JP2003519026A - 接着の方法およびそのための装置 - Google Patents

接着の方法およびそのための装置

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ベンヤヒア ナスリ−バキール、
パトリック ランヴィエール、
ラルス オルソン、
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アクゾ ノベル エヌ．ヴィー．
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、複合製品を製造する方法に関する。この方法において、組み付けられるべき多数の要素が設けられ、各要素の少なくとも１つの面に接着剤が塗布される。要素は組み付けられ、組み付けられた要素はプレスにおいて圧力を加えられる。本発明は、要素への接着剤塗布の特定の点にて塗布される接着剤の少なくとも１つの成分の量が、接着剤が塗布される前記点がプレスにおいて圧力を加えられる前に経過する待ち時間の関数になるように制御されることを特徴とする。本発明は、また、接着剤塗布器（１０）および／または要素フィーダ（６；１６）が最適な接着剤塗布量をもたらすように制御シーケンスが実行されるようにプログラム可能な制御ユニット（１５）により特徴付けられる方法を実行するための装置に関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、複数の要素が互いに接着されることにより組み付けられる複合製品
の製造に関する。詳細には、本発明は、かかる製造における接着剤の機械的塗布
に関する。
【０００２】 （発明の背景） 接着により組み付けられる複数の要素を含む製品を製造するために、大量の接
着剤が大きい面に塗布されることがある。このような大きい表面を有する幾つか
の要素を次々に組み付ける場合、要素の組立体に最終的な処理を、例えば、接着
剤の硬化が起こるプレスにおいて行うまでに実質的な待ち時間が生じ得る。この
ような場合、例えば積層木材の製造において、接着剤が最初に塗布される要素は
最後に塗布される要素よりも長い時間待たなくてはならないことになる。各要素
に塗布される接着剤の量は、待ち時間が最も長い要素の待ち時間に基づいて計算
される。これは、接着剤の無駄を生じ、したがって経済的な不利益をもたらす。
【０００３】 一般的に用いられている接着剤は、例えば、ＰＲＦ（フェノールレゾスチノー
ルホルムアルデヒド；２成分接着剤）、ＭＵＦ（メラミンウレアホルムアルデヒ
ド；２成分接着剤）、ＰＵＲ（ポリウレタン；１成分接着剤）である。２成分接
着剤の場合、各成分を別々に塗布することができ、または塗布前に混合すること
もできる。
【０００４】 （発明の概要） したがって、本発明は、複合構造物の製造において用いられる接着剤の総量を
減少する方法および装置を提供することを目的とする。
【０００５】 本発明に従うこの方法が請求項１に定義されている。
【０００６】 塗布される接着剤の少なくとも１つの成分の量を、接着される対象物がプレス
において最終圧縮処理を行われる前の待ち時間に関連して制御することにより、
接着剤消費の節減を実現する。
【０００７】 好ましくは、接着剤の量は、他の因子、例えば、接着される材料中および周囲
大気中の水分、材料の硬度、多孔度などにも適合される。
【０００８】 多くの異なる材料、例えば、金属、ポリマー、セラミックス、木材を処理する
ことができる。好ましい実施形態において、本発明の方法により処理される材料
は木材である。
【０００９】 最適な量の接着剤を用いて複合製品を製造するための装置が請求項１４に定義
されており、制御された接着剤塗布を行うための装置が請求項１７に定義されて
いる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（発明の詳細な説明） ここで、本発明の第１の実施形態を、積み重ねた個々の薄板から成る積層ビー
ム（構造部材）の製造に関して記載する。これらの個々の薄板は、接着され、押
し合わされてビームを形成する。このための製造ステーションの概略図が図１に
示されている。しかし、この原理は、接合され、次いで接着剤硬化のために圧力
をかけられる全ての種類の製品に用いられる。
【００１１】 製造ステーションは、個々の薄板４を供給する供給ユニット２を含む。供給ユ
ニットは、１枚の薄板を、所定の時間に、薄板を製造ステーションの処理部に供
給するために用いられるコンベヤベルト６などの上に配置することができる任意
の種類の輸送装置であってよい。供給ユニットは、個々の薄板を前記コンベヤ上
に手作業で配置する作業者であってもよい。
【００１２】 示された実施形態において、処理部は５つのユニットを含む。これらのユニッ
トは、平削(planer)装置８、接着剤塗布器１０、「半組立(precursor)ビーム」
１４を組み立てるスタッキングユニット１２、制御ユニット１５（例えばパーソ
ナルコンピュータまたは他のマイクロプロセッサ装置）および操作パネル、なら
びにプレス１７である。
【００１３】 制御ユニット１５に、製造される特定の製品に関するデータが、作業者により
、または、中央コンピュータから、もしくはフロッピー（登録商標）ディスクな
どに書き込んだデータによりデジタルフォームで供給される。制御プログラムの
詳細は以下に説明する。
【００１４】 手順は以下の通りである。第１の薄板４を、コンベヤまたはフィーダ６の上に
配置して、平削装置８内に送り込む。装置８にて薄板は適切に表面を機械加工さ
れる。この装置はガイドロールおよび機械加工ツールを含み、したがって、薄板
がステーションを通過する速度を制御するためにも用いられることができる。し
かし、材料が高品質で、処理する必要がなければ、また、薄板の速度を、コンベ
ヤ６により、または接着剤塗布器１０により制御できるのであれば、平削装置を
用いる必要はない。
【００１５】 表面の機械加工を（選択的に）施した後、薄板４は接着剤塗布器１０内に送ら
れる。薄板に塗布される接着剤の量は、以下に記載する方法で制御され、また、
個々の製品の種類およびプラント内の通常の環境状態に適応して、制御プログラ
ムに従って薄板ごとに自動的に変化する。
【００１６】 適切な量の接着剤が塗布された後、接着剤塗布器１０から出た薄板４は、第２
コンベヤ１６によりストップ１８まで前方に移動される。次いで、薄板は、コン
ベヤ１６から、所望の数の薄板がパイルまたはスタックに組み立てられるまで積
み重ねられる側部に移動される。次いで、組立体はプレスに輸送される、ここで
、組立体パイルは適切な圧力を加えられ、もし加熱が必要であれば、接着剤を硬
化するのに十分な時間加熱される。プロセスのこの部分は、本発明の一部を本質
的に成すものでなく、当業者にとって一般的な知識であり、それゆえ、これ以上
詳細には説明しない。
【００１７】 好ましくは、接着剤塗布器を通過する薄板の数をカウントし、または、ステー
ションに供給された線的メートル数を測定するためのセンサ２０が設けられる。
センサからのデータは制御ユニット１５に与えられる。
【００１８】 積層製品を製造するために利用可能なプレスが幾つか存在する。
【００１９】 第１の例を図２ａに示す。これは全長プレスであり、すなわち、このプレスは
、接着された薄板の組立体全体の上に一度に同時に圧力を加え、したがって、全
ての部分が同時に加圧され、したがって、加圧動作自体は、接着剤塗布において
認識される待ち時間を全く生じないことになる。
【００２０】 これとは対照的に、図３ａに示したプレスは部分プレスであり、最初の加圧動
作において組立体の一部のみを加圧し、次いで、幾度かの動作において組立体の
長さに沿って加圧を続ける。これらの加圧は重複することも、またはしないこと
もある。この場合、加圧される最後のセクションが追加の待ち時間を有するのは
明白であり、これに対応して接着剤の量も最適化される。
【００２１】 第３の実施形態が図４ａに示されており、これは、連続的に作用するプレスを
示す。すなわち、圧力は、積み重ねられた薄板の上面に作用するローラにより加
えられる。このとき、組立体はプレスに連続的に送り込まれる。
【００２２】 これらの実施形態の接着剤塗布のプロフィールがそれぞれ異なることは明確で
あり、それぞれのタイプのプレスの接着剤塗布プロフィールが図２ｂ〜図４ｂに
示されている。
【００２３】 全長プレスの場合、先に記載したように、加圧動作自体により生じる待ち時間
は生じず、認識される待ち時間は、各薄板の接着および積み重ねプロセス中の待
ち時間のみである。したがって、図２ｂに示したように、各薄板の全面または全
長にわたって一定量の接着剤が塗布されるが、接着剤の量は薄板により異なる。
◆は、本発明に従って塗布される接着剤を示し、■は、従来の接着剤塗布を示す
。
【００２４】 第２の実施形態の場合、１回に加圧されるのは複数のセクションの１つである
ため、連続した各加圧動作の間に明らかに待ち時間が生じ、したがって、接着剤
は薄板の長さにわたって異なるように塗布されなければならない。接着剤の量は
薄板の長さにわたって次第に増大し、接着剤塗布プロフィールは、図３ｂのバー
チャートにおける左側のバーにより示される（長さの等しいバーは従来の接着剤
塗布を示す）。このように、圧縮を最初に受けるセクション（図３ｂにおけるセ
クションＡ）に塗布される接着剤の量は、それ以後のセクションにより塗布され
る接着剤の量よりも少ない。なぜなら、待ち時間は、より遅い記号のセクション
において、より長くなるからである。
【００２５】 接着剤を連続的に塗布する場合、図４ｂに明確に見られるように、塗布されな
ければならない接着剤の量は、増大する待ち時間の関数として連続的に増大する
。図４ｂにおいて、◆は、本発明に従う製品の線的メータの関数としての接着剤
の量を示し、■は、従来の接着剤塗布を示す。
【００２６】 もちろん、接着剤の最適な塗布は、薄板ごとに異なる塗布と、薄板の長さにわ
たって変化する塗布との組合せになろう。
【００２７】 各要素に塗布される接着剤の量は、幾つかの方法で制御されることができる。
【００２８】 制御ユニットに、図１に示したシステムの少なくとも４つの異なる部分、すな
わち、ａ）コンベヤ６、ｂ）平削装置８、ｃ）接着剤塗布器１０、およびｄ）第
２コンベヤ１６を制御させることが可能である。
【００２９】 したがって、接着剤塗布器１０を通過する要素に塗布される接着剤の量が、接
着剤塗布器を通過する速度の変化により変化することは明白である。移動が急速
であれば、塗布される接着剤の層は薄くなり、移動速度が遅ければ、接着剤の層
は厚くなる。薄板要素を一定の速度で移動させておき、次いで、要素の半分の長
さにて急に減速することにより、異なる量の接着剤が塗布された異なる２つの領
域が簡単に得られることが容易に理解されるであろう。
【００３０】 また、薄板要素の速度を連続的に増大または減少させ、それにより、要素の長
さにわたる接着剤の線的「勾配」を得ることも同様に容易である。
【００３１】 要素間で量を変えることのみが必要である簡単な場合、速度は各薄板の長さ全
体にわたって一定に保たれる。これは、全長プレスが用いられる図２ａの状況に
対応する。この場合、最下部の薄板に接着剤が最初に塗布され、したがって、こ
の最下部の薄板は待ち時間が最も長い。
【００３２】 平削装置８を用いる場合、既に示したように、平削装置８のガイドロールおよ
び／または機械加工ツールを、薄板４をシステムに送り込むために用いることが
でき、したがって、平削装置８を制御することにより速度制御を行うことができ
る。
【００３３】 第２コンベヤ１６も速度制御のために用いられることができる。しかし、これ
には、幾分より複雑な手段が必要であろう。例えば、コンベヤへの連結部が、コ
ンベヤが薄板を接着剤塗布器８中に引き入れ、それによりフィーダ装置として作
用することができるように設けられなければならないであろう。
【００３４】 もちろん、接着剤塗布器自体を、塗布される接着剤の量を制御するために用い
ることもできる。いくつかの可能性が存在する。これは、第１に、塗布器のタイ
プに依存する。通常の接着剤塗布器は、ストリングタイプまたはカーテンタイプ
である。これらの名称が示すように、ストリングタイプの塗布器が塗布するのは
、好ましくは狭い対象物への、本質的に線状のストリング状接着剤のみである。
カーテン塗布器は、接着剤を、何メートルもの幅にまで、広い領域にわたって塗
布する。
【００３５】 一定の速度で移動する要素に塗布される接着剤の量を制御する１つの方法は、
もちろん、接着剤の吐き出し流量を制御することである。
【００３６】 別の方法は、ストリングタイプの塗布器のためのリボンスプレッダパイプの「
作用」幅を変えることである。これは、スプレッダパイプを回転させ、それによ
り、開放されるノズルの数を減少または増大させることにより行われる。カーテ
ンタイプの塗布器の場合には、スリット幅が変えられる。
【００３７】 要素の移動速度と塗布器の設定との組合せももちろん考えられる。
【００３８】 ２成分接着剤を用いる場合、接着成分に対する硬化剤の混合比を調節すること
が可能である。硬化剤が多いほどより速く硬化が生じ、硬化剤が少ないほど待ち
時間が許容される。したがって、組み付けられる一連の要素の最初の要素には、
接着剤中の硬化剤の比率が、一連の要素の最後の要素に塗布される接着剤中の硬
化剤の比率よりも小さい接着剤が塗布されるべきである。
【００３９】 例： 以下の例において、ＰＲＦタイプの接着剤を用いた。 例１ ２１個のピースからつくられた建築用ビームが、薄板を組み付けて全長プレス
において加圧することにより製造される。接着剤が最初に塗布されるピースの待
ち時間は１時間であり、最後のピースの待ち時間は１０分である。以下の接着剤
塗布プロフィールが用いられる。
【００４０】
【表１】 薄板番号 接着剤の量（ｇ／ｍ２） １ ５００ ２ ４８８ ３ ４７６ ４ ４６４ ５ ４５２ ・・ ・・ ２１ ３００ 上記の２１個のピースから成る組立体のための接着剤塗布プロフィールは、図
２ｂにグラフで示されている。
【００４１】 １ｍ２あたりの接着剤の量は、もちろん変化することがあり、一般に、１０分
の待ち時間に関して１００〜３００ｇ／ｍ２の範囲で変化し、１時間の待ち時間
に関して３００〜５００ｇ／ｍ２の範囲で変化する。先に既に記載したように、
材料中の水分、大気中の湿度、周囲温度もまた、塗布される接着剤の量に影響を
与える。
【００４２】 例２ 例１に示したような２１個のセクションから成る建築用ビームは、全長プレス
の代わりに部分プレス（図３ａ）を用いてもつくられる。したがって、薄板ごと
に接着剤の量を変えることに加えて、各ピースの異なるセクションに、異なる量
の接着剤を塗布することが好ましくなる。これは図３ｂを参照されたい。図３ｂ
において、黒いバーは、本発明に従う接着剤塗布を示し、白いバーは従来の塗布
を示す。この例において、ビームは５つのセクション（Ａ〜Ｅ、Ａはプレス内に
最初に入る）において加圧される。
【００４３】
【表２】 薄板番号 各セクションに塗布される接着剤の量（ｇ／ｍ２） Ａ Ｂ Ｃ Ｄ Ｅ １ ３４２ ３９２ ４４２ ４９２ ５４２ ２ ３４０ ３９０ ４４０ ４９０ ５４０ ３ ３３８ ３８８ ４３８ ４８８ ５３８ ４ ３３６ ３８６ ４３６ ４８６ ５３６ ５ ３３４ ３８４ ４３４ ４８４ ５３４ ・・ ・・ ２１ ３００ ３５０ ４００ ４５０ ５００ 薄板のパイルにおいて、薄板番号２１は最上部の薄板であり、したがって待ち
時間が最も短い。
【００４４】 例３ 例１に示したような２１個の薄板から成る建築用ビームは、全長プレスの代わ
りに連続動作プレスを用いてもつくられる。したがって、各ピースの長さにわた
り勾配を有する量の接着剤を塗布することが好ましいことになる。厳密にいえば
、塗布する量を連続的に変える必要はなく、プレスが、非常に多数のセクション
を有するセクションプレスとして動作されるかのように接着剤塗布量が増大すれ
ば十分である。この場合、「非常に多数」は、２０セクション以上を意味する。
【００４５】 図４ｂにおけるプロフィールは、ビームにおける薄板の１枚のための必要なプ
ロフィールを示す。
【００４６】 図５は、本発明の概念に従う接着剤塗布を制御するための制御プログラムの一
実施形態を示すフローチャートである。
【００４７】 １成分接着剤が用いられること、および、プロセスが、組み付けられる多数の
薄板を含むビームを製造するためのものであることが分かる。
【００４８】 したがって、第１ステップは、組み付けられるべき薄板の枚数、周囲環境に関
するデータ（例えば湿度であるが、他の因子も考慮され得る）、および、材料特
性、例えば強度、多孔度などに関するデータを設定することである。この入力デ
ータ、および、異なる環境下での接着剤の作用に関する情報を含むデータベース
から、各薄板のための接着剤の必要な最少量および最大量が計算される。
【００４９】 次に、プレスのタイプが選択される。セクションプレスの場合、セクションの
数が設定される。また、プレスの選択に応じて、接着剤塗布器が、接着剤を一定
に塗布するように、または、接着剤塗布量を段階的にもしくは連続的に変更して
塗布するように設定される。
【００５０】 本発明を幾つかの実施形態に関して記載してきたが、当業者は、特許請求の範
囲において画定された本発明の範囲から逸脱せずに種々の改良が行われることを
理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、接着構造物の製造のための製造ステーションを概略的に示す。
【図２】 図２ａは、プレスの１つのタイプを示し、図２ｂは、図２ａのプレスのための
本発明に従う接着剤塗布プロフィールの例を示す。
【図３】 図３ａは、別のタイプのプレスを示し、図３ｂは、図３ａのプレスのための本
発明に従う接着剤塗布プロフィールを示す。
【図４】 図４ａは、第３のタイプのプレスを示し、図４ｂは、図４ａのプレスのための
本発明に従う接着剤塗布プロフィールの例を示す。
【図５】 図５は、制御プロセスの実施形態のフローチャートを示す。
───────────────────────────────────────────────────── 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，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 オルソン、 ラルス スウェーデン国 エス−135 50 テイレ ソ ユングフルヴェーゲン 12 Ｆターム(参考） 3J023 EA01 FA01 GA01 4F211 AC03 AD05 AR08 AR11 TA03 TD11 TN60 TN63 TN67 4J040 EB031 EB111 EB131 EF001 MA08 PA25 PB01

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複合製品を製造する方法であって、 複数の要素が圧力下で互いに接着されることにより組み付けられ、 組み付けられる多数の要素を設けるステップと、 各要素の少なくとも１つの面に接着剤を塗布するステップと、 前記要素を望ましい構造に組み立てるステップと、 組み立てられた要素に、プレスにおいて圧力を加えるステップとを含み、 接着剤を塗布する要素上の特定の点にて塗布される接着剤の少なくとも１つの
    成分の量を、接着剤が塗布される前記点がプレスにおいて圧力を加えられる前に
    経過する待ち時間の関数になるように制御することを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 接着剤が多成分接着剤であり、接着剤の１つの成分が硬化剤
    であり、前記接着剤成分の１つの成分の量が、硬化剤とその他の成分との比率が
    待ち時間の関数になるように制御される請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 接着剤が、硬化剤および接着成分を含む２成分接着剤であり
    、接着成分に対する硬化剤の比率が、待ち時間がより長ければより小さくなるよ
    うに制御される請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 接着剤が１成分接着剤であり、接着剤の量が、増大する待ち
    時間の関数として増大される請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 各要素に塗布される接着剤の量が、前記要素の面にわたって
    一定であるが要素間では異なる請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 一連の要素における第１の要素が、第１要素より後の要素よ
    りも少ない量の接着剤を塗布される請求項４に記載の方法。
  7. 【請求項７】 各要素に塗布される接着剤の量が前記要素の面にわたって変
    化する請求項４に記載の方法。
  8. 【請求項８】 塗布される接着剤の量が、接着剤塗布中の要素の移動速度を
    制御することにより制御される請求項４〜７のいずれか一項に記載の方法。
  9. 【請求項９】 塗布される接着剤の量が、各要素の面への接着剤の塗布速度
    を制御することにより制御される請求項８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 移動の速度が１つの要素と別の要素とで異なる請求項８ま
    たは９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 移動の速度が各要素への接着剤塗布中に変化する請求項８
    または９に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 移動の速度が段階的にまたは連続的に変化する請求項１１
    に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 塗布速度が段階的にまたは連続的に変化する請求項９に記
    載の方法。
  14. 【請求項１４】 複合製品を製造するための装置であって、 複数の要素が圧力下で互いに接着されることにより組み付けられ、 要素フィーダ（６；１６）と、 接着剤塗布器（１０）と、 スタッキングユニット（１２）と、 制御ユニット（１５）と、 プレス（１７）とを含み、 制御ユニット（１５）が、接着剤塗布器（１０）および／または要素フィーダ
    （６；１６）が最適な接着剤塗布量をもたらすように制御シーケンスが実行され
    るようにプログラム可能であることを特徴とする装置。
  15. 【請求項１５】 制御シーケンスが、フィーダ（６；１６）の移動速度と、
    それにより、接着剤塗布器（１０）を通る要素の速度とを制御するように適合さ
    れた請求項１２に記載の装置。
  16. 【請求項１６】 制御シーケンスが、要素への接着剤塗布の速度を制御する
    ように適合された請求項１４に記載の装置。
  17. 【請求項１７】 複合構造物へと組み付けられる要素に、制御された接着剤
    塗布を行うための装置であって、 要素フィーダ（６；１６）と、 接着剤塗布器（１０）と、 制御ユニット（１５）とを含み、 制御ユニット（１５）が、接着剤塗布器（１０）および／または要素フィーダ
    （６；１６）が最適な接着剤塗布量をもたらすように制御シーケンスが実行され
    るようにプログラム可能であることを特徴とする装置。
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