JP2007044874A

JP2007044874A - フレキシブルダイの製造方法及びその製造方法により製造されるフレキシブルダイ

Info

Publication number: JP2007044874A
Application number: JP2006318472A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Misaki; 薫三崎
Original assignee: TSUKATANI HAMONO SEISAKUSHO KK; Tsukatani Hamono Manufacturing Co Ltd
Current assignee: TSUKATANI HAMONO SEISAKUSHO KK; Tsukatani Hamono Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-12-28
Filing date: 2006-11-27
Publication date: 2007-02-22

Abstract

【課題】厚みの厚い材料であっても、加工精度が高く、押切刃の耐久性に優れ
たフレキシブルダイの製造方法を提供する。
【解決手段】本フレキシブルダイの製造方法は、金属板の表面にフォトレジス
ト膜を一様に積層し、そのフォトレジスト膜を露光した後、現像を行い、その
金属板の表面上に押切刃形成部に相当する部分にレジストパターンを形成し、
その後、そのレジストパターンをマスクとして金属板のエッチングを行なうこ
とにより、フレキシブルベースから突出する突部を形成した後、その突部の側
面をワイヤ放電加工を行うことによりフレキシブルベースと一体的な垂直突部
を形成し、かつ、垂直突部の垂直面側に穴を形成し、その垂直突部の先端に両
刃または片刃の刃先加工を施す。
【選択図】図４

Description

本発明は、薄い紙、プラスチックシート等を所定の輪郭線に沿ってカッティング（押切）するのに使用されるフレキシブルダイ（シート状刃板）の製造方法及びその製造方法により製造されるフレキシブルダイに関する。

印刷機の分野においては、表面にマグネットチップを積層したマグネットロールを備え、そのマグネットロールに、鉄、フェライト、コバルト、ニッケル等の強磁性体を含んだフレキシブル印刷原版を装着（吸着）して、印刷を行うタイプの印刷機が実用化されている。この種の印刷機は、フレキシブル印刷原版の取り替えにより、印刷内容を簡単に変更できるという特徴がある。

一方、印刷物として、図１２に例示するように、紙や透明プラスチックシート等からなる台紙１０１と印刷用紙１０２とを接着剤を挟んで積層し、その積層シート１１０の表面に印刷を施した後、表面の印刷用紙１０２のみを、印刷図柄の輪郭線１０３に沿ってカッティングして製品化されたシール商品が普及している。ユーザーは、このシール商品を使用する際、印刷用紙１０２の輪郭線１０３で囲まれた部分を台紙１０１から剥がしたシールを、手帳、予定表、写真アルバム、伝票、ファイルのインデックスなどに貼り付けて用いる。

このような印刷とカッティングとを組み合わせた商品の製造技術として、図１４に示すように、フレキシブルベース（強磁性体）１６４の片面に所定パターンの押切刃１６２を有するフレキシブルダイ（ロータリダイ）１６１を作製し、このフレキシブルダイ１６１を、ダイシリンダ１６６に装着（吸着）したロータリ打抜機１６０を用いて、印刷機械の中でカッティング処理を行う方法がある。

また、こうした打抜機としては、図１５に示すような平板打抜機１７０がある。この平板打抜機１７０は、昇降動作を行なう上部プラテン１７２と、上部プラテン１７２の対向位置に固定された下部プラテン１７４からなる。上部プラテン１７２には、フレキシブルダイ（フラットダイ）１７１が固定され、このフレキシブルダイ１７１は、上部プラテン１７２に固定されたフレキシブルべース１７６と、このフレキシブルべース１７６の片面に突設された所定パターンの押切刃１７８によって構成されている。また、下部プラテン１７４の上面には、フレキシブルダイ１７１に対向してワーク１７９が載置される。この
平板打抜機１７０は、上部プラテン１７２の昇降動作によって、ワーク１７９が所望の形状に切断される。

この種のフレキシブルダイには、押切刃が連続形成された抜きダイと、カッティングラインに沿ってカット部／アンカット部が交互に連続する、いわゆるミシン刃がある。また、これらのフレキシブルダイの製法としては、機械加工やエッチングによる方法が挙げられる。なお、エッチングにより製作されたものは、一般にエッチング刃と呼ばれている。

フレキシブルダイ（エッチング刃）の製造方法の一例を説明する。

まず、鋼板等の金属板の表面にフォトレジストを一様に積層し、次いで、そのフォトレジスト膜の露光・現像を行って、金属板表面上で押切刃形成部に相当する部分のみにフォトレジストを残す。残ったレジストパターンをマスクとして金属板のエッチングを行い、そのエッチングの進行が金属板の裏面から所定の高さに達した時点でエッチングを止めて、フレキシブルベースとこのベースから突出する断面台形状の突部（突条）を形成した後、レジストパターンを剥離する。

そして、図１３に示すように、円錐形状の工具４を用いて断面台形状の突部２２１に刃先加工を施すことにより、フレキシブルベース２０１上に断面三角形の押切刃２０２が形成されたフレキシブルダイ（抜きダイ）を得る。

ところで、図１３に示すフレキシブルダイによれば、押切刃２０２が断面三角形となっているので、厚みの厚い材料を抜く場合などにおいて、抜かれた材料の加工部分の上下（表裏）の寸法が異なってしまい、加工精度が悪くなる。また、材料を抜く際に、押切刃に大きな圧力が掛かるため、押切刃の耐久性の面の問題もある。

本発明はそのような実情に鑑みてなされたもので、厚みの厚い材料であっても精度良く加工することができ、しかも押切刃の耐久性に優れたフレキシブルダイと、その製造方法の提供を目的とする。

本発明のフレキシブルダイの製造方法は、フレキシブルベースの片面に所定パターンの押切刃が形成されたフレキシブルダイを製造する方法であって、金属板の表面にフォトレジスト膜を一様に積層し、そのフォトレジスト膜を露光した後、現像を行うことにより、上記金属板の表面上に押切刃形成部に相当する部分にレジストパターンを形成し、その後、そのレジストパターンをマスクとして上記金属板のエッチングを所定深さに達するまで行うことにより、フレキシブルベースとこのベースから突出する突部を形成した後、その突部の側面をワイヤ放電加工を行うことにより切削して、上記フレキシブルベースと一体的な垂直突部を形成するとともに、上記垂直突部の垂直面側に穴を形成し、次いでその垂直突部の先端に両刃または片刃の刃先加工を施すことによって特徴づけられる。

また、本発明の別のフレキシブルダイの製造方法は、フレキシブルベースの片面に所定パターンの押切刃が形成されたフレキシブルダイを製造する方法であって、金属板の表面にフォトレジスト膜を一様に積層し、そのフォトレジスト膜を露光した後、現像を行うことにより、上記金属板の表面上に押切刃形成部に相当する部分にレジストパターンを形成し、その後、そのレジストパターンをマスクとして上記金属板のエッチングを所定深さに達するまで行うことにより、フレキシブルベースとこのベースから突出する突部を形成した後、その突部の先端に両刃または片刃の刃先加工を行い、その後その刃先加工を行った
突部の側面をワイヤ放電加工を行うことにより切削して、上記フレキシブルベースと一体的な垂直突部を形成するとともに、上記垂直突部の垂直面側に穴を形成することによって特徴づけられる。

この突部の側面をワイヤ放電加工により垂直突部を形成する構成では、フラットダイの内側が穴形状を有する構造となる。この構造により、フレキシブルべースと抜き物との干渉がなく、打ち抜き精度を上げる可能性がある。また、抜き物の詰まりを防ぐ可能性がある。

さらに、本発明の製造方法では、ワイヤ放電を用いることにより、ミル加工と比較してワークにかかる機械的な力が小さく、刃型形状を変形させることがないため、より刃先に接近した片刃加工が可能になる。さらに、ミル加工と比較して角形状の内輪郭加工において、ワイヤ径までの追従が可能となる。また、片刃側に比較的自由なテーパがかけられる。

本発明のフレキシブルダイは、本発明の製造方法によって製造されるフレキシブルダイであり、上記押切刃は、上記フレキシブルベースと一体的に形成され、かつ、そのフレキシブルベースに対し垂直な面を有する垂直突部からなり、その垂直突部の垂直面側に穴が形成されているとともに、その垂直突部の先端が、両刃または片刃に加工されていることによって特徴づけられる。

本発明によれば、エッチングによりフレキシブルベースとこのベースから突出する突部（断面台形状の突部）を形成した後、その突部の側面を切削して垂直突部を形成し、次いで垂直突部の先端に両刃または片刃の刃先を加工するか、もしくは、突部（断面台形状の突部）の先端に両刃または片刃の刃先加工を行い、その刃先加工を行った突部の側面を切削して垂直突部を形成することによって押切刃を形成しているので、押切刃の根元部の幅を、従来のフレキシブルダイの押切刃（図１３参照）の根元部の幅よりも小さくすることができる。従って、厚みの厚い材料を抜く場合であっても、材料の加工部分の上下（表裏
）の寸法の差を小さくすることができ、加工精度を高めることができる。しかも、押切刃の全体に刃先加工を行うのではなく、垂直突部の先端のみに刃先を加工しているので、材料を抜く際に刃の側面で材料を押す面積を少なくすることができ、つまり、材料を抜く際に押切刃に掛かる圧力が小さくて済み、押切刃の耐久性が向上する。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

次に、本発明のフレキシブルダイの実施形態をその縦断面図である図１を参照しながら説明する。

この例のフレキシブルダイ９０は、フレキシブルベース１の片面に押切刃２が形成されており、その押切刃２が、フレキシブルベース１から垂直に突出する垂直突部２１１の先端に、両刃の刃先２ａが加工された形状となっている。また、垂直突部２１１の垂直面側（内側）には穴９が形成された構造となっている。

この図１のフレキシブルダイ９０は、以下に示すように、本発明の製造方法の実施形態によって製造される。図２乃至図４、図１０及び図１１はその製造方法を説明するための図であり、これらの図を参照しながら以下に説明する。
（１）図１０に示すような形状（図１２の輪郭線１０３に対応）の露光パターン１１ａを有するフォトマスク（フィルム）１１を製版しておく。
（２）図２（Ａ）に示すように、金属板１０として強磁性体である鋼板（厚さ：０．５０ｍｍ）を用い、その金属板１０の表面に、フォトレジストを一様に塗布する。次に、図２（Ｂ）に示すように、フォトレジスト膜１２の上面にフォトマスク１１を配置・位置決めした状態で露光を行い、次いで、フォトレジスト膜１２の現像を行って、金属板１０の表面上に、図１１に示すようなレジストパターン１３を形成する（図２（Ｃ））。
（３）レジストパターン１３をマスクとして金属板１０のエッチングを開始し、そのエッチングの進行が、所定深さに達した時点でエッチングを停止する。このエッチングにより、フレキシブルベース１が形成されるとともに、そのフレキシブルベース１上に断面台形状の突部（突条）２１がカッティングライン（押切刃形成ライン）に沿って形成される（図２（Ｄ））。
（４）レジストパターン１３を剥離する（図２（Ｅ））。

次に、この図２（Ｅ）によって得られたフレキシブルダイを用いて、図３あるいは図４に示す製造方法を行なう。

まず、図３に示す製造方法について説明する。

図３（Ａ）に示すように、円錐形状の工具４を用いて、垂直突部２１の先端に刃先（両刃）２ａを加工する。次に、この刃先加工を行なった突部２１１に、予めデータフォーマットの形式をＤＸＦ（date exchange file) とした元図データに基づき作成されたＮＣデータにより、ワイヤー放電加工の始点となる細穴を、ＮＣ細穴放電加工機であける。次に、図３（Ｂ）に示すように、この細穴が形成された突部２１１をワイヤー放電加工機５上に固定し、上記ＮＣデータにより突部２１１の内側側面に垂直加工を施すことにより、垂直突部２１２が形成されたフレキシブルダイ（フラットダイ）９０が作製される。

このワイヤー放電加工においては、位置検出用のＣＣＤカメラを用いることにより、位置精度が±２０μｍの高精度加工が可能となる。また、ミル加工と比較してワークにかかる機械的な力が小さく、刃型形状を変形させることがないため、より刃先に接近した片刃加工が可能になる。さらに、ミル加工と比較して角形状の内輪郭加工において、ワイヤ径までの追従が可能となる。本実施の形態では、加工面を最高で２μｍＲmax まで仕上げられた。

以上の製造工程では、刃先の加工後、ワイヤー放電加工により垂直突部を形成する構成を採用したが、図４に示すように、垂直突部を形成した後、刃先の加工を行なってもよい。この図４に示す製造方法は、図４（Ａ）に示すように、ワイヤー放電加工機５によって、図３の製造方法と同様、垂直突部２１３を形成し、図４（Ｂ）に示すように、この垂直突部２１３の先端に刃先（片刃）２ｄを加工した垂直突部２１４を形成するものである。

以上の製造方法によって作製された図１に示すフレキシブルダイ９０を平板打抜機１３０に適用した構成の模式的正面図を図５に示す。

この平板打抜機１３０は、昇降動作を行なう上部プラテン３２と、上部プラテン３２の対向位置に固定された下部プラテン３４からなる。上部プラテン３２には、片面に所定パターンの押切刃２が突設されたフレキシブルダイ（フラットダイ）９０が上部プラテン３２に固定され、また、下部プラテン３４の上面には、フレキシブルダイ９０に対向してワーク３８が載置される。

このようにフレキシブルダイ９０が設置された平板打抜機の動作を、その作用説明図である図６を参照しながら、説明する。

この平板打抜機の構成（下部プラテンの図面は省略）では、図６（Ａ）に示すように、フレキシブルダイ９０の内側に形成された穴９には、スポンジ４２が刃先２ａよりも突出した状態で嵌め込まれている。この状態の上部プラテン３２が下降し、ワーク３８が切断された時点（上部プラテン３２の静止状態）では、図６（Ｂ）に示すように、抜き物４４がスポンジ４２を押圧してフレキシブルダイ９０の内側に嵌まり込む。その後、上部プラテン３２が上昇すると、さらに、図６（Ｃ）に示すように、抜き物４４は、スポンジ４２の弾性力によってスポンジ４２から脱離する。

なお、以上の製造工程において、図１及び図７に示す押切刃２（両刃）を形成する場合、例えば刃角６０度で刃先深度Ｓが０．３ｍｍ，０．４ｍｍの押切刃、あるいは刃角５０度で刃先深度Ｓが０．３ｍｍ，０．４ｍｍの押切刃を得ることが可能である。また、図８に示す押切刃２０（片刃）を形成する場合、例えば刃角４５度で刃先深度Ｓが０．４ｍｍの押切刃、あるいは刃角４０度で刃先深度Ｓが０．４ｍｍの押切刃を得ることが可能である。

ここで、フレキシブルダイに形成する押切刃としては、図７及び図８の形状のほか、図９（Ａ）及び（Ｂ）に示す形状の押切刃５２，６２を挙げることができる。

以上の製造方法で用いるフォトレジスト、エッチャント、レジスト剥離剤などは、特に限定されず、エッチング刃の製作において一般に使用されているものであれば、任意のものを使用することができる。

以上の製造方法では、カッティングラインが矩形（４角アール）の押切刃の例を示したが、本発明はこれに限られることなく、三角形や丸形状、あるいは動物・アニメーションのキャラクタ等の図柄、花柄模様、文字等の複雑な形状をカッティングする各種のフレキシブルダイにも適用できる。

また、本発明は、押切刃が連続形成されたフレキシブルダイ（抜きダイ）のほか、カッティングラインに沿ってカット部／アンカット部が交互に連続するミシン刃にも適用できる。

さらに、シールなどの半抜きに限られず、全抜きにも適用できる。

以上のように、本発明によれば、押切刃の根元部の幅を、従来のフレキシブルダイの押切刃の根元部の幅よりも小さくすることができ、厚みの厚い材料を抜く場合であっても、材料の加工部分の上下（表裏）の寸法の差を小さくすることができ、加工精度を高めることができる。しかも、垂直突部の先端のみに刃先を加工しているので、材料を抜く際に押切刃に掛かる圧力が小さくて済み、押切刃の耐久性が向上し、押切刃の使用期間を長くすることができ、生産性の向上とともに製品コストを抑えることもでき、経済的にも有益である。

本発明のフレキシブルダイの実施形態の縦断面図である。本発明のフレキシブルダイの製造方法の一例の説明図である。本発明のフレキシブルダイの製造方法の一例の説明図である。本発明のフレキシブルダイの製造方法の他の例の説明図である。図１のフレキシブルダイを平板打抜機に適用した構成を示す模式的正面図である。図１のフレキシブルダイを平板打抜機に適用した場合の作用説明図である。図１のフレキシブルダイに形成する押切刃を示す縦断面図である。図１のフレキシブルダイに形成する別の押切刃を示す縦断面図である。図１のフレキシブルダイに形成する押切刃の変形例を示す図である。図２の製造方法に用いるフォトマスクを模式的に示す平面図である。図２の製造方法において形成するレジストパターンを模式的に示す平面図である。台紙つきシールの例を示す正面図である。従来のフレキシブルダイの要部縦断面図である。従来のロータリ打抜機の模式的斜視図である。従来の平板打抜機フラットダイの模式的正面図である。

符号の説明

１フレキシブルベース
２押切刃
２ａ刃先
２ｂ、２１１垂直突部
１０金属板
１１フォトマスク
１１ａ露光パターン
１２フォトレジスト膜
１３レジストパターン
２１突部（突条）
９穴

Claims

フレキシブルベースの片面に所定パターンの押切刃が形成されたフレキシブルダイを製造する方法であって、
金属板の表面にフォトレジスト膜を一様に積層し、そのフォトレジスト膜を
露光した後、現像を行うことにより、上記金属板の表面上に押切刃形成部に相
当する部分にレジストパターンを形成し、その後、そのレジストパターンをマ
スクとして上記金属板のエッチングを所定深さに達するまで行うことにより、
フレキシブルベースとこのベースから突出する突部を形成した後、その突部の
側面をワイヤ放電加工を行うことにより切削して、上記フレキシブルベースと
一体的な垂直突部を形成するとともに、上記垂直突部の垂直面側に穴を形成し
、次いでその垂直突部の先端に両刃または片刃の刃先加工を施すことを特徴と
するフレキシブルダイの製造方法。
フレキシブルベースの片面に所定パターンの押切刃が形成されたフレキシブルダイを製造する方法であって、
金属板の表面にフォトレジスト膜を一様に積層し、そのフォトレジスト膜を露光した後、現像を行うことにより、上記金属板の表面上に押切刃形成部に相当する部分にレジストパターンを形成し、その後、そのレジストパターンをマスクとして上記金属板のエッチングを所定深さに達するまで行うことにより、フレキシブルベースとこのベースから突出する突部を形成した後、その突部の先端に両刃または片刃の刃先加工を行い、その後その刃先加工を行った突部の側面をワイヤ放電加工を行うことにより切削して、上記フレキシブルベースと一体的な垂直突部を形成するとともに、上記垂直突部の垂直面側に穴を形成することを特徴とするフレキシブルダイの製造方法。
請求項１または２に記載のフレキシブルダイの製造方法により製造されるフレキシブルダイであって、
上記押切刃は、上記フレキシブルベースと一体的に形成され、かつ、そのフレキシブルベースに対し垂直な面を有する垂直突部からなり、その垂直突部の垂直面側に穴が形成されているとともに、その垂直突部の先端が、両刃または片刃に加工されていることを特徴とするフレキシブルダイ。