JPH05285883A - 紙切断用カッター - Google Patents

紙切断用カッター

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JPH05285883A
JPH05285883A JP8920692A JP8920692A JPH05285883A JP H05285883 A JPH05285883 A JP H05285883A JP 8920692 A JP8920692 A JP 8920692A JP 8920692 A JP8920692 A JP 8920692A JP H05285883 A JPH05285883 A JP H05285883A
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JP
Japan
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blade
cutter
sintered body
zro
parts
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Pending
Application number
JP8920692A
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English (en)
Inventor
Ryoichi Yomo
良一 四方
Yasuji Yamamoto
泰次 山本
Isamu Inoue
勇 井上
Kiyotsugu Matsuda
清嗣 松田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
I & M kk
Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Original Assignee
I & M kk
Osaka Cement Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by I & M kk, Osaka Cement Co Ltd filed Critical I & M kk
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Abstract

(57)【要約】 【目的】長寿命であって優れた切れ味を長期に亘って発
揮することができる紙切断用カッターを提供することを
主目的とする。 【構成】上下の丸型刃物により紙を切断するカッターに
おいて、上下刃の少なくとも一方が、Y2 3 を1.5
〜4.5 mol%含有するZrO2 50〜95重量部及び
Al2 3 5〜50重量部の合計100重量部からなる
ZrO2 −Al23 複合焼結体からなることを特徴と
する紙切断用カッター。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、紙を切断するための刃
物に関する。より詳しくは、上下の丸型刃物(スリッタ
ー)の噛み合わせにより切断するカッターに関する。
【0002】
【従来技術とその課題】製紙関連業界の紙加工における
紙の切断は、(i) 上下(場合によっては左右)のスリッ
ターの噛み合わせ、(ii)上下の板刃の噛み合わせ、(ii
i) 一枚の両刃スリッターや板刃などにより行なわれて
いるが、これらの中でも上下のスリッターの噛み合わせ
による切断方式が広く採用されている。
【0003】このスリッターの材質としては、炭素鋼、
高速度鋼、合金工具鋼等がよく用いられ、最近では超硬
合金も用いられている。これらの金属製刃によれば、鋭
角な刃先が形成でき、優れた切れ味を実現することが可
能である。
【0004】しかしながら、これらの金属製刃におい
て、その切れ味の良さが得られるのは使用の初期段階の
みであり、それ以降は急速に切れ味が低下して実用上使
用困難となる。すなわち、金属製刃の寿命は、切断する
紙の種類により異なるが、せいぜい約1週間〜1ケ月程
度が限度であるので、短期間のうちに刃の交換や再刃付
けを行なわなければならず、その結果工場稼働率の低下
を避けることができない。また、超硬合金を用いれば刃
の寿命は若干延ばせるものの、大幅に延長することまで
はできない。
【0005】また、最近の製紙機械の高速化や紙フィラ
ーの変化をも併せて考えると、切断用カッターの高寿命
化、高信頼性等がより一層要求されることが予想され
る。さらに今後は、紙の切断面の高精度化或いは高品質
化も実現する必要がある。同時に、作業環境の改善、印
刷不良、コーティング不良の防止などのために、紙粉の
発生を抑制乃至防止することも望まれている。
【0006】
【本発明が解決しようとする課題】本発明は、長寿命で
あって優れた切れ味を長期に亘って発揮することができ
る紙切断用カッターを提供することを主な目的とする。
【0007】
【問題点を解決するための手段】本発明者は、上記のよ
うな金属製刃における問題点に鑑み、鋭意研究を重ねた
結果、特定成分のZrO2 −Al2 3 複合焼結体から
なる刃が、従来の金属製刃に比して硬度、耐摩耗性等に
優れており、紙切断用カッターの上刃又は下刃として最
適な特性を有することを見出した。さらに、上記複合焼
結体をスリッターとして上刃又は下刃に用い、これと他
の材質の刃との特定の組み合わせにより構成される紙切
断用カッターが、長期に亘って優れた切れ味を発揮でき
ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0008】即ち、本発明は; 1.上下の丸型刃物により紙を切断するカッターにおい
て、上下刃の少なくとも一方が、Y2 3 を1.5〜
4.5 mol%含有するZrO2 50〜95重量部及びA
2 3 5〜50重量部の合計100重量部からなるZ
rO2 −Al2 3複合焼結体からなることを特徴とす
る紙切断用カッター。
【0009】2.上下の丸型刃物により紙を切断するカ
ッターにおいて、下刃がY2 3 を1.5〜4.5 mol
%含有するZrO2 50〜95重量部及びAl2 3
〜50重量部の合計100重量部からなるZrO2 −A
2 3 複合焼結体からなり、上刃が金属製刃又はZr
2 焼結体若しくは当該下刃よりAl2 3 含有量が少
ないZrO2 −Al2 3 複合焼結体からなることを特
徴とする紙切断用カッターに係るものである。
【0010】以下、本発明について詳細に説明する。
【0011】本発明の紙切断用カッターは、上刃及び下
刃の丸型シアー刃(以下、「上刃」及び「下刃」に分け
て説明する)から構成されており、その上刃及び下刃の
少なくとも一方が、Y2 3 を1.5〜4.5 mol%含
有したZrO2 50〜95重量部及びAl2 3 5〜5
0重量部の合計100重量部からなるZrO2 −Al2
3 複合焼結体からなることを必須とする。
【0012】但し、上刃及び下刃で構成される紙切断機
の構造上、下刃の交換が面倒で長時間を必要とする場合
がある。このような場合においては、下刃の交換回数を
少なくする必要があるので、下刃を長寿命になるように
設計し、上刃は下刃よりも幾分硬度が低く靭性に優れ且
つ下刃を傷めないような材質にするのが望ましい。具体
的には、下刃としては本発明の複合焼結体からなる刃を
採用し、上刃は通常の炭素鋼、高速度鋼、合金工具鋼、
ステンレス鋼等の金属製刃、或いはY2 3 、CeO2
等の少なくとも1つを用いて安定化されたZrO2 焼結
体(正方晶ジルコニア多結晶体)又は下刃よりAl2
3 含有量が少ないZrO2 −Al2 3系セラッミクス
からなる刃を用いるのが好ましい。つまり、上下刃とも
に金属製刃が用いられている場合は、高速回転する上下
2つの刃物が、相互の摩擦により焼き付きを起こした
り、摩耗したりすることによって急速に切断性能の低下
を来たす。ところが、本発明のような組み合わせで使用
する場合には、焼き付きが防止されるだけではなく、上
刃が金属製刃であれば常に下刃により研磨されることに
なるので、長期に亘り優れた切れ味を発揮することがで
きる。また、例えば下刃よりAl2 3 含有量が少ない
ZrO2 −Al2 3 系セラッミクス等のように、上刃
が下刃よりも硬度が低く靭性に優れたセラミックスを用
いる場合にも、上刃が下刃により研磨されるため、上記
と同様の相乗的な効果が得られる。
【0013】また本発明カッターにおいて、下刃は、下
刃刃部の刃先角(図1中β)が通常50〜90°程度の
外周角度をもつ形状の片刃であることが好ましい。ま
た、その構造は下刃全体が本発明の複合焼結体からなる
ものであっても良いし、刃部以外が金属製であっても良
い。刃部以外が金属製のときは、この刃部と金属とが接
着、接合又は機械的固定により一体化すれば良い。他
方、下刃に対応する上刃は、その刃先角(図1中α)が
通常20〜90°程度の外周角度をもつ片刃を用いる
が、好ましくは刃先の摩耗やチッピングを防止するため
に上記刃部が何段かに仕上げられているものが良い。
【0014】本発明における複合焼結体からなる刃の製
法は、まず安定化剤としてY2 3を1.5〜4.5m
ol%含有するジルコニア原料粉末を用いる。なお、こ
の場合、Y2 3 はジルコニア粉末に予め添加されてい
ても良いし、焼成の際に別途に加えても良い。上記配合
量が1.5mol%未満であるときには正方晶ジルコニ
アの安定性が低く、相転移による焼結体の劣化が起こり
易い。また4.5mol%を上回るときには焼結体の強
度と靭性が低下するので好ましくない。また、ジルコニ
ア原料粉末は、通常、粉末比表面積5〜30m2 /g、
粒子径5〜30μm程度のものを使用する。
【0015】次いで、上記ジルコニア原料粉末50〜9
5重量部とAl2 3 原料粉末5〜50重量部とを加え
て合計100重量部とし、充分に混合する。ジルコニア
原料粉末が50重量部を下回るとAl2 3 の特性に近
付いて靭性が低下し、95重量部を超える場合にはAl
2 3 との複合による強度と靭性の向上が図れなくな
る。尚、上記混合粉末は、この方法以外にも、共沈法等
の方法により得られる上記3成分を含むものを用いても
良い混合した後、通常のファインセラミックスの成形法
として知られている方法に従って成形を行なう。かかる
成形法としては、例えばプレス成形、CIP成形、鋳込
み成形、テープ成形等の各種方法が挙げられる。次い
で、成形体の焼成を行なうことにより、本発明焼結体を
得ることができる。この場合の焼成温度は通常1300
〜1600℃程度で30〜180分程度行なえば良い。
なお、得られる焼結体をさらにHIP(熱間静水圧プレ
ス)処理すると素材の欠陥を縮小すると共に、強度を大
幅に高めることができる。HIP処理条件は、常法と同
様にすれば良いが、不活性ガス又は空気雰囲気中にて圧
力50〜200MPa程度、温度1300〜1600℃
程度及び保持時間30〜120分程度とするのが好まし
い。
【0016】このようにして得られた焼結体を、常法に
従って刃付加工を行なうことにより、本発明のZrO2
−Al2 3 複合焼結体からなる刃が得られる。
【0017】
【作用及び効果】上刃及び下刃より構成される紙切断用
カッターにおいて、上刃及び下刃の少なくとも一方に本
発明のZrO2 −Al2 3 複合焼結体を、特に下刃に
は本発明ZrO2 −Al2 3 複合焼結体を、上刃には
下刃よりも硬度が低く靭性に優れた金属製刃等を用いる
ことにより、下刃と共に上刃の寿命が大幅に改善され
る。また、同時に切断面の高精度化・高品質化、或いは
紙粉の発生量の低減を図ることもできる。
【0018】さらに、本発明においてHIP処理された
刃では、高強度(2000〜3000MPa)、高硬度
(1350〜1800kgf/mm2 )及び高靭性(K
1 c=4.5〜8.0MPam1/2 :SEPB法)を実
現できる。また、この場合、本発明焼結体の結晶粒径が
非常に微細化され、ZrO2 粒子においては0.15〜
0.3μmの微細粒子で構成されるので、このことも上
記長寿命化や切れ味の向上に寄与することとなる。
【0019】
【実施例】以下に実施例及び比較例を示し、本発明の特
徴とするところをより一層明瞭にする。まず、実施例で
用いるための本発明の複合焼結体からなる刃の作成を行
なった。
【0020】製造例1 ジルコニアが加水分解法によって合成されたものであっ
て、安定化剤としてY2 3 を3mol%固溶したジル
コニア原料粉末(商品名「OZC−3Y」大阪セメント
(株)製、比表面積20m2 /g;平均粒径0.98μ
m)95重量部と、Al2 3 粉末(「AES−11」
住友化学(株)製、平均粒径0.4μm)5重量部とを
混合して成形用の粉末を調製した後、1ton/cm2
にてプレス成形し、次いで1400℃の温度で焼成し
た。
【0021】得られた焼結体を、アルゴンガス雰囲気
中、圧力98MPa、温度1500℃及び保持時間1時
間でHIP処理し、続いて刃付加工を行なうことによ
り、本発明のZrO2 −Al2 3 複合焼結体からなる
刃を得た。尚、この刃の材質表示を「95Z 5Al」
とする。この表示はZrO2 95重量部及びAl2 3
5重量部からなることを意味する(以下も同様であ
る)。
【0022】製造例2〜5 ZrO2 とAl2 3 の配合割合と焼成温度を変えた以
外は、製造例1と同様にして、「90Z 10Al」、
「80Z 20Al」、「60Z 40Al」及び「4
0Z 60Al」の複合焼結体からなる刃を得た。な
お、焼成温度は、「90Z 10Al」及び「80Z
20Al」では1400℃、「60Z 40Al」では
1500℃、ならびに「40Z 60Al」では160
0℃であった。
【0023】製造例6 後記実施例で比較に供するための刃を作成した。まず、
ジルコニアが加水分解法によって合成されたものであっ
て、安定化剤としてY2 3 を3mol%固溶したジル
コニア原料粉末(商品名「OZC−3Y」大阪セメント
(株)製、比表面積20m2 /g;平均粒径0.98μ
m)を1ton/cm2 にてプレス成形し、次いで14
00℃の温度で焼成した。さらにこの焼結体を1000
気圧で1450℃でHIP処理し、刃付加工を行なうこ
とにより刃(以下、「100Y」と記す)を得た。
【0024】製造例7 後記実施例で比較に供するための刃を作成した。まず、
ジルコニアが加水分解法によって合成されたものであっ
て、安定化剤としてCeO2 を12mol%固溶したジ
ルコニア原料粉末(商品名「OZC−12Ce」大阪セ
メント(株)製、比表面積20m2 /g;平均粒径0.
98μm)を1ton/cm2 にてプレス成形し、次い
で1400℃の温度で焼成した。さらにこの焼結体を空
気雰囲気下、98MPa、1500℃で1時間HIP処
理し、次いで刃付加工を行なうことにより刃(以下、
「100Ce」と記す)を得た。
【0025】試験例1 上記製造例1〜6で得られた刃について、室温曲げ強
度、室温破壊靭性及び室温硬度の測定を行なった。この
結果を表1に示す。これらの測定方法は、室温曲げ強度
は「JIS R 1601」、室温破壊靭性は「JIS
R 1607(SEPB法)」、及び室温硬度はビッ
カース硬度計により行なった。
【0026】
【表1】
【0027】実施例1 表2に示すような組み合わせの上刃及び下刃からなるワ
インダー(オフ・マシーン)を使用して、13.5〜5
8g/m2 の上質紙を切断し、上刃及び下刃の状態を調
べた。この結果を表2に示す。尚、上刃及び下刃は図2
に示すような状態で上刃及び下刃を設置した。また、刃
にセラミックス及び超硬合金を用いた場合には、刃部の
みにこれらの材料を使用し、刃部以外の部分には金属
(S45C)を用い、これを刃部に接着又は接合して使
用した。
【0028】上記切断条件は、切断速度700m/mi
n、上刃と下刃との接圧3〜4kg/cm2 、及び機械
の稼働時間8時間/日とした。また、比較のため、ダイ
ス鋼(SKD)、高速度鋼(SKH)又は超硬合金(V
2)からなる刃を用いて同様に実施した結果も表2に併
記する。
【0029】
【表2】
【0030】実施例2 310〜600g/m2 の板紙(アルバム台紙)を切断
するカッター(オン・マシーン)について、切断テスト
を行なった。その結果を表3に示す。この試験に用いた
上刃及び下刃の材質は表3に示す通りであり、図3に示
すような状態で両者を設置した。また刃にセラミックス
及び超硬合金を用いた場合には、刃部のみにこれらの材
料を使用し、刃部以外の部分には金属(S45C)を用
い、これを刃部に接着又は接合して使用した。
【0031】上記切断条件は、切断速度80〜100m
/min、上刃と下刃との接圧2.2kg/cm2 、及
び機械の稼働時間24時間/日とした。また、比較のた
め、ダイス鋼(SKD)、高速度鋼(SKH)又は超硬
合金(V2)からなる刃を用いて同様に実施した結果も
表3に併記する。
【0032】
【表3】
【0033】実施例3 120〜600g/m2 のコートボール紙を切断するカ
ッター(オフ・マシーン)について、切断テストを行な
った。その結果を表4に示す。この試験に用いた上刃及
び下刃の材質は表4に示す通りであり、図4に示すよう
な状態で両者を設置した。また、刃にセラミックス及び
超硬合金を用いた場合には、刃部のみにこれらの材料を
使用し、刃部以外の部分には金属(S45C)を用い、
これを刃部に接着又は接合して使用した。
【0034】上記切断条件は、切断速度70m/mi
n、上刃と下刃との接圧0.8〜0.9kg/cm2
及び機械の稼働時間24時間/日とした。また、比較の
ため、ダイス鋼(SKD)、高速度鋼(SKH)又は超
硬合金(V2)からなる刃を用いて同様に実施した結果
も表4に併記する。
【0035】
【表4】
【0036】以上の結果より、本発明による紙切断用カ
ッターは、従来の金属製刃に比して下刃の寿命において
は2〜20倍、上刃においては2〜5倍向上しているの
がわかる。また、これらの実施例の本発明紙切断用カッ
ターによる場合には、どれも紙の切断面が美しく、紙粉
の発生も少なかった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の紙切断用カッターの構成の一例の概要
である。
【図2】実施例1で使用した本発明の紙切断用カッター
の構成を示す図である。
【図3】実施例2で使用した本発明の紙切断用カッター
の構成を示す図である。
【図4】実施例3で使用した本発明の紙切断用カッター
の構成を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 勇 静岡県榛原郡榛原町静波1336−9 (72)発明者 松田 清嗣 静岡県榛原郡榛原町静波1261−1

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】上下の丸型刃物により紙を切断するカッタ
    ーにおいて、上下刃の少なくとも一方が、Y2 3
    1.5〜4.5 mol%含有するZrO2 50〜95重量
    部及びAl2 3 5〜50重量部の合計100重量部か
    らなるZrO2 −Al2 3 複合焼結体からなることを
    特徴とする紙切断用カッター。
  2. 【請求項2】上下の丸型刃物により紙を切断するカッタ
    ーにおいて、下刃がY23 を1.5〜4.5 mol%含
    有するZrO2 50〜95重量部及びAl2 35〜5
    0重量部の合計100重量部からなるZrO2 −Al2
    3 複合焼結体からなり、上刃が金属製刃又はZrO2
    焼結体若しくは当該下刃よりAl2 3 含有量が少ない
    ZrO2 −Al2 3 複合焼結体からなることを特徴と
    する紙切断用カッター。
JP8920692A 1992-04-10 1992-04-10 紙切断用カッター Pending JPH05285883A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009220268A (ja) * 2008-02-19 2009-10-01 Sumitomo Chemical Co Ltd 回転丸刃を使用したスリッター装置、それを用いてなるシート状物の製造方法、およびそれにより得られたシート状物
CN115427373A (zh) * 2020-04-22 2022-12-02 东曹株式会社 烧结体及其制造方法

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