CN101952091B - 使用旋转圆形刀片的纵切剪机装置以及片材的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种片材的切断面漂亮、刀尖的磨损和卷刃较少、刀具的使用寿命较长的纵切剪机装置。具体来讲，在使用了旋转圆形刀片的纵切剪机装置中，通过使用上部刀片和下部刀片具有HRC约为10以上的硬度差的圆形刀片，例如使用一方是工具钢的时候另一方是硬质合金或者陶瓷、一方是硬质合金的时候另一方是陶瓷构成的圆形刀片，从而能够使片材的切断面漂亮、刀尖的磨损和卷刃较少、刀具的使用寿命较长。

Description

使用旋转圆形刀片的纵切剪机装置以及片材的制造方法

技术领域

本发明涉及使用旋转圆形刀片的纵切剪机装置、使用该装置的片材的制造方法以及通过其得到的片材。具体来讲是涉及旋转圆形刀片的寿命较长且切断的片材的切断面较漂亮的纵切剪机装置、使用该装置的片材的制造方法以及通过其得到的片材。

背景技术

以往，通过将卷成卷状的长条片材自动地传送并插入由一对相对于与传送方向垂直的宽度方向设置的上部刀片、下部刀片构成的旋转圆形刀片之间来将片材切断成希望的宽度的、即所谓的使用旋转圆形刀片的纵切剪机装置被经常使用在喷墨用纸、复印用纸等的各种纸制品或、石膏片和糊剂等的药剂片材、偏光膜和相位差膜等代表的光学膜领域。在这样的用途中，对于以希望的宽度分切具有至少一个基材片和至少一个胶粘层的复合片材(例如通过偏光膜和胶粘层由保护膜构成的偏光板)的情况，形成胶粘层的胶粘剂附着在刀具表面，因刀具自身带有胶粘力，伴随着刀具的移动造成基材与胶粘层脱离，或者切口歪斜，而且存在着胶粘剂附着在切断的片材切断面而造成商品价值降低的缺点。

虽然为了解决这样的不便而公开了一种将氟树脂等覆盖在刀具表面的方法(参照专利文献1、2)，但是由于使用旋转圆形刀片的纵切剪机装置是通过将上部刀片和下部刀片交错来切断片材，所以也会有因两个刀片的摩擦而造成覆盖的树脂被剥离从而失去遮盖效果，或者由刀具剥离的氟树脂作为杂物混入到切断的膜中的情况，未必是能够满足如光学用途那样的害怕混入杂物的领域的装置。另外在使用旋转圆形刀片的纵切剪机装置中，由于是在上部刀片和下部刀片的各外圆周的接点上切断片材的构造，所以由于因圆形刀片安装部分的加工精度、旋转部分的轴跳动还有圆形刀片的加工精度等而在圆形刀片的刀尖产生较大的轴向振动从而造成刀尖的卷刃和磨损严重，其结果会由于圆形刀片的寿命较短而造成圆形刀片的更换频率变快从而导致操作率的降低。另外，若刀尖磨损而失去了锋利性，则存在着片材切断面失去锋利性从而造成商品价值降低等的不便。

专利文献1：日本特开平8-197487号(1996年8月6日公开)

专利文献2：日本特开2005-288583号(2005年10月20日公开)

发明内容

本发明的目的是提供一种使用旋转圆形刀片的纵切剪机装置，使切断后的片材的切断面漂亮，刀尖的磨损和卷刃较少，刀具的使用寿命较长。

本发明的要点是，提供一种使用了旋转圆形刀片的纵切剪机装置，其特征在于，其使用了旋转圆形刀片，该旋转圆形刀片的环状的一对上部刀片和下部刀片一边旋转一边以相互对置的面在其外周缘接触，从而对插通于上述上部刀片和下部刀片之间的片材进行切断，其特征在于，使用上部刀片和下部刀片以硬度不同的材料构成的刀具。

本发明的另外一点是在本发明的要点中记载的使用了旋转圆形刀片的纵切剪机装置的基础上，其特征在于，上部刀片和下部刀片的刀具材料由工具钢-硬质合金、工具钢-陶瓷、硬质合金-陶瓷构成的组合中的至少一种构成。

本发明的另外的具体例是在本发明的要点中记载的使用了旋转圆形刀片的纵切剪机装置的基础上，其特征在于，切断对象片材是具有至少一个基材片和至少一个胶粘层的复合片材。

本发明提供了采用了上述的本发明的使用旋转圆形刀片的纵切剪机装置的片材的制造方法。特别是提供了片材是具有至少一个基材片和至少一个胶粘层的复合片材的片材制造方法。

另外，本发明提供了一种利用上述本发明的使用旋转圆形刀片的纵切剪机装置切断形成的片材。特别是提供了被切断的片材是具有至少一个基材片和至少一个胶粘层的复合片材。

在使用了旋转圆形刀片的纵切剪机装置中，通过对于使用的上部刀片和下部刀片选择硬度不同的刀具来使用的这种简单的方法，能够提供与以往的方法相比刀尖的磨损和卷刃较少、刀具的使用寿命较长的纵切剪机装置，同时能够提供持续工作时间较长的片材的制造方法和切断面漂亮的片材。

附图说明

图1表示了使用了本发明使用的旋转圆形刀片的纵切剪机装置的概略图。

图2表示了纵切剪机装置的轴承部分是角接触球轴承的概略图。

图3是表示与圆形刀片表面连接的保持架面的形状的概略剖视图。

图4是表示上部刀片和下部刀片的前束的概略图。

图5是表示上部刀片和下部刀片的叠合的概略图。

图6是表示上部刀片和下部刀片的叠合的外周部的宽度(重叠)的概略图。

图7是表示以实验例1涉及的本刀具的构成(硬质合金-高速钢)将光片切断2500m时的硬质合金制的圆形刀片的刀尖的状况的图。

图8是表示以实验例1涉及的本刀具的构成(硬质合金-高速钢)将光片切断2500m时的光片的切断面的图。

图9是表示以实验例1涉及的本刀具的构成(硬质合金-高速钢)将光片切断2500m后的上部刀片以及下部刀片的刀尖状况的图。

图10是缠绕使用实验例1涉及的本刀具构成(硬质合金-高速钢)的纵切剪机装置切断的光片的滚筒的侧面图。

图11是表示以比较例涉及的本刀具的构成(高速钢-高速钢)将光片切断300m时的工具刀尖的状况的图。

图12是表示以比较例涉及的本刀具的构成(高速钢-高速钢)将光片切断300m时的光片的切断面的图。

图13是表示以比较例涉及的本刀具的构成(高速钢-高速钢)将光片切断300m后的上部刀片以及下部刀片的刀尖状况的图。

图14是缠绕使用比较例1涉及的本刀具构成(高速钢-高速钢)的纵切剪机装置切断的光片的滚筒的侧面图。

图中符号说明：

1...上部刀片

2...下部刀片

3...长条片材

4...旋转轴

5...重叠

6...保持架(和旋转轴4一体的构造)

6a...保持架表面

7...保持架

7a...保持架表面

8...轴承

9...减速器

10...电动机

具体实施方式

下面，使用附图对本发明进行更详细的说明。图1是表示使用本发明的一实施方式、即一对旋转圆形刀片的片材的切断状态的概略图。通常在光片的制造过程中使用的纵切剪机装置是将多个图1所示的一对上部刀片、下部刀片构成的旋转圆形刀片沿着长条片材的宽度方向设置在希望的分切位置上，若将长条片材沿着其长边方向插入到其中，则上述长条片材沿着上述较长的方向被连续地按希望的宽度切断，但是在这里，为了使附图简易化因此仅使用一对旋转圆形刀片进行说明。在图中，符号1表示上部刀片、2表示下部刀片、3表示长条片材、4表示旋转轴、5表示上部刀片和下部刀片的叠合的外周部的宽度、6以及7表示保持架、6a以及7a表示保持架表面、8表示轴承、9表示减速器、10表示电动机。

上部刀片1被构成环状，在环状插入旋转轴4之后由保持架6、7夹持固定。另外，在图1中保持架6和旋转轴4形成一体的构造。设置有环状刀片的旋转轴4的另外一端由轴承8支承，经由减速器9由电动机10固定的上部刀片1被构成为能够旋转，下部刀片2也和上部刀片1一样被构成为能够旋转。在旋转的时候，将上部刀片1和下部刀片2配设为能够在外周部叠合(图5)。该上部刀片1和下部刀片2的叠合的外周部的宽度5(图6)被称为重叠，虽然因切断对象物体、切断厚度以及/或者刀具直径的不同并不是唯一的，但是重叠量通常在0.1mm～1.5mm内实施。由于运转时的重叠量的变动使刀具的锐度产生不均从而对切断面的品质造成影响，所以推荐使用加工精度较高的机器，以使旋转轴的径向跳动和工具的芯歪斜不发生。

另外，比起片材切断面的锋利程度、减少切断碎屑的发生和胶粘剂对刀具的附着的目的，更优选不要太大变动上部刀片和下部刀片的接触压力。接触压力的变动存在着使旋转圆形刀片产生卷刃和不平衡的磨损从而显著缩短圆形刀片的寿命的缺点。为了把握刀尖上的这种接触压力的变动，可以将垂直轴作为基点利用旋转时圆形刀片的最外周(刀尖)的振动幅度(轴向振动)。该轴向振动需要基于和刀具表面接触的保持架一面、刀具表面的精密加工的平滑性的改良，使用机器构造的改良，以及使用的材料和装置的选定等、各种的观点的积累的改良。

以往，在使用旋转圆形刀片的纵切剪机装置中，一般使用硬度为洛氏硬度C等级(后面称为HRC)中的60～70(具体来说是62)的SKD(模具钢)和SKH(高速钢)等的所谓的工具钢，对于精密加工和磨削循环等的要求较高的情况，使用HRC68～83的硬质合金(硬质合金)、特别是根据用途的不同使用氧化锆和氧化铝等的陶瓷刀片被周知。但是，上部刀片和下部刀片使用硬度不同的材料构成的刀具、以及基于此的刀片的寿命、切断面的品质的刊物没有被周知。本发明提供了利用上部刀片和下部刀片由硬度不同的材料构成的刀具的纵切剪机装置。具体来讲，上部刀片和下部刀片具有HRC约为5以上的、优选约为8以上的、更优选约为10以上的硬度差即可，更具体来讲，一方是工具钢(更优选的是高速钢)的时候另一方使用硬质合金或者陶瓷构成的刀具，一方是硬质合金的时候另一方使用陶瓷构成的刀具即可。本发明中的陶瓷刀片是市场出售的氧化锆制、氧化铝制等。在使用这些材质构成的圆形刀片的时候，会发现片材切断面漂亮、刀尖的卷刃较少、刀具的使用寿命较长的效果。并且对于具有胶粘层的复合片材的分切，也能够得到刀片的表面上的胶粘剂的附着较少、片材切断面上的胶粘剂的附着也较少，且具有漂亮的切断面的片材。

图1所示的支承旋转轴4的轴承8通常使用日本特开2007-038331号的图9中所示那样的通用球轴承，但是通过将图2所示那样的角接触球轴承背对背组合使用能够将刀尖的轴向振动减少10μm～20μm的程度。并且，对这些轴承使用静压空气轴承的时候，与角接触球轴承相比还能够将轴向振动宽度减少5μm的程度，从而能够大幅度减少切断阻力。

另外如图3所示的那样，通过将上部刀片1环状插入旋转轴中，在对上部刀片1夹压固定的保持架6以及7的与上部刀片1接触的保持架表面6a和7a上进行切槽加工，减少与上部刀片1的平面之间的接触面积，与不加工相比能够减少轴向振动宽度。

保持架6以及7的与圆形刀片相接的部分的形状被构造成在圆形刀片平面上能够平均夹压即可，也可以将接触部分形成环状、或者海、岛构造。优选地，上述这些构造也适用于下部刀片2的保持架6以及7。另外，在图3中，虽然示出了对保持架6以及7的双方进行加工的例子，但是根据需要也可以对其中任何一方进行。

对于基于旋转圆形刀片的片材的切断是使用如下构造，上部刀片、下部刀片的其中一方具有电动机等的驱动源，另一方利用接受到的来自相对接触的刀片的外周边缘的力旋转驱动，但是上部刀片、下部刀片的双方具有旋转驱动源可能会造成双方积极地切入片材，由此因刀尖偏移而造成的锐度变化等的干扰较强。另外，由于上下刀片的旋转速度能够变化，因此即使对于在片材的厚度方向上具有各向异性的材料、具有胶粘层的复合材料和较难切入的片材也提高了切断条件设定的自由度，所以被推荐。

另外，上部刀片1和下部刀片2也可以如图1所示那样各个旋转轴平行，但是由于与切断对象物体的膜状物最初相接的部分是切断点，所以对于如图4所示那样，将2枚旋转刀片的其中一枚的旋转轴配设成相对于另一枚的刀片的旋转轴(在水平面内)稍微倾斜(例如0.1°～2.0°)的情况，上部刀片和下部刀片总是在1点相接(称为前束角)。由此，与上下2枚旋转刀片相对于旋转轴平行配设的情况相比刀片的锐度变好，另外通过错过刀尖使刀尖不会再次接触切断后的片材断面，由此能够得到没有因刀片的摩擦而造成的片材的损伤、在具有胶粘层的复合片材中没有附着物和切屑的附着、且具有漂亮的切断面的片材。

下面，利用实施例对本发明进行详细地说明，但是本发明并不限定于该实施例。

在图1所示的使用旋转圆形刀片的纵切剪机装置中，使用在聚乙烯咔唑(称为PVA)构成的厚度为30μm的偏光膜(将可乐丽股份有限公司制造的可乐丽维尼纶VF-PS#7500、聚合度2400、皂化度99.99摩尔％以上的PVA膜浸泡在含有碘/碘化钾的水溶液中一边进行染色处理，一边进行单轴延伸，之后浸泡在碘化钾/硼酸水溶液中进行硼酸处理得到的)上从上至下贴合厚度为75μm的三乙酰纤维素膜(称为TAC膜)(富士胶片公司制造TD80UL H)作为保护膜，再在该TAC膜表面上贴合厚度为25μm的丙烯酸类胶粘剂(胶粘层)(琳得科公司制造、商品名P-3132)，再在其上贴合厚度为38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯类保护膜(藤森工业公司制造、商品名AS3-304)构成的光片，按照下面的条件分切，对片材的切断面、旋转圆形刀片的寿命、胶粘剂在刀具尖端上的附着状况进行试验并示出其结果。

(实验例1)

将刀具直径：直径98mm、刀片厚度：2mm、刀尖角：40°、HRC76的硬质合金制圆形刀片(京瓷股份有限公司制造、φ98×2T-FW35)作为上部刀片1，将刀具直径：直径98mm、刀片厚度：2mm、刀尖角：40°、HRC64的高速钢刀片(SKH51、东洋刀具股份有限公司制造、40°T)作为下部刀片2进行配设。旋转圆形刀片的前束角为0.5°、重叠量为0.4mm。使用该纵切剪机装置，将上述光片以线速度10m/分、刀具以周速11m/分进行运转。此时的刀尖跳动(轴向振动)为上部刀片10μm、下部刀片9μm。在该条件下将光片分切加工2500m以后，用光学显微镜调查上部刀片、下部刀片的卷刃、刀尖的磨损状况，但是没有观察到卷刃以及刀尖的磨损。另外，光片的切断面也基本没有胶粘剂的溢出和附着，比较漂亮。

将拍摄了这些状况的显微镜照片作为图7～图9进行表示，将数码照片作为图10进行表示。图7是观察用本刀具的构成(硬质合金-高速钢)将光片切断2500m时的硬质合金圆形刀片(上部刀片)的刀尖的状况的图，左侧的图是切断前的刀尖状况，右侧的图是切断后的刀尖状况。

图8的(a)是表示用本刀具的构成(硬质合金-高速钢)将光片切断2500m时的光片的切断面的图，图8的(b)是切断面的立体图。

图9的(a)是表示用本刀具的构成(硬质合金-高速钢)将光片切断2500m后的上部刀片的刀尖状况，图9的(b)是切断2500m后的下部刀片的刀尖状况。

图10是表示缠绕使用本刀具构成(硬质合金-高速钢)的纵切剪机装置切断的光片的滚筒的断面的数码照片。

(实验例2)

在实验例1中，将刀具直径：直径98mm、刀片厚度：2mm、刀尖角：40°、HRC73的氧化锆制圆形刀片(京瓷股份有限公司制造)作为上部刀片1，使用和实验例1中相同的高速钢作为下部刀片，其他条件和实验例1一样，进行分切加工。此时的刀尖跳动(轴向振动)为上部刀片8μm、下部刀片9μm。在该条件下将光片分切加工2500m以后，用光学显微镜调查上部刀片、下部刀片的卷刃、刀尖的磨损状况，但是没有观察到卷刃以及刀尖的磨损。另外，光片的切断面也基本没有胶粘剂的溢出和附着，比较漂亮

(比较实验例)

在实验例中，上部刀片的材质、下部刀片的材质都使用和实验例1中相同的高速钢(SKH51)，其他的条件和实验例1相同，实施分切试验。该旋转圆形刀片的前束角为0.5°，重叠量为0.4mm。使用该纵切剪机装置，将上述光片以线速度10m/分、刀具以周速11m/分进行运转。此时的刀尖跳动(轴向振动)为上部刀片10μm、下部刀片9μm。在该条件下对实验例中使用的相同的光片进行切断，在切断长度约为300m的时候刀尖上的胶粘剂附着已经很突出，在切断面上也能观察到胶粘剂的附着，因此停止实验并观察刀尖，观察到刀尖发生了磨损和卷刃，恶化的破烂不堪，胶粘剂的附着也很严重。

将拍摄了这些状况的显微镜照片作为图11～图13进行表示，将数码照片作为图14进行表示。图11是观察用本刀具的构成(高速钢-高速钢)将光片切断300m时的工具刀尖的状况的图，左侧的图是切断前的刀尖状况，右侧的图是切断后的刀尖状况。

图12的(a)是表示用本刀具的构成(高速钢-高速钢)将光片切断300m时的光片的切断面的图，图12的(b)是切断面的立体图。

图13的(a)是表示用本刀具的构成(高速钢-高速钢)将光片切断300m后的上部刀片的刀尖状况，图13的(b)是下部刀片的刀尖状况。

图14是表示缠绕使用本刀具构成(高速钢-高速钢)的纵切剪机装置切断的光片的滚筒的断面的数码照片。

通过本发明，能够提供具备优良性能的纵切剪机装置。所以，能够期待利用于喷墨用纸、以及复印用纸等的各种纸制品、石膏片以及糊剂等的药剂片材、还有以偏光膜以及相位差膜等为代表的光学膜领域。

Claims (7)

1.一种使用了旋转圆形刀片的纵切剪机装置，其将膜状物沿着其长边方向连续地切断，该纵切剪机装置使用了旋转圆形刀片，该旋转圆形刀片的环状的一对上部刀片和下部刀片一边旋转一边以相互对置的面在其外周缘接触，从而对插通于上述上部刀片和下部刀片之间的片材进行切断，其特征在于，使用上部刀片和下部刀片以硬度不同的材料构成的刀具，

该使用了旋转圆形刀片的纵切剪机装置具备对上部刀片夹压固定的保持架和对下部刀片夹压固定的保持架中的至少一方，

在对上部刀片夹压固定的保持架的与上部刀片接触的保持架表面、以及对下部刀片夹压固定的保持架的与下部刀片接触的保持架表面中的至少一方上进行切槽加工。

2.根据权利要求1所记载的使用了旋转圆形刀片的纵切剪机装置，其特征在于，上部刀片和下部刀片的刀具材料是具有洛氏硬度C等级中5以上差的材料。

3.根据权利要求1所记载的使用了旋转圆形刀片的纵切剪机装置，其特征在于，上部刀片和下部刀片的刀具材料是工具钢-硬质合金、工具钢-陶瓷、硬质合金-陶瓷构成的组合中的一种。

4.根据权利要求2所记载的使用了旋转圆形刀片的纵切剪机装置，其特征在于，上部刀片和下部刀片的刀具材料是工具钢-硬质合金、工具钢-陶瓷、硬质合金-陶瓷构成的组合中的一种。

5.根据权利要求1至权利要求4中任意一项所记载的使用了旋转圆形刀片的纵切剪机装置，其特征在于，切断对象片材是具有至少一个基材片和至少一个胶粘层的复合片材。

6.一种片材的制造方法，其特征在于，采用使用了权利要求1所记载的旋转圆形刀片的纵切剪机装置。

7.根据权利要求6所记载的片材的制造方法，其特征在于，片材是具有至少一个基材片和至少一个胶粘层的复合片材。

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