JP4871945B2 - フィルム貼付装置及びフィルム貼付け方法 - Google Patents
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Description
本発明は、フィルム貼付装置及びフィルム貼付け方法に関し、更に詳しくは、ハニカム構造体にフィルムを自動的に貼り付けることができるフィルム貼付装置及びフィルム貼付け方法に関する。
ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排ガスには、環境汚染の原因となる炭素を主成分とするパティキュレート（粒子状物質）が多量に含まれている。そのため、一般的にディーゼルエンジン等の排気系には、パティキュレートを捕集するためのフィルターが搭載されている。
このようなフィルターとしては、例えば、図１０に示すような、複数のセル５１を区画形成する多孔質の隔壁５２を有するハニカム構造体５０と、各セル５１の二つの開口端部のうちの一方を目封止するように配設された目封止部５３と、を備え、この目封止部５３が、ハニカム構造体５０の一端面側と他端面側とで相補的な市松模様状に配設された目封止ハニカム構造体１５０が用いられている。
目封止ハニカム構造体の製造方法としては、未焼成のハニカム構造体の一方の端面に、粘着面を有するフィルム（以下、「マスク」と記す場合がある）を貼り付け、このマスクの、目封止部が配設されるべきセルを覆っている部分に、画像処理を利用したレーザ加工等によって孔を開けた後、マスクが貼り付けられた端部を目封止用スラリーに浸漬し、セルの端部に目封止用スラリーを充填し、乾燥させ、端面に貼り付けたマスクを剥し、焼成する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の製造方法は、人手でフィルムをハニカム構造体の端面及び側面の一部に貼り付けるものであるが、この作業は、熟練した作業者でないと、貼り付けたフィルムにしわや弛みが生じてしまうという場合があった。このようにしわや弛みが生じると、目封止部を良好に形成することが困難になることがあった。また、熟練した作業者であっても、フィルムを貼り付ける作業には時間がかかっていた。
本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、ハニカム構造体にフィルムを自動的に貼り付けることができるフィルム貼付装置及びフィルム貼付け方法を提供する。
本発明によれば、以下に示す、フィルム貼付装置及びフィルム貼付け方法が提供される。
［１］ 粘着面を有するフィルムを把持し、平面状に保持する把持部材と、平面状に保持された前記フィルムの前記粘着面を、二つの端面間を連通する複数のセルが形成された柱状のハニカム構造体の一方の端面に押し付けて、前記一方の端面に前記フィルムを貼り付ける押付け部材と、前記ハニカム構造体の、前記フィルムが貼り付けられた側の端部が挿入され得る、開口径の上限値が前記ハニカム構造体の前記一方の端面の外径の−５ｍｍである開口部が形成されており、その硬度の下限値が１０度であり、上限値が６０度である折込部材と、を備え、前記折込部材は、前記開口部に前記ハニカム構造体が挿入されることによって、前記一方の端面からはみ出した前記フィルムのはみ出し部を、前記ハニカム構造体の側面の方に折り込むとともに、折り込まれた前記はみ出し部の少なくとも一部を前記ハニカム構造体の側面の一部に押し付けて、変形し、前記フィルムを前記側面に貼り付けるものであり、前記硬度が、押針の形状が高さ２．５ｍｍの円錐台形であるアスカーゴム硬度計を用いて、前記折込部材の平坦面に直角に押針を直接押し付けて測定したときの値であるフィルム貼付装置。
［２］ 前記開口部の開口径の下限値が、前記ハニカム構造体の前記一方の端面の外径の−３０ｍｍである前記［１］に記載のフィルム貼付装置。
［２］ 前記開口部の開口径の下限値が、前記ハニカム構造体の前記一方の端面の外径の−３０ｍｍである前記［１］に記載のフィルム貼付装置。
［３］ 前記折込部材は、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、またはポリエチレン樹脂からなるものである前記［１］または［２］に記載のフィルム貼付装置。
［４］ 前記開口部の開口端縁の形状が、円形、楕円形、長円形、及び、四角形のいずれかである前記［１］〜［３］のいずれかに記載のフィルム貼付装置。
［５］ 前記開口部の開口径が、その内部に向かって均一である前記［１］〜［４］のいずれかに記載のフィルム貼付装置。
［６］ 前記押付け部材は、長手方向の中心軸を中心に回転可能な円柱状のものであり、前記長手方向の中心軸が、平面状に保持された前記フィルムと平行になるように配置されている前記［１］〜［５］のいずれかに記載のフィルム貼付装置。
［７］ 前記押付け部材の材料が、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、またはポリエチレンである前記［１］〜［６］のいずれかに記載のフィルム貼付装置。
［８］ 前記ハニカム構造体を所定の位置に搬送するための搬送台を更に備える前記［１］〜［７］のいずれかに記載のフィルム貼付装置。
［９］ 前記［１］〜［８］に記載のフィルム貼付装置を用いて前記ハニカム構造体に前記フィルムを貼り付けるフィルム貼付け方法であって、前記把持部材によって前記フィルムを把持し、平面状に保持する工程と、平面状に保持した前記フィルムの前記粘着面と前記ハニカム構造体の前記一方の端面が向かい合うように前記ハニカム構造体を配置する工程と、前記押付け部材によって、前記フィルムの前記粘着面を前記ハニカム構造体の一方の端面に押し付けて、前記一方の端面に前記フィルムを貼り付ける工程と、前記折込部材の前記開口部に前記ハニカム構造体を挿入することによって、前記フィルムのはみ出し部を、前記ハニカム構造体の側面の方に折り込むとともに、折り込まれた前記はみ出し部の少なくとも一部を前記ハニカム構造体の側面の一部に押し付ける工程と、を有するフィルム貼付け方法。
［１０］ 前記開口部の開口端縁と前記ハニカム構造体の端面の外周縁が同形状または相似形状であり、前記ハニカム構造体の端面の外径に対する、前記開口端縁の径の割合は、下限値が８０％であり、上限値が９５％である前記［９］に記載のフィルム貼付け方法。
［１１］ 前記折込部材の前記開口部に前記ハニカム構造体を挿入する際に、前記ハニカム構造体は、前記折込部材に対して、前記端面の外周縁の全部が、前記折込部材の、前記ハニカム構造体が挿入される側の面に当接するように配置される前記［９］または［１０］に記載のフィルム貼付け方法。
［１２］ 前記押付け部材は、長手方向の中心軸を中心に回転可能な円柱状のものであり、前記長手方向の中心軸が前記ハニカム構造体の長手方向の中心軸と直交するように配置されており、回転しながら前記端面に平行に３０〜８００ｍｍ／秒の速度で移動して、その外周面で前記フィルムを前記端面に押し付ける前記［９］〜［１１］のいずれかに記載のフィルム貼付け方法。
本発明のフィルム貼付装置は、ハニカム構造体にフィルムを自動的に貼り付けることができるという効果を奏するものである。
本発明のフィルム貼付け方法は、ハニカム構造体にフィルムを自動的に貼り付けることができるという効果を奏するものである。
以下、本発明の実施の最良の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。
［１］フィルム貼付装置：
図１は、本発明のフィルム貼付装置の一の実施形態を模式的に示す斜視図である。図１に示すように、本実施形態のフィルム貼付装置１００は、粘着面を有するフィルムを把持し、平面状に保持する把持部材１１と、平面状に保持されたフィルムの粘着面を、二つの端面間を連通する複数のセルが形成された柱状のハニカム構造体の一方の端面に押し付けて、一方の端面にフィルムを貼り付ける押付け部材２１と、ハニカム構造体の、フィルムが貼り付けられた側の端部が挿入され得る、開口径の上限値がハニカム構造体の一方の端面の外径の−５ｍｍである開口部３１ａが形成されており、硬度の下限値が１０度であり、上限値が６０度である折込部材３１と、ハニカム構造体を所定の位置に搬送するための搬送台４０とを備えている。また、折込部材３１は、開口部３１ａにハニカム構造体が挿入されることによって、変形し、一方の端面からはみ出したフィルムのはみ出し部を、ハニカム構造体の側面の方に折り込むとともに、折り込まれたはみ出し部の少なくとも一部をハニカム構造体の側面の一部に押し付けて、フィルムを側面に貼り付けるものである。上記硬度は、押針の形状が高さ２．５ｍｍの円錐台形であるアスカーゴム硬度計を用いて、上記折込部材の平坦面に直角に押針を直接押し付けて測定したときの値である。このような構成により、本実施形態のフィルム貼付装置１００は、ハニカム構造体にフィルムを自動的に貼り付けることができる。
図１は、本発明のフィルム貼付装置の一の実施形態を模式的に示す斜視図である。図１に示すように、本実施形態のフィルム貼付装置１００は、粘着面を有するフィルムを把持し、平面状に保持する把持部材１１と、平面状に保持されたフィルムの粘着面を、二つの端面間を連通する複数のセルが形成された柱状のハニカム構造体の一方の端面に押し付けて、一方の端面にフィルムを貼り付ける押付け部材２１と、ハニカム構造体の、フィルムが貼り付けられた側の端部が挿入され得る、開口径の上限値がハニカム構造体の一方の端面の外径の−５ｍｍである開口部３１ａが形成されており、硬度の下限値が１０度であり、上限値が６０度である折込部材３１と、ハニカム構造体を所定の位置に搬送するための搬送台４０とを備えている。また、折込部材３１は、開口部３１ａにハニカム構造体が挿入されることによって、変形し、一方の端面からはみ出したフィルムのはみ出し部を、ハニカム構造体の側面の方に折り込むとともに、折り込まれたはみ出し部の少なくとも一部をハニカム構造体の側面の一部に押し付けて、フィルムを側面に貼り付けるものである。上記硬度は、押針の形状が高さ２．５ｍｍの円錐台形であるアスカーゴム硬度計を用いて、上記折込部材の平坦面に直角に押針を直接押し付けて測定したときの値である。このような構成により、本実施形態のフィルム貼付装置１００は、ハニカム構造体にフィルムを自動的に貼り付けることができる。
また、図２は、図１に示すフィルム貼付装置１００の側面図である。図２に示すように、フィルム貼付装置１００は、搬送台４０側から順に、把持部材１１、押付け部材２１、及び、折込部材３１の各部材を配置して構成されている。
［１−１］把持部材：
本実施形態のフィルム貼付装置が備える把持部材は、粘着面を有するフィルムを把持し、平面状に保持するものである。このような把持部材によって、フィルムを平面状に保持するため、ハニカム構造体の端面に、しわや弛みなく、フィルムを貼り付けることができる。
本実施形態のフィルム貼付装置が備える把持部材は、粘着面を有するフィルムを把持し、平面状に保持するものである。このような把持部材によって、フィルムを平面状に保持するため、ハニカム構造体の端面に、しわや弛みなく、フィルムを貼り付けることができる。
図１に示すフィルム貼付装置１００の把持部材１１は、半円筒状の一対の爪を有し、全体として略円筒状であるものである。そして、図１に示すフィルム貼付装置１００は、把持部材１１の一対の爪を開閉させる駆動機構１２、駆動機構１２が昇降可能に取り付けられている第一支持柱１３、この第一支持柱１３の下方に固定され、その長手方向の中心軸が把持部材１１の長手方向の中心軸と平行になるように配置された支持棒１５、及び、フィルムを切るための切取り部材（図示せず）を備えている。この支持棒１５には、円筒状のフィルムロール１６が装着されている。フィルムロール１６は、粘着面を有するフィルム１６ａを巻き取ってなるものである。
把持部材は、フィルムの一端を把持して引っ張ることができる限り、特に形態が限定されるものではなく、樹脂や金属等の材質のものを用いることができる。また、把持部材の一対の爪は、その断面形状が、矩形、楕円、多角形などの筒状のものを用いることができる。また、把持部材は、一対の爪を有するものに限らず、バー形状のものを用いることもできる。
フィルムの材料は、特に制限はないが、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂、塩化ビニル樹脂であることが好ましい。これらの樹脂であると、ハニカム構造体の端面及び側面を良好にマスキングすることができる。また、粘着面を形成するための材料（粘着剤）としては、アクリル系の粘着剤、ゴム系の粘着剤、シリコーン系の粘着剤であることが好ましい。
フィルムの厚さは、下限値が５μｍであることが好ましく、１２μｍであることが更に好ましい。また、上限値は１００μｍであることが好ましく、５０μｍであることが更に好ましい。上記厚さが５μｍ未満であると、しわや弛みなく、ハニカム構造体にフィルムを貼り付けることが困難になるおそれがある。一方、１００μｍ超であると、フィルムの支持強度が増すため、ハニカム構造体にフィルムを貼り付けることが困難になるおそれがある。
［１−２］押付け部材：
本実施形態のフィルム貼付装置が備える押付け部材は、平面状に保持されたフィルムの粘着面を、非粘着面側から、二つの端面間を連通する複数のセルが形成された柱状のハニカム構造体の一方の端面に押し付けて、一方の端面にフィルムを貼り付けるものである。このような押付け部材によって、ハニカム構造体の端面に、しわや弛みなく、フィルムを貼り付けることができる。
本実施形態のフィルム貼付装置が備える押付け部材は、平面状に保持されたフィルムの粘着面を、非粘着面側から、二つの端面間を連通する複数のセルが形成された柱状のハニカム構造体の一方の端面に押し付けて、一方の端面にフィルムを貼り付けるものである。このような押付け部材によって、ハニカム構造体の端面に、しわや弛みなく、フィルムを貼り付けることができる。
押付け部材は、上述したように、フィルムをハニカム構造体の一方の端面に押し付けて、一方の端面にフィルムを貼り付けることができるものである限り特に形状などに制限はなく、例えば、ハニカム構造体の端面よりも面積が大きいものであってもよいし、小さいものであってもよい。
また、端面にフィルムを押し付ける方法としては、特に制限はなく、例えば、ハニカム構造体の端面よりも面積が大きい押付け部材を用いて、一度に貼り付けてもよいし、一方の端面の縁から次第に貼り付けていく方法であってもよい。このように一方の端面の縁から次第に貼り付けていく方法に用いる押付け部材としては、例えば、板状、円柱状、楕円柱状、四角柱状、多角柱状などのものを用いることができる。これらの中でも、長手方向の中心軸を中心に回転可能に支持された円柱状のものであって、その長手方向の中心軸が、平面状に保持されたフィルムと平行になるように配置されているものであることが好ましい。このような押付け部材を用いると、しわや弛みなく、良好にハニカム構造体の端面にフィルムを貼り付けることができる。
なお、円柱状の押付け部材を用いる場合、回転可能なものでなくてもよいが、回転可能であると、フィルムを端面に押し付けた際に、押付け部材とフィルムとの間に生じる摩擦力が小さくなるため、より良好にフィルムを端面に貼り付けることができる。
図１に示すフィルム貼付装置１００の押付け部材２１は、長手方向の中心軸を中心に回転可能に支持された円柱状のものであり、その長手方向の中心軸が、平面状に保持されるフィルムと平行になるように配置されているものである。そして、図１に示すフィルム貼付装置１００は、押付け部材２１を支持する昇降機構２２、及び、この昇降機構２２が昇降可能に取り付けられている第二支持柱２３を備えている。なお、昇降機構２２は、延出アーム２２ａを備えており、この延出アーム２２ａによって第二支持柱２３に直交する方向に延出することが可能である。図５は、延出アーム２２ａによって昇降機構２２が、第二支持柱２３に直交する方向に延出している状態を示している。
押付け部材の材料は、特に制限はないが、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、またはポリエチレン樹脂であることが好ましい。これらの材料を用いると、しわや弛みなく、より良好にフィルムを端面に貼り付けることができる。
押付け部材の硬度は、下限値が３０度であることが好ましく、４０度であることが更に好ましく、４５度であることが特に好ましい。また、上限値は９０度であることが好ましく、８５度であることが更に好ましく、８０度であることが特に好ましい。上記硬度が３０度未満であると、しわや弛みなく、フィルムを端面に貼り付けることが困難になるおそれがある。一方、９０度超であると、フィルムが破損するおそれがある。ここで、本明細書において「硬度」とは、押針の形状が高さ２．５ｍｍの円錐台形であるアスカーゴム硬度計を用いて、押付け部材または折込部材の平坦面に直角に押針を直接押し付けて測定したときの値である。
円柱状の押付け部材を用いる場合、その大きさは適宜選択することができるが、具体的には、直径は、その下限値が１０ｍｍであることが好ましく、１５ｍｍであることが更に好ましく、２０ｍｍであることが特に好ましい。また、上限値は５０ｍｍであることが好ましく、４０ｍｍであることが更に好ましく、３５ｍｍであることが特に好ましい。また、長さは、その下限値が５０ｍｍであることが好ましく、１００ｍｍであることが更に好ましく、１５０ｍｍであることが特に好ましい。また、上限値は１０００ｍｍであることが好ましく、９００ｍｍであることが更に好ましく、８５０ｍｍであることが特に好ましい。
ハニカム構造体は、例えば、複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を有するものであり、炭化珪素、コージェライト、コージェライト化原料、チタン酸アルミニウム化原料等のセラミックスの粉体を、有機バインダ、水等とともに混練して粘土状の坏土とし、この坏土を押出成形機などによってハニカム形状に成形し、乾燥させることによって製造することができるものである。なお、上記コージェライト化原料とは、シリカ（ＳｉＯ２）が４２〜５６質量％、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）が３０〜４５質量％、マグネシア（ＭｇＯ）が１２〜１６質量％の範囲に入るように混合された材料のことであり、焼成することによってコージェライトが生成される材料のことである。
［１−３］折込部材：
本実施形態のフィルム貼付装置が備える折込部材は、ハニカム構造体の、フィルムが貼り付けられた側の端部が挿入され得る開口部が形成されており、硬度の下限値が１０度であり、上限値が６０度のものである。また、折込部材は、上記開口部にハニカム構造体が挿入されることによって、一方の端面からはみ出したフィルムのはみ出し部を、ハニカム構造体の側面の方に折り込むとともに、折り込まれたはみ出し部の少なくとも一部をハニカム構造体の側面の一部に押し付けて、フィルムを側面に貼り付けるものである。
本実施形態のフィルム貼付装置が備える折込部材は、ハニカム構造体の、フィルムが貼り付けられた側の端部が挿入され得る開口部が形成されており、硬度の下限値が１０度であり、上限値が６０度のものである。また、折込部材は、上記開口部にハニカム構造体が挿入されることによって、一方の端面からはみ出したフィルムのはみ出し部を、ハニカム構造体の側面の方に折り込むとともに、折り込まれたはみ出し部の少なくとも一部をハニカム構造体の側面の一部に押し付けて、フィルムを側面に貼り付けるものである。
このような折込部材によって、ハニカム構造体の側面に貼り付けられたフィルムは、しわや弛みがないという利点がある。また、この折込部材によってハニカム構造体の側面にもフィルムを貼り付けると、ハニカム構造体を保護することができる。即ち、ハニカム構造体の側面に衝撃を受けた場合であっても、ハニカム構造体が破損し難くなるという利点がある。また、セルを目封止する目封止部を形成する工程において、ハニカム構造体を目封止部用のスラリーに浸漬・圧入する際に、ハニカム構造体をスラリーに容易に浸漬・圧入させることができるという利点がある。
折込部材は、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、またはポリエチレン樹脂からなるものであることが好ましく、これらの中でも、ウレタン樹脂からなるものであることが好ましく、ウレタン樹脂からなるものであると、ウレタン樹脂の表面がハニカム構造体によって適度に変形するため、良好な貼り付け性が得られるという利点がある。
折込部材の硬度は、下限値が１０度であることが必要であり、１５度であることが好ましく、２０度であることが更に好ましい。また、上限値は６０度であることが必要であり、５０度であることが好ましく、４５度であることが更に好ましい。上記硬度が１０度未満であると、ハニカム構造体の側面にフィルムを十分に貼り付けることが困難になる。一方、６０度超であると、ハニカム構造体を開口部に押し込んだ際にフィルムが破損する。
折込部材の形状は、例えば、円柱状、楕円柱状、四角柱状、多角柱状、円錐状などとすることができる。例えば、四角柱状の折込部材を用いる場合、その長手方向の厚さの下限値が３０ｍｍであることが好ましく、４０ｍｍであることが更に好ましい。また、上限値は１５０ｍｍであることが好ましく、１００ｍｍであることが更に好ましい。また、長手方向の両端面のうち、ハニカム構造体と接触し得る面は、その外周と開口部の開口端縁との最短距離の下限値が２０ｍｍであることが好ましく、５０ｍｍであることが更に好ましい。また、上限値は２００ｍｍであることが好ましい。
開口部は、ハニカム構造体を挿入することができるものである限りどのような形状の空間であってもよいが、その開口端縁の形状が、ハニカム構造体の端面の形状と同形または相似形であることが好ましい。具体的には、円形、楕円形、長円形、及び、四角形のいずれかであることが好ましい。例えば、円柱状のハニカム構造体を用いた場合（即ち、ハニカム構造体の端面の形状が円形である場合）、開口部の開口端縁の形状が円形であると、更に良好にフィルムを側面の一部に貼り付けることができる。
図１に示すフィルム貼付装置１００の折込部材３１は、ハニカム構造体５０が挿入され得る、開口端縁の形状が円形の開口部３１ａが形成されたものである。そして、図１に示すフィルム貼付装置１００は、折込部材３１を固定し、折込部材３１と同様の開口径の貫通孔が形成された固定板３２、固定板３２に接続された駆動シリンダ３５、及び、駆動シリンダ３５を支持する第三支持柱３６を備えている。また、駆動シリンダ３５は、その内部にシャフト３７を収納しており、このシャフト３７を出することによって、固定板３２、即ち折込部材３１を押し出すことができる。
更に、開口部の開口径は、その内部に向かって±５ｍｍの範囲内であることが好ましく、均一であることが更に好ましい。このような開口部が形成された折込部材を用いると、しわや弛みなく、より良好にフィルムを側面の一部に貼り付けることができる。例えば、図９に示す折込部材３１は、開口部３１ａの開口径が、その内部に向かって均一のものである。ここで、「その内部に向かって」とは、「一方の開口端縁から他方の開口端縁に向って」ということを意味する。そして、その内部に向かって±５ｍｍの範囲内とは、開口部を形成する内壁によって円錐形の空間が形成されており、一方の開口端縁の開口径と他方の開口端縁の開口径との差が±５ｍｍであることを意味する。また、その内部に向かって均一とは、開口部を形成する内壁によって円柱形の空間が形成されていることを意味する。
開口部の開口径は、ハニカム構造体の端面の外径に対して、上限値が−５ｍｍである。また、下限値は−３０ｍｍであることが好ましく、−２０ｍｍであることが更に好ましく、−１５ｍｍであることが特に好ましい。
また、上記開口径は、全外周縁に亘って均一である必要はなく、例えば、カーブが急な曲線部分は、密着性を上げるために直線状の部分より小さくすることができる。
本発明のフィルム貼付装置は、円柱状、四角柱状、楕円柱状などのハニカム構造体に、フィルムを貼り付ける装置として用いることができる。そして、円柱状のハニカム構造体としては、具体的には、端面の直径がφ７５〜φ４５０ｍｍ程度のものを例示することができる。
なお、開口部は、折込部材を貫通する孔であってもよいし、折込部材を貫通しない凹部であってもよいが、貫通孔であることが好ましい。貫通孔とすることで、折込部材がハニカム構造体の側面に張り付き易くなる。即ち、ハニカム構造体の側面に対するフィルムの接着性が向上する。
［１−４］搬送台：
本実施形態のフィルム貼付装置は、ハニカム構造体を所定の位置に搬送するための搬送台を更に備えることが好ましい。このような搬送台を備えることによって、ハニカム構造体の位置決めが容易になるため、生産性が向上するという利点がある。
本実施形態のフィルム貼付装置は、ハニカム構造体を所定の位置に搬送するための搬送台を更に備えることが好ましい。このような搬送台を備えることによって、ハニカム構造体の位置決めが容易になるため、生産性が向上するという利点がある。
フィルム貼付装置１００は、図１に示すように、ハニカム構造体５０が乗せられるハニカム載置部４１、及び、ハニカム載置部４１を移動させる搬送コンベア４２を有する搬送台４０を備えている。
搬送コンベアとしては、具体的には、バーコンベア、ベルトコンベア、ウォーキングビームなどを挙げることができる。
また、搬送台としては、例えば、ターンテーブルなどを挙げることができる。
［１−５］その他の部材：
本実施形態のフィルム貼付装置は、上記各部材以外に、フィルムを貼り付けた後に、フィルムをフィルムロールから切り離すための切取り部材、フィルムを摘むためのチャック部材、フィルムの静電気を取り除く除電部材などを備えることができる。
本実施形態のフィルム貼付装置は、上記各部材以外に、フィルムを貼り付けた後に、フィルムをフィルムロールから切り離すための切取り部材、フィルムを摘むためのチャック部材、フィルムの静電気を取り除く除電部材などを備えることができる。
切取り部材は、例えば、刃などの切取り部と、この切取り部を移動可能な駆動部と、駆動部が取り付けられた切取り用支持部とを備えるものを例示することができる。この切取り部材は、例えば、第一支持柱１３に固定されていてもよいし、別途配置されていてもよい。
［２］フィルム貼付け方法：
本発明のフィルム貼付け方法の一実施形態は、本発明のフィルム貼付装置を用いてハニカム構造体にフィルムを貼り付ける方法であって、把持部材によってフィルムを把持し、平面状に保持する工程と、平面状に保持したフィルムの粘着面とハニカム構造体の一方の端面が向かい合うようにハニカム構造体を配置する工程と、押付け部材によって、フィルムの粘着面をハニカム構造体の一方の端面に押し付けて、一方の端面にフィルムを貼り付ける工程と、折込部材の開口部にハニカム構造体を挿入することによって、フィルムのはみ出し部を、ハニカム構造体の側面の方に折り込むとともに、折り込まれた前記はみ出し部の少なくとも一部をハニカム構造体の側面の一部に押し付ける工程と、を有する方法である。このような工程を有することによって、ハニカム構造体にフィルムを自動的に貼り付けることができる。
本発明のフィルム貼付け方法の一実施形態は、本発明のフィルム貼付装置を用いてハニカム構造体にフィルムを貼り付ける方法であって、把持部材によってフィルムを把持し、平面状に保持する工程と、平面状に保持したフィルムの粘着面とハニカム構造体の一方の端面が向かい合うようにハニカム構造体を配置する工程と、押付け部材によって、フィルムの粘着面をハニカム構造体の一方の端面に押し付けて、一方の端面にフィルムを貼り付ける工程と、折込部材の開口部にハニカム構造体を挿入することによって、フィルムのはみ出し部を、ハニカム構造体の側面の方に折り込むとともに、折り込まれた前記はみ出し部の少なくとも一部をハニカム構造体の側面の一部に押し付ける工程と、を有する方法である。このような工程を有することによって、ハニカム構造体にフィルムを自動的に貼り付けることができる。
まず、本実施形態のフィルム貼付け方法は、把持部材によってフィルムを把持し、平面状に保持する工程を行う。この工程によって、フィルムを端面に容易に貼り付けることができるとともに、しわや弛みなく、フィルムを端面に貼り付けることができる。
本工程に用いる把持部材は、既に説明した把持部材と同様のものを好適に用いることができる。また、フィルムは、既に上述したフィルムと同様のフィルムを好適に使用することができる。
図３は、図１に示すフィルム貼付装置１００の使用状態を示す側面図であり、把持部材１１によってフィルム１６ａを把持した後、所定の位置までフィルム１６ａを引き出す様子を示している。このようにしてフィルム１６ａを所定の位置まで引き出した後、搬送台４０のハニカム載置部４１にハニカム構造体５０を乗せる。
次に、本実施形態のフィルム貼付け方法は、平面状に保持したフィルムの粘着面とハニカム構造体の一方の端面が向かい合うようにハニカム構造体を配置する工程を行う。本工程は、手動で行っても良いが、搬送台（例えば、図１に示す搬送台４０）を用いると、予め設定した位置にハニカム構造体を配置することができるため、操作を容易にすることができる。図４は、搬送台４０によって、フィルム１６ａの粘着面とハニカム構造体５０の一方の端面が向かい合うようにハニカム構造体５０を配置した状態を示している。
次に、押付け部材によって、フィルムの粘着面をハニカム構造体の一方の端面に押し付けて、一方の端面にフィルムを貼り付ける工程を行う。このような工程を行うことによって、ハニカム構造体の端面に、しわや弛みなくフィルムを貼り付けることができる。
本工程に用いる押付け部材は、既に説明した押付け部材と同様のものを好適に用いることができ、長手方向の中心軸を中心に回転可能な円柱状のものであることが好ましく、その長手方向の中心軸がハニカム構造体の長手方向の中心軸と直交するように配置されていることが好ましい。ここで、「直交」とは、押付け部材の中心軸とハニカム構造体の中心軸とが直接直角に交わる形態に限定されず、これらの中心軸を投影した場合に、双方の影が直角をなすような概念を含むものである。
図５は、回転可能な円柱形の押付け部材２１によって、フィルム１６ａの粘着面をハニカム構造体５０の一方の端面に押し付けて、一方の端面にフィルム１６ａを貼り付けている状態を示している。
押付け部材は、回転しながら端面に平行に３０〜８００ｍｍ／秒の速度で移動してフィルムを、ハニカム構造体の端面に押し付けることが好ましく、３５〜５００ｍｍ／秒の速度で移動することが更に好ましく、４０〜１００ｍｍ／秒の速度で移動することが特に好ましい。上記押付け部材の移動速度が３０ｍｍ／秒未満であると、フィルムを貼り付ける時間がかかり過ぎるため、生産性が低下するおそれがある。一方、６０ｍｍ／秒超であると、フィルムを端面に十分に貼り付けることができないおそれがある。
なお、押付け部材は、単独で回転可能なものであってもよいが、例えば円柱形の押付け部材がフィルムに当接することによって回転可能なもの、即ち、押付け部材とフィルムとの間に生じる摩擦力によって回転可能なものであることが好ましい。
押付け部材がフィルムを端面に押し付ける回数は、２〜８回であることが好ましく、３〜６回であることが更に好ましく、４〜５回であることが特に好ましい。上記回数が２回未満であると、フィルムが十分に端面に貼り付かなくなるおそれがある。一方、８回超であると、フィルムを貼り付ける時間がかかり過ぎるため、生産性が低下するおそれがある。なお、本明細書において「押付け部材がフィルムを端面に押し付ける回数」とは、押付け部材が原点に戻ってきた回数をいう。即ち、図５において、フィルムを端面に押し付けながら上方に移動し、更に、フィルムを端面に押し付けながら下方に移動して、始動前の元の位置に戻ってきたときを１回とする。押付け強度は、ハニカム構造体の隔壁が欠けたりフィルムが破れたりしない程度であってフィルムの接着性が確保される程度であれば特に制限されないが、０．０５ＭＰａ以上であり、１．０ＭＰａ以下であることが好ましい。
押付け部材によってフィルムを端面に貼り付けた後、図６に示すように、把持部材１１の一対の爪を開くとともに、フィルムロール１６からフィルム１６ａを切り離す。フィルムロール１６からフィルム１６ａを切り離すには、上述した切取り部材などを用いることができる。
次に、折込部材の開口部にハニカム構造体を挿入することによって、フィルムのはみ出し部を、ハニカム構造体の側面の方に折り込むとともに、折り込まれたはみ出し部の少なくとも一部をハニカム構造体の側面の一部に押し付ける工程を行う。このような工程を行うことによって、ハニカム構造体の側面にフィルムを良好に貼り付けることができる。
本工程に用いる折込部材は、既に説明した折込部材と同様のものを好適に用いることができる。
開口部の開口端縁とハニカム構造体の端面の外周縁が同形状または相似形状である場合、ハニカム構造体の端面の外径に対する、開口端縁の径の割合は、下限値が８０％であることが好ましく、８５％であることが更に好ましく、９０％であることが特に好ましい。また、上限値は１０５％であることが好ましく、１００％であることが更に好ましく、９５％であることが特に好ましい。上記割合が８０％未満であると、ハニカム構造体を開口部内に挿入することが困難になるため、ハニカム構造体の側面にフィルムを貼り付けることができなくなるおそれがある。一方、１０５％超であると、フィルムをハニカム構造体の側面に押し付ける力が十分に得られないため、ハニカム構造体の側面にフィルムを貼り付けることができなくなるおそれがある。
折込部材の開口部にハニカム構造体を挿入する際に、ハニカム構造体は、折込部材に対して、端面の外周縁の全部が、折込部材の、ハニカム構造体が挿入される側の面に当接するように配置されることが好ましい。このように折込部材を配置することによって、ハニカム構造体の側面にフィルムを良好に貼り付けることが可能になる。図９は、ハニカム構造体と折込部材の位置関係を示す説明図であり、開口部３１ａの開口端縁が形成する円が、ハニカム構造体５０の端面の端縁が形成する円と同心円となるように折込部材を配置した状態を示している。
ハニカム構造体を、折込部材に挿入させる際の挿入深さは、５ｍｍ以上であることが好ましく、７０ｍｍ以下であることが更に好ましい。上記挿入深さが５ｍｍ未満であると、ハニカム構造体の形状によってはフィルムの貼付き具合が不十分となる場合がある。一方、７０ｍｍ超であると、ハニカム構造体と折込部材との摩擦力が増大して、作業性が低下する場合がある。
図７は、折込部材３１によって、フィルム１６ａのはみ出し部１６ａ１を、ハニカム構造体５０の側面の方に折り込むとともに、折り込まれたはみ出し部１６ａ１をハニカム構造体５０の側面の一部に貼り付けた状態を示している。図７に示すように、本工程において、折込部材３１は、駆動シリンダ３５のシャフト３７によってハニカム構造体５０側に押し出されるものである。
以上のようにして、自動でハニカム構造体にフィルムを貼り付けることができる。図８は、フィルム１６ａを貼り付けた状態のハニカム構造体５０を示す斜視図である。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
図１に示すフィルム貼付装置１００によって、円柱状のハニカム構造体（端面の外径１５０ｍｍ、長さ１５０ｍｍ）に自動でフィルム（住友３Ｍ社製、厚さ２５μｍ）を貼り付けた。図１に示すフィルム貼付装置１００は、図２に示すように、搬送台４０側から順に、把持部材１１、押付け部材２１、及び、折込部材３１の各部材を配置した。
図１に示すフィルム貼付装置１００によって、円柱状のハニカム構造体（端面の外径１５０ｍｍ、長さ１５０ｍｍ）に自動でフィルム（住友３Ｍ社製、厚さ２５μｍ）を貼り付けた。図１に示すフィルム貼付装置１００は、図２に示すように、搬送台４０側から順に、把持部材１１、押付け部材２１、及び、折込部材３１の各部材を配置した。
把持部材１１は、半円筒状の一対の爪を有し、全体として略円筒状のものを用いた。そして、把持部材１１を駆動する駆動機構１２に把持部材１１を連結し、駆動機構１２を第一支持柱１３に昇降可能に取り付けた。更に、この第一支持柱１３の下方には、長手方向の中心軸が把持部材１１の長手方向の中心軸と平行となるように支持棒１５を固定した。また、第一支持柱１３の下方には、フィルムを切るための切取り部材（図示せず）を配設した。そして、支持棒１５には、円筒状のフィルムロール１６を装着させた。
押付け部材２１は、その長手方向の中心軸が把持部材１１の長手方向の中心軸と平行となるように配置し、長手方向の中心軸を中心に回転可能な円柱状のもの（ウレタン樹脂製、直径２５ｍｍ、長さ１５０ｍｍ）を用いた。この押付け部材２１を昇降機構２２に支持させた。その後、昇降機構２２を昇降可能に第二支持柱２３に配設した。
折込部材３１は、開口径１４５ｍｍの均一な貫通孔（開口部）３１ａが形成されたウレタン樹脂（硬度４０）からなる直方体状のもの（縦１８０ｍｍ、横１８０ｍｍ、高さ５０ｍｍ）を用いた。そして、この折込部材３１を、開口径１４５ｍｍの貫通孔を有する固定板３２に折込部材３１と固定板３２の貫通孔が一致するように固定した後、固定板３２を駆動シリンダ３５のシリンダ３７に固定した。その後、シリンダ３５を第三支持柱３６に固定した。
搬送台４０は、ハニカム構造体５０を載置可能なハニカム載置部４１を、このハニカム載置部４１を移動可能な搬送コンベア４２に固定したものを用いた。
押付け部材２１は、フィルムを端面に押し付ける際に５０ｍｍ／秒の速度で下方から上方に向かって移動させた。
本実施例のフィルム貼付装置によれば、しわや弛みなく、自動的にハニカム構造体５０にフィルム１６ａを貼り付けることが確認できた。なお、側面のフィルム１６ａは、ハニカム構造体５０の端面から１０ｍｍの部分まで貼り付けられていた。
また、ハニカム構造体の側面に貼り付けられたフィルムを観察し、以下の基準にて評価を行った（表１中、「側面のフィルム貼付状況」と記す）。ハニカム構造体を折込部材に所定量Ｄ（具体的には、１０ｍｍ、図７中「Ｄ」と示す）だけ押し込んだときに、この押し込み深さ（所定量Ｄ）に対応するハニカム構造体の側面Ａ（図７中「Ａ」と示す）のうち、フィルムが貼り付けられている部分の面積が、上記側面Ａの総面積に対して、９０％超であるときは「◎」とし、７０％超であり９０％以下であるときは「○」とし、５０％超であり７０％以下であるときは「△」とし、貼り付けたフィルムが破れていた場合、ハニカム構造体を折込部材に挿入できなかった場合、０％（フィルムが側面Ａに貼り付けられなかった場合）超であり５０％以下であるときは「×」とした。
本実施例のフィルム貼付装置は、側面のフィルム貼付状況の評価が「◎」であった。評価結果を表１に示す。なお、表１中、「硬度」とは折込部材の硬度のことであり、「材質」とは折込部材の材質のことであり、「開口径」とは折込部材の開口径のことである。また、開口径が「−５ｍｍ」とは、ハニカム構造体の端面の外径（１５０ｍｍ、表１中、「ハニカム構造体の外径」と記す）に対して「−５ｍｍ」であることを意味し、即ち、開口径が１４５ｍｍであることを示している。また、「ウレタン」はウレタン樹脂、「シリコン」はシリコン樹脂、「ポリエチレン」はポリエチレン樹脂を意味する。
（実施例２〜５、比較例１〜５、参考例１）
表１に示すように、折込部材の硬度、材質、及び、開口径を変えた以外は、実施例１と同様にしてフィルム貼付装置を作製し、作製したフィルム貼付装置を用いてハニカム構造体（円柱状、外径１５０ｍｍ、長さ１５０ｍｍ）にフィルム（住友３Ｍ社製、厚さ２５μｍ）を貼り付けた。各実施例及び比較例について、ハニカム構造体の側面に貼り付けられたフィルムを観察し、上記評価を行った。評価結果を表１に示す。
表１に示すように、折込部材の硬度、材質、及び、開口径を変えた以外は、実施例１と同様にしてフィルム貼付装置を作製し、作製したフィルム貼付装置を用いてハニカム構造体（円柱状、外径１５０ｍｍ、長さ１５０ｍｍ）にフィルム（住友３Ｍ社製、厚さ２５μｍ）を貼り付けた。各実施例及び比較例について、ハニカム構造体の側面に貼り付けられたフィルムを観察し、上記評価を行った。評価結果を表１に示す。
表１から明らかなように、実施例１〜５のフィルム貼付装置は、比較例１〜５のフィルム貼付装置に比べて、しわや弛みなく、ハニカム構造体の端面及び側面にフィルムを自動的に貼り付けることができることが確認できた。
本発明のフィルム貼付装置は、ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排ガス中に多量に含まれているパティキュレートを捕集するフィルターとして用いる目封止ハニカム構造体を製造する際に、ハニカム構造体の端面にフィルムを自動で貼り付けることができる装置として好適である。
本発明のフィルム貼付け方法は、ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排ガス中に多量に含まれているパティキュレートを捕集するフィルターとして用いる目封止ハニカム構造体を製造する際に、ハニカム構造体の端面にフィルムを自動で貼り付けることができる方法として採用することができる。
１００：フィルム貼付装置、１１：把持部材、１２、駆動機構、１３：第一支持柱、１５：支持棒、１６：フィルムロール、１６ａ：フィルム、２１：押付け部材、２２：昇降機構、２３：第二支持柱、３１：折込部材、３１ａ：開口部、３２：固定板、３５：駆動シリンダ、３６：第三支持柱、３７：シャフト、４０：搬送台、４１：ハニカム載置部、４２：搬送コンベア、５０：ハニカム構造体、５１：セル、５２：隔壁、５３：目封止部、１５０：目封止ハニカム構造体。
Claims (12)
- 粘着面を有するフィルムを把持し、平面状に保持する把持部材と、
平面状に保持された前記フィルムの前記粘着面を、二つの端面間を連通する複数のセルが形成された柱状のハニカム構造体の一方の端面に押し付けて、前記一方の端面に前記フィルムを貼り付ける押付け部材と、
前記ハニカム構造体の、前記フィルムが貼り付けられた側の端部が挿入され得る、開口径の上限値が前記ハニカム構造体の前記一方の端面の外径の−５ｍｍである開口部が形成されており、その硬度の下限値が１０度であり、上限値が６０度である折込部材と、を備え、
前記折込部材は、前記開口部に前記ハニカム構造体が挿入されることによって、変形し、前記一方の端面からはみ出した前記フィルムのはみ出し部を、前記ハニカム構造体の側面の方に折り込むとともに、折り込まれた前記はみ出し部の少なくとも一部を前記ハニカム構造体の側面の一部に押し付けて、前記フィルムを前記側面に貼り付けるものであり、
前記硬度が、押針の形状が高さ２．５ｍｍの円錐台形であるアスカーゴム硬度計を用いて、前記折込部材の平坦面に直角に押針を直接押し付けて測定したときの値であるフィルム貼付装置。 - 前記開口部の開口径の下限値が、前記ハニカム構造体の前記一方の端面の外径の−３０ｍｍである請求項１に記載のフィルム貼付装置。
- 前記折込部材は、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、またはポリエチレン樹脂からなるものである請求項１または２に記載のフィルム貼付装置。
- 前記開口部の開口端縁の形状が、円形、楕円形、長円形、及び、四角形のいずれかである請求項１〜３のいずれか一項に記載のフィルム貼付装置。
- 前記開口部の開口径が、その内部に向かって均一である請求項１〜４のいずれか一項に記載のフィルム貼付装置。
- 前記押付け部材は、長手方向の中心軸を中心に回転可能な円柱状のものであり、前記長手方向の中心軸が、平面状に保持された前記フィルムと平行になるように配置されている請求項１〜５のいずれか一項に記載のフィルム貼付装置。
- 前記押付け部材の材料が、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、またはポリエチレンである請求項１〜６のいずれか一項に記載のフィルム貼付装置。
- 前記ハニカム構造体を所定の位置に搬送するための搬送台を更に備える請求項１〜７のいずれか一項に記載のフィルム貼付装置。
- 請求項１〜８に記載のフィルム貼付装置を用いて前記ハニカム構造体に前記フィルムを貼り付けるフィルム貼付け方法であって、
前記把持部材によって前記フィルムを把持し、平面状に保持する工程と、
平面状に保持した前記フィルムの前記粘着面と前記ハニカム構造体の前記一方の端面が向かい合うように前記ハニカム構造体を配置する工程と、
前記押付け部材によって、前記フィルムの前記粘着面を前記ハニカム構造体の一方の端面に押し付けて、前記一方の端面に前記フィルムを貼り付ける工程と、
前記折込部材の前記開口部に前記ハニカム構造体を挿入することによって、前記フィルムのはみ出し部を、前記ハニカム構造体の側面の方に折り込むとともに、折り込まれた前記はみ出し部の少なくとも一部を前記ハニカム構造体の側面の一部に押し付ける工程と、を有するフィルム貼付け方法。 - 前記開口部の開口端縁と前記ハニカム構造体の端面の外周縁が同形状または相似形状であり、前記ハニカム構造体の端面の外径に対する、前記開口端縁の径の割合は、下限値が８０％であり、上限値が９５％である請求項９に記載のフィルム貼付け方法。
- 前記折込部材の前記開口部に前記ハニカム構造体を挿入する際に、前記ハニカム構造体は、前記折込部材に対して、前記端面の外周縁の全部が、前記折込部材の、前記ハニカム構造体が挿入される側の面に当接するように配置される請求項９または１０に記載のフィルム貼付け方法。
- 前記押付け部材は、長手方向の中心軸を中心に回転可能な円柱状のものであり、前記長手方向の中心軸が前記ハニカム構造体の長手方向の中心軸と直交するように配置されており、回転しながら前記端面に平行に３０〜８００ｍｍ／秒の速度で移動して、その外周面で前記フィルムを前記端面に押し付ける請求項９〜１１のいずれか一項に記載のフィルム貼付け方法。
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