(57)【要約】【課題】  塗工量が多い印刷用紙や、特に光沢感のあるインクジェット用紙を積層して断裁した際の塗工層の欠けや断裁面の毛羽立ち等が少なく美観も良好に断裁することができる断裁包丁を提供する。【解決手段】  塗工紙を積層して断裁するときに使用し、刃金部と台金部からなる断裁包丁であって、前記断裁包丁は、断裁移動方向に略平行な垂直刃面と複数の傾斜刃面とから構成され、前記刃金部と前記台金部はそれぞれ２つの傾斜刃面を有し、さらに前記断裁包丁は前記垂直刃面と前記刃金部に形成された第１の傾斜刃面とによって２０°以上２２°以下の刃先角αをもつ刃先端部分Ａを有することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗工紙を積層して断裁するときに使用し、刃金部と台金部からなる断裁包丁であって、前記断裁包丁は、断裁移動方向に略平行な垂直刃面と複数の傾斜刃面とから構成され、前記刃金部と前記台金部はそれぞれ２つの傾斜刃面を有し、さらに前記断裁包丁は前記垂直刃面と前記刃金部に形成された第１の傾斜刃面とによって２０°以上２２°以下の刃先角αをもつ刃先端部分Ａを有することを特徴とする断裁包丁。
【請求項２】
前記刃金部に形成された傾斜刃面の表面粗さ（JIS  B  ０６０１  中心線平均粗さ）が0.03μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載された断裁包丁
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平判の塗工紙を積層して断裁するときに用いられるギロチン断裁機に装着される断裁包丁に関する。
【背景技術】
【０００２】
塗工紙は、印刷用紙として、微塗工紙、アート紙、コート紙、キャスト塗工紙がある。その中でも微塗工紙以外は、その塗工層も厚く、また、その塗工層中には、炭酸カルシウム、シリカ、カオリン、クレー等の無機顔料やプラスチックピグメント等の有機顔料を含有している。これらの塗工紙は、平判印刷後に製本や端部処理のために断裁工程がある。断裁は、平判断裁機としてギロチン断裁機が使用され、作業効率のためにある程度積層されて断裁される。このとき、塗工量の多い塗工紙を積層して断裁すると、端部が欠け塗工層や原紙断面からの繊維分などが紙粉となって発生する。発生した紙粉は、衛生上好ましくなく、また製品中に混入した場合には、塗工層での紙粉痕の発生や美観を損なうといった問題が発生する。
【０００３】
更に、近年のインクジェットプリンタの普及によりインクジェットプリンタ用の塗工紙が増加しているが、インクを吸収するためにその塗工層も厚くなっている。製品で販売される形態ははがきサイズやL判サイズが多く、製造工程では、ギロチン断裁機による断裁工程がある。インクジェットプリンタは、余白無く印字することが可能であるため、断裁時に発生した端部の塗工層の欠けたものに印字してしまうと、その部分は印字されない、もしくは他領域と色調が異なったりして目立ってしまう。そのため、断裁工程における端部塗工層の欠けは大きな問題となる。
【０００４】
従って、断裁機に使用される断裁包丁は、直接塗工紙と接するため重要な部品であり、端部塗工層の欠けが無く、断裁面の美観も良好に断裁できる包丁は、非常に有用であり、例えば、特許文献１〜特許文献３には各種断裁刃が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５-３１３２６８号公報
【特許文献２】特開２００１-１８１９０号公報
【特許文献３】特開平１１-３００６８８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、上記特許文献に記載された断裁刃であっても、光沢感のあるインクジェット記録用紙を断裁する際には塗工層の欠けや断裁面に毛羽立ちが発生し、問題となっていた。
【０００７】
断裁包丁の先端刃角は、紙の紙質によって変更しなければ、良好な断裁は得られない。一般的に、硬い紙には紙から受ける抵抗に打ち勝つために鈍角な刃先角を選択し、反対に柔らかい紙には、鋭角な刃先角が選択される。これとは逆に、例えば、硬い紙を鋭角な刃で断裁すると紙の抵抗に負けて、規定サイズより大きくなるオーバーカット状態となる。また、このとき刃先は歪みを伴うので、断裁面は波形になる傾向にある。また、柔らかい紙を鈍角な刃で断裁すると、規定サイズよりも小さいアンダーカット状態となる。刃が断裁する前に、紙を押してしまうためである。印刷用の塗工紙や、インクジェット用紙は、その塗工層に無機、有機の顔料を多く含み、且つその塗工層の厚さも比較的厚いため、塗工層は硬い。そのため、一般的には、刃先角２３〜２４°の刃先角の断裁包丁が用いられているのが通常である。しかし、２３°の刃先角で塗工紙を断裁した場合には、紙粉が大量に発生し、また、断裁面も繊維が引き出され毛羽立ちが目立つ状態となる。特に、塗工量の多いキャストインクジェット用紙では顕著である。
【０００８】
従って、本発明は、上述のような断裁工程に使用される断裁包丁に係る発明であって、塗工量が多い印刷用紙や、特に光沢感のあるインクジェット用紙を積層して断裁した際の塗工層の欠けや断裁面の毛羽立ち等が少なく美観も良好に断裁することができる断裁包丁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】
一般に塗工層は顔料と結着剤から構成されるため、比較的硬い層となるが、原紙はセルロース繊維を主成分とし柔らかい。このため、塗工紙を積層した場合には、硬い層と柔らかい層が交互に重なる特殊な状態であるため、紙粉が大量に発生し、また、断裁面も繊維が引き出され毛羽立ちが目立つ状態となると考えられる。この特殊な状態でも良好な断裁が可能な包丁を鋭意検討した結果、刃先角が２０°〜２２°であり、刃金の表面粗さがJIS−B０６０１による中心線平均粗さが０．０３以下の断裁包丁で裁断すると積層した塗工紙を良好に断裁できることを見いだした。
【００１０】
従って、本発明は、塗工紙を積層して断裁するときに使用し、刃金部と台金部からなる断裁包丁であって、前記断裁包丁は、断裁移動方向に略平行な垂直刃面と複数の傾斜刃面とから構成され、前記刃金部と前記台金部はそれぞれ２つの傾斜刃面を有し、さらに前記断裁包丁は前記垂直刃面と前記刃金部に形成された第１の傾斜刃面とによって２０°以上２２°以下の刃先角αをもつ刃先端部分Ａを有することを特徴とする断裁包丁であり、特に前記刃金部に形成された傾斜刃面の表面粗さ（JIS  B  ０６０１  中心線平均粗さ）が0.03μｍ以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明においては、紙の片面に１０g/m2以上塗工した塗工紙（特にアート紙、コート紙、キャスト塗工紙）を積層して断裁する際においても、発生した紙粉が少なく、断裁面の美観も良好となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明が断裁の対象とするのは、基材の紙の片面に１０g/m2以上塗工した塗工紙を積層してなる塗工紙であって、特にアート紙、コート紙、キャスト塗工紙であり、また断裁について美観が求められるインクジェットキャストコート紙である。また、断裁は、作業効率を考え、一枚の厚さが５０μｍから４００μｍの塗工紙を１００枚〜４００枚を積層し、ギロチン断裁機に装着された断裁包丁によってなされる。
【００１３】
以下図面を参照しながら本発明の一実施の形態について説明する。図１に断裁機に取り付けられる本発明の切断包丁１の断面図を示した。断裁包丁１の刃金部１ａはその用途に合わせて種々の材料で作られる。一般に、紙の断裁に用いられる刃金は、高速度鋼と焼結硬質合金（超硬合金）で作製される。超高速度鋼はニッケル、クロム、タングステン、モリブデン、バナジウム、マンガン等の炭素以外の特殊な元素を炭素と共に鉄へ添加し、その添加量も多いことから高価であるが、高速切削に対して高温になっても軟化が少ないことから一般の合金工具鋼より耐摩耗性や耐久性について優れる。しかし、本発明においては特に焼結硬質合金（以下、超硬刃）で作成されることが望ましい。超硬刃は、耐摩耗性に優れ、切削耐久力に優れる。また、一般的に焼結硬質合金は、炭化タングステンの粉末をこう結剤で圧縮成型し、１４００℃〜１５００℃で焼結したものであるが、炭化タングステンの粉末も微粒化されていることが望ましい。超硬刃よりも安価である高速度鋼（以下、ハイス）では、硬いキャスト塗工層を断裁すると刃かけを起こしやすく、また摩耗も激しいため断裁面の美観が著しく低下する。
上述した刃金部１ａの寸法形状としては少なくとも第１の傾斜刃面Ｓ１、第２の傾斜刃部Ｓ２を全て含むような、図１に示す形状が好ましい。刃金部１ａを必ず超硬金属で構成する必要は無いが、耐久性、経済性、加工性を総合的に考えると以上の部分を超硬金属で構成することが好ましい。なお、刃金部１ａは台金部１bに溶接接合されている。
【００１４】
断裁包丁１の刃先先端部Ａは被切断物（塗工紙積層したもの）に対して鉛直方向の垂直刃面Ｖ１と第１の傾斜刃面Ｓ１によって刃先角度αを持つことになる。刃先から鉛直方向に距離Ｘ離れた位置で第１の傾斜刃面Ｓ１から角度を変えて第２の傾斜刃面Ｓ２に稜線Ｂを境に傾斜刃面が鉛直方向側により傾斜するように形成されている。すなわち図中βで示す角度分第２の傾斜刃面Ｓ２は鉛直方向側により傾斜している。
【００１５】
更に、稜線Ｂ から鉛直方向に距離Ｙ離れた位置で第２の傾斜刃面Ｓ２から角度を変えて第３の傾斜刃面Ｓ３に稜線Ｃを境に傾斜刃面が鉛直方向側により傾斜するように形成されている。
すなわち図中γで示す角度分第３の傾斜刃面Ｓ３は鉛直方向側により傾斜している。
【００１６】
更に、稜線Cから鉛直方向に距離Ｚ離れた位置で第３の傾斜刃面Ｓ３から角度を変えて第４の傾斜刃面Ｓ４に稜線Dを境に傾斜刃面が鉛直方向側により傾斜するように形成されている。
すなわち図中θで示す角度分第４の傾斜刃面Ｓ４は鉛直方向側により傾斜している。
【００１７】
更に、稜線Ｄから鉛直方向に距離Ｗ離れた位置で第４の傾斜刃面Ｓ４から角度を変えて垂直刃面Ｖ２に稜線Ｅを境になるように形成されている。ここで、傾斜刃面Ｓ１，Ｓ２は刃金部に、傾斜刃面Ｓ３，Ｓ４は台金部に形成される。
【００１８】
本発明における刃先角度や各傾斜刃面の角度の範囲については以下ように調整することが好ましいと考えられる。
図１に示した刃先角αは、キャスト塗工紙の断裁には鋭角なほど良好であると考えられるが、超硬刃は脆性が大きいために重切削や衝撃が大きい切削には不向きである。キャスト塗工紙の断裁も積層枚数によっては衝撃も大きいため、２０°よりも小さい角度では刃欠けが発生しやすい。また、２２°を超えると塗工層の欠け等の切断面の欠陥が出現しやすくなる。このため、刃欠け等による研磨などコストや、品質を考慮すると刃先角は２１°±１°であることが望ましい。
【００１９】
また、傾斜刃面S２〜S３の角度は、刃先角よりも鋭角にすることが望ましく、耐久性を考慮すると、１°ずつ３段の角度差を設けることが望ましい。例えば、刃先角αを２０°にした場合は、台金に向けてβは１９°、γは１８°、θは１７°の角度を設けた断裁包丁とする。
また、断裁においては、刃先が紙面に接触した瞬間から、ダレ面側へ押しのけられるが、このとき押しのけられた断裁面は刃金面に擦りつけられながら押しのけられる。そのため刃金の表面粗さが断裁面の美観に与える影響は特に大きく、中心線平均粗さが０．０３μｍ以下になると断裁面の毛羽立ち等も無く、更に望ましくは中心線平均粗さが０．０１μｍでは美観が更に良好となる。
すなわち本発明にて使用される最も望ましい断裁包丁の形状は、刃先角が２１°であり台金に向けて２０°、１９°、１８°の角度を持ち、刃金面の表面粗さが０．０３以下のものである。表面粗さはＪＩＳ  Ｂ  ０６０１-1982の規定による。また、鉛直刃面Ｖ１は平面であれば良いが、第１の傾斜刃面Ｓ１側に多少湾曲しても良い。
【００２０】
本発明で使用される塗工紙としては基材の紙の片面に顔料と結着剤を有する塗工層を１０g/m2以上塗工した塗工紙、例えばアート紙、コート紙、キャスト塗工紙等の印刷用塗工紙や、インクジェット用紙等の紙が挙げられる。
【００２１】
このような塗工紙の塗工層の顔料としては、例えば、無定形シリカ、アルミナ、カオリン、クレー、焼成クレー、酸化亜鉛、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、サチンホワイト、珪酸アルミニウム、スメクタイト、珪酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、珪藻土、スチレン系プラスチックピグメント、尿素樹脂系プラスチックピグメント、ベンゾグアナミン系プラスチックピグメント等、一般塗工紙製造分野で公知公用の各種顔料が挙げられる。中でもインクジェット用紙は本発明に好適に用いられる塗工紙である。インクジェット用紙は塗工層中に主体成分としては多孔性無機顔料が好ましく用いられ、多孔性無定形シリカ、多孔性炭酸マグネシウム、多孔性アルミナ等が挙げられる。
【００２２】
塗工紙の支持体としては、例えば、上質紙（ 酸性紙、中性紙） 含浸紙などが例示できる。インクジェット用紙の場合は特に、高平滑性、銀塩写真ライクな風合い（特に白色度、手触り）などを望む場合は、写真印画紙用原紙等の高平滑、高緊度（密度）の紙基材が好ましい。
【００２３】
紙基材は、木材パルプと必要に応じ顔料を主成分として構成される。木材パルプは、各種化学パルプ、機械パルプ、再生パルプ等を使用することができ、これらのパルプは、紙力、抄紙適性等を調整するために、叩解機により叩解度を調整できる。パルプの叩解度（フリーネス）は特に限定しないが、一般に２５０〜 ５５０ｍｌ（カナダ標準ろ水度：ＪＩＳＰ−８１２１、以下ＣＳＦと称する）程度である。顔料は不透明性等を付与したり、インク吸収性を調整する目的で配合し、炭酸カルシウム、焼成カオリン、シリカ、酸化チタン等が使用できる。この場合、配合量は１〜２０％程度が好ましい。多すぎると紙力が低下する恐れがある。
【００２４】
また、支持体中には助剤としてサイズ剤、定着剤、紙力増強剤、カチオン化剤、歩留り向上剤、染料、蛍光増白剤等を添加することができる。さらに、抄紙機のサイズプレス工程において、デンプン、ポリビニルアルコールカチオン性化合物等を塗布・含浸させ、表面強度、サイズ度等を調整できる。
【００２５】
インクジェット用紙の場合は写真等の記録のためにより記録性を向上させるために塗工層に光沢を付与する場合もある。このようなインクジェット用紙としては塗工層が湿潤状態にある間に加熱された鏡面ドラム（表面を平滑に仕上げた金属製のドラム）に圧接、乾燥して仕上げる方法（ キャスト方式）が、優れた光沢とインク吸収性を兼ね備えるインクジェット記録用紙が得られるため好ましい。インクジェットキャストコート紙は特に塗工層の欠けや断裁面の毛羽立ち等が少ないことが望まれるため、本発明の断裁包丁の効果を大きく発揮できる。
【実施例】
【００２６】
以下、実施例により本発明を更に詳述するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。尚、特に断らない限り、以下に記載する「％」及び「部」は、それぞれ「質量％」、「質量部」を意味する。
【００２７】
［ギロチン断裁機］
ギロチン断裁機は、NCW-137HHD7（永井機械製作所製）を使用した。断裁時のクランプ圧はすべて３ｔとした。
［断裁する塗工紙の作製］
＜１．原紙の抄造＞
原紙は、広葉樹を蒸解して得られた晒しクラフトパルプ１００部、タルク２０部、カチオン化デンプン０．４部、酸性ロジンエマルジョン０．６７部、及び硫酸バンド１部を含有するスラリーを原料とし、長網式抄紙機を用いて坪量が１６０ｇ／ｍ２ の紙を抄紙した。この紙の両面に、サイズプレスで酸化デンプンを両面で３ｇ／ｍ２ 塗工して、インクジェットキャストコート紙用支持体のための基紙を得た。
【００２８】
＜２．アンダー塗工紙の作製＞
基紙の片面に合成非晶質シリカ（商品名：ファインシールＸ３７Ｂ、トクヤマ製）１００部、ポリビニルアルコール（商品名：ＰＶＡ−１１７、（株）クラレ製）５部、エチレン酢酸ビニル共重合体エマルション（商品名：ＡＭ−３１００、昭和高分子製）３０部、カチオン性インク定着剤（商品名：ポリフィックス７００、昭和高分子社製）５部、及びカチオン性サイズ剤（商品名：ポリマロン３６０、荒川化学工業製）５部を混合した、固形分２５％の水性塗工液を調製してブレード方式にて８ｇ/m2塗工して、アンダー塗工紙とした。
【００２９】
＜３．キャスト塗工紙の作製＞
高純度アルミナ（商品名：ＵＡ５６０５、昭和電工株式会社製）５０部、高純度アルミナ（商品名：ＡＫＰ−Ｇ０１５、住友化学工業株式会社製）５０部、ポリビニルアルコール（商品名：デンカポバールＢ−１７、電気化学工業株式会社製）５部、ポリビニルアルコール（商品名：ＰＶＡ２２４、（株）クラレ製）５部、及び消泡剤０．２部を含有する、固形分濃度が２８％のキャスト層用塗工液を調製した。
凝固剤としてほう砂及びほう酸をほう砂／ほう酸の配合比が０．２５／１となるように用い、Ｎａ２ Ｂ４ Ｏ７ およびＨ３ ＢＯ３ 換算での濃度を４％とすると共に、離型剤（商品名：ＦＬ−４８Ｃ、東邦化学工業社製）を０．２％（対液）となるように配合して凝固液を調製した。
上記アンダー層上に、乾燥塗工量が２０ｇ／ｍ２ となるようにロールコーターを用いて前記キャスト層塗工液を塗工し、塗工層が湿潤状態にあるうちに凝固液を用いて凝固させ、次いでプレスロールを介して１０５℃に加熱されたキャストドラムに圧着して鏡面を写し取り、乾燥してインクジェット記録用キャストコート紙を製造し、厚さは、約２００μｍであった。
以上のようにして得られたキャスト塗工紙（インクジェット記録用紙）B列本判（７６５mm×１，０８５ｍｍ）を４００枚積層してキャスト面を下にしてギロチン断裁機に置いた。断裁は、１００ｍｍ×１５０ｍｍへB列本判を１７回断裁して、５０面取り出す。
上記のようにギロチン断裁機の上に置いたインクジェットキャストコート紙を、実施例１〜３、比較例１〜３に記載した断裁包丁（刃先角、刃金面の表面粗さ等を変更）を用いて断裁を行った。
【００３０】
［実施例１］
刃先角２０°で、刃金面に更に１９°の傾斜を持ち、台金に１８°、１７°の２段の傾斜を設け、刃金面の中心線表面粗さを０．０１とした超硬刃。
［実施例２］
刃先角２１°で、刃金面に更に２０°の傾斜を持ち、台金に１９°、１８°の２段の傾斜を設け、刃金面の中心線表面粗さを０．０１とした超硬刃。
［実施例３］
刃先角２１°で、刃金面に更に２０°の傾斜を持ち、台金に１９°、１８°の２段の傾斜を設け、刃金面の中心線表面粗さを０．０４とした超硬刃。
【００３１】
［比較例１］
刃先角２３°で、刃金面に更に２２°の傾斜を持ち、台金に２０°、１９°の２段の傾斜を設け、刃金面の中心線表面粗さを０．０３とした超硬刃。
［比較例２］
刃先角２３°で、台金も同じ２３°とし、刃金面の表面粗さを０．０３とした超硬刃。
［比較例３］
刃先角２３°で、台金も同じ２３°とし、刃金面の表面粗さを０．１とした高速度鋼。
【００３２】
＜評価方法＞
１）紙粉量
取り出した１００ｍｍ×１５０ｍｍ×４００枚の辺の４辺の断裁面を刷毛で擦り紙粉を採取したものの５０面の合計紙粉量として計量した。
紙粉量の評価は以下の通りである。
○：紙粉量が３００ｍｇ未満
△：紙粉量が３００ｍｇ以上、８００ｍｇ以下
×：紙粉量が８００ｍｇ以上
【００３３】
２）断裁面
断裁面の美観は、断裁包丁のダレ面側へ蛍光灯を斜光にして当て観察し、その毛羽立ち等を官能評価で評価した。
○：切口が良好で、毛羽立ち等が認められない
△：切口に僅かに毛羽立ちが認められる
×：切口が毛羽立っており、美観上問題が生じる
【００３４】
３）刃欠け
刃欠けは、キャストインクジェット記録用紙B列本判（７６５mm×１，０８５ｍｍ）を４００枚積層してキャスト面を下にして１，０８５mm方向に２，０００ショット行い、そのときの刃の状態を観察した。
実施例１〜３，比較例１〜３の評価結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
表１に示したとおり、本発明に相当する実施例１〜３においては、発生した紙粉が少なく、断裁面の美観も良好で、刃欠けもなかった。なお、刃金面の表面粗さが0.04μmの実施例３においては若干紙粉量と毛羽立ちが多かったが実用上問題のないレベルであった。刃先角αが２３°である比較例１〜３においては多量に紙粉が発生した。なお、包丁材質に高速度鋼を用いた比較例３においては刃欠けが発生した。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の切断刃の断面図の１例を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  断裁包丁
１ａ  刃金部
１b  台金部
Ｖ１、Ｖ２     鉛直刃面
Ｓ１    第１の傾斜刃面
Ｓ２    第２の傾斜刃面
Ｓ３    第３の傾斜刃面
Ｓ４    第４の傾斜刃面
Ａ       刃先先端部分
【図１】
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