JP5009842B2

JP5009842B2 - マスク自動剥し装置

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Publication number: JP5009842B2
Application number: JP2008064383A
Authority: JP
Inventors: 古久保　　浩
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2008-03-13
Filing date: 2008-03-13
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2028-03-13
Also published as: JP2009220298A; EP2100706B1; EP2100706A2; US8074696B2; EP2100706A3; US20090229765A1

Description

本発明は、マスク自動剥し装置に関し、更に詳しくは、端面に貼り付けたマスクを自動で剥すことができ、また、その一部を端面に残すことなくマスクを剥すことができるマスク自動剥し装置に関する。

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８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１０１と、各セル５１の二つの開口端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１０１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１００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、粘着層を備えるマスクを貼り付け、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）。

特開２００１−３００９２２号公報

特許文献１に記載の製造方法は、端面に貼り付けたマスクを人手によって剥すため、マスクを剥すための手間がかかっていた。また、マスクを剥した際に、マスクの一部が端面に残る場合があり、このような場合、端面に残ったマスクを剥す手間もかかっていた。

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、目封止ハニカム構造体を製造する際に、端面に貼り付けたマスクを自動で剥すことができ、また、その一部を端面に残すことなくマスクを剥すことができるマスク自動剥し装置を提供する。

本発明によれば、以下に示す、マスク自動剥し装置が提供される。

［１］複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を有する四角柱状のハニカム構造体の一方の端面に、前記一方の端面の面積よりも大きな面積のマスクを貼り付け、前記マスクの所定の位置に孔を開け、前記マスクを貼り付けた前記一方の端面側を目封止用スラリーに浸漬し、乾燥させて得られるマスク付目封止ハニカム構造体の前記マスクを剥すマスク自動剥し装置であって、前記マスク付目封止ハニカム構造体の前記マスクに付着した前記目封止用スラリーが固化したものを除去するブラッシング装置と、前記マスク付目封止ハニカム構造体の前記マスクに付着した前記目封止用スラリーが固化したものを除去した後、前記一方の端面の反対の端面側から前記一方の端面からはみ出した部分に空気を噴射して、前記はみ出した部分を起こす空気噴射装置と、前記空気噴射装置で起こした部分を把持し、前記マスク付目封止ハニカム構造体から前記マスクを剥すマスク剥離装置と、前記ブラッシング装置から前記マスク剥離装置まで前記マスク付目封止ハニカム構造体を搬送する搬送装置と、を備えるマスク自動剥し装置。

［２］前記ブラッシング装置が、前記マスク付目封止ハニカム構造体の端面側に付着した前記目封止用スラリーが固化したものを除去する端面用ブラシと、前記マスク付目封止ハニカム構造体の一つの向かい合う一対の側面側に付着した前記目封止用スラリーが固化したものを除去する第一の側面用ブラシと、前記マスク付目封止ハニカム構造体の他の向かい合う一対の側面側に付着した前記目封止用スラリーが固化したものを除去する第二の側面用ブラシと、を備える前記［１］に記載のマスク自動剥し装置。

［３］前記第一の側面用ブラシと前記第二の側面用ブラシとの間に位置し、前記マスク付目封止ハニカム構造体の軸を中心として前記マスク付目封止ハニカム構造体を９０°回転させるハニカム回転装置を備える前記［２］に記載のマスク自動剥し装置。

本発明のマスク自動剥し装置は、マスク付目封止ハニカム構造体のマスクに付着した目封止用スラリーが固化したものを除去した後、マスク付目封止ハニカム構造体の一方の端面の反対の端面側から空気を噴射し、前記一方の端面からはみ出した部分を起こし、起こした部分を把持してマスクを剥すものであるため、マスク付目封止ハニカム構造体の端面に貼り付けられたマスクを自動で剥すことができる。また、マスクの一部を端面に残すことなく、マスクを剥すことができる。

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］マスク自動剥し装置：
本発明のマスク自動剥し装置の一実施形態は、図１に示すように、複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を有する四角柱状のハニカム構造体の一方の端面に、一方の端面の面積よりも大きな面積のマスクを貼り付け、このマスクの所定の位置に孔を開け、マスクを貼り付けた一方の端面側を目封止用スラリーに浸漬し、乾燥させて得られるマスク付目封止ハニカム構造体２００のマスク２４を剥すマスク自動剥し装置１０であって、マスク付目封止ハニカム構造体２００のマスク２４に付着した目封止用スラリーが固化したものを除去するブラッシング装置３０と、マスク付目封止ハニカム構造体２００のマスク２４に付着した目封止用スラリーが固化したものを除去した後、上記一方の端面の反対の端面側から空気を噴射して、一方の端面からはみ出した部分を起こす空気噴射装置３６と、空気噴射装置３６で起こした部分を把持し、マスク付目封止ハニカム構造体２００からマスク２４を剥すマスク剥離装置５０と、ブラッシング装置３０からマスク剥離装置５０までマスク付目封止ハニカム構造体２００を搬送する搬送装置５５と、を備えるものである。このような構成により、マスク付目封止ハニカム構造体の端面に貼り付けられたマスクを自動で剥すことができ、また、マスクの一部を端面に残すことなく、マスクを剥すことができる。

本実施形態のマスク自動剥し装置は、マスク付目封止ハニカム構造体のマスクを剥すための装置であり、このマスク付目封止ハニカム構造体は、複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を有する四角柱状のハニカム構造体の一方の端面に、この一方の端面の面積よりも大きな面積のマスクを貼り付け、このマスクの所定の位置に孔を開け、マスクを貼り付けた一方の端面側を目封止用スラリーに浸漬し、乾燥させて得られるものである。

四角柱状のハニカム構造体は、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、例えば、炭化珪素やコージェライト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り製造することができる。

四角柱状のハニカム構造体の一方の端面に貼り付けるマスクは、一方の端面の面積よりも大きな面積のものであり、端面全体を覆うように配置される。マスクの面積は、例えば、ハニカム構造体の一方の端面に貼り付けた際に、端面からはみ出した部分の面積の割合が、端面の面積に対して、１．２〜４．０倍であることが好ましく、２．０〜３．５倍であることが更に好ましく、２．４〜３．０倍であることが特に好ましい。上記割合が１．２倍未満であると、マスク剥離装置によって把持できる部分が小さ過ぎるため、マスクを確実に剥すことができなくなるおそれがある。一方、４．０倍超であると、ハニカム構造体の端面が破壊されるおそれがある。

マスクの材料は、特に制限はないが、孔を形成するための熱加工が容易であるため、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド、テフロン（登録商標）であることが好ましい。また、マスクは粘着層を備えていることが好ましく、粘着層の材料は、アクリル系樹脂、ゴム系（例えば、天然ゴムまたは合成ゴムを主成分とするゴム）、シリコン系樹脂であることが好ましい。粘着層の粘着力は、ＪＩＳＺ０２３７に準じて測定される値が、１．２〜２．５Ｎ／ｃｍであることが好ましく、１．４〜２．３Ｎ／ｃｍであることが更に好ましく、１．６〜１．９Ｎ／ｃｍであることが特に好ましい。上記粘着力が１．２Ｎ／ｃｍ未満であると、ブラッシングに際してマスクが剥離するおそれがある。一方、２．５Ｎ／ｃｍ超であると、ハニカム構造体の端面からマスクが剥れなくなるおそれがある。マスクの厚さは、２０〜５０μｍであることが好ましく、３０〜４０μｍであることが更に好ましい。上記厚さが２０μｍ未満であると、マスクが正確に折り込めなくなるおそれがある。一方、５０μｍ超であると、端面からはみ出した部分を折り込んだ状態を維持できなくなるおそれがある。

マスクは、図２に示すように、端面全体を覆うように貼り付けるとともに、折り込むことが好ましい。図２は、端面全体を覆うようにマスクを貼り付けるとともに端面からはみ出した部分を折り込む工程を示す斜視図である。まず、図２の（ａ）に示すように、正方形状の端面２１を有する四角柱状のハニカム構造体１２０の一方の端面２１に、ハニカム構造体１２０の端面２１の各辺と長方形状の透明のマスク２４の各辺が互いに平行になるように配置し、マスク２４を貼り付ける。次に、図２の（ｂ）に示すように、マスク２４の短手方向の両端部２４ａ，２４ａを端面２１の平行な一対の辺２１ａ，２１ａに沿ってハニカム構造体１２０側に折り込む。次に、図２の（ｃ）に示すように、マスク２４の長手方向の両端部２４ｂ，２４ｂの一部をハニカム構造体１２０側に折り込み、長手方向の両端部２４ｂ，２４ｂが台形状となるようにする。次に、図２の（ｄ）に示すように、台形状の長手方向の両端部２４ｂ，２４ｂを端面２１の平行な一対の辺２１ｂ，２１ｂに沿ってハニカム構造体１２０側に折り込む。このように端面全体を覆うようにマスクを貼り付けるとともに折り込むことによって、図２の（ｄ）に示す台形状の長手方向の両端部２４ｂ，２４ｂ、即ち、はみ出した部分とマスク付目封止ハニカム構造体の側面との間に空気を噴射すれば、容易に端面からはみ出した部分を起こすことができ、マスク剥離装置によって把持し易くなる。

端面に貼り付けたマスクは、所定の位置、即ち、目封止部が配設されるべきセルを覆っている部分に孔を開ける。孔を開ける方法は、従来公知の方法を適宜選択することができ、例えば、画像処理を利用したレーザ加工等を用いることができる。このようにマスクに孔を開けることによって、目封止用スラリーに浸漬した際に、所望のセルの端部に目封止用スラリーを充填することができる。

目封止用スラリーは、例えば、セラミックス粉末、分散媒（例えば、水等）、及び必要に応じて、結合剤、解膠剤、発泡樹脂等の添加剤を混合することによって調製したものを用いることができる。セラミックス粉末の材質は特に限定されないが、ハニカム構造体と同材質であることが好ましい。結合剤としては、ポリビニルアルコールやメチルセルロースなどを挙げることができる。目封止用スラリーに浸漬した後、乾燥する際の条件は、１００〜１４０℃で２０〜６０分であることが好ましく、１１０〜１３０℃で２０〜４０分であることが更に好ましく、１１５〜１２５℃で２５〜３５分であることが特に好ましい。

［１−１］ブラッシング装置：
本実施形態のマスク自動剥し装置を構成するブラッシング装置は、マスク付目封止ハニカム構造体のマスクに付着した目封止用スラリーが固化したものを除去するものである。ブラッシング装置でマスクに付着した目封止用スラリーが固化したものを除去することによって、はみ出した部分を起こすことができ、マスク剥離装置によってマスクを把持し易くなる。また、マスクを剥す際にマスクが破れるおそれがない。

本実施形態のマスク自動剥し装置を構成するブラッシング装置としては、例えば、一対のブラシと、このブラシを回転駆動するためのブラシ駆動装置と、一対のブラシとブラシ駆動装置とを連結し、ブラシ駆動装置の回転駆動力を一対のブラシに伝える柱状の連結体と、を備えるものを用いることができる。このようなブラッシング装置は、上記ブラシ駆動装置によって回転させた一対のブラシをマスク表面に接触させることによって、付着した目封止用スラリーが固化したものを除去することができる。

また、ブラッシング装置は、上記一対のブラシとして、３組の一対のブラシを備えることが好ましく、具体的には、マスク付目封止ハニカム構造体の端面側に付着した目封止用スラリーが固化したものを除去する端面用ブラシと、マスク付目封止ハニカム構造体の一つの向かい合う一対の側面側に付着した目封止用スラリーが固化したものを除去する第一の側面用ブラシと、マスク付目封止ハニカム構造体の他の向かい合う一対の側面側に付着した目封止用スラリーが固化したものを除去する第二の側面用ブラシとを備えるものであることが好ましい。このように端面用ブラシ、第一の側面用ブラシ、及び第二の側面用ブラシを備えることによって、マスク付目封止ハニカム構造体の端面側及び側面側に付着した目封止用スラリーが固化したものを確実に除去することができる。そのため、マスク剥離装置によってマスクを更に容易に剥すことができる。

このようなブラッシング装置は、各ブラシに対して、それぞれ、ブラシ駆動装置と連結体とを備えるものであってもよいし、１つのブラシ駆動装置に、各ブラシが連結体を介して連結されているものであってもよい。図１は、各ブラシ３１，３２，３３に対して、それぞれ、ブラシ駆動装置と連結体とを備えるブラッシング装置３０ａ，３０ｂ，３０ｃを示す例である。

ブラッシング装置のブラシとしては、例えば、円板状の基材板の一方の面側に複数のブラシ線を配置した全体として円柱状のもの（以下、「短円柱状ブラシ」と記す場合がある）、円柱状の軸材料の表面に複数のブラシ線を配置した全体として円柱状のものなどを用いることができる。

短円柱状ブラシを用いる場合、その全体の大きさは、直径が３０〜１５０ｍｍであることが好ましく、４０〜１００ｍｍであることが更に好ましく、６０〜８０ｍｍであることが特に好ましい。直径が３０ｍｍ未満であると、作用する部分（ブラッシングに際し、マスク表面に付着した目封止用スラリーが固化したものとブラシとが接する部分）が少なるため効率が悪くなったり、取り残しが発生するおそれがある。一方、１５０ｍｍ超であると、ブラシの遠心力が大きくなり、過大な設備剛性が必要となるおそれがある。また、短円柱状ブラシの長さは、１０〜５０ｍｍであることが好ましく、１５〜４０ｍｍであることが更に好ましく、２０〜３０ｍｍであることが特に好ましい。長さが１０ｍｍ未満であると、毛（ブラシ線）のしなりが少なくなり、ハニカム構造体を傷つけるおそれがある。一方、５０ｍｍ超であると、使用するにつれて毛のしなりが大きく変化しすぎるため、コンディションを維持できなくなるおそれがある。ブラシ線の直径は０．２〜０．８ｍｍであることが好ましく、０．３〜０．６ｍｍであることが更に好ましく、０．４〜０．５ｍｍであることが特に好ましい。上記ブラシ線の直径が０．２ｍｍ未満であると、ブラッシングに際し、ブラシ線がしなりすぎるため、マスク表面に付着した目封止用スラリーが固化したものを除去できないおそれがある。一方、０．８ｍｍ超であると、ブラシ線が硬すぎるため、ブラッシングに際し、ハニカム構造体を傷つけるおそれがある。

また、短円柱状ブラシの回転数は、１００〜１０００ｒｐｍであることが好ましく、２００〜７００ｒｐｍであることが更に好ましく、３００〜５００ｒｐｍであることが特に好ましい。上記回転数が１００ｒｐｍ未満であると、回転数が遅すぎるため十分な除去ができないおそれがある。一方、１０００ｒｐｍ超であると、回転数が速すぎるためブラシ寿命が短くなるおそれがあり、また、ハニカム構造体を傷つけるおそれがある。更に、ブラシ線の材料は、ナイロン、ポリプロピレン、塩化ビニール、ポリエステル、動物繊維（例えば、馬毛等）などを挙げることができる。これらの中でも、耐摩耗性、柔軟性に優れているため、ナイロンが好ましい。

図３に示すブラッシング装置３０ａは、円板状の基材板２６の一方の面側に複数のブラシ線２８を配置した全体として円柱状の一対の端面用ブラシ３１，３１を備えた例である。なお、図３は、マスク付目封止ハニカム構造体の端面側に付着した目封止用スラリーが固化したものを除去する状態を示す上面図である。即ち、一対の端面用ブラシ３１，３１を、その軸を中心に回転させ、マスク２４に接触させることによって、マスク付目封止ハニカム構造体２００の端面側に付着した目封止用スラリーが固化したものを除去する状態を示す上面図である。

図４に示すブラッシング装置３０ｂは、円板状の基材板２６の一方の面側に複数のブラシ線２８を配置した全体として円柱状の一対の第一の側面用ブラシ３２，３２を備えた例である。なお、図４は、マスク付目封止ハニカム構造体の一つの向かい合う一対の側面側に付着した目封止用スラリーが固化したものを除去する状態を示す側面図である。即ち、一対の第一の側面用ブラシ３２，３２を２つ用い、その軸を中心に回転させ、マスク２４に接触させることによって、マスク付目封止ハニカム構造体２００の一つの向かい合う一対の側面側に付着した目封止用スラリーが固化したものを除去する状態を示す側面図である。

本実施形態のマスク自動剥し装置は、第一の側面用ブラシと第二の側面用ブラシとを用いる場合、第一の側面用ブラシと第二の側面用ブラシとの間に位置し、マスク付目封止ハニカム構造体の軸を中心としてマスク付目封止ハニカム構造体を９０°回転させるハニカム回転装置を更に備えることが好ましい。ハニカム回転装置は、上述のようにマスク付目封止ハニカム構造体を９０°回転させることができるため、例えば、一対の第一の側面用ブラシを鉛直方向上下に配置した場合、第二の側面用ブラシも第一の側面用ブラシと同様に鉛直方向上下に一対配置することができる。即ち、第一の側面用ブラシと第二の側面用ブラシの配置を変えることがないため、ブラッシング装置が複雑化することがないという利点がある。

本実施形態のマスク自動剥し装置のハニカム回転装置としては、例えば、マスク付目封止ハニカム構造体の両端面側に接触する一対の接触板と、この接触板に接続される一対のアームと、このアームが接続され、アームを開閉及び昇降させるアーム駆動装置と、昇降装置と、接触板をその平面内で回転させる回転駆動装置とを備えるものを用いることができる。

［１−２］空気噴射装置：
本実施形態のマスク自動剥し装置を構成する空気噴射装置は、マスク付目封止ハニカム構造体のマスクに付着した目封止用スラリーが固化したものを除去した後、一方の端面の反対の端面側から、上記一方の端面からはみ出した部分に空気を噴射して、はみ出した部分を起こすものである。空気噴射装置が、はみ出した部分を起こすことによって、マスク剥離装置が容易にはみ出した部分を把持することができ、マスクを確実に剥すことができる。ここで、本明細書において「はみ出した部分を起こす」とは、例えば、図２のようにして折り込まれたはみ出した部分を立ち上げることをいう。図５の（ａ）は、図２のようにして折り込まれたはみ出した部分に空気を噴射する前の状態を示す斜視図であり、図５の（ｂ）は、台形状の長手方向の両端部２４ｂ，２４ｂとマスク付目封止ハニカム構造体２００の側面２２との間に空気を噴射した後の状態であり、空気を噴射することによって台形状の長手方向の両端部２４ｂ，２４ｂ、即ち、はみ出した部分を起こした状態を示す斜視図である。このように短手方向の両端部２４ａ，２４ａではなく、台形状の長手方向の両端部２４ｂ，２４ｂとマスク付目封止ハニカム構造体の側面との間に空気を噴射することによって、はみ出した部分を容易に起こすことができる。

空気噴射装置によって噴射する空気の圧力は、０．２〜０．９ＭＰａであることが好ましく、０．３〜０．６ＭＰａであることが更に好ましく、０．３〜０．５ＭＰａであることが特に好ましい。上記圧力が０．２ＭＰａ未満であると、マスクのはみ出した部分が起き上がらないおそれがある。一方、０．９ＭＰａ超であると、マスクが破れるおそれがある。また、空気の噴射時間は、０．２〜２．０秒であることが好ましく、０．３〜１．５秒であることが更に好ましく、０．５〜１．０秒であることが特に好ましい。上記噴射時間が０．２秒未満であると、マスクのはみ出した部分が起き上がらないおそれがある。一方、２．０秒超であると、マスクが破れるおそれがある。また、噴射回数は、１〜３回であることが好ましく、１回であることが更に好ましい。また、一方の端面の反対の端面側から空気を噴射し、はみ出した部分を起こすことができれば、即ち、空気噴射装置によって噴射した空気が、はみ出した部分とマスク付目封止ハニカム構造体の側面の間に入り込むことによって、はみ出した部分を起こすことができれば、空気の噴射角度や空気を噴射する速度は特に制限はないが、空気の噴射角度、即ち、マスク付目封止ハニカム構造体の側面と空気を噴射する方向とのなす角度は、５〜６０°であることが好ましく、１５〜４５°であることが更に好ましい。また、空気を噴射する速度は、４〜１２ｍ／秒であることが好ましく、６〜９ｍ／秒であることが更に好ましい。

空気噴射装置としては、例えば、ノズルと、このノズルと本体を接続するエア配管と、を備えたエアブロー装置を用いることができる。例えば、図５の（ａ）及び（ｂ）は、ノズル３４とエア配管３５とを四対備えたエアブロー装置のノズル３４とエア配管３５の一部とを示す斜視図である。

［１−３］マスク剥離装置：
本実施形態のマスク自動剥し装置を構成するマスク剥離装置は、空気噴射装置で起こした部分を把持し、マスク付目封止ハニカム構造体からマスクを剥すものである。マスク剥離装置としては、図６に示すような、端面からはみ出した部分を把持するための把持面を有する一対の把持爪４１、及びこの把持爪４１を開閉する爪駆動装置を備えた把持装置４０と、この把持装置４０を移動させる第一の直線駆動装置４３と、第一の直線駆動装置４３を移動させる第二の直線駆動装置４５と、第二の直線駆動装置４５を移動させる第三の直線駆動装置４７とを備えるマスク剥離装置５０を例示することができる。このような構成のマスク剥離装置５０によると、ハニカム構造体を破損することなく、容易にマスク付目封止ハニカム構造体からマスクを剥すことができる。また、マスクの一部がハニカム構造体の端面に残ることもないという利点がある。図６は、マスク自動剥し装置１０のマスク剥離装置５０がマスク付目封止ハニカム構造体２００のマスク２４を剥す状態を示す側面図である。

一対の把持爪の把持力は、０．３〜０．７ＭＰａであることが好ましく、０．４〜０．６ＭＰａであることが更に好ましく、０．５〜０．５５ＭＰａであることが特に好ましい。上記把持力が０．３ＭＰａ未満であると、把持爪からマスクが容易に滑り抜けてしまうため、マスクを剥離できないおそれがある。一方、０．７ＭＰａ超であると、ハニカム構造体端面にマスクが接着されたまま把持爪が強制的に引き降ろされるため、ハニカム構造体の一部を破壊するおそれがある。即ち、マスクの粘着力が強すぎた場合、把持力が粘着力に勝ってしまうと、端面からマスクを無理に引き剥がすことになり、例えば、端面の一部が欠けてしまう等のおそれがある。なお、一対の把持爪の把持面には、剥離後のマスクの付着を防ぐ非粘着処理が施されていることが好ましい。このような非粘着処理を施すことにより、マスクを確実に把持することができる。非粘着処理としては、例えば、トシカルコート、フッ素系樹脂コート（例えば、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等）などを挙げることができる。

第一の直線駆動装置４３は、図６に示すように、把持装置４０に接続した接続部４３ａと、この接続部４３ａにその一端が固定され、接続部４３ａを直線方向に移動させる柱状の第一シャフト４３ｂと、第一シャフト４３ｂを出し入れ可能な凹部を有し、この凹部に第一シャフト４３ｂが嵌め込まれている第一シリンダー４３ｃと、中心軸が第一シャフト４３ｂの中心軸に沿って配置され、一方の端部が接続部４３ａに固定され、他方の端部が第一シリンダー４３ｃに固定されていることに加え、接続部４３ａが第一シリンダー４３ｃに向かって移動する方向の力を与える所定のバネ定数を有する円筒形状の第一引張コイルバネ４３ｄと、を備えるものを用いることができる。第一の直線駆動装置４３は、第一引張コイルバネを用いることによって、マスクがハニカム構造体の端面から剥がれる速度に応じて接続部４３ａが移動するため、マスクが破損するおそれがなく、ハニカム構造体の端面にマスクの一部が残るおそれがないという利点がある。

なお、図６に示す第一の直線駆動装置４３は、第一引張コイルバネ４３ｄを１つ備えている例であるが、複数の第一引張コイルバネ４３ｄを備えていてもよい。柱状としては、例えば、円柱状、楕円柱状、三角柱状、四角柱状、多角柱状などを挙げることができる。これらの中でも、円柱状であることが好ましい。

第一の直線駆動装置の第一引張コイルバネは、例えば、直径０．８〜１．１ｍｍ（好ましくは０．９〜１．０ｍｍ）、長さ７〜１５ｍｍ（好ましくは９〜１３ｍｍ）であるものを用いることができる。

第一の直線駆動装置の第一引張コイルバネの引張力の値は、マスクの粘着力の値１００に対して、１００〜２００であることが好ましく、１１０〜１８０であることが更に好ましく、１２０〜１５０であることが特に好ましい。

具体的には、第一の直線駆動装置の第一引張コイルバネは、マスクの粘着力が１０〜２０Ｎであるとき、バネ定数が０．３〜１．５Ｎ／ｍｍであることが好ましく、０．４〜１．２Ｎ／ｍｍであることが更に好ましく、０．５〜０．９Ｎ／ｍｍであることが特に好ましい。上記バネ定数が上記範囲であると、直線移動する接続部４３ａの速度変化を緩やかにすることができるという利点がある。また、上記バネ定数が０．３Ｎ／ｍｍ未満であると、バネ力がマスクの接着力に負けるおそれがある。従って、ハニカム構造体の端面からマスクを引き剥がすことができないおそれがある。一方、１．５Ｎ／ｍｍ超であると、バネの効果が得られなくなるおそれがある。即ち、バネ力が強すぎるため、接続部４３ａが緩やかに後退（所定の速度変化で第一シリンダー４３ｃ方向に移動）し難くなり、ハニカム構造体の端面に残すことなくマスクを引き剥がすことができなくなるおそれがある。

第一シャフトによって接続部が移動する距離は、２〜１５ｍｍであることが好ましく、５〜１２ｍｍであることが更に好ましく、８〜１０ｍｍであることが特に好ましい。上記移動距離が２ｍｍ未満であると、マスクがハニカム構造体の端部のカドから剥がれないおそれがある。一方、１５ｍｍ超であると、マスクが途中で破れるおそれがある。また、接続部の移動にかかる時間は０．２〜２．０秒であることが好ましく、０．５〜１．５秒であることが更に好ましく、０．８〜１．２秒であることが特に好ましい。上記移動にかかる時間が０．２秒未満であると、移動が速すぎるため、把持爪からマスクが滑り抜けてしまうため、マスクを剥離できないおそれがある。一方、２．０秒超であると、全体タクトが長くなり、生産性が低下するおそれがある。

第一シリンダーとしては、例えば、エアシリンダー、油圧シリンダー、電動シリンダーなどを挙げることができる。これらの中でも、制御が容易であるため、エアシリンダーが好ましい。第一の直線駆動装置は、把持爪がマスクを把持するまでは、第一シリンダーによって第一引張コイルバネを伸張させておき、把持爪がマスクを把持した後は、第一シリンダーによって第一引張コイルバネを伸張させる力を加えずに、第一引張コイルバネのバネ力によって接続部（把持爪）を後退させるものである。なお、後述する第二シリンダーも同様の動作をするものである。

第二の直線駆動装置４５は、図６に示すように、第一の直線駆動装置４３の第一シリンダー４３ｃに接続し、第一の直線駆動装置４３を支持する支持体４５ａと、この支持体４５ａにその一端が固定され、支持体４５ａを水平方向に移動させる柱状の第二シャフト４５ｂと、第二シャフト４５ｂを出し入れ可能な凹部を有し、この凹部に第二シャフト４５ｂが嵌め込まれている第二シリンダー４５ｃと、中心軸が第二シャフト４５ｂの中心軸に沿って配置され、一方の端部が支持体４５ａに固定され、他方の端部が第二シリンダー４５ｃに固定されていることに加え、支持体４５ａが第二シリンダー４５ｃに向かって水平方向に移動する方向の力を与える所定のバネ定数を有する円筒形状の第二引張コイルバネ４５ｄと、を備えるものを用いることができる。第二の直線駆動装置４５は、第二引張コイルバネ４５ｄを用いることによって、マスクがハニカム構造体の端面から剥がれる速度に応じて支持体４５ａが移動するため、マスクが破損するおそれがなく、ハニカム構造体の端面にマスクの一部が残ることがないという利点がある。

支持体４５ａは、水平方向に対して０〜４５°の第一シリンダー支持面４５ａ１を有しており、この第一シリンダー支持面４５ａ１上に第一シリンダー４３ｃ、即ち、第一の直線駆動装置４３を配置することによって、第一の直線駆動装置４３の接続部４３ａが直線方向に移動すると、一対の把持爪４１によって把持されたマスク２４は斜め方向に引き上げられる。このようにマスク２４を斜め方向に引き上げると、マスクのはみ出した部分を引っ張る力が分散されるため、剥しやすくなるという利点がある。

第二の直線駆動装置の第二引張コイルバネは、バネ定数が０．１０〜１．００Ｎ／ｍｍであることが好ましく、０．１５〜０．５０Ｎ／ｍｍであることが更に好ましく、０．２０〜０．２５Ｎ／ｍｍであることが特に好ましい。上記バネ定数が０．１０Ｎ／ｍｍ未満であると、バネ力がマスクの粘着力に負けてしまうため、第一シリンダー４３ｃが後退しきらないおそれがある。一方、１．００Ｎ／ｍｍ超であると、バネ力が強すぎるため、バネ本来の役目をしないおそれがある。

第二シャフトによって支持体が移動する距離は、１〜５５ｍｍであることが好ましく、３５〜５０ｍｍであることが更に好ましく、４０〜４５ｍｍであることが特に好ましい。上記移動距離が１ｍｍ未満であると、マスクがほぼ垂直下方のみに引っ張られるため、マスクやハニカム構造体が破損するおそれがある。一方、５５ｍｍ超であると、全体タクトが長くなり生産性が低下するおそれがある。また、支持体の移動にかかる時間は０．３〜５．０秒であることが好ましく、０．５〜４．５秒であることが更に好ましく、１．２〜３．５秒であることが特に好ましい。上記移動にかかる時間が０．３秒未満であると、マスクやハニカム構造体が破損するおそれがある。一方、５．０秒超であると、全体タクトが長くなり生産性が低下するおそれがある。

第三の直線駆動装置４７は、図６に示すように、第二の直線駆動装置４５の第二シリンダー４５ｃに接続し、第二の直線駆動装置４５を支持する支持板４７ａと、その一端が支持板４７ａに固定され、支持板４７ａを鉛直方向に移動させる柱状の第三シャフト４７ｂと、第三シャフト４７ｂを出し入れ可能な凹部を有し、この凹部に第三シャフト４７ｂが嵌め込まれている第三シリンダー４７ｃとを備えるものを用いることができる。

第三シャフトによって支持板が移動する距離は、３５〜１５０ｍｍであることが好ましく、５０〜１２０ｍｍであることが更に好ましく、８０〜１００ｍｍであることが特に好ましい。上記移動距離が３５ｍｍ未満であると、マスクを十分に剥がすことができないおそれがある。一方、１５０ｍｍ超であると、全体タクトが長くなり生産性が低下するおそれがある。また、支持板の移動にかかる時間は０．５〜５．０秒であることが好ましく、１．０〜４．５秒であることが更に好ましく、２．０〜３．５秒であることが特に好ましい。上記移動にかかる時間が０．５秒未満であると、マスクやハニカム構造体が破損するおそれがある。一方、５．０秒超であると、全体タクトが長くなり生産性が低下するおそれがある。

図７は、マスク剥離装置によるマスクの剥し工程を示す斜視図である。まず、図７の（ａ）に示すように、一対の把持爪４１によって空気噴射装置で起こした部分を挟む。次に、第一シリンダー内に第一シャフトを引き込むことによって、図７の（ｂ）に示すように一対の把持爪４１を移動させる。このとき、一対の把持爪４１に把持されたマスク２４には図６に示す矢印Ａの方向に力がかかる。次に、接続部が移動端にある状態を０．２〜０．７秒（好ましくは０．３〜０．５秒）維持する。次に、第二シリンダー内に第二シャフトを引き込むとともに、この引き込み動作の開始時から０．２〜０．７秒（好ましくは０．３〜０．５秒）後に第三シリンダー内に第三シャフトを引き込むことによって、第二の直線駆動装置を鉛直方向下向きに移動させ、図７の（ｃ）に示すように一対の把持爪４１を降下させる。なお、図７の（ｂ）に示す状態から図７の（ｃ）に示す状態までの間に、一対の把持爪４１は放物線状の軌跡を描く。図７の（ｃ）に示すように一対の把持爪４１を降下させると、図７の（ｄ）に示すようにマスク２４を剥した状態とすることができる。

［１−４］搬送装置：
本実施形態のマスク自動剥し装置を構成する搬送装置は、ブラッシング装置からマスク剥離装置までマスク付目封止ハニカム構造体を搬送するものである。搬送装置としては、例えば、バーコンベア、ベルトコンベアーなどを用いることができる。

本実施形態のマスク自動剥し装置は、上述した各装置以外に、空気噴射装置の前に上述したハニカム回転装置とは別のハニカム回転装置を配置してもよい。空気噴射装置のノズルが配置されている位置に、図２に示すように折り込まれた台形状のはみ出し部分がない場合、この別のハニカム回転装置によって、マスク付目封止ハニカム構造体を回転させると、空気噴射装置のノズル位置に、はみ出した部分を配置することができる。

［２］マスク剥し方法：
本実施形態のマスク自動剥し装置を用いたマスク剥し方法は、例えば、目封止用スラリーに浸漬してセルの端部に目封止用スラリーを充填した後、乾燥させて得られるマスク付目封止ハニカム構造体のマスクに付着した目封止用スラリーが固化したものを上記ブラッシング装置によって除去し、この目封止用スラリーが固化したものを除去したマスク付目封止ハニカム構造体に上記空気噴射装置によって空気を噴射して端部からはみ出した部分を起こし、起こされたはみ出した部分を上記マスク剥離装置によって把持して、マスク付目封止ハニカム構造体からマスクを剥す方法を挙げることができる。このようにして本実施形態のマスク自動剥し装置を用いてマスクを剥すと、ハニカム構造体の端面に貼り付けたマスクを自動で剥すことができ、また、その一部を端面に残すことなくマスクを剥すことができる。

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）
まず、縦３６ｍｍ、横３６ｍｍ、長さ２００ｍｍの四角柱状で、セル密度が４６．５個／ｃｍ^２であるＳｉＣ製のハニカム構造体を用意した。次に、このハニカム構造体の端面全体を覆うように、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製であり、縦７０ｍｍ、横６０ｍｍの長方形状の透明なマスク（厚さ４０μｍ）をそれぞれ貼り付けた。このとき、ハニカム構造体の端面の一辺からマスクの近い方の長辺までの距離が１２ｍｍ、ハニカム構造体の端面の一辺からマスクの近い方の短辺までの距離が１７ｍｍとなるように配置した。次に、端面からはみ出した部分を図２に示すようにして折り込んだ。次に、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孔を開けた。次に、このマスクを貼り付けたハニカム構造体の両端部をそれぞれ目封止用スラリーに浸漬し、所定のセルの端部に目封止用スラリーを充填した。次に、目封止用スラリーを充填させたハニカム構造体を１２０℃で０．５時間乾燥させてマスク付目封止ハニカム構造体２００を得た。なお、目封止用スラリーは、ＳｉＣ粉を８０質量部、金属Ｓｉ粉を２０質量部、及びバインダー成分を２質量部混合することによって調製したものを用いた。

同様の方法で、１０００個のマスク付目封止ハニカム構造体２００を作製し、これらのマスク付目封止ハニカム構造体２００のマスク２４を、図１に示すマスク自動剥し装置１０によって剥した。

図１のマスク自動剥し装置１０は、マスク付目封止ハニカム構造体２００を搬送するバーコンベア（搬送装置）５５、このバーコンベア５５の上流側から順に配置される、一対の端面用ブラシ３１、一対の第一の側面用ブラシ３２、第一のハニカム回転装置６０、一対の第二の側面用ブラシ３３、第二のハニカム回転装置６１、空気噴射装置３６、及び、マスク剥離装置５０を備えている。バーコンベア５５は、マスク付目封止ハニカム構造体２００の搬送速度が６０ｍｍ／秒となるように設定した。

一対の端面用ブラシ３１、一対の第一の側面用ブラシ３２、及び一対の第二の側面用ブラシ３３の各ブラシは、円板状の基材板の一方の面側に複数のブラシ線を配置した全体として円柱状であり、その大きさは、直径が８０ｍｍ、長さが３０ｍｍであり、ブラシ線の材料がナイロンであり、ブラシ線の直径が０．４ｍｍであり、ブラシ線の毛足長さが２０ｍｍである。これらのブラシを、その軸を中心に、回転数４００ｒｐｍで回転させ、マスク２４に接触させることによって、マスク付目封止ハニカム構造体２００の端面側に付着した目封止用スラリーが固化したものを除去する。

第一のハニカム回転装置６０及び第二のハニカム回転装置６１は、図１に示すように、マスク付目封止ハニカム構造体２００の両端面側に接触する一対の接触板６３と、この接触板６３に接続される一対のアーム６４と、このアーム６４が接続され、アーム６４を開閉及び昇降させるアーム駆動装置６５と、接触板６３をその平面内で回転させる回転駆動装置（不図示）とを備えている。

空気噴射装置３６は、図５に示すような４つのノズル３４を備えており、噴射する空気の圧力を０．４ＭＰａとし、空気の噴射時間を０．６秒とし、噴射回数を１回とした。マスク付目封止ハニカム構造体２００の側面２２と空気を噴射する方向とのなす角度を３０°、空気を噴射する速度を８ｍ／秒とした。

マスク剥離装置５０は、図６に示すような、端面からはみ出した部分を把持するための一対の把持爪４１と、この把持爪４１を開閉する爪駆動装置とを備えた把持装置４０、この把持装置４０を移動させる第一の直線駆動装置４３、第一の直線駆動装置４３を移動させる第二の直線駆動装置４５、及び、第二の直線駆動装置４５を移動させる第三の直線駆動装置４７を備える。

一対の把持爪４１の把持力は０．３ＭＰａとした。なお、一対の把持爪４１は、マスクを把持する面に、例えば、セラミックコートなどを塗工することによって、マスクの粘着層が貼り付かないようにしている。

第一の直線駆動装置４３は、図６に示すように、把持装置４０に接続した接続部４３ａと、この接続部４３ａを直線方向に移動させる第一シャフト４３ｂと、第一シャフト４３ｂを出し入れする第一シリンダー４３ｃと、接続部４３ａと第一シリンダー４３ｃとの間に配置され、接続部４３ａが第一シリンダー４３ｃに向かって移動する際に逆方向の力を与える円筒形状の第一引張コイルバネ４３ｄ（バネ定数：０．７５Ｎ／ｍｍ）と、を備えており、第一シャフト４３ｂによって接続部４３ａが移動する距離が８ｍｍ、接続部４３ａの移動にかかる時間が１．０秒となるように設定した。

第二の直線駆動装置４５は、図６に示すように、第一の直線駆動装置４３の第一シリンダー４３ｃに接続し、第一の直線駆動装置４３を支持する支持体４５ａと、この支持体４５ａを水平方向に移動させる第二シャフト４５ｂと、第二シャフト４５ｂを出し入れする第二シリンダー４５ｃと、支持体４５ａと第二シリンダー４５ｃとの間に配置され、支持体４５ａが第二シリンダー４５ｃに向かって水平方向に移動する際に逆方向の力を与える円筒形状の第二引張コイルバネ４５ｄ（バネ定数：０．２５Ｎ／ｍｍ）と、を備えるものを用いることができる。支持体４５ａは、水平方向に対して１５°傾斜した第一シリンダー支持面４５ａ１を有しており、第二シャフト４５ｂによって支持体４５ａが移動する距離を４５ｍｍ、支持体４５ａの移動にかかる時間が３．０秒となるように設定した。

第三の直線駆動装置４７は、図６に示すように、第二の直線駆動装置４５の第二シリンダー４５ｃに接続し、第二の直線駆動装置４５を支持する支持板４７ａと、この支持板４７ａを鉛直方向に移動させる第三シャフト４７ｂと、第三シャフト４７ｂを出し入れする第三シリンダー４７ｃとを備えており、第三シャフト４７ｂによって支持板４７ａが移動する距離が９０ｍｍ、支持板４７ａの移動にかかる時間が３．５秒となるように設定した。

図１のマスク自動剥し装置１０によれば、全てのマスク付目封止ハニカム構造体２００に貼り付けられたマスク２４を良好に剥すことができ、マスク２４の一部が端面に残ることもないことが確認できた。

本発明のマスク自動剥し装置は、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貼り付けたマスクを自動で剥すことができる装置として好適に使用することができる。

本発明のマスク自動剥し装置の一の実施形態を模式的に示す側面図である。マスク付目封止ハニカム構造体のマスクが折り込まれる工程を示す斜視図である。マスク付目封止ハニカム構造体の端面側に付着した目封止用スラリーが固化したものを除去する状態を示す上面図である。マスク付目封止ハニカム構造体の一つの向かい合う一対の側面側に付着した目封止用スラリーが固化したものを除去する状態を示す側面図である。（ａ）は空気を噴射する前の状態を示す斜視図であり、（ｂ）ははみ出した部分に空気を噴射した後の状態を示す斜視図である。本実施形態のマスク自動剥し装置のマスク剥離装置がマスク付目封止ハニカム構造体のマスクを剥す状態を示す側面図である。図６に示すマスク剥離装置によってマスクを剥す工程を示す斜視図である。目封止ハニカム構造体の軸方向の断面図である。

符号の説明

１０：マスク自動剥し装置、２１：端面、２１ａ，２１ｂ：辺、２４：マスク、２４ａ，２４ｂ：端部、２６：基材板、２８：ブラシ線、３０：ブラッシング装置、３１：端面用ブラシ、３２，３３：側面用ブラシ、３４：ノズル、３５：エア配管、３６：空気噴射装置、４０：把持装置、４１：把持爪、４３：第一の直線駆動装置、４３ａ：接続部、４３ｂ：第一シャフト、４３ｃ：第一シリンダー、４３ｄ：第一引張コイルバネ、４５：第二の直線駆動装置、４５ａ：支持体、４５ａ１：第一シリンダー支持面、４５ｂ：第二シャフト、４５ｃ：第二シリンダー、４５ｄ：第二引張コイルバネ、４７：第三の直線駆動装置、４７ａ：支持板、４７ｂ：第三シャフト、４７ｃ：第三シリンダー、５０：マスク剥離装置、５１：セル、５２：隔壁、５５：搬送装置、６０，６１：ハニカム回転装置、６３：接触板、６４：アーム、６５：アーム駆動装置、１００：目封止ハニカム構造体、１０１，１２０：ハニカム構造体、２００：マスク付目封止ハニカム構造体。

Claims

複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を有する四角柱状のハニカム構造体の一方の端面に、前記一方の端面の面積よりも大きな面積のマスクを貼り付け、前記マスクの所定の位置に孔を開け、前記マスクを貼り付けた前記一方の端面側を目封止用スラリーに浸漬し、乾燥させて得られるマスク付目封止ハニカム構造体の前記マスクを剥すマスク自動剥し装置であって、
前記マスク付目封止ハニカム構造体の前記マスクに付着した前記目封止用スラリーが固化したものを除去するブラッシング装置と、
前記マスク付目封止ハニカム構造体の前記マスクに付着した前記目封止用スラリーが固化したものを除去した後、前記一方の端面の反対の端面側から、前記一方の端面からはみ出した部分に空気を噴射して、前記はみ出した部分を起こす空気噴射装置と、
前記空気噴射装置で起こした部分を把持し、前記マスク付目封止ハニカム構造体から前記マスクを剥すマスク剥離装置と、
前記ブラッシング装置から前記マスク剥離装置まで前記マスク付目封止ハニカム構造体を搬送する搬送装置と、を備えるマスク自動剥し装置。
前記ブラッシング装置が、前記マスク付目封止ハニカム構造体の端面側に付着した前記目封止用スラリーが固化したものを除去する端面用ブラシと、前記マスク付目封止ハニカム構造体の一つの向かい合う一対の側面側に付着した前記目封止用スラリーが固化したものを除去する第一の側面用ブラシと、前記マスク付目封止ハニカム構造体の他の向かい合う一対の側面側に付着した前記目封止用スラリーが固化したものを除去する第二の側面用ブラシと、を備える請求項１に記載のマスク自動剥し装置。
前記第一の側面用ブラシと前記第二の側面用ブラシとの間に位置し、前記マスク付目封止ハニカム構造体の軸を中心として前記マスク付目封止ハニカム構造体を９０°回転させるハニカム回転装置を備える請求項２に記載のマスク自動剥し装置。