
着色ポリビニルブチラールを１９５℃の温度でそしてプ
ローく全通して１８ｋノ／時の流速でブロー《に供給し
た。
シートに沿って優′ｔ′Ｌた均一注外観を有しそしてプ
ａ−《中の押出成形オリフイスの幅に非常に近似した幅
を肩する封入漉度勾配・Ｚンドのシートか祷られた。
本発明の本質的態様から逸脱することなしに本明紬書に
記載されている装直中に多くの笈形をなしうることＦｉ
理所されよう。丁べてのそのような変形は本発明の範馳
円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図は本発明の方法に有用なプロー《の正面図である
。第２図はブロー〈（破線）を定位置にかいて示した本
発明の方法に有用なンート押出成形ダイの簡略図である
。第５図ぱ本発（の方法に使用されそして多岐管中のプ
ローヘＧ好１しい位置を説明するシ一ト押出或形ダイｑ
断面図である。第４図は第５図に示したと同名であるが
ただしプローベを適当でない位置にも渡されている操作
中のシ一ト押出既形ダイのＡ面図である。そして第５〜
７図は本発明の方θに有用な種類のシ一ト押出成形ダイ
をシミュレートした透明な装置を通しての着色液体の流
τの写真からとった図面である。 １−・・ブロー《、２・・・ウエッジ形状押出灰型オリ
フイス、３・−・導入端、４・・・ウイング伸長部、５
・・供給・ξイプ、６・・・多岐管、７・・・押出通路
、８・・・脚、９・・・スリットダイオリフイス、１０
・・・着色重合体層。 財 ） ） 緊 ２ 鴫 茅 ｌ 図 茎 ２−図 茅 ３ 田 茅 φ 田 第 ｒ 囚 メ ６ 図 某 γ 圀

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 熱可塑性樹脂内に濃度勾配を有する所定幅の着色帯を完
    全に封入したシートを押出し形成する装置に用いられる
    、着色熱可塑性樹脂溶融物押出し用の魚雷形プローブで
    あって、 該プローブの面にプローブ軸に平行にプローブの長さの
    ３０〜５０％だけ延びる楔形の押出しオリフィスを有す
    るプローブ。
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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