JP7227608B2

JP7227608B2 - 貼着体保持部材

Info

Publication number: JP7227608B2
Application number: JP2019077892A
Authority: JP
Inventors: 直宏舘; 智司出口; 政宏齋藤; 康弘川口
Original assignee: Kitagawa Industries Co Ltd
Current assignee: Kitagawa Industries Co Ltd
Priority date: 2019-04-16
Filing date: 2019-04-16
Publication date: 2023-02-22
Anticipated expiration: 2039-04-16
Also published as: CN113661124B; WO2020213574A1; EP3957572A1; EP3957572A4; CN113661124A; JP2020175968A; US20220162027A1

Description

本開示は、貼着体保持部材に関する。

面状の接着シートを被着体に貼り付けるように構成されたシート貼付装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特許５２９２２０９号公報

本件発明者らは、エラストマー材料を基材とする面状の貼着体を、被貼着物に貼り付ける装置を開発した。しかし、複数の貼着体をキャリアテープに貼り付けて、そのキャリアテープをリールに巻回すると、キャリアテープに弛みが生じることがあった。また、弛みを無くすためにキャリアテープを強く巻回するとエラストマー材料を基材とする貼着体の場合、貼着体が潰れやすく、貼着体の使用時に貼着体本来の特性が発揮されなくなるおそれがあった。

本開示の一局面においては、キャリアテープを過度に強く巻回しなくても、キャリアテープに弛みが生じるのを抑制可能な貼着体保持部材を提供することが望ましい。

本開示の一局面における貼着体保持部材は、複数の貼着体と、キャリアテープと、リールと、を備える。貼着体は、それぞれが面状に構成され、互いに反対方向に向けられた第１面及び第２面のうち、第１面が被貼着物に対して貼り付け可能な粘着面とされる。キャリアテープは、複数の貼着体が一列に並べられた状態で貼り付けられており、貼着体が被貼着物に対して貼り付けられる際には貼着体から剥離される。リールは、キャリアテープが巻回される。貼着体の第２面には、粘着性のある粘着領域と、粘着性が抑制された粘着抑制領域とが設けられて、第１面よりも微弱な粘着性が生じるように構成されている。

このように構成された貼着体保持部材によれば、キャリアテープがリールに巻回された際、貼着体の第２面に設けられた粘着領域が、キャリアテープに僅かな粘着力で粘着する。そのため、リールに巻回されたキャリアテープに弛みが生じるのを抑制することができる。

しかも、貼着体の第２面には粘着抑制領域が設けられているので、粘着抑制領域が設けられていない第１面の粘着力に比べれば、第２面の粘着力は極めて弱くなる。そのため、キャリアテープをリールから繰り出す際に、第２面の粘着力によってキャリアテープの繰り出しが妨げられるのを抑制することができる。また、キャリアテープをリールから繰り出す際に、貼着体の第２面がキャリアテープに粘着したまま、貼着体の第１面がキャリアテープから剥がされてしまうのを抑制することができる。

なお、本開示の貼着体保持部材は、更に以下のような構成を備えていてもよい。
（Ａ）例えば、粘着性のあるエラストマー材料によって構成された粘着層と、粘着層の粘着性を抑制する粘着抑制層とが積層されていてもよい。粘着層によって第１面と第２面の粘着領域とが構成されてもよい。粘着抑制層によって第２面の粘着抑制領域が構成されていてもよい。

（Ｂ）例えば、エラストマー材料は、母材となる樹脂材料中に少なくとも熱伝導性フィラー及び可塑剤が配合された熱伝導性エラストマー材料であってもよい。
（Ｃ）例えば、粘着抑制層の周囲の一部又は全部において、粘着層が粘着抑制層よりも外周側へとはみ出すことにより、第２面の粘着領域が構成されていてもよい。

（Ｄ）例えば、粘着抑制層は、第２面に接触対象物が接触した際に、粘着層とともに接触対象物に密接する形状に変形可能な程度の柔軟性を有するフィルム材によって構成されていてもよい。

図１は貼着装置の構造を概略的に示す正面図である。図２は貼着装置の構造を概略的に示す右側面図である。図３は貼着装置の制御系を示すブロック図である。図４Ａはヘッド部材を図１中に示すＩＶＡ方向から見た矢視図である。図４Ｂはヘッド部材、キャリアテープ及び貼着体を図４Ａと同方向から見た矢視図である。図５Ａはキャリアテープの一部及び貼着体の平面図である。図５Ｂは図５Ａ中にＶＢ－ＶＢ線で示す切断箇所における断面図である。図６Ａは複数の貼着体、キャリアテープ及び第１リールの構造を説明するための説明図である。図６Ｂはキャリアテープ間に挟まれた貼着体を示す説明図である。図７Ａは押出機構が第１の位置にある状態を示す説明図である。図７Ｂは押出機構が第２の位置にある状態を示す説明図である。図７Ｃは押出機構が第３の位置にある状態を示す説明図である。図８Ａは押出機構の移動速度と貼着体の押出速度との関係を示すグラフである。図８Ｂは貼着体において引張応力が生じる範囲と圧縮応力が生じる範囲を示す説明図である。図９Ａは支持部が被貼着位置にある状態を示す説明図である。図９Ｂは支持部が被加圧位置にあり、加圧体が上昇位置にある状態を示す説明図である。図９Ｃは支持部が被加圧位置にあり、加圧体が下降位置にある状態を示す説明図である。

次に、上述の貼着装置について、例示的な実施形態を挙げて説明する。
貼着装置１は、図１及び図２に示すように、基台２、押出機構３、支持部５、移送機構７、加圧機構９を備える。また、貼着装置１は、図３に示すように、制御部１０を備える。

押出機構３は、図１に示すように、ベース部１１、搬送ローラー１３、テープ駆動部１５、光電センサ１７及びヘッド部材１９等を備える。押出機構３には、第１リール２１及び第２リール２２が取り付けられる。第１リール２１には、複数の貼着体２５が一列に並べられた状態で貼り付けられたキャリアテープ２７が巻回されている。第１リール２１は、押出機構３の作動時にキャリアテープ２７を繰り出すように構成される。第１リール２１から引き出されたキャリアテープ２７は、搬送ローラー１３、ヘッド部材１９及びテープ駆動部１５等を経て第２リール２２に至る移動経路を通るように各部に掛け渡される。第２リール２２は、押出機構３の作動時にキャリアテープ２７を巻き取るように構成される。

テープ駆動部１５は、第１リール２１から第２リール２２に至るキャリアテープ２７の移動経路の途中で、キャリアテープ２７を複数のローラーで挟み込み、少なくとも１つのローラーが回転駆動された際にキャリアテープ２７を移動方向上流側から下流側へと送り出すように構成されている。光電センサ１７は、キャリアテープ２７が移動方向上流側から下流側へと送り出される際に、貼着体２５の位置を検出するように構成されている。

本実施形態の場合、キャリアテープ２７は透明なフィルムによって構成され、貼着体２５は不透明な材料によって構成され、隣り合う位置にある２つの貼着体２５は互いの間に隙間を空けてキャリアテープ２７に貼り付けられている。そのため、光電センサ１７の前を貼着体２５及び貼着体２５間の隙間が通過する際には、キャリアテープ２７及び貼着体２５それぞれに光（本実施形態の場合は赤外線。）を照射した際の光の透過率の違いに基づき、貼着体２５の通過開始（すなわち、隙間の通過完了。）と貼着体２５の通過完了（すなわち、隙間の通過開始。）を検出することができる。

ヘッド部材１９は、金属板によって構成されている。ヘッド部材１９の上面側は、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、ヘッド部材１９の突出方向先端側へキャリアテープ２７を案内するためのガイド面１９Ａとなっている。キャリアテープ２７は、ガイド面１９Ａに沿ってヘッド部材１９の突出方向先端に到達してから、ヘッド部材１９の突出方向先端を頂点として折り返す方向へと移動する。このとき、キャリアテープ２７は、図４Ｂに示すように、ガイド面１９Ａに沿ってヘッド部材１９の突出方向先端へと移動する部分によって貼着体２５をヘッド部材１９の突出方向先端側へと送り出し、上記折り返す方向へと移動する際に貼着体２５から剥離される。これにより、貼着体２５は、ヘッド部材１９の突出方向先端から押し出される。

また、ヘッド部材１９は、図１中に示す矢印ＩＶＡ方向から見ると、図４Ａに示すように、ヘッド部材１９の突出方向先端における幅方向の両側に第１凸部３１及び第２凸部３２を有する形状となっている。キャリアテープ２７は、第１凸部３１と第２凸部３２との間にある範囲において、ヘッド部材１９の突出方向先端を頂点として折り返すように移動する。そのため、ヘッド部材１９に第１凸部３１及び第２凸部３２が設けられていれば、ヘッド部材１９の突出方向先端において、キャリアテープ２７が幅方向へずれるのを抑制することができる。

支持部５は、被貼着物９１を支持可能に構成されている。支持部５は、図２中に示すｙ軸方向に平行な方向へ往復移動可能に構成されている。移送機構７は、支柱４０、第１レール４１及び第２レール４２等を備える。第２レール４２は、第１レール４１に沿って図１中に示すｘ軸方向に平行な方向へ往復移動可能に構成されている。押出機構３は、第２レール４２に沿って図１及び図２中に示すｚ軸方向に平行な方向へ往復移動可能に構成されている。すなわち、移送機構７は、押出機構３をｚｘ平面に沿う方向へ移動させることができる。本実施形態の場合、移送機構７は、押出機構３をｘ軸方向及びｚ軸方向へ移動させることにより、押出機構３と支持部５との相対位置を変更可能な直交ロボットによって構成されている。

加圧機構９は、レール部５１及び加圧体５３を備える。加圧体５３は、レール部５１に沿って図１及び図２中に示すｚ軸方向に平行な方向へ往復移動可能に構成されている。加圧体５３が下降した際には、加圧体５３の下端部で貼着体２５を加圧することができる。

貼着体２５は、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、面状に構成されている。貼着体２５の第１面２５１及び第２面２５２のうち、第１面２５１が被貼着物９１に対して貼り付け可能な粘着面とされている。貼着体２５は、粘着性のあるエラストマー材料によって構成された粘着層６１と、粘着層６１の粘着性を抑制する粘着抑制層６２とが積層された構造になっている。

本実施形態の場合、粘着層６１を構成するエラストマー材料としては、アクリル樹脂を母材として熱伝導性フィラー及び可塑剤が配合された熱伝導性エラストマーが用いられている。より詳しくは、本実施形態の場合、粘着層６１は、アクリル酸エステルを含むモノマーを重合してなるポリマーを母材として、その母材中に高級脂肪酸処理された水酸化マグネシウムが熱伝導性フィラーとして配合され、更に他の熱伝導性フィラー及び可塑剤等が配合された熱伝導性エラストマーによって構成されている。

これらの原料成分の配合比は任意に調整し得るが、一例としては、例えば、ポリマー１００重量部に対し、水酸化マグネシウムが１００～１６０重量部配合され、他の熱伝導性フィラーが２５０～３３０重量部配合されていてもよい。他の熱伝導性フィラーとしては、例えば、水酸化アルミニウム、炭化珪素、窒化ホウ素及びグラファイトやカーボンナノチューブ等の炭素材料等を用いてもよい。可塑剤としては、例えばトリメリット酸エステルがポリマー１００重量部に対して６重量部以上配合されてもよい。粘着層６１は、アスカーゴム硬度計Ｃ型（高分子計器株式会社製）で測定される硬さが１０以下となるように構成されてもよい。また、粘着層６１は、２Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有するように構成されてもよい。

本実施形態の場合、粘着層６１の厚さは、厚さ０．１－６．０ｍｍ程度に構成されている。また、粘着抑制層６２は、厚さ５μｍのポリエステルフィルムによって構成されている。ただし、これら粘着層６１及び粘着抑制層６２の厚さは代表的な例にすぎず、例示した具体的寸法に限定されるものではない。粘着抑制層６２を構成するポリエステルフィルムは、貼着体２５の第２面２５２に接触対象物が接触した際に、粘着層６１とともに接触対象物に密接する形状に変形可能な程度の柔軟性を有する。

貼着体２５の第２面２５２において、粘着層６１は粘着抑制層６２よりも外周側へとはみ出すように構成されている。これにより、貼着体２５の第２面２５２には、粘着性のある粘着領域７１と、粘着性が抑制された粘着抑制領域７２とが設けられている。本実施形態の場合、貼着体２５は、２７ｍｍ角に形成されている。粘着領域７１は、長さ２７ｍｍ×幅０．１５ｍｍに形成され、貼着体２５の４辺のうち、キャリアテープ２７の長手方向に直交する２辺に沿う位置に設けられている。このような粘着領域７１を設けることにより、貼着体２５の第２面２５２に、第１面２５１よりも微弱な粘着性が生じるように構成されている。

上述の通り、キャリアテープ２７には、図６Ａに示すように、複数の貼着体２５が一列に並べられた状態で貼り付けられ、そのキャリアテープ２７が第１リール２１に巻回される。本実施形態の場合、貼着体２５は、３ｍｍ間隔でキャリアテープ２７に貼り付けられている。キャリアテープ２７は、全長６２ｍ×幅２７ｍｍ×厚さ０．０５ｍｍのポリエステルフィルムによって構成されている。キャリアテープ２７の両端には、貼着体２５が貼り付けられていない領域が各１ｍずつ設けられている。したがって、貼着体２５が貼り付けられている領域は全長６０ｍとなる。第１リールの外径は４３５ｍｍである。
キャリアテープ２７が第１リール２１に巻回されると、各貼着体２５は、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、内周側にあるキャリアテープ２７と外周側にあるキャリアテープ２７との間に挟み込まれる状態になる。このとき、貼着体２５の第２面２５２に上述のような粘着領域７１が設けられていると、貼着体２５の第２面２５２が内周側にあるキャリアテープ２７に僅かな粘着力で粘着する。そのため、第１リール２１に巻回されたキャリアテープ２７に弛みが生じるのを抑制することができる。

しかも、第２面２５２には上述のような粘着抑制領域７２が設けられているので、粘着抑制領域７２が設けられていない第１面２５１の粘着力に比べれば、第２面２５２の粘着力は極めて弱くなる。そのため、キャリアテープ２７を第１リール２１から繰り出す際に、第２面２５２の粘着力によってキャリアテープ２７の繰り出しが妨げられるのを抑制することができる。また、キャリアテープ２７を第１リール２１から繰り出す際に、貼着体２５が内周側のキャリアテープ２７に粘着したまま、その貼着体２５から外周側のキャリアテープ２７が剥がされてしまうのを抑制することができる。なお、本実施形態においては、複数の貼着体２５、キャリアテープ２７及び第１リール２１によって構成される構造体が、本開示でいう貼着体保持部材に相当する。

制御部１０は、本実施形態の場合、ＰＬＣによって構成されている。ＰＬＣは、Programmable Logic Controllerの略称である。制御部１０は、上述した押出機構３、支持部５、移送機構７及び加圧機構９の動作を制御する。支持部５によって支持された被貼着物９１に貼着体２５を貼り付ける際には、制御部１０は、移送機構７を作動させて、押出機構３を図７Ａに示す第１の位置から図７Ｂに示す第２の位置へと移動させる。そして、押出機構３を図７Ｂに示す第２の位置から図７Ｃに示す第３の位置へと移動させることにより、ヘッド部材１９の突出方向先端を被貼着物９１上に設定された目標範囲に沿って移動させる。この第２の位置から第３の位置への移動の際、制御部１０は、押出機構３を作動させる。これにより、ヘッド部材１９の突出方向先端から貼着体２５が押し出されて、当該貼着体２５が目標範囲に貼り付けられる。

制御部１０は、押出機構３及び移送機構７それぞれの作動速度を、図８Ａに示すような速度となるように制御する。これにより、目標範囲に対する貼着体２５の貼り付け開始時点ｔ０から第１時点ｔ１までの期間は、貼着体２５の押出速度がヘッド部材１９の移動速度よりも小となる。また、第１時点ｔ１から第２時点ｔ２までの期間は、貼着体２５の押出速度がヘッド部材１９の移動速度よりも大となる。さらに、第２時点ｔ２から目標範囲に対する貼着体２５の貼り付け完了時点ｔ３までの期間は、貼着体２５の押出速度がヘッド部材１９の移動速度よりも小となる。

このような制御により、目標範囲に貼り付けられた貼着体２５は、図８Ｂに示すように、貼り付け開始時点ｔ０から第１時点ｔ１までの期間に貼り付けられた範囲Ｐ１では、僅かに貼着体２５が引っ張られる状態で目標範囲に貼り付けられて、貼着体２５の内部に引張応力が生じる状態になる。また、第１時点ｔ１から第２時点ｔ２までの期間に貼り付けられた範囲Ｐ２では、僅かに貼着体２５が押圧される状態で目標範囲に貼り付けられて、貼着体２５の内部に圧縮応力が生じる状態になる。さらに、第２時点ｔ２から目標範囲に対する貼着体２５の貼り付け完了時点ｔ３までの期間に貼り付けられた範囲Ｐ３では、僅かに貼着体２５が引っ張られる状態で目標範囲に貼り付けられて、貼着体２５の内部に引張応力が生じる状態になる。

そのため、図８Ｂ中に示す範囲Ｐ１及び範囲Ｐ３については、張りのある状態で貼着されるので、張りのない状態となっている場合に比べ、貼着体２５に弛みが生じて貼着体２５が被貼着物９１から剥がれるのを抑制することができる。一方、範囲Ｐ２については、貼着体２５の内部に圧縮応力が生じる。そのため、貼着体２５の内部全体にわたって引張応力が生じる場合とは異なり、貼着体２５の端が捲れ上がるのを抑制することができる。

貼着体２５の内部全体にわたって引張応力が生じる場合、被貼着物９１との界面付近では貼着体２５が被貼着物９１に粘着することで貼着体２５が拘束される一方、被貼着物９１とは反対側では貼着体２５が拘束されない。そのため、貼着体２５には表裏で逆方向に作用するせん断応力が生じ、貼着体２５の端が捲れ上がりやすくなる。これに対し、上記範囲Ｐ２において、貼着体２５の内部に圧縮応力が生じていれば、その両側にある部分で引張応力が生じていても、貼着体２５全体で両端間を引っ張り合うのを抑制することができる。そのため、貼着体２５の貼着後に時間が経過した場合においても、貼着体２５の端が捲れ上がるのを抑制できる。

貼着体２５が目標範囲に貼り付けられたら、制御部１０は、支持部５を図９Ａに示す被貼着位置から図９Ｂに示す被加圧位置へと移動させる。続いて、制御部１０は、加圧機構９を制御して、加圧体５３を図９Ｂに示す上昇位置から図９Ｃに示す下降位置へと移動させる。これにより、加圧体５３で貼着体２５に対する加圧を行い、貼着体２５を被貼着物９１に密着させることができる。

以上説明したような貼着装置１によれば、貼着体２５の貼着後に時間が経過した場合においても、貼着体２５の端が捲れ上がるのを抑制できる。
以上、貼着装置１について、例示的な実施形態を挙げて説明したが、上述の実施形態は本開示の一態様として例示されるものにすぎない。すなわち、本開示は、上述の例示的な実施形態に限定されるものではなく、本開示の技術的思想を逸脱しない範囲内において、様々な形態で実施することができる。

例えば、上記実施形態では、移送機構７によって押出機構３をｚｘ平面に沿った方向へ移動させるように構成されていたが、押出機構３側を固定しておいて、押出機構３と支持部５が同様な相対位置へ変位するように、支持部５側を移動させてもよい。また、押出機構３側と支持部５側の双方を移動させてもよく、例えば、押出機構３側をｘ軸方向と平行に往復移動可能に構成し、支持部５側をｚ軸方向と平行に往復移動可能に構成してもよい。

また、上記実施形態では、粘着領域７１の幅が０．１５ｍｍとされていたが、粘着領域７１の幅は、０．１５ｍｍより狭くされていてもよいし、０．１５ｍｍより広くされていてもよい。また、上記実施形態では、貼着体２５の４辺のうち、キャリアテープ２７の長手方向に直交する２辺に沿う位置に粘着領域７１が設けられていたが、粘着領域７１が設けられる位置や粘着領域７１の形状は上述の例に限定されない。例えば、粘着領域７１が貼着体２５の４辺全てに沿う位置（すなわち、粘着抑制層６２の周囲全て。）に設けられていてもよい。また、貼着体２５の４辺のうち、１辺に沿う位置に粘着領域７１が設けられてもよく、上述の例とは別の２辺に沿う位置に粘着領域７１が設けられてもよく、３辺に沿う位置に粘着領域７１が設けられてもよい。あるいは、粘着抑制層６２に孔を開けることにより、その孔に対応した箇所が粘着領域となるようにしてもよい。

なお、上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。

１…貼着装置、２…基台、３…押出機構、５…支持部、７…移送機構、９…加圧機構、１０…制御部、１１…ベース部、１３…搬送ローラー、１５…テープ駆動部、１７…光電センサ、１９…ヘッド部材、１９Ａ…ガイド面、２１…第１リール、２２…第２リール、２５…貼着体、２７…キャリアテープ、３１…第１凸部、３２…第２凸部、４０…支柱、４１…第１レール、４２…第２レール、５１…レール部、５３…加圧体、６１…粘着層、６２…粘着抑制層、７１…粘着領域、７２…粘着抑制領域、２５１…第１面、２５２…第２面。

Claims

それぞれが面状に構成され、互いに反対方向に向けられた第１面及び第２面のうち、前記第１面が被貼着物に対して貼り付け可能な粘着面とされた複数の貼着体と、
前記複数の貼着体が一列に並べられた状態で貼り付けられており、前記貼着体が被貼着物に対して貼り付けられる際には前記貼着体から剥離されるキャリアテープと、
前記キャリアテープが巻回されたリールと、
を備え、
前記貼着体の前記第２面には、粘着性のある粘着領域と、粘着性が抑制された粘着抑制領域とが設けられて、前記第１面よりも微弱な粘着性が生じるように構成されている
貼着体保持部材。
請求項１に記載の貼着体保持部材であって、
粘着性のあるエラストマー材料によって構成された粘着層と、前記粘着層の粘着性を抑制する粘着抑制層とが積層されており、
前記粘着層によって前記第１面と前記第２面の前記粘着領域とが構成され、
前記粘着抑制層によって前記第２面の前記粘着抑制領域が構成されている
貼着体保持部材。
請求項２に記載の貼着体保持部材であって、
前記エラストマー材料は、母材となる樹脂材料中に少なくとも熱伝導性フィラー及び可塑剤が配合された熱伝導性エラストマー材料である
貼着体保持部材。
請求項２又は請求項３に記載の貼着体保持部材であって、
前記粘着抑制層の周囲の一部又は全部において、前記粘着層が前記粘着抑制層よりも外周側へとはみ出すことにより、前記第２面の前記粘着領域が構成されている
貼着体保持部材。
請求項２から請求項４までのいずれか一項に記載の貼着体保持部材であって、
前記粘着抑制層は、前記第２面に接触対象物が接触した際に、前記粘着層とともに前記接触対象物に密接する形状に変形可能な程度の柔軟性を有するフィルム材によって構成されている
貼着体保持部材。