JP4105882B2 - ウェブ切断装置及び方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続的に送られる比較的広幅の例えばフィルム等の可撓性帯状支持体（以下、ウェブと称する）を送り方向に切断するウェブ切断装置及び方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
薄膜の透明プラスチックフィルムは近年、液晶ディスプレイの偏光板の保護膜、位相差板等の光学補償フィルム、プラスチック基板、写真用支持体、あるいは動画用セルや光学フィルタ、さらにはＯＨＰフィルムなどの光学材料として需要が増大している。
【０００３】
特に最近、液晶ディスプレイは、その品質が向上したこと、および軽量で携帯性に優れていることから、パーソナルコンピュータやワードプロセッサ、携帯用端末、テレビジョン、さらにはデジタルスチルカメラやムービーカメラなどに広く使用されているが、この液晶ディスプレイには画像表示のために偏光板が必須となっている。そして、液晶ディスプレイの品質の向上に合わせて、偏光板の品質向上が要求され、それと共に偏光板の保護膜である透明プラスチックフィルムも、より高品質であることが要望されている。
【０００４】
偏光板の保護膜などの光学用途フィルムについては、解像力やコントラストの表示品位から高透明性、低光学異方性、平面性、易表面処理性、高耐久性（寸度安定性、耐湿熱性、耐水性）、フィルム内および表面に異物がないこと、表面に傷がなく、かつ傷が付きにくいこと（耐傷性）、適度のフィルム剛性を有すること（取扱い性）、そして適度の透水性など種々の特性を備えていることが必要であるとされている。
【０００５】
これらの特性を有するフィルムの原料は、セルロースエステル、ノルボルネン樹脂、アクリル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂などが挙げられるが、生産性や材料価格等の点からセルロースエステルが主に使用されている。特にセルローストリアセテートのフィルムは、極めて高い透明性を有しかつ、光学異方性が小さく、かつレターデーションが低いことから光学用途に特に有利に用いられている。
【０００６】
これらのフィルムを製膜する方法としては、溶液製膜法、溶融製膜法および圧延法など各種の製膜技術が利用可能であるが、良好な平面性および低光学異方性を得るためには、溶液製膜法が特に適している。溶液製膜法は、原料フレークを溶剤に溶解し、これに必要に応じて可塑剤、紫外線吸収剤、劣化防止剤、滑り剤、剥離促進剤等の各種の添加剤を加えた高分子溶液（以下、ドープと称する）とし、このドープを水平式のエンドレスの金属ベルトまたは回転するドラムなどの支持体の上に、ドープ供給手段（以下、流延ダイと称する）により流延した後、支持体上である程度まで乾燥し、これにより剛性が付与された自己支持性フィルムを支持体から剥離し、次いで各種の搬送手段により乾燥部を通過させて溶剤を除去することからなる方法である。製膜されたフィルムは溶剤を乾燥させてから巻取りリールに巻き取られる。
【０００７】
通常の加工、切断装置では、刃を裁断位置に固定してからウェブを送り込むことができるが、流延装置では連続的にウェブが形成されるため、幅変更の時には、ウェブ縁側からシェア刃で切りながら刃を耳切り位置まで移動させなければならない。ところで、偏光板用フィルムは軽量で薄膜のフィルムが求められており、フィルムが薄膜となると、シェア刃にて裁断する時にシワが発生しやすい。このシワが発生すると、耳部が折れて切断にいたることも有り、この場合は流延停止となって、製膜ラインが停止してしまうという不具合がある。このため、現状では、製品の幅変更時には、製膜速度を下げて、シェア刃で切りながらシェア刃を耳切り位置まで移動した後に、製膜速度を所定の速度まで戻しており、整膜速度の低下による製品ロスが非常に大きいという問題がある。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためのものであり、薄いウェブであっても或いは製造速度を上げたとしてもシワを発生させることなく切り込むことができるようにしたウェブ切断方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、ウェブ厚みが２０〜１５０μｍでウェブ送り速度が２０〜１２０ｍ／ｍｉｎで送られているウェブを被切断対象として、上丸刃と下丸刃とを備えたカッタを、その側縁からウェブの中央へ向けて移動させてウェブに切り込み、ウェブを送り方向に切断するウェブ切断装置において、前記ウェブの切り込みの際に、前記ウェブの側縁が入り込む側で、前記下丸刃に設けられるテーパ状ガイド周面、及びこのテーパ状ガイド周面に続く円柱状ガイド周面を有する第１のウェブガイドと、前記ウェブの切り込みの際に、前記ウェブの側縁が入り込む側で、前記上丸刃に設けられ、前記テーパ状ガイド周面に対向して配置される膨らんだ湾曲面、及びこの湾曲面に続き、前記円柱状ガイド面に対向して配置される平坦ガイド面を有し、前記平坦ガイド面の切り込み時移動方向での長さが１５ｍｍ以上である第２のウェブガイドと、前記平坦ガイド面を前記円柱状ガイド面に押し付けるように付勢する付勢手段と、前記ウェブの切り込み開始前に、前記平坦ガイド面を前記円柱状ガイド面に接触させるガイド位置にし、前記ウェブの切り込みを終了した後に前記平坦ガイド面を前記円柱状ガイド面から離した退避位置にするシリンダを有するシフト部とを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、前記ウェブガイドを摩擦係数が０．１３以下となるものから構成することを特徴とする。さらに、前記付勢手段は前記第２のウェブガイドの平坦ガイド面を１〜５０ｍＮで前記第１のウェブガイドの円柱状ガイドに付勢することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のウェブ切断方法は、上記のウェブ切断装置を用いて、カール量が±２０ｍｍ以下、曲げ弾性率が３９００〜５１００ＭＰａ、ヤング率が２２００〜２９００ＭＰａのウェブを切断することを特徴とする。なお、本発明の切断方法は、種々の材質からなるウェブに対して適用可能であるが、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）フィルム、特に電子ディスプレイ用のＴＡＣフィルムの切断方法に好ましく用いられる。また、前記ウェブの送り速度は、２０〜１２０ｍ／ｍｉｎであることが好ましい。また、本発明において、カール量は、ウェブ幅方向における両端を結んだ線に対して最も突出した部分の距離で表している。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１に示すように、本発明のウェブ切断装置を実施したウェブ耳切り装置１０は、製膜ライン１１から送られた来たウェブ１２の両耳部１２ａをその送り方向に切断するものであり、シェア刃１３と、このシェア刃１３をウェブ１２の幅方向に移動させるシフト部１４とから構成されている。また、ウェブ耳切り装置１０の上流側でその近くには、ナーリング装置１５が設けられている。ナーリング装置１５はエンボスローラ１６を備えており、耳部１２ａの近くのウェブ１２に対して微細な凹凸からなるローレット加工を施し、ナーリング１２ｂを付与する。ウェブ耳切り装置１０では、このナーリング１２ｂの外側位置で耳部１２ａを切り落とす。耳部１２ａが切り落とされたウェブ１２は、ナーリング１２ｂによって巻きずれが抑制された状態でウェブ巻取り装置１７によりロール状に巻き取られる。なお、ナーリング装置１５はシェア刃１３の後に設けてもよい。また、切り離された耳部（耳屑）１２ａは回収され、再利用が図られる。
【００１４】
図２及び図３に示すように、シェア刃１３は、上丸刃２０と下丸刃２１とウェブガイド２２とを備えている。これらは、シフト部１４によりウェブ１２の幅方向で移動自在にされている。
【００１５】
上丸刃２０は、刃本体２５と、刃ホルダ２６と、ハウジングユニット２７と、回転駆動部２８とから構成されている。ハウジングユニット２７内には、刃ホルダ２６が回動自在に取り付けられている。刃ホルダ２６は、取付軸３０と刃押さえ３１とを備えている。刃本体２５は円板状に構成されており、取付軸３０に刃押さえ３１により取り付けられる。刃押さえ３１は押さえバネ３２を有し、この押さえバネ３２は、刃本体２５を取付軸３０へ向けて付勢している。
【００１６】
ハウジングユニット２７には回転駆動部２８が取り付けられている。回転駆動部２８はモータ３５及び減速機３６から構成されており、取付軸３０を回転する。また、ハウジングユニット２７には、刃カバー３７が取り付けられている。
【００１７】
図３に示すように、下丸刃２１は、上丸刃２０の刃本体が入り込んで接触する周溝４０を有する。周溝４０の側壁４０ａには刃が形成されており、この刃に上丸刃２０の刃本体が接触し、この接触部分がウェブ１２の切断位置となる。また、下丸刃２１には、切り込み時にウェブ１２の側縁１２ｃが入り込む側の周面に、テーパー状のガイド面４１と円柱状のガイド面４２とが形成されている。
【００１８】
前記ハウジングユニット２７には、取付ブラケット４５を介してウェブガイド２２が設けられている。ウェブガイド２２は、ガイド本体５０と、保持軸５１と、ホルダ５２と、シリンダ５３とから構成されている。図４に示すように、ガイド本体５０は、前記下丸刃２１のガイド面４１，４２に対面する位置に配置されており、下面には、ウェブ側縁１２ｃを前記切断位置へ案内する案内面５５が形成されている。このガイド本体５０は、ウェブ１２を円滑に切断位置に案内するために、ＰＥＴから構成されている。
【００１９】
図４に示すように、前記案内面５５は湾曲ガイド面５５ａとウェブ押さえ面５５ｂとから形成されている。湾曲ガイド面５５ａは膨らんだ湾曲面から構成され、また、ウェブ押さえ面５５ｂは平面から構成されている。このウェブ押さえ面５５ｂは、ウェブ１２の幅方向における長さＬ１が１５ｍｍ以上が好ましく、より好ましくは２０ｍｍ以上である。１５ｍｍ未満では安定してウェブを押さえることができない。また、ウェブ押さえ面の端面と上丸刃２０の刃本体２５との距離Ｌ２は好ましくは０．１〜５ｍｍである。この距離Ｌ２が０．１mm未満であると刃２５と接触してしまうおそれがあり、また５ｍｍを超えるとウェブ１２が切断点に安定的に入らず、シワが発生してしまい、場合によってはウェブ１２が切れてしまう。
【００２０】
図２に示すように、ガイド本体５０の上部には２本の保持軸５１が固定されており、この保持軸５１がホルダ５２に昇降自在に取り付けられている。また、保持軸５２にはコイルバネ５６が縮装されており、このコイルバネ５６はガイド本体５０を下方に付勢する。ホルダ５２は、Ｌ字ブラケット５７を介して、シリンダ５３のロッド５３ａに固定されている。シリンダ５３は、エアー駆動によってロッド５３ａが昇降自在に構成されている。そして、図５及び図６に示すように、ロッド５３ａが突出すると、ガイド本体５０が下降し、コイルバネ５６の付勢によって、下丸刃２１のガイド面４２にガイド本体５０のウェブ押さえ面５５ｂが押しつけられる。
【００２１】
ガイド本体５０の下降時におけるコイルバネ５６による押圧力は１０ｍＮに設定されている。なお、この押圧力は１〜５０ｍＮの範囲が好ましく、より好ましくは３〜１０ｍＮの範囲である。この押圧力が１ｍＮ未満であると押さえの効果が得られず、また５０ｍＮを超えると押圧力が強すぎてウェブ１２が切断点に入らず、シワが発生し、場合によってはウェブ１２が切れてしまうことがある。
【００２２】
なお、上記実施形態では、上丸刃２０側にウェブガイド２２を配置したが、これに代えて、下丸刃２１側にウェブガイド２２を配置してもよい。この場合には、上丸刃２０側にウェブガイド２２が押しつけられるウェブ案内面を形成しておく。また、上記実施形態では、上丸刃２０を下丸刃２１に接触させたシェア刃１３を用いたが、この他に、上丸刃を下丸刃から少し離して接触させることなく切断する方式のカッタに本発明を適用してもよい。また、ウェブガイドをＰＥＴから構成したが、ＰＥＴに限定されることなく、ウェブ１２を円滑に案内することができるものであればよい。例えば、摩擦係数が０．１３以下のものが好ましく用いられる。また、ＰＥＴでウェブガイドを成形する代わりに、案内面のみにＰＥＴ等の滑りのよい材質をライニングしてもよい。
【００２３】
次に、本実施形態の作用を説明する。ウェブ１２の製品幅の変更等により、シェア刃１３がシフト部１４によりウェブ１２の中央部に向けて移動される。この移動の前に、まず、シリンダ５３が下降してガイド本体５０を下丸刃２１のガイド面４１に押しつける。この状態でシェア刃１３はウェブ１２の中央部に向けて送られる。このとき、ウェブガイド２２によりウェブ側縁部が押さえられて切断部に案内されるため、ウェブのつれシワの発生が抑制され、つれシワに起因する耳切れなどが発生することがなくなる。このようにして切り込みが終了すると、シリンダ５３が上昇し、ウェブガイドが退避位置にされる。以下、耳切りが続行される。なお、本発明におけるウェブ１２の厚さは２０〜２００μｍが好ましく、より好ましくは３５〜９０μｍである。また、本発明のウェブ１２の送り速度は速い方がよく、３０ｍ／ｍｉｎを超えると、より効果が顕著になる。
【００２４】
【実施例】
次に、本発明の実施例を説明する。図４に示すように、ウェブ押さえ面５５ｂのウェブ幅方向における長さＬ１を２０ｍｍとして、ガイド本体５０をＰＥＴから構成した。このガイド本体５０を上丸刃２０の刃本体２５から距離Ｌ２を２ｍｍとして離し、押圧力Ｐを３ｍＮとした。また、ウェブ１２の厚みを８０μｍ、ウェブ１２の幅を１３４０ｍｍ、切り取り耳部の幅を２０ｍｍ、ウェブ送り速度を４０ｍ／ｍｉｎとした。
【００２５】
また、比較例１として、図７（Ａ）に示すように、ウェブ押さえ面６２ａのウェブ幅方向における長さＬ３を１０ｍｍとし、残りを湾曲ガイド面６２ｂとしたウェブガイド６５を用いた。この湾曲ガイド面６２ｂの湾曲高さＨ１は５ｍｍである。その他の条件は実施例と同じにして、ウェブ１２の側縁１２ｃから切り込みを入れて耳切りを行った。
【００２６】
比較例２として、図７（Ｂ）に示すように、（Ａ）の湾曲ガイド面６２ｂの膨らみを逆にして凹み面６２ｃとした以外は、比較例１と同じで形状のウェブガイド６６とした。なお、その他の条件は実施例と同じにして耳切りを行った。
【００２７】
比較例３として、ウェブガイドを用いずに、その他の条件は実施例と同じにして耳切りを行った。
【００２８】
実施例では、つれシワの発生もなく切り込みが円滑に行われた。また、搬送速度を４０ｍ／ｍｉｎに上げても、つれシワの発生もなく切り込みが円滑に行われた。これに対して、比較例１及び２では、ウェブ押さえ面６２ａの長さＬ２が短いため、切り込み時にウェブ１２にたるみの発生が見られ、つれシワが発生した。また、比較例２では、凹み部６２ｃとウェブ押さえ面６２ａとの接続部分にウェブ１２の側縁１２ｃが引っ掛かり、同じようにたるみ及びつれシワが発生した。比較例３では切り込み時につれシワが発生し、切り込みが不可能になってウェブ１２が切断した。
【００２９】
また、カール量を２０ｍｍ、ウェブ厚みを４０μｍ、曲げ弾性率を４０００ＭＰａ、ヤング率を２５００ＭＰａとしたウェブに対しては、本実施例では、１２０ｍ／ｍｉｎの搬送速度において切り込むことができた。これに対して比較例１、２、３ではいずれも同条件でベース切断にいたった。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、上丸刃または下丸刃であって前記ウェブ側の周面に対面する位置に設けられ、上丸刃と下丸刃とによる切断位置へ前記ウェブを案内するためのウェブガイドと、このウェブガイドを前記ウェブ側の周面に付勢する付勢手段とを設けたから、つれシワを発生させることなく円滑にウェブに切り込みを入れることができる。これにより、つれシワに起因して耳部が折れて切断に至ることもなくなり、ウェブを効率良く製造することができる。
【００３１】
ウェブガイドは、ウェブ側縁を案内する案内面を備えており、この案内面を湾曲ガイド面とウェブ押さえ面とから構成することにより、ウェブを円滑に切断位置に案内することができる。また、湾曲ガイド面を膨らんだ湾曲面から構成し、ウェブ押さえ面を平面から構成することにより、より一層ウェブを円滑に案内することができる。また、ウェブ押さえ面の前記ウェブの幅方向における長さを１５ｍｍ以上とすることにより、ウェブを確実に押さえて、切断位置に案内することができ、耳部に弛みを発生させることがなく、つれシワの発生が効果的に抑制される。また、ウェブガイドを摩擦係数が０．１３以下のものから構成することにより、ウェブを円滑に切断位置に案内することができる。ウェブガイドを１〜５０ｍＮで付勢することにより、ウェブを押さえ過ぎることもなく、つれシワの発生を抑えつつ確実に切断位置に案内することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のウェブ切断装置を実施したウェブ耳切り装置の概略を示す平面図である。
【図２】ウェブガイドが退避位置にセットされた状態のシェア刃の側面図である。
【図３】ウェブガイドが退避位置にセットされた状態のシェア刃の正面図である。
【図４】ウェブガイドと上丸刃と下丸刃との位置関係を示す拡大した正面図である。
【図５】ウェブガイドがガイド位置にセットされた状態のシェア刃の正面図である。
【図６】ウェブガイドがガイド位置にセットされた状態のシェア刃の正面図である。
【図７】実施例と比較例とにおけるウェブガイドの案内面の形状を示す正面図である。
【符号の説明】
１０ ウェブ耳切り装置
１１ 製膜ライン
１２ ウェブ
１２ａ 両耳部
１２ｂ ナーリング
１２ｃ 側縁
１３ シェア刃
１４ シフト部
１５ ナーリング装置
２０ 上丸刃
２１ 下丸刃
２２ ウェブガイド
２５ 刃本体
４１ ガイド面
５０ ガイド本体
５５ 案内面
５５ａ 湾曲ガイド面
５５ｂ ウェブ押さえ面

Claims (4)

1. ウェブ厚みが２０〜１５０μｍでウェブ送り速度が２０〜１２０ｍ／ｍｉｎで送られているウェブを被切断対象として、上丸刃と下丸刃とを備えたカッタを、その側縁からウェブの中央へ向けて移動させてウェブに切り込み、ウェブを送り方向に切断するウェブ切断装置において、
   前記ウェブの切り込みの際に、前記ウェブの側縁が入り込む側で、前記下丸刃に設けられるテーパ状ガイド周面、及びこのテーパ状ガイド周面に続く円柱状ガイド周面を有する第１のウェブガイドと、
   前記ウェブの切り込みの際に、前記ウェブの側縁が入り込む側で、前記上丸刃に設けられ、前記テーパ状ガイド周面に対向して配置される膨らんだ湾曲面、及びこの湾曲面に続き、前記円柱状ガイド面に対向して配置される平坦ガイド面を有し、前記平坦ガイド面の切り込み時移動方向での長さが１５ｍｍ以上である第２のウェブガイドと、
   前記平坦ガイド面を前記円柱状ガイド面に押し付けるように付勢する付勢手段と、
   前記ウェブの切り込み開始前に、前記平坦ガイド面を前記円柱状ガイド面に接触させるガイド位置にし、前記ウェブの切り込みを終了した後に前記平坦ガイド面を前記円柱状ガイド面から離した退避位置にするシリンダを有するシフト部とを備えることを特徴とするウェブ切断装置。
2. 前記ウェブガイドを摩擦係数が０．１３以下となるものから構成したことを特徴とする請求項１記載のウェブ切断装置。
3. 前記付勢手段は前記第２のウェブガイドの平坦ガイド面を１〜５０ｍＮで前記第１のウェブガイドの円柱状ガイドに付勢することを特徴とする請求項１または２記載のウェブ切断装置。
4. 請求項１〜３記載のウェブ切断装置を用いて、カール量が±２０ｍｍ以下、曲げ弾性率が３９００〜５１００ＭＰａ、ヤング率が２２００〜２９００ＭＰａのウェブを切断することを特徴とするウェブ切断方法。

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