WO2022264782A1 - 刃物および刃物の製造方法 - Google Patents

刃物および刃物の製造方法 Download PDF

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WO2022264782A1
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cutting
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blade
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暁 永尾
諒平 大坪
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株式会社ファインテック
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D1/00—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
    • B28D1/22—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by cutting, e.g. incising

Definitions

  • the present invention relates to a knife used for cutting green sheet laminates, etc., which are obtained by mixing a raw material powder containing ceramics with a binder and a solvent, molding the mixture into a sheet, and drying the sheet, and a method for manufacturing the knife.
  • a multilayer ceramic capacitor (hereafter referred to as MLCC (Multi-Layer Ceramic Capacitor)) has a structure in which two electrodes are laminated with a dielectric sandwiched between them. can be made as thin as possible and laminated in multiple layers to achieve miniaturization and large capacity.
  • MLCC Multi-Layer Ceramic Capacitor
  • ceramic dielectric raw material powder is mixed with a binder and a solvent to form a paste, which is then spread as a thin sheet on a plastic carrier film and dried. This is called a green sheet, and a pasty internal electrode material is screen-printed onto this green sheet.
  • the green sheet on which the internal electrodes are printed is cut into a size of several 10 mm square to several 100 mm square, and then stacked while precisely aligning the electrode pattern.
  • the number of laminations ranges from several tens to several hundred layers, and even more than 1000 layers.
  • the green sheet laminated body is cut vertically and horizontally into small pieces by a cutting machine.
  • the dielectric is still half-dried, and is sent to a firing furnace and fired at a temperature of about 1000 to 1300° C. to become ceramics, and external terminals are formed thereon to form an MLCC.
  • green sheet laminates include HTCC (High Temperature Co-fired Ceramics), LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics), various piezoelectric application parts, laminated inductors, dielectric filter chips, chip , thermistors, and chip varistors.
  • Cutting blades of materials include cutting quality, that is, the cutting surface of the object to be cut is not scratched or damaged as much as possible, and the blade itself is durable. In general, it is believed that thin and sharp cutting edges cut into products better and improve cutting quality. On the other hand, sharpening weakens the strength and causes chipping of the cutting edge, which greatly affects cutting quality after the chipping of the cutting edge occurs. In particular, in a laminated structure of a layer containing hard ceramic particles and an internal electrode material having a different cutting resistance, a small chip on the cutting edge is likely to cause delamination and the like.
  • Such a phenomenon is a problem that occurs not only in MLCC green sheet laminates, but also in cutting laminates made of clay materials such as binders mixed with ceramic or hard inorganic powder.
  • Patent Document 1 proposes a green sheet cutting blade that is said to satisfy both stable shape accuracy (durability) and cutting performance.
  • This green sheet cutting blade is made of a WC-Co-based cemented carbide.
  • the cross-sectional shape of the cutting edge in the plate thickness direction is such that the shortest distance between the intersection of two straight lines along the left and right blade surfaces and the tip of the cutting edge is 1 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • making the left and right blade surfaces inclined so as to approach each other from both the left and right sides into a convex curved surface is a method that has been used for a long time to increase the strength of the cutting edge of a Japanese sword. It increases the strength of the cutting edge and prevents chipping without increasing resistance.
  • the tip angle ⁇ is an acute angle in the range of 20 to 45°, and the curvature radius of the circular blade tip is 0.5 ⁇ m or less, including 0.2 ⁇ m.
  • the cutting of the laminate is described with a cutting device having a circular blade in the form of a thin disc.
  • the green sheet cutting blade described in Patent Document 1 can achieve the intended effect for a certain range of objects to be cut, it is required to cut non-homogeneous materials such as green sheets of multilayer capacitors and finer cutting. It has been found that the convex curved surfaces formed on the left and right blade surfaces cause scratches on the cutting surface of the object to be cut and delamination that causes defective products to come off from the laminated portion. Objects to be cut are becoming thinner and finer, and electrode materials with a thickness of 0.4 ⁇ m or less and chip capacitor products with a thickness of 64 ⁇ m or less have been commercialized.
  • the thickness is less than 1 ⁇ m, and in such products, the convex curved surface formed on the blade surface increases the penetration volume during cutting, and the convex curved surface comes into contact with the delicate cut surface, resulting in scratches. The required cutting performance is not obtained.
  • the tip angle and the radius of curvature are specified. However, it is desirable that the edge angle and the radius of curvature of the tip of the edge, which are part of the blade specifications, be optimally set for the physical properties of individual objects to be cut and the required cutting quality.
  • an object to be cut has an organic film mainly composed of a predetermined polymer formed on the surface of a base material, and the organic film has a hardness of HRC70. It is a laminated body in which the hard thin film described above is formed. Therefore, the cutting quality required for the cutting apparatus described in Patent Document 2 is to prevent cracking of the hard thin film during cutting.
  • the ceramic dielectric raw material powder is mixed with a binder and a solvent to form a paste, which is then formed into a plastic carrier film.
  • a paste-like internal electrode material is screen-printed on a green sheet that has been stretched out as a thin sheet and dried. Therefore, it does not have a hard thin film on its surface. Therefore, unlike the cutting quality required for the cutting apparatus described in Patent Document 2, the cutting quality required when cutting the green sheet laminate is not to scratch or damage the cut surface of the object to be cut. .
  • the problem to be solved by the present invention is to maintain cutting quality that does not scratch or damage the cut surface of the object to be cut without providing a convex curved surface on the blade surface that adversely affects the cutting performance. To provide a cutting edge structure with less chipping of the cutting edge during use and excellent durability.
  • the inventor of the present invention conducted a multifaceted investigation from the viewpoint of the cutting mechanism, and found that a knife having a flat cutting blade made of cemented carbide, especially a kitchen knife or Japanese sword with a thickness of several millimeters or more.
  • the tip of the blade is 1 ⁇ m or less from the angle tip (the intersection of two straight lines along the blade surface) that constitutes the blade surface. It has been found that if the cutting edge is positioned and the tip portion has a predetermined curved surface shape, damage to the object to be cut is less likely to occur while effectively preventing breakage of the cutting edge without providing a convex curved surface. .
  • the thickness of the blade refers to the thickness of the base of the region that penetrates into the object to be cut during cutting, and if the thickness of the plate-shaped base is not uniform, it refers to the thickness of the base of the region closer to the cutting edge. do.
  • the present invention has a flat plate-shaped base made of a cemented carbide and a cutting edge portion that is a cutting execution part formed at the end of the base, and the blade thickness of the base is 0.1 mm.
  • the cutting edge has a linear cutting surface inclined so as to approach each other from both surfaces of the base toward the tip side, and the intersection angle of the straight lines (cutting edge configuration angle) is 10 degrees or more
  • the flat-bladed cutting blade refers to a blade having a base that is connected to the cutting edge, which is the cutting execution part, and fixed to a cutting device or a cutting jig, and that has a parallel surface.
  • the side surface of the cutting edge is straight without a convex curved surface
  • the crossing angle of the straight lines is 10 degrees or more and 30 degrees or less
  • the radius of curvature (R ) is 90 nm or more and 300 nm or less and has a non-sharp curved surface shape, so that the damage to the object to be cut can be reduced, and the dispersed ceramic particles can be cut by pushing them well without raising a blade. Therefore, stress concentration on the cutting edge can be prevented, and chipping of the cutting edge can be effectively prevented.
  • the radius of curvature of the tip of the cutting edge positioned in front of the intersection of the extension lines of the cutting surface is 300 nm or less and greater than or equal to the radius of the ceramic particles contained in the object to be cut.
  • the radius of curvature of the tip of the cutting edge depends on the particle size of the ceramic particles contained in the object to be cut. It is desirable to cut into particles to prevent chipping of the cutting edge.
  • the curved surface shape can be a circular arc, a quadratic curve, or the like, but in any case, it is necessary that the tip has no sharp point when viewed at the nano level.
  • the radius of curvature (R) of the tip of the cutting edge located in front of the intersection of straight lines along the blade surface is 90 nm or more and 300 nm or less.
  • the lower limit of the radius of curvature be larger than the size of the radius of the ceramic particles to be used, so that the cutting edge does not hit the ceramic particles and effectively pushes them apart.
  • the tip of the blade for cutting the currently manufactured MLCC green sheet laminate and the crossing angle (blade edge configuration angle) in the range of 10 degrees to 30 degrees
  • the crossing angle blade edge configuration angle
  • the shortest distance between the intersection of two straight lines along the blade surface and the tip of the cutting edge is 1 ⁇ m or less.
  • a lubricating coating layer with a particle size smaller than the radius of curvature to at least the area including the curved surface of the tip of the cutting edge improves the slipperiness of the cutting edge while maintaining constant sharpness. Ceramic particles that disperse in the material. It is desirable to cut while pushing through with less resistance. Commercial lubricating coatings can be used, but in order to improve adhesion to the blade surface and prevent peeling of the coating layer, a primer layer that enhances the adhesion between the blade surface and the coating layer is provided. is preferred.
  • the method for manufacturing a blade of the present invention is a general grinding method for blades, in which the blade edge is ground to a point sharper than the intended edge, and then the tip is gently ground in the blade span direction to obtain the intended edge. It is a method for manufacturing a cutting tool that forms a curved shape at the tip of the cutting edge. With such a manufacturing method, unevenness in the blade length direction can be effectively eliminated.
  • the forming angle of the cutting edge is set to 10 degrees or more and 30 degrees or less, and the radius of curvature (R) of the tip of the cutting edge located in front of the intersection of the extension lines of the blade surface is set to 90 nm or more and 300 nm or less.
  • a lubricating coating layer with a particle size smaller than the radius of curvature on at least the region including the curved surface of the tip of the cutting edge the ceramic particles dispersed in the material can be pushed through with less resistance, and the surface It is excellent in cutting quality with less scratches and sag, and can effectively prevent breakage of the cutting edge during cutting.
  • chipping of 5 ⁇ m or more in the blade span direction it is possible to provide a cutting tool with excellent cutting quality with less scratches and sagging on the surface over the entire blade span direction and with less chipping of the cutting edge.
  • FIG. 2 is an enlarged view of a cutting edge portion of the cutting tool shown in FIG. 1;
  • FIG. 3 is a diagram showing a state in which a cutting edge portion of the cutting tool shown in FIG. 2 is coated; It is a figure which omits a part of 1st area
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the process of manufacturing the blade shown in FIG.
  • FIG. 1 is a diagram of a state in which the blade edge is sharpened, and (B) and (C) are the tip of the blade edge that is ground from (A).
  • 1 is a diagram of a state in which the is a curvature shape.
  • (A) to (C) are electron micrographs of the tip portion of the cutting edge shown in FIGS. 4(A) to 4(C). 1. It is a figure for demonstrating mounting
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a state in which the tip of the cutting edge of the blade shown in FIG. 1 cuts the green sheet laminate; It is a table
  • FIG. 1 is a view showing the entire blade and a partially enlarged view of the blade according to the embodiment of the present invention
  • FIG. FIG. 2 is a diagram showing a state in which the cutting edge is coated
  • FIG. 4 is a diagram partially omitting the first to third regions of the cutting edge shown in FIG. are shown by omitting the part indicated by the wavy line.
  • a cutting tool 10 is made of a WC--Co-based or WC--Ni-based cemented carbide.
  • the blade 10 has a rectangular plate-like base portion 1A and a cutting edge portion 1B, which is a cutting portion formed on one long side (end portion) of the base portion 1A.
  • the blade thickness t of the base portion 1A is formed to be 0.1 mm or more and 0.5 mm or less.
  • the cutting edge portion 1B is formed in a tapered shape that gradually narrows from the base portion 1A.
  • the blade tip portion 1B has straight blade surfaces (straight lines L1, L2) that are inclined from both surfaces of the base portion 1A toward the tip side so as to approach each other.
  • the crossing angle ⁇ of the straight lines L1 and L2 of the cutting edge portion 1B is set to 10 degrees or more and 30 degrees or less.
  • the curvature radius R of the cutting edge tip E located before the intersection of the extension lines of the blade surface (straight lines L1, L2) of the cutting edge 1B is formed in a curved surface shape of 90 nm or more and 300 nm or less. This radius of curvature R can be formed to be equal to or larger than the radius of the ceramic particles contained in the object to be cut, which is 90 nm or more.
  • the shortest distance between the intersection of the two straight lines L1 and L2 along the blade surface and the cutting edge tip E is set to 1 ⁇ m or less.
  • Cemented carbide which is the material of the blade, uses tungsten carbide (WC) with a particle size of 0.3 to 0.7 ⁇ m in order to sharpen the cutting edge without falling off particles.
  • t can be 0.1 mm for electronic component material processing. Since the particle size of the WC is larger than the diameter of the radius of curvature R of the cutting edge tip E, the cutting edge tip E is formed by shaving the WC. Therefore, since the probability that the tip E of the cutting edge is formed by the curved surface of the WC particle surface is reduced, the formation of irregularities on the tip E of the cutting edge can be suppressed. It is important that the cutting stress when shaving the WC particles is smaller than the bonding force with Co or Ni that binds the WC.
  • a cemented carbide material having a hardness of 90 (HRC) or more and a transverse rupture strength of 3.0 to 4.0 GPa is desirable.
  • topcoat particles 3 On the surface of the cutting edge portion 1B of the blade 10 shown in FIG. 2, as shown in FIGS. It can be coated with topcoat particles 3 forming a coating layer).
  • the primer particles 2 and the topcoat particles 3 form a first lubricating coating layer C1 with a thickness of 14 nm. Therefore, the first lubricating coating layer C1 (lubricating coating layer) formed in the region including the curved surface of the cutting edge tip E of the cutting edge 1B has a grain size smaller than the curvature radius R of the cutting edge tip E.
  • the total thickness of the primer particles 2 and topcoat particles 3 on the surface must be 15 nm or less while maintaining the relationship of "primer particles ⁇ topcoat particles".
  • Inorganic particles generally available on the market range from 5 nm to 15 nm in stages, and it is important to create a combination of particle sizes among them that satisfies the above conditions.
  • the particle diameter of the topcoat particles 3 is larger than that of the primer particles 2 is that the surface irregularities of the topcoat layer S2 functioning as a water-repellent coating layer are reduced, resulting in poor water repellency.
  • the topcoat particles 3 forming the topcoat layer S2 form irregularities of inorganic matter, and the fluorine is attached to the topcoat particles 3 like cilia, so that the coating layer has a lotus effect or more. is configured.
  • the first lubricating coating layer C1 is formed up to a region of 10 ⁇ m from the tip E of the cutting edge, and this region is the first region A1. Furthermore, a second lubricating coating layer C2 having a thickness of 30 nm or more, which is thicker than the first lubricating coating layer C1, is formed in a second region A2 continuing from the first region A1 shown in FIG. In the present embodiment, the starting point of the first area A1 is located in front of the blade edge portion 1B, but it may extend up to the portion that contacts the object to be cut during cutting.
  • a third lubricating coating layer C3 following the second lubricating coating layer C2 is a coating layer formed on the flat base 1A.
  • the primer layer S1 is composed of fine particles of an inorganic substance, a base such as a fatty acid salt, an amino group, an alkylbenzene sulfonate, a special polycarboxylic acid-type polymer surfactant, or a formalin condensate of naphthalene sulfonate, which corresponds to an anionic surfactant. Select the one that best matches the material. By determining and using an optimum material selected in terms of surface activation energy, contact angle, etc., a top coat with a contact angle of about 5° is used.
  • a fluorine-based water-repellent coating material is basically used for the top coat layer S2. In addition, it is important to ensure a surface roughness that does not scratch or damage the object to be cut. is suppressed to
  • the cutting edge is ground to a state where it is sharper than the target tip E of the cutting edge.
  • the tip of the cutting edge is sharply pointed.
  • the tip end E of the cutting edge is gradually polished and ground in the blade length direction to obtain the intended curvature shape of the tip end of the cutting edge.
  • the tip E shown in FIG. 2 is thinly coated using a known dipping method. Coating takes advantage of the characteristics of dipping coating, and the cutting edge (cutting edge portion 1B) is positioned on the side surface in the longitudinal direction and dipped in the longitudinal direction. The higher the pulling speed, the thicker the coating layer becomes, and the slower the pulling speed, the thinner the coating layer. Utilizing this property, the topcoat layer (second layer) can be coated after the primer layer (first layer) is coated. Specifically, the pulling speed is applied at a speed of 0.25 to 0.5 mm / S to ensure the curvature radius R of the tip of the cutting edge and to coat up to the second layer without impairing sharpness. A coating layer having a thickness of 15 nm or less can be formed in a region of 10 ⁇ m from the edge E, and a coating layer having a thickness of more than 15 nm can be formed in a region other than 10 ⁇ m.
  • the coating layers (the first lubricating coating layer C1 and the second lubricating coating layer C2) to the cutting tool 10 in this way, it is possible to improve the slipperiness when cutting the object to be cut.
  • FIG. 7 when using the blade 10 to cut, for example, a green sheet laminate, the blade 10 is mounted on a press.
  • the cutting tool 10 is fixed to the mounting part M of the pressing machine that sandwiches the base part 1A, and vertically moves up and down during cutting to cut the green sheet laminate 100, which is the object to be cut.
  • the binder which is a clay substance, has a low cutting resistance, it is possible to reduce the stress concentration on the cutting edge 1B and effectively prevent the chipping of the cutting edge 1B by forming a shape that allows the ceramic particles to be well pushed through. It turns out you can.
  • edge E of the cutting edge into a predetermined curved shape instead of an acute angle.
  • the radius of curvature is too large, as shown in the left diagram of FIG. Since the fracture area becomes large and adversely affects the cutting quality, by keeping the radius of curvature of the cutting edge small, as shown in the right figure, bond failure between the ceramic particles and the binder can be minimized.
  • the radius of curvature of the cutting edge is too small compared to the ceramic particle diameter, when the cutting edge comes into contact with the ceramic particles, the edge of the cutting edge will not be able to push through the ceramic particles, and the edge will stand on the ceramic particles, easily causing chipping. Therefore, it has been found that it is desirable that the radius of curvature of the cutting edge be larger than the size of the ceramic particles used.
  • the crossing angle ⁇ of the straight lines L1 and L2 along the blade surfaces inclined from both surfaces of the base portion 1A toward the tip side so as to approach each other is 10 degrees or more. , 30 degrees or less, and the curvature radius R of the cutting edge E is formed in a curved shape of 90 nm or more and 300 nm or less.
  • the crossing angle ⁇ is less than 10 degrees, the tip E of the cutting edge will stand on the ceramic particles dispersed in the green sheet laminate 100, and the chipping of the tip E of the cutting edge will increase.
  • the crossing angle ⁇ exceeds 30 degrees, the range in which the ceramic particles are pushed aside becomes wide, and the breaking range spreads over a wide range.
  • the radius of curvature R of the cutting edge E is less than 90 nm, the cutting edge E stands on the ceramic particles dispersed in the green sheet laminate 100, and the chipping of the cutting edge E increases. Further, when the radius of curvature R of the tip E of the cutting edge exceeds 300 nm, the range that pushes away the ceramic particles is widened, and the breaking range is widened.
  • the damage to the green sheet laminate 100 can be reduced, and the ceramic particles dispersed in the green sheet laminate 100 can be cut without raising the cutting edge. It is possible to prevent the stress from concentrating on the edge of the cutting edge and effectively prevent the chipping of the tip end portion E of the cutting edge. In addition, since stress concentration on the tip E of the cutting edge can be prevented, there is no need to form a convex curved surface on the blade surface in order to increase the strength, and the occurrence of scratches caused by contact of the convex curved surface with the cutting surface can be prevented. be able to.
  • the cutting tool 10 does not have a convexly curved blade surface that adversely affects the cutting performance, and maintains cutting quality, and has excellent durability with little chipping of the cutting edge during use.
  • Example 10 A cutting tool 10 shown in FIG. 1 was manufactured, an object to be cut was cut, and cutting quality, chipping of the cutting edge, and durability were evaluated.
  • the cutting tool of this example was made of a WC—Co based cemented carbide, and was formed to have a cutting length L of 250 mm, a cutting thickness t of 0.10 mm, and a width W of 20 mm as shown in FIG.
  • the width W1 of the base portion 1A is 18.8 mm
  • the width W2 of the cutting edge portion 1B is 1.2 mm.
  • a PET sheet having a thickness of 2 mm was used as a carrier sheet.
  • Generally used ceramic powder has an average particle size of 100 nm to 1.7 ⁇ m, but in this example, one with an average particle size of 150 nm (radius of 75 nm) was used.
  • a life test was conducted after evaluating the cut surface.
  • the life test was evaluated after performing 1000 cutting tests. At the time of cutting, the work was cut, and the cutting edge part was made to bite into the PET sheet up to 0.5 mm, so that the work was completely cut.
  • “Durability” was evaluated by measuring the amount of wear at the tip of the cutting edge after cutting 1000 times. Judgment was given as “ ⁇ ” when the amount of wear at the tip of the cutting edge was within 1 ⁇ m and the chipping was less than 3 ⁇ m, and when the amount of wear at the tip of the cutting edge was within 1 ⁇ m and the size of chipping was 3 ⁇ m or more and less than 5 ⁇ m. In some cases, it was evaluated as “ ⁇ ”, and in cases where the amount of wear at the tip of the cutting edge was within 1 ⁇ m and the size of chipping was 5 ⁇ m or more, it was evaluated as “X”. Therefore, it can be said that the cutlery with the judgment of " ⁇ " or " ⁇ " satisfies the conditions.
  • the angle of the cutting edge and the radius of curvature of the tip of the cutting edge which are the main specifications of the cutting tool, are determined and set according to the physical properties of individual objects to be cut and the required cutting quality.
  • the blade specifications for obtaining the best cutting quality often differ greatly.
  • the blade of the present invention has a blade thickness of 0.1 mm or more and 0.5 mm or less at the base.
  • the present inventors have made intensive research, and as a result, have obtained the specifications of the blade of the present invention. It is a thing.
  • the present invention is suitable for cutting a green sheet laminate in which green sheets are laminated.

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Abstract

切断性能に悪影響を与える刃面の凸湾曲面を設けることなく、切断品質を維持しつつ、使用時に刃先の欠けが少なく耐久性に優れた刃物を提供する。　刃物１０は、ＷＣ－Ｃｏ系の超硬合金で構成されている。刃物１０は、平板状の基部１Ａと、基部１Ａの端部に形成された切断実行部である刃先部１Ｂとを有している。基部１Ａの刃厚ｔは、０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下に形成されている。刃先部１Ｂは、基部１Ａの両面から先端側に向かい互いに近づくように傾斜した直線状の刃面を有している。この直線の交差角は、１０度以上、３０度以下に形成され、且つ、刃面の延長線の交点より手前に位置する刃先先端部の曲率半径は、９０ｎｍ以上、３００ｎｍ以下の曲面形状に形成されている。

Description

刃物および刃物の製造方法
　本発明は、セラミックを含む原料粉末をバインダと溶剤とに混合してシート状に成形して乾燥させ、積層したグリーンシート積層体等の切断に使用される刃物および刃物の製造方法に関する。
　積層セラミックコンデンサ（以下、ＭＬＣＣ（Multi-Layer Ceramic Capacitor)と称す。）は誘電体を挟んだ２枚の電極を積層した構造で、静電容量は、電極板の面積に比例するので、電極層をできるだけ薄くし、多層積層することで、小型化と大容量化を実現することができる。
　このＭＬＣＣはいくつかの製法があるが、例えば、セラミック誘電体の原料粉末をバインダおよび溶剤と混ぜてペースト状にし、プラスチックのキャリアフィルム上に薄いシートとして延ばし、乾燥させる。これをグリーンシートといい、このグリーンシートにペースト状にした内部電極材料をスクリーン印刷する。内部電極が印刷されたグリーンシートは、数１０ｍｍ角～数１００ｍｍ角のサイズに裁断された後、電極パターンを精密に位置合わせしながら積み重ねる。積層数は数１０～数１００層、多いものでは１０００層以上にも及ぶ。
　こうして積層されたグリーンシート積層体に圧力を加えて圧着・一体化してから、切断機によって縦横に小さくカットする。この段階ではまだ誘電体は生乾きの状態であり、これを焼成炉に送り約１０００～１３００℃ほどの温度で焼成することでセラミックスとなり、これに外部端子が形成されＭＬＣＣとなる。
　また、グリーンシート積層体は、ＭＬＣＣ以外にも、ＨＴＣＣ（High Temperature Co-fired Ceramics）、ＬＴＣＣ（Low Temperature Co-fired Ceramics）の他、各種の圧電応用部品、積層インダクタ、誘電体フィルタチップ、チップ、サーミスタ、チップバリスタなどの製造にも用いられている。
　この様に生乾きの状態で積層されたシートを切断する場合、キャリアフィルム上で切り離さなければならないが、切断抵抗値が大きく異なる誘電体と電極層の多層構造になっており、また、電極材料の厚みは薄いもので０．４ミクロン以下に達し、積層部分からはがれるデラミと呼ばれる不良が発生しやすい。
　材料の切断刃に要求される性質として、切断品質、すなわち、被切断物の切断面にできるだけ傷やダメージを与えないこと、また、刃物自体の耐久性などがある。
　一般に、刃先を薄く尖らせることで、製品への切り込みが良くなり、切断品質は向上すると考えられている。一方で、尖らせることで強度が弱くなり刃先の欠けが生じ、これが刃欠け発生以降の切断品質に大きな影響を与えることになる。特に、硬質のセラミック粒子を含んだ層と切断抵抗の異なる内部電極材料の積層構造体では、刃先の小さな欠けが、デラミ等の大きな原因となりやすい。
　このような現象は、ＭＬＣＣのグリーンシート積層体だけではなく、バインダ等の粘土質材料にセラミックや硬質の無機物粉体が混入している材料の積層体の切断にも同様に生じる問題である。
　特許文献１には、安定した形状精度（耐久性）と切断性能を共に満足するとされる、グリーンシート切断刃が提案されている。
　このグリーンシート切断刃は、ＷＣ-Ｃｏ系の超硬合金で構成され、刃先部を基部の左右両面から互いに近づくように傾斜した左右刃面を凸湾曲面とし、さらに、刃先部には、刃渡り方向に１０μｍ以上の欠けが無く、刃先部の板厚方向の断面形状は、左右刃面に沿った２本の直線の交点と刃先先端の最短距離が１μｍ以上、１０μｍ以下としている。
　このように、左右両面から互いに近づくように傾斜した左右刃面を凸湾曲面（ハマグリ形状）とすることは、日本刀などの刃先強度をあげるために古くから用いられている手法であり、切断抵抗を増やすことなく、刃先の強度を上げ、欠けの発生を防いでいる。
　また、特許文献２に記載の積層体の裁断方法には、先端角度θは２０～４５°の範囲の鋭角であって、円形刃先端の曲率半径が０．２μｍを含む０．５μｍ以下である薄い円盤状の円形刃を備えた裁断装置により積層体を切断することが記載されている。
特許第６０８７３６３号公報 特開２０１０－７３２９１号公報
　特許文献１に記載のグリーンシート切断刃は、一定範囲の被切断物では目的とする効果を奏することができるものの、積層コンデンサのグリーンシートなどの非均質な材料や、より微細な切断が要求されるものでは、左右刃面に形成した凸湾曲面が、被切断物の切断面に不良品となる傷や積層部分からはがれるデラミを発生させる原因となることが判った。
　被切断物は、より薄く、微細化の傾向が進み、電極材料の厚みは、０．４μｍ以下のもの、チップコンデンサの製品の厚みも６４μｍ以下のものが製品化されており、積層誘電体の厚みも１μｍを切るようになり、このような製品では、刃面に形成した凸湾曲面が切断時の侵入体積を増加させることとなり、また凸湾曲面がデリケートな切断面に接触することから傷発生の原因となり、要求される切断性能が得られていない。
　特許文献２に記載の積層体の裁断方法では、先端角度や曲率半径が規定されている。しかし、刃物の仕様の一部である刃先角度や刃先先端部の曲率半径は、個々の被切断物の物理的性質や求められる切断品質にとって最適となるように設定されるのが望ましい。
　特許文献２に記載の裁断方法に用いられる裁断装置は、被切断物が、基材の表面に、所定のポリマーを主成分とする有機膜が成膜され、さらにこの有機膜上に硬度がＨＲＣ７０以上の硬質薄膜が成膜された積層体である。
　従って、特許文献２に記載の裁断装置に求められる切断品質は、切断時に硬質薄膜の割れを発生させないことである。
　被切断物が、ＭＬＣＣ、ＨＴＣＣ、ＬＴＣＣや各種の電子部品などを製造する際のグリーンシート積層体であるときには、セラミック誘電体の原料粉末をバインダおよび溶剤と混ぜてペースト状にし、プラスチックのキャリアフィルム上に薄いシートとして延ばし乾燥させたグリーンシートに、ペースト状にした内部電極材料をスクリーン印刷したものである。そのため、表面に硬質薄膜は有しない。従って、特許文献２に記載の裁断装置に求められる切断品質とは異なり、グリーンシート積層体を切断するときに求められる切断品質は、被切断物の切断面に傷やダメージを与えないことである。
　そこで、本発明が解決すべき課題は、切断性能に悪影響を与える刃面の凸湾曲面を設けることなく、被切断物の切断面に傷やダメージを与えないような切断品質を維持しつつ、使用時に刃先の欠けが少なく耐久性に優れた刃先構造を提供することにある。
　本発明者は、切断のメカニズムから多方面の検討を行い、超硬合金で構成された平刃状切断刃を有する刃物、特に、包丁や日本刀等の刃厚が数ｍｍ以上の厚みのものではなく、基部の刃厚が０．１ｍｍから０．５ｍｍの刃物において、刃先面を構成する角度先端（刃面に沿った２本の直線の交点）から、１μｍ以下のところに刃物の先端が位置し、かつ先端部分が所定の曲面形状であれば、凸湾曲面を設けることなく、刃先の欠損を効果的に防止しつつ、被切断物にダメージを与える不具合が発生し難いことが判った。
　なお、ここで、刃厚とは、切断時に被切断物に侵入する領域の基部の厚みのことで、平板状基部の厚みが均一でない場合、刃先部により近い領域の基部の厚みを言うものとする。
　そこで、本発明は、超硬合金で構成され、平板状の基部と、前記基部の端部に形成された切断実行部である刃先部と、を有し、前記基部の刃厚を０．１ｍｍから０．５ｍｍとし、前記刃先部は、前記基部の両面から先端側に向かい互いに近づくように傾斜した直線状の刃面を有し、この直線の交差角（刃先構成角）を１０度以上、３０度以下とし、且つ、前記刃面の交点より手前に位置する刃先先端部の曲率半径（Ｒ）を９０ｎｍ以上、３００ｎｍ以下の曲面形状とした、平刃状切断刃を有するグリーンシート積層体等の切断用の刃物である。
　ここで、平刃状切断刃は、切断実行部である刃先部に繋がり切断装置や切断治具に固定される基部が平行な面であるものをいう。
　本発明によれば、刃先部側面に凸湾曲面を設けず直線状とし、この直線の交差角（刃先構成角）を１０度以上、３０度以下とし、且つ、刃先先端部の曲率半径（Ｒ）を９０ｎｍ以上、３００ｎｍ以下の尖りの無い曲面形状とすることで、被切断物へのダメージを少なくすることができ、また、分散したセラミック粒子に刃を立てることなくうまくかき分けて切断することができるので、刃先への応力集中を防ぎ、刃先の欠損を効果的に防ぐことができる。また、刃先への応力集中を防ぐことができることから、強度をあげるため刃面に凸湾曲面を形成する必要もなくなり、凸湾曲面が切断面に接触して生じる傷の発生も防ぐことができる。
　また、本発明は、前記刃面の延長線の交点より手前に位置する刃先先端部の曲率半径が、３００ｎｍ以下で、且つ被切断物に含まれるセラミック粒子径の半径以上に形成されている。
　刃先先端部の曲率半径は、被切断物に含まれるセラミック粒子の粒径にもよるが、セラミック粒子の粒径の半径よりも大きい方が、刃先の先端でセラミック粒子をかき分けながら切断し、セラミック粒子に切り込み刃先欠損を防ぐためには望ましい。
　また、曲面形状は、円弧、二次曲線等を用いることができるが、いずれにしても、ナノレベルで見たときに先端部に鋭角状の尖りの無いことが必要である。
　ＭＬＣＣに使用されているセラミック粒子の範囲では、刃面に沿った直線の交点より手前に位置する刃先先端部の曲率半径（Ｒ）を９０ｎｍ以上、３００ｎｍ以下の曲面形状とすることで、所定の効果を発揮させることができたが、より好ましくは、曲率半径の下限値は使用されるセラミック粒子の半径の大きさよりも大きくすることが、刃先をセラミック粒子にたてずに、旨くかき分けるようにするためには望ましい。
　使用する材料や刃物によって異なるが、現在製造されているＭＬＣＣのグリーンシート積層体を切断する刃物の刃先先端部で、且つ、交差角（刃先構成角）の１０度から３０度の範囲のものでは、刃先の曲率半径を、９０ｎｍ以上、３００ｎｍの範囲とするために、刃面に沿った２本の直線の交点と刃先先端部の最短距離が１μｍ以下であることが望ましい。
　刃先部の少なくとも刃先先端曲面を含む領域に、曲率半径よりも小さい粒径の潤滑コーティング層を施すことが、一定の切れ味を維持しつつ、刃先の滑り性を良くし材料中に分散するセラミック粒子を少ない抵抗でかき分けながら切断するためには望ましい。
　使用する潤滑コーティングとしては市販のものを使用することができるが、刃面への密着性を良くし、コーティング層の剥がれを防ぐためには、刃面とコーティング層の密着力を高めるプライマー層を設けることが好ましい。
　また、刃渡り方向には少しの凹凸もないことが望ましいが、刃先先端部の曲率半径（Ｒ）以上の欠けが無いことが、刃渡り方向全ての切断品質維持のためには望ましい。しかし、実質的に、５μｍまでは切断面に影響が無く、歩留まりが改善でき、生産性が向上できるため、刃先部は、刃渡り方向に５μｍ以上の欠けが無いことが望ましい。
　また、本発明の刃物の製造方法は、刃物の一般的研削方法で、目的とする刃先先端部よりも尖らせた状態まで研削し、その後、先端部を刃渡り方向に緩く研削して、目的とする刃先先端部の曲率形状を形成する刃物の製造方法である。このような製造方法により、刃渡り方向の凹凸を効果的に無くすることができる。
　本発明によれば、以下の効果を奏する。
（１）刃先構成角を１０度以上、３０度以下とし、且つ、刃面の延長線の交点より手前に位置する刃先先端部の曲率半径（Ｒ）を９０ｎｍ以上、３００ｎｍ以下の曲面形状とすることで、刃面に凸湾曲面を形成することなく直線状で、グリーンシート積層体に好適に使用可能な、被切断物への傷の発生やダメージを抑え、且つ切断時に刃先の欠けの少ない刃物を提供することができる。
（２）刃先先端部の曲率半径（Ｒ）を、３００ｎｍ以下で、且つ被切断物に含まれるセラミック粒子径の半径以上とすることで、使用する材料に好適な、被切断物への傷の発生を抑え、且つ切断時に刃先の欠けの少ない刃物を提供することができる。
（３）刃面に沿った２本の直線の交点と刃先先端部の最短距離が１μｍ以下とすることで、微細な被切断物に対しても、被切断物への傷の発生を抑えることができる。
（４）刃先部の少なくとも刃先先端曲面を含む領域に、曲率半径よりも小さい粒径の潤滑コーティング層を形成することで、材料中に分散するセラミック粒子をより少ない抵抗でかき分けることができ、表面に傷やダレ等が少ない切断品質に優れ、且つ切断時に刃先の欠損を効果的に防止することができる。
（５）刃渡り方向に５μm以上の欠けが無いようにすることで、刃渡り方向全てにわたり、表面に傷やダレ等が少ない切断品質に優れ、且つ刃先の欠損の少ない刃物を提供することができる。
（６）目的とする刃先先端部よりも尖らせた状態まで研削し、その後、先端部を刃渡り方向に研削することで目的とする刃先先端部の曲率形状を形成する製造法により、均質な刃先先端部の曲率形状の創生と、製造スピードを高めることができる。
本発明の実施の形態に係る刃物を示す斜視図であり、（Ａ）は刃物全体を示す図、（Ｂ）は刃物を一部拡大して示す図である。 図１に示す刃物の刃先部の拡大図である。 図２に示す刃物の刃先部にコーティングを施した状態の図である。 図３に示す刃物の第１の領域から第３の領域を一部省略して示す図である。 図１に示す刃物を製造する工程を説明するための図であり、（Ａ）は刃先部を尖らせた状態の図、（Ｂ）および（Ｃ）は（Ａ）から研磨して刃先先端部を曲率形状とした状態の図である。 （Ａ）から（Ｃ）は図４（Ａ）から同図（Ｃ）に示す刃先先端部の電子顕微鏡写真である。 図１に示す刃物をプレス機に装着して被切断であるグリーンシート積層体を切断することを説明するための図である。 図１に示す刃物の刃先先端部がグリーンシート積層体を切断する状態を説明するための図である。 実施例による結果を示す一覧表である。
　以下、本発明の実施の形態に係る刃物を図面に基づいて説明する。
　図１は本発明の実施の形態に係る刃物全体の図および刃物を一部拡大して示す図、図２は図１に示す刃物の刃先先端部を一部省略して示す図、図３は図２に示す刃先にコーティングを施した状態の図、図４は図１に示す刃物の第１の領域から第３の領域を一部省略して示す図であり、コーティング粒子を表示しつつ全体を表示するために、波線で表示した箇所で途中を省略して示す。
　図１および図２において、本実施の形態に係る刃物１０は、ＷＣ－Ｃｏ系またはＷＣ－Ｎｉ系の超硬合金を素材として形成されている。
　刃物１０は、矩形状の平板状の基部１Ａと、基部１Ａの一方の長辺（端部）に形成された切断実行部である刃先部１Ｂとを有している。
　基部１Ａの刃厚ｔは、０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下に形成されている。
　刃先部１Ｂは、基部１Ａから徐々に細くなるテーパ状に形成されている。
　刃先部１Ｂは、基部１Ａの両面から先端側に向かい互いに近づくように傾斜した直線状の刃面（直線Ｌ１，Ｌ２）を有している。この刃先部１Ｂの直線Ｌ１，Ｌ２の交差角θは、１０度以上、３０度以下に形成されている。
　また、刃先部１Ｂの刃面（直線Ｌ１，Ｌ２）の延長線の交点より手前に位置する刃先先端部Ｅの曲率半径Ｒは、９０ｎｍ以上、３００ｎｍ以下の曲面形状に形成されている。
　この曲率半径Ｒは、９０ｎｍ以上とした被切断物に含まれるセラミック粒子径の半径以上に形成することも可能である。
　刃面に沿った２本の直線Ｌ１，Ｌ２の交点と刃先先端部Ｅの最短距離は、１μｍ以下に形成されている。
　刃物の素材である超硬合金は粒子の脱落をすることなく刃先を尖らせるために、タングステンカーバイト（ＷＣ）の粒子径が０．３～０．７μｍの超硬合金材を用い、刃厚ｔは電子部品材料加工用として０．１ｍｍとすることができる。
　ＷＣの粒子径が刃先先端部Ｅの曲率半径Ｒの直径よりも大きいため、刃先先端部ＥはＷＣを削ることにより形成される。従って、ＷＣの粒子表面の曲面により刃先先端部Ｅが形成される確率が減るため、刃先先端部Ｅに凹凸ができることを抑えることができる。
　ＷＣ粒子を削る時の切削応力が、ＷＣを繋いでいるＣｏやＮｉとの結合力より小さいことが重要である。切削応力が結合力より大きくなると、ＷＣ粒子は剥がれ、刃面が欠けたようになる。強度の面からは、硬度９０（ＨＲＣ）以上、抗折力３．０～４．０ＧＰａの超硬合金材が望ましい。
　図２に示す刃物１０の刃先部１Ｂの表面には、図３および図４に示すように一層目（プライマー層Ｓ１）を形成するプライマー粒子２と、二層目（トップコート層Ｓ２，撥水性コーティング層）を形成するトップコート粒子３とをコーティングすることができる。
　このプライマー粒子２とトップコート粒子３とで、厚み１４ｎｍの第１の潤滑コーティング層Ｃ１を形成している。従って、刃先部１Ｂの刃先先端部Ｅの曲面を含む領域に形成された第１の潤滑コーティング層Ｃ１（潤滑コーティング層）は、刃先先端部Ｅの曲率半径Ｒよりも小さい粒径である。
　その表面にプライマー粒子２とトップコート粒子３が、合わせても１５ｎｍ以下になるように、且つ「プライマー粒子＜トップコート粒子」の関係を保ちつつ、１５ｎｍ以下が必要になる。
　一般的に市販されている無機物の粒子は、５ｎｍから段階的に１５ｎｍまであり、その中から上記条件を満たすような、粒子径の組み合わせを作ることが重要である。プライマー粒子２の粒子径よりもトップコート粒子３の粒子径を大きくした理由は、撥水性コーティング層として機能するトップコート層Ｓ２の表面の凸凹が小さくなり、撥水性が悪くなるからである。
　プライマー層Ｓ１の上に、トップコート層Ｓ２を形成するトップコート粒子３による無機物の凸凹を構成し、トップコート粒子３にフッ素が繊毛の様に付着していることで、ロータス効果以上のコーティング層が構成される。
　第１の潤滑コーティング層Ｃ１は、図３に詳細に示す通り、刃先先端部Ｅから１０μｍの領域まで形成され、この領域が第１の領域Ａ１である。さらに図４に示す、第１の領域Ａ１に連続する第２の領域Ａ２には、第１の潤滑コーティング層Ｃ１よりも厚い３０ｎｍ以上の第２の潤滑コーティング層Ｃ２が形成されている。本実施例においては第１の領域Ａ１の始点は、刃先部１Ｂ前に位置するが、切断時に被切断物と接触する部位までとすればよい。
　第２の潤滑コーティング層Ｃ２に続く第３の潤滑コーティング層Ｃ３は、平板状の基部１Ａに形成されたコーティング層である。
　プライマー層Ｓ１は、無機物の微粒子に陰イオン性界面活性剤に相当する、脂肪酸塩、アミノ基、アルキルベンゼンスルフォン酸塩、特殊ポリカルボン酸型高分子界面活性剤、ナフタレンスルフォン酸ホルマリン縮合物など、基材との相性に一番合うものを選択する。表面活性エネルギーと接触角等で選択された最適な材料を決定し、使用することによって、トップコートの接触角は５°前後の角度になるものが使用されている。
　トップコート層Ｓ２は、基本的にはフッ素系撥水コーティング材が使用されるが、撥水性が接触角１５０°以上になるように、コーティング剤を調合し使用している。
　また、被切断物に傷や、ダメージを与えないような表面の粗さを確保することが重要で、組成物質がコーティング乾燥後、微粒子で表面の凸凹を第一のコーティング領域の場合、３０ｎｍ以下に抑えられている。
　次いで、上記実施の形態に係るコーティングが施された刃物の製造方法について説明する。
　まず、図５（Ａ）に示すように、刃先部を、目的とする刃先先端部Ｅよりも尖らせた状態まで研削する。この状態では、図６（Ａ）に示すように刃先先端部は鋭く尖った状態となる。この刃先先端部を拡大すると、図６（Ｂ）に示すように、刃渡り方向に凹凸ができる。この凹凸がデラミの原因となる。
　その後、図５（Ｂ）および同図（Ｃ）に示すように、刃先先端部Ｅを刃渡り方向に徐々に研磨、研削して、目的とする刃先先端部の曲率形状とする。そうすることで、図６（Ｃ）に示すように、刃渡り方向の凹凸を効果的に無くすることができる。従って、刃渡り方向全ての切断品質を維持することができる。
　次に、図２に示す刃先先端部Ｅに既知のディッピング法を用いて、薄くコーティングする。コーティングは、ディッピングコートの特性を生かし、刃先（刃先部１Ｂ）は長手方向の側面に位置させ、長手方向に向かってディップする。
　引き上げスピードは、速いほどコーティング層が厚くなり、遅いほど薄くなる性質を利用して、プライマー層（１層目）をコーティング後、トップコート層（２層目）をコーティングすることができる。具体的には、引き上げスピードは、０．２５～０．５ｍｍ／Ｓのスピードで塗布することで、刃先先端部の曲率半径Ｒの確保とともに、切れ味を損なうことなく２層目までのコーティングすることができ、刃先先端部Ｅから１０μｍの領域に膜厚１５ｎｍ以下のコーティング層が、また１０μｍ以外の領域には膜厚１５ｎｍより厚いコーティング層を形成することができる。
　このように刃物１０にコーティング層（第１の潤滑コーティング層Ｃ１，第２の潤滑コーティング層Ｃ２）を施せば、被切断物を切断するときの滑り性を向上させることができる。
　このような刃物１０の使用状態を図面に基づいて説明する。
　図７に示すように、刃物１０を使用して、例えば、グリーンシート積層体を切断するときには、刃物１０はプレス機に装着される。刃物１０は、基部１Ａを挟み込むプレス機の装着部Ｍに固定され、切断時に上下に昇降して、被切断物である、グリーンシート積層体１００を切断する。
　積層体であるグリーンシート積層体１００の切断の正確なメカニズムについては、被切断物の材質や刃物自体の材質、形状など、切断品質に影響する様々な要素があり、必ずしも明快に解明されてはいない。
　しかし、図８に示すように、セラミック誘電体の原料粉末を粘土質物質であるバインダと混ぜてペースト状にした焼成前の生乾きの状態のグリーンシート積層体の切断においては、均質な材料の切断とは異なり、刃先先端部Ｅはセラミック粒子を切断するのではなく、セラミック粒子をかき分けながらグリーンシート積層体を切断することが判っている。
　また、粘土質物質であるバインダの切断抵抗は元々低いので、セラミック粒子をうまくかき分ける形状とすることで、刃先部１Ｂへの応力集中を少なくし、刃先部１Ｂの欠損を効果的に防ぐことができることがわかった。
　そのため、刃先先端部Ｅを鋭角状ではなく所定の曲面形状とすることが考えられるが、その曲率半径が大きすぎれば、図８の左図に示すとおり、セラミック粒子とバインダの結合を破壊し、破断域が大きくなって、切断品質に悪影響を及ぼすので、刃先の曲率半径を小さく抑えることで、同右図に示すとおり、セラミック粒子とバインダの結合破壊を最小限に押さえることができる。
　一方、セラミック粒子径より刃先の曲率半径が小さくなりすぎると、刃先がセラミック粒子に接触した際、刃先の先端でセラミック粒子をかき分けられずに、セラミック粒子に刃が立ち、刃欠けを起こしやすくなるので、刃先の曲率半径は、使用されるセラミック粒子径よりも大きい方が望ましいことが判った。
　本実施の形態に係る刃物１０では、図２に示すように、基部１Ａの両面から先端側に向かい互いに近づくように傾斜した刃面に沿った直線Ｌ１，Ｌ２の交差角θが、１０度以上、３０度以下に形成され、刃先先端部Ｅの曲率半径Ｒが、９０ｎｍ以上、３００ｎｍ以下の曲面形状に形成されている。
　ここで、交差角θが１０度未満であると、グリーンシート積層体１００内に分散したセラミック粒子に刃先先端部Ｅが立ち、刃先先端部Ｅの欠損が発生する度合いが高くなる。
　また、交差角θが３０度を超えると、セラミック粒子を押し退ける範囲が広くなり、破壊域が広範囲に拡がる。
　そして、刃先先端部Ｅの曲率半径Ｒが９０ｎｍ未満であると、グリーンシート積層体１００内に分散したセラミック粒子に刃先先端部Ｅが立ち、刃先先端部Ｅの欠損が発生する度合いが高くなる。
　また、刃先先端部Ｅの曲率半径Ｒが３００ｎｍを超えると、セラミック粒子を押し退ける範囲が広くなり、破壊域が広範囲に拡がる。
　従って、グリーンシート積層体１００へのダメージを少なくすることができ、また、グリーンシート積層体１００内に分散したセラミック粒子に刃先を立てることなくうまくかき分けて切断することができるので、刃先先端部Ｅへの応力集中を防ぎ、刃先先端部Ｅの欠損を効果的に防ぐことができる。また、刃先先端部Ｅへの応力集中を防ぐことができることから、強度をあげるため刃面に凸湾曲面を形成する必要もなくなり、凸湾曲面が切断面に接触して生じる傷の発生も防ぐことができる。
　よって、刃物１０は、切断性能に悪影響を与える刃面の凸湾曲面を設けることなく、切断品質を維持しつつ、使用時に刃先の欠けが少なく耐久性に優れたものとすることができる。
　また、刃面に沿った２本の直線Ｌ１，Ｌ２の交点と刃先先端部Ｅの最短距離を１μｍ以下としたことにより、微細な被切断物に対しても傷の発生を抑えることができる。
（実施例）
　図１に示す刃物１０を製作し、被切断物を切断して、切断品質、刃先の欠け、耐久性について評価した。
　本実施例の刃物としては、ＷＣ－Ｃｏ系の超硬合金により形成し、図１に示す刃長がＬ２５０ｍｍ、刃厚ｔが０．１０ｍｍ、幅Ｗが２０ｍｍに形成した。また、基部１Ａの幅Ｗ１が１８．８ｍｍ、刃先部１Ｂの幅Ｗ２が１．２ｍｍである。
　また、本実施例の刃物として、図２に示す刃面に沿った直線Ｌ１，Ｌ２の交差角を１０度以上、３０度以下に含まれる形状に形成し、且つ、刃面の延長線の交点より手前に位置する刃先先端部の曲率半径を９０ｎｍ以上、３００ｎｍ以下に含まれる曲面形状に形成した発明品と、この範囲から外れる比較品（交差角５°および３５°、曲率半径８０ｎｍおよび３２０ｎｍ～３６０ｎｍ）を製作した。
　なお、発明品と比較品における刃物は、図２に示すプライマー層Ｓ１およびトップコート層Ｓ２は形成されていないものとした。
　これらの発明品と、比較品について、「切断品質」、「刃先の欠け」、「耐久性」の観点から、図７に示すように、プレス機としてサーボプレス機（放電精密加工研究所社製）に装着して、グリーンシート積層体の代替品を被切断物（ワーク）として、送りピッチ１ｍｍで切断して切断評価を行った。また、切断面の観察や、刃先先端部の摩耗量の測定は、ニコンインステック製の測定顕微鏡ＭＭ－８００を使用した。
　グリーンシート積層体の代替品は、融点が５５℃の流動パラフィンに、重量比で７０％のセラミックパウダーを融点以上の温度で練り込み、自然冷却で約１ｍｍの厚さにし、幅１５ｍｍの帯状に成形したものである。また、厚さ２ｍｍのペットシートをキャリアシートとして使用した。
　セラミックパウダーは、平均粒径が１００ｎｍ～１．７μｍが一般的に使用されているものであるが、本実施例では、平均粒子径が１５０ｎｍ（半径７５ｎｍ）のものを使用した。
　評価については、切断面の評価を行なった後に、寿命試験を実施した。寿命試験は、１０００回の切断試験実施後に評価した。切断時はワークを切断し、ペットシートの０．５ｍｍまで刃先部を食い込ませて、完全にワークを切断した状態とした。
　「切断品質」については、切断面を観察して評価した。
　判定は、切断方向に傷も無く、切断カスがない場合に「○」、切断方向に傷１μｍ（幅）未満の傷しかなく、切断カスがない場合に「△」、切断方向に傷１μｍ（幅）以上の傷があり、切断カスがでた場合に「×」とした。従って、判定が「○」となった刃物が条件を満足したと言える。
　「刃先の欠け」については、刃先先端部を観察して評価した。
　判定は、刃欠けが無く、有っても１μｍ未満である場合に「○」、刃欠けの大きさが１μｍ以上、５μｍ未満である場合に「△」、刃欠けの大きさが５μm以上である場合に「×」とした。従って、判定が「○」または「△」となった刃物が条件を満足したと言える。
　「耐久性」については、１０００回切断後に刃先先端部の摩耗量を測定して評価した。
　判定は、刃先先端部の摩耗量が１μｍ以内で、刃欠けが３μｍ未満である場合に「○」、刃先先端部の摩耗量が１μｍ以内で、刃欠けの大きさが３μｍ以上、５μｍ未満である場合に「△」、刃先先端部の摩耗量が１μｍ以内で、刃欠けの大きさが５μｍ以上である場合に「×」とした。従って、判定が「○」または「△」となった刃物が条件を満足したと言える。
　結果を図９に示す。
　図９の表から交差角θが１０度から３０度の範囲で、且つ、曲率半径Ｒが９０ｎｍから３００ｎｍの範囲は、これらの範囲外のものより優位性があることが判る。
　これは、曲率半径Ｒが９０ｎｍ以上としたことで、刃先先端部の直径が１８０ｎｍとなり、セラミック粒子の粒径１５０ｎｍ（半径７５ｎｍ）より大きいので、セラミック粒子をうまくかき分けさせることができ、刃先部への応力集中を減少させることができるので、刃先部の欠損や摩耗を効果的に防ぐことができたといえる。また、曲率半径Ｒが３００ｎｍ以下としたことで、セラミック粒子を押し退ける範囲を抑えることで、摩耗を抑えつつ破壊域が広範囲に拡がることが抑止できたといえる。
　従って、本実施の形態に係る刃物は、直線の交差角が１０度以上、３０度以下の範囲で、且つ、曲率半径Ｒが９０ｎｍから３００ｎｍの範囲に含まれる仕様が、良好な切断品質が得られることが判った。
　このように刃物の主要な仕様である、刃先の角度や刃先先端部の曲率半径は、個々の被切断物の物理的性質や、求められる切断品質によって決められ、設定される。
　すなわち、被切断物の物理的性質や求められる切断品質が大きく異なる場合には、最良の切断品質が得られる刃物の仕様は大きく異なることが多いものである。
　本発明の刃物は、特許文献２の裁断装置で使用される厚みの厚い丸刃とは異なり、基部の刃厚が０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下のものであり、特許文献２における被切断物とは異なり、表面に硬質薄膜を有していないグリーンシート積層体を切断するときに、最良の切断品質が得られるよう、本発明者が鋭意研究した結果、本発明の刃物の仕様を得たものである。
　従って、特許文献２の裁断装置に、先端角度や円形刃先端の曲率半径の記載があったとしても、被切断物が異なっているため、特許文献２に記載の丸刃の仕様を参考とするものではなく、特許文献２に記載の丸刃の仕様に基づいて、本発明の刃物における最良の切断品質を得られる仕様を想起することは当業者であっても容易ではない、というべきものである。
　なお、ＭＬＣＣを想定して代替品の切断実験を行ったが、ＨＴＣＣやＬＴＣＣ、各種の電子部品の製造に用いられるグリーンシート積層体でも、セラミック粒子による原料粉末を含まれているため、粒子径の半径が刃先の曲率半径９０ｎｍ以上、３００ｎｍ以下とした条件に合えば使用できる。
　本発明は、グリーンシートを積層したグリーンシート積層体の切断に好適である。
　１０　刃物
　１Ａ　基部
　１Ｂ　刃先部
　Ｌ１，Ｌ２　直線
　θ　交差角
　Ｒ　曲率半径
　ｔ　刃厚
　Ｓ１　プライマー層
　Ｓ２　トップコート層
　２　プライマー粒子
　３　トップコート粒子
　Ｃ１　第１の潤滑コーティング層
　Ｅ　刃先先端部
　Ａ１　第１の領域
　Ａ２　第２の領域
　Ｃ２　第２の潤滑コーティング層
　Ｃ３　第３の潤滑コーティング層
　Ｐ　プレス機
　Ｐ１　装着部
　１００　グリーンシート積層体

Claims (7)

  1. 　超硬合金で構成されたグリーンシート積層体用における平刃状の刃物であり、
    　平板状の基部と、前記基部の端部に形成された切断実行部である刃先部と、を有し、
    　前記基部の刃厚は、０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下に形成され、
    　前記刃先部は、前記基部の両面から先端側に向かい互いに近づくように傾斜した直線状の刃面を有し、
    　この直線の交差角は、１０度以上、３０度以下に形成され、
    　且つ、前記刃面の延長線の交点より手前に位置する刃先先端部の曲率半径は、９０ｎｍ以上、３００ｎｍ以下の曲面形状に形成された刃物。
  2. 　超硬合金で構成される、平刃状切断刃を有する切断刃であって
    　平板状の基部と、前記基部の端部に形成された切断実行部である刃先部と、を有し、
    　刃厚は、０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下に形成され、
    　前記刃先部は、前記基部の両面から先端側に向かい互いに近づくように傾斜した直線状の刃面を有し、
    　この直線の交差角は、１０度以上、３０度以下に形成され、
    　且つ、前記刃面の延長線の交点より手前に位置する刃先先端部の曲率半径は、３００ｎｍ以下で、且つ被切断物に含まれるセラミック粒子径の半径以上に形成された刃物。
  3. 　超硬合金で構成され、
    　平板状の基部と、前記基部の端部に形成された切断実行部である刃先部と、を有し、
    　前記基部の刃厚は、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下に形成され、
    　前記刃先部は、前記基部の両面から先端側に向かい互いに近づくように傾斜した直線状の刃面を有し、
    　この直線の交差角は、１０度以上３０度以下に形成され、
    　且つ、前記刃面の延長線の交点より手前に位置する刃先先端部の曲率半径は、９０ｎｍ以上、３００ｎｍ以下の曲面形状に形成され、前記刃先部の少なくとも刃先先端曲面を含む領域に、前記刃先先端部の曲率半径よりも小さい粒径の潤滑コーティング層が形成された刃物。
  4. 　前記刃面に沿った２本の直線の交点と刃先先端部の最短距離が１μｍ以下である請求項１から３のいずれかの項に記載の刃物。
  5. 　前記刃先部の少なくとも刃先先端曲面を含む領域に、前記刃先先端部の曲率半径よりも小さい粒径の潤滑コーティング層が形成された請求項１または２記載の刃物。
  6. 　前記刃先部には、刃渡り方向に５μm以上の欠けが無いことを特徴とする請求項１から３のいずれかの項に記載の刃物。
  7. 　目的とする刃先先端部よりも尖らせた状態まで研削し、その後、先端部を刃渡り方向に研削することで目的とする刃先先端部の曲率形状を形成する請求項１から３のいずれかの項に記載の刃物の製造方法。
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