TWI451954B - 使用旋轉圓切刀之切割裝置、使用該切割裝置之片狀物之製造方法，以及由該方法所製得之片狀物 - Google Patents

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Description

使用旋轉圓切刀之切割裝置、使用該切割裝置之片狀物之製造方法，以及由該方法所製得之片狀物
本發明係關於一種使用旋轉圓切刀之切割裝置(slitter)、使用該切割裝置切成之片狀物之製造方法、及由該方法所製得之片狀物。更詳細言之，係關於旋轉圓切刀之壽命長且所切割之片狀物之切割面美觀之切割裝置、使用該切割裝置切成之片狀物之製造方法，及由該方法所製得之片狀物。
以往，有一種使用旋轉圓切刀之切割裝置，係藉由將捲繞成捲筒狀之長形片料(sheet)自動地送出，並且將片料插通至設置於與送出方向垂直之寬度方向之由一對上切刀、下切刀所成之旋轉圓切刀之間，而將片料切割成所希望之寬度，該切割裝置係經常使用在噴墨用紙、影印用紙等各種紙製品或藥膏片或敷臉片材等藥劑片、偏光薄膜或相位差薄膜等所代表之光學薄膜領域。在上述用途中，以所希望之寬度切割具有至少1個基材片及至少1個黏著層之複合片狀物(例如隔著偏光薄膜及黏著層而由保護薄膜所構成的偏光板)時，會有以下等缺點：因形成黏著層之黏著劑會附著在切刀表面，使切刀本身具有黏著力，故薄膜基材與黏著層會隨著切刀之移動而剝離，或切片口歪斜，甚至黏著劑會附著在所切割之片料切割面而使商品價值降低。
先前技術揭示有一種為了解決上述缺失而將氟樹脂等被覆在切刀之表面的方法(參照專利文獻1、2)，使用旋轉圓切刀之切割裝置係將上切刀與下切刀相交錯而切割片狀物，因此會有因兩切刀之摩擦而造成所被覆之樹脂剝離而失去被覆效果，或從切刀剝離之氟樹脂成為異物混入於所切割之片料之情形，因此在如光學用途等忌諱異物之混入的領域中，並不一定能滿足其需求。而且，在使用旋轉圓切刀之切割裝置中，由於成為在上切刀與下切刀之各外周圓之接點切割片狀物的構造，因此由於圓切刀安裝部之加工精密度或旋轉部之軸振動、甚至圓切刀之加工精密度等，在圓切刀之切刀會產生大的軸向振動而造成刀尖端之磨削或磨耗激烈，結果會因圓切刀之壽命短而造成圓切刀之更換頻率變高而導致作業效率的降低。此外，若因刀尖端磨耗而失去銳利性，則會有失去片狀物切割面之銳利性而使商品價值降低等缺失。
[專利文獻1]日本特開平8-197487號(1996年8月6日公開)
[專利文獻2]日本特開2005-288583號公報(2005年10月20日公開)
本發明之目的係提供一種使用旋轉圓切刀之切割裝置，其係在切割後之片狀物的切割面美觀、刀尖端之磨耗或磨削少且切刀之使用壽命長者。
本發明之主要特徵係提供一種使用旋轉圓切刀之切割裝置，其係一邊使環狀之一對上切刀與下切刀之相對向之面在其外周緣接觸，一邊使該環狀1一對上切刀與下切刀旋轉，以進行插通於前述上切刀與下切刀之間的片狀物之切割者，該切割裝置之特徵為：使用由上切刀與下切刀之硬度不同之材料所構成的切刀。
本發明之另一特徵係在本發明之主要點中所記載之使用旋轉圓切刀之切割裝置中，上切刀與下切刀之切刀材料係由工具鋼-超硬、工具鋼-陶瓷、超硬-陶瓷所成之組合的至少一種所構成。
本發明之其他具體例係在本發明之主要特徵中所記載之使用旋轉圓切刀之切割裝置中，切割對象片狀物係具有至少1個基材片及至少1個黏著層之複合片狀物。
本發明係提供一種利用使用有旋轉圓切刀之切割裝置來製造片狀物之製造方法。特別是，提供一種片狀物之製造方法，該片狀物係具有至少1個基材片及至少1個黏著層之複合片狀物。
再者，本發明係提供一種利用上述本發明之使用旋轉圓切刀之切割裝置切割而成之片狀物。特別是，提供一種被切斷之片狀物為具有至少1個基材片及至少1個黏著層之複合片狀物。
在使用旋轉圓切刀之切割裝置中，以選擇使用所用之上切刀與下切刀之硬度不同之切刀的簡單方法，可提供一種相較於習知方法刀尖端之磨耗或磨削較少且切刀之使用壽命長的切割裝置，而且可提供一種連續運轉時間長之片狀物之製造方法及切割面美觀之片狀物。
以下，參照圖式更詳細地說明本發明。第1圖係本發明一實施態樣之使用一對旋轉圓切刀之片狀物之切割狀態的概略圖。在通常光學片之製造步驟中所使用之切割裝置，係將由第1圖所示之一對上切刀與下切刀所成之旋轉圓切刀沿著長形片料之寬度方向設置複數個在所希望之切片位置，在該切片位置將長形片料沿著其長度方向插通在該切割裝置時，前述長形片會以所希望之寬度，沿著前述長度方向連續被切割，而在此為了將圖式簡化，係僅以一對旋轉圓切刀來進行說明。在圖中，符號1係顯示上切刀，2係顯示下切刀，3係顯示長形片，4係顯示軸，5係顯示上切刀與下切刀疊合之外周部的寬度，6及7係顯示固持具，6a及7a係顯示固持具表面，8係顯示軸承，9係顯示減速機，10係顯示馬達。
上切刀1係構成為環狀，且環插於軸4之後由固持具6、7所夾持、固定。再者，在第1圖中，固持具6係與軸4形成為一體構造。設置有環狀刃之軸4的另一方端係由軸承8所支持，且經由減速機9而由馬達10所固定之上切刀1係以可旋轉方式構成，下切刀2亦與上切刀1同樣地以可旋轉方式構成。旋轉時，上切刀1與下切刀2係以在外周部疊合之方式配設(第5圖)。該上切刀1與下切刀2相疊合之外周部的寬度5(第6圖)係稱為重疊面(lap)，雖不是依切割對象物、切割厚度及/或切刀直徑而設定者，但重疊面量係通常在0.1mm至1.5mm之範圍實施。運轉時之重疊面量之變動會對切刀之銳利度產生不均而對切割面之品質造成影響，因此建議使用一種使用機器之加工精密度高者，俾不會產生軸之心振動或工具之心偏移。
再者，片狀物切斷面的銳利度不值變動、並且為了減少切割屑之發生或接著劑對切刀之附著的目的，上切刀與下切刀之接觸壓係以不會大幅變動為佳。接觸壓之變動會導致以下缺點：旋轉圓切刀會明顯地產生磨削或不均勻之摩耗而減少圓切刀之壽命。要掌握刀尖端之該接觸壓的變動，可採用以垂直軸為基點旋轉時圓切刀之最外周(刀尖端)之振動幅度(軸向振動)為指標。該軸向振動係必須以與切刀表面接觸之固持具面、切刀表面之精密加工進行之平滑性的改良，進行使用機器構造之改良，以及使用之材料或裝置之選定等由各種觀點累積之數據加以改良。
以往，在使用旋轉圓切刀之切割裝置中，一般而言，係已知使用硬度為洛式硬度C級(以下稱HRC)60至70(具體而言為62)之SKD(模具鋼)或SKH(高速鋼)等所謂的工具鋼，而在強力要求高精密度之修整或研磨週期等時，係使用HRC68至83之超硬(超硬合金)，再者，依用途可使用氧化鋯或氧化鋁等之陶瓷刀。然而，並沒有使用由上切刀與下切刀之硬度不同之材料所構成的切刀的例子、以及即論述該例子之切刀之壽命及切割面之品質的刊物。本發明乃提供一種使用由上切刀與下切刀之硬度不同之材料所構成的切刀之切割裝置。具體而言，上切刀與下切刀係只要具有HRC約5以上、較佳為約8以上、更佳為約10以上之硬度差者，更具體而言係可使用由一方為工具鋼(更佳為高速鋼)時另一方為超硬或陶瓷、一方為超硬時另一方為陶瓷所構成之切刀。在本發明中，陶瓷切刀係市售之氧化鋯製、氧化鋁製等。使用該材質構成之圓切刀時，顯現片狀物切割面美觀、刀尖端之磨耗較少且切刀之使用壽命長的效果。此外，即使在具有黏著層之複合片狀物的切片中，亦可獲得一種黏著劑對切刀之表面的附著少且黏著劑對切割面的附著亦少之切割面美觀的片狀物。
支持第1圖所示之軸4的軸承8係通常使用如日本特開2007-038331號之第9圖所示之泛用滾珠軸承，但也可藉由背面組合第2圖所示之角滾珠軸承來使用，而可減低10μm至20μm左右之刀尖端之軸向振動。再者，在該軸承使用靜壓空氣軸承時，可使軸向振動幅度比角滾珠軸承更減低5μm左右，而可大幅減低切割阻力。
如第3圖所示，將上切刀1環插在軸，並對夾壓固定上切刀1之固持具6、7之與上切刀1接觸的固持具表面6a、7b進行挖槽加工，以減低與上切刀1之平面的接觸面積，由此與未進行該加工者相比較，可減低軸向振動幅度。
與固持具6、7之圓切刀平面接觸之部分的形狀係只要為可均勻地夾壓圓切刀平面之構造即可，接觸部亦可為形成環狀或海、島構造者。上述構造係以亦適用於下切刀2之固持具6、7者為佳。在第3圖中，加工係顯示固持具6、7之兩者的例，亦可依需要例示任一者。
以旋轉圓切刀進行之片狀物的切割係使用以下構造：在上切刀、下切刀之任一方具有馬達等驅動源，另一方利用從對向接觸之切刀的外周緣所承受之力而進行旋轉驅動的構造；該等旋轉驅動源係除了裝設在上切刀、下切刀之兩方之外，亦可積極地從兩方對片狀物進行切入，因此可承受因刀尖端參差不齊造成之銳利度變動等的擾亂。再者，由於亦可改變上切刀、下切刀之旋轉速度，因此對於在片狀物之厚度方向具有異向性之材料或具有黏著層之複合片狀物或難以切割之片狀物的切割條件設定之自由度會提升，因而較為理想。
再者，上切刀1、下切刀2係如第1圖所示，各個旋轉軸雖亦可平行，但由於最初接觸於切割對象物之薄膜狀物的部分為切割點，因此兩把旋轉切刀之一方的旋轉軸係在相對於另一方旋轉軸(在水平面內)略為傾斜(例如0.1°至2.0°)配設時，上切刀與下切刀係恆常地以一點接觸(稱為前束角，toe-in angle)。因此，相較於將上下2把旋轉切刀平行地配設在旋轉軸之情形，切刀之銳利度變佳，且由於使刀尖端避開而使刀尖端不會再接觸切割後之片料剖面，因而可獲得一種不會因切刀之摩擦而造成片之損傷、在具有黏著層之複合片狀物中不會有黏著物或切粉之附著之切割面美觀的片狀物。
(實施例)
以下，以實施例詳細說明本發明，本發明並非限定於該實施例者。
在第1圖所示之使用旋轉圓切刀之切割裝置中，在由聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol，簡稱PVA)所構成之厚度30μm之偏光薄膜(將kuraray維尼纖VF-PS# 7500、聚合度2400、皂化(saponification)度99.99莫耳%以上之日本kuraray (股)製之PVA薄膜浸漬在含有碘/碘化鉀之水溶液中並進行染色處理，同時進行一軸延伸，然後浸漬在碘化鉀/硼酸水溶液並進行硼酸處理而得者)從上下貼合厚度75μm之三醋酸纖維素薄膜(稱為TAC薄膜，日本富士軟片公司製造，TD80UL H)，並且在該TAC薄膜表面貼合厚度25μm之丙烯系黏著劑(黏著層)(日本Lintec公司製，商品名P-3132)，並且在該TAC薄膜上貼合厚度38μm之聚對苯二甲酸乙二酯系保護薄膜(日本藤森工業社製，商品名AS3-304)而構成光學片，使用該光學片，以下述條件進行切片，並對片狀物之切割面、旋轉圓切刀之壽命、黏著劑對背切刀尖端之附著狀況進行實驗。將結果表示如下。
(實驗例1)
將切刀直徑：98mm、切刀厚度：2mm、刀先端角：40°、HRC76之超硬製圓切刀(日本京瓷公司(股)製，Φ98×2T-FW35)作為上切刀1，將切刀直徑：98mm、切刀厚度：2mm、刀尖端角：40°、HRC64之高速鋼切刀(SKH51，日本東洋刀刃(股)製，40°T)作為下切刀2，來進行配設。旋轉圓切刀之前束角為0.5°，重疊量為0.4mm。使用該切割裝置，以線速度10m/分、切刀周速11m/分旋轉上述光學片。此時之刀尖端振動(軸向振動)係上切刀10μm、下切刀9μm。在該條件下，對光學片進行2500m之切片加工後，以光學顯微鏡調查上切刀、下切刀之磨損、刀尖端之磨耗狀況，並未觀察到磨損及刀尖端之磨耗。再者，光學片之切割面幾乎沒有黏著劑之溢出或附著，而呈現美觀。
第7圖至第9圖係顯示拍攝上述狀況的顯微鏡照片，第10圖係顯示數位照片。第7圖係觀察以本切刀之構成(超硬-高速鋼)將光學片切割2500m時之超硬圓切刀(上切刀)之刀尖端之狀況者，左側之圖為切割前之刀尖端狀況，右側之圖為切割後之刀尖端狀況。
第8圖(a)係顯示以本切刀之構成(超硬-高速鋼)將光學片切割2500m時之光學片之切割面的圖，第8圖(b)係切割面之斜視圖。
第9圖(a)係顯示以本切刀之構成(超硬-高速鋼)將光學片切割2500m後之上切刀之刀尖端狀況的圖，第9圖(b)係將光學片切割2500m後之下切刀之刀尖端狀況的圖。
第10圖係顯示採用本切刀構成(超硬-高速鋼)之切割裝置將切片過之光學片予以捲繞之滾筒之剖面的數位照片。
(實驗例2)
在實驗例1中，除了使用切刀直徑：98mm、切刀厚度：2mm、刀先端角：40°、HRC76之氧化鋯製圓切刀(日本京瓷公司(股)製)作為上切刀，並使用與實驗例1所使用者相同之高速鋼切刀作為上切刀2以外，在與實驗例1相同之條件下進行切片加工。此時之刀尖端振動(軸向振動)係上切刀8μm、下切刀9μm。在該條件下，對光學片進行2500m之切片加工後，以光學顯微鏡調查上切刀、下切刀之磨損、刀尖端之磨耗狀態，並未觀察到磨削及刀尖端之磨耗。再者，光學片之切割面幾乎沒有黏著劑之溢出或附著而呈現美觀。
(比較實驗例)
在實驗例中，除了上切刀材質、下切刀材質皆使用與在實驗例1中所用者相同之高速鋼(SKH51)以外，在與實驗例相同之條件下進行實驗。該旋轉圓切刀之前束角為0.5°，重疊量為0.4mm。使用該切割裝置，以線速度10m/分、切刀周速11m/分旋轉上述光學片。此時之刀尖端振動(軸向振動)係上切刀10μm、下切刀9μm。在該條件下切割與在實驗例1中所用者相同之光學片)切割長度為約300m且黏著劑對刀尖端之附著明顯，亦發現在切割面亦附著有黏著劑，因此停止實驗，觀察刀尖端時，刀尖端係產生磨耗及磨損，逐漸劣化，且發現有明顯之黏著劑的附著。
第11圖至第13圖係顯示拍攝上述狀況的顯微鏡照片，第14圖係顯示數位照片。第11圖係觀察以本切刀之構成(高速鋼-高速鋼)將光學片切割300m時之工具刀尖端之狀況者，左側之圖為切割前之刀尖端狀況，右側之圖為切割後之刀尖端狀況。
第12圖(a)係顯示以本切刀之構成(高速鋼-高速鋼)將光學片切割300m時之光學片之切割面的圖，第12圖(b)係切割面之斜視圖。
第13圖(a)係顯示以本切刀之構成(高速鋼-高速鋼)將光學片切割300m後之上切刀之刀尖端狀況的圖，第13圖(b)係下切刀之刀尖端狀況的圖
第14圖係顯示採用本切刀構成(高速鋼-高速鋼)之切割裝置將切片過之光學片予以捲繞之滾筒之剖面的數位照片。
 (產業上之利用可能性)
依據本發明，可提供一種具備優良特性之切割裝置。因此可期待在噴墨用紙、影印用紙等各種紙製品、藥膏片及敷臉片材等藥劑片、以及偏光薄膜及相位差薄膜等所代表之光學薄膜領域上的利用。
1‧‧‧上切刀
2‧‧‧下切刀
3‧‧‧長形片
4‧‧‧軸
5‧‧‧外周部的寬度
6、7‧‧‧固持具
6a、7a‧‧‧固持具表面
8‧‧‧軸承
9‧‧‧減速機
10‧‧‧馬達
第1圖係用於本發明之使用旋轉圓切刀之切割裝置的概略圖。
第2圖係切割裝置之軸承部為角滾珠軸承之概略圖。
第3圖係顯示與圓切刀表面接觸之固持具面之形狀的概略剖面圖。
第4圖係上切刀與下切刀之前束(toe-in)之概略圖。
第5圖係顯示上切刀與下切刀之疊合的概略圖。
第6圖係上切刀與下切刀之疊合外周部之寬度的概略圖。
第7圖係顯示以實驗例1之本切刀之構成(超硬-高速鋼)將光學片切割2500m時之超硬製圓切刀之刀尖端之狀況的圖。
第8圖(a)及(b)係顯示以實驗例1之本切刀之構成(超硬-高速鋼)將光學片切割2500m時之光學片之切割面的圖。
第9圖(a)及(b)係顯示以實驗例1之本切刀之構成(超硬-高速鋼)將光學片切割2500m後之上切刀與下切刀之刀尖端狀況的圖。
第10圖係採用實驗例1之本切刀構成(超硬-高速鋼)之切割裝置將切片過之光學片予以捲繞之滾筒的側面圖。
第11圖係顯示以比較例之本切刀之構成(超硬-高速鋼)將光學片切割300m時之工具切刀之狀況的圖。
第12圖(a)及(b)係顯示以比較例之本切刀之構成(超硬-高速鋼)將光學片切割300m時之光學片之切割面之的圖。
第13圖(a)及(b)係顯示以比較例之本切刀之構成(超硬-高速鋼)將光學片切割300m後之上切刀與下切刀之刀尖端狀況的圖。
第14圖係採用比較例之本切刀構成(超硬-高速鋼)之切割裝置將切片過之光學片予以捲繞之滾筒的側面圖。
1‧‧‧上切刀
2‧‧‧下切刀
3‧‧‧長形片
4‧‧‧軸
5‧‧‧外周部的寬度
6、7‧‧‧固持具
8‧‧‧軸承
9‧‧‧減速機
10‧‧‧馬達

Claims (8)

  1. 一種使用旋轉圓切刀之切割裝置，係一邊使環狀之一對上切刀與下切刀之相對向之面在其外周緣接觸，一邊使該環狀之一對上切刀與下切刀旋轉，以進行插通於前述上切刀與下切刀之間的片狀物之切割者，該切割裝置之特徵為：於上切刀與下切刀使用由硬度不同之材料所構成的切刀，並且具備夾壓固定上切刀之固持具、及夾壓固定下切刀之固持具中之至少一者，夾壓固定上切刀之固持具之與上切刀接觸的固持具表面、及夾壓固定下切刀之固持具之與下切刀接觸的固持具表面係進行挖槽加工。
  2. 如申請專利範圍第1項之使用旋轉圓切刀之切割裝置，其中，上切刀與下切刀之切刀材料係具有洛式硬度(Rockwell hardness)C級為5以上之差者。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項之使用旋轉圓切刀之切割裝置，其中，上切刀與下切刀之切刀材料係工具鋼-超硬、工具鋼-陶瓷、超硬-陶瓷所成之組合的至少一種。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項之使用旋轉圓切刀之切割裝置，其中，切割對象片狀物為具有至少1個基材片及至少1個黏著層之複合片狀物。
  5. 一種片狀物之製造方法，係利用申請專利範圍第1項之使用旋轉圓切刀之切割裝置。
  6. 如申請專利範圍第5項之片狀物之製造方法，其中，片狀物為具有至少1個基材片及至少1個黏著層之複合片 狀物。
  7. 一種片狀物，係利用申請專利範圍第1項之使用旋轉圓切刀之切割裝置切割而成者。
  8. 如申請專利範圍第7項之片狀物，其中，該片狀物為具有至少1個基材片及至少1個黏著層之複合片狀物。
TW098104930A 2008-02-19 2009-02-17 使用旋轉圓切刀之切割裝置、使用該切割裝置之片狀物之製造方法，以及由該方法所製得之片狀物 TWI451954B (zh)

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