JP4682847B2 - 複層ガラスのスペーサ形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、複層ガラスのスペーサ形成方法に関し、さらに詳しくは、生産性を向上することができる複層ガラスのスペーサ形成方法に関する。

建築分野や自動車分野などにおいて、断熱、結露防止、防音などを目的として、従来から複層ガラスが用いられている。このような複層ガラスとして、ガラス板の周縁部間に乾燥剤を混入したゴムや樹脂などからなるスペーサを設け、ガラス板間に外気と遮断した気密の空気層を形成した複層ガラスが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

上記複層ガラスを製造する場合、所定の間隔に保持した２枚のガラス板間の周縁部に沿ってスペーサ成形材料を押し出してスペーサを形成する方法と、一方のガラス板上面の周縁部に沿ってスペーサ成形材料を押し出してスペーサを形成した後、他方のガラス板を圧着する方法が周知である（例えば、特許文献３，４参照）。

後者の方法では、スペーサ成形材料を塗布する塗布ヘッドを備えた多関節ロボットを使用し、水平に保持された一方のガラス板の上面周縁部に沿って多関節ロボットにより塗布ヘッドを移動させながら、一定の塗布量でスペーサ成形材料を塗布することにより、スペーサを自動形成している。塗布ヘッドがガラス板のコーナーに達すると、多関節ロボットが塗布ヘッドを回転させ、スペーサ成形材料を吐出する塗布ヘッドの吐出口の向きを変更する。

ところで、近年、企業間の競争の激化により、複層ガラスのコスト削減が求められている。そこで、多関節ロボットを用いた上記方法において、塗布ヘッドの移動速度を高速化（６０ｍｍ／ｓｅｃ．以上）することで、生産性を高めて低コスト化を図ろうとすると、ガラス板のコーナー領域において、所定の塗布領域から外側に多量のスペーサ成形材料がはみ出し、形成されたスペーサの外観が悪化する。構造上、高速化した塗布ヘッドの移動速度に対して、塗布ヘッドの回転速度を追従させることができないためである。

そこで、多関節ロボットを用いたスペーサ自動形成工程では、良好なスペーサ形状を得るため、塗布ヘッドの回転速度に合わせて、塗布ヘッドを周縁部に沿って一定速度で移動させるようにしており、塗布ヘッドの移動速度、即ちスペーサの成形速度が塗布ヘッドの回転速度に依存せざるを得ず、それが生産性を改善する妨げになっていた。

本発明の目的は、良好な外観を有するスペーサを塗布ヘッドの回転速度に依存することなく形成し、生産性を向上することが可能な複層ガラスのスペーサ形成方法を提供することにある。

上記目的を達成する本発明の複層ガラスのスペーサ形成方法は、旋回及び回転可能な多関節ロボット（Ｒ）のアーム（１１、１２、１３）の先端に、横方向に向いた吐出口（２０）を有する塗布ヘッド（Ｈ）を取り付け、前記吐出口（２０）から吐出されるスペーサ成形材料を、矩形状のガラス板（１）の上面の周縁部（１ａ）に沿って塗布する複層ガラスのスペーサ形成方法であって、前記ガラス板（１）の上面の周縁部（１ａ）における第１直線領域（ａ１）では、前記塗布ヘッド（Ｈ）を前記周縁部（１ａ）に沿って移動させながら前記吐出口（２０）から前記スペーサ成形材料を吐出し、前記塗布ヘッド（Ｈ）が前記第１直線領域（ａ１）に続く第１コーナー領域（ｂ１）に達したときは、前記吐出口（２０）からの前記スペーサ成形材料の吐出を停止すると共に、該第１直線領域（ａ１）と該第１コーナー領域（ｂ１）に続く第２直線領域（ａ２）との交点（Ａ）を過ぎる位置（Ｂ）まで、該第１直線領域（ａ１）での移動速度よりも遅い速度で該塗布ヘッド（Ｈ）をそのまま移動させ、次いで前記塗布ヘッド（Ｈ）を回転させて前記吐出口（２０）の向きを前記第２直線領域（ａ２）に前記スペーサ成形材料を塗布するのに適した方向に変更しつつ、該塗布ヘッド（Ｈ）を該第２直線領域（ａ２）に向けて該塗布ヘッド（Ｈ）の回転速度に対応する速度以下で移動させ、前記塗布ヘッド（Ｈ）が前記第２直線領域（ａ２）に達したときは、前記吐出口（２０）からの前記スペーサ成形材料の吐出を開始すると共に、該塗布ヘッド（Ｈ）を前記周縁部（１ａ）に沿って前記第１直線領域（ａ１）での移動速度と同じ速度で移動させることを特徴とするものである。

上述した本発明によれば、コーナー領域で塗布ヘッドの吐出口からスペーサ成形材料を吐出するのを停止するので、ガラス板の所定の塗布領域から外側に多量のスペーサ成形材料がはみ出すことがない。そのため、直線領域でスペーサ成形材料を吐出する塗布ヘッドを塗布ヘッドの回転速度に依存することなく高速で移動させる一方、コーナー領域で塗布ヘッドの回転速度に対応した速度以下に落として塗布ヘッドを移動させても、外観が良好なスペーサを形成することができる。従って、良好な外観を有するスペーサを直線領域で塗布ヘッドの回転速度に依存することなく形成し、生産性を向上することができる。

［図１］本発明の複層ガラスのスペーサ形成方法により形成されるスペーサを有する複層ガラスの一例を示す断面図である。
［図２］本発明の複層ガラスのスペーサ形成方法で使用される多関節ロボットの一例を示す側面図である。
［図３］本発明の複層ガラスのスペーサ形成方法で使用される塗布ヘッドの部分拡大断面図である。
［図４］塗布ヘッドに接続されるスペーサ成形材料供給手段と１次シーリング剤供給手段を示す説明図である。
［図５］本発明の複層ガラスのスペーサ形成方法を説明する平面図である。
［図６］塗布ヘッドの吐出口の向きを変更する好ましい方法を説明する部分平面図である。
［図７］本発明の複層ガラスのスペーサ形成方法により形成されるスペーサを有する複層ガラスの他の例を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の複層ガラスのスペーサ形成方法により形成されるスペーサを備えた複層ガラスの一例を示す。図１に示す複層ガラスＧ１は、矩形状のガラス板１，２の周縁部１ａ，２ａ間に、上下両面に１次シーリング剤層３，４を備えたスペーサ５を設け、ガラス板１，２間にスペーサ５に囲まれた気密の空気層６を形成した構造になっている。ガラス板１，２間のスペーサ５の外周側には２次シーリング材層７が設けられている。

上記複層ガラスＧ１は、水平に載置した一方のガラス板１の上面１Ｘの周縁部１ａにスペーサ５を形成した後冷却し、次いで他方のガラス板２を圧着した後、２次シーリング剤層７を形成して得られる。本発明の複層ガラスのスペーサ形成方法は、このような複層ガラスＧ１のスペーサ５を形成するのに用いられる。

以下、図２〜６を参照しながら、本発明の複層ガラスのスペーサ形成方法の実施形態を説明する。

図２は、本発明の複層ガラスのスペーサ形成方法に使用する多関節ロボットの一例を示す。この多関節ロボットＲは、回転テーブル１０、第１旋回アーム１１、第２旋回アーム１２、第３旋回アーム１３を備えている。回転テーブル１０はベース部１４上に突設した回転軸１５の上端に固定されている。回転軸１５が上下に延在する回転中心軸１５ａを中心に回転することで、回転テーブル１０が回転するようになっている。

回転テーブル１０には、上下に延在する第１旋回アーム１１の下端部が連結されている。第１旋回アーム１１は、下端部の左右水平方向に延在する旋回中心軸１１ａを中心に前後（図２の左右）に旋回可能になっている。

第１旋回アーム１１の上端部に、前後に延在する第２旋回アーム１２の後部が連結されている。第２旋回アーム１２は、後部の左右水平方向に延在する旋回中心軸１２ａを中心に上下に旋回可能になっている。

第２旋回アーム１２は、第１旋回アーム１１に連結された連結アーム部１２Ｘとこの連結アーム部１２Ｘに回転可能に取り付けた回転アーム部１２Ｙとから構成されている。回転アーム部１２Ｙが、前後に延在する回転中心軸ｙを中心に回転するようになっている。

第２旋回アーム１２の先端に、上下に延在する第３旋回アーム１３の上端部が連結されている。第３旋回アーム１３は、上部の左右水平方向に延在する旋回中心軸１３ａを中心に前後に旋回可能になっている。

第３旋回アーム１３の下端に、スペーサ成形材料を塗布する塗布ヘッドＨの上端が連結されている。塗布ヘッドＨは、上下に延在する回転中心軸Ｈａを中心に回転可能になっている。

不図示のアクチュエータにより作動し、回転テーブル１０、第１旋回アーム１１、第２旋回アーム１２、第３旋回アーム１３を適宜作動させることで、塗布ヘッドＨをセットされた一方のガラス板１の周縁部１ａに沿って移動させるようにしている。

塗布ヘッドＨは、図３に示すように、下端部にスペーサ成形材料を吐出する吐出口２０を備えている。一方向（横方向）に向いた吐出口２０には、乾燥剤を配合したスペーサ成形材料を供給する通路２１が連通している。吐出口２０近傍の通路２１の上下壁面２２，２３には、１次シーリング剤層３，４を形成するための１次シーリング剤を供給する供給路２４，２５が開口している。吐出口２０からは、スペーサ成形材料とシーリング剤を積層状態にし、スペーサ５とその上下両面に積層した１次シーリング剤層３，４とからなる積層体が吐出されるようになっている。

塗布ヘッドＨには、図４に示すように、配管３１，３２，３３とバルブ３４，３５，３６を介して乾燥剤を配合したスペーサ成形材料を供給する手段３７と１次シーリング剤を供給する手段３８が接続されている。

本発明の複層ガラスのスペーサ形成方法は、上述した多関節ロボットＲと塗布ヘッドＨを用いて以下のように行う。

先ず、図５に示すように、矩形状の一方のガラス板１を水平にセットし、次いで、ガラス板１の上面１Ｘの周縁部１ａの第１直線領域ａ１の開始位置に塗布ヘッドＨを位置させる。この時、塗布ヘッドＨの吐出口２０は矢印Ｋで示す塗布ヘッドＨの移動方向と逆方向を向いている。この逆方向が周縁部１ａの４つの直線領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４での塗布ヘッドＨの塗布方向である。

多関節ロボットＲにより塗布ヘッドＨを周縁部１ａに沿って第１直線領域ａ１を矢印Ｋで示す方向に移動させながら、吐出口２０からスペーサ成形材料と１次シーリング剤がストリップ状に定量吐出され、スペーサ５とその上下両面に積層した１次シーリング剤層３，４とからなる積層体８が第１直線領域ａ１に形成される。直線領域１ａにおける塗布ヘッドＨの移動速度は、周縁部１ａのコーナー領域の塗布ヘッドＨの移動速度より大幅に速い速度（例えば、１２０ｍｍ／ｓｅｃ．）である。

第１直線領域ａ１からそれに続く周縁部１ａの第１コーナー領域ｂ１に塗布ヘッドＨが達した時に、バルブ３４，３５，３６を閉止し、吐出口２０からスペーサ成形材料と１次シーリング剤を吐出するのを停止する。第１コーナー領域ｂ１移動中、多関節ロボットＲが塗布ヘッドＨを回転させ、スペーサ成形材料と１次シーリング剤の吐出を停止した塗布ヘッドＨの吐出口２０の向きを第１コーナー領域ｂ１に続く周縁部１ａの第２直線領域ａ２を塗布するのに適した方向に変更する。第１コーナー領域ｂ１における塗布ヘッドＨの移動速度は、塗布ヘッドＨの回転速度に対応する速度（例えば、６０ｍｍ／ｓｅｃ．）以下である。

図６に、好ましい変更方法の一例を示す。第１直線領域ａ１の塗布中心ラインｃ１と第２直線領域ａ２の塗布中心ラインｃ２の第１コーナー領域ｂ１での交点をＡとすると、第１コーナー領域ｂ１に達し、スペーサ成形材料と１次シーリング剤の吐出を停止した塗布ヘッドＨを、吐出口２０が交点Ａを過ぎる位置Ｂまで移動させる。この移動距離ｍとしては、スペーサ成形材料と１次シーリング剤にもよるが、例えば、５ｍｍ程度にすることができる。この移動時、好ましくは、塗布ヘッドＨ’で示すように、吐出口２０の向きを若干内側に向くように塗布ヘッドＨを回転させるのがよい。その回転角度としては、１〜２°程度である。

吐出口２０が位置Ｂまで移動すると、矢印Ｑで示すように、吐出口２０を外側に向くように塗布ヘッドＨを回転させながら、塗布ヘッドＨを第２直線領域ａ２に向け、かつ第２直線領域ａ２の塗布中心ラインｃ２に向けて移動させる。第２直線領域ａ２に達した時に、塗布中心ラインｃ２まで吐出口２０の塗布中心ｎが戻るようにする。

第２直線領域ａ２に塗布ヘッドＨが達すると、バルブ３４，３５，３６を開にして吐出口２０からスペーサ５とその上下両面に積層した１次シーリング剤層３，４とからなる積層体８を再びストリップ状にして吐出する。

位置Ｂからスペーサ成形材料と１次シーリング剤を停止する位置Ｄまでの距離Ｌ１及び再びスペーサ成形材料と１次シーリング剤を吐出する位置Ｅまでの距離Ｌ２は、通常、配管３１，３２，３３中の残圧を考慮してそれぞれ１０ｍｍ程度にすることができるが、配管寸法やスペーサ成形材料などの種類により適宜決められるものである。吐出を再び開始する位置Ｅでは、吐出口２０の向く角度αが塗布中心ラインｃ２に対して約５°程度となるようにし、そこから角度αを徐々に減少させ、位置Ｅから約２０ｍｍの位置Ｆで０°となり、吐出口２０の吐出中心ｎが塗布中心ラインｃ２と重なるようにするのが、多関節ロボットＲにより塗布ヘッドＨを円滑に移動させ、かつ外観が良好なスペーサ５を形成するためによい。

図６において、二点鎖線で示すＳは、位置Ｄから位置Ｆまでの区域における吐出口２０の吐出中心ｎの移動軌跡である。それ以外の区域での吐出口２０の吐出中心ｎの移動軌跡は、塗布中心ライン上にある。また、図６の塗布ヘッドＨは、図面を見易くするため、両端を折り曲げた線で描いて簡略化している。折り曲げ方向が吐出口２０の向く方向である。

塗布ヘッドＨは、第２直線領域ａ２から、第２コーナー領域ｂ２、第３直線領域ａ３、第３コーナー領域ｂ３、第４直線領域ａ４、第４コーナー領域ｂ４を経て、第１直線領域まで移動するが、第２〜４コーナー領域ｂ２，ｂ３，ｂ４では、上記第１コーナー領域ｂ１と同様にして、塗布ヘッドＨの吐出口２０からスペーサ成形材料と１次シーリング剤を吐出するのを停止し、塗布ヘッドＨを回転させて吐出口２０の向きを変更する。

上述した本発明によれば、コーナー領域ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４で塗布ヘッドＨの吐出口２０からスペーサ成形材料と１次シーリング剤を吐出するのを停止するので、ガラス板１の所定の塗布領域から外側に多量のスペーサ成形材料と１次シーリング剤とがはみ出すことがない。そのため、直線領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４で塗布ヘッドＨを塗布ヘッドＨの回転速度に依存することなく高速で移動させる一方、コーナー領域ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４で塗布ヘッドＨの回転速度に対応した速度以下に落として塗布ヘッドＨを移動させても、１次シーリング剤層３，４を備えた外観が良好なスペーサ５を形成することができる。従って、良好な外観を有する１次シーリング剤層３，４を備えたスペーサ５を直線領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４で塗布ヘッドＨの回転速度に依存することなく形成でき、生産性を向上することが可能になる。

スペーサ成形材料及び１次シーリング剤は溶融状態にあり、柔かいため、コーナー領域ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４でスペーサ成形材料と１次シーリング剤の吐出を停止しても、吐出されたストリップ状の積層体８が切れるような不具合が発生することがない。

また、塗布ヘッドＨからの塗布量と塗布ヘッドＨの移動速度を容易に連動させて自動制御しながら、良好な外観を有する１次シーリング剤層３，４を備えたスペーサ５を形成することができる。

また、塗布ヘッドＨを各コーナー領域ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４で移動させる際に、吐出口２０が交点Ａを過ぎる位置まで移動させ、次いで各コーナー領域ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４に続く次の各直線領域ａ２，ａ３，ａ４，ａ１に向けて移動させながらその塗布中心ラインまで戻るようにしたので、１次シーリング剤層３，４を備えたスペーサ５（積層体８）のコーナー部９を直角に近い鋭角状にすることができる。そのため、外観を一層良好にすることができ、かつ２次シーリング剤層７を設ける幅を十分に確保することができる。

本発明において、スペーサ５を構成するスペーサ成形材料としては、従来公知の乾燥剤を配合したゴム、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマーなどからなるスペーサ成形材料を使用することができる。好ましくは、熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマーなどの熱可塑性材料、例えば、日本国特開２０００−１１９５３７号公報に開示される熱可塑性エラストマー組成物や、日本国特開２００１−３５４９４９号公報に開示されるスペーサ機能とシーリング機能を備えたシーリング剤組成物などを好ましく挙げることができる。

１次シーリング層３，４に使用するシーリング剤としては、ガラス板１，２とのシーリング機能があれば特に限定されるものではなく、例えば、ブチル系シーリング剤組成物などのホットメルトタイプの接着剤などを用いることができる。

複層ガラスＧ１に使用されるガラス板１，２としては、通常、建材や車両などに広く使用されている窓、ドアなどのガラス板や、強化ガラス板、金属網入りガラス板、熱線吸収ガラス板などのように、内面に金属や他の無機物を薄くコーティングしたガラス板や、有機ガラス板と呼ばれるアクリル樹脂板、ポリカーボネート板などを例示することができる。

本発明の複層ガラスのスペーサ形成方法が使用される複層ガラスは、図１の複層ガラスＧ１に限定されず、例えば、図７に示す複層ガラスＧ２などであってもよい。この複層ガラスＧ２は１次シーリング層３，４がなく、ガラス板１，２間にスペーサ５と２次シーリング剤層７のみを配置したものである。このスペーサ５はスペーサ機能とシーリング機能を備えたスペーサ成形材料から構成されている。このような複層ガラスＧ２のスペーサ５を形成するには、１次シーリング剤を供給する供給路２４，２５がない塗布ヘッドを使用することができる。

また、上述した実施形態では、２枚のガラス板１，２を有する複層ガラスにおいて、スペーサ５を形成する方法を説明したが、各ガラス板間にスペーサを介在させた３枚以上のガラス板を有する複層ガラスであっても、各スペーサを形成するのに本発明の複層ガラスのスペーサ形成方法を使用することができる。また、２次シーリング剤層７がない構造の複層ガラスであってもよい。

また、塗布ヘッドＨからの塗布量と塗布ヘッドＨの移動速度を連動させて自動制御しながら、良好な外観を有する１次シーリング剤層３，４を備えたスペーサ５を形成することが可能であれば、コーナー領域において、塗布ヘッドＨから塗布される塗布量を減少させて塗布するようにしてもよい。

上述した優れた効果を有する本発明の複層ガラスのスペーサ形成方法は、建築分野や自動車分野などにおいて、断熱、結露防止、防音などを目的とする複層ガラスのスペーサを形成するのに極めて有効に利用することができる。

Claims (6)

1. 旋回及び回転可能な多関節ロボット（Ｒ）のアーム（１１、１２、１３）の先端に、横方向に向いた吐出口（２０）を有する塗布ヘッド（Ｈ）を取り付け、前記吐出口（２０）から吐出されるスペーサ成形材料を、矩形状のガラス板（１）の上面の周縁部（１ａ）に沿って塗布する複層ガラスのスペーサ形成方法であって、
   前記ガラス板（１）の上面の周縁部（１ａ）における第１直線領域（ａ１）では、前記塗布ヘッド（Ｈ）を前記周縁部（１ａ）に沿って移動させながら前記吐出口（２０）から前記スペーサ成形材料を吐出し、
   前記塗布ヘッド（Ｈ）が前記第１直線領域（ａ１）に続く第１コーナー領域（ｂ１）に達したときは、前記吐出口（２０）からの前記スペーサ成形材料の吐出を停止すると共に、該第１直線領域（ａ１）と該第１コーナー領域（ｂ１）に続く第２直線領域（ａ２）との交点（Ａ）を過ぎる位置（Ｂ）まで、該第１直線領域（ａ１）での移動速度よりも遅い速度で該塗布ヘッド（Ｈ）をそのまま移動させ、
   次いで前記塗布ヘッド（Ｈ）を回転させて前記吐出口（２０）の向きを前記第２直線領域（ａ２）に前記スペーサ成形材料を塗布するのに適した方向に変更しつつ、該塗布ヘッド（Ｈ）を該第２直線領域（ａ２）に向けて該塗布ヘッド（Ｈ）の回転速度に対応する速度以下で移動させ、
   前記塗布ヘッド（Ｈ）が前記第２直線領域（ａ２）に達したときは、前記吐出口（２０）からの前記スペーサ成形材料の吐出を開始すると共に、該塗布ヘッド（Ｈ）を前記周縁部（１ａ）に沿って前記第１直線領域（ａ１）での移動速度と同じ速度で移動させることを特徴とする複層ガラスのスペーサ形成方法。
2. 前記交点（Ａ）から前記位置（Ｂ）までの距離（ｍ）を５ｍｍにした請求項１に記載の複層ガラスのスペーサ形成方法。
3. 前記位置（Ｂ）と、前記吐出口（２０）からのスペーサ成形材料の吐出を停止する位置（Ｄ）との間の距離（Ｌ１）を１０ｍｍとし、かつ該位置（Ｂ）と、該吐出口（２０）からのスペーサ成形材料の吐出を開始する位置（Ｅ）との間の距離（Ｌ２）を１０ｍｍとした請求項１又は２に記載の複層ガラスのスペーサ形成方法。
4. 前記交点（Ａ）から前記位置（Ｂ）へ移動する際に、前記塗布ヘッド（Ｈ）を回転させて前記吐出口（２０）の前記ガラス板（１）の内側へ向けて傾く角度が１〜２°となるようにし、
   かつ該吐出口（２０）からのスペーサ成形材料の吐出を開始する位置（Ｅ）から２０ｍｍ離れた位置（Ｆ）まで移動する際に、該塗布ヘッド（Ｈ）を回転させて該吐出口（２０）の該ガラス板（１）の内側へ向けて傾く角度が５°から０°まで徐々に減少するようにした請求項１〜３のいずれかに記載の複層ガラスのスペーサ形成方法。
5. 前記吐出口（２０）から前記スペーサ成形材料の上下に積層するように１次シーリング剤も吐出するようにした請求項１〜４のいずれかに記載の複層ガラスのスペーサ形成方法。
6. 前記スペーサ成形材料が乾燥剤を配合した熱可塑性材料からなる請求項１〜５のいずれかに記載の複層ガラスのスペーサ形成方法。

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