JP2014136322A - シート体の貼合せ装置及び物品の表面にシート体が貼り合わされた製品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】曲面を有する物品に容易にシート体を貼り合わせることのできるシート体の貼合せ装置及び物品の表面にシート体が貼り合わされた製品の製造方法を提供する。
【解決手段】物品の表面にシート体を貼り合わせるシート体の貼合せ装置１０であって、表面にシート体５が配置された物品３を支持する支持治具１と、内部に磁性流体４が充填された袋体６と、支持治具１に磁性引力を発生させる磁性引力発生部（電磁石２）とを備え、磁性流体４が磁性引力によって支持治具１側に引き寄せられることにより、袋体６がシート体５を上から押圧するものである。
【選択図】図４

Description

本発明は、シート体の貼合せ装置及びシート体が貼り合わされた製品の製造方法に関し、特に物品の表面にシート体を貼り合わせるシート体の貼合せ装置及び物品の表面にシート体が貼り合わされた製品の製造方法に関する。

従来のシート体の貼合せ装置は、物品を支持する支持治具と、物品を上方から押圧するゴム弾性体とを備えている(たとえば、特許文献1参照)。物品を支持治具に支持させ、その物品の表面にシート体を重ね合わせた後、上方からゴム弾性体により加熱及び加圧させて、シート体を物品表面に貼り合わせる。

特開２００６−１２３２６３

上記の装置を用いる場合、ゴム弾性体による押圧がシート体表面全域にわたって均一にならず、シート体が物品表面に追従せず部分的に密着不良を起こして、シート体にシワが発生したり、シート体と物品との間に気泡溜まりが発生することがある。また、物品のシート体貼合せ面が凹面である場合や、屈曲の程度がきつい曲面である場合には、シート体を貼り合わせること自体困難なことがある。

本発明の目的は、上記シワや気泡溜まりを抑制し、凹面などの立体形状を有する物品表面にシート体を貼り合わせることができるシート体の貼合せ装置及び物品の表面にシート体が貼り合わされた製品の製造方法を提供することである。

上記の目的を達成するために、第１の発明は、物品の表面にシート体を貼り合わせるシート体の貼合せ装置であって、表面にシート体が配置された物品を支持する支持治具と、前記支持治具の上方に移動可能に配置され、内部に磁性流体が充填された袋体と、支持治具に磁性引力を発生させる磁性引力発生部とを備え、磁性流体が磁性引力によって支持治具側に引き寄せられることにより、袋体がシート体を上から押圧するものである。

このように構成すると、袋体が支持治具側に引き寄せられてシート体を均一な圧力で押圧するため、シート体を貼り合わせる面が凹面である場合や、屈曲の程度がきつい曲面を有する場合も、物品に容易にシート体を貼り合わせることができる。

第２の発明は、第１の発明の構成において、袋体内の磁性流体の量を増減させる磁性流体増減部を更に備えた、シート体の貼合せ装置である。

このように構成すると、袋体の大きさが変化するため、シート体と袋体との接触面積を調整することができる。

第３の発明は、第１又は第２の発明の構成において、支持治具は磁性引力発生部である、シート体の貼合せ装置である。

このように構成すると、支持治具自体が磁性引力を発生させるため、部材数が少なくなり装置の構成が簡単になる。

第４の発明は、第１又は第２の発明の構成において、磁性引力発生部は、シート体の押圧部分に合わせて電圧が印加される、支持治具に内蔵された複数の電磁石である、シート体の貼合せ装置である。

第５の発明は、第１又は第２の発明の構成において、磁性引力発生部は、シート体の押圧部分に合わせて移動する、支持治具の下側に移動可能に取り付けられた磁石である、シート体の貼合せ装置である。

このように構成すると、押圧部分が移動するため、貼り合わせの際にシワや気泡溜まりの発生を効果的に防止できる。

第６の発明は、物品の表面にシート体が貼り合わされた製品の製造方法であって、支持治具に物品を支持させる工程と、物品の表面にシート体を配置する工程と、内部に磁性流体が充填された袋体を前記シート体の上方からシート体に対して位置決めする工程と、支持治具に磁性引力を発生させ、磁性流体が磁性引力によって支持治具側に引き寄せられることにより、袋体をシート体に押圧させる工程とを備えたものである。

このように構成すると、袋体が支持治具側に引き寄せられてシート体を均一な圧力で押圧するため、シート体を貼り合わせる面が凹面である場合や、屈曲の程度がきつい曲面を有する場合も、物品に容易にシート体を貼り合わせることができ、生産性が向上する。

第７の発明は、第６発明の構成において、袋体をシート体に押圧させる工程において、袋体を膨張させる、シート体の貼合せ方法である。

第８の発明は、第６又は第７の発明の構成において、袋体をシート体に押圧させる工程において、磁性引力の発生位置を変化させる、シート体の貼合せ方法である。

本発明によれば、シート体を物品表面に追従させて気泡溜まりやシワを抑制しながら、物品表面にシート体を貼り合わせることができる。

その（１）が本発明の第１実施形態に係るシート体の貼合せ装置の概略構成を示した断面図であり、その（２）がその（１）で示したシート体の貼合せ装置においてシート体が除かれた状態で物品が支持された支持治具を示した平面図である。 図１で示したシート体の貼合せ装置を用いた物品の表面にシート体が貼り合わされた製品の製造方法を示した図である。 図１で示したシート体の貼合せ装置を用いた物品の表面にシート体が貼り合わされた製品の製造方法を示した図である。 図１で示したシート体の貼合せ装置を用いた物品の表面にシート体が貼り合わされた製品の製造方法を示した図である。 図１で示したシート体の貼合せ装置を用いた物品の表面にシート体が貼り合わされた製品の製造方法を示した図である。 本発明の第２実施形態に係るシート体の貼合せ装置の概略構成を示した断面図である。

次に、発明の実施の形態について図を参照しながら説明する。

[第１実施形態]
図１（１）及び（２）を参照して、本発明の第１実施形態に係るシート体の貼合せ装置１０は、物品３を支持する支持治具１と、支持治具１の上方に移動可能に配置された袋体６とを備えている。支持治具１には、磁性引力を発生させる磁性引力発生部である電磁石２が複数内蔵され、袋体６の内部には磁性流体４が充填されている。袋体６内部の磁性流体４が、電磁石２から発生する磁性引力によって支持治具１側に引き寄せられ、シート体５が上から押圧されることにより、物品３にシート体５が貼り合わされる。
物品３は、矩形形状の平板の一対の対向する端部を一体的に立ち上がらせた形状である。物品３の上面がシート体５を貼り合わせる面であり、凹面である。物品３の例としては、スマートフォンやタブレット型コンピュータのプラスチック製・金属製・ガラス製のカバーパネルなどが挙げられる。また、シート体５としては、例えば、一方面に形成された静電容量方式センサーの透明導電膜層と他方面に形成された接着層とを備える基体シートや、図柄層と接着層とが順次積層された基体シートが挙げられる。基体シートの材質としては、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、オレフィン系樹脂、ウレタン系樹脂及びアクリロニトリルブタジエンスチレン系樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の合成樹脂や紙や不織布などが挙げられる。図柄層は、文字や図柄を表現するための層で、着色剤とバインダーとなる合成樹脂とを少なくとも構成材料として含む着色インキを用いて形成される。図柄層を形成する方法としては、例えば、オフセット印刷法、グラビア印刷法、フレキソ印刷層などの公知の印刷法を採用することが出来る。接着層は、物品３にシート体５を接着させるための層で、物品３に対する十分な接着性が得られる合成樹脂を物品３の材質や表面形状に応じて適宜選択して形成される。接着層を形成する方法としては、例えば、グラビアコート法、ロールコート法、コンマコート法などのコート法や、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの印刷法を採用することができる。

支持治具１は、直方体形状を有し、上面に物品３を嵌め合わせることができるように、物品３の下面形状に沿った凹部７が形成されている。支持治具１は、アルミニウムで構成されている。支持治具１は電磁石２から発生する磁性引力を阻害しない材料であれば良く、金、銀、銅、マグネシウム、非磁性ステンレス鋼、セラミックなどの非磁性金属材料や、ポリアミド、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ＧＦ強化ポリエチレンテレフタレート、超高分子量ポリエチレン、シンジオタクチックポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリオキシベンジルメチレングリコールアンハイドライド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリサルフォン、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリブチレンテレフタレート、アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、アミノ系樹脂及びポリエステル系樹脂等の一般エンジニアリングプラスチック材料などでもよい。支持治具１の物品３配置面の下方には、電磁石２が水平に一定間隔でマトリクス状に複数内蔵されている。電磁石２の配置領域は、物品３の配置面より大きくなるように構成され、物品３の配置領域の全面にわたって配置される。一つ一つの電磁石２の大きさや、一つの支持治具１に配置される電磁石２の個数は、所望する磁性引力の調整精度や発生強度に応じて、適切な大きさと数に設定することができる。例えば、磁性引力の発生箇所を細かく調整したい場合には、一つの電磁石２の大きさを小さくして、支持治具１に配置する個数を増やせばよい。電磁石２に所定の電圧を印加すると、袋体６の中にある磁性流体４を引き寄せる磁性引力が発生する。電磁石２への電圧の印加は、個々の電磁石２ごと、あるいは複数個からなる部分的な領域ごとに行うように構成され、磁性引力を発生させる領域とタイミングを調整することができる。

袋体６は、磁性流体４の充填量を増減させることにより、大きさが変化する。袋体６は、支持治具１に配置された物品３の上方を上下方向、水平方向に移動可能に構成されている。袋体６は、シート体５の押圧領域を移動可能であれば、支持治具１に直接接続されていても、支持治具１とは別の部材に接続されていてもよい。袋体６の大きさは、磁性引力によって袋体６が支持治具１側に引き寄せられた状態で、袋体６が物品３のシート体５貼合せ面全体を押圧しうる大きさに設定されている。袋体６を水平方向に移動させてシート体５を押圧する場合であれば、袋体６の大きさは貼合せ面全体を押圧しうる大きさより小さくてもよい。袋体６は、天然ゴムで構成されている。袋体６の材料としては、アクリルゴム、ニトリルゴム、イソプレンゴム、ウレタンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、エピクロルヒドリンゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、フッ素ゴム及びポリイソブチレンなどの合成ゴムを用いることもできる。

次に、シート体の貼合せ装置１０を用いた物品の表面にシート体が貼り合わされた製品の製造方法について、図２、図３、図４及び図５を用いて説明する。

まず、図２を参照して、支持治具１の凹部７に物品３を配置し、配置された物品３の上面にシート体５を配置する。シート体５に図柄や文字が形成されている場合は、それらが物品３に対して所定の位置に配置されるように位置決めする。位置決めは、例えば、シート体５に孔を有するタブを形成し、支持治具１に位置決めピンを形成し、位置決めピンをシート体５の孔に挿入することにより行われたり、シート体５をロボットにより配置してロボット制御により行われる。次に、袋体６を水平及び鉛直方向に移動させ、シート体５の上方の中央に位置決めして配置する。

次に、図３を参照して、袋体６をシート体５の上からシート体５に対して位置決めした状態で、磁性流体増減部８によって袋体６内の磁性流体４の量を増加させ、袋体６を膨張させる。袋体６を膨張させることにより、シート体５と袋体６との接触面積が徐々に増加していき、シート体５が物品３に中央から外側へと押し付けられていく。磁性流体増減部８としては、油圧ポンプやエアポンプなど通常の圧力調整機構を用いることができる。

それと同時に、図４を参照して、支持治具１の中央部Ａに配置された電磁石２に電圧を印加して、磁性引力を発生させる。すると、袋体６が中央部Ａに向かって引き寄せられてシート体５を上から押圧し、シート体５の中央部が物品３に貼り合わされる。

その後、図５を参照して、支持治具１の周縁部Ｂに配置された電磁石２に電圧を印加して、磁性引力を発生させる。すると、袋体６の周縁部Ｂに対応する部分が支持治具１側に引き寄せられてシート体５を上から押圧し、シート体５の周縁部が物品３に貼り合わされる。

上記のように、磁性流体増減部８により膨張した袋体６は、シート体５を物品３の中央から外側へと押し付けるように膨張していく。さらに、磁性引力を支持治具１の中央部Ａから周縁部Ｂに移動させて発生させることにより、押圧部分の調整をより確実にすることができる。押圧部分を物品３の中央から外側へと移動させることにより、物品３とシート体５との間の空気が外側に押し出され、シワや気泡溜まりを防止することができる。よって、上記のようなシート体の貼合せ方法によると、シート体５を凹面や屈曲の程度がきつい曲面に貼り合わせる場合も、シート体５を物品３の表面に均一な圧力で貼り合わせることができる。

上記のようなシート体の貼合せ装置１０を用いた物品３の表面にシート体５が貼り合わされた製品の製造方法により、例えば、上面部と立ち上がりを有する側面部との両方に静電容量方式センサーが形成されたスマートフォンやタブレット型コンピュータ用のカバーパネルを容易に製造することができる。

[第２実施形態]
上記の本発明の第１実施形態に係るシート体の貼合せ装置１０と重複する部分については説明を省略する。図６を参照して、本発明の第２実施形態に係るシート体の貼合せ装置１０では、磁性引力発生部として磁石９を用いている。磁石９は、支持治具１の下側に支持治具１の底面と平行に移動可能に取り付けられる。上記の本発明の第１実施形態に係る電磁石２と同様に、支持治具１の中央部Ａから周縁部Ｂへと磁石９を移動させれば、袋体６がシート体５の中央部から外側へと押圧されていく。そうすると、物品３とシート体５との間の空気が外側に押し出され、シワや気泡溜まりを防止することができる。

なお、袋体６が、磁性引力によって支持治具１側に引き寄せられた状態で、物品３のシート体５貼合せ面全体を押圧しうる大きさに設定されていれば、磁性流体増減部８は必ずしも備えられていなくてもよい。また、電磁石２の電圧の印加位置は必ずしも移動させなくてもよく、全ての電磁石２に同時に電流を印加してもよい。

また、上記の第１実施形態では、電磁石２が、支持治具１の物品３配置面の下方に水平に一定間隔でマトリクス状に複数内蔵されているが、電磁石２の配置はそのような配置に限られるものではない。例えば、支持治具１の凹部７を取り囲むように配置してもよい。

さらに、上記の第１実施形態及び第２実施形態では、磁性引力発生部として電磁石２及び磁石９を挙げたが、支持治具１自体が磁性引力発生部であってもよい。つまり、支持治具１を磁性材料で形成することにより、支持治具１自体が磁性引力を発生させることができる。これにより、より少ない部材でシート体の貼合せ装置１０を構成することができる。

さらに、上記の第１実施形態及び第２実施形態では、磁性引力の移動方向として支持治具１の中央部Ａから周縁部Ｂへと移動させたが、それに限られるものではない。例えば、支持治具１の一方の端部から他方の端部へと一方向に移動させてもよい。また、支持治具１の中心から外側へ向けて放射状に移動させることも可能である。

さらに、シート体５は、貼り合わせ後に基体シートが物品３に残るラミネートフィルムであっても、基体シートに転写層が形成され、貼り合わせ後に基体シートを物品３から剥離する転写シートであってもどちらでもよい。また、押圧後に物品３とシート体５とが接着するよう、物品３とシート体５のいずれかの貼り合せ面側に粘着層を形成しておくとよい。

１ 支持治具
２ 電磁石
３ 物品
４ 磁性流体
５ シート体
６ 袋体
７ 凹部
８ 磁性流体増減部
９ 磁石
１０ シート体の貼合せ装置

Claims (8)

1. 物品の表面にシート体を貼り合わせるシート体の貼合せ装置であって、
   表面に前記シート体が配置された前記物品を支持する支持治具と、
   前記支持治具の上方に移動可能に配置され、内部に磁性流体が充填された袋体と、
   前記支持治具に磁性引力を発生させる磁性引力発生部とを備え、
   前記磁性流体が前記磁性引力によって前記支持治具側に引き寄せられることにより、前記袋体が前記シート体を上から押圧するシート体の貼合せ装置。
2. 前記袋体内の前記磁性流体の量を増減させる磁性流体増減部を更に備えた、請求項１に記載のシート体の貼合せ装置。
3. 前記支持治具は磁性引力発生部である、請求項１又は２に記載のシート体の貼合せ装置。
4. 前記磁性引力発生部は、前記シート体の押圧部分に合わせて電圧が印加される、前記支持治具に内蔵された複数の電磁石である、請求項１又は２に記載のシート体の貼合せ装置。
5. 前記磁性引力発生部は、前記シート体の押圧部分に合わせて移動する、前記支持治具の下側に移動可能に取り付けられた磁石である、請求項１又は２に記載のシート体の貼合せ装置。
6. 物品の表面にシート体が貼り合わされた製品の製造方法であって、
   支持治具に前記物品を支持させる工程と、
   前記物品の表面に前記シート体を配置する工程と、
   内部に磁性流体が充填された袋体を前記シート体の上方から前記シート体に対して位置決めする工程と、
   前記支持治具に磁性引力を発生させ、前記磁性流体が前記磁性引力によって前記支持治具側に引き寄せられることにより、前記袋体を前記シート体に押圧させる工程とを備えた、物品の表面にシート体が貼り合わされた製品の製造方法。
7. 前記袋体を前記シート体に押圧させる工程において、前記袋体を膨張させる、請求項６に記載の物品の表面にシート体が貼り合わされた製品の製造方法法。
8. 前記袋体を前記シート体に押圧させる工程において、磁性引力の発生位置を変化させる、請求項６又は７に記載の物品の表面にシート体が貼り合わされた製品の製造方法。
   
   

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