(57)【要約】【課題】  回転裁断用丸刃において、ウェブを裁断するときに、裁断速度を低下させることなく上記ウェブの層間剥離の発生を抑制する。【解決手段】  ベース層２２上にこのベース層２２よりヤング率が大きい乳剤層２１が積層されたフィルム２０を裁断する際に、刃先角αが略９０度をなす刃先部１１Ａを備え、刃先部１１Ａが、この刃先部１１Ａの回転中心軸Ｃａに直交する回転面Ｓａに対する角度βが７度から２５度の範囲、かつ回転面Ｓａの半径方向への深さＤが１５μｍから３８μｍの範囲の面取りを有する円板状の回転裁断用丸刃である上刃１０Ａを用いる。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
刃先角が略９０度をなす刃先部を備えた円板状の回転裁断用丸刃において、
前記刃先部が、該刃先部の回転中心軸に直交する回転面に対する角度が７度から２５度の範囲、かつ該回転面の半径方向への深さが１５μｍから３８μｍの範囲の面取りを有するものであることを特徴とする回転裁断用丸刃。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転裁断用丸刃に関し、詳しくは、刃先角が略９０度をなす刃先部を備えた回転裁断用丸刃に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、写真撮影用のロールフィルムや磁気テープ等は、一般に、製品の幅よりも幅広の状態で感光層や磁性層を積層した後、製品の幅に裁断される。
【０００３】
上記写真フィルムや磁気テープ等、製品化される前の幅広で長尺のウェブ原反を長手方向に連続的に裁断する裁断装置が広く知られている。この裁断装置は、上刃回転軸に保持された回転裁断用丸刃である上刃、および下刃回転軸に保持された回転裁断用丸刃である下刃のそれぞれを刃先近傍部分が上記回転軸方向に互いに重なり合うように配して上下両刃を回転させ、その上下両刃の間にウェブ原反を通して裁断を行うものである。上記のような裁断装置に使用される回転裁断用丸刃としては刃先角が略９０度のものが知られている。
【０００４】
また、上記裁断方式において、上刃および下刃の少なくとも一方の刃先に面取りを施して裁断面の表面粗さを小さくする方法（特許文献１参照）や、刃先形状に工夫を施して裁断の切れ味を良くする方法（特許文献２参照）等が知られている。
【０００５】
また、写真フィルムのように樹脂材料からなるベース層に感光材料等からなる乳剤層が積層された複層のウェブを裁断するときに、ベース層のヤング率（縦弾性係数）に比して乳剤層のヤング率が大きく、かつ、ベース層と乳剤層のヤング率の差が大きい場合には、裁断時のベース層の変形に乳剤層の変形が追従できずに乳剤層がベース層から剥離することがある。そのため、上記写真フィルムの裁断においては、裁断速度、すなわち、上下両刃の間を通る写真フィルムの速度を遅くしてベース層および乳剤層の変形を抑制することにより上記層間剥離を防止している。
【特許文献１】特開平１−２４６０９４号公報
【特許文献２】特開２００１−３１５０８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、近年、写真フィルムの乳剤層に生じる傷を防止するために乳剤層の硬膜化が要請されており、より硬い、ヤング率が大きな乳剤層を持つ乳剤層が積層されたフィルムも製造されるようになった。そのため、上記裁断においてベース層と乳剤層との間の剥離が生じ易くなり、裁断の生産性を低下させることなく、すなわち裁断速度を低下させることなく上記層間剥離を抑制したいという要請がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ウェブを裁断するときに、裁断速度を低下させることなく上記ウェブの層間剥離の発生を抑制することができる回転裁断用丸刃を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の回転裁断用丸刃は、刃先角が略９０度をなす刃先部を備えた円板状の回転裁断用丸刃において、刃先部が、この刃先部の回転中心軸に直交する回転面に対する角度が７度から２５度の範囲、かつ、この回転面の半径方向への深さが１５μｍから３８μｍの範囲の面取りを有するものであることを特徴とするものである。
【０００９】
前記回転裁断用丸刃は、樹脂材料からなるベース層と、このベース層の１．５倍以上、かつ、２倍以下のヤング率を持つ乳剤層とを積層してなるウェブの裁断に適用することが望ましい。なお、前記乳剤層は、感光層あるいは磁性層等とすることができ、前記ウェブは写真フィルムあるいは磁気テープ等とすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の回転裁断用丸刃は、刃先部が、この刃先部の回転中心軸に直交する回転面に対する角度が７度から２５度の範囲、かつ、この回転面の半径方向への深さが１５μｍから３８μｍの範囲の面取りを有するものとしたので、ヤング率が互いに異なる複数の層を積層してなるウェブを裁断するときに、裁断速度を低下させることなく層間剥離の発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１は本発明の回転裁断用丸刃を用いてフィルムを裁断する様子を示す図、図２は上記回転裁断用丸刃を搭載した裁断装置の主要部を正面から見た図、図３は図２に示す裁断装置を側方から見た図である。図４（ａ）から（ｃ）は従来の回転裁断用丸刃を用いてフィルムを裁断する様子を示す図、図５（ａ）から（ｄ）は本発明の回転裁断用丸刃を用いてフィルムを裁断する様子を示す図である。
【００１２】
図１に示す回転裁断用丸刃である上刃１０Ａは、刃先角αが略９０度をなす刃先部１１Ａを備えた円板状のものであり、刃先部１１Ａが、この刃先部１１Ａの回転中心軸Ｃａに直交する回転面Ｓａに対する角度βが７度から２５度の範囲、かつ回転面Ｓａの半径方向への深さＤが１５μｍから３８μｍの範囲の面取りを有するものである。また、回転裁断用丸刃である下刃１０Ｂは、上記上刃１０Ａと同様に、刃先角が略９０度をなす刃先部１１Ｂを備えた円板状のものであり、刃先部１１Ｂに任意の面取りが施されたものである。
【００１３】
、上記上刃１０Ａおよび下刃１０Ｂを搭載した裁断装置の主要部を示す。環状の下刃１０Ｂは、図示しない駆動装置によって回転する下刃シャフト１５に固定されている。また、環状の上刃１０Ａは、上記下刃シャフト１５に連動して回転する上刃シャフト１４に保持されている。なお、上刃１０Ａは、上刃シャフト１４に固定された上刃ホルダ１３に対して上刃シャフト１４の回転軸方向に嵌まり込むとともに、この上刃ホルダ１３に嵌合せしめられたホルダキャップ１６に接触する環状スプリング１２に押圧されて上刃シャフト１４の回りに保持されている。上記上下両刃１０Ａ、１０Ｂが、いわゆるゲーベル方式による裁断の態様を成している。
【００１４】
また、上記のように設定された上刃１０Ａの回転中心軸Ｃａ（以後、上刃軸Ｃａともいう）は上刃シャフト１４の回転中心軸と一致し、下刃１０Ｂの回転中心軸Ｃｂ（以後、下刃軸Ｃｂともいう）は下刃シャフト１５の下回転中心軸と一致し、これらの上刃軸Ｃａ、下刃軸Ｃｂは同一平面上に位置し互いに平行である。
【００１５】
上刃１０Ａと下刃１０Ｂは、互いに刃先部分が重なり合うように配され、の矢印Ｇａ、Ｇｂで示すように互いに反対方向に回転する。
【００１６】
上記裁断装置の裁断対象となるウェブである、ベース層２２上にこのベース層２２よりヤング率が大きい乳剤層２１が積層された写真用のフィルム２０は、両刃１０Ａ、１０Ｂの間に送り込まれて、その長手方向に沿って連続的に裁断される。なお、フィルム２０が裁断されるときには、フィルム２０の乳剤層２１の側に上刃１０Ａの回転中心軸Ｃａが、フィルム２０のベース層２２の側に下刃１０Ｂの回転中心軸Ｃｂがそれぞれ位置する。
【００１７】
上記所定の面取りを施した上刃１０Ａを使用することにより、フィルム２０を裁断する際に生じるベース層と２２乳剤層２１との間の層間剥離を抑制することができる。
【００１８】
以下、上記層間剥離を抑制する作用について詳しく説明する。
【００１９】
まず始めに、フィルム２０の乳剤層２１の側に回転中心軸が位置する上刃として、刃先に上記所定の面取りが施されていない従来の回転裁断用丸刃を採用した場合について図４（ａ）から（ｃ）を参照して説明する。
【００２０】
上記裁断装置に取り付けた、所定の面取りが施されていない従来の回転裁断用丸刃である上刃１０１Ａと、刃先に任意の面取りが施された回転裁断用丸刃である下刃１０１Ｂとの間にフィルム２０を通して切断を行う。ここでは、上刃１０１Ａおよび下刃１０１Ｂはともに刃先角が略９０度であり面取りが施されていないものとする。以下、裁断されるフィルム２０の特定の断面Ｊ１に注目して説明する。
【００２１】
図４（ａ）に示すように、上記フィルム２０の特定の断面Ｊ１は、両刃１０１Ａ、１０１Ｂの間に挟まれて圧縮され、ベース層２２よりヤング率の大きい乳剤層２１中に上刃１０１Ａが通ってこの乳剤層２１がベース層２２より先に裁断される。
【００２２】
つづいて、図４（ｂ）に示すように、上記特定の断面Ｊ１が上下両刃１０１Ａ、１０１Ｂの間隔が狭くなる位置にさらに送り込まれる。この位置において、上刃１０１Ａおよび下刃１０１Ｂの間に位置するベース層２２はさらに圧縮され、上刃１０１Ａ上の乳剤層２１の反対側に位置するベース層２２の表面２２Ｅが下刃１０１Ｂによってこの下刃１０１Ｂの側に引っ張られる（図中矢印Ｈ１参照）。一方、下刃１０１Ｂ上の乳剤層２１の側に位置するベース層２２の表面２２Ｆが上刃１０１Ａによってこの上刃１０１Ａの側に引っ張られる（図中矢印Ｈ２参照）ことにより、すでに裁断された下刃１０１Ｂ上に位置するヤング率が大きい乳剤層２１Ｒが下刃１０１Ｂ上に位置するヤング率の小さいベース層２２Ｒの延びに追従しきれずに上記乳剤層２１Ｒとベース層２２Ｒとが剥離する。すなわち層間剥離が生じる。
【００２３】
その後、図４（ｃ）に示すように、上記特定の断面Ｊ１が上下両刃１０１Ａ、１０１Ｂの間隔がさらに狭くなる位置に送り込まれる。この位置において、上記特定の断面Ｊ１は上下両刃１０１Ａ、１０１Ｂの間でさらに圧縮され、上刃１０１Ａと下刃１０１Ｂとの間に位置するベース層２２は上記上下両刃１０１Ａ、１０１Ｂによって加えられたせん断力によって裁断される。一方、下刃１０１Ｂ上に位置する、すでに剥離した乳剤層２１Ｒの剥離の範囲は、下刃１０１Ｂ上に位置するベース層２２Ｒの矢印Ｈ２方向への延びに応じて拡大し、ベース層２２が裁断された時点でこの剥離範囲の拡大が停止する。
【００２４】
次に、刃先がフィルム２０の乳剤層２１の側に回転中心軸が位置する上刃として、上記所定の面取りが施された本発明の回転裁断用丸刃を採用した場合について図５（ａ）から（ｃ）を参照して説明する。
【００２５】
図５（ａ）から（ｃ）に示すように上記裁断装置に取り付けた本発明の回転裁断用丸刃である上記所定の面取りが施された上刃１０Ａと、任意の面取りが施された下刃１０Ｂとの間にフィルム２０を通して切断を行う。上刃１０Ａおよび下刃１０Ｂはともに刃先角が略９０度の回転裁断用丸刃である。以下、裁断されるフィルム２０の特定の断面Ｊ２に注目して説明する。
【００２６】
図５（ａ）に示すように、上記フィルム２０の特定の断面Ｊ２は、上下両刃１０Ａ、１０Ｂの間に挟まれて圧縮され、ベース層２２よりヤング率の大きい乳剤層２１に上刃１０Ａが通ってこの乳剤層２１がベース層２２より先に裁断される。
【００２７】
つづいて、図５（ｂ）に示すように、上記特定の断面Ｊ２が上下両刃１０Ａ、１０Ｂの間隔が狭くなる位置にさらに送り込まれる。この位置において、上刃１０Ａおよび下刃１０Ｂの間に位置するベース層２２はさらに圧縮され、上刃１０Ａ上の乳剤層２１の反対側に位置するベース層２２の表面２２Ｅが下刃１０Ｂによってこの下刃１０Ｂ側に引っ張られる（図中矢印Ｈ１参照）。一方、下刃１０Ｂ上の乳剤層２１の側に位置するベース層２２Ｒの表面２２Ｆが、上刃１０Ａによってこの上刃１０Ａの側に引っ張られるとともに（図中矢印Ｈ２参照）、上刃１０Ａの面取斜面Ｍ１からこの面取斜面Ｍ１に直交する方向（図中矢印Ｈ３方向）に押圧力を受ける。ここで、上刃１０Ａの面取斜面Ｍ１が、すでに裁断された下刃１０Ｂ上に位置する乳剤層２１Ｒを間に挟んで下刃１０Ｂ上に位置するベース層２２Ｒを押圧するので、乳剤層２１Ｒはベース層２２Ｒから剥離することなくこのベース層２２Ｒの変形に追従する。すなわち層間剥離は生じない。
【００２８】
その後、図５（ｃ）に示すように、上記フィルム２０が裁断装置内にさらに送り込まれ、両刃１０Ａ、１０Ｂ間の間隔がさらに狭くなる位置に上記特定の断面Ｊ２が位置する。この位置において、上記特定の断面Ｊ２は上下両刃１１Ａ、１０Ｂの間でさらに圧縮され、上下両刃１０Ａ、１０によって加えられたせん断力によって裁断される。ここで、下刃１０Ｂ上に位置する乳剤層２１Ｒは、上記ベース層２２が裁断されるまで、下刃１０Ｂ上に位置するベース層２２Ｒと上刃１０Ａの面取斜面Ｍ１との間に挟まれているので、乳剤層２１Ｒがベース層２２Ｒから剥離することはない。
【００２９】
最後に、図５（ｄ）に示すように、上記特定の断面Ｊ２の裁断が終了し、この特定の断面Ｊ２が上下両刃１０Ａ、１０Ｂの互いに重なる場所に位置するときには、フィルム２０が上刃１０Ａ上に位置するフィルム部分２０Ｌと下刃１０Ｂ上に位置するフィルム部分２０Ｒとに完全に分離され、上記裁断によって変形した（弾性変形した）ベース層２２の形状が元に戻る。この場合にも断面Ｊ２において層間剥離が生じることはない。
【００３０】
このように、上記所定の面取りを施した上刃１０Ａを使用して裁断を行うことにより、ベース層と２２乳剤層２１との間の層間剥離を抑制することができる。
【００３１】
次に、上記刃先の面取形状を定めるために行った実験について説明する。図６は上刃に関する第１の実験に用いた上刃の面取形状を示す図、図７は上記第１の実験の結果を示す図、図８は上下両刃の組み合わせに関する第２の実験に用いた上下両刃の面取形状を示す図、図９は第２の実験の結果を示す図、図１０は第１の実験および第２の実験でともに層間剥離が生じなかった面取形状の範囲を示す図である。
【００３２】
なお、実験の結果を示す図７、図９（ａ）、および図９（ｂ）中の白丸印（○）は層間剥離が生じなかったことを示し、×印（×）は層間剥離が生じたことを示す。
【００３３】
＜第１の実験：上刃に関する実験＞
図６に示すように、刃先角α１が９０度をなす刃先部を備えた回転裁断用丸刃である上刃として、回転中心軸方向への幅Ｗ（以後、面取幅Ｗ１という）が０μｍ、２μｍ、３μｍ、４μｍ、および５μｍであって、上記回転中心軸に直交する回転面の半径方向への深さＤ１（以後、面取深さＤ１という）を０μｍから５０μｍの範囲で適宜変更した面取りを施した刃先部を有するものを用意した。上記各上刃を上記裁断装置に取り付けて、裁断速度８０ｍ／ｍｉｎ、１００ｍ／ｍｉｎで実験を行った。なお、このときの下刃は、刃先角が９０度をなす刃先部を備えた回転裁断用丸刃であって、面取りが施されていないものを使用した。
【００３４】
上記実験の結果、図７に示すように、面取幅Ｗが２μｍ以上、かつ、刃先部の回転中心軸に直交する回転面に対する角度β１（以後、面取角度β１という）が７度以上、すなわち、図中の線Ｊ１より下方の領域Ｅ１で示される寸法の面取りを施した上刃において、上記層間剥離を防止する高い効果が得られることが解った。なお、この結果は、裁断速度８０ｍ／ｍｉｎ、１００ｍ／ｍｉｎのいずれにおいても同じであった。
【００３５】
＜第２の実験：上下両刃の組み合わせに関する実験＞
図８に示すように、刃先角α１が９０度をなす刃先部を備えた円板状の回転裁断用丸刃である上刃として、面取幅Ｗ１が０μｍ、２μｍ、および４μｍで、面取深さＤ１が２５μｍの面取りを施した刃先部を有する上刃を用意した。また、刃先角α２が９０度をなす刃先部を備えた円板状の回転裁断用丸刃である下刃として、面取幅Ｗ２が０μｍ、２μｍ、４μｍ上、６μｍ、８μｍで、面取深さＤ２が２５μｍの面取りを施した刃先部を有する下刃を用意した。上記各上刃および各下刃においては面取深さを２５μｍに固定した。
【００３６】
この実験では、上記各上刃と各下刃との組み合わせにおいて、裁断速度、すなわち上刃と下刃との間にフィルムを送り込む速度を８０ｍ／ｍｉｎと１００ｍ／ｍｉｎとに変更した。
【００３７】
図９（ａ）に示すように、裁断速度８０ｍ／ｍｉｎでは、上刃の刃先部の先端Ｐ１と下刃の刃先部の先端Ｐ２との間隔Ｋ１（図８参照）が３．４μｍ以上となる面取り、すなわち、図中の線Ｊ２の上方の領域Ｅ２で示される範囲の面取りを施した各上刃および各下刃を使用した場合には層間剥離は生じない。しかしながら、上記線Ｊ２の下側の領域Ｅ３で示される範囲の面取りを施した各上刃および各下刃を使用した場合には層間剥離が生じた。これは略推論通りの結果である。
【００３８】
また、図９（ｂ）に示すように、裁断速度１００ｍ／ｍｉｎでは、上刃の刃先部の先端Ｐ１と下刃の刃先部の先端Ｐ２との間隔Ｋ１が６．０μｍ以上となる範囲の面取りを施した各上刃および各下刃を使用した場合には層間剥離は生じることない。しかしながら、上記間隔Ｋ１が６．０μｍ未満となる寸法の面取りを施した各上刃および各下刃を使用した場合には層間剥離が生じた。
【００３９】
このように裁断速度が速くなると層間剥離が生じやすくなる原因は、上下両刃間へのフィルムの侵入速度が速くなって乳剤層に加わる衝撃が大きくなるためと考えられる。すなわち、裁断時のフィルムの変形速度が速くなりこの変形にベース層は追従するが乳剤層が追従できないためと考えられる。
【００４０】
上記２つの実験の結果を合せると、図１０に示すように、刃先角αが略９０度をなす刃先部を備えた円板状の回転裁断用丸刃において、上記刃先部が、面取角度βが７度から２５度の範囲、かつ、面取深さＤが１５μｍから３８μｍの範囲（すなわち、図中斜線で示す領域ＥＥの範囲）の面取りが施された上刃を使用することにより、裁断速度８０ｍ／ｍｉｎ、および１００ｍ／ｍｉｎにおいて層間剥離を防止できることが解る。
【００４１】
なお、回転中心軸が乳剤層の側とは反対側に存在する下刃の面取寸法の違いによる上記層間剥離への影響は少なく、下刃の面取り寸法の違いは上記層間剥離の主要因とはならないと考えられる。したがって、上記所定の面取を、回転中心軸が乳剤層の側に存在する上刃のみに施すことにより上記層間剥離を抑制する効果を得ることができる。
【００４２】
また、上記実施例の回転裁断用丸刃は、写真用フィルムを裁断するためのものであるが、本発明の回転裁断用丸刃は、例えば、ベース層に磁気層が積層された磁気テープ等を裁断する場合に使用しても上記と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
なお、上記実施の形態においてはゲーベル方式を採用した裁断装置の例を示したが、このような場合に限らず、上刃および下刃をともにそれぞれのシャフトに一体的に固定する裁断装置であっても、上刃に上記寸法範囲の面取りを施すことにより上記と同様の層間剥離を抑制する効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の回転裁断用丸刃を用いてフィルムを裁断する様子を示す図
【図２】回転裁断用丸刃を搭載した裁断装置の主要部を正面から見た図
【図３】裁断装置を側方から見た図
【図４】従来の回転裁断用丸刃を用いてフィルムを裁断する様子を示す図
【図５】本発明の回転裁断用丸刃を用いてフィルムを裁断する様子を示す図
【図６】第１の実験に用いた上刃の面取形状を示す図
【図７】第１の実験の結果を示す図
【図８】第２の実験に用いた上下両刃の面取形状を示す図
【図９】第２の実験の結果を示す図
【図１０】は第１の実験および第２の実験でともに層間剥離が生じなかった面取形状の範囲を示す図
【符号の説明】
【００４５】
１０Ａ    上刃
１１Ａ    刃先部
２０    フィルム
２１    乳剤層
２２    ベース層
Ｃａ    回転中心軸（上刃軸）
Ｓａ    回転面
β    面取角度
Ｄ    面取深さ
Ｗ    面取幅
【図１】
2006061989.tif 000003
【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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