JPH10249838A - 昇華性シート片の充填方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課 題】 昇華性介装材の充填方法について、その工
数を短縮するとともに、自化を可能とし、あわせて昇華
性介装材の破損を防止して品質を向上する。 【解決手段】 ポンチングなどによって、昇華性シート
３から、目的とするキャビティ１１の平面形状に倣った
所定形状をもった、所定個数の昇華性シート片３１を所
定の間隔に打ち抜き成形し、得られた昇華性シート片３
１を吸着盤２に吸着付着させる。この場合、その昇華性
シート片３１を目的とする複数のキャビティ１１に対応
する位置に吸着させて配列する必要がある。次いで、前
記吸着盤２を下降させ、前記グリンシート１０ｂに押圧
するとともに、前記複数の昇華性シート片３１を前記複
数のキャビティ１１内に同時に充填する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、グリンシート積層
体を製造するに際して、グリンシートに形成される所定
容積のキャビティを所定の目的の形状に保持するための
製造方法に関するものであって、特に、そのようなキャ
ビティ内に昇華性物質からなる介装材を効率よく充填す
る方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、未焼成のグリンシートを、内部に
所定のキャビティが形成されるように重ね合わせる一
方、未焼成の電極を適宜配設し、積層、一体化せしめ、
それを焼成することにより前記キャビティに所定の電極
が露呈せしめられた積層構造体からなる、例えば酸素セ
ンサ、ＮＯ_X センサなどに用いられる電気化学的セルが
製造される。

【０００３】その１例を図４を参照して説明すると、両
面に外側電極１２、内側電極１３が配置された１枚の固
体電解質からなるグリンシート１０ａ、切り抜き窓状の
キャビティ１１が設けられたスペーサとしてのグリンシ
ート１０ｂ、および平板状の第２の電解質グリンシート
１０ｃを加圧して積層すると、各グリンシート１０ａ、
ｂ、ｃで包囲され、かつ内側電極１３が露呈した空間が
形成される。

【０００４】このような積層構造体は、所定の焼成温度
で焼結して十分な強度を発現するのであるが、前記の加
圧、積層の際に所定形状の空間が変形、特にシート１０
ａ、１０ｃが内方に凸状に膨らむという変形が生じやす
いものである。そして、このように空間の容積が変化す
ると電気化学的定数が変化することになりセンサ性能が
一定しないという品質問題が生じるので、加圧、積層の
際に空間の容積が変化するのを防止する手段として、そ
の空間と同形状の昇華性物質からなる介装材を充填して
おき、焼成操作において昇華、消失させるという方法
が、例えば特開昭６０−１３５７５６号公報記載の電気
化学的セルの製造方法に開示されているように開発され
ている。

【０００５】この介装材に用いられる昇華性物質として
は、グリンシートによく用いられるエーテルのような有
機溶媒に難溶性である、テオブロミン、インジゴ、ヘキ
サブロムベンゼンあるいはナフタセンを主成分して調製
される。例えば、テオブロミン１００重量部（以下同
じ）、ポリビニルブチラール１０部、トリクロルエチレ
ン２００部、ジオクチルフタレート６部をスラリーと
し、ドクタブレード法により厚さ０．８ｍｍのシートを
成形し、乾燥した後、適宜サイズに切り出して、厚さ
０．６ｍｍの乾燥シート状の昇華性介装材を得た。これ
を前述図４の切り抜き窓状のキャビティ１１に嵌め込ん
でから、電解質シート１０ａ、スペーサシート１０ｂ、
第２の電解質シート１０ｃを加圧して積層すれば、空間
を形成する予定の部分の形状が変形することがない。そ
して、焼成操作において昇華性介装材は、昇華して消失
してしまうから所定の形状、容積の空間を得ることがで
きるのである。

【０００６】このような従来のグリンシートの積層方法
では、テオブロミンなど主成分とするシート状の昇華性
介装材をピンセットのような治具を用いて手作業によっ
て前記キャビティ１１に嵌め込むという、面倒な作業を
行っていたが、この昇華性介装材は、厚さが０．２０〜
０．２５ｍｍ程度と薄いうえ、可撓性に乏しく脆いため
破損し易いこと、グリンシートの方に傷を付けやすいこ
と、その結果、不良品が発生するなど品質上の問題とと
もに、グリンシート１枚当たり３０個のキャビティ１１
が設定されている場合には、充填作業時間を１５分程度
も必要とするように、工数削減が困難であるなどのコス
ト上の問題もあった。

【０００７】なお、前記の積層構造体は、図４に例示す
るようにキャビティ１１の１個毎に製作されるのではな
く、通常は図５に例示するように、１枚のグリンシート
面に多数個（図５では４個）、多い場合は数十個のキャ
ビティ１１を並設しておき、多数の空間構造ィを同時に
形成することで生産効率を高めているのであるが、前記
のような問題を有する昇華性介装材の充填方法が全体の
生産効率を低下させる原因となっていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決するためになされたものであり、未焼成のグリ
ンシートを、内部に所定の空間が形成されるよう積層、
焼成して得られる積層構造体を製造する際の、前記グリ
ンシートに形成される前記空間が積層形成の過程におい
て異常に変形することなく、所定の立体的形状を維持す
るための昇華性介装材の充填方法について、その工数を
短縮するとともに、自動化を可能とし、あわせて昇華性
介装材の破損を防止して品質を向上することが可能とな
る昇華性シート片の充填方法を提供する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の問題は、グリンシ
ート面に形成された複数のキャビティの平面形状に対応
する所定形状の複数の昇華性シート片を、昇華性シート
から打ち抜き成形すると同時に、または打ち抜き成形後
に、そのキャビティに対応する位置に配列して、その昇
華性シート片をそれぞれのキャビティ内に同時に充填す
ることを特徴とする昇華性シート片の充填方法、により
解決することができる。

【００１０】また、本発明は、グリンシート面に形成さ
れた複数のキャビティの平面形状に対応する所定形状の
複数の昇華性シート片を昇華性シートから打ち抜き成形
する工程と、該昇華性シート片を吸着多孔板面の該キャ
ビティに対応する位置に吸着させて配列する工程とを個
別に、または同時に行った後、前記吸着多孔板面を前記
グリンシートに押圧して、前記昇華性シート片をそれぞ
れのキャビティ内に同時に充填することを特徴とする昇
華性シート片の充填方法、として具体化することができ
る。

【００１１】さらに、本発明は、グリンシート面に形成
された複数のキャビティの配列位置に対応して複数個配
列させたポンチとメタルマスクとの間に昇華性シートを
介装させ、そのポンチで押圧して、前記キャビティの平
面形状に対応する所定形状の複数の昇華性シート片を、
そのキャビティに対応させて配列させたものとして打ち
抜く工程に継続して、前記ポンチで前記昇華性シート片
をそれぞれのキャビティ内に押圧して同時に充填するこ
とを特徴とする昇華性シート片の充填方法、に好ましく
具体化できる。

【００１２】さらに、本発明は、昇華性シートにグリン
シート面に形成された複数のキャビティの平面形状に対
応する所定輪郭形状のプリカットを所定の配列、間隔に
形成し、その昇華性シートを複数個配列させたポンチと
前記グリンシートとの間に介装して、前記ポンチで前記
所定形状のプリカットに沿って昇華性シート片を打ち抜
くとともに、それぞれのキャビティ内に同時に充填する
ことを特徴とする昇華性シート片の充填方法、にも具体
化できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、図１〜図３を参照しなが
ら、本発明の実施形態のいくつかについて説明する。先
ず図１において、厚さ約０．２ｍｍの１枚のグリンシー
ト１０ｃの上面に、複数の所定形状のキャビティ１１が
形成されているスペーサ用グリンシート１０ｂが組み合
わされて積層され、セット台４上に載置されていて、そ
の上方には焼結金属製の吸着盤２が水平移動および昇降
自在に配置されている。前記キャビティ１１としては、
例えば縦０．５〜２ｍｍ×横幅２〜７ｍｍ程度のサイズ
の異なる複数のキャビティが１シートあたり３０個以上
も配置される場合がある。ここで、適宜な打ち抜き装
置、例えばポンチング（図示せず）などによって、昇華
性シート３（図示せず）から、目的とするキャビティ１
１の平面形状に倣った所定形状を有し、前記キャビティ
と同個数の昇華性シート片３１が所定の間隔に打ち抜き
成形される。

【００１４】次いで、得られた前記キャビティと同個数
の昇華性シート片３１を前記吸着盤２に吸着付着させ
る。この場合、その昇華性シート片３１を目的とするキ
ャビティ１１に対応する位置に吸着させて配列する必要
がある。次いで、前記吸着盤２を下降させ、前記グリン
シート１０ｂに押圧するとともに、前記複数の昇華性シ
ート片３１を前記複数のキャビティ１１内に同時に充填
することにより、図１右側図に示すように、キャビティ
１１内に昇華性シート片３１を一体化した積層グリンシ
ートを得ることができる。そして、さらにその充填され
た積層シート上に被覆用グリンシート（図示せず）を積
層する工程へと進めることができる。

【００１５】このような本発明の昇華性シート片の充填
方法によれば、昇華性シート片のキャビティ内への充填
を個別に手作業で行うことなく、所定形状の、所定個数
の昇華性シート片を同時に取り扱うことができるので、
充填加工のための工数を大幅に短縮することが可能とな
り、かつ、各操作を自動化することもできる利点が得ら
れる。また、また、可撓性に乏しい昇華性シート片に部
分的な応力を加えることがないので、その破損を防止で
きるから、グリンシート積層体そのものの出来上がり品
質を向上させることもできる利点がある。なお、この場
合、各グリンシートの表面にはあらかじめ接着剤層を印
刷しておくか、接着用溶剤を塗布しておくと、グリンシ
ートと昇華性シート片の間、あるいは各グリンシート間
の積層がより強固に形成され、特に、充填した昇華性シ
ート片が剥離、脱落するようなことがなく、好適であ
る。

【００１６】ここで、次の好ましい実施形態について、
図２に基づいて説明する。この場合は、前記と同様に、
グリンシート１０ｃの上面に、複数の所定形状のキャビ
ティ１１が形成されているグリンシート１０ｂが積層さ
れ、セット台４上に載置されているが、その上方にはポ
ンチ５１を備えたポンチング装置５が昇降自在に配置さ
れている。このポンチ５１の打ち抜き面の形状は、目的
とする前記キャビティ１１の平面形状に倣って形成さ
れ、かつその配置間隔を同じくして配設されている。さ
らに、グリンシート１０ｂの上面には、前記キャビティ
１１の平面形状に倣って形成されたキャビティを備えた
ＳＵＳ薄板製のメタルマスク５３がセットされている。

【００１７】次いで、この実施形態では、配列されたポ
ンチ５１とメタルマスク５３との間に昇華性シート３を
挟み込むように配置して、そのポンチ５１を下降させ
て、押し圧すれば、前記キャビティ１１の平面形状に対
応する所定形状の昇華製シート片３１を所定の個数だ
け、そのキャビティ１１の配列に対応させて配列させた
状態で打ち抜くことが出来る。そして、その打ち抜き工
程に継続して、前記ポンチ５１をさらに下方に押圧して
前記の複数の昇華性シート片３１を複数の前記キャビテ
ィ１１内に同時に充填することができる。なお、この場
合、昇華性シート３の上側にストリッパー５２を配置し
ておき、このストリッパー５２を上型とし、前記メタル
マスク５３を下型とし、昇華性シート３を上下から挟持
して、昇華性シート３のずれなどを防止して打ち抜き操
作を確実にするのがよい。

【００１８】この実施形態によれば、前記した作用、利
点の他、昇華性シート片を打ち抜くためのポンチ操作と
それをキャビティ内に充填するための充填操作とを連続
して行うのであるから、さらに加工工数が削減できる
他、関連する必要な機械装置類を効率的に一体的に配置
できるなどの利点が得られる。

【００１９】さらに、本発明は、図３に示すように具体
化することもできる。この場合は、先の実施形態（図２
参照）で用いたメタルマスク５３を不要とするものであ
るが、使用される昇華性シート３には、グリンシート１
０ｂ面に形成されたキャビティ１１の平面形状に対応す
る所定形状の打ち抜き予定部分を、その輪郭に切れ目の
ようなプリカット３２を予め形成するとともに、キャビ
ティ１１の配列に対応する間隔に配列しておくのであ
る。このような予め設けられたプリカット３２は、ミシ
ン目のように無数の微細孔で形成したり、表裏に通じな
い切れ目を形成することで得られる。

【００２０】このように準備した昇華性シート３を、複
数個配列させたポンチ５１と前記グリンシート１０ｂと
の間に介装して、前記ポンチ５１を下降させれば、前記
所定形状のプリカット３２に沿って所定個数の昇華製シ
ート片３１を打ち抜くとともに、前記キャビティ１１内
に同時に充填するすることができるのである。なお、こ
の図３の場合、図２に示すストリッパー５２が省略され
ているが、これは必要に応じて適宜利用できるものであ
る。そして、この実施形態では、先の実施形態に較べて
所定形状の切れ目などのプリカットの加工工数が増える
ものの、比較的コストの高いメタルマスク５３の製作が
不要となり、その取り付け、取り外し等の操作も不要と
なる利点が得られる。

【００２１】

【発明の効果】本発明の昇華性シート片の充填方法は、
以上に説明したように構成されているので、その充填加
工のための工数を、例えばグリンシート１枚あたりキャ
ビティ数が３０個の場合について示すと、従来手作業で
約１５分要していたものを僅か数秒で済ませることがで
きるように、著しく短縮することが可能となり、あわせ
て、前後工程の機械化のあわせて自動化して大幅な合理
化をすることができる。また、昇華性介装材の破損を防
止できるから、グリンシート積層体そのものの完成品質
の向上も達成できるという優れた効果がある。よって本
発明は従来の問題点を解消した昇華性シート片の充填方
法として、その工業的価値は極めて大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を説明するための関連装置の
配置略図。

【図２】他の実施形態を説明するための関連装置の配置
略図。

【図３】さらに他の実施形態を説明するための関連装置
の配置略図。

【図４】グリンシートの積層状態分解図。

【図５】グリンシートのキャビティを示す斜視図。

【符号の説明】

１０ａ、１０ｂ、１０ｃ グリンシート、１１ キャビ
ティ、２ 吸着盤、３昇華性シート、３１ 昇華性シー
ト片、３２ プリカット、４ セット台、５１ポンチ、
５２ ストリッパー、５３ メタルマスク。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 グリンシート面に形成された複数のキャ
   ビティの平面形状に対応する所定形状の複数の昇華性シ
   ート片を、昇華性シートから打ち抜き成形すると同時
   に、または打ち抜き成形後に、そのキャビティに対応す
   る位置に配列して、その昇華性シート片をそれぞれのキ
   ャビティ内に同時に充填することを特徴とする昇華性シ
   ート片の充填方法。
2. 【請求項２】 グリンシート面に形成された複数のキャ
   ビティの平面形状に対応する所定形状の複数の昇華性シ
   ート片を昇華性シートから打ち抜き成形する工程と、該
   昇華性シート片を吸着多孔板面の該キャビティに対応す
   る位置に吸着させて配列する工程とを個別に、または同
   時に行った後、前記吸着多孔板面を前記グリンシートに
   押圧して、前記昇華性シート片をそれぞれのキャビティ
   内に同時に充填することを特徴とする昇華性シート片の
   充填方法。
3. 【請求項３】 グリンシート面に形成された複数のキャ
   ビティの配列位置に対応して複数個配列させたポンチと
   メタルマスクとの間に昇華性シートを介装させ、そのポ
   ンチで押圧して、前記キャビティの平面形状に対応する
   所定形状の複数の昇華性シート片を、そのキャビティに
   対応させて配列させたものとして打ち抜く工程に継続し
   て、前記ポンチで前記昇華性シート片をそれぞれのキャ
   ビティ内に押圧して同時に充填することを特徴とする昇
   華性シート片の充填方法。
4. 【請求項４】 昇華性シートにグリンシート面に形成さ
   れた複数のキャビティの平面形状に対応する所定輪郭形
   状のプリカットを所定の配列間隔に形成し、その昇華性
   シートを複数個配列させたポンチと前記グリンシートと
   の間に介装して、前記ポンチで前記所定形状のプリカッ
   トに沿って昇華性シート片を打ち抜くとともに、それぞ
   れのキャビティ内に同時に充填することを特徴とする昇
   華性シート片の充填方法。