JP6780967B2 - 接着剤塗布方法及び接着剤塗布装置 - Google Patents
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Description
本実施形態に係る接着剤塗布装置1は、図1に示すように、後述するワーク2(被塗布物)の表面に下塗り接着剤3(第1接着剤)及び上塗り接着剤4(第2接着剤)を塗布するためのものである。ワーク2の表面には、下塗り接着剤3及び上塗り接着剤4が塗布されて、上塗り接着成分層及び下塗り接着成分層からなる接着成分層が積層形成される。この接着剤塗布装置1から取り出されたワーク2の表面には、その後未加硫ゴム部材が加硫接着される。
図2に示すように、本実施形態に係る接着剤塗布方法は、以下の工程からなる。
予熱炉及び予熱板5は、ワーク2を予め加熱し、少なくともその表面温度を所望の温度に保持するためのものである。ワーク2は、これら予熱炉及び予熱板5により予め60℃以上150℃以下に加熱保持される。すなわち、これら予熱炉及び予熱板5は、塗布前ワーク温度確認部31により検出されたワーク2の表面温度Tが60℃以上150℃以下となるようにワーク2を加熱するように構成されている。ワーク2は、少なくともその表面温度が上記温度範囲内に加熱されていれば十分であり、内部まで加熱されていても加熱されていなくてもよい。また、ワーク2は、塗布前ワーク温度確認部31により検出されたワーク2の表面温度Tが60℃以上150℃以下の所望の温度となるように加熱されていればよく、予熱工程S1及び予熱保温工程S2で当該所望の温度よりも高い温度に加熱される構成としてもよい。
ターンテーブル6はワーク2を搬送して各接着剤の塗布工程に供するためのものであり、図1において、反時計回りに回転してワーク2を搬送する。ターンテーブル6は、直径約1.2mの円板状である。ターンテーブルの回転方向、大きさ及び形状は適宜設計変更することができるし、回転式以外の例えば直線式のベルトコンベアや、チェーンコンベア等を用いる構成としてもよい。
治具7は、予熱炉及び予熱板5により加熱されたワーク2を支持するためのものであり、ターンテーブル6の円周に沿って複数設けられている。治具の数及び設置間隔は特に制限されるものではなく、接着剤塗布装置1の構成に応じて適宜変更することができる。治具7は、下塗り接着剤塗布工程S6、下塗り接着剤塗布状態確認工程S8、上塗り接着剤塗布工程S9、及び上塗り接着剤塗布状態確認工程S10においてそれ自身反時計回りに回転するように構成されている。すなわち、治具7にセットされたワーク2は、ターンテーブル6の回転に伴って反時計回りに移動し、下塗り接着剤塗布部101、下塗り塗布状態確認部12、上塗り接着剤塗布部102、及び上塗り接着剤塗布状態確認部14において、ターンテーブル6が所定時間停止している間に、治具7の回転に伴って反時計回りに回転する。なお、治具7の回転方向は時計回りとしてもよい。治具7の回転速度は、塗布工程S6,S9では600rpmであり、1秒間で10回転する。また、塗布状態確認工程S8,S10では120rpmであり、1秒間で2回転する。治具7の回転速度は、適宜設定変更することができるが、各接着剤塗布部101,102において、各接着剤3,4をワーク2の表面全体に均一に塗布する観点から、好ましくは3回転/秒以上、より好ましくは5回転/秒以上、特に好ましくは10回転/秒以上に、回転速度を設定することが好ましい。
塗布前ワーク温度確認部31は、予熱板5から取り出された後、下塗り接着剤3を噴霧塗布する前のワーク2の表面温度Tを測定するためのものであり、市販の温度計からなる。具体的には、塗布前ワーク温度確認部31では、治具7にセットされたワーク2の表面温度Tを温度計により測定する。塗布前ワーク温度確認部31は、後述するワーク温度確認部11と同様に、放射温度計等の温度センサを用いて測定する構成としてもよい。また、本実施形態では、治具7にセット後のワーク2の表面温度Tを測定する構成であるが、予熱板5からワーク2を取り出した後、治具7にセットする前にワーク2の表面温度Tを測定するようにしてもよい。
ワーク確認部15は、治具7上にワーク2がセットされているかどうかを判別するためのものであり、分離型の赤外線アクティブセンサにより構成される。具体的には、ワーク2が所定位置にきたときにワーク2を挟むように投光器及び受光器が配置されており、投光器から照射された赤外線を受光器により検出し、その赤外線の遮断割合によりワーク2の有無を判別する構成となっている。例えば、ワーク2が存在しない場合、照射された赤外線は遮られないため、光量として9999の数値が表示されるが、ワーク2が存在する場合には、赤外線が遮られて、光量は200程度の数値に低下する。従って、例えば光量として300の数値を閾値として設定することにより、光量が当該閾値を下回るか上回るかによりワーク2の有無を判別する。投光器及び受光器は制御部Zに接続されており、赤外線照射、検出、及びワーク2の有無の判別は制御部Zにて行われる。ワーク2が有と判別された場合には、制御部Zによりその情報が、他の確認部11,12,14におけるOK/NGの判別結果と併せて、払出部9まで保持される。ワーク確認部15は、ワーク2の有無を判別できるものであればいかなるものも用いることができ、例えば一体型の赤外線センサや、その他の各種センサを用いて構成することができる。
下塗り接着剤塗布部101は、予熱炉及び予熱板5にて加熱保持されたワーク2の表面に下塗り接着剤3を塗布するためのものであり、下塗り接着剤3を霧化して噴霧塗布する下塗り用塗布ガン10(第1塗布手段)と、下塗り用飛散防止板16と、下塗り用汚染防止壁17とにより構成される。
ワーク温度確認部11は、下塗り用塗布ガン10により噴霧塗布された下塗り接着剤3の層を表面に備えたワーク2の表面温度K[℃]を検出するためのものであり、制御部Zに接続された放射温度計により構成される。制御部Zは、この放射温度計により検出されたワーク2の表面温度Kが50℃以上150℃以下の範囲の温度であればOK、範囲外の温度であればNGと判別し、この情報を払出部9まで保持する。
下塗り接着剤塗布状態確認部12は、下塗り接着剤3の塗布状態を検出するためのものであり、制御部Zに接続された色識別センサにより構成される。色識別センサは上下方向及びターンテーブル6の径方向、すなわちワーク2に対して遠近方向に移動可能となっている。予め制御部Zに記憶された設定値に基づいて、ワーク2の形状に合わせた距離に色識別センサが配置される。そして、色識別センサを上下動させて、回転するワーク2の表面のうち上部、中間部、下部の3個所の位置について下塗り接着剤3の塗布状態を確認する。塗布状態の確認は、次のように行う。すなわち、下塗り接着剤3の塗布前後のワーク2を用いて予めティーチングを行って閾値を決定して制御部Zに記憶させておく。そして、制御部Zは、色識別センサによる上記3個所の位置での検出値が上記閾値以下の場合はOK、閾値を超えた場合はNGと判別し、この情報を払出部9まで保持する。
上塗り接着剤塗布部102は、下塗り接着剤3が噴霧塗布されたワーク2の表面に上塗り接着剤4を塗布するためのものであり、上塗り接着剤4を霧化して噴霧塗布する上塗り用塗布ガン13(第2塗布手段)と、上塗り用飛散防止板18と、上塗り用汚染防止壁19とにより構成される。
上塗り接着剤塗布状態確認部14は、上塗り接着剤4の塗布状態を検出するためのものであり、下塗り接着剤塗布状態確認部12と同様に、色識別センサにより構成される。
払出部9は、接着成分層が形成されたワーク2をOK品とNG品に分別しつつ、接着剤塗布装置1の装置外へワーク2を搬出するためのものである。ワーク2は、上記確認部12,14のいずれかにおいて、NGと判別された場合、払出部9でNGボックスへ払い出される。また、上記ワーク温度確認部11においてNGと判別された場合は、払出部9のチャック9Aの汚染防止の観点から、払出部9に到達したところで自動で接着剤塗布装置1が停止するように構成されている。
制御部Zは、上述の各装置構成、すなわちターンテーブル6、治具7、ワーク確認部15、下塗り接着剤塗布部101、ワーク温度確認部11、下塗り接着剤塗布状態確認部12、上塗り接着剤塗布部102、上塗り接着剤塗布状態確認部14、及び払出部9に接続されている。
図3、図4に示すように、本実施形態に係る接着剤塗布装置1を使用して接着剤が塗布されるワーク2は、円筒状を有するラバーブッシュ用金属製部材である。ワーク2としては、ブッシュに限らず種々の部材を用いることができ、具体的にはエンジンマウント、サスリンクブッシュ、ダイナミックダンパーなどの自動車部品等を用いることができる。ワーク2の材質は、アルミニウム製であり、アルミニウムの他に、例えば、鉄、ステンレス鋼、銅、又はこれらの合金等の金属製のものを用いることができる。図2に示すワーク2のサイズは、全長2aが55mm、外径2bが28mm、端面22を除く側面21の表面積が4838mm2である。ワーク2のサイズとしては、最小10mm×10mmから最大150mm×100mm程度のものを用いることができる。
下塗り接着剤3及び上塗り接着剤4としては、特に限定されるものではなく、市販の種々の接着剤を適宜使用することができる。具体的には例えばケムロック205(ロード社商品名)等のフェノール系接着剤、ケムロック220(ロード社商品名)等の塩化ゴム系接着剤、ウレタン系ボンド等のイソシアナート系接着剤等を用いることができる。その他、ケムロック210、ケムロック219、ケムロック603、ケムロック6108、ケムロック6110、ケムロック6125(いずれもロード社商品名)等を用いることができる。
本明細書において、「希釈剤成分」とは、常温、すなわち約10℃〜約40℃で液体の有機溶剤又は水であり、且つ塗布ガンでの塗布時に用いる接着剤、すなわち希釈後の接着剤(以下、「希釈接着剤」と称することがある。)の状態で10体積%以上含有されるものをいう。
ここに、本実施形態に係る接着剤塗布装置1を用いた接着剤塗布方法は、以下の特徴を有する。
また、表面温度Tが60℃以上70℃未満の場合には、塗布量Aは、0.25mg/mm2・s以下となるように制限される。
また、表面温度Tが60℃以上70℃未満の場合には、塗布量Bは、0.25mg/mm2・s以下となるように制限される。
以下、本発明に係る他の実施形態について詳述する。なお、これらの実施形態の説明において、上記実施形態と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
塗布ガンから放出される霧化された接着剤粒子の平均粒径について検討を行った。実験条件を表1に示す。
塗布ガンのガンダイヤルを変化させて単位時間・単位面積あたりの接着剤の塗布量の閾値を検討した。また、接着剤の希釈率のみを変化させて同様の実験を行い、接着剤に含有される希釈剤の単位時間・単位面積当たりの塗布量の閾値を検討した。検討は、ワーク表面の接着剤塗布状態及び塗布した接着剤の質量とを観察・測量することにより行った。なお、塗布時間は一定とした。測定条件を表3に示す。
…(5)
但し、式中X、Y、及びFは、それぞれ接着剤の塗布量[mg/mm2・s]、希釈剤成分の塗布量[mg/mm2・s]、及び希釈率[%]である。
但しA’は単位時間・単位面積当たりの希釈剤成分の最大OK塗布量である。
また、表面温度Tが60℃以上70℃未満の場合には、単位時間・単位面積当たりの希釈剤成分の塗布量A(B)が、0.25mg/mm2・s以下の場合に塗布状態はOK(○)となると考えられる。
接着剤としてケムロック205、ケムロック6108及びケムロック6110について、表1の塗布ガンを使用し、塗布時間に対する接着成分層の膜厚を検討した。
2 ワーク(被塗布物)
3 下塗り接着剤(第1接着剤)
4 上塗り接着剤(第2接着剤)
5 予熱板(加熱手段)
10 下塗り用塗布ガン(第1塗布手段)
13 上塗り用塗布ガン(第2塗布手段)
21 側面(表面)
31 塗布前ワーク温度確認部(表面温度検出手段)
Claims (9)
- 未加硫ゴム部材を加硫接着させる被塗布物の表面に接着剤を塗布する接着剤塗布方法であって、
前記被塗布物を加熱する加熱工程と、
前記加熱された被塗布物の表面に第1接着剤を噴霧塗布する第1塗布工程と、を備え、
前記加熱工程で加熱された前記被塗布物の表面温度T[℃]は60℃以上150℃以下であり、
前記表面温度T[℃]が130℃以上150℃以下の場合、前記第1塗布工程で噴霧塗布される前記第1接着剤中の希釈剤成分の単位時間・単位面積当たりの塗布量A[mg/mm 2 ・s]は0.46mg/mm 2 ・s以下であり、
前記表面温度T[℃]が100℃以上130℃未満の場合、前記塗布量A[mg/mm 2 ・s]は0.40mg/mm 2 ・s以下であり、
前記表面温度T[℃]が60℃以上100℃未満の場合、前記塗布量A[mg/mm2・s]と、前記表面温度T[℃]とは、次の式(1)で表される関係を満たすことを特徴とする接着剤塗布方法。
- 請求項1において、
前記第1塗布工程における霧化された前記第1接着剤の平均粒径は500μm以下であることを特徴とする接着剤塗布方法。 - 請求項1又は2において、
前記第1接着剤の全量に対する前記希釈剤成分の含有量は、60体積%以上90体積%以下であることを特徴とする接着剤塗布方法。 - 請求項1〜3のいずれか1項において、
前記第1塗布工程の後に、前記第1接着剤が塗布された前記被塗布物の表面に第2接着剤を噴霧塗布する第2塗布工程をさらに備え、
前記表面温度T[℃]が130℃以上150℃以下の場合、前記第2塗布工程で噴霧塗布される前記第2接着剤中の希釈剤成分の単位時間・単位面積当たりの塗布量B[mg/mm 2 ・s]は0.46mg/mm 2 ・s以下であり、
前記表面温度T[℃]が100℃以上130℃未満の場合、前記塗布量B[mg/mm 2 ・s]は0.40mg/mm 2 ・s以下であり、
前記表面温度T[℃]が60℃以上100℃未満の場合、前記塗布量B[mg/mm2・s]と、前記表面温度T[℃]とは、次の式(2)で表される関係を満たすことを特徴とする接着剤塗布方法。
- 請求項4において、
第2塗布工程における霧化された前記第2接着剤の平均粒径は500μm以下であることを特徴とする接着剤塗布方法。 - 請求項4又は5において、
前記第2接着剤の全量に対する前記希釈剤成分の含有量は、60体積%以上90体積%以下であることを特徴とする接着剤塗布方法。 - 請求項4〜6のいずれか1項において、
前記第1塗布工程において前記第1接着剤の塗布を終えてから、前記第2塗布工程において前記第2接着剤の塗布を開始するまでの所要時間は9秒以下であることを特徴とする接着剤塗布方法。 - 請求項1〜7のいずれか1項において、
前記第1塗布工程以降の工程は、全て常温常圧の大気雰囲気下で行われることを特徴とする接着剤塗布方法。 - 未加硫ゴム部材を加硫接着させる被塗布物の表面に接着剤を塗布する接着剤塗布装置であって、
前記被塗布物を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段により加熱された前記被塗布物の表面に第1接着剤を噴霧塗布するための第1塗布手段と、
前記加熱手段により加熱された前記被塗布物の表面温度T[℃]を検出する表面温度検出手段と、を備え、
前記表面温度検出手段により検出された前記被塗布物の表面温度T[℃]は60℃以上150℃以下であり、
前記表面温度T[℃]が130℃以上150℃以下の場合、前記第1塗布手段により噴霧塗布される前記第1接着剤中の希釈剤成分の単位時間・単位面積当たりの塗布量A[mg/mm 2 ・s]は0.46mg/mm 2 ・s以下であり、
前記表面温度T[℃]が100℃以上130℃未満の場合、前記塗布量A[mg/mm 2 ・s]は0.40mg/mm 2 ・s以下であり、
前記表面温度T[℃]が60℃以上100℃未満の場合、前記塗布量A[mg/mm2・s]と、前記表面温度T[℃]とは、次の式(1)で表される関係を満たすことを特徴とする接着剤塗布装置。
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