JPWO2002053332A1 - フレキシブルダイ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、薄い紙、プラスチックシート等を所定の輪郭線に沿ってカッティング(押切)するのに使用されるフレキシブルダイ(シート状刃板)及びその製造方法に関する。
背景技術
印刷機の分野においては、表面にマグネットチップを積層したマグネットロールを備え、そのマグネットロールに、鉄、フェライト、コバルト、ニッケル等の強磁性体を含んだフレキシブル印刷原版を装着(吸着)して、印刷を行うタイプの印刷機が実用化されている。この種の印刷機は、フレキシブル印刷原版の取り替えにより、印刷内容を簡単に変更できるという特徴がある。
一方、印刷物として、第16図に例示するように、紙や透明プラスチックシート等からなる台紙101と印刷用紙102とを接着剤を挟んで積層し、その積層シート110の表面に印刷を施した後、表面の印刷用紙102のみを、印刷図柄の輪郭線103に沿ってカッティングして製品化されたシール商品が普及している。ユーザーは、このシール商品を使用する際、印刷用紙102の輪郭線103で囲まれた部分を台紙101から剥がしたシールを、手帳、予定表、写真アルバム、伝票、ファイルのインデックスなどに貼り付けて用いる。
このような印刷とカッティングとを組み合わせた商品の製造技術として、第18図に示すように、フレキシブルベース(強磁性体)164の片面に所定パターンの押切刃162を有するフレキシブルダイ(ロータリダイ)161を作製し、このフレキシブルダイ161を、ダイシリンダ166に装着(吸着)したロータリ打抜機160を用いて、印刷機械の中でカッティング処理を行う方法がある。
また、こうした打抜機としては、第19図に示すような平板打抜機170がある。この平板打抜機170は、昇降動作を行なう上部プラテン172と、上部プラテン172の対向位置に固定された下部プラテン174からなる。上部プラテン172には、フレキシブルダイ(フラットダイ)171が固定され、このフレキシブルダイ171は、上部プラテン172に固定されたフレキシブルベース176と、このフレキシブルベース176の片面に突設された所定パターンの押切刃178によって構成されている。また、下部プラテン174の上面には、フレキシブルダイ171に対向してワーク179が載置される。この平板打抜機170は、上部プラテン172の昇降動作によって、ワーク179が所望の形状に切断される。
この種のフレキシブルダイには、押切刃が連続形成された抜きダイと、カッティングラインに沿ってカット部/アンカット部が交互に連続する、いわゆるミシン刃がある。また、これらのフレキシブルダイの製法としては、機械加工やエッチングによる方法が挙げられる。なお、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。
フレキシブルダイ(エッチング刃)の製造方法の一例を説明する。
まず、鋼板等の金属板の表面にフォトレジストを一様に積層し、次いで、そのフォトレジスト膜の露光・現像を行って、金属板表面上で押切刃形成部に相当する部分のみにフォトレジストを残す。残ったレジストパターンをマスクとして金属板のエッチングを行い、そのエッチングの進行が金属板の裏面から所定の高さに達した時点でエッチングを止めて、フレキシブルベースとこのベースから突出する断面台形状の突部(突条)を形成した後、レジストパターンを剥離する。
そして、第17図に示すように、円錐形状の工具4を用いて断面台形状の突部221に刃先加工を施すことにより、フレキシブルベース201上に断面三角形の押切刃202が形成されたフレキシブルダイ(抜きダイ)を得る。
ところで、第17図に示すフレキシブルダイによれば、押切刃202が断面三角形となっているので、厚みの厚い材料を抜く場合などにおいて、抜かれた材料の加工部分の上下(表裏)の寸法が異なってしまい、加工精度が悪くなる。また、材料を抜く際に、押切刃に大きな圧力が掛かるため、押切刃の耐久性の面の問題もある。
本発明はそのような実情に鑑みてなされたもので、厚みの厚い材料であっても精度良く加工することができ、しかも押切刃の耐久性に優れたフレキシブルダイと、その製造方法の提供を目的とする。
発明の開示
本発明のフレキシブルダイは、フレキシブル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、押切刃が、フレキシブルベースから垂直に突出する垂直突部の先端に、両刃または片刃が加工された形状となっていることによって特徴づけられる。
本発明の製造方法は、フレキシブル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を製造する方法であって、金属板の表面にフォトレジストを一様に積層し、そのフォトレジスト膜を露光した後、現像を行うことにより、上記金属板の表面上に押切刃形成部に相当する部分にレジストパターンを形成し、その後、そのレジストパターンをマスクとして上記金属板のエッチングを所定深さに達するまで行なうことにより、フレキシブルベースとこのベースから突出する突部を形成した後、その突部の側面を切削して垂直突部を形成し、次いで垂直突部の先端に両刃または片刃の刃先加工を施すことによって特徴づけられる。
また、本発明の製造方法は、フレキシブル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を製造する方法であって、金属板の表面にフォトレジストを一様に積層し、そのフォトレジスト膜を露光した後、現像を行うことにより、上記金属板の表面上に押切刃形成部に相当する部分にレジストパターンを形成した後、そのレジストパターンをマスクとして上記金属板のエッチングを所定深さに達するまで行うことにより、フレキシブルベースとこのベースから突出する突部を形成し、その後、その突部の先端に両刃または片刃の刃先加工を行い、その後その刃先加工を行った突部の側面を切削して垂直突部を形成することによって特徴づけられる。
さらに、本発明の製造方法は、フレキシブル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を製造する方法であって、金属板の表面にフォトレジストを一様に積層し、そのフォトレジスト膜を露光した後、現像を行うことにより、上記金属板の表面上に押切刃形成部に相当する部分にレジストパターンを形成し、その後、そのレジストパターンをマスクとして上記金属板のエッチングを所定深さに達するまで行なうことにより、フレキシブルベースとこのベースから突出する突部を形成した後、その突部の側面をワイヤ放電加工により垂直突部を形成し、次いで垂直突部の先端に両刃または片刃の刃先加工を施すことによって特徴づけられる。
また、本発明の製造方法は、フレキシブル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を製造する方法であって、金属板の表面にフォトレジストを一様に積層し、そのフォトレジスト膜を露光した後、現像を行うことにより、上記金属板の表面上に押切刃形成部に相当する部分にレジストパターンを形成し、その後、そのレジストパターンをマスクとして上記金属板のエッチングを所定深さに達するまで行うことにより、フレキシブルベースとこのベースから突出する突部を形成した後、その突部の先端に両刃または片刃の刃先加工を行い、その後その刃先加工を行った突部の側面をワイヤ放電加工により垂直突部を形成することによって特徴づけられる。
本発明によれば、エッチングによりフレキシブルベースとこのベースから突出する突部(断面台形状の突部)を形成した後、その突部の側面を切削して垂直突部を形成し、次いで垂直突部の先端に両刃または片刃の刃先を加工するか、もしくは、突部(断面台形状の突部)の先端に両刃または片刃の刃先加工を行い、その刃先加工を行った突部の側面を切削して垂直突部を形成することによって押切刃を形成しているので、押切刃の根元部の幅を、従来のフレキシブルダイの押切刃(第17図参照)の根元部の幅よりも小さくすることができる。従って、厚みの厚い材料を抜く場合であっても、材料の加工部分の上下(表裏)の寸法の差を小さくすることができ、加工精度を高めることができる。しかも、押切刃の全体に刃先加工を行うのではなく、垂直突部の先端のみに刃先を加工しているので、材料を抜く際に刃の側面で材料を押す面積を少なくすることができ、つまり、材料を抜く際に押切刃に掛かる圧力が小さくて済み、押切刃の耐久性が向上する。
また、突部の側面をワイヤ放電加工により垂直突部を形成する構成では、フラットダイの内側が穴形状を有する構造となる。この構造により、フレキシブルベースと抜き物との干渉がなく、打ち抜き精度を上げる可能性がある。また、抜き物の詰まりを防ぐ可能性がある。
また、製造方法において、ワイヤ放電を用いることにより、ミル加工と比較してワークにかかる機械的な力が小さく、刃型形状を変形させることがないため、より刃先に接近した片刃加工が可能になる。さらに、ミル加工と比較して角形状の内輪郭加工において、ワイヤ径までの追従が可能となる。また、片刃側に比較的自由なテーパがかけられる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明のフレキシブルダイの実施形態の構造を示す要部斜視図である。第2図はその実施形態の縦断面図である。
この例のフレキシブルダイは、フレキシブルベース1の片面に押切刃2が形成されており、その押切刃2が、フレキシブルベース1から垂直に突出する垂直突部2bの先端に、両刃の刃先2aが加工された形状となっていることによって特徴づけられる。
次に、第1図のフレキシブルダイの製造方法を、第3図、第4図、第14図及び第15図を参照しながら説明する。
(1)第14図に示すような形状(第16図の輪郭線103に対応)の露光パターン11aを有するフォトマスク(フィルム)11を製版しておく。
(2)第3図(A)に示すように、金属板10として強磁性体である鋼板(厚さ:0.50mm)を用い、その金属板10の表面に、フォトレジストを一様に塗布する。次に、第3図(B)に示すように、フォトレジスト膜12の上面にフォトマスク11を配置・位置決めした状態で露光を行い、次いで、フォトレジスト膜12の現像を行って、金属板10の表面上に、第15図に示すようなレジストパターン13を形成する(第3図(C))。
(3)レジストパターン13をマスクとして金属板10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、フレキシブルベース1が形成されるとともに、そのフレキシブルベース1上に断面台形状の突部(突条)21がカッティングライン(押切刃形成ライン)に沿って形成される(第3図(D))。
(4)レジストパターン13を剥離した後(第3図(E))、第4図(A)及び(B)に示すように、NC(Numerical Control)加工機を使用して、断面台形状の突部21の側面をエンドミル3にて切削して垂直突部2bを形成し、さらに円錐形状の工具4を用いて、垂直突部2bの先端に刃先(両刃)2aを加工することによって、第1図、第2図に示す形状の押切刃2が、フレキシブルベース1の片面に形成されたフレキシブルダイを得る。
ここで、以上の製造工程において、第4図(A)の加工が完了した後、垂直突部2bの先端に片刃加工を行うことにより、第5図に示すような刃形状の押切刃20を得ることもできる。
以上の製造工程では、エッチングにより断面台形状の突部を形成した後、先に垂直突部を形成し、次いで刃先の加工を行っているが、本発明はこれに限定されることなく、例えば第6図(A)及び(B)に示すように、円錐形状の工具4を用いて、断面台形状の突部21の先端に刃先(両刃)2aを加工し、その刃先加工を行った突部211の側面(斜面)をエンドミル3にて切削することによって、第1図、第2図に示す形状の押切刃2を形成するようにしてもよい。
また、以上の各製造工程では、エッチングにより断面台形状の突部を形成した後、刃先の加工を行っているが、本発明はこれに限定されることなく、例えば第7図(A)〜(D)に示すように、エッチングにより断面三角形の突部120を形成した後、その断面三角形の突部120を断面台形状の突部121にしてから、刃先の加工を行うようにしてもよい。
次に、本発明のフレキシブルダイの別の実施形態をその縦断面図である第9図を参照しながら説明する。
この例のフレキシブルダイ90は、フレキシブルベース1の片面に押切刃2が形成されており、その押切刃2が、フレキシブルベース1から垂直に突出する垂直突部211の先端に、両刃の刃先2aが加工された形状となっている。また、垂直突部211の垂直面側(内側)には穴9が形成された構造となっている。
次に、この第9図のフレキシブルダイ90の製造方法を説明する。
以下に説明する製造方法においては、前記した第1図のフレキシブルダイの製造方法における第3図に示す製造工程は共通であり、第3図(E)によって得られたフレキシブルダイを用いて、第10図あるいは第11図に示す製造方法を行なう。
まず、第10図に示す製造方法について説明する。
第10図(A)に示すように、円錐形状の工具4を用いて、垂直突部21の先端に刃先(両刃)2aを加工する。次に、この刃先加工を行なった突部211に、予めデータフォーマットの形式をDXF(date exchange file)とした元図データに基づき作成されたNCデータにより、ワイヤー放電加工の始点となる細穴を、NC細穴放電加工機であける。次に、この細穴が形成された突部211をワイヤー放電加工機5上に固定し、上記NCデータにより突部211の内側側面に垂直加工を施すことにより、垂直突部212が形成されたフレキシブルダイ(フラットダイ)90が作製される。
このワイヤー放電加工においては、位置検出用のCCDカメラを用いることにより、位置精度が±20μmの高精度加工が可能となる。また、ミル加工と比較してワークにかかる機械的な力が小さく、刃型形状を変形させることがないため、より刃先に接近した片刃加工が可能になる。さらに、ミル加工と比較して角形状の内輪郭加工において、ワイヤ径までの追従が可能となる。本実施の形態では、加工面を最高で2μmRmaxまで仕上げられた。
以上の製造工程では、刃先の加工後、ワイヤー放電加工により垂直突部を形成する構成を採用したが、第11図に示すように、垂直突部を形成した後、刃先の加工を行なってもよい。この第11図に示す製造方法は、第11図(A)に示すように、ワイヤー放電加工機5によって、第10図の製造方法と同様、垂直突部213を形成し、第11図(B)に示すように、この垂直突部213の先端に刃先(片刃)2dを加工した垂直突部214を形成するものである。
以上の製造方法によって作製された第9図に示すフレキシブルダイ90を平板打抜機130に適用した構成の模式的正面図を第12図に示す。
この平板打抜機120は、昇降動作を行なう上部プラテン32と、上部プラテン32の対向位置に固定された下部プラテン34からなる。上部プラテン32には、片面に所定パターンの押切刃2が突設されたフレキシブルダイ(フラットダイ)90が上部プラテン32に固定され、また、下部プラテン34の上面には、フレキシブルダイ90に対向してワーク38が載置される。
このようにフレキシブルダイ90が設置された平板打抜機の動作を、その作用説明図である第13図を参照しながら、説明する。
この平板打抜機の構成(下部プラテンの図面は省略)では、第13図(A)に示すように、フレキシブルダイ90の内側に形成された穴9には、スポンジ42が刃先2aよりも突出した状態で嵌め込まれている。この状態の上部プラテン32が下降し、ワーク38が切断された時点(上部プラテン32の静止状態)では、第13図(B)に示すように、抜き物44がスポンジ42を押圧してフレキシブルダイ90の内側に嵌まり込む。その後、上部プラテン32が上昇すると、さらに、第13図(C)に示すように、抜き物44は、スポンジ42の弾性力によってスポンジ42から脱離する。
なお、以上の製造工程において、第1図及び第2図に示す押切刃2(両刃)を形成する場合、例えば刃角60度で刃先深度Sが0.3mm,0.4mmの押切刃、あるいは刃角50度で刃先深度Sが0.3mm,0.4mmの押切刃を得ることが可能である。また、第5図に示す押切刃20(片刃)を形成する場合、例えば刃角45度で刃先深度Sが0.4mmの押切刃、あるいは刃角40度で刃先深度Sが0.4mmの押切刃を得ることが可能である。
ここで、フレキシブルダイに形成する押切刃としては、第2図及び第5図の形状のほか、第8図(A)及び(B)に示す形状の押切刃52,62を挙げることができる。
以上の製造方法で用いるフォトレジスト、エッチャント、レジスト剥離剤などは、特に限定されず、エッチング刃の製作において一般に使用されているものであれば、任意のものを使用することができる。
以上の製造方法では、カッティングラインが矩形(4角アール)の押切刃の例を示したが、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。
また、本発明は、押切刃が連続形成されたフレキシブルダイ(抜きダイ)のほか、カッティングラインに沿ってカット部/アンカット部が交互に連続するミシン刃にも適用できる。
さらに、シールなどの半抜きに限られず、全抜きにも適用できる。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明のフレキシブルダイによれば、押切刃の根元部の幅を、従来のフレキシブルダイの押切刃の根元部の幅よりも小さくすることができ、厚みの厚い材料を抜く場合であっても、材料の加工部分の上下(表裏)の寸法の差を小さくすることができ、加工精度を高めることができる。しかも、垂直突部の先端のみに刃先を加工しているので、材料を抜く際に押切刃に掛かる圧力が小さくて済み、押切刃の耐久性が向上し、押切刃の使用期間を長くすることができ、生産性の向上とともに製品コストを抑えることもでき、経済的にも有益である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明のフレキシブルダイの実施形態の要部斜視図である。
第2図は、第1図のフレキシブルダイの縦断面図である。
第3図および第4図は、第1図のフレキシブルダイの製造方法の一例の説明図である。
第5図は、本発明のフレキシブルダイの他の実施形態の要部縦断面図である。
第6図は、第1図のフレキシブルダイの製造方法の他の例の説明図である。
第7図は、第1図のフレキシブルダイの製造方法の別の例の説明図である。
第8図は、フレキシブルダイに形成する押切刃の変形例を示す図である。
第9図は、本発明のフレキシブルダイの別の実施形態の縦断面図である。
第10図は、第9図のフレキシブルダイの製造方法の一例の説明図である。
第11図は、第9図のフレキシブルダイの製造方法の他の例の説明図である。
第12図は、第9図のフレキシブルダイを平板打抜機に適用した構成を示す模式的正面図である。
第13図は、第9図のフレキシブルダイを平板打抜機に適用した場合の作用説明図である。
第14図は、第3図の製造方法に用いるフォトマスクを模式的に示す平面図である。
第15図は、第3図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。
第16図は、台紙つきシールの例を示す正面図である。
第17図は、従来のフレキシブルダイの要部縦断面図である。
第18図は、従来のロータリ打抜機の模式的斜視図である。
第19図は、従来の平板打抜機フラットダイの模式的正面図である。
Claims (5)
- フレキシブル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、押切刃が、フレキシブルベースから垂直に突出する垂直突部の先端に、両刃または片刃が加工された形状となっていることを特徴とするフレキシブルダイ。
- フレキシブル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を製造する方法であって、
金属板の表面にフォトレジストを一様に積層し、そのフォトレジスト膜を露光した後、現像を行うことにより、上記金属板の表面上に押切刃形成部に相当する部分にレジストパターンを形成し、その後、そのレジストパターンをマスクとして上記金属板のエッチングを所定深さに達するまで行なうことにより、フレキシブルベースとこのベースから突出する突部を形成した後、その突部の側面を切削して垂直突部を形成し、次いで垂直突部の先端に両刃または片刃の刃先加工を施すことを特徴とするフレキシブルダイの製造方法。 - フレキシブル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を製造する方法であって、
金属板の表面にフォトレジストを一様に積層し、そのフォトレジスト膜を露光した後、現像を行うことにより、上記金属板の表面上に押切刃形成部に相当する部分にレジストパターンを形成し、その後、そのレジストパターンをマスクとして上記金属板のエッチングを所定深さに達するまで行うことにより、フレキシブルベースとこのベースから突出する突部を形成した後、その突部の先端に両刃または片刃の刃先加工を行い、その後その刃先加工を行った突部の側面を切削して垂直突部を形成することを特徴とするフレキシブルダイの製造方法。 - フレキシブル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を製造する方法であって、
金属板の表面にフォトレジストを一様に積層し、そのフォトレジスト膜を露光した後、現像を行うことにより、上記金属板の表面上に押切刃形成部に相当する部分にレジストパターンを形成し、その後、そのレジストパターンをマスクとして上記金属板のエッチングを所定深さに達するまで行なうことにより、フレキシブルベースとこのベースから突出する突部を形成した後、その突部の側面をワイヤ放電加工により垂直突部を形成し、次いで垂直突部の先端に両刃または片刃の刃先加工を施すことを特徴とするフレキシブルダイの製造方法。 - フレキシブル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を製造する方法であって、
金属板の表面にフォトレジストを一様に積層し、そのフォトレジスト膜を露光した後、現像を行うことにより、上記金属板の表面上に押切刃形成部に相当する部分にレジストパターンを形成し、その後、そのレジストパターンをマスクとして上記金属板のエッチングを所定深さに達するまで行うことにより、フレキシブルベースとこのベースから突出する突部を形成した後、その突部の先端に両刃または片刃の刃先加工を行い、その後その刃先加工を行った突部の側面をワイヤ放電加工により垂直突部を形成することを特徴とするフレキシブルダイの製造方法。
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