JP4364604B2 - フレキシブルダイ - Google Patents

Description

本発明は、紙シートやプラスチックシート（フィルム）等のシート材の打抜き加工やハーフカットなどに用いられるフレキシブルダイに関する。

従来、例えば印刷したラベルの打抜きや離型紙部を残すハーフカットなどの加工を行う方法としては、ベニヤ板等のダイボードに、打抜きパターンに応じた溝切加工を行い、その加工した溝に帯状の刃（トムソン刃）を嵌め込んだダイを作製し、このダイをプレス加工機などに装着して打抜き加工やハーフカットを行うという方法が採られている。

また、最近では、紙シートやプラスチックシートなどのシート材の加工方法として、フレキシブルベース（強磁性体）の片面に、カッティングラインの形状に応じたパターン形状の押切刃を有するフレキシブルダイ（ロータリダイまたはフラットダイ）を作製し、このフレキシブルダイを、図１４に示すようなロータリ加工装置２００、あるいは図１５に示すような平板プレス装置３００などに装着して、プラスチックシートＳ（もしくは紙シート）の打抜き加工やハーフカットを行うという方法も採用されている（例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照。）。なお、このようなフレキシブルダイは機械加工やエッチングにて製作されており、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。
特開２０００−１９０２８４号公報 特開２００２−２２１２２０号公報 特開２０００−１９８１００号公報

ところで、上記したようなフレキシブルダイ等を用いた打抜き加工においては、押切刃の内側（押切刃に囲まれる領域）にシート材の打抜きかすが残ることを防止するために、図１６に示すように、押切刃４０１の内側に打抜きかす除去用のスポンジ４０２を配置するという方法が採られている。

しかしながら、スポンジにて打抜きかすを除去する方法を用いた打抜き加工において、プラスチックシートの打抜き加工を行う場合、スポンジとプラスチックシートとの接触等により発生する静電気によって、打抜きかすがスポンジに引っ付いてしまうことがある。また、打抜きかすが除去された際にスポンジもフレキシブルダイから外れてしまうという不具合が生じることもある。なお、フレキシブルダイから離脱したスポンジは、ストックしておけば再利用することが可能であるが、スポンジに引っ付いた打ち抜きかす（プラスチックシート）を剥がすことは難しい上、打抜きかすを除去したスポンジをフレキシブルダイに再度装着する作業も面倒である。

さらに、押切刃の内側にスポンジを配置した場合、そのスポンジの厚み（圧縮状態での厚み）に相当する分だけ押切刃の刃高（ベースからの突出高さ）を高くすることが必要となる。つまり、押切刃の刃高を、打抜き加工に必要な刃高にスポンジの圧縮状態での厚みに相当する高さを加えた寸法とする必要があるが、フレキシブルダイにおいて押切刃の刃高を高くすると、機械加工やエッチングなどの加工工数が多くなって加工コストのアップにつながる。

なお、以上のような問題は、図１７に示すようなシートＳ０を短冊状にカットする加工においても発生する。このような短冊状カットの場合、カット製品自体が押切刃の刃間に残ってしまう。

また、フレキシブルダイ等を用いてシール商品などのハーフカットを行う場合にも、上述と同様な同じ問題が発生する。さらに、ハーフカットの場合、シール（上紙）と台紙（離型紙）との間の糊が押切刃に付着してしまい、図１８に示すように、シールとシールとの間の部分（どぶ部）Ｄが台紙Ｐから浮き上がるという問題もある。

本発明はそのような問題を解決するためになされたものであり、押切刃の刃高を高くすることなく、打抜きかすの除去などを確実に行うことが可能であり、しかも、プラスチックシートの打抜き加工やハーフカットなどを問題なく行うことが可能なフレキシブルダイの提供を目的とする。

本発明は、弾性材料製の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であって、前記押切刃の刃間に存在する前記ベースの一部を前記押切刃が突出する側に向けて切り起こすことによって、被加工シートを打抜いたときの打抜きかすを前記押切刃の外方へ除去する復元力を持たせた弾性片が設けられていることによって特徴づけられる。
また、本発明に係るフレキシブルダイでは、前記弾性片は、前記ベースにＵ字形の切り込み加工を施して形成されたことを特徴とする。
また、本発明に係るフレキシブルダイでは、前記弾性片は、前記ベースに渦巻状の切り込み加工を施して形成されたことを特徴とする。

ここで、本発明で言う「押切刃の刃間」とは、（１）打抜き加工やハーフカットにおいて閉パターンで形成された押切刃にて囲われる領域、（２）短冊状カットにおいて所定の間隔をあけて並ぶ押切刃の刃間、（３）複数の閉パターンの押切刃が１つのベース上に形成されている場合、その互いに隣接する閉パターン間における押切刃の刃間（例えば図１８に示すどぶ部Ｄに対応する部分）など、ベース上で所定の間隔をあけて並ぶ押切刃と押切刃との刃間のことを指す。

本発明のフレキシブルダイによれば、切り起こし加工等によりベースの一部を押切刃の形成面側に突出させた弾性体を設けているので、その弾性体の弾性力（復元力）にて打抜きかすを確実に除去することができる。

しかも、打抜きかすを除去する弾性体がベースの一部を変形させた部材（切り起こし片等）であるので、打抜き加工時において、弾性体が被加工シートとの当接により圧縮された状態のときに、弾性体の上面（シート接触面）をベース上面（刃形成側の面）と略同じ高さにすることが可能となる（図４（Ｂ）参照）。従って、本発明のフレキシブルダイでは、押切刃の刃高に打抜きかす除去用の弾性体の厚みを考慮する必要がなく、打抜きかす除去用スポンジを用いる場合と比較して、押切刃の刃高を低くすることができ、加工コストの低減化を達成できる。

さらに、被加工シートであるプラスチックシートの接触等により静電気が発生しても、弾性体の弾性力（復元力）にて、打抜きかすを確実に除去することができる。また、当然のことながら、弾性体はベースの一部を変形させた部材であるので、打抜き加工時に弾性体がダイから外れてしまうとい不具合が起こることもない。

ここで、本発明のフレキシブルダイは、図１７や図１８に示すような短冊状カットやハーフカットにも適用することができ、これらの加工においても上述と同様な作用効果を達成することができる。また、ハーフカットに適用する場合、フレキシブルダイについて、図１８に示すどぶ部Ｄに対応する部分（押切刃間の部分）に、上記と同様な弾性体（切り起こし片等）を設けておけば、どぶ部Ｄの浮き上がりを防止することができる。

なお、本発明のフレキシブルダイは、帯鋼などを母材としてエッチング処理にて押切刃を形成する方法、あるいは、切削加工や研削加工などの機械加工により押切刃を形成する方法のいずれの方法で製作してもよい。

本発明によれば、弾性材料製の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において、押切刃と押切刃との間に存在するベースの一部を、押切刃が突出する側に向けて変形させることにより弾性体を設けているので、押切刃の刃高を高くすることなく、打抜きかす除去などを確実に行うことが可能となり、加工コストの低減化をはかることができる。さらに、プラスチックシートの打抜き加工やシール製品のハーフカットなどの加工も問題なく行うことができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１及び図２はそれぞれ本発明のフレキシブルダイの一例を示す要部平面図及び要部断面図である。図３は図１のフレキシブルダイの斜視図である。

この例のフレキシブルダイ１は、図１５に示すような平板プレス装置３００などに適用されるフラットダイ（もしくは図１４に示すようなロータリ加工装置２００などに適用されるロータリダイ）であって、フレキシブルベース２の片面に押切刃３が、例えば図１０に示すプラスチックシートＳのカッティングラインＬに対応するパターン（４角アールの矩形パターン）で形成されている。

そして、この例では、矩形パターンの押切刃３にて囲われる領域Ｆ内のフレキシブルベース２に、Ｕ字形の切り込みを入れ、その切り込み部分を押切刃３が突出する側に変形（切り起こし）させることにより、押切刃３の内側に打抜きかす除去用の弾性片４を設けた点に特徴がある。

このように、押切刃３にて囲われる領域Ｆに、フレキシブルベース２の一部を切り起こした弾性片４を設けておくと、打抜き加工の過程において、図４（Ａ）→（Ｂ）に示すように、被加工シートであるプラスチックシートＳにて弾性片４がフレキシブルベース２側に向けて押圧され弾性片４が変形し、この変形状態（押切刃３がシートＳを完全に打抜く直前の状態）において、弾性片４の表面（シート接触面）がフレキシブルベース２の上面（刃形成面）に略一致するようになる（図４（Ｂ））。そして、押切刃３にてプラスチックシートＳが完全に打抜かれた時点で、図４（Ｃ）に示すように、弾性片４の弾性力（復元力）によって打抜きかすＳ１が押切刃３の外方に除去される。

次に、図１〜図３に示すフレキシブルダイの製造方法の一例を、図５を参照しながら説明する。

（１）図７に示す形状の露光パターン１２ａつまり図１０に示すカッティングラインＬに対応する露光パターン１２ａを有するフォトマスク（ネガフィルム）１２を製版しておく。

（２）図５（Ａ）に示すように、金属板１１として強磁性体で弾性材料である鋼板（例えば厚さ：０．５ｍｍ）を用い、その金属板１１の表面にフォトレジストを一様に塗布してフォトレジスト膜１３を形成する。

（３）図５（Ｂ）に示すように、フォトレジスト膜１３の上面にフォトマスク１２を配置・位置決めした状態で露光を行い、さらにフォトレジスト膜１３の現像を行って、金属板１１の表面上に、図８に示すようなレジストパターン１４を形成する（図５（Ｃ））。

（４）レジストパターン１４をマスクとして金属板１１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（押切刃３の刃高を考慮した深さ）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、図５（Ｄ）に示すように、フレキシブルベース２が形成されるとともに、そのフレキシブルベース２上に断面台形状の突部（突条）１０がカッティングラインに沿って形成される。

（５）ＮＣ加工機を使用して、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、断面台形状の突部１０の両側面を円錐形状の切削工具２１にて切削して刃先加工を行うことによって、図１〜図３に示すような矩形パターンの押切刃３を得る。

（６）ワイヤー放電加工装置を使用して、矩形パターンの押切刃３にて囲われる領域Ｆ内のフレキシブルベース２に、図１に示すようなＵ字形の切り込み加工した後に、その切り込み部分を押切刃３が突出する側に向けて変形（切り起こし）させることにより、図１〜図３に示す形状の弾性片４を形成する。

なお、以上の製造工程では、弾性片４を加工する際の切り込みの形成をワイヤー放電加工にて行っているが、これに替えてエッチング法を用いて切り込み（スリット）を形成するようにしてもよい。その具体的な例を図９を参照しながら以下に説明する。

（１１）図１に示すＵ字形の切り込みに対応する部分のみを除去する露光パターン１６ａを有するフォトマスク（ポジフィルム）１６を製版しておく。

（１２）図９（Ａ）に示すように、金属板１１の表面にフォトレジストを一様に塗布し、さらに金属板１１の裏面にフォトレジストを一様に塗布して、金属板１１の表面及び裏面にそれぞれフォトレジスト膜１３，１５を形成する。

（１３）図９（Ｂ）に示すように、金属板１１の表面のフォトレジスト膜１３上にフォトマスク（ネガフィルム）１２（図７参照）を配置・位置決めするとともに、金属板１１の裏面のフォトレジスト膜１５上に前記フォトマスク（ポジフィルム）１６を配置・位置決めする。なお、金属板１１の表面側のフォトマスク１３と裏面側のフォトマスク１６とはレジストマークを基準として相互に位置合わせした状態で、それらフォトマスク１３，１６の一端部を粘着テープ１７にて接合する。

（１４）金属板１１の表裏のフォトレジスト１２，１５の露光と現像を行ってレジストパターンを形成した後、その表裏のレジストパターンをマスクとして金属板１１のエッチングを行って、図９（Ｃ）に示すように、フレキシブルベース２及び断面台形状の突部（突条）１０を形成するとともに、突部（突条）１０にて囲われる領域Ｆ内のフレキシブルベース２にＵ字形の切り込み（スリット）２０を形成する。

＜実施形態２＞
図１１及び図１２はそれぞれ本発明のフレキシブルダイの他の例を示す要部平面図及び要部断面図である。図１３は図１１のフレキシブルダイの斜視図である。

この例のフレキシブルダイ１０１は、押切刃３にて囲われる領域Ｆ内のフレキシブルベース２に、渦巻状の切り込みを入れて、その切り込み部分を押切刃３が突出する側に変形（切り起こし）させることにより、押切刃３の内側に、渦巻螺旋状に突出する弾性体１０４を設けた点に特徴があり、それ以外の構成は前記した＜実施形態１＞と同じである。なお、この例においても、渦巻状の切り込みの加工には前記した＜実施形態１＞と同様なワイヤー放電加工法あるいはエッチング法を採用する。

ここで、以上の各例では、弾性片４及び弾性体１０４を加工する際の切り込みの形状をＵ字形または渦巻形状としているが、本発明はこれに限られることなく、打抜きかすを除去できる形状の弾性体（弾性片）を形成することが可能であれば、切り込みの形状は特に限定されず、例えば三角形、矩形または台形などの任意の形状を採用することができる。

また、以上の各例では、カッティングラインが矩形（４角アール）のフレキシブルダイについて説明したが、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。

さらに、本発明は、打抜き加工のほか、図１７や図１８に示すような短冊状カットやハーフカット用のフレキシブルダイにも適用できる。

本発明は、例えば紙シートやプラスチックシートの打抜きなど、各種のシート材の打抜き加工やハーフカットなどの加工に有効に利用できる。

本発明のフレキシブルダイの一例を示す要部平面図である。 図１のフレキシブルダイの断面図である。 図１のフレキシブルダイの斜視図である。 図１のフレキシブルダイの作用説明図である。 図１のフレキシブルダイの製造方法の一例を模式的に示す図である。 図１のフレキシブルダイの製造方法の一例を模式的に示す図である。 図５の製造方法に使用するフォトマスクを模式的に示す図である。 図５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。 図１のフレキシブルダイの製造方法の他の例を示す図である。 打抜き加工を行うプラスチックシートの一例を示す正面図である。 本発明のフレキシブルダイの他の例を示す要部平面図である。 図１１のフレキシブルダイの断面図である。 図１１のフレキシブルダイの斜視図である。 ロータリ加工装置の一部を模式的に示す斜視図である。 平板プレス装置の一例を模式的に示す正面図である。 シートの打抜き加工において打抜きかすを除去する方法の一例を模式的に示す断面図である。 短冊状カットの例を模式的に示す図である。 ハーフカットの例を模式的に示す図である。

符号の説明

１ フレキシブルダイ
２ フレキシブルベース
３ 押切刃
４ 弾性片
Ｆ 押切刃にて囲われる領域
Ｌ カッティングライン
Ｓ プラスチックシート

Claims (3)

1. 弾性材料製の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であって、
   前記押切刃の刃間に存在する前記ベースの一部を前記押切刃が突出する側に向けて切り起こすことによって、被加工シートを打抜いたときの打抜きかすを前記押切刃の外方へ除去する復元力を持たせた弾性片が設けられていることを特徴とするフレキシブルダイ。
2. 請求項１に記載のフレキシブルダイであって、
   前記弾性片は、前記ベースにＵ字形の切り込み加工を施して形成されたことを特徴とするフレキシブルダイ。
3. 請求項１に記載のフレキシブルダイであって、
   前記弾性片は、前記ベースに渦巻状の切り込み加工を施して形成されたことを特徴とするフレキシブルダイ。

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