JP3862560B2 - 通気材およびその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する分野】
この発明は、通気材およびその製造方法並びに通気材の通気度測定方およびその装置に係り、特に、通気材を効率よく製造する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の通気材としては、多孔質膜を単層もしくは片面に通気性のある基材が貼り付けられた多孔質膜を多孔質膜側からリング状の両面テープによって孔の開いていないシート状物（以下、適宜、「セパレータ」という）に貼り付けられたものが使用されている。
【０００３】
例えば、帯状のセパレータに円形の通気材が等間隔に貼り付けられてテープリール成形されたものや、幅広のセパレータに通気材を２次元配列したものが使用されている。
【０００４】
このように孔の開いていない各種セパレータに貼り付けられた通気材の品質検査である通気度測定は、ロットごとに抜き取りによる検査が行なわれている。つまり、抜き取られた通気材（セパレータに貼り付けられた製品）は、人手によってセパレータから剥離され、単一の検査装置（ＪＩＳ Ｐ８１１７のガーレー試験法に基づく装置）に装着される。
【０００５】
そして、検査装置では通気材に１００ｍｌの空気が通過するのに要する時間を測定し、このときの値をガーレー値として通気材の良否判定を行なっている。この通気材の良否判定は、実測によるガーレー値と予め品種ごとに定まった基準値のガーレー値とを比較し、良否判定を行なっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、通気材は、その製造工程において孔の開いていない各種セパレータの上に積層形成されているので、全ての通気材をセパレータから剥離して通気度を測定することはできない。つまり、全数検査をすることができないので、製造ロットによっては、不良品が多数発生してしまうといった問題がある。
【０００７】
また、通気材の通気度測定の実行および通気度測定や外観検査によって不良品となった通気材の回収を手作業で行なうので作業効率が悪いといった不都合も生じている。
【０００８】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、通気材を効率よく製造することのできる通気材およびその製造方法を提供することを主たる目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、多孔質膜を単層もしくは通気性のある基材と多孔質膜とを積層してなる通気材において、
前記通気材は、孔の開いたセパレータのその孔部分を覆うとともに、そのセパレータから剥離可能となるようにセパレータに貼付けられたものである。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の通気材の製造方法であって、前記通気材の検査工程と、前記検査工程の後に、不良の通気材に対して前記セパレータに形成された孔から棒状部材を突き上げて、このセパレータから通気材を剥離させて回収する回収工程とを備えたものである。
【００１５】
【作用】
請求項１に記載の発明の作用は次のとおりである。
すなわち、孔の開いたシート状物のその孔部分を覆うとともに、剥離可能となるようにそのシート状物に通気材が取り付けられているので、通気材の表面と裏面の間に気体の流通路が確保される。
【００１６】
また、請求項２に記載の発明によれば、検査工程で検査不良となった通気材に対して、シート状物から棒状部材によって突き上げられて、このシート状物から通気材が剥離される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
<通気材>
以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。
図１および図２はこの発明の一実施例に係り、図１は通気材の斜視図、図２は図１の斜視図に示す通気材のＡ−Ａ矢示断面図である。以下、図を参照しながら具体的に説明する。
なお、この実施例では、帯状のシート状物（以下、単に「セパレータＳ」という）に通気材を剥離可能に取り付けたものを例に採って説明する。
【００２２】
通気材１は、図１に示すように、円形状に形成されている。セパレータＳは、幅方向の中央部に小さな孔２が開けられている。この孔２はセパレータＳの長手方向に等間隔に連続して設けられている。通気材１は、セパレータＳの各孔２を覆うように取り付けられている。
【００２３】
この通気材１は、図２に示すように、セパレータＳの表面から上層に向かってリング状に裁断された両面テープ１ａ、円形の多孔質膜１ｂ、および円形の織布１ｃの順番で積層形成されている。
【００２４】
なお、リング状に裁断された両面テープ１ａの開口部Ｈの直径と、セパレータＳの孔２の直径とが略同一であるとともに、両面テープ１ａの開口部ＨがセパレータＳの孔２の位置と一致するように、その両面テープ１ａがセパレータＳの表面に貼り付けられている。また、両面テープ１ａ、多孔質膜１ｂ、および織布１ｃの外径のそれぞれは、すべて同一となっている。
【００２５】
つまり、通気材１は、セパレータＳに貼り付けられた状態で孔２を介して、その表面と裏面との間を空気が流通できる構造となっている。
【００２６】
なお、この通気材１は次のようにしてセパレータＳ上に積層形成されている。先ず、セパレータＳよりも幅の狭い両面テープ１ａをセパレータＳの長手方向に沿って、その表面に貼り付ける。そして、両面テープ１ａと下層のセパレータＳにも孔２が開くように裁断される。
【００２７】
そして、両面テープ１ａの上に多孔質膜１ｂと織布１ｃとからなる帯状物を貼り合せ、両面テープ１ａ、多孔質膜１ｂ、および織布１ｃを予め定められた外径に裁断する。
以上のように加工することによって、この実施例の通気材１が積層形成される。
【００２８】
なお、通気材１の形状は、円形のものに限定されるものではない。
【００２９】
<通気度測定方法>
次に、上述したようにセパレータＳの各孔２を覆うように貼り付けられている通気材１の通気度を測定する方法について説明する。なお、この実施例では、通気材１の通気度として、ガーレー値を求める場合を例に採って説明する。
先ず、測定方法を説明する前に、この実施例に使用する測定装置の概略構成について説明する。
【００３０】
測定装置は、図３に示すように、セパレータＳを上下方向から挟み込むとともに、セパレータＳに貼り付けられた通気材１を椀状の内分空間に収めるように配備された一組の検査部材４（４ａ、４ｂ）と、この下部検査部材４ｂの底部に管を介して連通接続された真空ポンプ７とを備えている。この真空ポンプ７は、本発明装置の「気体流通手段」に相当する。
【００３１】
さらに、下部検査部材４ｂと真空ポンプ７との間には通気材１を通過した空気の流量を検出する流量計８と、通気材１に空気が通過するときの通気材１の表面側と裏面側の圧力の差（差圧）を検出する差圧計９と、真空ポンプ７を調節するレギュレータ１０とが設けられている。なお、この実施例の差圧計９は、通気材１の裏面側の圧力と大気圧との差圧を検出している。
【００３２】
両検査部材４ａ、４ｂは、セパレータＳの当接面側から内部に向かって椀状の内部空間を有するブロック状のものであって、その椀状の頂点部分（図３では検査部材４の縦方向の中心）から上部に向かって貫通孔５がそれぞれ設けられている。そして、上部検査部材４ａの貫通孔５は大気開放されており、下部検査部材４ｂの貫通孔５には真空ポンプ７に接続された管が連通接続されている。つまり、真空ポンプ７の作動による吸引力によって、通気材１の表面から裏面にかけて空気が通過するようになっている。
【００３３】
また、両検査部材４ａ、４ｂは、セパレータＳを挟み込んだ際に内部空間の気密性を保持するため、その当接部分にシリコーン樹脂製のＯ（オウ）リング６がそれぞれ取り付けられている。
なお、上部検査部材４ａ側のＯリング６は、通気材１の周端領域に直接当接してもよい。
【００３４】
次に、上述の測定装置を用いてガーレー値を求める方法について説明する。
先ず、基準のガーレー値と、通気材を通過した空気の流量と、空気が通気材を通過したときの通気材の表面側と裏面側の差圧から、ガーレー値の相関関係を求める場合について説明する。
【００３５】
一組の検査部材４でセパレータＳを挟み込んで内部空間に通気材１を収め、真空吸引による空気の流れを発生させて、セパレータＳの孔２を介して通気材１に空気を通過させる。なお、この時点で使用する通気材は、ＪＩＳ Ｐ８１１７試験法（ガーレー試験法）によりガーレー値が８．６ｓｅｃのものである。
【００３６】
そして、レギュレータ１０によって吸引力を可変調整しながら逐次に通気材１を通過した空気の流量を流量計８で、空気が通気材１を通過したときの通気材１の裏面側圧力と大気圧との差圧を差圧計９でそれぞれ検出する。このときの空気の流量と差圧との関係は、図４に示すように、１次式（ｙ＝５．２３５６Ｘ＋１．６２５７）で表すことができる。
【００３７】
すなわち、流量（Ｆ）と差圧（Ｐ）の関係を比例定数（Ｃ）として表すと、次式（１）となる。
【００３８】
Ｃ＝Ｆ／Ｐ … （１）
【００３９】
同様にガーレー値の異なった複数種類の通気材、例えば、ガーレー値が９．９ｓｅｃ、１６．２ｓｅｃ…などの通気材についても測定実験を行なってそれぞれの比例定数（Ｃ）を求め、これら求まった比例定数（Ｃ）と、それぞれの通気材ごとの基準となるガーレー値との相関をとると、図５に示す関数（ｙ＝４７．３７９Ｘ^-0.9595：ここで、ｙはガーレー値、Ｘは比例定数である）で表されることが確認できた。
【００４０】
なお、この関数の４７．３７９と、−０．９５９５の値のそれぞれは既定値である。そして、これらの既定値をα、βとおくと、ガーレー値は、次式（２）に示す相関式で表すことができる。
【００４１】
ガーレー値＝α・Ｃβ … （２）
【００４２】
すなわち、上述の実験を行なうことによって、通気材のガーレー値の相関式を求めることができ、この相関式を利用して、測定対象の通気材から検出された空気の流量と差圧の比である比例定数（Ｃ）に基づいて演算を行なうことで、ガーレー値を求めることができるという知見を発明者は得ることができた。
【００４３】
したがって、測定対象の通気材のガーレー値と、基準のガーレー値とを比較することによって、通気材の良否判定もできる。
【００４４】
<通気度測定装置>
次に、上述の通気度測定方法を利用し、帯状のセパレータＳに貼り付けられた通気材１の通気度（本実施例では、ガーレー値）を測定する通気度測定装置の全体構成について図６を参照しながら説明する。
なお、検査部材４（４ａ、４ｂ）については、上述の測定方法でその構成を説明しているので、同一箇所には同一符号を付すに止め、説明を省略する。
【００４５】
通気度測定装置は、図６に示すように、通気材１の搬送方向の上手側から順に大きく分けると、通気材１のガーレー値を求めるとともに、通気材１の良否判定を行なう検査部３（図６では中央下から左側にかけて一点鎖線で囲った部分）と、この検査部３で不良品と判定された通気材１を回収して廃棄する回収部１３（図６では中央上の２点鎖線で囲った部分）と、通気材１を搬送する搬送部２４（図６では右上の一点鎖線で囲った部分）と、良品の通気材１をリールに巻き取る巻取部２７と、これら各構成部を制御する制御部２８とから構成されている。以下、各部の構成および機能について説明する。
【００４６】
検査部３は、通気材１を内部空間に収めるようセパレータＳを上下方向から挟み込んで保持し、通気材１に空気を通過させる複数組（図６では５組）の検査部材４（４ａ、４ｂ）を備えている。また、下部検査部材４ｂのそれぞれには、貫通孔５と連通接続された管ｒを流通する空気の流量を測定する流量計８と、制御部２８からの信号を受けて真空吸引のオン・オフ切り換えをする電磁弁Ｂとを備えている。
【００４７】
さらに、その上手では、下部検査部材４ｂに個々に連通接続されていた管ｒが１本の管Ｒに纏められており、この管Ｒには、通気材１の裏面側の圧力と大気圧との差圧を検出する差圧計９と、吸引力を調節するレギュレータ１０と、真空ポンプ７とが備えられている。
【００４８】
なお、上部検査部材４ａは、駆動部１２によって、通気材１の上方の待機位置とセパレータＳを下部検査部材４ｂとで挟み込んで当接する位置とにわたって昇降移動するようになっている。
【００４９】
また、流量計８と差圧計９には、それぞれから検出されたデータに基づいて演算処理や種々の命令信号を送出するコンピュータ１１が接続されている。なお、コンピュータ１１は、この発明の演算処理部に相当する。
【００５０】
コンピュータ１１には、ガーレー値の相関式（ガーレー値＝α・Ｃβ）と、通気材１の基準となるガーレー値とが予め入力されている。つまり、流量計８と差圧計９から検出された各通気材１の空気の流量と差圧がコンピュータ１１に入力され、ガーレー値が逐次に算出されるようになっている。
【００５１】
また、コンピュータ１１は、例えば、差圧計９からの検出データに基づいてセパレータＳ上における通気材１の欠損の判定も行なっている。つまり、通気材１に空気を通過させたときに差圧を測定できなければ、通気材１の欠損と判定する。このとき、コンピュータ１１は、通気材１の欠損個所の真空吸引を停止させるようにその個所の電磁弁Ｂを閉じる信号を制御部２８に送出するようになっている。
【００５２】
回収部１３は、図６および図７に示すように、通気材１をセパレータＳから剥離する剥離機構１４と、剥離された通気材１を真空吸着する回収機構１７とから構成されている。
【００５３】
剥離機構１４は、先端に丸みを帯びた棒状部材１５と、この棒状部材１５を上下動させる駆動部１６とから構成されている。また、棒状部材１５は、その直径がセパレータＳに形成された孔２の直径よりも小さいものが取り付けられている。
【００５４】
つまり、棒状部材１５がセパレータＳの孔２を出入りするようになっており、孔２に棒状部材１５が入り込むと、図８に示すように、通気材１を突き上げてセパレータＳから通気材１を剥離するようになっている。このとき、セパレータＳから剥離された通気材１は、後述する回収機構１７の円筒部材１８によって真空吸着されるようになっている。
【００５５】
回収機構１７は、図７に示すように、底部の周縁領域がセパレータＳに当接するとともに、その底面側のみが開口して内部空間を有する円筒部材１８と、コイルバネ１９によって円筒部材１８内でスライド付勢（図７では下方への付勢力）されている吸着部材２０とを備えている。また、セパレータＳと当接する円筒部材１８の周縁領域にはＯ（オウ）リング２１が取り付けられている。
【００５６】
なお、吸着部材２０と円筒部材１８の上下方向の中心には貫通孔２２が設けられている。この貫通孔２２には、後段の真空ポンプ２３に接続された管が連通接続されている。
【００５７】
円筒部材１８は、セパレータＳに底部が当接したとき、その内部空間に通気材１が収まるようになっている。
【００５８】
吸着部材２０は、その表面（図７では下側）が椀状をしている。つまり、剥離機構１４によって、突き上げられて剥離した通気材１を効率よく真空吸着できるように、吸着部材２０の接地面積を広げている。
【００５９】
また、吸着部材２０は、棒状部材１５の突き上げ時にバネ付勢力に抗して後退し、通気材１の真空吸着を円滑に行なえるようになっている。
【００６０】
また、円筒部材１８は、駆動部１２によって通気材１の上方の待機位置と、セパレータＳに当接する位置とを昇降移動するとともに、不良品の通気材１を真空吸着したのち、上方の待機位置から図示しない廃棄処理部にわたって水平移動するようになっている。
【００６１】
搬送部２４は、図６に示すように、通気材１を把持する上下２個のローラ２５、２６とから構成されている。上部ローラ２５には、例えば金属ローラの表面にゴムシートなどが貼り付けられたものが使用され、下部ローラ２６には、例えば金属製のものが使用されている。
【００６２】
巻取部２７は、図示しない支軸に回転自在に軸支されたボビンを備えている。このボビンは、搬送部２４の上・下部ローラ２５、２６の回転駆動と連動して搬送されてくる良品の通気材１が貼り付けられている帯状のセパレータＳを逐次に巻き取るようになっている。
【００６３】
なお、上記実施例装置では、検査部材４を５組しか備えていないが、この数量に限定されるものではない。
【００６４】
次に、この実施例装置の一巡の動作を図９のフローチャートを参照しながら説明する。なお、通気材１の基準となるガーレー値と、演算用のガーレー値の相関式とは、予めコンピュータ１１に入力されているものとする。
【００６５】
＜ステップＳ１＞ 初期設定
真空ポンプ７を作動し、レギュレータ１０によって吸引力を調節する。
【００６６】
＜ステップＳ２＞ 通気材を検査部材に装着
帯状のセパレータＳに貼り付けられた測定対象の通気材１を検査部材４（４ａ、４ｂ）の配置位置まで搬送し、上部検査部材４ａを降下させてセパレータＳを下部検査部材４ｂとで挟み込んで、その内部空間に通気材１を収める。
【００６７】
＜ステップＳ３＞ 測定開始
セパレータＳを検査部材４で挟み込むと電磁弁Ｂを開けて通気材１に空気を通過させる。そして、通気材１を通過する空気の流量を流量計８で検出するとともに、通気材１の裏面側、つまり下部検査部材４ｂの内部空間側の圧力と大気圧との差圧を差圧計９で検出し、両検出データをコンピュータ１１に送出する。
【００６８】
＜ステップＳ４＞ 通気材に異常があるか
検出された空気の流量および差圧に異常が発生していた場合、つまり、通気材１がセパレータＳから欠損しているとき、ステップＳ５に進む。異常がなければステップＳ６に進む。
【００６９】
＜ステップＳ５＞ 電磁弁の閉塞
通気材１の欠損箇所の電磁弁Ｂを閉じる。その後、再度ステップＳ３に戻る。
【００７０】
＜ステップＳ６＞ ガーレー値の算出および通気材の良否判定
流量計８と差圧計９とから送出されてきた両検出データに基づいて、コンピュータ１１で通気材１ごとにガーレー値を算出するとともに、算出されたガーレー値と予め入力された所定の通気材１の基準値（ガーレー値）とを比較して良否判定を行なう。
【００７１】
＜ステップＳ７＞ 測定終了
各通気材１のガーレー値の算出および良否判定が終了すると上部検査部材４ａが上昇して待機位置に戻り、通気材１の搬送が開始される。
【００７２】
＜ステップＳ８＞ 不良品はあったか
ガーレー値を求めた通気材１に不良品があった場合、ステップＳ９に進む。不良品がなければステップＳ１０に進む。
【００７３】
＜ステップＳ９＞ 不良品の回収・廃棄
不良品判定された通気材１の箇所を回収部１３まで移送し、棒状部材１５をセパレータＳの孔２に挿入して不良品の通気材１をセパレータＳから剥離するように突き上げるとともに、円筒部材１８によって通気材１を真空吸着する。真空吸着された不良品の通気材１は、廃棄処理部まで円筒部材１８によって搬送されて廃棄される。不良品の通気材１を廃棄した円筒部材１８は、待機位置に復帰する。そして、回収・廃棄の一巡の動作が終了するとステップＳ１０に進む。
【００７４】
＜ステップＳ１０＞ 所定数に達したか
通気材１のガーレー値の測定が所定数に達すると全ての測定は終了する。逆に、所定数に達していなければステップＳ２からの動作が繰り返される。
【００７５】
上述のように、セパレータＳの長手方向に等間隔に孔２を設け、この孔２部分を開口するようにリング状に裁断された両面テープ１ａを介して円形の通気材１を貼り付けて形成することによって、その表面または裏面のいずれか側から空気を通過させることができる。すなわち、通気材１をセパレータＳから剥離することなく通気度測定を全数にわたって行なうことができる。
【００７６】
本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、下記のように変形実施することができる。
（１）上記実施例では、帯状のセパレータＳに連続して等間隔に並ぶ通気材１を例に採って説明したが、幅広のセパレータに通気材１を２次元配列させたものであってもよい。
【００７７】
また、幅広のセパレータに２次元配列された通気材１の通気度測定装置として、検査部材４を同様に２次元配列して複数個の通気材１の通気度を一度に測定できるように構成してもよい。
【００７８】
（２）上記実施例の装置では、セパレータＳ上の通気材１の欠損を空気の流通状態（差圧）から検知しているが、この形態に限定されるものではなく、ビデオカメラなどによって通気材の欠損状態を画像認識させて判別するようにしてもよい。
【００７９】
（３）上記実施例の装置では、通気度測定によって不良となった通気材１を剥離機構１４で剥離して回収していたが、外観検査によって不良となった通気材１についても回収することができる。
【００８０】
（４）上記実施例の装置では、通気度としてガーレー値を求める場合を例に採って説明したが、ガーレー値に限定されるものではなく、通気材を通過した空気の流量や、通気材の表面側と裏面側との差圧から求めるようにしてもよい。
【００８１】
（５）上記実施例の装置では、真空ポンプを利用して減圧によって通気材に空気を通過させていたが、加圧によって通気材に空気を通過させてもよい。
【００８２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、孔の開いたシート状物のその孔部分を覆うとともに、剥離可能となるようにそのシート状物に通気材が取り付けられているので、通気材の表面と裏面の間に気体の流通路を確保することができる。つまり、シート状物に通気材を貼り付けたまま気体を通気材に通過させることができる。
【００８３】
また、請求項２に記載の発明によれば、検査不良となった通気材に対して、シート状物の孔から棒状部材で突き上げて、通気材をシート状物から自動で剥離することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に係る通気材の斜視図である。
【図２】図１の斜視図に示す通気材のＡ−Ａ矢示断面図である。
【図３】実施例に係る通気度測定装置の要部構成を示した図である。
【図４】通気材に空気を通過させたときの流量と差圧との関係を示した図である。
【図５】通気材の比例定数（差圧と流量の比）とガーレー値との相関関係を示した図である。
【図６】実施例に係る通気度測定装置の全体構成を示した図である。
【図７】回収部の要部構成を示した図である。
【図８】回収部の動作説明に供する図である。
【図９】実施例装置の動作説明に供するフローチャートである。
【符号の説明】
Ｓ … セパレータ
１ … 通気材
２ … 孔
３ … 検査部
４ … 検査部材
７ … 真空ポンプ
８ … 流量計
９ … 差圧計
１０ … レギュレータ
１１ … コンピュータ
１４ … 剥離機構
１７ … 回収機構

Claims (2)

1. 多孔質膜を単層もしくは通気性のある基材と多孔質膜とを積層してなる通気材において、
   前記通気材は、孔の開いたセパレータのその孔部分を覆うとともに、そのセパレータから剥離可能となるようにセパレータに貼付けられた
   ことを特徴とする通気材。
2. 請求項１に記載の通気材の製造方法であって、
   前記通気材の検査工程と、
   前記検査工程の後に、不良の通気材に対して前記セパレータに形成された孔から棒状部材を突き上げて、このセパレータから通気材を剥離させて回収する回収工程と、
   を備えたことを特徴とする通気材の製造方法。

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