(57)【要約】  【課題】長期間に渡って、フィルムを任意の位置で、直線的に切れ味良く切断できるフィルム切断装置と、フィルムロールを外観の優れた美しい円筒体として製造できるフィルムロール体の製造方法を提供すること。  【解決手段】搬送中のフィルムの切断装置であって、（イ）円形刃と、（ロ）外周面に吸引口を有し、内部に吸引口に連通する吸引経路を有する一対のローラと、（ハ）円形刃および一対のローラを支える筐体をフィルムの幅方向に移動させるフィルム幅方向移動手段とを備え、（ニ）円形刃の軸方向と垂直な平面に対して一対のローラをローラの回転軸方向から投影させてなした投影円の中心から平面と仮想的なフィルム搬送経路との交線に下ろした垂線と、投影円の中心、および、投影円外周上の点であって、円形刃を平面に投影させた場合の刃先と交わる点を結ぶ線分とのなす角θが−０．１７ｒａｄ＜θ＜０．１７ｒａｄとなるフィルム切断装置を提供する。【選択図】  図１
2008161949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送中のフィルムの切断装置であって、（イ）回転自在に支持された円形刃と、（ロ）該円形刃と接触しないよう前記円形刃の両脇に所定の間隔をもって回転自在に支持された、外周面に吸引口を有し、内部に前記吸引口に連通する吸引経路を有する少なくとも一対のローラと、（ハ）前記円形刃および前記少なくとも一対のローラを支える筐体を前記フィルムの幅方向に移動させるフィルム幅方向移動手段とを備え、（ニ）前記円形刃の刃先を含む軸方向と垂直な平面に対して前記少なくとも一対のローラの少なくとも一方のローラについて該ローラを該ローラの回転軸方向から投影させてなした投影円の中心から前記平面と仮想的なフィルム搬送経路との交線に下ろした垂線と、前記投影円の中心、および、前記投影円外周上の点であって、前記円形刃を前記平面に投影させた場合の刃先と交わる点のうち前記フィルム搬送経路に近い点を結ぶ線分とのなす角θが−０．１７ｒａｄ＜θ＜０．１７ｒａｄとなることを特徴とするフィルム切断装置。
【請求項２】
搬送中のフィルムの切断装置であって、（イ）回転自在に支持された円形刃と、（ロ）該円形刃と接触しないよう前記円形刃の両脇に所定の間隔をもって回転自在に支持された、外周面に吸引口を有し、内部に前記吸引口に連通する吸引経路を有する少なくとも一対のローラと、（ハ）前記円形刃および前記少なくとも一対のローラを支える筐体を前記フィルムの幅方向に移動させるフィルム幅方向移動手段とを備え、（ニ）前記吸引経路に負圧が付与されている際に前記少なくとも一対のローラのそれぞれの前記外周面に吸引されている前記フィルムの部位の中間において前記円形刃の刃先が前記フィルムを切断するよう構成されたことを特徴とするフィルム切断装置。
【請求項３】
前記少なくとも一対のローラの前記吸引経路に負圧を付与する吸引手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のフィルム切断装置。
【請求項４】
外周面に吸引口を有し、フィルム搬送方向からみて前記円形刃の上流に、前記円形刃の刃先を含む前記円形刃の軸方向と垂直な平面について対称に、前記フィルムと接するローラ表面の回転方向が末広がりに配置される少なくとも一対の傾斜ローラを具備することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフィルム切断装置。
【請求項５】
外周面に吸引口を有し、前記フィルム搬送方向からみて前記円形刃の下流に位置し、かつ前記円形刃に対して前記フィルム幅方向にオフセットされた少なくとも１つの傾斜ローラを具備することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のフィルム切断装置。
【請求項６】
前記仮想的なフィルム搬送経路に対し前記少なくとも一対のローラと同じ側に前記円形刃の回転支持部を有することを特徴とする請求項１および３〜５のいずれかに記載のフィルム切断装置。
【請求項７】
前記円形刃を支持する回転支持部を前記平面に投影したときに、該支持部が前記投影円の外側にあり、かつ、前記少なくとも一対のローラは片持ち支持されるものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のフィルム切断装置。
【請求項８】
（イ）前記円形刃を回転駆動する回転駆動手段と、（ロ）前記円形刃に前記回転駆動手段の駆動力を伝達する非接触駆動伝達手段を具備することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のフィルム切断装置。
【請求項９】
フィルム幅方向に移動可能であり、外周面に負圧を付与され回転軸方向に所定の間隔をもって回転自在に支持された少なくとも一対のローラ上にフィルムを吸引させ、前記少なくとも一対のローラのそれぞれの前記外周面に吸引されたフィルムの部位の中間の近傍において、前記少なくとも一対のローラと同期してフィルム幅方向に移動可能かつ前記少なくとも一対のローラに接触しない円形刃を回転させながら前記フィルムを切断するフィルムの切断方法であって、前記中間近傍とは、前記円形刃の刃先を含む軸方向に垂直な平面に対して前記少なくとも一対のローラの少なくとも一方のローラについて該ローラを該ローラの回転軸方向から投影させてなした投影円の中心から前記平面とフィルム搬送経路との交線に下ろした垂線と、前記投影円の中心および前記フィルムを前記円形刃の刃先が切断する点を結ぶ線分とのなす角θが−１０°＜θ＜１０°となるように前記フィルムを切断することを特徴とするフィルムの切断方法。
【請求項１０】
前記少なくとも一対のローラおよび前記円形刃として前記フィルムからみて同じ側に回転の中心軸が位置するものを用いることを特徴とする請求項９に記載のフィルム切断方法。
【請求項１１】
外周面に吸引口を有し、前記フィルム搬送方向からみて前記円形刃の上流に、前記円形刃の刃先を含む平面について対称に、前記フィルムと接するローラ表面の回転方向が末広がりに配置される少なくとも一対の傾斜ローラにより、切断前のフィルムを拡開することを特徴とする請求項９または１０に記載のフィルム切断方法。
【請求項１２】
請求項１〜８のいずれかに記載のフィルム切断装置を用い、フィルムを所定の幅に切断し、巻き取ることを特徴とするフィルムロール体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルム切断装置、フィルム切断方法及びフィルムロール体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、プラスチックフィルムをフィルムロール体として巻き取る際、フィルム両端をトリミングしたり、フィルムを所定の幅にスリットし、多数のフィルムに分割したりするため、フィルムの幅方向のある位置で、刃によりフィルムを切断することが行われる。
【０００３】
例えば、特許文献１においては、フィルムを上刃と下刃ローラではさみのようにシアーカットする際、下刃ローラ表面に吸引口を設け、フィルムの蛇行を防止しながらフィルムを切断する技術が開示されている。
【０００４】
しかしながら、厚みの薄いフィルムを特許文献１のようなシアーカットで切断すると、切断点でしわとなり、切り口が乱れるという問題が起こる。また、この技術では、下刃ローラがフィルム全幅にわたってあり、吸引口を有するセグメントの間に刃があるため、吸引によるフィルムの安定化とフィルムの切断位置を自由に設定するということが両立できないという重大な問題を有する。また、下刃ローラ全幅にわたって吸引口があることで、フィルム全幅で傷などの問題を生じさせる他、ある程度フィルムを下刃ローラに巻き付ける必要がある。
【０００５】
また、特許文献２においては、切断点の幅方向張力を安定化させるため、フィルムをエキスパンションローラで拡開した後、フィルム全幅にわたりニップし、その後、切断する方法が開示されている。しかしながら、全幅にわたり拡開を行っても、局所的にみた場合、切断点が安定するとは限らない。特許文献２にある湾曲ローラはフィルムの幅方向中央部を最も強く拡開するものであるが、切断点がフィルムの幅方向端部であった場合、切断点のしわはとりきれず安定した切断を行うことはできない。また、厚みの薄いフィルムを搬送中にニップすると、フィルムが折れるという問題もある。
【０００６】
幅方向に移動可能な筐体内にローラと切断手段を有する切断装置として、特許文献３のシート体の切断装置がある。本装置はローラ間に刃を配置し、ローラと筐体のすきまから吸引することでフィルムをローラに密着させ、切断を安定化させようとするものである。
【０００７】
しかしながら、このような手段ではローラの間で空気の流れが激しくおこり、切断点のフィルムがばたつき、結果としてフィルムの切り口が乱れることになる。また、特許文献３に図示された刃の支持方法を実現するには、明示されていない部品構成が必要となり装置が大型化することとなる。
【０００８】
従来より安定した切断を狙って、円形刃を回転駆動することが知られている。これは、供回りによる切断不良を回避したり、回転不良による切断ミスを避けるためである。円形刃を回転駆動する切断方法としては、特許文献４のフィルム裁断装置、特許文献５のスリット装置がある。特許文献４のように回転駆動手段と刃を同心上に接続すると、駆動伝達装置が簡素となる。しかしながら、フィルムの切断面を良好に保つため、刃を小さくし、刃とフィルムの接触距離を短くしたいという要求と、モータをある程度大きくすることで焼き付きを防止したいという要求が両立しない。一方、特許文献５はベルトとプーリーで駆動を伝達することでモータと刃を偏心させ、焼き付きの少ない大きなモータを用いながら、小さな刃を用いることができるが、ベルトは粉塵の問題があり、これを嫌うフィルム切断装置としては好ましくない。また、ベルト駆動機構は大掛かりなものとなる。
【０００９】
以上のように従来、フィルムを任意の位置で、粉塵などの発生がなく、安定して良好な切り口で切断することが困難であった。
【００１０】
また、後述の本発明における非接触駆動伝達手段は、特許文献６〜７に一例が記載されている。
【特許文献１】特開２０００−１２７０８２号公報
【特許文献２】特開昭６０−２５２５５９号公報
【特許文献３】特開平１１−３３９８７号公報
【特許文献４】特開２００４−５０３０７号公報
【特許文献５】特開２０００−３４３４９２号公報
【特許文献６】特許第３４６６００５号公報
【特許文献７】特開平９−２５７１１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、フィルムを幅方向の任意の位置で切断可能で、かつしわなどにより切断不良がなく、粉塵が少ない高寿命で故障の少ない小型のフィルム切断装置およびそのようなフィルムの切断方法を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の第２の目的は、前記フィルム切断装置を用いることで、高品位のフィルムロール体を製造するフィルムロール体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】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明によれば、搬送中のフィルムの切断装置であって、（イ）回転自在に支持された円形刃と、（ロ）該円形刃と接触しないよう前記円形刃の両脇に所定の間隔をもって回転自在に支持された、外周面に吸引口を有し、内部に前記吸引口に連通する吸引経路を有する少なくとも一対のローラと、（ハ）前記円形刃および前記少なくとも一対のローラを支える筐体を前記フィルムの幅方向に移動させるフィルム幅方向移動手段とを備え、（ニ）前記円形刃の刃先を含む軸方向と垂直な平面に対して前記少なくとも一対のローラの少なくとも一方のローラについて該ローラを該ローラの回転軸方向から投影させてなした投影円の中心から前記平面と仮想的なフィルム搬送経路との交線に下ろした垂線と、前記投影円の中心、および、前記投影円外周上の点であって、前記円形刃を前記平面に投影させた場合の刃先と交わる点のうち前記フィルム搬送経路に近い点を結ぶ線分とのなす角θが−０．１７ｒａｄ＜θ＜０．１７ｒａｄとなることを特徴とするフィルム切断装置が提供される。
【００１４】
また、本発明の別の形態によれば、搬送中のフィルムの切断装置であって、（イ）回転自在に支持された円形刃と、（ロ）該円形刃と接触しないよう前記円形刃の両脇に所定の間隔をもって回転自在に支持された、外周面に吸引口を有し、内部に前記吸引口に連通する吸引経路を有する少なくとも一対のローラと、（ハ）前記円形刃および前記少なくとも一対のローラを支える筐体を前記フィルムの幅方向に移動させるフィルム幅方向移動手段とを備え、（ニ）前記吸引経路に負圧が付与されている際に前記少なくとも一対のローラのそれぞれの前記外周面に吸引されている前記フィルムの部位の中間において前記円形刃の刃先が前記フィルムを切断するよう構成されたことを特徴とするフィルム切断装置が提供される。
【００１５】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記少なくとも一対のローラの前記吸引経路に負圧を付与する吸引手段を備えることを特徴とするフィルム切断装置が提供される。
【００１６】
また、本発明の好ましい形態によれば、外周面に吸引口を有し、フィルム搬送方向からみて前記円形刃の上流に、前記円形刃の刃先を含む前記円形刃の軸方向と垂直な平面について対称に、前記フィルムと接するローラ表面の回転方向が末広がりに配置される少なくとも一対の傾斜ローラを具備することを特徴とするフィルム切断装置が提供される。
【００１７】
また、本発明の好ましい形態によれば、外周面に吸引口を有し、前記フィルム搬送方向からみて前記円形刃の下流に位置し、かつ前記円形刃に対して前記フィルム幅方向にオフセットされた少なくとも１つの傾斜ローラを具備することを特徴とするフィルム切断装置が提供される。
【００１８】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記仮想的なフィルム搬送経路に対し前記少なくとも一対のローラと同じ側に前記円形刃の回転支持部を有することを特徴とするフィルム切断装置が提供される。
【００１９】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記円形刃を支持する回転支持部を前記平面に投影したときに、該支持部が前記投影円の外側にあり、かつ、前記少なくとも一対のローラは片持ち支持されるものであることを特徴とするフィルム切断装置が提供される。
【００２０】
また、本発明の好ましい形態によれば、（イ）前記円形刃を回転駆動する回転駆動手段と、（ロ）前記円形刃に前記回転駆動手段の駆動力を伝達する非接触駆動伝達手段を具備することを特徴とするフィルム切断装置が提供される。
【００２１】
また、本発明の別の形態によれば、フィルム幅方向に移動可能であり、外周面に負圧を付与され回転軸方向に所定の間隔をもって回転自在に支持された少なくとも一対のローラ上にフィルムを吸引させ、前記少なくとも一対のローラのそれぞれの前記外周面に吸引されたフィルムの部位の中間の近傍において、前記少なくとも一対のローラと同期してフィルム幅方向に移動可能かつ前記少なくとも一対のローラに接触しない円形刃を回転させながら前記フィルムを切断するフィルムの切断方法であって、前記中間近傍とは、前記円形刃の刃先を含む軸方向に垂直な平面に対して前記少なくとも一対のローラの少なくとも一方のローラについて該ローラを該ローラの回転軸方向から投影させてなした投影円の中心から前記平面とフィルム搬送経路との交線に下ろした垂線と、前記投影円の中心および前記フィルムを前記円形刃の刃先が切断する点を結ぶ線分とのなす角θが−１０°＜θ＜１０°となるように前記フィルムを切断することを特徴とするフィルムの切断方法が提供される。
【００２２】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記少なくとも一対のローラおよび前記円形刃として前記フィルムからみて同じ側に回転の中心軸が位置するものを用いることを特徴とするフィルム切断方法が提供される。
【００２３】
また、本発明の好ましい形態によれば、外周面に吸引口を有し、前記フィルム搬送方向からみて前記円形刃の上流に、前記円形刃の刃先を含む平面について対称に、前記フィルムと接するローラ表面の回転方向が末広がりに配置される少なくとも一対の傾斜ローラにより、切断前のフィルムを拡開することを特徴とするフィルム切断方法が提供される。
【００２４】
また、本発明の別の形態によれば、前記フィルム切断装置を用い、フィルムを所定の幅に切断し、巻き取ることを特徴とするフィルムロール体の製造方法が提供される。
【００２５】
本発明において、「フィルム」とは、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリイミドフィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、ナイロンフィルム、アラミドフィルム、ポリエチレンフィルム、アクリル系フィルムなどのプラスチックフィルムをいう。また、本発明は布帛や紙などその他のウェブにも好適である。
【００２６】
また、本発明において、「中間」とは、表面に吸引口を有する一対のローラ間に挟まれた幅方向の位置をいう。
【００２７】
また、本発明において、「円形刃」とは、軸方向からみて外周が円形であり、幅方向からみて外縁部がフィルム等の切断が可能な程度に鋭利に加工されたものをいう。これらには片面のみ刃先を形成した片刃形状と、両刃形状がありいずれも使用できる。
【００２８】
また、本発明において、「外周面」とは、ローラがフィルムと接触する面あるいは接触を想定した面をいう。
【００２９】
また、本発明において、「吸引口」とは、気体が流通可能な開口部をいう。また、「吸引経路」とは、圧力差のある一端から他端に向かって気体を流通可能な経路をいう。本発明においては、これらは連通され、吸引経路の一端に設けられた吸引口における負圧を吸引経路の他端に負圧を発生させることにより実現するものである。好ましくは、後述する吸引手段が上記他端に負圧を与えるために使用される。
【００３０】
また、本発明において、「吸引手段」とは、動力により空気を移送し、所定の部位に負圧を形成するものをいう。例えば、真空ポンプやブロアなどを用いることができる。
【００３１】
また、本発明において、「筐体」とは、ローラ及び刃を支持する部品をいう。
【００３２】
また、本発明において、「筐体をフィルム幅方向に移動する手段」とは、筐体をフィルム幅方向に移動させられる装置をいう。例えば、ボールネジや直動ベアリングなどのような手段、あるいは、穴とそれにかん合する軸のような簡単な組み合わせを用いることが好ましい。
【００３３】
また、本発明において、「仮想的なフィルムの搬送経路」とは、フィルム切断装置において、円形刃と接触しないよう円形刃の両脇に所定の間隔をもって回転自在に支持された、外周面に吸引口を有し、内部に吸引口に連通する吸引経路を有する少なくとも一対のローラが存在しなかった場合にフィルムが搬送される経路をいう。例えば、図８に示すような仮想的なフィルムの搬送経路５のことである。
【００３４】
また、本発明において、「傾斜ローラ」とは、円形刃や該円形刃の両脇のローラの回転ベクトルに対して、有限の角度をもった回転ベクトルを有するローラをいう。
【００３５】
また、本発明において、「円形刃に対してオフセットされた少なくとも一つの傾斜ローラ」とは、刃に対してフィルム幅方向に位置をずらし、円形刃からみて同じ側にある上流の傾斜ローラと反対向きに傾斜したローラのことを意味する。
【００３６】
また、本発明において、「円形刃を回転駆動する回転駆動手段」は、例えば、電動モータやエアモータ、油圧モータ、風車などの回転動力源を用いることができる。
【００３７】
また、本発明において、「非接触駆動伝達手段」とは、直接接触せずに回転駆動力を伝達する手段をいう。例えば、磁力の反発力でトルクを伝達する磁気プーリなどを用いることが好ましい。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、フィルム幅方向の任意の位置で、長期間に渡って、フィルムを直線的に切れ味良く切断できるフィルム切断装置を得ることができる。また、前記切断装置を用いることで、切断面の美しいフィルムが得られ、これをフィルムロール体として巻き取った場合に、フィルムロールを、外観の優れた美しい円筒体として製造できるフィルムロール体の製造方法を得ることができる。このフィルムロール体は幅方向で表面の傷が少ないという特徴もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明の最良の実施形態の例をプラスチックフィルムの巻取工程に適用した場合を例にとって、図面を参照しながら説明する。
【００４０】
図１は、本発明の一実施形態のフィルム切断装置の概略断面図、図２はその概略平面図の一例である。
【００４１】
図１において、ローラ１はローラ１ａおよびローラ１ｂの二つで構成され、円形刃２を挟んで一対となっている。これを上面から見た図が図２である。一対のローラ１ａとローラ１ｂはフィルム３の幅方向に一定の間隔を持って位置し、この間隙の間に円形刃２の刃先が位置する。ローラ１はローラ１ａおよびローラ１ｂのいずれも側面に吸引口１４を有し、この吸引口１４は吸引経路１６を連通して、吸引接続口１１及びホース１２を介して、吸引手段９に接続され負圧を付与される。ローラ１及び円形刃２は筐体７により回転支持される。円形刃２は駆動伝達手段を介して回転駆動手段６により駆動される。ここで駆動伝達手段は図１のように非接触駆動伝達手段５１、５２であることが好ましい。回転駆動手段６は筐体にネジや接着などの手段で固定される。非接触駆動伝達手段５１及び５２は平行に配置するものでも良いし、回転トルクを垂直方向に伝えることができるものでも良い。またその間の角度でトルクを伝える物でも構わない。ここでは、図１のように駆動トルクを直角に伝えるものを使っている。これにより装置をコンパクトにすることができる。
【００４２】
図１からわかるように、円形刃２の軸方向から観察した場合に、ローラ１とフィルム３が接触している部分近傍で円形刃２の刃先が位置している。これを詳しく示した図が図８である。図８は円形刃２の軸方向と垂直な平面に、ローラ１と円形刃２とフィルム３の搬送経路を投影させたものである。このとき、ローラ１の投影円の中心から、フィルム３の仮想的な搬送経路との交線に下ろした垂線と、前記投影円の中心から前記投影円の円周と円形刃２の円周の交点に下ろした線分とのなす角がθである。図８において、フィルム３はローラ１とフィルム３の交点で切断が行われるのが好ましいが、実際のフィルムは吸引によりわずかにローラ１に巻き付いているためθは範囲を有しており、好ましくは−０．１７ｒａｄ＜θ＜０．１７ｒａｄである。
【００４３】
これにより、フィルム３はローラ１の表面に密着し、安定して切断される。
【００４４】
また、本実施形態においては、吸引口１４はローラ外周面のみなので、ローラ１と筐体の間、もしくはローラ１と円形刃２の間に余計な空気の流れを生じさせない。また、吸引によりローラ１の外周面に吸着されたフィルム３は、刃によって溝に押し込まれたり、逆に浮いたりすることがない。
【００４５】
筐体７は幅方向移動手段８により支持され、幅方向移動手段８はフレームなどに支持される。これは筐体の幅がフィルム幅に対して小さく、本フィルム切断装置を幅方向に位置を変えられることで、フィルムの切断位置を自在に変えようとするものである。つまり、本実施形態のフィルム切断装置は、フィルム幅方向の一部に当接するユニット装置である。これは、フィルム切断部近傍のみ吸引ローラや傾斜ローラがあることから、ローラ群１はフィルム３に対して、ほとんど巻き付けの無い状況でフィルムに当接することになる。巻き付け角の好ましい範囲は±０．２６ｒａｄ程度である。これにより、フィルムのパスラインを変えずにフィルムを切断することができる。また、この構成により、ローラ１への吸着によるフィルム３の安定切断と、任意の位置での切断を可能にすることの両立が図れる。
【００４６】
回転駆動手段６の回転方向は正逆転可能であることが好ましい。また、回転速度も適宜調整できるものが好ましい。これにより回転刃の向きや速度が変更でき、最も切れ味の良い条件でフィルム３を切断することができる。更に好ましくは、図１のような方向で円形刃を回転させるのが好ましい。これにより、切断後のフィルム３の断面と、円形刃との相対速度が小さくなり、切断面の不要な擦過を防ぐことができる。
【００４７】
また、フィルム搬送経路に対し一対のローラ１と同じ面側に円形刃２の回転支持部を有することが好ましい。また、これを実現するために、好ましくは円形刃１の軸方向と垂直な平面にローラ１および円形刃２の回転支持部を投影させた場合に、円形刃２の回転支持部が、ローラ１の投影円の外側にあることが好ましく、同時にこれら一対のローラ１は片持ち支持されるものであることが好ましい。これらの構成により、円形刃２とローラ１は一体となって幅方向に移動することができ、容易にフィルム切断位置を調節することができるばかりか、円形刃２とローラ１の相対位置が一度決まると変わらないため、切れ味の良い状態を長期間維持することができる。
【００４８】
図３は本発明の別の実施形態にかかわるフィルム切断装置の概略平面図である。図２の形態に加え、ローラ１の上流には一対の傾斜ローラ４が配置されている。傾斜ローラ４はローラ１と同じく表面に吸引口１４を有し、吸引手段９により負圧を付与される。また、傾斜ローラ４はローラ１と同じく筐体７により回転支持される。図３からわかるように、この傾斜ローラ１４は円形刃２を挟んで対称に配置され、該円形刃２の上流直前でフィルム３のしわを局所的に取り除き、張りながら切断を可能にする。このとき、傾斜ローラ４はフィルムと平行な平面内で傾斜しており、ローラ回転方向ベクトルの余弦成分がローラ４の軸方向となるよう傾斜させる。傾斜角度はローラ４の軸方向から好ましくは０．０５ｒａｄ〜０．８ｒａｄ傾けると拡幅効果が得られ、更に好ましくは０．１７ｒａｄ〜０．３４ｒａｄとするのが擦り傷を回避しながら拡幅できるので良い。また、傾斜ローラはフィルムをほとんど巻き付かせることなくフィルムを拡開できる手段である。
【００４９】
図４はローラ１及び傾斜ローラ４の支持方法と、吸引経路を示した概略断面図である。ローラ１の吸引口１４はローラ１の軸１３の吸引経路１６に通じ、筐体７の内部に形成された吸引経路を経て、吸引接続口１１につながっている。筐体は必ずしも吸引経路を有する必要はなく、ローラの吸引経路１６に直接吸引接続口１１を設けても良い。また、図３に示した吸引経路は必ずしも一度に加工する必要はなく、貫通穴を加工した後に穴の端部に栓をして形成しても構わない。ここで吸引接続口１１とは、ホース１２と接続される部分や部品のことである。ローラ１及び傾斜ローラ４は軸受１０により回転支持される。軸受１０は軸１３によりかん合支持される。軸１３は筐体７に支持される。ここで、ローラ１及び傾斜ローラ３は軸１３を必ずしも有する必要はなく、軸まで一体として製作し、それを軸受１０により回転支持し、軸受１０を筐体７により支持してもよい。
【００５０】
また、ローラ１に少ない巻き付け角でも効率よくフィルムをローラに吸着させるために、吸引経路１６は図４のように全周に開口するのではなく、フィルムが巻き付くであろう範囲のみ開口させることが好ましく、前述の巻き付け角±０．２６ｒａｄの範囲に開口させるようにする。
【００５１】
図５は円形刃２の支持方法を示した概略断面図である。円形刃２は軸１６により支持され、軸１６は軸受１９により回転支持され、軸受１９は筐体７にかん合支持される。円形刃２と軸１６の固定方法は図のようにナット１７と軸１６を挟むことでの摩擦でもよいし、軸１６と円形刃２の間に設けたキーによって固定し、駆動力を伝達してもよい。軸１６の一部には触駆動伝達手段、好ましくは非接触駆動伝達手段５１が、止めねじやＯリングやキーなどの手段で固定される。円形刃２は軸１６による片持ちでも良いが、好ましくは図５のように軸１８を更に接続することで両持ちとすることが好ましい。また、図で軸１８がダブルナットの役割も果たしており、ねじの弛み止めの役割を果たすのが好ましい。軸１８は軸１６と同様、軸受１９により回転支持される。また、筐体７は円形刃２を取り外し、交換可能なように、一部分割できるようにしても良い。分割した筐体７ははめあいやねじにより固定される。
【００５２】
また、傾斜ローラ４の更に上流には、適宜図３のようにガイドローラ１５を配置しても良い。これにより、筐体７や拡幅ローラ４の角でフィルム３に傷がついたり、破れたりするのを防止できる。
【００５３】
図６は本発明の一実施形態のフィルム切断装置をフィルムロール体の製造方法として用いた場合の一例である。フィルム３は溶融されたポリマを口金２０から吐出し、ドラム２１上で固化させた後、ガイドロール２２などで搬送され、フィルムロール体３１として巻き取られる。図６で口金２０はフレームなどに固定支持される。ガイドロール２２、巻心２３などは軸受により回転支持され、モータなどにより回転駆動される。軸受は適宜フレームなどで支持される。また、ドラム２１の下流側に適宜フィルム３の延伸装置やコロナ処理装置、厚さ測定器などを配置する。図６では、フィルム３の両端部をトリミングするため、巻取前の位置に本発明の一実施形態のフィルム切断装置が一対配置される。フィルム切断装置は幅方向移動手段８により手動もしくはモータなどの駆動装置により、適宜幅方向の任意の位置に設置可能であり、位置が決まればストッパなどで固定するのが好ましい。図６の幅方向移動手段８は穴と軸の組み合わせからなっており、軸と穴が摺動することで、筐体をフィルム３の幅方向に移動する。また、この場合、軸がフレームなどで支持されることで、フィルム切断装置の筐体の重量を支えている。また、図６では省略したが、回転駆動手段６に電動モータを使用した場合には、回転もしくはトルク制御装置と電源を接続する。トリミングされたフィルム３２は適宜回収され、切断されたフィルム３はフィルムロール体３１として巻心２３上に巻き取られる。
【００５４】
図７は本発明の一実施形態のフィルム切断装置の更に好ましい形態である。図３に示したフィルム切断装置を図６のように設置した場合、傾斜ローラ４により切断点はきれいにのばされても、切断後に傾斜ローラ４が切断点より内側に作ったしわが残ることがある。これを取り除くため、好ましくは図７のように円形刃２の下流側に傾斜ローラ２４を配置するのが好ましい。このとき傾斜ローラ２４はフィルム３の端部側に配置する。従って、図７の傾斜ローラ２４は、図６のような状況では向かって左の筐体と右の筐体で左右対称となる。
【００５５】
また、図７のように円形刃２の下流側にローラ１を配置しても良い。これにより円形刃２の回転によりフィルム３が浮くのを防ぐことができ、また円形刃２の回転方向の逆転する際にもフィルム３が安定する。
【００５６】
また、円形刃２の材質は特に選ばないが、例えば炭素鋼やステンレス鋼、ファインセラミックなどが使える。更に高炭素鋼を焼き入れしたものや、窒化処理、ダイヤモンドライクカーボンコーティングなどを施して、耐摩耗性を向上したものが好ましい。
【００５７】
ローラ１及び傾斜ローラ４及び傾斜ローラ２４は一般に樹脂及び金属が好ましい。また表面をゴムライニングしてもよい。金属の場合、鉄鋼などが用いられるが、錆の発生を考えるとステンレスやめっきしたもの、あるいはアルミニウム合金などの非鉄金属が好ましい。筐体７についても同様である。筐体７はフィルム３と接触する可能性があることから、角部は面取りすることが好ましい。またローラ１の表面の吸引口及びローラ１の表面の角もすべて面取り加工されているのが好ましい。
【００５８】
また、本フィルム切断装置でフィルム３が帯電した場合、本装置の下流に適宜除電器を配置して、除電するのが好ましい。
【実施例】
【００５９】
［実施例１］
本発明の一実施形態の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１及び図２のフィルム切断装置をフィルムロール体の製造方法に用いた。フィルムは厚みが４μｍで幅が３ｍの２軸延伸後のポリプロピレンフィルム（東レ製、“トレファン（登録商標）”）である。これを２．５ｍの幅に裁断しフィルムロール体３１として巻き取る。フィルムの巻取速度は３５０ｍ／ｍｉｎである。
【００６０】
図１のローラ１は軸受を除きすべてステンレス鋼からなり、軸受には鉄鋼製のＮＴＮ社製の深溝玉軸受を用いた。ローラ１の外径は３０ｍｍであり、幅は４０ｍｍである。図１の円形刃２は炭素鋼からなる両刃形状で直径が６０ｍｍで、幅が０．３ｍｍのものを使用した。軸受はローラ１と同様である。円形刃２が挿入されるローラ１の隙間は１ｍｍとした。筐体の幅はフィルム幅２．５ｍに対して１４０ｍｍであり、長さは１００ｍｍである。表面の吸引口は、長直径６ｍｍ、短直径２ｍｍの楕円形状とし、周方向に２０カ所、軸方向に５カ所、ローラ１つあたり計１００カ所にほぼ均等な配置となるように設けた。
【００６１】
また、円形刃２に回転駆動力を伝達するための非接触駆動伝達手段５１，５２には、エフ・イー・シー社製のマグトランＦＤ型直交タイプ（商品名）を用いた。回転駆動手段６にはオリエンタルモータ製ＡＣ無接点スピードコントロールモータ（商品名）を用い、制御装置及び分電盤を別途用意した。筐体７はアルミニウム合金の削りだしで製作した。幅方向移動手段８は直径１５ｍｍの軸と穴からなり、固定は止めねじにより行った。
【００６２】
吸引手段９には日立製作所製のボルテックスブロア（商品名）を用いた。ホースの一部には別吸気用のダンパを併設した。吸引圧力は３ｋＰａとした。
【００６３】
また、本実施例では図８におけるθは、円形刃２とローラ１との軸心間距離をそれぞれｘ＝２３．８ｍｍ、ｙ＝３．２ｍｍとすることで、θ＝０ｒａｄとなるよう配置した。
【００６４】
評価方法は顕微鏡によるフィルム切断面観察と、フィルム切断ミスによるフィルム破れ未発生時間を採用した。フィルム破れは切断点にしわが混入したり、フィルムがばたついた際に発生する。また、フィルム切断位置を任意に設定できるかを確認するため、目標切断幅２．５ｍに対する誤差を測定した。
［実施例２］
本発明の一実施形態の別の実施例の図面に基づいて詳細に説明する。図７のフィルム切断装置をフィルムロール体の製造方法に用いた。フィルムは実施例１と同様のものである。図７のローラ１及び傾斜ローラ４及び傾斜ローラ２４は実施例１のローラ１と同様の材質、支持方法、寸法のものである。傾斜ローラ４及び傾斜ローラ２４の軸線方向はローラ１の軸線方向に対して、０．３ｒａｄ傾斜させた。円形刃及び吸引手段、駆動伝達手段、回転駆動手段についても実施例１と同様のものを用いた。筐体７の幅は実施例１と同じで、長さは２００ｍｍである。
【００６５】
また、円形刃２とローラ１の位置関係は実施例１と同様である。
［比較例１］
特許文献１に基づき製作した、吸引口を有する受刃ローラを用いたシアーカット式切断手段にて、実施例と同様のフィルムの切断評価を実施した。本受け刃ローラは実施例と違い刃の両脇で一体である。また、受け刃ローラはフィルム１の全幅に存在し、幅方向移動手段を有さない。また、フィルムは本受け刃ローラに３ｒａｄ巻き付くため、図８のθは定義できない。受け刃ローラはハードクロムめっきが施行され、各分割ローラの幅は３０ｍｍである。吸引手段は実施例と同様のものを接続した。スリット刃は超硬合金のものを使用し、厚みは１ｍｍとした。吸引口の直径は１ｍｍである。受け刃ローラは直径２５０ｍｍ、面長が３．５ｍである。
【００６６】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、フィルム装置に限らず、布帛や紙の切断装置など、厚みの薄い幅のあるウェブの切断に応用することができるが、その応用範囲が、これらに限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の一実施形態にかかわるフィルム切断装置の概略断面図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかわるフィルム切断装置の概略平面図である。
【図３】本発明の別の実施形態にかかわるフィルム切断装置の概略平面図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかわるフィルム切断装置の部分断面図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかわるフィルム切断装置の部分断面図である。
【図６】本発明の一実施形態にかかわるフィルムロール体の製造方法の概略斜視図である。
【図７】本発明の別の実施形態にかかわるフィルム切断装置の概略平面図である。
【図８】本発明の円形刃とローラとフィルムの位置関係を示した投影図である。
【符号の説明】
【００６９】
１    一対のローラ
１ａ  一対のローラの内一方のローラ
１ｂ  一対のローラの内、もう一方のローラ
２    円形刃
３    フィルム
５    仮想的なフィルムの搬送経路
６    回転駆動手段
７    筐体
８    幅方向移動手段
９    吸引手段
１０  軸受
１１  吸引接続口
１２  ホース
１３  軸
１４  吸引口
１５  ガイドローラ
１６  吸引経路
１７  ナット
１８  軸
１９  軸受
２０  口金
２１  ドラム
２２  ガイドローラ
２３  巻心
３１  フィルムロール体
３２  フィルムエッジ
５１  非接触駆動伝達手段
５２  非接触駆動伝達手段  
６１  フィルム搬送方向
６２  円形刃回転方向
ｘ    円形刃とローラの水平方向の軸間距離
ｙ    円形刃とローラの垂直方向の軸間距離
【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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