JP5495552B2 - エキスパンダーロールを用いた湾曲板状体のプレス接着方法 - Google Patents

Description

本発明は、種々の曲げアール形状の湾曲積層ガラス等の板状体をプレス可能なエキスパンダーロールを用いた湾曲板状体のプレス接着方法に関する。

従来、エキスパンダーロールと呼ばれる湾曲した回転ロールは、幅広の紙やフイルム等のシート状物のロール状体よりシートを取出したり、巻き取ったりする途中工程における装置において、シートに皺や弛み等を発生させないようにするテンションロールとして一般的に良く知られている。

一方、複数枚の湾曲ガラス板間にポリビニルブチラール膜（略してＰＶＢ膜とも言われる）等の接着用シート材を挿入し、重ね合わせた湾曲積層体を、加熱状態下で上下に設けた湾曲ロールによってプレスし、前記接着用シート材によって接着させる合わせガラスの製造方法が良く知られている。

特に自動車等の窓ガラスは二方向に湾曲した三次元形状であり、重ね合わせた２枚のガラス板間の気泡を脱気し、空気が残らないようにして接着するためにはガラス板の両面から押圧するロールの押圧力を均一にして押圧させる工夫が必要であった。このためガラス板を押圧するロールの湾曲形状を湾曲ガラス板の形状が替わる毎に調整して合わせる必要があった。

例えば、ガラス板をプレス押圧して、ガラス板同士を接着する装置としては、特公平３−２１４９４号公報には、少なくとも湾曲部を中空となし、螺旋状体を内挿した一対の可撓性ロールと、この可撓性ロールの各部の相対位置を規制する複数のバックアップロールを備えた湾曲ロール装置が開示されている（特許文献１）。

また、エキスパンダロールの例として、特公昭６３−２８１４９号公報には、紙、フイルム、セロハン等の連続した幅広のシート状物の搬送時のたるみを矯正したり、不正張力の調整、耳部のたるみを防止する等に使われる弓形形状に湾曲したエキスパンダーロールが記載されている（特許文献２）。

さらに、同じく湾曲ロールの例として、特表２００６−５２７３３５号公報には、エキスパンダーロールであって、このエキスパンダーロールが、その湾曲において調節可能な、管体形状のロール外套（２）を有し、このロール外套が、分割されていない管体として、補強された合成物質複合材料から形成されており、且つ、軸受（１３）を介して、回転不能な中央領域の上で支持されている様式の、上記エキスパンダーロールにおいて、中央領域が、湾曲可能な軸（１）であり、且つ、軸受（１３）が、この軸受の外側面でもって、ロール外套（２）の、または、このロール外套の内側面に強固に隣接する外側の環状スリーブ（３）の内側面に、隣接しており、且つ、この軸受の内側面でもって、湾曲可能な軸（１）の、または、この湾曲可能な軸を強固に囲繞する内側の環状スリーブ（４）の表面に、隣接している、ことを特徴とするエキスパンダーロールが記載されている（特許文献３）。
特公平３−２１４９４号公報 特公昭６３−２８１４９号公報 特表２００６−５２７３３５号公報

前記特許文献１に記載された発明は、従来行われてきた湾曲ガラス板同士を圧着により接着する方法であるが、一対の中空ゴムロールを複数の押えロールにて湾曲に撓ませ、そのロール端部を駆動モーターと連結し、回転させることで、フイルム介在ガラス板はその一端からこのロール間を通過し、内部空気を搾り出すことになるが、可撓性中空ゴムロールの湾曲度は、外部設置の押えロールとの相対位置関係に依存するため、その調整時間の長さと形状の再現性には問題がある。また、押えロールが断続的に存在するため、押えロールがガラス板面に当接する処と当接しない処では、ガラス板面に加わる押圧力にムラが発生してガラス板の全面を均一な押圧力で押圧できず、歪みが発生してしまうという問題点があった。

一方、特許文献２に記載されたエキスパンダーロールについては、幅広の連続したシート状物の搬送経路に湾曲ロール1本だけを配設して、搬送途中のシート状物に弛みが発生しないようにテンションを与えて矯正する目的で作られた湾曲したロールの外周面部だけを回転させる構造のロールであるので、湾曲合わせガラスのような湾曲積層体の上下両方向より２本のエキスパンダーロールで挟んだとしても、湾曲ガラス板同士を均一に押圧し、接着させるだけの押圧力は得られないという問題点があった。

また、前記特許文献３に記載されたエキスパンダーロールについては、軸受１３の内側面と軸１との間に設けた内側の環状スリーブ４は、所属する軸受１３の幅よりも大きいとの記載はあるものの、実施の形態の図面を見る限りほぼ軸受の幅程度の幅であり、軸受が軸１に沿ってずれる恐れがあり、また、ロール外套２の内側壁と軸受け１３の外側面との間に設けた外側の環状スリーブ３についても、所属する軸受１３の幅よりも大きいとの記載はあるものの、実施の形態の図面を見る限りほぼ軸受の幅程度の幅となっているので、一対の外套２によって挟持される２枚のガラス板を押圧接着する場合には、ガラス面を均一な押圧力で押圧挟持できないといった問題点がある。

本発明はこのような問題点に鑑みて、湾曲した複数枚の板状体間に中間膜を介在させた積層体をプレスにより接着させる場合に、湾曲積層体の曲率が大きく変更となっても湾曲ロールを取り替えることなく、容易に湾曲ロールの曲率を変更調整でき、積層体の両面より均等な押圧力で押圧させることを目的とする。

すなわち、本発明は、樹脂中間膜を介して積層した湾曲板状体を両面よりプレス接着させるプレス接着方法において、湾曲した固定シャフト軸部の周辺部の外被ロール層が回転自在なエキスパンダーロールをプレスロールとして上下一対配置し、該一対のプレスロール間に湾曲板状体を搬送通過させながら湾曲板状体をプレス接着させるプレス接着方法であり、前記エキスパンダーロールとして、中間部が円弧状でその両端に直線部を設けた弓形の金属製の固定シャフト軸と、該固定シャフト軸の外周面にベアリングと筒状スペーサとを交互に並設して外接させ、該各ベアリングに外接し、かつベアリングの外周面幅よりも幅広で剛性の円筒部材を途切れ無く連続的に設け、該複数の円筒部材の外周面に被覆する可撓性の樹脂層として外被ロール層を設けてなることを特徴とする請求項1記載のエキスパンダーロールを用いた湾曲板状体のプレス接着方法である。

あるいはまた、本発明は、前記外被ロール部材が、ＪＩＳ＿Ｋ６２５３タイプＡの硬さ試験に基づく硬度６５°〜８０°の可撓性の樹脂とすることを特徴とする上述のエキスパンダーロールを用いた湾曲板状体のプレス接着方法である。

本発明のエキスパンダーロールを用いた湾曲板状体のプレス接着方法を用いれば、湾曲合わせガラス板の製造工程に於いて、曲率の異なる湾曲ガラス板に製造する品種を変更する場合であっても、湾曲ロールを交換する必要がなく、湾曲プレスロールの固定シャフト軸の回転角度を調整するだけの極めて簡単な段取り調整作業を行うだけで、フラット板からさまざまな曲率の広範囲にわたる曲率のガラス板に容易に変更することができる。

また、これによってガラス板の両面からのガラス板面への押圧力が均等となり、ガラス板間に気泡を残すことなく、またガラス板を破損させることなく、ガラス板の両面より押圧することができる。

図１に示すように、本発明は、ポリビニルブチラール樹脂膜（略してＰＶＢ膜という）等の樹脂膜を介して重ね合わせた湾曲積層板状体Ｇを、その両面より一対のプレスロール１０によって挟持して接着させるプレス接着方法である。

すなわち、弓状に湾曲した固定シャフト軸１１の外周部に設けた外被ロール層１５が回転自在なエキスパンダーロールをＰＶＢ膜を介在させて積層した湾曲板状体Ｇをプレスして接着させるためのロールとして用い、前記湾曲積層板状体Ｇの上下両面に一対配置し、該一対のプレスロール１０間に前記積層した湾曲板状体Ｇを搬送通過させながら押圧プレスにより接着させるものである。

該プレスロール１０は、長手方向の大半の中間部分を円弧状とし、該円弧状部の両端の直線部を軸同一とした弓形形状として、円弧状部、及び直線部の各断面形状を円形状としたものである。該プレスロール１０は、中心軸部として剛性で金属製の固定シャフト軸１１を設け、その外周面にベアリング１２、１２、・・と筒状スペーサ１３、１３、・・とを交互に並設し、さらに、該各ベアリング１２、１２、・・のそれぞれの外周側の回転部の外周面には各ベアリング１２、１２、・・の外周面幅よりも幅広で剛性の円筒部材１４、１４、・・をそれぞれ設けて、一列に配設した該円筒部材１４、１４、・・が途切れ無く当接する程度に連続的に直列に配設し、該円筒部材１４、１４、・・の外周面全体には可撓性かつ硬質のゴム層を外被ロール層１５として被覆した。

このような構成によって、該エキスパンダーロール１０は、各ベアリング１２、１２、・・の外周部に固定された円筒部材１４、１４、・・と外被ロール層１５とは、複数の各ベアリング１２、１２、・・のボールによる転がりによって固定シャフト軸１１の外周部を回転自在とすることができる。

また、前記湾曲プレスロール１０の固定シャフト軸１１は、回転可能な構造であるが、積層した積層体を搬送し押圧する時には固定シャフト軸１１自体を固定した状態で使用し、外被ロール部材１５を回転させて積層した板状体Ｇを押圧しながら搬送させることができる。

尚、外被ロール部材１５および円筒部材１４、１４、・・は、図示しない駆動モーターによって回転させ、また図示しないシリンダーによって上下のいずれか片方の湾曲プレスロール１０を押圧させ、挟持された湾曲板状体Ｇを搬送させながらプレスするものである。

また、前記湾曲プレスロール１０、１０のいずれか一方には、図示しない押圧シリンダーが設けられ、前記湾曲プレスロール１０、１０間を通過するガラス板Ｇを押圧プレスする。

尚、前記湾曲プレスロール１０は、ベアリング１２の外周部にベアリングの幅よりも幅広で剛性な円筒部材１４を設け、円筒部材１４を直列に隙間無く連続的に連ねた状態に設けたことで、積層板状体Ｇへの押圧時にベアリングの外周部の円筒部材のある部分に働く押圧力の強い部分と、ベアリング間の広い隙間部分で、円筒部材が途切れている部分における押圧力の弱い部分があるといった押圧ムラがない。

次いで、一対の湾曲プレスロール１０、１０の固定シャフト軸１１、１１を回転調整することによって、湾曲プレスロール１０の凸状面が面している方向角度を調整することによって、湾曲プレスロール１０を交換することなく曲率の異なる種々の湾曲積層ガラス板Ｇに対応可能な、湾曲面方向への角度調整変更方法について説明する。

前記上下一対の湾曲プレスロール１０、１０の湾曲面方向の角度調節によって、該湾曲プレスロール１０、１０の固定シャフト軸１１、１１を図１（ｂ）に示したように回転させて角度の調節を行うと、フラットな積層ガラス板を挟持して押圧することができる。

また、図１（ａ）に示したように湾曲プレスロール１０、１０の固定シャフト軸１１、１１の凸状面を下方側に向くように回転させて角度調節を行うと、下面側が凸面となるように湾曲した積層ガラス板を挟持して押圧することができ、
さらに、図示しないが、湾曲プレスロール１０、１０の固定シャフト軸１１、１１の凸状面を上方側に向くように回転させて角度調節を行うと、上面側が凸面となるように湾曲した積層ガラス板を挟持して押圧することができる。

このようにして、一対の湾曲プレスロール１０、１０の固定シャフト軸１１、１１の凸状面の向き角度を水平方向（０度）から下向き方向（９０度）まで、調整することによって、フラットな積層ガラス板、及び上面側に凸面方向から下面側に凸面方向までの湾曲した積層板状体のさまざまな曲率の積層板状体に対して、一対の湾曲プレスロール１０、１０で挟持してプレスしながら搬送させることによって積層したガラス板のような板状体Ｇ、Ｇ同士を接着することができる。

外被ロール部材１５は、ＪＩＳ＿Ｋ６２５３タイプＡの硬さ試験に基づくゴム硬度６５°〜８０°の可撓性の樹脂とするのが良く、硬度６５°未満とすると、積層板状体Ｇを挟持し押圧して接着する時に外被ロール部材１５が弾性により大きく変形して、積層板状体Ｇに対して充分な押圧力が得られなくなってしまう。

一方、ゴム硬度が８０°を超えると、弾性力が低過ぎてガラス板のような板状体を押圧時にガラス板が破損してしまう恐れがある。外被ロール部材１５の硬度を６５°〜８０°とすると、積層ガラスを挟持し積層ガラスに対して充分な押圧力と、ガラス板を破損させない程度の弾性力のいずれも確保できることが実験の結果分かっているので、望ましい。

また、外被ロール部材１５は、防汚性を有するニトリルゴム（ＮＢＲ）の合成ゴムとするのが望ましいが、前記条件を満足するゴムであればこれに限るものではない。

各ベアリング１２、１２、・・間の固定シャフト軸１１に外接する側には、それぞれ筒状スペーサ１３、１３・・を配設し、該筒状スペーサー１３、１３・・によって各ベアリング１２、１２、・・の位置ズレを防止し、ベアリング１２、１２、・・の位置を一定間隔に保つことができる。

尚、前記弓形形状に湾曲した一対の外被ロール部材１５、１５によって、板状体を挟持しプレスしなければならないため、表面の外被ロール部材１５、１５はある程度の硬度を有する材質とする必要がある。一方、湾曲した固定シャフト軸１１を回転軸としてベアリング１２の回転と同時に一回転させる毎に円弧状部の凸状面側では引張り変形、円弧状部の凹状面側では収縮変形を繰り返すため、弾性力をも有する必要があり、このため硬度６５°〜８０°の合成ゴム等の可撓性の樹脂が望ましい。

また、前記弓形形状に湾曲した固定シャフト軸１１は、湾曲板状体の通過時は、回転することはなく停止状態にあり、両端が固定されている。固定シャフト軸１１を上下に一対並設し、一対の固定シャフト軸１１、１１のそれぞれの円弧状の凸状面側が同一方向となるように配設されるが、固定シャフト軸１１の全長は、自動車用や車両用等の湾曲した窓ガラスや、建築用のフラットな窓ガラスを挟持して通過させる程度の長さが必要である。

さらにまた、湾曲方向調整手段（図示しない）は、円弧状の固定シャフト軸１１の軸心を回転中心として±９０度の範囲で所望の角度となるように固定シャフト軸１１を回転させることによって、固定シャフト軸１１の中間部の凸面状部を真上方向から真下方向まで所望の角度で位置調整が可能となり、固定シャフト軸１１を半回転させるだけで色々な曲率の湾曲ガラス板に対応できる。

また、図示しない押圧シリンダ（図示しない）等の押圧手段により、一方側の昇降自在な湾曲プレスロール１０を他方側の湾曲プレスロール１０に押圧して、湾曲積層ガラス板Ｇをプレスし、ガラス板同士を接着させる。

前記押圧シリンダ（図示しない）による湾曲プレスロール１０の押圧は、固定シャフト軸１１の両端の軸受部（図示しない）を押圧することによって湾曲プレスロール１０を昇降させるが、上部側の湾曲プレスロール１０と下部側の湾曲プレスロール１０のいずれか一方、または両方を昇降自在とすることができる。

次に、本発明のエキスパンダーロールを用いた湾曲板状体のプレス接着方法に用いる湾曲プレスロールについて説明する。

湾曲プレスロール１０、１０は、その形状を中央部を円弧状部とし、その両端を直線状の弓形形状としたのは、図示しない湾曲方向調整手段によって、円弧状の固定シャフト軸１１の直線状部を軸心として±９０度の範囲内で回転させるだけで、ガラス板を搬入する水平方向から見た上下一対の湾曲プレスロール１０、１０間の隙間形状を、水平方向からみて直線状、さらに上方側に凸状のアールから、下方側に凸状のアールまで、前記円弧状の固定シャフト軸１１、１１を僅かに回転させるだけで、固定シャフト軸１１の湾曲プレスロール１０のアール形状を最小半径として、種々のアールの円弧形状に調整することができるためである。

さらにまた、図２に示すような、湾曲プレスロール１０の芯材として固定された弓形形状の固定シャフト軸１１の外周面に一定ピッチで外接する複数個のベアリング１２、１２、・・の外周面に幅広の剛性の円筒部材１４、１４、・・を設けるようにしたのは、湾曲積層板状体の板状体同士を接着させる時に、板状体の表面を均一に押圧させることによって、ガラス板間のＰＶＢ膜面への圧力分布にばらつきが発生しないようにして、透視歪の発生を防ぐためである。

従来、エキスパンダーロールは、紙やフイルムのようなシート状物に皺を発生させない用途で使うものであるため、湾曲した合わせガラスのような湾曲積層板状体Ｇの板状体同士を接着させるために湾曲積層板状体の両面より挟んで強い押圧力で押圧させる必要がある場合には、押圧力にムラが発生してしまう。

例えば、湾曲した固定シャフト軸１１の外周に一定間隔で離隔してベアリング１２、１２、・・を配置し、さらに全周に可撓性のゴムを被覆した場合には、ガラス板面に当たる圧力分布がベアリング１２、１２、・・の当接部分で強く、ベアリング１２、１２、・・間の隙間位置では弱い状態となり、これによってガラス板間のＰＶＢ膜面での押圧力の分布において、各ベアリング１２、１２、・・の当接部に対応する外被ロール１５、１５の位置と、隣接するベアリング１２、１２、・・間の隙間位置に対応する外被ロール１５、１５の位置とで押圧力の分布に大小のムラが発生し、該部に透視歪が発生する。

これに対し、湾曲プレスロールの芯材として固定された弓形形状の固定シャフト軸１１の外周面に一定ピッチで外接する複数個のベアリング１２、１２、・・の外周面に幅広の剛性の円筒部材１４、１４、・・を隣接するように設けた湾曲プレスロール１０、１０で挟持することによって、湾曲積層板状体を押圧接着させる時に、ベアリング１２、１２、・・の位置近傍と、ベアリング１２、１２、・・間の中間位置とで接着ムラがなく、板状体の全面にほぼ均等にムラ無く、押圧力を与えることができる。

すなわち、幅広の剛性の円筒部材１４を設けない場合には、一対の湾曲プレスロール１０、１０で中間膜を挟んだ２枚のガラス板を挟み込み、押圧するときにベアリング１２、１２、・・の外周部分に対応するガラス板面の一部位置だけに強い押圧力が与えられ、ベアリング１２、１２、・・とベアリング１２、１２、・・の中間位置に対応するガラス板面の部分には強い押圧力が与えられずに、全体的に押圧力にムラを発生させてしまうためである。

また、各ベアリング１２、１２、・・間の固定シャフト軸１１に外接する外周面に、それぞれ筒状スペーサ１３、１３・・を配設したのは、該筒状スペーサー１３によって各ベアリング１２、１２、・・位置が左右に位置ズレしないようにするためであり、ベアリング１２、１２、・・の位置を一定間隔に保つためである。

続いて本発明のエキスパンダーロールを用いた湾曲板状体のプレス接着方法の実施例について記載する。

実施例１
湾曲形状の積層板状体Ｇのうち、搬送方向が直線状、直交する幅方向が湾曲し、上面側に凹状の湾曲面を有する湾曲積層ガラス板Ｇをプレス接着する場合の実施例である。

予め、一対の弓形の湾曲プレスロール１０、１０の各固定シャフト軸１１、１１のそれぞれの湾曲凸面部を図１（ａ）に示すように斜め下方に例えば４５度傾けるように設定して、湾曲プレスロール１０、１０間のガラス板Ｇの搬入側の水平方向から見た該隙間を、上面側が凹状の円弧状とし、水平方向となる角度に設定し、水平方向から見た湾曲プレスロール１０、１０間の隙間を上面側が凹状の円弧状となる。湾曲プレスロールの外被ロール部材は、ニトリルゴム製で硬度７５とした。

実施例２
図１（ｂ）に示したように、フラットな形状の合わせガラス板をプレスし、接着することのできる例である。予め、一対の弓形の湾曲プレスロール１０、１０の各固定シャフト軸１１、１１のそれぞれを所定の角度に回転停止させ、各固定シャフト軸１１、１１のそれぞれの湾曲凸面部を水平方向となる角度に設定し、水平方向から見た湾曲プレスロール１０、１０間の隙間を水平方向に直線状となるようにした。

一対の湾曲プレスロール１０、１０間の隙間を、中間膜を挟んだ２枚のガラス板の総厚みより狭く設定するが、狭くても２枚のガラス板の厚み以下となるようにすれば、湾曲プレスロール１０、１０によってガラス板同士を両面から均一な圧力で押圧することになる。

このように、図示しない湾曲方向調整手段によって、前記円弧状の一対の固定シャフト軸１１、１１をそれぞれ僅かづつ回転させるだけで、一対の湾曲プレスロール１０、１０間の隙間のアールを直線状から固定シャフト軸１１の湾曲プレスロール１０のアールの範囲内で、上面側に凸面状、下面側に凸面状の種々のアール形状に調整することができる。

ａ）は、本発明の湾曲板状体のプレス接着方法の実施例の斜視図であり、ｂ）は、フラットな形状の合わせガラス板のプレス接着方法の実施例の斜視図。 本発明の湾曲板状体のプレス接着方法で使用する湾曲プレスロールの断面図。

符号の説明

Ｇ 湾曲積層板状体
１０ 湾曲プレスロール
１１ 固定シャフト軸
１２ ベアリング
１３ 筒状スペーサ
１４ 剛性円筒部材
１５ 外被ロール部材

Claims (2)

1. 樹脂中間膜を介して積層した湾曲板状体を両面よりプレス接着させるプレス接着方法において、湾曲した固定シャフト軸部の周辺部の外被ロール層が回転自在なエキスパンダーロールをプレスロールとして上下一対配置し、該一対のプレスロール間に湾曲板状体を搬送通過させながら湾曲板状体をプレス接着させるプレス接着方法であり、前記エキスパンダーロールとして、中間部が円弧状でその両端に直線部を設けた弓形の金属製の固定シャフト軸と、該固定シャフト軸の外周面にベアリングと筒状スペーサとを交互に並設して外接させ、該各ベアリングに外接し、かつベアリングの外周面幅よりも幅広で剛性の円筒部材を途切れ無く連続的に設け、該複数の円筒部材の外周面に被覆する可撓性の樹脂層として外被ロール層を設けてなることを特徴とするエキスパンダーロールを用いた湾曲板状体のプレス接着方法。
2. 前記外被ロール部材は、ＪＩＳ＿Ｋ６２５３タイプＡの硬さ試験に基づく硬度６５°〜８０°の可撓性の樹脂とすることを特徴とする請求項1に記載のエキスパンダーロールを用いた湾曲板状体のプレス接着方法。