JP6448569B2 - ウエブ切断方法およびウエブ切断装置 - Google Patents

Description

本発明は、ウエブ切断方法およびウエブ切断装置に係り、特に、連続搬送されるウエブを切断し、切断されたウエブを安定して搬送することができるウエブ切断方法およびウエブ切断装置に関する。

薄い金属板、紙、プラスチックフィルムなどのウエブを利用して物を製造する場合、ウエブに処理（例えば、塗布、乾燥など）を施し、そのウエブを巻芯に巻き取る。特に、連続的に操作を行うため、ウエブ自動巻取機により、ウエブを巻芯に所定の長さ巻き取った後、ウエブ幅方向に切断し、新たな巻芯にウエブを巻き取ることが行われている。

ウエブを幅方向に切断するため、一般的に、ウエブ自動巻取機にはウエブ切断装置が必要とされる。例えば、下記の特許文献１から４には、一対のロータリーカッターと、切断されたウエブ先端を特定方向へ誘導するガイド板を備えた切断手段によるウエブ切断方法およびウエブ切断装置が記載されている。

特公昭５９−１２４３７号公報 特開昭６１−１４６４９４号公報 特開２０１３−１７３１９２号公報 特開２０１５−３９７４７号公報

近年、携帯電話やノートパソコン用として、膜厚の薄いフィルムが求められている。膜厚の厚いウエブであれば、ウエブの切断後、ウエブの先端が巻き取り位置まで搬送される際、ウエブが剛性を有するため、安定して搬送することができていた。しかしながら、ウエブが薄くなると、ウエブの剛性が小さくなることで、帯電によりウエブがガイド板に貼り付き、座屈が発生していた。また、ウエブを安定して搬送させるために、上側ガイド板を有し、上側ガイド板とガイド板との間を搬送しているが、ウエブがガイド板に貼り付き、座屈することで、ウエブが上側ガイド板とガイド板との間で詰まる（ジャミング）問題が発生していた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、膜厚の薄いウエブに対しても、切断後のウエブを安定して搬送することができるウエブ切断方法およびウエブ切断装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために、厚みＴμｍが４０μｍ以下であるウエブを、張力を付与して搬送する工程と、切断手段による切断点をウエブの幅方向に移動させながら、切断点に対してウエブの上流部分およびウエブの下流部分を、挟持手段によりウエブの厚み方向で挟持し、搬送されるウエブを上流ウエブと下流ウエブとに切断する工程と、を有し、切断後の上流ウエブは、凸部を有するガイド板に案内されて搬送され、切断する工程後の上流ウエブのガイド板と重なる領域の面積をＳ１ｍ^２、ガイド板と重なる領域の面積Ｓ１内で、上流ウエブとガイド板とが接触する面積をＳ２ｍ^２としたとき、少なくとも切断を開始してから上流ウエブの先端がガイド板を通過するまで、下記式（１）
Ｓ２／Ｓ１＜０．００００１１×Ｔ^３ （１）
を満たすウエブ切断方法を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために、搬送されるウエブを切断して、ウエブを上流ウエブと下流ウエブとに分離するウエブ切断装置であって、切断手段と、切断手段によるウエブの切断点に対して、ウエブの上流部分およびウエブの下流部分を、ウエブの厚み方向で挟持する挟持手段と、切断された上流ウエブの搬送をガイドする凸部を有するガイド板と、を備え、ウエブの厚みＴμｍは４０μｍ以下であり、ガイド板は、切断後の上流ウエブのガイド板と重なる領域の面積をＳ１ｍ^２、ガイド板と重なる領域の面積Ｓ１内で、上流ウエブとガイド板とが接触する面積をＳ２ｍ^２としたとき、少なくとも上流ウエブの先端が挟持手段により挟持された挟持点を通過してからガイド板を通過するまで、下記式（１）
Ｓ２／Ｓ１＜０．００００１１×Ｔ^３ （１）
を満たすウエブ切断装置を提供する。

本発明によれば、ウエブの厚みＴが４０μｍ以下と、膜厚の薄いウエブにおいても、切断後の上流ウエブを搬送するガイド板における上流ウエブのガイド板と重なる領域の面積をＳ１、面積Ｓ１内で上流ウエブとガイド板とが接触する面積をＳ２としたとき、上記式（１）を満たすことで、ウエブの厚みに対して、搬送される上流ウエブとガイド板との接触面積を小さくすることができる。したがって、上流ウエブとガイド板との抵抗が小さくなるので、上流ウエブがガイド板に貼り付くことを防止することができ、安定して搬送することができる。

本発明の別の態様においては、切断する工程において、切断点、挟持手段により挟持された上流部分の挟持点、および、下流部分の挟持点を同一面上に位置させることが好ましい。

この態様によれば、切断点と、ウエブの上流部分の挟持点と、下流部分の挟持点と、を同一面上に位置させることで、ウエブの切断を安定して行うことができる。

本発明の別の態様においては、凸部の先端は、平面で形成されており、ガイド板と重なる領域の面積Ｓ１内で上流ウエブとガイド板とが接触する面積Ｓ２は、上流ウエブのガイド板と重なる領域の面積Ｓ１内の凸部の先端の平面の面積の合計であることが好ましい。

この態様によれば、上流ウエブとガイド板とが接触する面積Ｓ２を凸部の先端の面積の合計とすることで、面積Ｓ２を小さくすることができるので、搬送される上流ウエブとガイド板との抵抗を小さくすることができ、安定して搬送することができる。

本発明の別の態様においては、ガイド板の、凸部同士の最も近接する間隔をＬｍｍ、凸部の高さをＨｍｍ、ウエブの厚みをＴμｍとしたとき、
Ｈ＞０．２８×Ｌ^４／Ｔ^３ （２）
を満たすことが好ましい。

この態様によれば、上記式（２）を満たすことで、上流ウエブがガイド板に案内されて搬送される際、ガイド板の凸部先端のみに接触させて搬送することができるので、上流ウエブとガイド板との接触面積を小さくすることができる。したがって、搬送される上流ウエブとガイド板との抵抗を小さくすることができ、上流ウエブを安定して搬送することができる。

本発明の別の態様においては、ガイド板の面に対して垂直方向における、挟持点とガイド板との距離をｈｍｍ、ウエブの厚みをＴμｍとしたとき、
ｈ＜０．００９×Ｔ^１．５ （３）
を満たすことが好ましい。

この態様によれば、上記式（３）を満たすことで、挟持点を通過した上流ウエブがガイド板と接触するまでの距離を短くすることができるので、Ｅｕｌｅｒ（オイラー）の座屈限界荷重を大きくすることができる。搬送される上流ウエブとガイド板との摩擦力より、Ｅｕｌｅｒの座屈限界荷重を大きくすることで、上流ウエブの座屈を防止し、上流ウエブを安定して搬送することができる。

本発明の別の態様においては、ガイド板表面は、ウエブに対する動摩擦係数が０．５未満の材料であることが好ましい。

この態様によれば、ガイド板表面が、ウエブに対する動摩擦係数が０．５未満の材料であるため、搬送される上流ウエブとガイド板との抵抗を小さくすることができるので、安定して搬送することができる。

本発明の別の態様においては、凸部は、切断点の移動方向に沿って、線状に設けられていることが好ましい。

この態様によれば、凸部を切断手段による切断点の移動方向に沿って線状に設けることで、切断された上流ウエブの搬送を凸部に沿って行うことができるので、搬送される上流ウエブとガイド板との抵抗を小さくすることができる。

本発明の別の態様においては、挟持手段はニップローラであり、ニップローラの体積抵抗率が１０^６Ω・ｍ以下の材料であることが好ましい。

この態様によれば、ウエブを挟持するニップローラの材料を体積抵抗率が１０^６Ω・ｍ以下の材料である導電性の高い材料とすることで、ニップローラによりウエブが帯電する
ことを防止することができる。したがって、静電力により、上流ウエブとガイド板とが貼り付くことを防止することができるので、安定して搬送することができる。

本発明の別の態様においては、ガイド板の表面は、比誘電率２．７未満の材料であることが好ましい。

この態様によれば、ガイド板の表面を比誘電率２．７未満の材料とすることで、静電力により、上流ウエブとガイド板とが貼り付くことを防止することができるので、安定して搬送することができる。

本発明の別の態様においては、相対湿度が５０％以上の環境下で行われることが好ましい。

この態様によれば、相対湿度が５０％以上の高い環境下とすることで、ウエブへの帯電量を減らすことができるので、静電力により、上流ウエブとガイド板とが貼り付くことを防止することができるので、安定して搬送することができる。

本発明のウエブ切断方法およびウエブ切断装置によれば、切断後の上流ウエブのガイド板と重なる領域の面積Ｓ１に対する上流ウエブとガイド板とが接触する面積Ｓ２の比を、上記式（１）を満たすことで、上流ウエブとガイド板との抵抗の大きさをウエブの膜厚に依存する限界値以下にすることができる。したがって、上流ウエブがガイド板に貼り付くことを防止することができ、ウエブの座屈、ウエブの詰まりの発生を防止し、安定して上流ウエブの搬送を行うことができる。

ウエブ切断装置の全体を示す平面図である。 ウエブ切断装置の要部拡大図である。 ウエブ切断装置のケーシングを省略した斜視図である。 他の実施形態のウエブ切断装置のケーシングを省略した斜視図である。 ウエブ切断装置によるウエブの切断前の状態の説明図である。 ウエブ切断装置による切断時の状態の説明図である。 ウエブ切断開始時のガイド板の平面図である。 ウエブ切断時のガイド板の平面図である。 ウエブ切断時のガイド板の平面図である。 上流ウエブ搬送時のガイド板の側面図である。 上流ウエブ搬送時のガイド板の側面図である。 他の実施形態のガイド板を示す平面図である。 他の実施形態のガイド板を示す断面図である。 上流ウエブの先端がガイド板に接触する状態を説明する図である。

以下、添付図面に従って、本発明に係るウエブ切断方法およびウエブ切断装置について説明する。なお、本明細書において、「〜」とは、その前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。

ウエブ切断装置の好ましい形態を図１から３に基づいて説明する。図１は装置全体を示す平面図、図２はウエブ切断装置の要部拡大図、図３はウエブ切断装置のケーシングを省略した斜視図である。

ウエブ切断装置１は、一対のロータリーカッター（切断手段に相当）をウエブＷの搬送方向と略直角の幅方向に移動させるための走行装置２４を備える。走行装置２４は、支持フレーム２８と、支持フレーム２８に設けられた一対のガイドレール３０と、一対のガイドレール３０に移動可能に支持される走行台２６とを備える。走行台２６はベルト３４に連結板３３を介して固定される。ベルト３４はプーリ３２に巻き回される。図示しないプーリ駆動モータによってベルト３４が往復移動される。走行装置２４の支持フレーム２８にラック５６が固定される。

一対のロータリーカッター１６、１８と、一対のロータリーカッター１６、１８の両側に配置される一対のニップローラ（挟持手段に相当）４４、４６（一方については、ケーシング１０内に配置される。図３において不図示）とを保護するための上部ケーシング１０、１１、および、下部ケーシング１２、１４を備える。上部ケーシング１０、１１と下部ケーシング１２、１４との間には、ウエブＷを通過させるための隙間が形成される。図２に示すように、上部ケーシング１０、１１と下部ケーシング１２、１４とはそれぞれボルトなどの締付具２０によって基部で互いに固定される。同様にケーシング１１から上側ガイド板４０、ガイド板４２方向に伸びたアーム１１ｂの先端１１ｃが下部ケーシング１４の突出部とボルト２１により締結固定し一体化される。両ケーシング１０、１２はホルダ２２を介して走行装置２４を構成する走行台２６に連結される。

上刃と下刃で構成される一対のロータリーカッター１６、１８が各回転軸３６、３８を介して上部ケーシング１０、１１、及び下部ケーシング１２、１４内に支持される。一対のロータリーカッター１６、１８は、ウエブを挟んで上下にオーバーラップ状態で接続される。一対のロータリーカッター１６、１８をほぼ接触する状態で交差させることでウエブＷが切断される。一対のロータリーカッター１６、１８は、刃接触点の延長線がウエブＷの移送方向に対し所定角度（３０°以上８５°以下）傾けて配置される。

一対のロータリーカッター１６、１８の刃接点の延長線に沿う前方には、上部ケーシング１０、１１および下部ケーシング１２、１４から上下に傾斜して突設したガイドアーム３５、３７が対向する位置に設けられる。ガイドアーム３５、３７がウエブＷの切断部前方を上下から保持する。一対のロータリーカッター１６、１８の一方側には、一対のニップローラ４４、４６が回転軸３６、３８に設けられる。一対のロータリーカッター１６、１８の他方側には一対のニップローラが回転軸３６、３８に設けられる。一対のニップローラ４４、４６と一対のニップローラとがロータリーカッター１６、１８の両側のウエブＷを挟持する。

ニップローラによるウエブＷの挟持点と一対のロータリーカッターによる切断点ＣＰとは、実質的に同一面上に位置することが好ましい。これによりウエブＷをシャープに切断することができる。実質的に同一面上に位置するとは、各挟持点と切断点とを含む仮想的な平面が構成されることを意味する。

ウエブ切断装置１は、切断されたウエブが案内されて搬送するガイド板４２と、ウエブを挟んでガイド板４２と対向する位置に設けられた上側ガイド板４０と、を備える。ガイド板４２は、下部ケーシング１４に設けられ、上側ガイド板４０は、上部ケーシング１０に設けられる。上側ガイド板４０とガイド板４２との間には、ウエブの厚みより大きい隙間が設けられており、切断されたウエブは、この隙間を通り搬送される。

図４は、他の実施形態のウエブ切断装置のケーシングを省略した斜視図である。ニップローラは、一対のローラリーカッター１６、１８の両側に配置される一対のニップローラの他に、図４に示すように追加の一対のニップローラ８０、８２を設けてもよい。追加の一対のニップローラ８０、８２を設け、切断されたウエブＷを挟持することで、切断されたウエブＷの搬送方向の張力に対向することができる。したがって、ウエブＷを破断させる方向に張力が加わることを遮断でき、ウエブＷの切り口の開きに起因するウエブＷの裂けの発生を抑制することができる。

次に、図面を参照してウエブ切断装置１を利用したウエブ切断方法の動作を説明する。図５は、ウエブ切断装置による切断前の状態を示している。ウエブＷは、所定の間隔で対向する新しい巻芯５とサポートローラ７０との間を通過して、旧い巻芯４に巻き取られている。ウエブＷを巻芯４に巻き取ることで、張力を付与してウエブＷを搬送している（搬送する工程）。つまり、ウエブＷの長手方向に沿う力で引っ張ることでウエブＷを移動させている。ウエブ切断装置１は、ウエブＷの幅方向の端部から一定の長さ離間して配置されている。ウエブ切断装置１は待機状態となる。

次に、巻芯４により一定の長さのウエブＷを巻き取ると、ウエブＷの巻き取りを巻芯４から巻芯５に切り替える。図６に示すように、切り替えに先立ち、ウエブＷの切断が行われる（切断する工程）。ウエブＷの切断箇所が到着すると、ウエブ切断装置１を、ウエブＷの幅方向（矢印Ａの方向）、すなわち切断装置の移動方向に沿って移動させる。切断装置の移動方向ＡとウエブＷの搬送方向Ｂとの成す角度は略直角である。ウエブＷの搬送方向ＢとはウエブＷの進行する方向を意味する。ウエブＷの幅方向とは、ウエブＷの一端部から他端部に横切る方向を意味する。なお、本出願において「上流」、「下流」の語は、ウエブＷの搬送方向に対して用いられる。ある基準に対してウエブの搬送方向側に位置する場合を「下流」、ウエブの搬送方向と反対側に位置する場合を「上流」と定義される。

ウエブ切断装置１に組み込まれている一対のロータリーカッター１６，１８は、ウエブ切断装置１のウエブＷの幅方向への移動に伴い、ウエブＷの幅方向にウエブＷを切断し始める。ウエブ切断装置１がウエブＷの幅方向へ移動するので、一対のロータリーカッター１６，１８による切断点もウエブＷの幅方向に移動する。

ウエブＷは、ウエブ切断装置１の移動方向ＡとウエブＷの搬送方向Ｂとの合成ベクトルの方向に沿って、斜め方向に切断される。この合成ベクトルの方向が、一対のロータリーカッター１６，１８による切断点のウエブＷ上での移動方向となる。切断点のウエブＷ上での移動方向（矢印Ｃの方向）は、ロータリーカッター１６，１８のユニット角度の方向と略一致することが好ましい。

ウエブ切断装置１でウエブＷを切断することにより、切断点のウエブＷ上での移動方向を基準にウエブＷは上流部分の上流ウエブＷ１と下流部分の下流ウエブＷ２とに分離される。下流ウエブＷ２は、引き続き巻芯４に巻き取られて、フィルムロールとなる。

ウエブ切断装置１が移動し、ウエブＷの切断を開始すると、上側ガイド板４０とガイド板４２の後端が巻芯５の上方に位置する。上流ウエブＷ１の切断端部は、ガイド板４２により、安定して搬送され、不安定な挙動を起こすことなく、巻芯５に導かれる。サポートローラ７０は上昇して巻芯５に接する。切断された上流ウエブＷ１は巻芯５の外周面の接着剤により貼り付けられ巻芯５に巻き取られる。

次に、上流ウエブＷ１を安定して搬送するための、ガイド板４２の構造について説明する。図７から９はガイド板の平面図であり、図７は、ウエブの切断開始時であり、図８、９は、ウエブの切断時の図である。図７から９においては、説明のため、上側ガイド板、ケーシングなどについては省略している。また、図１０、１１は、上流ウエブＷ１の搬送時のガイド板４２の側面図である。

図７から９に示すように、ガイド板４２は、凸部５２を有する。切断後の上流ウエブＷ１は、ガイド板４２に接触しながら搬送される。ガイド板４２に凸部５２を設けることで、上流ウエブＷ１とガイド板４２との接触面積を小さくすることができるので、ウエブＷ１とガイド板４２との接触抵抗を小さくすることができる。したがって、上流ウエブＷ１の先端が、ガイド板４２に貼り付き、座屈、ウエブ詰まりを防止することができる。なお、ウエブの進行方向が鉛直下向きに近い場合は、上側ガイド板４０に貼り付く可能性もあるため、上側ガイド板４０もガイド板４２と同様の凸部を設けることが望ましい。

上流ウエブＷ１とガイド板との接触面積は、切断後の上流ウエブＷ１のガイド板４２との重なる領域の面積をＳ１（ｍ^２）、ガイド板と重なる領域Ｓ１内で、上流ウエブとガイド板４２とが接触する面積をＳ２（ｍ^２）としたとき、切断後の上流ウエブの先端が、少なくとも、ガイド板を通過するまで、ウエブの膜厚をＴμｍとしたとき、下記式（１）を満たすことで、安定して上流ウエブＷ１を搬送することができる。
Ｓ２／Ｓ１＜０．００００１１×Ｔ^３ （１）

なお、本発明において、「上流ウエブＷ１のガイド板４２との重なる領域の面積Ｓ１」とは、切断された上流ウエブＷ１の切断方向に対して垂直であり、ニップローラによりウエブの厚み方向に挟持される挟持点を通過し、ウエブＷの端部を結ぶ直線と、この直線の両端と上流ウエブＷ１の先端とを結ぶ三角形の領域のことをいう（図８、図９に記載）。また、「上流ウエブＷ１とガイド板４２とが接触する面積Ｓ２」とは、図１０のように、上流ウエブＷ１とガイド板４２の凸部５２の先端が接触する領域と、凹部５４表面と接触する領域と、の合計の領域の面積のことである。図１１のように、上流ウエブＷ１がガイド板４２の凸部５２にのみ接触し、凹部５４に接触しない場合は、上流ウエブＷ１が凸部５２の先端に接触する面積の合計のことをいう。また、凸部５２の先端は、平面とすることが好ましく、凸部５２の先端が平面であり、上流ウエブＷ１が凹部５４に接触しない場合は、凸部５２の先端の平面の面積の合計を面積Ｓ２とみなすことができる。

ガイド板４２の凸部５２は、図７から９に示すように、切断点（切断位置）ＣＰのウエブＷ上での移動方向（図中、矢印Ｃの方向）に平行に凸部５２が線状に設けられていることが好ましい。凸部５２を、切断点ＣＰのウエブＷ上での移動方向に沿って線状に設けることにより、上流ウエブとガイド板との抵抗を減らすことができるので、ウエブＷの搬送および切断を安定して行うことができる。

上記式（１）は、少なくとも上流ウエブＷ１の先端が、図９に示すガイド板４２を通過するまで、すなわち、ガイド板４２の後端４３を通過し、上流ウエブＷ１の先端がガイド板４２のガイドを外れるまで満たす。上流ウエブＷ１がガイド板４２に貼り付く場合、上流ウエブＷ１の先端が貼り付きやすいため、上流ウエブの先端が、ガイド板４２を通過した後は、安定して搬送することができる。また、ガイド板４２を通過した後は、図６に示す新しい巻芯５で巻き取られる。巻芯５で巻き取りが開始することで、張力を付与して搬送することができ、上流ウエブＷ１のガイド板４２の貼り付きを防止することができる。

図１２は、他の実施形態のガイド板を示す平面図であり、図１３は、断面図である。図７から１１に示すガイド板４２においては、ガイド板４２は、板状の部材に凸部５２を設け、凸部５２および凹部５４を有する構成としているが、図１２、１３に示すように、ガイド板の外枠となる枠６２を設け、枠６２の一方の端部から他方の端部に向かって線状の凸部６４を設けることで、ガイド板を形成してもよい。凸部６４は、ウエブＷの切断方向（切断位置の移動方向）に沿って形成することが好ましい。図１２、１３に示すガイド板とすることで、ガイド板の凹部で上流ウエブと接触することがないので、接触面積を小さくすることができるので、ガイド板と上流ウエブとの抵抗を減らすことができる。

次に上記式（１）について説明する。

切断後の上流ウエブＷ１がガイド板４２から受ける力Ｆは、静電気力が支配的となる。切断された上流ウエブにおいては、切断する際のニップローラで挟持された部分が特に帯電する。力Ｆは、この帯電した部分のウエブとガイド板との接触面積に比例する。ニップローラを通過したウエブの長さをＸとすると、
Ｆ∝Ｘ（Ｓ２／Ｓ１） （１−１）
となる。

座屈は、摩擦力Ｆが、オイラー（Ｅｕｌｅｒ）の座屈限界荷重Ｆ_ｅｒを上回るとウエブが座屈する。ウエブ弾性率をＥ、断面二次モーメントをＩ、ウエブ着地距離（ウエブがニップローラで挟持された位置からガイド板に接触するまでの、ウエブの搬送方向と平行な距離）をｌとした時、
Ｆ＞Ｆ_ｅｒ＝（π^２ＥＩ／４ｌ^２） （１−２）
である。

座屈が起こらない条件は、式（１−２）より
Ｆ＜Ｆ_ｅｒ∝Ｉ∝ＸＴ^３ （１−３）
であり、式（１−１）、（１−３）より、比例係数ａを用いて、
Ｘ（Ｓ２／Ｓ１）＜ａＸＴ^３ （１−４）
と表され、Ｘで割ることで、
（Ｓ２／Ｓ１）＜ａＴ^３ （１−５）
となる。この比例係数ａを実験により求めると、（Ｓ２／Ｓ１）≒０．００００１１Ｔ^３において、実用上問題が少ない成功率とすることができた。具体的な実施例については後述する。

また、ガイド板４２の凸部５２の高さをＨｍｍ、最も近接する凸部５２同士の間隔（一方の凸部の中心から他方の凸部の中心の距離）をＬｍｍとしと、ウエブの厚みをＴμｍとすると、以下の式（２）を満たすことが好ましい。
Ｈ＞０．２８×Ｌ^４／Ｔ^３ （２）

式（２）は、次のように求めることができる。

等分布荷重がかかった単純梁のたわみの式から、ガイド板４２の凸部５２間のウエブＷ１の落ち込み量δ（図１１に示す）は、次の式（２−１）で示すことができる。
δ∝Ｌ^４／Ｉ∝Ｌ^４／Ｔ^３ （２−１）

Ｈ＜δとなると、上流ウエブＷ１は、ガイド板４２の凸部５２間で、ガイド板４２の凹部と接触し、静電気力が飛躍的に大きくなり、上流ウエブＷ１が、ガイド板４２に貼り付き、座屈、詰まりの原因となることがある。したがって、上流ウエブが、ガイド板の凹部５４に接触させないことが好ましい。したがって、比例係数ｂを使って、下記の式（２−２）を満たすことにより、上流ウエブが、ガイド板の凸部間に接触することを防止することができる。
Ｈ＞δ＝ｂＬ^４／Ｔ^３ （２−２）

この比例係数ｂをＳ２／Ｓ１＜０．００００１１×Ｔ^３を満たす範囲での実験により求めると、Ｈ＜０．２８×Ｌ^４／Ｔ^３では、実用上問題が少ない成功率であった。Ｈ≒０．２８×Ｌ^４／Ｔ^３では、実用上全く問題がない成功率とすることができ、Ｈ＞０．２８×Ｌ^４／Ｔ^３とすることで、成功率１００％に改善することができた。具体的な実施例については後述する。

また、凸部５２の高さＨは、０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下とすることが好ましく、１ｍｍとすることが好ましい。最も近接する凸部５２同士の間隔Ｌは、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることが好ましく、５ｍｍとすることが好ましい。また、凸部５２の幅Ｄを短くすることにより、上流ウエブＷ１との接触面積を小さくすることができるため、凸部５２の幅Ｄは、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下とすることが好ましく、０．１５ｍｍとすることが好ましい。

図１４は、上流ウエブＷ１の先端がガイド板４２に接触する状態を説明する図である。切断された上流ウエブＷ１を座屈しにくくするため、ニップローラ４８、５０でウエブＷを挟持している挟持点をＧ１とし、ガイド板４２の面に対し垂直方向における、挟持点Ｇ１とガイド板４２との距離をｈｍｍ、ウエブの厚みをＴμｍとしたとき、以下の式（３）を満たすことが好ましい。
ｈ＜０．００９×Ｔ^１．５ （３）

ウエブの座屈しにくさは、上記式（１−２）で表され、摩擦力Ｆがオイラーの座屈限界荷重Ｆ_ｅｒを上回るとウエブが座屈する。切断後の上流ウエブＷ１とガイド板４２が最初に接触する接触点をＧ２としたとき、挟持点Ｇ１と接触点Ｇ２との上流ウエブＷ１の搬送方向に水平な方向の距離をｌとしたとき、水平な方向の距離ｌを小さくすることで、上流ウエブＷ１を座屈しにくくすることができる。水平方向の距離ｌを小さくするために、垂直方向の距離ｈを小さくする。

図１４、上記式（１−２）のオイラーの座屈の式から、座屈しないためには、次の式（３−１）を満たす必要がある。
Ｆ＜Ｆ_ｅｒ∝Ｉ／ｌ^２ （３−１）

水平な方向の距離ｌは、幾何学的に、垂直な方向の距離ｈに比例すると考えられるので、次の式（３−２）で表される。
Ｆ_ｅｒ∝Ｉ／ｈ^２ （３−２）

ここで、ニップローラを通過した上流ウエブの長さをＸとすると、
Ｉ∝ＸＴ^３ （３−３）
となる。式（３−２）、（３−３）より、
Ｆ_ｅｒ∝ＸＴ^３／ｈ^２ （３−４）
となる。一方、摩擦力Ｆは、ニップローラが接触した面積に比例するので、
Ｆ∝Ｘ （３−５）
であり、式（３−１）、（３−４）、（３−５）より、比例係数ｃを用いて、
Ｘ＜ｃ^２ＸＴ^３／ｈ^２ （３−６）
ｈ＜ｃＴ^１．５ （３−７）
となり、式（３−７）を満たすことが、ウエブを安定して切断し、新しい巻芯まで搬送する条件となる。

この比例係数ｃをＳ２／Ｓ１＜０．００００１１×Ｔ^３を満たす範囲での実験により求めると、ｈ＞０．００９×Ｔ^１．５では、実用上問題が少ない成功率であった。ｈ≒０．００９×Ｔ^１．５では、実用上全く問題がない成功率とすることができ、ｈ＜０．００９×Ｔ^１．５とすることで、成功率１００％に改善することができた。具体的な実施例については後述する。

また、ガイド板４２と上流ウエブＷ１の摩擦抵抗を低減することで、上流ウエブＷ１の搬送を安定させることができる。ガイド板４２と上流ウエブＷ１との摩擦抵抗を低減するために、ガイド板４２と上流ウエブＷ１との材料同士の動摩擦係数が、０．５未満の材料を用いることが好ましい。この動摩擦係数は、ウエブの搬送時の張力が０．６９ＭＰａ、搬送速度３ｍ／ｍｉｎにおける動摩擦係数である。ウエブＷとして、ＴＡＣ（Triacetylcellulose：トリアセチルセルロース）フィルム、ＰＥＴ（polyethylene terephthalate：ポリエチレンテレフタレート）フィルムなどの樹脂フィルム、アルミニウムフィルム、銅フィルムなどの薄い金属板を用いることができる。このような材料のウエブを用いた場合、ガイド板４２をフッ素樹脂とする、または、ガイド板４２の表面をフッ素樹脂でコーティングすることにより、ガイド板４２と上流ウエブＷ１との動摩擦係数を０．５未満とすることができる。

また、上流ウエブＷ１を安定して搬送するためには、ガイド板４２が、ウエブＷと反対の電荷が誘起されにくいほど静電引力を働きにくくすることができるので、誘電率の低い絶縁体とすることが好ましい。誘電率の低い絶縁体としては、比誘電率が２．７未満の材料を用いることが好ましく、上述したフッ素樹脂、または、フッ素樹脂でコーティングすることにより、上記誘電率とすることができる。

また、ウエブＷがニップローラ４８、５０により帯電することを防止するため、ニップローラ４８、５０の体積抵抗率が１０^６Ω・ｍ以下の材料とすることが好ましい。ニップローラ４８、５０の体積抵抗率を上記の数値以下とすることで、上流ウエブＷ１が帯電することを防止することができるので、切断後の上流ウエブＷ１がガイド板４２に貼り付き、座屈することを防止することができる。

また、ウエブＷの帯電を防止するために、ウエブＷを切断する際の環境を、相対湿度を５０％以上の環境下とすることが好ましく、より好ましくは５５％以上６０％以下である。相対湿度を５０％以上とすることで、ウエブが帯電することを防止することができるので、切断後の上流ウエブＷ１がガイド板４２に貼り付き、座屈することを防止することができる。

＜試験例１＞
ウエブの材料は、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムを用い、ガイド板の材料をアルミ（Ａ２０２４、フッ素樹脂でコーティング）とした。

ウエブの膜厚は１５μｍ〜４０μｍとし、切断後の上流ウエブのガイド板と重なる領域の面積をＳ１、Ｓ１内で上流ウエブとガイド板とが接触する領域をＳ２としたときのＳ２／Ｓ１を変更し、ウエブの切断、切断後の上流ウエブの新巻芯への巻取りを行った。Ｓ２／Ｓ１については、切断後から上流ウエブの先端が下側ガイド板を通過するまでにおいて、一定となるように、ガイド板の凸部を形成した。

結果は以下の基準により評価を行った。

ウエブを切断後、上流ウエブがガイド板に貼り付かず、新巻芯に巻き取ることができた時を「成功」、上流ウエブが下側ガイド板に貼り付き、ウエブが破断した場合を「失敗」とし、成功率により評価した。
ＡＡ・・・成功率１００％
Ａ ・・・成功率９８％以上（実用上全く問題がない成功率）
Ｂ ・・・成功率９２％以上９８％未満（実用上問題が少ない成功率）
Ｃ ・・・成功率９２％未満（実用不可能な成功率）

なお、以下の＜試験例２＞、＜試験例３＞についても同様の条件で評価を行った。

表１に示すように、Ｓ２／Ｓ１＞０．００００１１×Ｔ^３である比較例１−４については、切断の成功率が低く、評価はＣであった。Ｓ２／Ｓ１≒０．００００１１×Ｔ^３では、切断の成功率を実用上問題ないレベルとすることができ、評価はＢであった。また、Ｓ２／Ｓ１＜０．００００１１×Ｔ^３とすることで、切断の成功率を上げることができ、評価をＡ以上とすることができた。

＜試験例２＞
ウエブの厚みＴは１５μｍ〜４０μｍとし、切断後の上流ウエブの下側ガイド板と重なる領域の面積をＳ１、Ｓ１内で上流ウエブとガイド板とが接触する領域をＳ２としたとき、Ｓ２／Ｓ１＜０．００００１１×Ｔ^３を満たす範囲で、ウエブの切断、切断後の上流ウエブの新巻芯への巻取りを行った。Ｓ２／Ｓ１については、切断後から上流ウエブの先端が下側ガイド板を通過するまでにおいて、一定となるように、下側ガイド板の凸部を形成した。下側ガイド板の凸部の高さＨ（ｍｍ）、最も近接する凸部同士の間隔をＬ（ｍｍ）とし、凸部の高さＨ、凸部同士の間隔Ｌ、ウエブの厚みＴ（ｍｍ）を変更することで、切断後の上流ウエブを安定して搬送することができるかを評価した。結果を表２に示す。

表２に示すように、Ｈ＜０．２８×Ｌ^４／Ｔ^３である実施例１３では、切断の成功率は、実用上問題ないレベルであり、評価はＢであった。Ｈ≒０．２８×Ｌ^４／Ｔ^３とすることで、成功率を上げることができ、評価をＡとすることができ、Ｈ＞０．２８×Ｌ^４／Ｔ^３とすることで、失敗を無くすことができ、評価をＡＡとすることができた。

＜試験例３＞
ウエブの厚みＴは１５μｍ〜４０μｍとし、切断後の上流ウエブの下側ガイド板と重なる領域の面積をＳ１、Ｓ１内で上流ウエブとガイド板とが接触する領域をＳ２としたとき、Ｓ２／Ｓ１＜０．００００１１×Ｔ^３を満たす範囲で、ウエブの切断、切断後の上流ウエブの新巻芯への巻取りを行った。Ｓ２／Ｓ１については、切断後から上流ウエブの先端が下側ガイド板を通過するまでにおいて、一定となるように、下側ガイド板の凸部を形成した。また、凸部は、ウエブの切断方向に沿って連なった山状に形成した。下側ガイド板とニップローラによるウエブの挟持点との鉛直方向における距離をｈ（ｍｍ）とし、距離ｈと膜厚Ｔ（μｍ）を変更することで、ウエブの搬送状態を評価した。結果を表３に示す。

表３に示すように、ｈ＞０．００９×Ｔ^１．５である実施例２０では、切断の成功率は、実用上問題ないレベルであり、評価はＢであった。ｈ≒０．００９×Ｔ^１．５とすることで（実施例１９）、成功率を上げることができ、評価をＡとすることができた。さらに、ｈ＜０．００９×Ｔ^１．５とすることで、失敗を無くすことができ、評価をＡＡとすることができた。

１ ウエブ切断装置
４、５ 巻芯
１０、１１ 上部ケーシング（ケーシング）
１１ｂ アーム
１１ｃ アームの先端
１２、１４ 下部ケーシング（ケーシング）
１６、１８ ロータリーカッター
２０ 締付具
２１ ボルト
２２ ホルダ
２４ 走行装置
２６ 走行台
２８ 支持フレーム
３０ ガイドレール
３２ プーリ
３３ 連結板
３４ ベルト
３５、３７ ガイドアーム
３６、３８ 回転軸
４０ 上側ガイド板
４２ ガイド板
４３ ガイド板の後端
４４、４６、４８、５０、８０、８２ ニップローラ
５２、６４ 凸部
５４ 凹部
５６ ラック
６２ 枠
７０ サポートローラ

Claims (18)

1. 厚みＴμｍが４０μｍ以下であるウエブを、張力を付与して搬送する工程と、
   切断手段による切断点を前記ウエブの幅方向に移動させながら、前記切断点に対して前記ウエブの上流部分および前記ウエブの下流部分を、挟持手段により前記ウエブの厚み方向で挟持し、搬送される前記ウエブを上流ウエブと下流ウエブとに切断する工程と、を有し、
   切断後の前記上流ウエブは、凸部を有するガイド板に案内されて搬送され、
   前記切断する工程後の前記上流ウエブの前記ガイド板と重なる領域の面積をＳ１ｍ^２、前記ガイド板と重なる領域の面積Ｓ１内で、前記上流ウエブと前記ガイド板とが接触する面積をＳ２ｍ^２としたとき、少なくとも切断を開始してから前記上流ウエブの先端が前記ガイド板を通過するまで、下記式（１）
   Ｓ２／Ｓ１＜０．００００１１×Ｔ^３ （１）
   を満たすウエブ切断方法。
2. 前記切断する工程において、前記切断点、前記挟持手段により挟持された上流部分の挟持点、および、下流部分の挟持点を同一面上に位置させる請求項１に記載のウエブ切断方法。
3. 前記凸部の先端は、平面で形成されており、
   前記ガイド板と重なる領域の面積Ｓ１内で前記上流ウエブと前記ガイド板とが接触する面積Ｓ２は、前記上流ウエブの前記ガイド板と重なる領域の面積Ｓ１内の前記凸部の先端の平面の面積の合計である請求項１または２に記載のウエブ切断方法。
4. 前記ガイド板の、前記凸部同士の最も近接する間隔をＬｍｍ、前記凸部の高さをＨｍｍ、前記ウエブの厚みをＴμｍとしたとき、
   Ｈ＞０．２８×Ｌ^４／Ｔ^３ （２）
   を満たす請求項１から３のいずれか１項に記載のウエブ切断方法。
5. 前記ガイド板の面に対して垂直方向における、前記挟持点と前記ガイド板との距離をｈｍｍ、前記ウエブの厚みをＴμｍとしたとき、
   ｈ＜０．００９×Ｔ^１．５ （３）
   を満たす請求項１から４のいずれか１項に記載のウエブ切断方法。
6. 前記ガイド板表面は、前記ウエブに対する動摩擦係数が０．５未満の材料である請求項１から５のいずれか１項に記載のウエブ切断方法。
7. 前記凸部が、前記切断点の移動方向に沿って、線状に設けられている請求項１から６のいずれか１項に記載のウエブ切断方法。
8. 前記挟持手段はニップローラであり、前記ニップローラの体積抵抗率が１０^６Ω・ｍ以下の材料である請求項１から７のいずれか１項に記載のウエブ切断方法。
9. 前記ガイド板の表面は、比誘電率２．７未満の材料である請求項１から８のいずれか１項に記載のウエブ切断方法。
10. 相対湿度が５０％以上の環境下で行われる請求項１から９のいずれか１項に記載のウエブ切断方法。
11. 搬送されるウエブを切断して、前記ウエブを上流ウエブと下流ウエブとに分離するウエブ切断装置であって、
    切断手段と、
    前記切断手段による前記ウエブの切断点に対して、前記ウエブの上流部分および前記ウエブの下流部分を、前記ウエブの厚み方向で挟持する挟持手段と、
    切断された前記上流ウエブの搬送をガイドする凸部を有するガイド板と、を備え、
    前記ウエブの厚みＴμｍは４０μｍ以下であり、
    前記ガイド板は、切断後の前記上流ウエブの前記ガイド板と重なる領域の面積をＳ１ｍ^２、前記ガイド板と重なる領域の面積Ｓ１内で、前記上流ウエブと前記ガイド板とが接触する面積をＳ２ｍ^２としたとき、少なくとも前記上流ウエブの先端が前記挟持手段により挟持された挟持点を通過してから前記ガイド板を通過するまで、下記式（１）
    Ｓ２／Ｓ１＜０．００００１１×Ｔ^３ （１）
    を満たすウエブ切断装置。
12. 前記凸部の先端は、平面で形成されており、
    前記ガイド板と重なる領域の面積Ｓ１内で、前記上流ウエブと前記ガイド板とが接触する面積をＳ２は、前記上流ウエブの前記ガイド板と重なる領域の面積Ｓ１内の前記凸部の先端の平面の面積の合計である請求項１１に記載のウエブ切断装置。
13. 前記ガイド板の、前記凸部同士の最も近接する間隔をＬｍｍ、前記凸部の高さをＨｍｍ、前記ウエブの厚みをＴμｍとしたとき、
    Ｈ＞０．２８×Ｌ^４／Ｔ^３ （２）
    を満たす請求項１１または１２に記載のウエブ切断装置。
14. 前記ガイド板の面に対して垂直方向における、前記挟持点と前記ガイド板との距離をｈｍｍ、前記ウエブの厚みをＴμｍとしたとき、
    ｈ＜０．００９×Ｔ^１．５ （３）
    を満たす請求項１１から１３のいずれか１項に記載のウエブ切断装置。
15. 前記ガイド板表面は、前記ウエブに対する動摩擦係数が０．５未満の材料である請求項１１から１４のいずれか１項に記載のウエブ切断装置。
16. 前記凸部は、前記切断点の移動方向に沿って、線状に設けられている請求項１１から１５のいずれか１項に記載のウエブ切断装置。
17. 前記挟持手段はニップローラであり、前記ニップローラの体積抵抗率が１０^６Ω・ｍ以下の材料である請求項１１から１６のいずれか１項に記載のウエブ切断装置。
18. 前記ガイド板の表面は、比誘電率２．７未満の材料である請求項１１から１７のいずれか１項に記載のウエブ切断装置。

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