(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いの刃先の側面端部同士が摺接した状態で回転する下刃及び上刃の間に積層フィルムを通して裁断する積層フィルムの裁断方法であって、
下刃に摺接する刃先の刃先角が８０°〜９０°となる上刃と、前記上刃に摺接する刃先の刃先角が８０°〜９０°となる下刃とを用い、
前記下刃に対する前記上刃の進入深さが０．７ｍｍ〜１．０ｍｍとなるように前記上刃と前記下刃とを摺接させ、
前記下刃に対する前記上刃の寄せ量を０．１ｍｍ〜０．３ｍｍとし、
前記積層フィルムは、樹脂フィルムと、前記樹脂フィルムを保護する最外層の保護フィルムとを含み、
前記樹脂フィルム及び前記保護フィルムのそれぞれの平均厚みが１５０μｍ〜１８０μｍであり、
裁断面を裁断方向に見たときに、前記樹脂フィルムにおいて、破断層からせん断層に移行する界面が形成され、且つ、長さ３００μｍ未満のバリを断続的に含むように、前記積層フィルムを裁断することを特徴とする積層フィルムの裁断方法。
【請求項２】
前記下刃に摺接する刃先の刃先角が８０°〜８５°となる上刃を用いることを特徴とする請求項１記載の積層フィルムの裁断方法。
【請求項３】
前記上刃に摺接する刃先の刃先角が８５°〜９０°となる下刃を用いることを特徴とする請求項１又は２記載の積層フィルムの裁断方法。
【請求項４】
前記樹脂フィルムの引張強度が２００ＭＰａ〜６００ＭＰａであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の積層フィルムの裁断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層フィルムの裁断方法及び積層フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シート状のフィルムの取り扱いにあたっては、原材料から形成された幅広のシート状のフィルムを適当な幅に裁断してロール状に巻き取ることが一般的である。フィルムの裁断には、例えばゲーベル刃式スリッタ及びギャング式スリッタといった裁断装置が広く用いられている。
【０００３】
ゲーベル式スリッタは、互いの刃先の側面端部同士を摺接させて回転する上刃及び下刃を備え、上刃と下刃との間にフィルムを通して裁断するスリッタである。この方式のスリッタとして、例えば特許文献１には、金属箔が接する受けローラの側面の環状溝に沿って形成された受け刃と、外周縁部に先鋭の刃付け部を有する円盤状のスリット刃とを備え、スリット刃の刃付け部の先端を受けローラの環状溝に入り込ませた状態で両刃を回転させるスリッタが開示されている。
【０００４】
また、ギャング式スリッタは、所定間隔で配置された一対の上刃及び一対の下刃を備え、上刃の各外側面に下刃をそれぞれ噛み合わせてフィルムを裁断するスリッタである。この方式のスリッタとして、例えば特許文献２には、一方の回転軸に所定間隔で固定された複数の環状の上刃と、他方の回転軸に軸方向に移動自在に配置された複数の環状の下刃とを備え、下刃によって上刃の両側面を挟持した状態で両刃を回転させるスリッタが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１１７８８６号公報
【特許文献２】実開平７−１５２９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
複数の層が積層されてなる積層フィルムをゲーベル式スリッタでスリットする場合、下刃として、上刃に摺接する刃先の刃先角が小さすぎるものを用いると、切断面にバリが発生し、製品や設備を汚染して歩留まりの低下を招くおそれがあった。一方、下刃として、上刃に摺接する刃先の刃先角が大きすぎるものを用いると、積層フィルムにおける層の層剥がれが生じて歩留まりの低下を招くおそれがあった。
【０００７】
スリッタにおける従来の切断性の改良点として、上刃及び下刃の外径の調整、回転速度の調整、上刃に対する下刃の傾斜角度の調整といったことが行われてきたが、このような調整は大規模な設備の改造や部材の変更を伴うことが多く、管理工程の負担増やコスト増が懸念となっていた。
【０００８】
本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、簡単な手法でバリの発生や層剥がれを抑制できる積層フィルムの裁断方法及び積層フィルムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題の解決のため、本発明に係る積層フィルムの裁断方法は、互いの刃先の側面端部同士が摺接した状態で回転する下刃及び上刃の間に積層フィルムを通して裁断する積層フィルムの裁断方法であって、下刃に摺接する刃先の刃先角が８０°〜９０°となる上刃と、上刃に摺接する刃先の刃先角が８０°〜９０°となる下刃とを用い、下刃に対する上刃の進入深さが０．７ｍｍ〜１．０ｍｍとなるように上刃と下刃とを摺接させることを特徴とする。
【００１０】
この積層フィルムの裁断方法では、積層フィルムの裁断面を裁断方向（上刃から下刃に向かう方向）に見たときに、破断層からせん断層に移行する界面が形成される。これにより、積層フィルムにおけるバリの発生を抑制できる。また、最外層となるフィルムの裁断面は厚いせん断層となるので、上刃が進入することで生じるフィルムの折れ曲がりが抑制され、層剥がれを抑制できる。
【００１１】
また、下刃に摺接する刃先の刃先角が８０°〜８５°となる上刃を用いることが好ましい。この場合、バリの発生と層剥がれとをより効果的に抑制できる。
【００１２】
また、上刃に摺接する刃先の刃先角が８５°〜９０°となる下刃を用いることが好ましい。この場合、バリの発生と層剥がれとをより効果的に抑制できる。
【００１３】
また、下刃に対する上刃の寄せ量を０．１ｍｍ〜０．３ｍｍとすることが好ましい。こうすると、バリの発生と層剥がれとを一層効果的に抑制できる。
【００１４】
また、積層フィルムは、引張強度が２００ＭＰａ〜６００ＭＰａであるフィルムを含むことが好ましい。この範囲の引張強度のフィルムでは、上記裁断条件において好適な強度を有することとなり、バリの発生と層剥がれとを一層効果的に抑制できる。
【００１５】
また、積層フィルムは、樹脂フィルムを含むことが好ましい。この場合でも、上記裁断条件により、樹脂フィルムを含む積層フィルムを裁断する際のバリの発生と層剥がれとを効果的に抑制できる。
【００１６】
また、積層フィルムは、樹脂フィルムを保護する保護フィルムを最外層として含むことが好ましい。この場合でも、上記裁断条件により、最外層となる保護フィルムの裁断面を厚いせん断層とすることができるので、層剥がれを効果的に抑制できる。
【００１７】
また、本発明に係る積層フィルムは、上記積層フィルムの裁断方法を用いて裁断されたことを特徴としている。
【００１８】
この積層フィルムでは、積層フィルムの裁断面を裁断方向（上刃から下刃に向かう方向）に見たときに、破断層からせん断層に移行する界面が形成される。これにより、積層フィルムにおけるバリの発生を抑制できる。また、最外層となるフィルムの裁断面は厚いせん断層となるので、上刃が進入することで生じるフィルムの折れ曲がりが抑制され、層剥がれを抑制できる。
【００１９】
また、本発明に係る積層フィルムは、樹脂フィルムと、樹脂フィルムを保護する最外層の保護フィルムとの積層体を裁断装置で裁断してなる積層フィルムであって、裁断面を裁断方向に見たときに、樹脂フィルムにおいて、破断層からせん断層に移行する界面が形成されていることを特徴としている。
【００２０】
この積層フィルムでは、樹脂フィルムにおけるバリの発生を効果的に抑制できる。
【００２１】
また、本発明に係る積層フィルムは、樹脂フィルムと、樹脂フィルムを保護する最外層の保護フィルムとの積層体を裁断装置で裁断してなる積層フィルムであって、裁断面を裁断方向に見たときに、樹脂フィルムにおいて、長さ３００μｍ未満のバリを断続的に含むことを特徴としている。
【００２２】
この積層フィルムでは、樹脂フィルムにおけるバリが抑えられることで、歩留まりを向上できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、簡単な手法でバリの発生や層剥がれを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る積層フィルムの裁断方法に用いられる裁断装置の一例を示す斜視図である。
【図２】上刃及び下刃の側面図である。
【図３】上刃及び下刃の断面図である。
【図４】積層フィルムの層構成の一例を示す断面図である。
【図５】積層フィルムの裁断の工程を示す図である。
【図６】図５の後続の工程を示す図である。
【図７】図６の後続の工程を示す図である。
【図８】比較例に係る積層フィルムの裁断方法における積層フィルムの裁断面の様子を示す図である。
【図９】実施例に係る積層フィルムの裁断方法における積層フィルムの裁断面の様子を示す図である。
【図１０】本発明に係る積層フィルムの裁断方法の効果確認試験結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る積層フィルムの裁断方法及び積層フィルムの好適な実施形態について詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明に係る積層フィルムの裁断方法に用いられる裁断装置の一例を示す斜視図である。同図に示すように、裁断装置１は、積層フィルムＦ１を繰り出す繰出部２と、繰出部２から繰出される積層フィルムＦ１を複数本に裁断する裁断部５と、裁断部５によって裁断された積層フィルムＦ１を巻き取る複数の巻取部６とを備えて構成されている。
【００２７】
繰出部２は、積層フィルムＦ１が巻き取られてなる原反ロールＦ２をセット可能な回転軸３を有している。繰出部２の下流側には、繰出部２から繰り出された積層フィルムＦ１に所定の張力を付与するテンションローラ４が配置されている。
【００２８】
裁断部５は、繰出部２から搬送されてくる積層フィルムＦ１の上側に配置された上刃７と、下側に配置された下刃８とを有している。上刃７及び下刃８は、いずれも円盤状をなしており、積層フィルムＦ１を挟んで上下に略平行に配置された回転軸９，１０にそれぞれ固定されている。また、上刃７及び下刃８は、上下で対となるように、所定の間隔をもって複数個所（本実施形態では３箇所）に配置されている。
【００２９】
裁断部５の下流側には、裁断部５によって複数本に裁断された積層フィルムＦ１を振り分ける振分ローラ１１が配置されている。原反ロールＦ２は、テンションローラ４と振分ローラ１１との間で、裁断部５が頂部となるような山形に屈曲するようになっており、シャーカットと呼ばれる裁断方法によって裁断される。
【００３０】
巻取部６は、振分ローラ１１で振り分けられた積層フィルムＦ１を巻き取る回転軸１２を有している。回転軸１２には、裁断された積層フィルムＦ１を巻き取ることにより、分割ロール１３が形成されることとなる。
【００３１】
次に、上述した裁断部５の上刃７及び下刃８について更に詳細に説明する。
【００３２】
図２は、上刃７及び下刃８の側面図である。また、図３は、上刃７及び下刃８の断面図である。図２及び図３に示すように、上刃７及び下刃８は、互いの刃先７ａ，８ａの側面端部同士が摺接した状態となっており、いわゆるゲーベル式スリッタを構成している。上刃７及び下刃８は、例えば高速度工具鋼（ＳＫＨ）や、合金工具鋼（例えばＳＫＤ）などによって形成され、裁断対象である積層フィルムＦ１の厚さや裁断条件に基づいて適宜設定される。上刃７の厚さｔ１及び下刃８の厚さｔ２も、積層フィルムＦ１の厚さ等に基づいて適宜設定される。
【００３３】
上刃７の刃先７ａは、下刃８に摺接する摺接面７ｂが回転軸９に略直交するのに対し、その反対面７ｃが回転軸９に対して傾斜しており、刃先角θ１は８０°〜９０°、後述する層剥がれの抑制の観点から、好ましくは８０°〜８５°となっている。また、下刃８の刃先８ａは、上刃７に摺接する摺接面８ｂが回転軸１０に対して傾斜しているのに対し、その反対面８ｃが回転軸１０に対して略直交しており、刃先角θ２は８０°〜９０°、裁断の安定性の観点から、好ましくは８５°〜９０°となっている。
【００３４】
図３に示すように、下刃８に対する上刃７の重なり量、すなわち、進入深さＤは、０．７ｍｍ〜１．０ｍｍとなるように設定されている。また、下刃８に対する上刃７の寄せ量は、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍとなっている。裁断装置１には、一般に、上刃７を回転軸９の軸方向に押し込むためのネジ（不図示）が取り付けられており、このネジのゲージに基づいて寄せ量を調整することができる。上刃７の刃先７ａと下刃８の刃先８ａとが押圧を受けずに接している状態が寄せ量０．０ｍｍであり、寄せ量が正の値を取る場合には、この状態から上刃７の刃先７ａが下刃８の刃先８ａに押し付けられ、ごく僅かに反ることとなる。
【００３５】
図４は、裁断対象である積層フィルムＦ１の層構成の一例を示す断面図である。同図に示す例では、積層フィルムＦ１は、一方の最外層となる第１の保護フィルム２１と、接着の機能を有する第１の樹脂フィルム２２と、絶縁及び保形の機能を有する第２の樹脂フィルム２３と、第１の樹脂フィルム２２とは異なる接着の機能を有する第３の樹脂フィルム２４と、他方の最外層となる第２の保護フィルム２５とがこの順に積層されて構成されている。
【００３６】
この積層フィルムＦ１では、各フィルムの平均厚みが１５０μｍ〜１８０μｍであることが好ましく、１５５μｍ〜１７５μｍとなっていることが更に好ましい。また、積層フィルムＦ１の幅は、裁断後において、４ｍｍ以上であることが好ましく、７．５ｍｍ以上であることが更に好ましい。
【００３７】
第１の保護フィルム２１は、例えばポリエチレンテレフタラートによって形成されている。第１の保護フィルム２１の引張強度は、例えば４８ＭＰａ〜７３ＭＰａであることが好ましく、５０ＭＰａ〜６０ＭＰａであることがより好ましい。
【００３８】
第１の樹脂フィルム２２は、例えばポリイミドフィルムによって形成されている。第１の樹脂フィルム２２の引張強度は、例えば２００ＭＰａ〜６００ＭＰａであることが好ましく、４００ＭＰａ〜６００ＭＰａであることがより好ましい。また、第１の樹脂フィルム２２と第１の保護フィルム２１との間の剥離強度は、０．０１Ｎ／ｃｍ〜０．１Ｎ／ｃｍであることが好ましく、０．０５Ｎ／ｃｍ〜０．１Ｎ／ｃｍであることがより好ましい。このようなフィルムとしては、例えば特開平７−２４２８２０号公報に記載された樹脂組成物からなる接着性のフィルムが挙げられる。
【００３９】
第２の樹脂フィルム２３は、例えばポリイミドフィルムによって形成されている。第２の樹脂フィルム２３の引張強度は、例えば２００ＭＰａ〜６００ＭＰａであることが好ましく、４００ＭＰａ〜６００ＭＰａであることがより好ましい。このようなフィルムとしては、例えば宇部興産製ポリイミドフィルムのユーピレックス等が挙げられる。
【００４０】
また、第３の樹脂フィルム２４も、例えばポリイミドフィルムによって形成されている。第２の樹脂フィルム２３の引張強度は、例えば２００ＭＰａ〜６００ＭＰａであることが好ましく、４００ＭＰａ〜６００ＭＰａであることがより好ましい。このようなフィルムとしては、第１の樹脂フィルム２２と同様に、例えば特開平７−２４２８２０号公報に記載された樹脂組成物からなる接着性のフィルムが挙げられる。
【００４１】
第２の保護フィルム２５は、第１の保護フィルム２１と同様に、例えばポリエチレンテレフタラートによって形成されている。第２の保護フィルム２５の引張強度は、例えば４８ＭＰａ〜７３ＭＰａであることが好ましく、５０ＭＰａ〜６０ＭＰａであることがより好ましい。また、第２の保護フィルム２５と第３の樹脂フィルム２４との間の剥離強度は、０．０１Ｎ／ｃｍ〜０．１Ｎ／ｃｍであることが好ましく、０．０５Ｎ／ｃｍ〜０．１Ｎ／ｃｍであることがより好ましい。
【００４２】
このような積層フィルムＦ１を裁断装置１で裁断する場合、まず始めは、図５に示すように、上刃７及び下刃８に挿入された積層フィルムＦ１が、上刃７の刃先７ａの先端と下刃の刃先７ｂの先端とで挟まれて支持された状態となる。次に、図６に示すように、上刃７が下刃８に向けて進入し、第２の保護フィルム２５側から第１の保護フィルム２１側に向かって積層フィルムＦ１の裁断が開始され、最終的には、図７に示すように、下刃８に対する上刃７の進入深さＤが０．７ｍｍ〜１．０ｍｍとなるように上刃７と下刃８とが摺接し、積層フィルムＦ１が裁断される。
【００４３】
ここで、図８は、従来のように、刃先が鋭利（８０°未満）な上刃及び下刃を用いた場合の積層フィルムＦ１の裁断面の様子を示す図である。同図に示すように、従来の裁断方法で積層フィルムＦ１の裁断を行った場合、積層フィルムＦ１を裁断方向（上刃から下刃に向かう方向）に見たときに、上層から下層側に向かって、破断層３１とせん断層３２とが交互に形成される。また、始めの破断層３１の裁断面にダレ３３が生じ、最後の破断層３１の裁断面に返り３４が生じる。
【００４４】
この従来の裁断方法では、上刃が積層フィルムＦ１に進入する際の切断性が過剰となるため、始めのせん断層３２が第２の樹脂フィルム２３にまで到達する。このため、第２の樹脂フィルム２３において、せん断層３２から破断層３１に移行する界面３５が生じ、積層フィルムＦ１の幅方向に沿って連続的なバリ３６が発生することとなる。
【００４５】
また、従来の裁断方法では、上刃７が進入することで、最外層となる第１の保護フィルム２１が破断層３１となる。このため、第１の保護フィルム２１に折れ曲がりが生じ、第１の保護フィルム２１と第１の樹脂フィルム２２との剥離強度が接着強度に勝り、第１の保護フィルム２１と第１の樹脂フィルム２２との界面において、層剥がれ３７が発生するおそれがある。
【００４６】
これに対し、本実施形態の裁断方法では、上刃７の刃先７ａの刃先角θ１が８０°〜９０°、好ましくは８０°〜８５°となっており、下刃８の刃先８ａの刃先角θ２が８０°〜９０°、好ましくは８５°〜９０°となっている。また、下刃８に対する上刃７の進入深さＤが０．７ｍｍ〜１．０ｍｍとなっている。
【００４７】
この裁断方法では、積層フィルムＦ１を裁断方向に見たときに、上層から下層側に向かって、破断層３１とせん断層３２とが交互に形成され、また、始めの破断層３１の裁断面にダレ３３が生じ、最後の破断層３１の裁断面に返り３４が生じる点では従来の裁断方法と同様である。しかしながら、この裁断方法では、図９に示すように、上刃７が積層フィルムＦ１に進入する際の切断性が抑制され、始めの破断層３１とせん断層３２との厚みが小さくなる。このため、第２の樹脂フィルム２３において、破断層３１からせん断層３２に移行する界面３８が生じ、長さ３００μｍ未満のバリ３９のみが断続的に含まれることとなる。
【００４８】
また、せん断層３２の厚さが従来に比べて厚くなり、最外層となる第１の保護フィルム２１の裁断面が厚いせん断層３２となる。これにより、上刃７が進入することで生じる第１の保護フィルム２１の折れ曲がりが抑制され、第１の樹脂フィルム２２からの第１の保護フィルム２１の層剥がれを抑制できる。
【００４９】
また、本実施形態に係る裁断方法では、下刃８に対する上刃７の寄せ量を０．１ｍｍ〜０．３ｍｍとしている。これにより、上述した裁断条件によるバリ３６の発生と層剥がれ３７とを一層効果的に抑制できる。
【００５０】
以下、本発明に係る積層フィルムの裁断方法の評価試験について説明する。
【００５１】
この評価試験では、積層フィルムの原反を原材料から形成し、これを巻き取ることにより、幅４８０ｍｍ、長さ３００ｍの原反ロールを製造した。そして、この原反ロールを裁断装置によって裁断し、１５０ｇ／１１ｍｍの張力を付与しながら直径３インチの芯材に巻き取ることにより、幅１１ｍｍ、長さ６０ｍの分割ロールを製造した。上刃及び下刃の材質は、ＳＫＨ２とし、下刃に対する上刃の寄せ量は０．１５ｍｍとした。
【００５２】
分割ロールの裁断面の観察にあたっては、分割ロールから所定の長さのフィルムを切り出すと共に、裁断面を側面側から観察できるように所定の治具で固定を行い、デジタルマイクロスコープ（キーエンス社製ＶＨＸ−２００）を用いて３００倍の視野で撮像して、樹脂フィルムにおけるバリ（長さ３００μｍを超えるバリ）、及び最外層となる保護フィルムの層剥がれの有無を確認した。
【００５３】
なお、分割ロールの裁断方向は、フィルムの上下端部のダレと返りを観察することで判別が可能である。また、破断層とせん断層とは、破断層には光沢がなく、裁断時の衝撃によりフィルムがちぎられたような形状をなすのに対し、せん断層には光沢があり、せん断が顕著な部分に裁断方向に沿って縦筋が入っていることで、判別が可能である。
【００５４】
図１０は、評価試験の結果を示す図である。同図に示すように、上刃の刃先の刃先角が８０°〜９０°、下刃の刃先の刃先角が８５°〜９０°、及び下刃に対する上刃の進入深さを０．７ｍｍ〜１．０ｍｍとした実施例１〜９では、樹脂フィルムにおけるバリ及び最外層となる保護フィルムの層剥がれは、いずれも観察されなかった。一方、上刃の刃先の刃先角が実施例よりも鋭角である比較例１〜３では、いずれも樹脂フィルムでのバリが観察された。
【００５５】
また、進入深さを０．３ｍｍとした比較例４では、フィルムの裁断が完全になされず、進入深さを０．６ｍｍとした比較例５では、樹脂フィルムでのバリが観察された。さらに、進入深さを１．１ｍｍとした比較例６では、最外層となる保護フィルムの層剥がれが観察された。以上の結果から、本発明の裁断条件が、バリの発生及び層剥がれの双方を抑制できることが確認された。
【符号の説明】
【００５６】
１…裁断装置、７…上刃、７ａ…刃先、８…下刃、８ａ…刃先、２１…第１の保護フィルム、２２…第１の樹脂フィルム、２３…第２の樹脂フィルム、２４…第３の樹脂フィルム、２５…第２の保護フィルム、３１…破断層、３２…せん断層、３８…界面、３９…バリ、Ｄ…進入深さ、Ｆ…積層フィルム、θ１…上刃の刃先角、θ２…下刃の刃先角、
【図１】
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【図２】
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【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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