JP4132569B2 - スリッタ刃 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドラム状の回転刃とディスク状の回転刃とで構成され、フイルム等の薄肉な被裁断物を裁断するスリッタ刃に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、薄肉な被裁断物、例えば、フイルム、紙、金属箔等を裁断するための回転刃は、周縁部が互いに摺接した状態で互いに反対方向に回転しながら前記被裁断物を順次裁断する上刃および下刃によって構成される。この場合、回転刃の刃先形状は、被裁断物の裁断面の良否を左右する重要な因子である。
【０００３】
特公平７−６７６７５号公報に開示された従来技術では、相対する刃から徐々に離間するように刃先に面取りを施すことで、裁断面を所望の形状にすることを可能としている。この従来技術を用いることにより、例えば、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）をベースとしたフイルムを好適に裁断することができる。
【０００４】
ところで、近年開発されているフイルムでは、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）をベースとしたものがある。この場合、ＰＥＮは、機械的強度が大きいために破断しづらく、伸びやすいという特性を有している。そのため、上記の従来技術をＰＥＮベースのフイルムの裁断に適用する場合、刃先の面取りの設定によっては、図６に示すように、乳剤１を支持するベース２の裁断面３ａ、３ｂにクラック４やひげ状部５が発生し、これによって、裁断されたフイルムの品質の低下を来すおそれがある。
【０００５】
そこで、前記のＰＥＮベースを良好に裁断可能とした従来技術として、特開平７−２７２２７０号公報に開示されたものがある。この従来技術では、図７に示すように、上刃６の刃先７に連続してテーパ面８が形成されており、下刃９上に載置された乳剤１およびベース２に対してテーパ面８を押し当てることにより、裁断に先立って乳剤１およびベース２に引張力による内部応力を発生させ、その後、刃先７によって裁断を行うようにすることにより、良好な切断面を形成することを可能としている。
【０００６】
しかしながら、この従来技術では、裁断の際に上刃６のテーパ面８が乳剤１に押し当てられるため、刃先７から離間した側のエッジ部１０が乳剤１を加圧し、これによって筋状の傷が形成されてしまうという不具合がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記の不都合を克服するためになされたものであり、種々の薄肉な被裁断物を品質よく裁断することが可能であり、また、裁断屑の回転刃に対する付着を低減し、裁断能力を長時間持続させることのできるスリッタ刃を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のスリッタ刃では、ドラム状の回転刃と、ディスク状の回転刃とで構成されたスリッタ刃において、
前記ディスク状の回転刃には、その刃先部分の中、前記ドラム状の回転刃に向かい合う面に、前記ディスク状の回転刃の刃先に向かって前記ドラム状の回転刃から徐々に離間する第１面取り部が形成され、被裁断物に向かい合う面に、前記刃先から前記被裁断物より徐々に離間する第２面取り部が形成され、前記第１面取り部に連続して第１逃げ面が形成され、
前記ドラム状の回転刃には、その刃先部分の中、前記ディスク状の回転刃に向かい合う面に、前記ドラム状の回転刃の刃先に向かって前記ディスク状の回転刃から徐々に離間する第３面取り部が形成されることを特徴とする。
【００１１】
前記被裁断物の面に直交する裁断面に沿った前記第１面取り部の前記刃先までの距離ＣＬを４０μｍ〜２００μｍ、前記裁断面に対する前記第１面取り部の角度θ６を０．８゜〜１４゜に設定することにより、裁断面の形状を所望の形状とすることができる。また、前記裁断面に対する前記第２面取り部の角度θ１を６５゜〜８５゜に設定することにより、被裁断物に好適な引張力を付与することができるため、機械的強度が大きく且つ伸びやすい被裁断物であっても良好な裁断を実現することができる。なお、第１面取り部の距離ＣＬを６０μｍ〜１００μｍ、角度θ６を２．２゜〜７．６゜、第２面取り部の角度θ１を７０゜〜７５゜に設定すると好適である。
【００１２】
また、ドラム状の回転刃に第３面取り部を形成し、刃先までの距離ＨＬを２５μｍ〜５００μｍ、好ましくは７０μｍ〜１５０μｍに設定し、裁断面に対する前記第３面取り部の角度θ５を０．０゜〜０．６゜、好ましくは０．１゜〜０．５゜に設定することにより、一層良好な裁断面形状を得ることができる。
【００１３】
さらに、ディスク状の回転刃の第１面取り部に連続して第１逃げ面を形成し、裁断面に対する角度θ３を２゜〜５゜、好ましくは３゜〜４゜に設定することにより、裁断時に生じる裁断屑を好適に外部に排出して回転刃に対する付着を回避し、裁断能力を長時間持続させることができる。なお、ドラム状の回転刃に対しても、第３面取り部に連続して第３逃げ面を形成し、裁断面に対する角度θ４を２゜〜４゜に設定することにより、裁断屑の外部への排出能力を一層向上させることができる。
【００１４】
また、ディスク状の回転刃の第２面取り部に連続して第２逃げ面を形成し、裁断面に対する角度θ２を２０゜〜４５゜、好ましくは２５゜〜３５゜に設定することにより、裁断時において回転刃の裁断に寄与しない部分が被裁断物を過剰に押圧し、それによって傷が形成されるといった不具合を好適に回避することができる。これによって裁断された被裁断物の良好な品質を確保することができる。なお、第２面取り部と第２逃げ面との接続部から裁断面に至る距離Ｌ１を０．２ｍｍ〜０．８ｍｍ、好ましくは０．４ｍｍ〜０．６ｍｍに設定すると好適である。
【００１５】
さらにまた、ディスク状の回転刃の刃先には、円周方向に沿って凹凸を形成し、その凹凸量Ｇを０．５μｍ〜５μｍ、好ましくは１μｍ〜２μｍに設定することにより、薄肉な被裁断物を裁断する際、回転刃と被裁断物との間に滑りが生じることがなく、高品質な裁断面を得ることができる。
【００１６】
なお、ディスク状の回転刃および／またはドラム状の回転刃の素材としては、超硬合金を用いることができる。これによって、摩耗を抑制し回転刃の一層の長寿命化を図ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明に係るスリッタ刃について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１８】
まず、本実施の形態に係るスリッタ刃が適用されたウェブ裁断装置について説明する。
【００１９】
図１に示すように、ウェブ裁断装置１１は、スリッタ刃１２によってフイルム、紙、金属箔等の広幅ウェブ１４を裁断して所望の幅寸法の狭幅ウェブ１６を得るための装置である。この場合、フイルムには、樹脂等からなる単層のフイルムの他、ラミネート材からなるフイルム、粘着フイルム等が含まれる。
【００２０】
スリッタ刃１２は、ドラム状の回転刃（以下、下刃２０という。）と複数のディスク状の回転刃（以下、上刃２２という。）とを有する。ドラム状に構成された下刃２０には、複数の環状の溝２６が所定の間隔で形成されている。この溝２６の間隔は、製品の幅寸法の規格に対応して設定される。一方、上刃２２はディスク状に構成されており、軸２８上の前記溝２６に対応した位置に固定されている。
【００２１】
下刃２０の一端にはプーリ３０が固定されており、このプーリ３０はベルト３２を介してプーリ３４と連結されている。また、プーリ３４は、ベルト３６を介してモータ３８の駆動軸４０に固定されたプーリ４２と連結されている。すなわち、モータ３８を駆動して駆動軸４０を回転させると、その回転はプーリ４２、ベルト３６、プーリ３４、ベルト３２およびプーリ３０を介して下刃２０に伝えられ、該下刃２０が回転する。
【００２２】
下刃２０の軸５０の他端にはギヤ５２が設けられており、上刃２２が固定された軸２８の一端にはギヤ５４が設けられている。そして、ギヤ５２とギヤ５４とが噛み合うことによって、上刃２２が下刃２０と連動しながら回転する。その際、上刃２２の円周部分が下刃２０の溝２６に入り込み、上刃２２と下刃２０とが周縁部で互いに摺接し、広幅ウェブ１４を裁断する。その結果、溝２６および上刃２２の間隔に応じた幅寸法を有する狭幅ウェブ１６が得られる（図２参照）。
【００２３】
スリッタ刃１２の上流側にはウェブ送りローラ５８が配されている。このウェブ送りローラ５８の一端にはプーリ６０が設けられており、このプーリ６０はベルト６２を介して前記プーリ３４と連結されている。そして、モータ３８が駆動され、駆動軸４０の回転がプーリ４２およびベルト３６を介してプーリ３４に伝わると、このプーリ３４の回転は、さらにベルト６２およびプーリ６０を介してウェブ送りローラ５８に伝わる。このとき、ウェブ送りローラ５８は、前記スリッタ刃１２と連動して回転し、広幅ウェブ１４を該スリッタ刃１２に供給する。
【００２４】
次に、本実施の形態に係るスリッタ刃１２について説明する。
【００２５】
図３および図４は、図２のIII-III線およびIV-IV線におけるスリッタ刃１２の断面形状を表す。同図において、上刃２２には、最外周ラインである刃先６４から第１面取り部６６および第２面取り部６８が形成される。第１面取り部６６は、下刃２０に対向する側に形成され、第２面取り部６８は、広幅ウェブ１４に対向する側に形成される。また、第１面取り部６６に連続して第１逃げ面７２が形成されるとともに、第２面取り部６８に連続して第２逃げ面７４が形成される。さらに、刃先６４には、図５に示すように、円周方向に沿って鋸歯状あるいは波状の凹凸７６が形成される。この凹凸７６は、ラッピング加工や研磨加工によって形成することができる。
【００２６】
一方、下刃２０には、溝２６に対向する刃先７８から第３面取り部８０および第３逃げ面８２が形成される。
【００２７】
表１は、上刃２２の各部の採用可能な寸法および好ましい寸法を示す。上刃２２における第１面取り部６６および第１逃げ面７２の接続部８４と、下刃２０における第３面取り部８０および第３逃げ面８２の接続部８６とを結ぶ直線を裁断面８８とすると、第１面取り部６６は、接続部８４から刃先６４に至る裁断面８８に沿った距離ＣＬが４０μｍ〜２００μｍ、好ましくは６０μｍ〜１００μｍに設定され、裁断面８８から刃先６４までの距離ＣＴが３μｍ〜１０μｍ、好ましくは４μｍ〜８μｍに設定され、裁断面８８に対する角度θ６が０．８゜〜１４゜、好ましくは２．２゜〜７．６゜に設定される。第２面取り部６８は、裁断面８８に対する角度θ１が６５゜〜８５゜、好ましくは７０゜〜７５゜に設定される。また、刃先６４の角度θ７は、６５．８゜〜９９゜、好ましくは７２．２゜〜８２．６゜に設定される。
【００２８】
第１逃げ面７２は、裁断面８８に対する角度θ３が２゜〜５゜、好ましくは３゜〜４゜に設定される。第２逃げ面７４は、裁断面８８に対する角度θ２が２０゜〜４５゜、好ましくは２５゜〜３５゜に設定される。さらに、第２面取り部６８および第２逃げ面７４の接続部９０から裁断面８８に至る距離Ｌ１は、０．２ｍｍ〜０．８ｍｍ、好ましくは０．４ｍｍ〜０．６ｍｍに設定される。
【００２９】
上刃２２の刃先６４に形成される凹凸７６を構成する凹部９２ａと凸部９２ｂとの間の高さである凹凸量Ｇは、０．５μｍ〜５μｍ、好ましくは１μｍ〜２μｍに設定される。
【００３０】
表２は、上刃２２および下刃２０の材料構成を示す。上刃２２および下刃２０は、超硬合金を素材として構成される。この場合、本実施例では、ＷＣ：８４．７５重量％、Ｃｏ：１３重量％、Ｃｒ3Ｃ2：０．７５重量％、ＴａＣ：１．５重量％からなる製品Ａと、ＷＣ：８３重量％、Ｃｏ：１６重量％、Ｃｒ3Ｃ2：０．５重量％、ＶＣ：０．５重量％からなる製品Ｂと、ＷＣ：８２重量％、Ｃｏ：１２重量％、ＴｉＣ：５．４重量％、ＶＣ：０．８重量％、その他：０．３重量％からなる製品Ｃを用いた。表３は、各製品Ａ、Ｂ、Ｃの物性を示す。
【００３１】
表４は、下刃２０の各部の採用可能な寸法および好ましい寸法を示す。下刃２０の第３面取り部８０は、接続部８６から刃先７８に至る裁断面８８に沿った距離ＨＬが２５μｍ〜５００μｍ、好ましくは７０μｍ〜１５０μｍに設定され、裁断面８８に対する角度θ５が０．０゜〜０．６゜、好ましくは０．１゜〜０．５゜に設定される。第３逃げ面８２は、裁断面８８に対する角度θ４が２゜〜４゜、好ましくは３゜に設定される。
【００３２】
本実施の形態に係るウェブ裁断装置１１は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００３３】
モータ３８が駆動されて駆動軸４０が回転すると、その回転はプーリ４２およびベルト３６を介してプーリ３４に伝わる。そして、プーリ３４の回転は、ベルト６２およびプーリ６０を介してウェブ送りローラ５８に伝わり、該ウェブ送りローラ５８が回転する。このとき、このウェブ送りローラ５８によって広幅ウェブ１４がスリッタ刃１２に供給される。
【００３４】
また、プーリ３４の回転は、ベルト３２およびプーリ３０を介して下刃２０に伝わり、該下刃２０が回転する。さらに、下刃２０の回転はギヤ５２およびギヤ５４を介して上刃２２に伝わり、該上刃２２が前記下刃２０と連動しながら回転する。このとき、ウェブ送りローラ５８によってスリッタ刃１２に供給された広幅ウェブ１４が、該スリッタ刃１２を構成する下刃２０と上刃２２とによって裁断されて狭幅ウェブ１６が得られる。
【００３５】
次に、裁断によって得られる狭幅ウェブ１６がＡＰＳフィルム等に使用されるＰＥＮベースの被裁断物である場合を例として、裁断時の作用効果につき説明する。この場合、狭幅ウェブ１６は、ＰＥＮベース９２上に乳剤９４を塗布して構成されるものとする。
【００３６】
上刃２２および下刃２０間に広幅ウェブ１４が進入すると、その進入量に応じて、図３の状態から上刃２２と下刃２０との距離が徐々に接近し、先ず、上刃２２の刃先６４が広幅ウェブ１４に当接する。次いで、刃先６４が広幅ウェブ１４に剪断応力を付与するとともに、第２面取り部６８が広幅ウェブ１４の乳剤９４側を押圧し、裁断面８８と直交する方向に対する引張力を付与する。前記の状態から上刃２２が下刃２０の溝２６に食い込んで行くことにより広幅ウェブ１４が裁断され、図４に示すようにして狭幅ウェブ１６が得られる。
【００３７】
この場合、刃先６４における第１面取り部６６の裁断面８８に対する距離ＣＴ（距離ＣＬと角度θ６によって決定される。）を表１に示す範囲に設定することにより、極めて良好な切れ味を得ることができる。また、刃先６４に凹凸７６を形成し、この凹凸７６の凹凸量Ｇを表１に示すように設定することにより、広幅ウェブ１４と上刃２２との間の滑りを回避し、高品質な裁断面を得ることができる。さらに、第２逃げ面７４の裁断面８８に対する角度θ２を表１に示すように設定することにより、裁断中において、裁断に寄与しない第２逃げ面７４が乳剤９４に押圧されることがなく、従って、裁断された狭幅ウェブ１６に筋状の傷が形成されるようなことがなく、高品質な製品を得ることができる。
【００３８】
一方、下刃２０は、刃先７８の近傍において表４に示す範囲に設定された第３面取り部８０が形成されており、これにより、刃先７８がチッピングする事態を回避することができる。これにより、下刃２０の長寿命化を図ることができる。
【００３９】
さらにまた、上刃２２の第１面取り部６６と下刃２０の第３面取り部８０とには、第１逃げ面７２および第３逃げ面８２がそれぞれ連続して形成されている。これらの第１逃げ面７２および第３逃げ面８２を形成することにより、裁断時において発生する裁断屑が好適に外部に排出される。この結果、上刃２２および下刃２０に裁断屑が凝着して切れ味が低下するといった事態を回避することができるとともに、スリッタ刃１２の長寿命化を図ることもできる。
【００４０】
なお、上刃２２および下刃２０を表２に示す組成からなる超硬合金とすることにより、摩耗が抑制され、さらなる超寿命化を図ることができる。この場合、上刃２２の刃先６４の角度θ７が小さく設定されているときには、チッピングを回避するため、下刃２０を超硬合金とし、上刃２２をＳＫＨ２等の高速度鋼としてもよい。
【００４１】
なお、本発明は、スリッタ刃に関するものであるが、その他、種々の刃に本発明の構成を適用することができる。
【００４２】
【表１】
【００４３】
【表２】
【００４４】
【表３】
【００４５】
【表４】
【００４６】
【発明の効果】
本発明に係るスリッタ刃によれば、該スリッタ刃を構成するディスク状の回転刃の刃先部分の両側に所定の傾斜角からなる面取り部を形成することにより、例えば、機械的強度が大きく且つ伸びやすい被裁断物であっても、品質よく裁断することができる。
【００４７】
また、裁断時において前記ディスク状の回転刃の一部が被裁断物に押圧されることがないため、被裁断物に傷が形成されることがなく、高品質な製品を得ることができる。
【００４８】
また、スリッタ刃を構成するドラム状の回転刃の刃先部分に面取り部を形成することにより、チッピングを回避し、これによって回転刃の長寿命化を図ることができる。
【００４９】
また、ディスク状の回転刃および／またはドラム状の回転刃の各面取り部に連続して所定の傾斜角度で逃げ面を形成することにより、裁断によって生じる裁断屑が回転刃に凝着することがなく、これによって良好な切れ味を長時間持続させることができる。
【００５０】
さらに、ディスク状の回転刃の刃先に所定の凹凸量からなる凹凸を形成することにより、良好な裁断面を得ることができる。
【００５１】
さらにまた、ディスク状の回転刃および／またはドラム状の回転刃を超硬合金で構成することにより、回転刃の寿命をさらに延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るスリッタ刃が適用されたウェブ裁断装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示したスリッタ刃の拡大側面図である。
【図３】図２に示したスリッタ刃のIII-III線拡大断面図である。
【図４】図２に示したスリッタ刃のIV-IV線拡大断面図である。
【図５】スリッタ刃を構成する上刃の刃先近傍の部分拡大図である。
【図６】従来技術を用いて裁断された被裁断物の裁断面に形成されるクラックおよびひげ状部の説明図である。
【図７】従来技術に係るカッタによる被裁断物の裁断状態の断面説明図である。
【符号の説明】
１１…ウェブ裁断装置 １２…スリッタ刃
１４…広幅ウェブ １６…狭幅ウェブ
２０…下刃 ２２…上刃
２６…溝 ６４、７８…刃先
６６…第１面取り部 ６８…第２面取り部
７２…第１逃げ面 ７４…第２逃げ面
７６…凹凸 ８０…第３面取り部
８２…第３逃げ面 ８８…裁断面
９２…ＰＥＮベース ９４…乳剤
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドラム状の回転刃とディスク状の回転刃とで構成され、フイルム等の薄肉な被裁断物を裁断するスリッタ刃に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、薄肉な被裁断物、例えば、フイルム、紙、金属箔等を裁断するための回転刃は、周縁部が互いに摺接した状態で互いに反対方向に回転しながら前記被裁断物を順次裁断する上刃および下刃によって構成される。この場合、回転刃の刃先形状は、被裁断物の裁断面の良否を左右する重要な因子である。
【０００３】
特公平７−６７６７５号公報に開示された従来技術では、相対する刃から徐々に離間するように刃先に面取りを施すことで、裁断面を所望の形状にすることを可能としている。この従来技術を用いることにより、例えば、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）をベースとしたフイルムを好適に裁断することができる。
【０００４】
ところで、近年開発されているフイルムでは、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）をベースとしたものがある。この場合、ＰＥＮは、機械的強度が大きいために破断しづらく、伸びやすいという特性を有している。そのため、上記の従来技術をＰＥＮベースのフイルムの裁断に適用する場合、刃先の面取りの設定によっては、図６に示すように、乳剤１を支持するベース２の裁断面３ａ、３ｂにクラック４やひげ状部５が発生し、これによって、裁断されたフイルムの品質の低下を来すおそれがある。
【０００５】
そこで、前記のＰＥＮベースを良好に裁断可能とした従来技術として、特開平７−２７２２７０号公報に開示されたものがある。この従来技術では、図７に示すように、上刃６の刃先７に連続してテーパ面８が形成されており、下刃９上に載置された乳剤１およびベース２に対してテーパ面８を押し当てることにより、裁断に先立って乳剤１およびベース２に引張力による内部応力を発生させ、その後、刃先７によって裁断を行うようにすることにより、良好な切断面を形成することを可能としている。
【０００６】
しかしながら、この従来技術では、裁断の際に上刃６のテーパ面８が乳剤１に押し当てられるため、刃先７から離間した側のエッジ部１０が乳剤１を加圧し、これによって筋状の傷が形成されてしまうという不具合がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記の不都合を克服するためになされたものであり、種々の薄肉な被裁断物を品質よく裁断することが可能であり、また、裁断屑の回転刃に対する付着を低減し、裁断能力を長時間持続させることのできるスリッタ刃を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のスリッタ刃では、ドラム状の回転刃と、ディスク状の回転刃とで構成されたスリッタ刃において、
前記ディスク状の回転刃には、その刃先部分の中、前記ドラム状の回転刃に向かい合う面に、前記ディスク状の回転刃の刃先に向かって前記ドラム状の回転刃から徐々に離間する第１面取り部が形成され、被裁断物に向かい合う面に、前記刃先から前記被裁断物より徐々に離間する第２面取り部が形成され、前記第１面取り部に連続して第１逃げ面が形成され、
前記ドラム状の回転刃には、その刃先部分の中、前記ディスク状の回転刃に向かい合う面に、前記ドラム状の回転刃の刃先に向かって前記ディスク状の回転刃から徐々に離間する第３面取り部が形成されることを特徴とする。
【００１１】
前記被裁断物の面に直交する裁断面に沿った前記第１面取り部の前記刃先までの距離ＣＬを４０μｍ〜２００μｍ、前記裁断面に対する前記第１面取り部の角度θ６を０．８゜〜１４゜に設定することにより、裁断面の形状を所望の形状とすることができる。また、前記裁断面に対する前記第２面取り部の角度θ１を６５゜〜８５゜に設定することにより、被裁断物に好適な引張力を付与することができるため、機械的強度が大きく且つ伸びやすい被裁断物であっても良好な裁断を実現することができる。なお、第１面取り部の距離ＣＬを６０μｍ〜１００μｍ、角度θ６を２．２゜〜７．６゜、第２面取り部の角度θ１を７０゜〜７５゜に設定すると好適である。
【００１２】
また、ドラム状の回転刃に第３面取り部を形成し、刃先までの距離ＨＬを２５μｍ〜５００μｍ、好ましくは７０μｍ〜１５０μｍに設定し、裁断面に対する前記第３面取り部の角度θ５を０．０゜〜０．６゜、好ましくは０．１゜〜０．５゜に設定することにより、一層良好な裁断面形状を得ることができる。
【００１３】
さらに、ディスク状の回転刃の第１面取り部に連続して第１逃げ面を形成し、裁断面に対する角度θ３を２゜〜５゜、好ましくは３゜〜４゜に設定することにより、裁断時に生じる裁断屑を好適に外部に排出して回転刃に対する付着を回避し、裁断能力を長時間持続させることができる。なお、ドラム状の回転刃に対しても、第３面取り部に連続して第３逃げ面を形成し、裁断面に対する角度θ４を２゜〜４゜に設定することにより、裁断屑の外部への排出能力を一層向上させることができる。
【００１４】
また、ディスク状の回転刃の第２面取り部に連続して第２逃げ面を形成し、裁断面に対する角度θ２を２０゜〜４５゜、好ましくは２５゜〜３５゜に設定することにより、裁断時において回転刃の裁断に寄与しない部分が被裁断物を過剰に押圧し、それによって傷が形成されるといった不具合を好適に回避することができる。これによって裁断された被裁断物の良好な品質を確保することができる。なお、第２面取り部と第２逃げ面との接続部から裁断面に至る距離Ｌ１を０．２ｍｍ〜０．８ｍｍ、好ましくは０．４ｍｍ〜０．６ｍｍに設定すると好適である。
【００１５】
さらにまた、ディスク状の回転刃の刃先には、円周方向に沿って凹凸を形成し、その凹凸量Ｇを０．５μｍ〜５μｍ、好ましくは１μｍ〜２μｍに設定することにより、薄肉な被裁断物を裁断する際、回転刃と被裁断物との間に滑りが生じることがなく、高品質な裁断面を得ることができる。
【００１６】
なお、ディスク状の回転刃および／またはドラム状の回転刃の素材としては、超硬合金を用いることができる。これによって、摩耗を抑制し回転刃の一層の長寿命化を図ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明に係るスリッタ刃について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１８】
まず、本実施の形態に係るスリッタ刃が適用されたウェブ裁断装置について説明する。
【００１９】
図１に示すように、ウェブ裁断装置１１は、スリッタ刃１２によってフイルム、紙、金属箔等の広幅ウェブ１４を裁断して所望の幅寸法の狭幅ウェブ１６を得るための装置である。この場合、フイルムには、樹脂等からなる単層のフイルムの他、ラミネート材からなるフイルム、粘着フイルム等が含まれる。
【００２０】
スリッタ刃１２は、ドラム状の回転刃（以下、下刃２０という。）と複数のディスク状の回転刃（以下、上刃２２という。）とを有する。ドラム状に構成された下刃２０には、複数の環状の溝２６が所定の間隔で形成されている。この溝２６の間隔は、製品の幅寸法の規格に対応して設定される。一方、上刃２２はディスク状に構成されており、軸２８上の前記溝２６に対応した位置に固定されている。
【００２１】
下刃２０の一端にはプーリ３０が固定されており、このプーリ３０はベルト３２を介してプーリ３４と連結されている。また、プーリ３４は、ベルト３６を介してモータ３８の駆動軸４０に固定されたプーリ４２と連結されている。すなわち、モータ３８を駆動して駆動軸４０を回転させると、その回転はプーリ４２、ベルト３６、プーリ３４、ベルト３２およびプーリ３０を介して下刃２０に伝えられ、該下刃２０が回転する。
【００２２】
下刃２０の軸５０の他端にはギヤ５２が設けられており、上刃２２が固定された軸２８の一端にはギヤ５４が設けられている。そして、ギヤ５２とギヤ５４とが噛み合うことによって、上刃２２が下刃２０と連動しながら回転する。その際、上刃２２の円周部分が下刃２０の溝２６に入り込み、上刃２２と下刃２０とが周縁部で互いに摺接し、広幅ウェブ１４を裁断する。その結果、溝２６および上刃２２の間隔に応じた幅寸法を有する狭幅ウェブ１６が得られる（図２参照）。
【００２３】
スリッタ刃１２の上流側にはウェブ送りローラ５８が配されている。このウェブ送りローラ５８の一端にはプーリ６０が設けられており、このプーリ６０はベルト６２を介して前記プーリ３４と連結されている。そして、モータ３８が駆動され、駆動軸４０の回転がプーリ４２およびベルト３６を介してプーリ３４に伝わると、このプーリ３４の回転は、さらにベルト６２およびプーリ６０を介してウェブ送りローラ５８に伝わる。このとき、ウェブ送りローラ５８は、前記スリッタ刃１２と連動して回転し、広幅ウェブ１４を該スリッタ刃１２に供給する。
【００２４】
次に、本実施の形態に係るスリッタ刃１２について説明する。
【００２５】
図３および図４は、図２のIII-III線およびIV-IV線におけるスリッタ刃１２の断面形状を表す。同図において、上刃２２には、最外周ラインである刃先６４から第１面取り部６６および第２面取り部６８が形成される。第１面取り部６６は、下刃２０に対向する側に形成され、第２面取り部６８は、広幅ウェブ１４に対向する側に形成される。また、第１面取り部６６に連続して第１逃げ面７２が形成されるとともに、第２面取り部６８に連続して第２逃げ面７４が形成される。さらに、刃先６４には、図５に示すように、円周方向に沿って鋸歯状あるいは波状の凹凸７６が形成される。この凹凸７６は、ラッピング加工や研磨加工によって形成することができる。
【００２６】
一方、下刃２０には、溝２６に対向する刃先７８から第３面取り部８０および第３逃げ面８２が形成される。
【００２７】
表１は、上刃２２の各部の採用可能な寸法および好ましい寸法を示す。上刃２２における第１面取り部６６および第１逃げ面７２の接続部８４と、下刃２０における第３面取り部８０および第３逃げ面８２の接続部８６とを結ぶ直線を裁断面８８とすると、第１面取り部６６は、接続部８４から刃先６４に至る裁断面８８に沿った距離ＣＬが４０μｍ〜２００μｍ、好ましくは６０μｍ〜１００μｍに設定され、裁断面８８から刃先６４までの距離ＣＴが３μｍ〜１０μｍ、好ましくは４μｍ〜８μｍに設定され、裁断面８８に対する角度θ６が０．８゜〜１４゜、好ましくは２．２゜〜７．６゜に設定される。第２面取り部６８は、裁断面８８に対する角度θ１が６５゜〜８５゜、好ましくは７０゜〜７５゜に設定される。また、刃先６４の角度θ７は、６５．８゜〜９９゜、好ましくは７２．２゜〜８２．６゜に設定される。
【００２８】
第１逃げ面７２は、裁断面８８に対する角度θ３が２゜〜５゜、好ましくは３゜〜４゜に設定される。第２逃げ面７４は、裁断面８８に対する角度θ２が２０゜〜４５゜、好ましくは２５゜〜３５゜に設定される。さらに、第２面取り部６８および第２逃げ面７４の接続部９０から裁断面８８に至る距離Ｌ１は、０．２ｍｍ〜０．８ｍｍ、好ましくは０．４ｍｍ〜０．６ｍｍに設定される。
【００２９】
上刃２２の刃先６４に形成される凹凸７６を構成する凹部９２ａと凸部９２ｂとの間の高さである凹凸量Ｇは、０．５μｍ〜５μｍ、好ましくは１μｍ〜２μｍに設定される。
【００３０】
表２は、上刃２２および下刃２０の材料構成を示す。上刃２２および下刃２０は、超硬合金を素材として構成される。この場合、本実施例では、ＷＣ：８４．７５重量％、Ｃｏ：１３重量％、Ｃｒ3Ｃ2：０．７５重量％、ＴａＣ：１．５重量％からなる製品Ａと、ＷＣ：８３重量％、Ｃｏ：１６重量％、Ｃｒ3Ｃ2：０．５重量％、ＶＣ：０．５重量％からなる製品Ｂと、ＷＣ：８２重量％、Ｃｏ：１２重量％、ＴｉＣ：５．４重量％、ＶＣ：０．８重量％、その他：０．３重量％からなる製品Ｃを用いた。表３は、各製品Ａ、Ｂ、Ｃの物性を示す。
【００３１】
表４は、下刃２０の各部の採用可能な寸法および好ましい寸法を示す。下刃２０の第３面取り部８０は、接続部８６から刃先７８に至る裁断面８８に沿った距離ＨＬが２５μｍ〜５００μｍ、好ましくは７０μｍ〜１５０μｍに設定され、裁断面８８に対する角度θ５が０．０゜〜０．６゜、好ましくは０．１゜〜０．５゜に設定される。第３逃げ面８２は、裁断面８８に対する角度θ４が２゜〜４゜、好ましくは３゜に設定される。
【００３２】
本実施の形態に係るウェブ裁断装置１１は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００３３】
モータ３８が駆動されて駆動軸４０が回転すると、その回転はプーリ４２およびベルト３６を介してプーリ３４に伝わる。そして、プーリ３４の回転は、ベルト６２およびプーリ６０を介してウェブ送りローラ５８に伝わり、該ウェブ送りローラ５８が回転する。このとき、このウェブ送りローラ５８によって広幅ウェブ１４がスリッタ刃１２に供給される。
【００３４】
また、プーリ３４の回転は、ベルト３２およびプーリ３０を介して下刃２０に伝わり、該下刃２０が回転する。さらに、下刃２０の回転はギヤ５２およびギヤ５４を介して上刃２２に伝わり、該上刃２２が前記下刃２０と連動しながら回転する。このとき、ウェブ送りローラ５８によってスリッタ刃１２に供給された広幅ウェブ１４が、該スリッタ刃１２を構成する下刃２０と上刃２２とによって裁断されて狭幅ウェブ１６が得られる。
【００３５】
次に、裁断によって得られる狭幅ウェブ１６がＡＰＳフィルム等に使用されるＰＥＮベースの被裁断物である場合を例として、裁断時の作用効果につき説明する。この場合、狭幅ウェブ１６は、ＰＥＮベース９２上に乳剤９４を塗布して構成されるものとする。
【００３６】
上刃２２および下刃２０間に広幅ウェブ１４が進入すると、その進入量に応じて、図３の状態から上刃２２と下刃２０との距離が徐々に接近し、先ず、上刃２２の刃先６４が広幅ウェブ１４に当接する。次いで、刃先６４が広幅ウェブ１４に剪断応力を付与するとともに、第２面取り部６８が広幅ウェブ１４の乳剤９４側を押圧し、裁断面８８と直交する方向に対する引張力を付与する。前記の状態から上刃２２が下刃２０の溝２６に食い込んで行くことにより広幅ウェブ１４が裁断され、図４に示すようにして狭幅ウェブ１６が得られる。
【００３７】
この場合、刃先６４における第１面取り部６６の裁断面８８に対する距離ＣＴ（距離ＣＬと角度θ６によって決定される。）を表１に示す範囲に設定することにより、極めて良好な切れ味を得ることができる。また、刃先６４に凹凸７６を形成し、この凹凸７６の凹凸量Ｇを表１に示すように設定することにより、広幅ウェブ１４と上刃２２との間の滑りを回避し、高品質な裁断面を得ることができる。さらに、第２逃げ面７４の裁断面８８に対する角度θ２を表１に示すように設定することにより、裁断中において、裁断に寄与しない第２逃げ面７４が乳剤９４に押圧されることがなく、従って、裁断された狭幅ウェブ１６に筋状の傷が形成されるようなことがなく、高品質な製品を得ることができる。
【００３８】
一方、下刃２０は、刃先７８の近傍において表４に示す範囲に設定された第３面取り部８０が形成されており、これにより、刃先７８がチッピングする事態を回避することができる。これにより、下刃２０の長寿命化を図ることができる。
【００３９】
さらにまた、上刃２２の第１面取り部６６と下刃２０の第３面取り部８０とには、第１逃げ面７２および第３逃げ面８２がそれぞれ連続して形成されている。これらの第１逃げ面７２および第３逃げ面８２を形成することにより、裁断時において発生する裁断屑が好適に外部に排出される。この結果、上刃２２および下刃２０に裁断屑が凝着して切れ味が低下するといった事態を回避することができるとともに、スリッタ刃１２の長寿命化を図ることもできる。
【００４０】
なお、上刃２２および下刃２０を表２に示す組成からなる超硬合金とすることにより、摩耗が抑制され、さらなる超寿命化を図ることができる。この場合、上刃２２の刃先６４の角度θ７が小さく設定されているときには、チッピングを回避するため、下刃２０を超硬合金とし、上刃２２をＳＫＨ２等の高速度鋼としてもよい。
【００４１】
なお、本発明は、スリッタ刃に関するものであるが、その他、種々の刃に本発明の構成を適用することができる。
【００４２】
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【発明の効果】
本発明に係るスリッタ刃によれば、該スリッタ刃を構成するディスク状の回転刃の刃先部分の両側に所定の傾斜角からなる面取り部を形成することにより、例えば、機械的強度が大きく且つ伸びやすい被裁断物であっても、品質よく裁断することができる。
【００４７】
また、裁断時において前記ディスク状の回転刃の一部が被裁断物に押圧されることがないため、被裁断物に傷が形成されることがなく、高品質な製品を得ることができる。
【００４８】
また、スリッタ刃を構成するドラム状の回転刃の刃先部分に面取り部を形成することにより、チッピングを回避し、これによって回転刃の長寿命化を図ることができる。
【００４９】
また、ディスク状の回転刃および／またはドラム状の回転刃の各面取り部に連続して所定の傾斜角度で逃げ面を形成することにより、裁断によって生じる裁断屑が回転刃に凝着することがなく、これによって良好な切れ味を長時間持続させることができる。
【００５０】
さらに、ディスク状の回転刃の刃先に所定の凹凸量からなる凹凸を形成することにより、良好な裁断面を得ることができる。
【００５１】
さらにまた、ディスク状の回転刃および／またはドラム状の回転刃を超硬合金で構成することにより、回転刃の寿命をさらに延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るスリッタ刃が適用されたウェブ裁断装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示したスリッタ刃の拡大側面図である。
【図３】図２に示したスリッタ刃のIII-III線拡大断面図である。
【図４】図２に示したスリッタ刃のIV-IV線拡大断面図である。
【図５】スリッタ刃を構成する上刃の刃先近傍の部分拡大図である。
【図６】従来技術を用いて裁断された被裁断物の裁断面に形成されるクラックおよびひげ状部の説明図である。
【図７】従来技術に係るカッタによる被裁断物の裁断状態の断面説明図である。
【符号の説明】
１１…ウェブ裁断装置 １２…スリッタ刃
１４…広幅ウェブ １６…狭幅ウェブ
２０…下刃 ２２…上刃
２６…溝 ６４、７８…刃先
６６…第１面取り部 ６８…第２面取り部
７２…第１逃げ面 ７４…第２逃げ面
７６…凹凸 ８０…第３面取り部
８２…第３逃げ面 ８８…裁断面
９２…ＰＥＮベース ９４…乳剤
Claims (9)
- ドラム状の回転刃と、ディスク状の回転刃とで構成されたスリッタ刃において、
前記ディスク状の回転刃には、その刃先部分の中、前記ドラム状の回転刃に向かい合う面に、前記ディスク状の回転刃の刃先に向かって前記ドラム状の回転刃から徐々に離間する第１面取り部が形成され、被裁断物に向かい合う面に、前記刃先から前記被裁断物より徐々に離間する第２面取り部が形成され、前記第１面取り部に連続して第１逃げ面が形成され、
前記ドラム状の回転刃には、その刃先部分の中、前記ディスク状の回転刃に向かい合う面に、前記ドラム状の回転刃の刃先に向かって前記ディスク状の回転刃から徐々に離間する第３面取り部が形成されることを特徴とするスリッタ刃。 - 請求項１記載のスリッタ刃において、
前記被裁断物の面に直交する裁断面に沿った前記第１面取り部の前記刃先までの距離ＣＬが４０μｍ〜２００μｍ、前記裁断面に対する前記第１面取り部の角度θ６が０．８゜〜１４゜に設定され、前記裁断面に対する前記第２面取り部の角度θ１が６５゜〜８５゜に設定されることを特徴とするスリッタ刃。 - 請求項１記載のスリッタ刃において、
前記被裁断物の面に直交する裁断面に沿った前記第３面取り部の前記刃先までの距離ＨＬが２５μｍ〜５００μｍ、前記裁断面に対する前記第３面取り部の角度θ５が０．０゜〜０．６゜に設定されることを特徴とするスリッタ刃。 - 請求項２記載のスリッタ刃において、
前記裁断面に対する前記第１逃げ面の角度θ３が２゜〜５゜に設定されることを特徴とするスリッタ刃。 - 請求項２記載のスリッタ刃において、
前記ディスク状の回転刃には、前記第２面取り部に連続して第２逃げ面が形成され、前記裁断面に対する前記第２逃げ面の角度θ２が２０゜〜４５゜に設定されることを特徴とするスリッタ刃。 - 請求項５記載のスリッタ刃において、
前記第２面取り部と前記第２逃げ面との接続部から前記裁断面に至る距離Ｌ１が０．２ｍｍ〜０．８ｍｍに設定されることを特徴とするスリッタ刃。 - 請求項３記載のスリッタ刃において、
前記ドラム状の回転刃には、前記第３面取り部に連続して第３逃げ面が形成され、前記裁断面に対する前記第３逃げ面の角度θ４が２゜〜４゜に設定されることを特徴とするスリッタ刃。 - 請求項１記載のスリッタ刃において、
前記ディスク状の回転刃の前記刃先には、円周方向に沿って凹凸が形成され、前記凹凸の凹凸量Ｇが０．５μｍ〜５μｍに設定されることを特徴とするスリッタ刃。 - 請求項１記載のスリッタ刃において、
前記ディスク状の回転刃および／または前記ドラム状の回転刃は、超硬合金により形成されることを特徴とするスリッタ刃。
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