(57)【要約】【課題】  同一仕様のカッティングダイを何個でも作成することができる石英ガラス製カッティングダイおよび石英ガラス製刃の製造方法を提供する。【解決手段】  カット装置の一方の定盤に設置され、他方の定盤により薄体をカットする、基台から刃が立設されてなる石英ガラス製カッティングダイにおいて、  前記基台および前記刃は、シリコンアルコキシドからなる溶液またはシリコンアルコキシドを主成分として金属アルコキシドを微小量（３重量％以下）含む溶液を原料としてガラス化された石英ガラスの一体成形品であることを特徴とする石英ガラス製カッティングダイ。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カット装置の一方の定盤に設置され、他方の定盤により薄体をカットする、基台から刃が立設されてなる石英ガラス製カッティングダイにおいて、
前記基台および前記刃は、シリコンアルコキシドからなる溶液またはシリコンアルコキシドを主成分として金属アルコキシドを微小量（３重量％以下）含む溶液を原料としてガラス化された石英ガラスの一体成形品であることを特徴とする石英ガラス製カッティングダイ。
【請求項２】
ゾル・ゲル法による石英ガラス製カッティングダイの製造方法において、
カッティングダイ形状のキャビティが形成された融点１１００℃以上のステンレスからなる成形型に、金属アルコキシドを微小量（１重量％以下）含む液体状の低融点シリコンアルコキシドを注入し、
前記成形型内の前記原料液を誘導加熱により第１の所定温度（１００℃程度）に加熱し、前記低融点シリコンアルコキシドを補充しつつゲル化するゲル化工程、
前記成形型内のゲルを誘導加熱により第２の所定温度（１０００℃程度）に加熱してガラス化するガラス化工程、
を有することを特徴とする石英ガラス製刃の製造方法。
【請求項３】
ゾル・ゲル法による石英ガラス製カッティングダイの製造用型の製造方法において、
刃形状の石英ガラスがキャビティ空間に形成された石英ガラスからなる成形型形成用の成形型に、金属アルコキシドを微小量（１重量％以下）含む液体状の低融点シリコンアルコキシドを注入する原料液注入工程、
前記成形型内の前記原料液を誘導加熱により第１の所定温度（１００℃程度）に加熱し、前記低融点シリコンアルコキシドを補充しつつゲル化するゲル化工程、
前記成形型内のゲルを誘導加熱により第２の所定温度（１０００℃程度）に加熱してガラス化するガラス化工程、
を有することを特徴とする石英ガラス製刃の製造用型の製造方法。
【請求項４】
ゾル・ゲル法による石英ガラス製カッティングダイの製造用型の製造方法において、
刃形状の石英ガラスがキャビティ空間に形成された石英ガラスからなる成形型形成用の成形型に、金属アルコキシドを微小量（１重量％以下）含む液体状の低融点シリコンアルコキシドを注入する原料液注入工程、
前記成形型内の前記原料液を誘導加熱により第１の所定温度（１００℃程度）に加熱し、前記低融点シリコンアルコキシドを補充しつつゲル化するゲル化工程、
前記成形型内のゲルを誘導加熱により第２の所定温度（１０００℃程度）に加熱してガラス化するガラス化工程、
を有することを特徴とする石英ガラス製刃の製造用型の製造方法。
【請求項５】
カット装置の一方の定盤に設置され、他方の定盤により薄体をカットする、基台から刃が立設されてなる金属製またはガラス製のカッティングダイを用いたカッティングシステムであって、
少なくとも前記刃を浸漬させる液体タブを有することを特徴とするカッティングシステム。
【請求項６】
カット装置の一方の定盤にカッティングダイが設置され、他方の定盤により硬質フィルムをカットするカッティング方法において、
前記カットを液体中で行なうことを特徴とするカッティング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同一特性の刃を低コストで複数個製造することが容易であり、刃先を削り出しではなく、型成形により作成できる石英ガラス製カッティングダイおよび石英ガラス製刃の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スマートフォンや、タブレットタイプのコンピュータのディスプレイに使用されるフィルム材またはパネル材は、カッティングダイでカットすることで作成される。
通常、高い寸法精度が要求されるカッティングダイは金属で作成される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
カッティングダイは、多数個取りのために、同一仕様のものが複数個作成される。
カッティングダイの刃先の加工には、特に熟練が必要とされる。そのため、カッティングダイを作成するには、その個数に比例した費用と時間が必要とされる。
【０００４】
本発明の目的は、同一仕様のカッティングダイを何個でも作成することができる石英ガラス製カッティングダイおよび石英ガラス製刃の製造方法を提供することである。
【０００５】
本発明の他の目的は、複雑な形状や微細な形状の刃先を作成することができる石英ガラス製カッティングダイおよび石英ガラス製刃の製造方法を提供することである。
【０００６】
本発明の他の目的は、加熱しても切断性能が劣化しない石英ガラス製カッティングダイおよび石英ガラス製刃の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の石英ガラス製カッティングダイは（１）を要旨とする。
（Ａ１）
打抜きプレス機において、ダイが石英ガラスにより形成されていることを特徴とする石英ガラス製カッティングダイ。
（Ａ２）
カット装置の一方の定盤に設置され、他方の定盤により薄体をカットする、基台から刃が立設されてなる石英ガラス製カッティングダイにおいて、
前記基台および前記刃は、シリコンアルコキシドからなる溶液またはシリコンアルコキシドを主成分として金属アルコキシドを微小量（３重量％以下）含む溶液を原料としてガラス化された石英ガラスの一体成形品であることを特徴とする石英ガラス製カッティングダイ。
（Ａ３）
ゾル・ゲル法による石英ガラス製カッティングダイの製造方法において、
カッティングダイ形状のキャビティが形成された石英ガラスまたは融点１１００℃以上のステンレスからなる成形型に、金属アルコキシドを微小量（１重量％以下）含む液体状の低融点シリコンアルコキシドを注入する原料液注入工程、
前記成形型内の前記原料液を誘導加熱により第１の所定温度（１００℃程度）に加熱し、前記低融点シリコンアルコキシドを補充しつつゲル化するゲル化工程、
前記成形型内のゲルを誘導加熱により第２の所定温度（１０００℃程度）に加熱してガラス化するガラス化工程、
を有することを特徴とする石英ガラス製刃の製造方法。
（Ａ４）
ゾル・ゲル法による石英ガラス製カッティングダイの製造用型の製造方法において、
刃形状の石英ガラスがキャビティ空間に形成された石英ガラスからなる成形型形成用の成形型に、金属アルコキシドを微小量（１重量％以下）含む液体状の低融点シリコンアルコキシドを注入する原料液注入工程、
前記成形型内の前記原料液を誘導加熱により第１の所定温度（１００℃程度）に加熱し、前記低融点シリコンアルコキシドを補充しつつゲル化するゲル化工程、
前記成形型内のゲルを誘導加熱により第２の所定温度（１０００℃程度）に加熱してガラス化するガラス化工程、
を有することを特徴とする石英ガラス製刃の製造用型の製造方法。
（Ａ５）
カット装置の一方の定盤に設置され、他方の定盤により薄体をカットする、基台から刃が立設されてなる金属製またはガラス製のカッティングダイを用いたカッティングシステムであって、
少なくとも前記刃を液体に浸漬させる液体タブを有することを特徴とするカッティングシステム。
（Ａ６）
カット装置の一方の定盤にカッティングダイが設置され、他方の定盤により硬質フィルムをカットするカッティング方法において、
前記カットを液体中で行なうことを特徴とするカッティング方法。
【０００８】
（Ｂ１）
矩形のパネルまたはフィルム（ガラスフィルム、硬質プラスチックフィルムハードコートフィルム）を矩形刃が形成されたダイにより、当て板を挟んでカットするカット装置であって、
矩形の「ある隅」から切断が開始され、当該隅と「対角関係の隅」で切断が終了するように、
前記当て板の厚みが均一である場合において、前記ダイの矩形刃の高さが、前記「ある隅」が最も高く、前記「対角関係の隅」が一番低く構成され、
または、
矩形刃の四隅の高さが同じである場合において、前記当て板の前記四隅に対応する厚みが、「ある隅」に対応する位置で一番厚く、前記「対角関係の隅」に対応する位置で一番薄く構成されている、
ことを特徴とするカット装置。
（Ｂ２）前記矩形刃の内側に、当該矩形刃の刃先ラインにより構成される輪郭よりも大きくなる空間が形成されていることを特徴とする（Ｂ１）に記載のカット装置。
（Ｂ３）矩形のパネルまたはフィルム（ガラスフィルム、硬質プラスチックフィルムハードコートフィルム）を矩形刃が形成されたダイによりカットするカット方法であって、
矩形の「ある隅」から切断が開始され、当該隅と「対角関係の隅」で切断が終了することを特徴とするカット方法。
（Ｂ２）前記矩形刃の内側に、当該矩形刃の刃先ラインにより構成される輪郭よりも大きくなる空間が形成され、打ち抜いた製品が当該空間に収容されることを特徴とする（Ｂ１）に記載のカット方法。
なお、（Ｂ１），（Ｂ２）のカット装置は、液体（水，重水，水銀等）中で動作させてもよいし、通常の空気雰囲気中で動作させてもよい。
また、（Ｂ３），（Ｂ４）のカット方法は、液体（水，重水，水銀等）中で実施してもよいし、通常の空気雰囲気中で実施してもよい。
【０００９】
なお、いわゆるピナクルダイ（刃を形成されたドラムにより、輪転機のようにしてフィルムをカットＳするダイ）の刃の部分を液体（水，重水，水銀等）に浸漬してカットを行うようにしてもよい。この場合には、矩形の１つの隅が最初にカットされるように、矩形刃を斜めにドラムに形成しておくことができる。
また、本発明では、ダイはいわゆるトムソン刃であってもよい。この場合、トムソン刃は、プラスチックのパネルに取り付けられる。
【発明の効果】
【００１０】
同一仕様のカッティングダイを何個でも作成することができる石英ガラス製カッティングダイおよび石英ガラス製刃の製造方法を提供できる。
複雑な形状や微細な形状の刃先を作成することができる石英ガラス製カッティングダイおよび石英ガラス製刃の製造方法を提供できる。
加熱しても切断性能が劣化しない石英ガラス製カッティングダイおよび石英ガラス製刃の製造方法を提供できる。
ガラスの打ち抜きにおいて、切断面にジャギーがない切断方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１（Ａ），（Ｂ）は本発明の石英ガラス製カッティングダイの一実施形態を示す説明図である。
【図２】図１のカッティングダイによる切断の様子を示す図である。
【図３】図３（３−Ａ），（３−Ｂ），（３−Ｃ），（３−Ｄ）は、ステンレス製成形型を用いて石英ガラス製カッティングダイの１つのダイを製造する実施形態の説明図である。
【図４】図４（４−Ａ），（４−Ｂ），（４−Ｃ），（４−Ｄ）は、ステンレス製成形型を用いて石英ガラス製カッティングダイの１つのダイを製造する他の実施形態の説明図である。
【図５】図５は、カット装置において、打抜き部分を液体（水・重水）に浸漬するした状態でカットするカッティングダイの説明図である。
【図６】図６は図５のカッティングダイにおける、カットの様子を示す図である。
【図７】図７は、ガラス等の硬質フィルムや硬質パネルを切断するためのカット装置の説明図であり、当て板の厚みが均一である例を示している。
【図８】図８は、ガラス等の硬質フィルムや硬質パネルを切断するためのカット装置の説明図であり、当て板の厚みが均一である他の例を示している。
【図９】図９は、ガラス等の硬質フィルムや硬質パネルを切断するためのカット装置の説明図であり、当て板の四隅に対応する厚みが、「ある隅」に対応する位置で一番厚く、「対角関係の隅」に対応する位置で一番薄く構成されている例を示す図である。
【図１０】図１０は、ガラス等の硬質フィルムや硬質パネルを切断するためのカット装置の説明図であり、当て板の四隅に対応する厚みが、「ある隅」に対応する位置で一番厚く、「対角関係の隅」に対応する位置で一番薄く構成されている他の例を示す図である。
【図１１】図１１は、矩形刃の内側に、矩形刃の刃先ラインにより構成される輪郭よりも大きくなる空間が形成された例を示す図である。
【図１２】図１２は、矩形のパネルまたはフィルムを矩形刃が形成されたダイによりカットするダイであって、矩形の「ある隅」から切断が開始され、当該隅と「対角関係の隅」で切断が終了する技術を示す。
【図１３】（Ａ）は矩形より外の「ある点」から切断が開始され、「ある隅」を経由して、当該隅と「対角関係の隅」で切断が終了する例を示す。（Ｂ）は矩形より外の２つの「ある点」から切断が開始され、「ある対角関係の２つの隅」を経由して、「残りの対角関係の２つの隅」で切断が終了する例を示す。（Ｃ）は矩形より外の４つの「ある点」から切断が開始され、「ある対角関係の４つの隅」を経由して、「４辺の中間」で切断が終了する例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１（Ａ），（Ｂ）は本発明の石英ガラス製カッティングダイの一実施形態を示す説明図である。
石英ガラス製カッティングダイ１の一方の型は、ダイ２Ａにカッティング刃３Ａが形成される。石英ガラス製カッティングダイ１の他方の型は、ダイ２Ｂにカッティング刃３Ｂが形成される。ダイ２Ａ，２Ｂは、シリコンアルコキシドからなる溶液またはシリコンアルコキシドを主成分として金属アルコキシドを微小量（３重量％以下）含む溶液を原料としてガラス化された石英ガラスの一体成形品である。
図２に切断の様子を示す。図２に示すように、ダイ２Ａおよび２Ｂにより薄体Fをカットすることができる。
【００１３】
図３（３−Ａ），（３−Ｂ），（３−Ｃ），（３−Ｄ）により、ステンレス製成形型を用いて石英ガラス製カッティングダイ１のダイ２Ｂを製造する実施形態を説明する。
ステンレス製成形型は成形型５Ａからなる。
図３（３−Ａ）では、成形型５Ａにダイ２Ｂの形状のキャビティが形成されている。成形型５Ｂのキャビティに、金属アルコキシドを微小量（１重量％以下）含む液体状の低融点シリコンアルコキシド（原料液）を注入する（原料液注入工程）。低融点シリコンアルコキシドは、本実施形態ではゾル状のＴＥＯＳ（オルトケイ酸テトラエチル）である。
図３（３−Ａ），（３−Ｂ）に示すように、このＴＥＯＳ（オルトケイ酸テトラエチル）を第１の所定温度（約４０℃）で放置し、ＴＥＯＳ（オルトケイ酸テトラエチル）をゲル化する。このゲル化は、低融点シリコンアルコキシドを補充しつつ行われる（ゲル化工程）。
ゲル化したＴＥＯＳのゲル化反応は下式で表される。
ＳｉＣｌ4＋４ＲＯＨ→Ｓｉ（ＯＲ）4＋４ＨＣｌ
【００１４】
そして、ゲル化したＴＥＯＳを所定温度（６００〜８００℃程度）に加熱してガラス化する（ガラス化工程）。
ガラス化反応は下式で表される。
Ｓｉ（ＯＲ）4→Ｃ4Ｈ10Ｏ＋ＳｉＯ2
図３（３−Ｄ）に成形品を示す。
【００１５】
図４（４−Ａ），（４−Ｂ），（４−Ｃ），（４−Ｄ）により、ステンレス製成形型を用いて石英ガラス製カッティングダイ１のダイ２Ａを製造する他の実施形態を説明する。
ステンレス製成形型は成形型４Ｂ，５Ｂからなる。
図４（３−Ａ）では、成形型５Ｂにダイ２Ａの形状のキャビティが形成されている。
図４（３−Ｂ）に示すように、成形型５Ｂのキャビティに、金属アルコキシドを微小量（１重量％以下）含む液体状の低融点シリコンアルコキシド（原料液）を注入する（原料液注入工程）。低融点シリコンアルコキシドは、本実施形態ではゾル状のＴＥＯＳ（オルトケイ酸テトラエチル）である。
このＴＥＯＳ（オルトケイ酸テトラエチル）を第１の所定温度（約１００−３００℃）で放置し、ＴＥＯＳ（オルトケイ酸テトラエチル）をゲル化する。このゲル化は、低融点シリコンアルコキシドを補充しつつ行われる（ゲル化工程）。
ゲル化したＴＥＯＳのゲル化反応は下式で表される。
ＳｉＣｌ4＋４ＲＯＨ→Ｓｉ（ＯＲ）4＋４ＨＣｌ
【００１６】
図４（３−Ｃ）に示すように、ゲル化したＴＥＯＳを誘導加熱により第２の所定温度（１０００〜１２００℃程度）に加熱してガラス化する（ガラス化工程）。
ガラス化反応は下式で表される。
Ｓｉ（ＯＲ）4→Ｃ4Ｈ10Ｏ＋ＳｉＯ2
図４（３−Ｄ）に成形品を示す。
【００１７】
図５は、カット装置において、打抜き部分を液体（水・重水）に浸漬するした状態でカットするカッティングダイを示している。凹側のダイ２Ｂには、製品を取り出すための孔が形成されている。
図６にカットの様子を示す。
図５および図６は、ガラス製打ち抜き刃について説明しているが、金属により構成したダイを使用して、水中でガラスをカットすることもできる。
【００１８】
図７，図８，図９，図１０は、ガラス等の硬質フィルムや硬質パネルを切断するためのカット装置６を示している。
このカット装置６は、矩形のパネルまたはフィルム（ガラスフィルム、硬質プラスチックフィルムハードコートフィルム）Ｆを矩形刃が形成されたダイ６１により、当て板６２を挟んでカットすることができる。
【００１９】
図７，図８では、当て板６２の厚みが均一である場合を示している。
矩形の「ある隅」ｃ１から切断が開始され、当該隅ｃ１と「対角関係の隅」ｃ３で切断が終了するように、ダイ６１の矩形刃６３の高さが、「ある隅」ｃ１が最も高く、「対角関係の隅」ｃ３が一番低く構成されている。
【００２０】
図９，図１０では、矩形刃の四隅の高さが同じである場合を示している。
当て板６２の四隅に対応する厚みが、「ある隅」ｃ１に対応する位置で一番厚く、「対角関係の隅」ｃ３に対応する位置で一番薄く構成されている。
【００２１】
本実施形態では、図１１に示すように、矩形刃の内側に、矩形刃の刃先ラインにより構成される輪郭よりも大きくなる空間を形成することができる。
このカット装置は、液体中で切断することにより、切断部にジャギーやヒビがない打ち抜きができる。もちろん、打ち抜かれるフィルム等の種類によっては、液体中でなくとも、切断部にジャギーやヒビがない打ち抜きができる。
【００２２】
図１２に、矩形のパネルまたはフィルム（ガラスフィルム、硬質プラスチックフィルムハードコートフィルム）を矩形刃が形成されたダイによりカットするダイであって、矩形の「ある隅」から切断が開始され、当該隅と「対角関係の隅」で切断が終了する技術を示す。
【００２３】
図１３（Ａ）に、矩形のパネルまたはフィルム（ガラスフィルム、硬質プラスチックフィルムハードコートフィルム）を矩形刃が形成されたダイや打ち抜き刃によりカットする場合に、矩形より外の「ある点」から切断が開始され、「ある隅」を経由して、当該隅と「対角関係の隅」で切断が終了する例を示す。なお、終了点を、矩形より外の「他のある点」（破線の延長点を参照）とすることもできる。
図１３（Ｂ）に、矩形のパネルまたはフィルム（ガラスフィルム、硬質プラスチックフィルムハードコートフィルム）を矩形刃が形成されたダイや打ち抜き刃によりカットする場合に、矩形より外の２つの「ある点」から切断が開始され、「ある対角関係の２つの隅」を経由して、「残りの対角関係の２つの隅」で切断が終了する例を示す。なお、終了点を、矩形より外の「他のある２つの点」（破線の延長点を参照）とすることもできる。
図１３（Ｃ）に、矩形のパネルまたはフィルム（ガラスフィルム、硬質プラスチックフィルムハードコートフィルム）を矩形刃が形成されたダイや打ち抜き刃によりカットする場合に、矩形より外の４つの「ある点」から切断が開始され、「ある対角関係の４つの隅」を経由して、「４辺の中間」で切断が終了する例を示す。
【００２４】
また、切断が開始されるある点を、切断されるパネルまたはフィルムの外側に設定し、これにより切断されるパネルまたはフィルムの端（すなわち縁）から切り始めることもできる。
対角関係の隅の方向から切断する技術は、図７〜図１３に示した切断刃には限定されず、図５や図６に示す構造のダイ（石英ガラス製に限らず、金属製のものも含む）についても適用できる。
上記の図７〜図１３に説明した抜き型を用いて、水中で切断することもできる。
【符号の説明】
【００２５】
１  石英ガラス製カッティングダイ
２Ａ，２Ｂ  ダイ
３Ａ，３Ｂ  カッティング刃
４Ｂ，５Ａ，５Ｂ    成形型
６  カット装置
６１  ダイ
６２  当て板
６３  矩形刃
【図１】
2014031304.tif 000003
【図２】
2014031304.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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