JP6754545B2

JP6754545B2 - 接着剤塗布装置および建築部材

Info

Publication number: JP6754545B2
Application number: JP2019027137A
Authority: JP
Inventors: 田中　寛久; 寛久田中
Original assignee: 三ツ輪産業株式会社
Priority date: 2019-02-19
Filing date: 2019-02-19
Publication date: 2020-09-16
Anticipated expiration: 2039-02-19
Also published as: JP2020131102A

Description

本発明は、平板状の基材に対して接着剤を良好に塗布するための接着剤塗布装置、およびこの装置を用いて製作される建築部材に関する。

従来、ベニヤやパーティクルボードなど（以下、総称して基材という）に接着剤を塗布する接着剤塗布装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような装置では、接着剤を塗布するために、主に３つの回転ローラーが使用されている。

図２は、従来の接着剤塗布装置１０１を示す概略図である。
接着剤塗布装置１０１は、コンベア１０２と、接着剤１０４を塗布するための３つの回転ローラー（図２において、中央に位置する塗布ローラー１１０ａ、左側に位置するドクターローラー１１０ｂ、右側に位置するスムージングローラー１１０ｃ）とで構成されている。

塗布ローラー１１０ａは、前側（方向Ｆ）に送られる基材１０３と接着剤１０４を介して接触し、図２の紙面反時計回りＲ１に回転している。ドクターローラー１１０ｂは、基材１０３よりも上側に離間した位置で、塗布ローラー１１０ａとは逆の時計回りＲ２に回転しており、塗布ローラー１１０ａとドクターローラー１１０ｂとの間から、接着剤１０４が流し込まれる。また、スムージングローラー１１０ｃも塗布ローラー１１０ａとは逆の時計回りＲ２に回転しており、基材１０３に塗布された接着剤１０４の表面と接触して、この表面が概ね平滑になるようにしている。

そして、３つのローラー１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃのさらに下流側で、基材１０３の上面に、接着剤１０４を介して化粧部材１０５が貼り付けられる。

特開平０８−２９４９０３号公報

上述した従来の接着剤塗布装置１０１では、３つの回転ローラー１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃを使用しているので、装置としてのコストが高い。また、３つを駆動するためのランニングコストも高くなる。

また、接着剤塗布装置１０１では、３つの回転ローラー１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃのそれぞれと接着剤１０４との離れ際（図２のＡ部、Ｂ部、Ｃ部）に、接着剤の粘性で糸を引くような状態になる。それぞれのローラーの外周面には、この糸状の接着剤１０４が絡みつき、筋状の凹凸が生じてしまうことがある。この凹凸は、塗布した接着剤１０４の表面にも筋状の凹凸を生じさせ、この表面を不均一にする。特に、化粧部材１０５が透明な材質の場合には、貼り付け後に接着剤１０４の表面の筋状の凹凸が見えてしまうため、完成した製品の美観を損ねる。

本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、構造を簡素化し、塗布した接着剤の表面をより均質にする接着剤塗布装置、およびこの装置を用いて製作される建築部材を提供するためのものである。

上述課題を解決するため、本発明の接着剤塗布装置は、平板状の基材の上面に接着剤を塗布するための接着剤塗布装置であって、搬送される前記基材に対して上側に配置され、前記基材の搬送方向に回転する塗布ローラーと、前記塗布ローラーの上側に配置され、前記接着剤が前記塗布ローラーの外周面へ排出される接着剤収容部と、前記接着剤収容部を挟んで前記搬送方向の下流側に位置し、前記塗布ローラーの外周面と隙間を空けて配置される第１スクレイパーと、前記接着剤収容部を挟んで前記搬送方向の上流側に位置し、前記塗布ローラーの外周面と隙間を空けて配置され、前記塗布ローラーの外周面に糸状に絡みついた接着剤の表面を削ぎ落とし、凹凸のない状態にする第２スクレイパーとを備えたことを特徴とする。

また、前記第１スクレイパーおよび第２スクレイパーは、前記隙間の間隔をそれぞれ調整可能に構成され、それぞれの前記隙間を閉じることで、当該接着剤塗布装置の運転停止時に前記接着剤を前記接着剤収容部に貯留できるようにしている。

さらに、前記接着剤収容部には、前記接着剤が供給された内部に向けて酸化防止ガスが注入されるようにしてもよい。

さらにまた、前記塗布ローラーの搬送方向の下流側には、塗布された前記接着剤の表面を平滑にするための第３スクレイパーが設けられていてもよい。

本発明に係る接着剤塗布装置は、回転する塗布ローラーと、搬送方向の上流側および下流側に塗布ローラーの外周面と隙間を空けて配置される第１スクレイパーおよび第２スクレイパーとを設けるだけで、使用する回転ローラーの数を１つにすることができる。これにより、３つの回転ローラーを有する従来の接着剤塗布装置と比較して、同等以上の機能を確保しつつ、その構造を簡素化することができる。そのため、装置のコストを低減することができる。また、１つの塗布ローラーを駆動するだけなので、ランニングコストも低減することができる。

また、第１スクレイパーで接着剤の排出量を調整し、第２スクレイパーで塗布ローラーの外周面に生じる凹凸をなくすことができるので、従来の接着剤塗布装置と比較して、塗布された接着剤の表面を凹凸のない平滑な状態にすることができる。そのため、接着面の接着力を基材の全面で均質化できるとともに、基材に貼られる化粧部材が透明なものであっても、接着剤の筋状の凹凸が目視で確認できない仕上がりのよい建築部材を製作することができる。

本発明の実施の形態に係る接着剤塗布装置の概略側面図である。従来の接着剤塗布装置の概略図である。

以下、本発明の実施形態に係る接着剤塗布装置について、図面を用いて詳細に説明する。
なお、以下の説明で使用する幅方向（左右方向）とは、図１の紙面奥行き方向をいい、搬送方向（前後方向、上流側、下流側）とは、図１の紙面左右方向、上下方向とは、図１の紙面上下方向をいうものとする。

図１は、本発明の実施の形態に係る接着剤塗布装置１の概略側面図である。
接着剤塗布装置１は、図１に示すように、コンベア２と、コンベア２の上側に配置された塗布ローラー１０と、塗布ローラー１０のさらに上側に配置された接着剤収容部１１とで主に構成されている。

コンベア２は、前後方向に基材３を搬送するためのものであり、前側に位置する駆動輪２ａによって駆動され、巻き掛けられたベルト２ｃに追従するようにして３個（或いは、３個以上）の従動輪２ｂが回転する。これにより、コンベア２上に載置された基材３は、後側から前側に方向Ｆへと搬送されるようになる。

基材３は、平板状（例えば、平面視で長尺な長方形）の部材であり、本実施形態の一例としてパーティクルボード（ＰＢ）が使用される。このパーティクルボードは、木材の小片（木材の端材などをチップ化したもの）を接着剤で固めた木質ボードであり、建築材料として広く利用されている。例えば、システムキッチンなどでは、パーティクルボードの表面に大理石調の化粧が施されたものが使用される。

また、建材としては、ＰＢの他に、ミディアムデンシティファイバーボード（ＭＤＦ）なども使用されている。このミディアムデンシティファイバーボードは、チップ状にした木材をさらに繊維に至るまで溶かし、合成樹脂を加えて熱圧縮して成形したボード（パネル）である。表面が緻密なので、機械加工や彫刻など、加工が容易で仕上がりが綺麗なのが特徴である。家具、住宅造作材、ドア、窓枠等に使われる。本実施形態では、これらＰＢ、ＭＤＦも含めて全て基材３として総称する。

塗布ローラー１０は、円柱状のローラーを左右方向に延びる回転軸（図示せず）を中心にして回転駆動されるものであり、搬送される基材３の上面に対して塗布する接着剤層の厚み分だけ上側に離間して配置されている。この塗布ローラー１０は、図２の紙面反時計回りＲ１（正回転）、或いは時計回り（逆回転）に任意に回転可能に構成されている。例えば、接着剤４を塗布する作業では正回転で回転させる一方、塗布ローラー１０の洗浄の際には、逆回転させることができるようになっている。

この塗布ローラー１０は、図示しないヒーターによって、塗布ローラー１０の外周面が所定の設定温度に保たれるようになっている。

また、塗布ローラー１０は、基材３の厚みや接着剤４の層の厚みに基づいて、その上下方向の位置を調整移動できるようになっている。なお、塗布ローラー１０の回転駆動制御或いは上下方向への位置制御などは、一般的な技術を用いて行っているので、詳細な説明は省略する。

接着剤４は、建材として使用するために防湿性に優れたものが使用されている。例えば、内装扉、キッチン回り、フロアベースでは、湿気による反りを防止することが必要であり、これに対応可能な接着剤が日々開発されている。このような接着剤４は、常温時には粘度が高く、高温時（１００度以上）には粘度が抑えられて、接着作業がし易いようになっている。

接着剤収容部１１は、流し込んだ接着剤４を塗布ローラー１０の上側で貯留するためのものである。この接着剤収容部１１は、接着剤４を所定の温度以上に保つための加熱機能を持たせており、任意の温度に調整できるようになっている。

また、接着剤収容部１１は、内部に供給された接着剤４が外部の空気に曝されない程度に、ある程度の密閉性を有する構造である。そして、接着剤収容部１１は、その内部に窒素ガス６を注入できるように構成されている。この窒素ガス６は、接着剤４が空気中の酸素に曝されて硬化するのを防止するために使用されている。なお、空気との接触を排除可能な気体であれば、窒素ガス６以外の気体であってもよい。本明細書では、窒素ガス６を含めて酸化防止ガスと総称する。

接着剤収容部１１の後側（下流側）には、接着剤４の排出量を調整するための第１スクレイパー１２が設けられている。この第１スクレイパー１２は、後側から前側に向けて斜め下方向Ｂに傾斜して移動できるようになっている。すなわち、塗布ローラー１０の外周面と第１スクレイパー１２との隙間Ｓ１を調整することで、この隙間Ｓ１からの接着剤４の排出量を任意に調整することができる。また、運転を停止（待機）してこの隙間Ｓ１を０にする（閉じる）ことで、接着剤４を接着剤収容部１１で留保し、所定の温度に加熱することができるようになっている。

この第１スクレイパー１２は、接着剤収容部１１に対して、第１案内部材１３を介して取り付けられている。この第１案内部材１３は、第１スクレイパー１２をＢ方向にスムーズに移動させるためのものであり、直動機器によって構成されている。この第１案内部材１３は、第１スクレイパー１２を手動で移動させるものであってもよく、小型モーターを使用して電動で移動させるものであってもよい。また、隙間Ｓ１を設定するためにＢ方向に位置制御が行えるようにすることもできる。

また、接着剤収容部１１の前側（上流側）には、第２スクレイパー１４が設けられている。この第２スクレイパー１４は、塗布ローラー１０の外周面に糸状に絡みついた接着剤４の表面を削ぎ落とし、凹凸のない状態にするためのものである。この第２スクレイパー１４は、前側から後側に向けて斜め下方向Ａに傾斜して移動できるようになっている。すなわち、塗布ローラー１０の外周面と第２スクレイパー１４との隙間Ｓ２を調整することで、糸状に絡みついた接着剤４をこの隙間Ｓ２から接着剤収容部１１に戻すようにしている。そして、戻された接着剤４は、接着剤収容部１１内で再加熱され、隙間Ｓ１から再び排出（再利用）されるようになる。また、運転を停止してこの隙間Ｓ１を０にする（閉じる）ことで、接着剤収容部１１内で接着剤４を留保することができるようになっている。

この第２スクレイパー１４は、第１スクレイパー１２と同様に、接着剤収容部１１に対して第２案内部材１５を介して取り付けられている。この第２案内部材１５は、第２スクレイパー１４をＡ方向にスムーズに移動させるためのものであり、直動機器によって構成されている。この第２案内部材１５は、第２スクレイパー１４を手動で移動させるものであってもよく、小型モーターを使用して電動で移動させるものであってもよい。また、隙間Ｓ２を設定するためにＡ方向に位置制御が行えるようにすることもできる。

一方、塗布ローラー１０の前側（搬送方向Ｆの下流側）には、第３スクレイパー１６が設けられている。この第３スクレイパー１６は、塗布ローラー１０によって塗布された接着剤４の表面を、凹凸のない均質な状態にするためのものである。この第３スクレイパー１６は、図示しないヒーターによって所定の温度に加熱されており、接着剤４の表面を加熱して均質化し易いように工夫されている。

なお、第３スクレイパー１６の上下方向の位置についても、基材３の厚みや、接着剤４の層の厚みなどに基づいて任意に調整移動できるようになっており、手動或いは電動で位置制御ができるようにすることもできる。

第３スクレイパー１６のさらに下流側では、化粧部材５がローラーによって加圧されながら貼り付けられる。この化粧部材５は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）や、ポリプロピレン（ＰＰ）フィルムなどである。これらの化粧部材５は、基材３の木質感をそのまま視認できる程度に透明なものが使用されている。

次に本発明の接着剤塗布装置１の作用について説明する。
接着剤収容部１１内の接着剤４は、隙間Ｓ１から排出された後に塗布ローラー１０の外周面に沿って反時計回りの下側へと送られる（接着剤の第１状態４ａ）。このとき、接着剤４ａは、隙間Ｓ１および塗布ローラー１０の回転速度を調整することで、一定の量が均一に排出される。また、塗布ローラー１０の外周面に位置する接着剤４ａは、外部の空気に触れて温度が下げられてゆくが、塗布ローラー１０によって加熱されて温度の低下が抑制されるようになる。

そして、接着剤４ａは、基材３の表面まで送られる（接着剤の第２状態４ｂ）。このとき、塗布ローラー１０の上流側に接着剤４ｂの十分な溜まりが形成されるようにする。その後、接着剤４ｂは、塗布ローラー１０によって加圧されて、所定の厚みが基材３の表面に塗布されることになる（接着剤の第３状態４ｃ）。

一方、塗布ローラー１０と接着剤４ｃとの離れ際では、接着剤４ｃの温度が必要以上に低下すると、従来技術と同様に、接着剤４ｃの粘性によって糸を引くような状態になる。この糸を引く現象は、塗布ローラー１０で接着剤４ｃを加熱することで極力低減することができる。そして、第３スクレイパー１６によって接着剤４ｃの表面が加熱された状態で削られて、凹凸のない均質化した状態に仕上げられる（接着剤の第４状態４ｄ）。

また、塗布ローラー１０の外周面には、接着剤４ｃとの離れ際で生じた糸状の凹凸が付着したままで、上側へと反時計回りＲ１に回転していく。この付着した接着剤４は、第２スクレイパー１４で削られるとともに、この削られた接着剤４が塗布ローラー１０の回転方向Ｒ１へ移動して、隙間Ｓ２から再び接着剤収容部１１へと戻される。より詳細には、削られた接着剤４は、塗布ローラー１０が反時計回りＲ１の時には逆流せず、粘性で塗布ローラー１０の回転方向に引き戻されるようになる。このように隙間Ｓ２を空けた第２スクレイパー１４で凹凸を削ることによって、付着した接着剤４は接着剤収容部１１で再利用されるとともに、塗布ローラー１０の外周面は、凹凸のない良好な状態に復旧される。

一方、接着剤４の塗布を停止（待機）するときには、それぞれの隙間Ｓ１、Ｓ２を閉じることで、接着剤収容部１１内の接着剤４が下側に流れ出す（漏れ出す）ことを防止することができる。また、隙間Ｓ１、Ｓ２を閉じた状態で塗布ローラー１０を回転させることで、接着剤収容部１１内の接着剤４を適度に攪拌して、接着剤４の全体の温度を均一に保つことができる。

本発明の実施形態に係る接着剤塗布装置によれば、搬送される基材３に対して上側に配置され、基材３の搬送方向Ｆに回転する塗布ローラー１０と、塗布ローラー１０の上側に配置され、接着剤４が塗布ローラー１０の外周面へ排出される接着剤収容部１１と、接着剤収容部１１を挟んで搬送方向Ｆの上流側および下流側にそれぞれ位置し、塗布ローラー１０の外周面と隙間Ｓ１、Ｓ２を空けて配置される第１スクレイパー１２および第２スクレイパー１４とを備えているので、使用する回転ローラーの数を１つにすることができる。これにより、３つの回転ローラーを有する従来の接着剤塗布装置１０１と比較して、同等以上の機能を確保しつつ、その構造を簡素化することができる。そのため、接着剤塗布装置１のコストを低減することができる。また、１つの塗布ローラー１０を駆動するだけなので、ランニングコストも低減することができる。

また、接着剤塗布装置１の洗浄は、主に塗布ローラー１０の外周面の清掃であり、従来技術で開示された３つのローラーの外周面を全て洗浄する場合と比較して、その清掃作業が１／３に軽減される。

また、第１スクレイパー１２で接着剤の排出量を調整し、第２スクレイパー１４で塗布ローラー１０の外周面に生じる凹凸をなくすことができるので、従来の接着剤塗布装置１０１と比較して、回転ローラーに生じた凹凸に起因して発生する、塗布された接着剤４の表面の凹凸を生じさせ難くし、接着剤４ｃの上面を平滑な状態にすることができる。そのため、接着剤４の接着面の接着力を基材３の全面で均質化できる。また、基材に貼られる化粧部材５が透明なものであっても、接着剤の筋状の凹凸が目視で確認できない仕上がりのよい建築部材を製作することができる。

さらに、第１スクレイパー１２および第２スクレイパー１４は、隙間Ｓ１、Ｓ２の間隔をそれぞれ調整可能に構成されているので、接着剤４の必要量やその種類によって適宜調節することができ、種々の製品に対応することができる。また、それぞれの隙間Ｓ１、Ｓ２を閉じることで接着剤４を接着剤収容部１１に貯留できるようにしているので、接着剤塗布装置１の運転を停止（待機）している間に接着剤４が下側に流れ落ちることがない。また貯留した接着剤４を接着剤収容部１１内で加熱することができるので、接着剤４を必要な温度に維持しておくことができる。

また、接着剤収容部１１には、接着剤４が供給された内部に向けて窒素ガス６が注入されるようにしているので、貯留された接着剤４が空気に触れて硬化するのを防止することができる。

さらに、塗布ローラー１０の搬送方向Ｆの下流側には、塗布された接着剤４ｃの表面を平滑にするための第３スクレイパー１６が設けられているので、塗布ローラー１０と接着剤４ｃとの間で接着剤４の温度が必要以上に低下して糸を引く状態になったとしても、接着剤４の上面を平滑に仕上げ、凹凸のないように是正することができる。

一方、上記いずれか１つの接着剤塗布装置１を用いて製作される建築部材であって、接着剤４を介して基材３に貼られる化粧部材５は、基材３の上面が目視可能な程度に透明な素材で構成されているので、基材３の素材感を生かした建築部材を製作することができる。また、接着剤４が基材３の全面に均質に接着されるようになるので、接着剤４の凹凸が目視できない、従来にはない美観のある製品を提供することができる。

また、基材３は、パーティクルボード或いはミディアムデンシティファイバーボードであり、化粧部材５は、ポリエチレンテレフタレート或いはポリプロピレンであるので、一般的に流通されている建築部材であって、木質感のある製品を安価に提供することができる。

以上、本発明の実施形態に係る接着剤塗布装置について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。
例えば、本実施の形態では、基材３として、建築材料であるＰＢ、ＭＤＦを例にして説明したが、これに限定されない。例えば、ベニヤ板を基材３として、その表面に化粧部材５（例えば、壁紙）を貼り付けるような作業であってもよい。その他、将来的に建築材料として新たに開発されることが予想される板状の部材の表面に接着剤４を塗布する作業であれば、その新部材にも容易に適用することができる。さらには、建築材料に係わらず、平板状の部材の表面に接着剤４を塗布する種々の製品にも適用することができる。

また、接着剤４は、防湿性の高いもの、高温での粘着性が低いものとして説明しているが、これにも限定されない。例えば、温度によって粘着性に差異がないものであれば、接着剤４を高温に保つ必要はない。このように、接着剤４の特徴や温度特性に鑑み、自由に塗布時の運転条件（接着剤収容部１１での接着剤４の温度、コンベア２の速度、塗布ローラー１０の回転速度、隙間Ｓ１、Ｓ２の寸法、など）を設定することで、種々の製品に適用することができる。

さらには、化粧部材５は、ＰＥＴ、ＰＰなどの透明なものとして説明しているが、当然に半透明、不透明な素材を使用したものであってもよい。透明な素材では、接着剤４に凹凸の筋があると、建築部材としてその筋が悪目立ちしてしまうが、不透明な素材であれば、凹凸は目視できない。しかしながら、本発明の接着剤塗布装置１では接着剤４ｄの表面に凹凸ができないため、化粧部材５の接着力を全面で均質化することができるので、貼り付けた後の化粧部材５の微妙な膨らみや歪みをなくし、より平面的な美しい形状で仕上げることができる。

１、１０１接着剤塗布装置
２、１０２コンベア
２ａ駆動輪
２ｂ従動輪
２ｃベルト
３、１０３基材
４、１０４接着剤
４ａ接着剤の第１状態
４ｂ接着剤の第２状態
４ｃ接着剤の第３状態
４ｄ接着剤の第４状態
５、１０５化粧部材
６窒素ガス（酸化防止ガス）
１０、１１０ａ塗布ローラー
１１接着剤収容部
１２第１スクレイパー
１３第１案内部材
１４第２スクレイパー
１５第２案内部材
１６第３スクレイパー
１１０ｂドクターローラー
１１０ｃスムージングローラー
Ａ、Ｂ開閉方向
Ｆ搬送方向
Ｒ１、Ｒ２回転方向
Ｓ１、Ｓ２隙間

Claims

平板状の基材の上面に接着剤を塗布するための接着剤塗布装置であって、
搬送される前記基材に対して上側に配置され、前記基材の搬送方向に回転する塗布ローラーと、
前記塗布ローラーの上側に配置され、前記接着剤が前記塗布ローラーの外周面へ排出される接着剤収容部と、
前記接着剤収容部を挟んで前記搬送方向の下流側に位置し、前記塗布ローラーの外周面と隙間を空けて配置される第１スクレイパーと、
前記接着剤収容部を挟んで前記搬送方向の上流側に位置し、前記塗布ローラーの外周面と隙間を空けて配置され、前記塗布ローラーの外周面に糸状に絡みついた接着剤の表面を削ぎ落とし、凹凸のない状態にする第２スクレイパーと
を備えたことを特徴とする接着剤塗布装置。
前記第１スクレイパーおよび第２スクレイパーは、前記隙間の間隔をそれぞれ調整可能に構成され、それぞれの前記隙間を閉じることで、当該接着剤塗布装置の運転停止時に前記接着剤を前記接着剤収容部で貯留できるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の接着剤塗布装置。
前記接着剤収容部には、前記接着剤が供給された内部に向けて酸化防止ガスが注入されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の接着剤塗布装置。
前記塗布ローラーの搬送方向の下流側には、塗布された前記接着剤の表面を平滑にするための第３スクレイパーが設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の接着剤塗布装置。