TWI542457B

TWI542457B - 用以切割膜之刀具與設備

Info

Publication number: TWI542457B
Application number: TW103136048A
Authority: TW
Inventors: 井村淳史
Original assignee: 三星國際機械股份有限公司
Priority date: 2014-10-17
Filing date: 2014-10-17
Publication date: 2016-07-21
Also published as: CN105522608A; JP6540276B2; CN105522608B; TW201615370A; JP2016078229A; KR20160045552A

Description

用以切割膜之刀具與設備

本發明係關於一種切割薄膜之刀具，尤其適用於切割用於一基板之薄膜之刀具，亦可為用於切割貼附於一玻璃基板上之薄膜之刀具；本發明亦係關於種切割膜之設備，其使用本發明之切割刀具。

目前各種功能之膜被應用於大小尺寸的基板上，而基板又被廣泛地運用在電子產品上，例如，玻璃基板為面板之重要零件，其上可搭載液晶顯示裝置、具偏光效果之膜、或具各種不同特性之保護膜等；又或者，為貼附於基板上之具光阻特性之高分子膠膜。在製造程序中，必須將生產出來的整片或整捲的膜裁切成所欲尺寸，或是將已經貼附於基板上之膜依據所欲尺寸切割後，再進行後續加工。

習知切割膜之方法如圖1至圖3所示。通常，待切割膜20係如圖1、圖2A、圖2B所示，先被水平覆蓋至一墊板30上，然後刀具10滑動方式或瞬間上下移動方式進行切割。刀頭之硬度必須大於待切割膜之硬度。該墊板30可為樹脂、塑膠等材質所形成之加工台。

習知切割膜之方法亦可如圖2C所示，於欲裁切位置及其周圍之上下方以一成對金屬切刀10'夾住，金屬切刀10'瞬間上下錯位使得膜被切斷。

另一習知切割膜之方法如圖3所示，基板40，常見者為強化或未強化之玻璃基板40，其上以靜電或其他方式貼附有一層膜，以圓盤形旋轉式刀具對於該膜進行切割。因膜與基板40強度不同，切割膜之刀具之刃部一般而言必須具有大於膜之硬度而小於玻璃表面之硬度，以便能切斷膜，但不會傷害基板。

然而，一般刀具於切割膜時，因與基板或墊板接觸而持續磨耗，造成鈍化。如何能在切割作業的條件盡量維持不變、且刀具因切割而持續磨耗的情況下，使刀具仍可持續使用到一段很長時間，減少換刀具與停機之成本，此問題於待切割膜下方為塑膠或金屬類的墊板之情形亦同樣存在。為解決此一問題，本發明提出如下之刀具與設備。

本發明之一目的在於提供一種能在切割作業的條件盡量維持不變，而刀具因切割而持續磨耗的情況下，仍可持續使用到一段很長時間、減少停機時間的切割膜的刀具。此種用以切割膜之刀具具有一刃部、一刀身、一過渡區形成於該刃部與該刀身之間，以及一刃底，其位於該刀具底部且自該刃部沿該過渡區朝該刀身方向形成；該刃部之形狀為：在切割時，在與該待切割膜之表面垂直之平面上，相對於該待切割膜之表面形成一角度(θ)，該角度(θ)介於9度與171度之間；該刃底形成一與該待切割膜之表面平行之平面；該刃部與該刃底及其附近區域之硬度大於該膜之硬度。該刃部之寬度d可為0，或是趨近於0，例如0至15μm，該刃底在沿切割方向之長度較佳約為20至1000μm。該刀具至少於該刃部與該刃底及其附近區域具有一強化層。該刀具至少於該刃部與該刃底及其附近區域之最外部覆有不易沾附髒污及/或接著劑之塗覆層，例如可貼一層鐵氟龍膠帶，或塗覆氟樹脂等含氟化合物等。於該待切割膜附著於基板上之情形，該刃部與該刃底及其附近區域之硬度小於該基板之硬度。該刀具係由合金鋼或不銹鋼製成。

本發明之目的在於進一步提供一種既可提升刀具壽命、又不會造成嚴重的膜剝離現象的刀具。該種用以切割膜之刀具具有一刃部、一刀身、一刃後部形成於相對於刃部之位置，一刃底位於該刀具之底部，為一與該待切割膜之表面平行之平面，且自該刃部延伸至該刃後部，以及一過渡區，其形成於該刃底與該刀身之間；該刃部、該刃底與該刃後部形成一切割部；該刃部之形狀為：在切割時，在與該待切割膜之表面垂直之平面上，相對於該待切割膜之表面形成一大於0度之角度(α)；該刃後部之形狀為：在切割時，在與該待切割膜之表面垂直之平面上，相對於該待切割膜之表面形成一角度(β)，該角度(β)大於0度，且角度β減去角度α小於90度；該角度β可大致等於該角度α；或者，角度α與角度β介於1至30度；又或者，角度α與角度β皆小於45度。該切割部之硬度大於該膜之硬度。於一實施例中，切割部之寬度為沿著該刃部向該刃底漸縮，較佳是縮至寬度為0，在刃底的表面寬度則為自刃部寬度最窄處朝向刃後部漸增至一寬度d，該寬度d較佳約為50μm至300μm。該刃底在沿切割方向之長度D較佳約為20至1000μm。該刀具至少於該切割部具有一強化層。該刀具至少於該刃部與該刃底及其附近區域之最外部覆有不易沾附髒污及/或接著劑之塗覆層，例如可貼一層鐵氟龍膠帶，或塗覆氟樹脂等含氟化合物等。於該待切割膜附著於基板上之情形，該刃部與該刃底之硬度小於該玻璃基板之硬度。該刀具係由合金鋼或不銹鋼製成。

本發明之再一目的為提供一種使用可提升刀具使用壽命之使用一切割膜的刀具之切割膜設備，該設備亦能進一步減少加工中之膜剝離現象。該切割膜設備提供一加工台，將一待切割膜平整地覆蓋於該加工台上，或將一已貼附有一待切割膜(20)之一玻璃基板置於加工台位置，其後進行切割加工。該切割膜設備可具有一送料裝置用以將待切割膜平整地覆蓋於待切割之玻璃基板上，或將一已貼附有一待切割膜(20)之一玻璃基板送入設備之加工台位置。該切割膜設備進一步具有一切割基板裝置，以刀具切割膜之後，可用該切割玻璃基板裝置進行玻璃基板之切割與分斷作業。該切割膜設備可進一步具有一防剝膜裝置。

10、10'‧‧‧刀具

12‧‧‧刀具

13‧‧‧刀具

20‧‧‧膜

30‧‧‧墊板/工作台

40‧‧‧基板

121‧‧‧刃部

123‧‧‧刀身

124‧‧‧過渡區

125‧‧‧刃底

131‧‧‧刃部

133‧‧‧刀身

134‧‧‧過渡區

135‧‧‧刃底

136‧‧‧刃後部

137‧‧‧切割部

d‧‧‧刃部之寬度

D‧‧‧刃底在沿切割方向之長度

α‧‧‧刃部相對於待切割膜之表面形成之角度

β‧‧‧刃後部相對於待切割膜之表面形成之角度

θ‧‧‧刃部相對於待切割膜之表面形成之角度

圖1顯示以習知刀具切割膜之方式。

圖2A至2B顯示另一種以習知刀具切割膜之方式。

圖2C顯示以習知上下夾斷式刀具切割膜之方式。

圖3顯示另一種以習知刀具切割膜之方式。

圖4A顯示本發明第一實施例之用以切割膜刀具之立體示意圖。

圖4B顯示本發明第一實施例之用以切割膜之刀具由刃部方向(y方向)觀看之示意圖，並顯示刀具經切割而磨損之情形。

圖4C顯示本發明第一實施例之用以切割膜刀具於切割時由側邊(x方向)觀看之可能實施態樣之示意圖。

圖5A顯示本發明第二實施例之用以切割膜刀具之立體示意圖。

圖5B顯示本發明第二實施例之用以切割膜刀具於切割時由側邊觀看之示意圖。

圖5C顯示圖5B中之A部分之局部放大圖。

圖5D顯示本發明第二實施例之用以切割膜之刀具之A部分由刃部方向觀看之示意圖。

圖5E顯示本發明第二實施例之用以切割膜之刀具之A部分由刃底方向觀看之示意圖。

圖6A顯示本發明另一實施例之用以切割膜刀具之切割部與局部刀身由側邊觀看之示意圖。

圖6B顯示圖6A之實施例由刃部方向觀看之示意圖。

本發明之第一實施例請參圖4A至4C。圖4A顯示一刀具12之大致形狀；該用以切割一膜20之刀具12具有一刃部121、一刀身123、一過渡區124，以及一刃底125。該過渡區124形成於該刃部121與該刀身123之間，該刃底125位於該刀具底部且自該刃部121沿該過渡區124朝該刀身123方向形成，並自該刃部121向該刀身123逐漸變寬。

請參圖4B、4C，該刃部121與該待切割膜20之表面形成一角度θ，詳細言之，該刃部121係在切割時與該待切割膜(20)之表面垂直之一平面上，一般而言，該刃部121之高度大於膜之厚度，且相對於該待切割膜20之表面形成一角度θ。如圖4C所示，該角度θ介於9度與171度之間。該刃部之寬度d可為0，或是趨近於0，例如0至15μm。

該刃底125係於切割膜20時直接接觸膜20，甚至接觸膜20下方之該墊板30或該基板40之部位(圖4B、4C中顯示膜20下方為基板40僅屬例示)；該刃底125為該刀具12之底部所形成之一與該待切割膜20之表面平行之平面。該刃底125在沿切割方向之長度D較佳約為20至1000μm。以此種刀具12切割膜時，如圖4B所示，刀具會由刃底125部分逐漸向上磨損，而一再形成新的刃底125，但切割該膜20用的刃部121卻大致維持足以切開膜之刃部寬度d與大致相同之過渡區124之傾斜或圓弧角度，因此，刀具12雖因切割而磨耗，但仍可在切割條件大致維持不變之情形下讓該刀具12使用一段較長之時間。

為避免受到已切割之膜之帶動使得即將被切割處發生膜自基板40或墊板30上剝離之現象，於切割加工時，可在刀具兩側朝向行進方向前方之區域之待切割膜20之上方以一防剝膜裝置(圖未示)將膜20下壓使其平貼於該墊板30或基板40上；該防剝膜裝置可為一對隨刀具前進之橡膠滾輪、向下吹風之裝置、施以靜電之裝置等。

該刀具12之中，至少該刃部121與該刃底125及其附近與膜接觸區域之硬度須大於該膜20之硬度。

本發明之第二實施例如圖5A、5B、5C、5D、5E所示。一用以切割一膜20之刀具13，其具有一用以切割膜20之刃部131、一刀身133、一刃後部136、一刃底135，以及一形成於該刃底135與該刀身133之間的過渡區134。圖5C為圖5B中該刀具用以切割膜之位置處之局部放大圖，如其所示，該刃後部136形成於與刃部131相對之位置。該刃底135位於該刀具13之底部，為一與該待切割膜20之表面平行之平面，是切割時與膜20直接接觸之平面，甚至與待切割膜20下方之墊板30或基板40等直接接觸；該刃底135自該刃部131延伸至該刃後部136。

如圖5C至5E所示，該過渡區134之形狀可為：在該刃部131、該刃底135與該刃後部136所形成之一切割部137處之寬度相對較窄，由該切割部137向該刀身形成逐漸變寬之過渡區形狀。通常該切割部137之最大寬度處不超過3mm；該具有較窄寬度之切割部137之形狀較佳為沿著該刃部131向刃底135漸縮，使刃底部分寬度為切割部137中之最小者。更佳態樣為該刃部131向刃底135漸縮至寬度為0，在刃底135的表面寬度則為自寬度為0的刃部131朝向刃後部136漸增至一寬度d。該寬度d較佳約為50μm至300μm，在一實施例中，寬度d約為200μm。

該刃部131相對於該待切割膜20之表面形成一角度α，詳細言之，該刃部131係形成於在切割時在與該待切割膜20之表面垂直之一平面上，相對於該待切割膜20之表面形成一角度α。

該刃後部136用以與該刃底135、該刃部131形成一有效之切割膜用之切割部137。刃後部136相對於刃底135，亦即，相對於該待切割膜20之表面形成一角度β，詳細言之，刃後部136係形成一在切割時，在與該待切割膜20之表面垂直之一平面上，相對於該待切割膜20之表面形成一角度β。該角度β大於0度，且角度β減去角度α小於90度。該刃底135在沿切割方向之長度D較佳約為20至1000μm，更佳約為450至650μm。

在另一如圖6A與6B所示之較佳實施例中，該刃後部136之該角度β大致等於該刃部131之該角度α；另一較佳實施例為角度α與角度β介於1至30度，又或者角度α與角度β介於1至15度；又一較佳實施例為角度α與角度β皆小於45度。

該切割部137大體上係於可用以切割膜之期間，會與膜持續或反覆接觸之區域，因此其硬度必須大於該膜20之硬度。

圖5A至5E與圖6A、6B之實施例能夠減少即將被切割之膜的部分受到已切割部分之帶動使膜自基板40或墊板30上剝離之現象。但仍可於切割加工時，在刀具兩側朝向行進方向前方之區域之待切割膜20之上方以一防剝膜裝置(圖未示)將膜20下壓使其平貼於該墊板30或基板40上。

為使刀具具有足夠硬度以順利切割膜並提升耐磨耗程度，可採用熱處理硬化法、冷加工硬化法、電鍍鉻或其他耐磨耗金屬材料、披覆耐磨耗材料等方式，使該刀具12、13至少於該刃部121、131與該刃底125、135及其附近等加工中可能與膜接觸之區域具有一硬度經提升之強化層。又，因為，待切割膜20、墊板30等均可能因加工時之高溫而溶出具有黏性之聚合物，或者，待切割膜20可能被以膠類材料貼附於基板40或墊板30上，為避免刀具於切割時沾黏該等膠類物質，該刀具可至少於該刃部與該刃底之最外部，切割部137，或是連同過渡區124在內的任何有可能與膜20接觸之區域，披覆不易沾附髒污或接著劑之材料，例如：含氟化合物如鐵氟龍等。

於先將待切割膜附著於基板40上後始進行切割該膜之情形，該刃部121、131與該刃底125、135之硬度尚須小於該基板40之硬度。

該刀具12、13之材料可由合金鋼或不銹鋼製成，例如：JIS標準之SK120鋼材或是鎢鋼材料。

前述刀具12、13可被搭載於一切割膜設備上。該切割膜設備提供一以樹脂或高分子聚合物、金屬等材料製成之加工台30，並具有一送料裝置，能將待切割膜20送入該設備中並平整地覆蓋於該加工台30上，或將一已貼附有一待切割膜(20)之一玻璃基板送入設備之加工台位置，以進行膜切割加工。該切割膜設備可進一步具有一切割玻璃基板裝置(圖未示)，該送料裝置可將待切割膜20平整地覆蓋於尚未切割之玻璃基板40上，然後先以刀具12、13切割該膜20，再以該切割玻璃基板裝置進行玻璃基板40之切割與分斷作業。

前述之切割膜設備更可進一步具有一防剝膜裝置，用以在刀具兩側朝向行進方向前方之區域之待切割膜20之上方將膜20下壓使其平貼於該墊板30或基板40上；該防剝膜裝置可為一對隨刀具前進之橡膠滾輪、向下吹風之裝置、施以靜電之裝置、習知之壓板等。

以上說明內容並非必然構成對申請專利範圍之限制。在符合本案發明概念之下所為之改做或改良，仍屬於本發明申請專利範圍之內。

13‧‧‧刀具

131‧‧‧刃部

133‧‧‧刀身

134‧‧‧過渡區

135‧‧‧刃底

Claims

一種切割一膜之刀具(12)，該刀具具有一刃部(121)、一刀身(123)、一過渡區(124)形成於該刃部與該刀身之間，以及一刃底(125)，其位於該刀具底部且自該刃部(121)沿該過渡區(124)朝該刀身(123)方向形成；該刃部(121)之形狀為：在切割時，在與該待切割膜(20)之表面垂直之平面上，相對於該待切割膜(20)之表面形成一角度(θ)，該角度(θ)介於9度與171度之間；該刃底(125)形成一與該待切割膜(20)之表面平行之平面；該刃部與該刃底及其附近區域之硬度大於該膜之硬度。
如請求項1所述之刀具，其中，該刃部之寬度(d)為0至15μm，該過渡區(124)自該刃部向該刀身逐漸變寬。
如請求項2所述之刀具，其中，該刃底(125)在沿切割方向之長度(D)為20至1000μm。
如請求項1所述之刀具，該刀具至少於該刃部與該刃底及其附近區域具有一強化層。
如請求項4所述之刀具，該強化層可為以下所列之任何一者：(1)一熱處理硬化層，(2)一冷加工硬化層，(3)一耐磨鍍層，(4)一耐磨披覆層。
如請求項4或請求項5所述之刀具，該刀具至少於該刃部與該刃底及其附近區域之最外部覆有不易沾附髒污或接著劑之含氟化合物。
如請求項1所述之刀具，於該待切割膜附著於玻璃基板(40)上之情形，該刃部與該刃底及其附近區域之硬度小於該玻璃基板(40)之硬度。
如請求項1至5中任一項所述之刀具，該刀具係由合金鋼或不銹鋼製成。
如請求項8所述之刀具，該刀具之材料為SK120。
一種切割一膜之刀具(13)，該刀具具有一用以切割膜之刃部(131)、一刀身(133)、一刃後部(136)形成於相對於刃部(131)之位置，一刃底(135)位於該刀具之底部，為一與該待切割膜(20)之表面平行之平面，且自該刃部(131)延伸至該刃後部(136)，以及一過渡區(134)，其形成於該刃底與該刀身之間；該刃部、該刃底與該刃後部形成一切割部(137)；該切割部(137)之寬度為沿著該刃部(131)向該刃底(135)漸縮；該刃部(131)之形狀為：在切割時，在與該待切割膜(20)之表面垂直之平面上，相對於該待切割膜之表面形成一角度(α)，該角度(α)大於0度；該刃後部(136)之形狀為：在切割時，在與該待切割膜(20)之表面垂直之平面上，相對於該待切割膜之表面形成一角度(β)，該角度(β)大於0度且角度β減去角度α小於90度；該切割部(137)之硬度大於該膜之硬度。
如請求項10所述之刀具，其中，該刃部(131)之該角度(α)介於1度與30度之間。
如請求項10所述之刀具，其中，該刃部(131)之該角度(α)介於1度與15度之間。
如請求項10所述之刀具，其中，該刃後部(136)之該角度(β)大致等於該刃部(131)之該角度(α)。
如請求項10所述之刀具，其中，該刃後部(136)之該角度(β)與該刃部(131)之該角度(α)均小於45度。
如請求項10所述之刀具，其中，該切割部(137)之寬度為沿著該刃部(131)向該刃底(135)漸縮至0，在刃底(135)的表面寬度則為自寬度為0的刃部(131)朝向刃後部(136)漸增至一寬度d，該刃部之寬度d為10μm至300μm；該過渡區之形狀為：在該切割部(137)之寬度較窄，由該切割部(137)向該刀身逐漸變寬。
如請求項15所述之刀具，其中，該刃部之寬度d為200μm。
如請求項15或16所述之刀具，其中，該刃底(135)在沿切割方向之長度(D)為20至1000μm。
如請求項15或16所述之刀具，其中，該刃底(135)在沿切割方向之長度(D)為450至650μm。
如請求項10所述之刀具，該刀具至少於該切割部(137)具有一強化層。
如請求項19所述之刀具，該強化層可為以下所列之任何一者：(1)一熱處理硬化層，(2)一冷加工硬化層，(3)一耐磨鍍層，(4)一耐磨披覆層。
如請求項19或請求項20所述之刀具，該刀具至少於該刃部與該刃底及其附近區域之最外部覆有不易沾附髒污或接著劑之含氟化合物。
如請求項10所述之刀具，於該待切割膜附著於玻璃基板(40)上之情形，該切割部(137)之硬度小於該玻璃基板(40)之硬度。
如請求項10至16中任一項所述之刀具，該刀具係由合金鋼或不銹鋼製成。
如請求項23所述之刀具，該刀具之材料為SK120。
一種使用如前述任一請求項所載刀具之切割膜設備。
如請求項25所述之切割膜設備，其提供一加工台，並具有一送料裝置，其可將一待切割膜(20)送入設備並平整地覆蓋於該加工台上，或將一已貼附有一待切割膜(20)之一玻璃基板送入設備之加工台位置，其後進行膜切割加工。
如請求項26所述之切割膜設備，其進一步具有一切割玻璃基板裝置，於該送料裝置用以將待切割膜(20)平整地覆蓋於待切割之玻璃基板上，再以該刀具切割該膜之後，以該切割玻璃基板裝置進行玻璃基板之切割與分斷作業。
如請求項25所述之切割膜設備，其具有一防剝膜裝置。