(57)【要約】 芯材と芯材上に強化コーティングとを含むスナップカッターブレード１０であって、強化コーティングは切断先端１１ａの第１の側面及び第２の側面の両方を少なくとも覆う、スナップカッターブレード１０。また、このようなスナップカッターブレードを製作するための方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材と前記芯材上の強化コーティングとを含むスナップカッターブレードであって、
（ａ）前記ブレードは、第１のエッジ及び第２のエッジ並びに第１の端部及び第２の端部によって接続される２つの主表面を有する細長い本体であって、前記第１のエッジ及び第２のエッジはそれぞれ前記第１の端部から前記第２の端部へ延びる、細長い本体であり、
（ｂ）前記ブレードの少なくとも１つのエッジは、２つの側面、前記ブレードの前記第１の主表面に対応する第１の側面及び前記ブレードの前記第２の主表面に対応する第２の側面、を有する切断先端を有する切断エッジであり、
（ｃ）前記ブレードは、１本以上の弱化分離線であって、前記弱化分離線は互いに平行であり、長手方向に間隔を置いて配置され、前記ブレードのセグメントを画定する、１本以上の弱化分離線を有し、
前記強化コーティングは前記切断先端の前記第１の側面及び前記第２の側面の両方を少なくとも覆う、スナップカッターブレード。
【請求項２】
前記弱化分離線の深さの、前記カッターブレード厚さに対する比が約０．１０〜約０．６０である、請求項１に記載のブレード。
【請求項３】
前記強化コーティングが前記ブレードの両主表面の実質的に全てを覆う、請求項１に記載のブレード。
【請求項４】
前記カッターブレードの前記許容可能曲げ角度が少なくとも４５°である、請求項１に記載のブレード。
【請求項５】
前記カッターブレードのセグメントを折り取るために必要とされる前記力が約８Ｎ〜約２５Ｎである、請求項１に記載のブレード。
【請求項６】
前記カッターブレードのビッカース硬さ（Ｈｖ）が少なくとも約２４０以上である、請求項１に記載のブレード。
【請求項７】
前記表面改質コーティングの前記コーティング材料が、窒化チタン、窒化亜鉛、炭化窒化チタン、又は窒化チタンアルミニウムのいずれかの中から選択されるものである、請求項１〜４のいずれか一項に記載のブレード。
【請求項８】
前記切断先端の前記夾角が約１０°〜約２５°である、請求項１に記載のブレード。
【請求項９】
前記強化コーティングの平均厚さが約０．１μｍ〜約２．５μｍである、請求項１に記載のブレード。
【請求項１０】
前記表面強化コーティングが約４０℃〜約４００℃の温度で提供される、請求項１に記載のブレード。
【請求項１１】
前記第２のエッジが、２つの側面、前記ブレードの前記第１の主表面に対応する第１の側面及び前記ブレードの前記第２の主表面に対応する第２の側面、を有する切断先端を有する切断エッジである、請求項１に記載のブレード。
【請求項１２】
前記第１のエッジ及び第２のエッジのうちの少なくとも一方が直線である、請求項１に記載のブレード。
【請求項１３】
前記芯材が金属である、請求項１に記載のブレード。
【請求項１４】
前記芯材が炭素鋼である、請求項１に記載のブレード。
【請求項１５】
前記芯材が合金鋼である、請求項１に記載のブレード。
【請求項１６】
前記第２の端部が、前記第１のエッジ及び第２のエッジが互いに交差する点である、請求項１に記載のブレード。
【請求項１７】
請求項１に記載のスナップカッターブレードを備える工具。
【請求項１８】
スナップカッターブレードを製作するための方法であって、スナップカッターブレードを作り出すために、
（ａ）ブレード芯材を準備する工程であって、
（１）前記ブレード芯材は、第１のエッジ及び第２のエッジ並びに第１の端部及び第２の端部によって接続される２つの主表面を有する細長い本体であって、前記第１のエッジ及び第２のエッジはそれぞれ前記第１の端部から前記第２の端部へ延びる、細長い本体であり、
（２）前記ブレード芯材の少なくとも１つのエッジは、２つの側面、前記ブレード芯材の前記第１の主表面に対応する第１の側面及び前記ブレード芯材の前記第２の主表面に対応する第２の側面、を有する切断先端を有する切断エッジであり、
（３）前記ブレード芯材は、１本以上の弱化分離線であって、前記弱化分離線は互いに平行であり、長手方向に間隔を置いて配置され、前記ブレード芯材のセグメントを画定する、１本以上の弱化分離線を有する、
工程と、
（ｂ）前記切断先端の両側面にコーティング組成物を適用することによって、前記ブレード芯材上にエッジ強化コーティングを形成する工程と、
を含む、方法。
【請求項１９】
前記弱化分離線の深さの、ブレード芯材厚さに対する比が約０．１０〜約０．６０である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記結果として得られるスナップカッターブレードの前記ビッカース硬さ（Ｈｖ）が少なくとも約２４０以上である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記エッジ強化コーティングが前記ブレードの両主表面の実質的に全てを覆う、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッジ強化コーティングを有する「スナップ」又は「スナップオフ」式カッターブレード、及びこのようなブレードを製作するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
さまざまな形態のユーティリティナイフがよく知られている。時により「スナップ」又は「スナップオフ」ブレードと呼ばれる、セグメントが連続的に折り取られるセグメント化されたブレードを使用して、鋭利な切っ先又は先端を磨り減ったセグメントに代えて連続的に与えることがよく知られている。日本のオルファ株式会社によって売り出され、米国特許第４，０６３，３５６号（Ｈｅｐｗｏｒｔｈ）及び第４，１７０，０６２号（Ｍａｃｈｉｄａ）に実例が開示されている。
【０００３】
セグメント化されたブレード又はスナップブレードは従来、ステンレス鋼から、標準の長さ、厚さ、折り取り線溝、及び幅を有する構成で作られている。
【０００４】
他の用途、例えば、はさみ、従来のナイフブレード等、におけるステンレス鋼ブレードは通例、高い切断能力、耐摩耗性、及び改善されたエッジ維持を付与するために、エッジ強化コーティング、例えば、チタンコーティング、を用いて作られている。例えば、ブレード表面のためのコーティングが特開平１０−１４６７０２号に説明されている。その参照文献は、表面硬化層を形成する表面ブレードのためのコーティングを開示している。
【０００５】
この発明以前には、このようなコーティングを有するスナップブレードはいくつかの性能上の理由のために受け入れることができなかった。通例、コーティングは、使用中、及びセグメントが折り取られる際に欠け落ちを被りやすい。多くの場合、コーティングは、セグメントを折り取る得る所望の容易性に支障をきたす。また、ブレードにコーティングを適用するために用いられるプロセス（単数又は複数）も、ブレードの性能に支障をきたすような様態で母材を劣化させる場合があり、例えば、鋭利なエッジが使用中に維持されなくなるほど母材の軟化をもたらす場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
強化コーティングを有する改善されたスナップカッターブレード、及びそれらを製作するための方法の必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、エッジ強化コーティングを有する改善されたスナップカッターブレード、及びこのようなブレードを製作するための方法を提供する。
【０００８】
簡潔に要約すれば、本発明のスナップカッターブレードは、芯材と芯材上の強化コーティングとを含み、
（ａ）ブレードは、第１のエッジ及び第２のエッジ並びに第１の端部及び第２の端部によって接続される２つの主表面を有する細長い本体であって、第１のエッジ及び第２のエッジはそれぞれ第１の端部から第２の端部へ延びる、細長い本体であり、
（ｂ）ブレードの少なくとも１つのエッジは、２つの側面、ブレードの第１の主表面に対応する第１の側面及びブレードの第２の主表面に対応する第２の側面、を有する切断先端を有する切断エッジであり、
（ｃ）ブレードは、２本以上の弱化分離線であって、弱化分離線は互いに平行であり、長手方向に間隔を置いて配置され、ブレードのセグメントを画定する、１本以上の弱化分離線を有し、
強化コーティングは切断先端の第１の側面及び第２の側面の両方を少なくとも覆い、弱化分離線の深さの、カッターブレード厚さに対する比は約０．１０〜約０．６０である。
【０００９】
簡潔に要約すれば、本発明のスナップカッターブレードを製作するための方法は、スナップカッターブレードを作り出すために、
（ａ）ブレード芯材を準備する工程であって、
（１）ブレード芯材は、第１のエッジ及び第２のエッジ並びに第１の端部及び第２の端部によって接続される２つの主表面を有する細長い本体であって、第１のエッジ及び第２のエッジはそれぞれ第１の端部から第２の端部へ延びる、細長い本体であり、
（２）ブレード芯材の少なくとも１つのエッジは、２つの側面、ブレード芯材の第１の主表面に対応する第１の側面及びブレード芯材の第２の主表面に対応する第２の側面、を有する切断先端を有する切断エッジであり、
（３）ブレード芯材は、１本以上の弱化分離線であって、弱化分離線は互いに平行であり、長手方向に間隔を置いて配置され、ブレード芯材のセグメントを画定する、１本以上の弱化分離線を有する、工程と、
（ｂ）切断先端の両側面にコーティング組成物を適用することによって、芯材上にエッジ強化コーティングを形成する工程と、
を含む。
【００１０】
本発明のスナップカッターブレードは、優れた可撓性、耐摩耗性、耐腐食性、欠け落ちに対する耐性、及び硬さを含む、優れた性能を提供する。加えて、ブレードセグメントは、真新しい切断エッジ及び切断先端を与えるために、容易に折り取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本発明について、図面を参照して更に説明することにする。
【図１】本発明のカッターブレードの例示的実施形態の平面図である。
【図２】本発明のカッターブレードの別の例示的実施形態の平面図である。
【図３（ａ）】ブレード折り取り線の深さを描写するカッターブレードの断面図である。
【図３（ｂ）】切断エッジ角度を描写する長手方向から見たカッターブレードの図である。
【図４（ａ）】ブレード折り曲げ力試験におけるカッターブレードの測定を示す斜視図である。
【図４（ｂ）】ブレード折り曲げ力試験におけるカッターブレードの測定点を示す上面図である。
【図５（ａ）】可撓性試験におけるカッターブレードの測定を示す図である。
【図５（ｂ）】カッターブレードの許容可能曲げ角度を描写する図である。
【図６（ａ）】ブレード破断試験において切っ先から２番目のブレード折り取り線がホルダ先端から露出された状況を示す図である。
【図６（ｂ）】ブレード破断試験においてブレードが引き伸ばしのためにプライヤで、先端から１番目のブレード折り取り線を覆って保持される様子を示す図である。
【図７（ａ）】ブレード破断試験においてブレードが切っ先から２番目の折り取り線において破断される様子を示す図である。
【図７（ｂ）】ブレードがブレード折り取り線以外の場所において破断される場合の一例を示す図である。
【図８（ａ）】欠け落ちブレード試験において切っ先の形状の変化がなかった場合を示す図である。
【図８（ｂ）】切っ先の形の変化があった場合の一例を示す図である。
【図９】実施形態及び比較例における切断の回数と切断の深さとの間の関係を示すグラフである。
【００１２】
これらの図は一定の縮尺ではなく、また、単に説明のためのものであって非限定的なものである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下において、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。図面においては、以下の参照符号が用いられる：
【００１４】
【表１】
2016501053.tif 000003
【００１５】
図１に示される例示的なカッターブレード１０は、カッターナイフなどの工具のために用いられる取り替えブレードである。長いカッターブレード１０内にブレードの２つの主表面又は側面の交点において長手方向に沿って切断エッジ１１が形成される。切断エッジ１１がブレードの第１の端部と交差する所へ長手方向に突出した端部は、カッターブレード１０の切っ先１１ａである。いくつかの実施形態では、ブレードは、任意選択的に実質的に等しい長さの、２つの端部を有することになる。いくつかの実施形態では、第２の端部は、第１のエッジ及び第２のエッジが互いに交差する点であってもよい。
【００１６】
カッターブレード１０内には、携帯カッターナイフなどの工具（不図示）と係合するための任意追加的な貫通孔１２が通例形成される。
【００１７】
カッターブレード１０は、その切断エッジ又は切っ先が使用によって摩滅し、欠け落ちてきた時に、最も外側のセグメントを折り取るための１本以上の弱化分離線又はブレード折り取り線１３を有する。ブレード折り取り線１３は、切断エッジ１１に対して所定の角度で配向されたブレード本体内の直線状の溝である。本発明のブレードは好ましくは、２本以上、及びいくつかの実施形態では１２本、２０本以上の弱化分離線を有することになる。多くの実施形態において、分離線は互いに平行に配置される。多くの実施形態において、分離線は、等しい距離又は等しい長手方向間隔を置いて離間され、ブレードの等しいサイズのセグメントを画定する。
【００１８】
本発明のブレードは、現在伝統的に用いられているとおりの金属芯材で作られる。当業者は、本発明のブレードを作るための好適な金属を容易に選択することができるであろう。本明細書に用いるのに好適な例示的な金属には、鋼、例えば、ステンレス鋼、炭素工具鋼、合金工具鋼等があり、これらは、所望の特性を付与するために、炭素、クロム等などの添加物を含有する種々の配合で利用可能である。
【００１９】
例えば、本発明のブレードにおける使用に好適な市販の炭素工具鋼種には、限定するものではないが、ＳＫ１２０（Ｃ１２０Ｕ）、ＳＫ１４０、ＳＫ１０５（Ｃ１０５Ｕ）、ＳＫ９５、ＳＫ９０（Ｃ９０Ｕ）、ＳＫ８５、ＳＫ８０（Ｃ８０Ｕ）、ＳＫ７５、ＳＫ７０（Ｃ７０Ｕ）、ＳＫ６５、及びＳＫ６０があり、本発明のブレードにおける使用に好適な市販の合金工具鋼種には、限定するものではないが、ＳＫＳ１１、ＳＫＳ２、ＳＫＳ２Ｍ、ＳＫＳ２１、ＳＫＳ５、ＳＫＳ５１、ＳＫＳ５１Ｍ、ＳＫＳ７Ｍ、等がある。
【００２０】
セグメントの数、並びに弱化分離線若しくは折り線の対応する数、並びにカッターブレード１０の寸法は特に限定されず、本発明のブレードを製作するために利用可能な材料及び設備のサイズ、並びに所望の用途などの因子に大部分基づいて決定されることになる。例えば、小型カッターブレード１０の寸法として、約８４〜約８６ｍｍの全長、約７９〜約８１ｍｍの切断エッジ１１の長さＬＡ、及び約０．８５〜約１．１５ｍｍの幅ＷＡが示され、ブレード折り取り線１３の間隔ＳＡは約４．９８〜約５．０２ｍｍであり、約０．３９７〜約０．４０３ｍｍの長さ、及び約８〜約１０ｍｍの全幅が示される。加えて、図２に示される大型カッターブレード２０の寸法として、約１０９〜約１１１ｍｍの全長、約９９〜約１０１ｍｍの切断エッジ２１の長さＬＢ、及び約１．３５〜約１．６５ｍｍの幅ＫＢが示され、約９．９８〜約１０．０２ｍｍのブレード折り取り線２３の間隔ＳＢ、約０．４９８〜約０．５０２ｍｍの幅ＴＢ、及び約１７．５〜約１８．５ｍｍの全幅が示される。
【００２１】
次に、図３（ａ）及び３（ｂ）を参照してカッターブレード１０のブレード折り取り線１３及び切断エッジ角度αについて説明する。図３（ａ）は、ブレード折り取り線１３の深さＤＡを示すカッターブレード１０の断面図である。多くの実施形態において、折り取り線はそれぞれ同様の深さ及び長さを有することが好ましいであろう。
【００２２】
図３（ａ）に示されるブレード折り取り線１３は、ブレード折り取り線１３の深さＤＡの、カッターブレード１０の厚さＴＡ（すなわち、芯材の第１の主表面から第２の主表面までの寸法）に対する比が、所望の折り取り特性を提供するべく選ばれるように、形成される。多くの実施形態において、カッターブレードのセグメントを折り取るために必要とされる力は約８Ｎ〜約２５Ｎであることが好ましい。
【００２３】
折り取り線の深さが不十分である場合には、（換言すれば、深さＤＡが浅い場合には）、ブレードはブレード折り取り線１３に沿って容易に折れないことになり、可撓性を欠くことになり、ブレードは、ブレード折り取り線１３以外の場所で破断する傾向を有することになる。更に、折り取り線の相対深さが大きすぎる場合には、結果として得られるカッターブレードは典型的な使用法のために十分な強度を呈しなくなる場合があり、予期せず折れる傾向を有し、安全性及び性能の不足を招く。例えば、カッターブレード１０の厚さＴＡが約０．４ｍｍである実施形態では、ブレード折り取り線は好ましくは、その深さＤＡは約０．０４ｍｍ〜約０．２４ｍｍとなるように、すなわち、それはカッターブレードの厚さに対して約０．１〜約０．６の比を有するように、形成される。
【００２４】
加えて、ブレード折り取り線１３は通例好ましくは、深さＤＡと開口幅ＣＡとの比が約０．５〜約２となるように、形成される。具体的には、深さＤＡが約０．０６ｍｍである場合には、ブレード折り取り線１３は、幅ＣＡが約０．０３ｍｍ超、約０．１２ｍｍ未満に設定されてもよいように、形成される。深さＤＡと開口幅ＣＡとの比は約０．８超、約１．２未満とすることができる。ブレード折り取り線１３の断面形状は、ブレード折り取り線１３の底部を頂点として設定する三角形であってもよく、長方形、半円形、半楕円形及びその他の形状であってもよいが、より具体的には、ブレード折り取り線１３の断面形状は通例、ほぼ正三角形の形のものである。
【００２５】
カッターブレード１０の厚さＴＡは切断後のカッターブレードの厚さであることに留意されたい。加えて、ブレード折り取り線１３の深さＤＡは、カッターブレード１０の表面１０ａからブレード折り取り線１３の底部までの平均深さである。ブレード折り取り線の開口幅ＣＡは、カッターブレード１０の主表面１０ａにおける幅の平均長さである。
【００２６】
後に詳細に説明するブレード折り取りのために必要とされる力は、カッターブレード１０の硬さ、カッターブレード１０の厚さＴＡ、ブレード折り取り線１３の深さＤＡ、及び表面改質コーティングの厚さなどのバランスに基づく。ブレードを折り取るために必要とされる強さは所望に応じて選択されてもよく、通例、約８Ｎ〜約２５Ｎであり、場合によっては約１０Ｎ〜約２０Ｎである。ブレードを折り取るために必要とされる強さが約８Ｎ以上である場合には、カッターブレード１０が使用中に意図せず折れる可能性は低くなり、ブレードを折り取るために必要とされる強さが約１０Ｎ以上である場合には、折り取られる可能性は更に低くなる。
【００２７】
スナップ切断ブレードの特性は許容可能曲げ角度である。すなわち、そこまではブレードは弱化分離線において分離せずに曲げられ得るという角度である。以下に、本発明の選択実施形態の許容可能曲げ角度の測定を詳細に説明する。測定は、カッターブレード１０の硬さ、カッターブレード１０の厚さＴＡ、折り取り線１３の深さＤＡ、及び表面改質コーティングの厚さに一部基づく。許容可能曲げ角度は約４５°以上に調整されてもよいが、約５０°以上に調整されてもよい。加えて、許容可能曲げ角度は約８０°以下に調整されてもよく、約７５°以下に調整されてもよい。
【００２８】
図３（ｂ）は、長手方向から見たカッターブレード１０の図であり、そこには、切断先端１１ａ及びエッジ強化コーティング１４が示されている。従来、切断部１１は、芯材のエッジを１つ以上の両側面（この実施形態では１１ｂ、１１ｃの両方）から研削し、鋭利になった切断先端１１ａを形成することによって、形成されることになる。多くの実施形態では、研削は、平坦な表面の側面を有するエッジ１１を形成するためのものであるが、しかし、所望の場合には、比較的凹状、凸状、又はその他の輪郭が用いられてもよい。図３（ｂ）に示されるように、エッジ強化コーティング１４は切断先端１１ａの両側面１１ｂ、１１ｃを覆い、切断エッジ１１を越えて延び、ブレード１０の本体部分９の両主表面を実質的に覆う。
【００２９】
図３（ｂ）に示されるカッターブレード１０は、切断エッジ１１の夾角αが約１０°〜約２５°となるように形成される。切断エッジ１１の切断エッジ角度αが小さすぎる場合には、結果として得られる切断先端は十分な耐久性及び有効性を呈しないことになる。加えて、夾角αが大きすぎる場合には、結果として得られるブレードは切れ味が悪すぎると見なされることになる。所望の切断エッジ夾角αの選択は通例、約１０°〜約２５°、いくつかの実施形態では、約１５°〜約２０°、及びいくつかの実施形態では、約１８°になるであろう。
【００３０】
本発明のスナップカッターブレードの製作のためのブレード芯材は従来既知の方法によって製造することができる。すなわち、ブレード芯材は、（１）第１のエッジ及び第２のエッジ並びに第１の端部及び第２の端部によって接続される２つの主表面を有する細長い本体であって、第１のエッジ及び第２のエッジはそれぞれ第１の端部から第２の端部へ延びる、細長い本体を有し、（２）ブレード芯材の少なくとも１つのエッジは、２つの側面、ブレード芯材の第１の主表面に対応する第１の側面及びブレード芯材の第２の主表面に対応する第２の側面、を有する切断先端を有する切断エッジであり、（３）ブレード芯材は、１本以上の弱化分離線であって、弱化分離線は互いに平行であり、長手方向に間隔を置いて配置され、ブレード芯材のセグメントを画定する、１本以上の弱化分離線を有する。
【００３１】
例えば、少なくとも所望の長さまで延びるブレード母材のリボン状本体が、例えば、圧延によって、形成される。通例、プレスプロセスによって貫通孔１２及び１本以上のブレード折り取り線１３が形成される。この時に、ブレード母材を製品単位から切り離すための溝も形成される。次に、研磨又は研削によってブレード母材の少なくとも１つの側面上に切断エッジ１１が形成される。
【００３２】
次に、エッジ強化コーティング、例えば、窒化チタン（ＴｉＮ）が、ブレード芯材に、少なくとも切断先端の両側面に、及びいくつかの実施形態ではブレード芯材の両主表面の実質的に全てに、適用される。
【００３３】
エッジ強化コーティングを適用する例示的な手段は、物理蒸着（「ＰＶＤ」：physical vapor deposition）、例えば、真空蒸着、カソードアーク、若しくは中空陰極のイオンプレーティング、電子ビーム、イオン化蒸着、並びにスパッタリング形態のＰＶＤなどの方法である。
【００３４】
本発明によれば、エッジ強化コーティングは、芯材本体を不必要に劣化させることにならない条件下で適用される。多くの実施形態において、蒸着は、約４０℃〜最大約４００℃の温度で実施されることになる。このような温度でエッジ強化コーティングを適用すると、ブレード基材又は芯材材料によって経験される熱軟化が制限される。したがって、結果として得られるカッターブレード１０は比較的より高い硬さを呈することになり、優秀な耐摩耗性を得ることができる。
【００３５】
典型的な実施形態では、結果として得られるカッターブレード１０のビッカース硬さ（Ｈｖ）は少なくとも約２４０以上である。いくつかの実施形態では、ビッカース硬さ（Ｈｖ）は好ましくは約４００以上、より好ましくは約５００以上であり、増大した硬さにより、増大した耐久性が付与される。
【００３６】
通例、エッジ強化コーティングの適用は、約１〜約１０分、場合によっては約４〜５分持続する蒸着プロセスにおいて達成されることになる。
【００３７】
本発明に係るエッジ強化コーティングを適用する別の例示的な手段としては、化学蒸着（「ＣＶＤ」：chemical vapor deposition）、例えば、プラズマＣＶＤ及び熱ＣＶＤが挙げられる。窒化チタン（ＴｉＮ）に加えて、本発明において用いることができるコーティングのその他の実例としては、窒化亜鉛（Ｚｎ３Ｎ２）、炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）、窒化チタンアルミニウム（ＴｉＡｌＮ）、二ホウ化チタン（ＴｉＢ２）、炭化チタン（ＴｉＣ）、ホウ化ジルコニウム（ＺｒＢ２）、炭化ジルコニウム（ＺｒＣ）、窒化ジルコニウム（ＺｒＮ）、ホウ化バナジウム（ＶＢ２）、炭化バナジウム（ＶＣ）、窒化バナジウム（ＶＮ）、ホウ化ニオブ（ＮｂＢ２）、炭化ニオブ（ＮｂＣ）、窒化ニオブ（ＮｂＮ）、二ホウ化タンタル（ＴａＢ２）、炭化タンタル（ＴａＣ）、ホウ化クロム（ＣｒＢ２）、二炭化三クロム（Ｃｒ３Ｃ２）、窒化クロム（ＣｒＮ）、五ホウ化三モリブデン（Ｍｏ２Ｂ５）、炭化モリブデン（Ｍｏ２Ｃ）、五ホウ化二タングステン（Ｗ２Ｂ５）、炭化タングステン（ＷＣ）、ホウ化ランタン（ＬａＢ６）、等が挙げられる。
【００３８】
ＰＶＤ及びＣＶＤに加えて、本発明に係るエッジ強化コーティングは、湿式めっき、浸漬、溶射及び熱被覆によって適用することができる。ＰＶＤにおいてさえ、真空蒸着、カソードアーク式、若しくは中空陰極のイオンプレーティング式、電子ビーム式、イオン化蒸着、並びにスパッタリングなどの種々の方法を適用することができることに留意されたい。
【００３９】
エッジ強化コーティングの厚さは通例、約０．１μｍ〜約２．５μｍ、時により、好ましくは、約０．１２μｍ〜約０．１５μｍ、及びより好ましくは、約１．５μｍ〜約１μｍである。厚さが約０．１μｍ未満である場合には、適切な耐摩耗性は通例得られず、厚さが〜約２．５μｍを超える場合には、エッジ強化コーティングは切断エッジ１１ａ上におおむね同心状の堆積物を作り出すため、切断エッジの鋭さは通例失われ、切断エッジの鋭利度を不必要に鈍らせる。表面改質コーティングの厚さの測定は、ＣＳＭ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  ＳＡ製のＣＡＬＯＴＥＳＴ（登録商標）ボール摩耗式精密膜厚測定機を用いたＣＡＬＯＴＥＳＴ（登録商標）方法に基づく。
【００４０】
本発明のスナップカッターブレードは、これまで達成されていない特性及び性能の驚くべき兼備を呈する。本発明のブレードは、効果的な折り取り性能を依然として呈しつつ、優れたより高い耐摩耗性及び耐腐食性を呈する。
【００４１】
通例、本発明のカッターブレードは、使用のために、柄に取り付けて工具を形成することになる。
【実施例】
【００４２】
以下の実例を用いて本発明をより詳細に説明する。
【００４３】
実施例Ｓ１〜Ｓ１２
実施例Ｓ１〜Ｓ１２では、図１に示される小型カッターブレードを用いた。カッターブレードの大きさは以下のとおりである。切断エッジＬＡの長さは８０ｍｍ、切断エッジ上の幅ＫＡ（切断先端からブレードの本体部分までの寸法）は１．０ｍｍ、全幅ＷＡは９．１ｍｍ、厚さＴＡは０．４ｍｍ、ブレード折り取り線間の間隔ＳＡは５ｍｍである。切断先端の内角は１８°であった。ＳＫ１２０炭素工具鋼をブレード母材として用い、窒化チタンを表面改質コーティングのコーティング材料として用いた。表１は、実施例Ｓ１〜Ｓ１２におけるその他の製作条件を示す。
【００４４】
【表２】
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【００４５】
比較例Ｓ１
同じＳＫ１２０によって表面上に酸化膜を形成し、切断先端の内角を２０°に設定した。上記のものを除き、残りのものは、表１に示されるとおりの実施例１のものと同様であった。
【００４６】
比較例Ｓ２
同じＳＫ１２０を用いて表面上に表面改質コーティングを作らなかった。上記のものを除き、残りのものは、表１に示されるとおりの実施例１のものと同様であった。
【００４７】
実施例Ｌ１〜Ｌ２６
実施例Ｌ１〜Ｓ２６では、図２上に示される大きなカッターブレードを用いた。カッターブレードの大きさは以下のとおりである。切断エッジの長さＬＢは１００ｍｍ、切断エッジの幅ＫＢは１．５ｍｍ、全幅ＷＢは１７．８ｍｍ、厚さＴＢは０．５ｍｍ、及びブレード折り取り線間の間隔ＳＢは１０ｍｍであった。切断先端の内部度数は〜１８°であった。ＳＫ１２０炭素工具鋼をブレード母材として用い、窒化チタンを表面改質コーティングのコーティング材料として用いた。表１は、実施例Ｌ１〜Ｌ２６におけるその他の製作条件を示す。
【００４８】
【表３】
2016501053.tif 000005
【００４９】
比較例Ｌ１
同じＳＫ１２０によって表面上に酸化膜を形成し、切断先端の内角を２０°に設定した。上記のものを除き、残りのものは、表２に示されるとおりの実施例Ｌ１のものと同様であった。
【００５０】
比較例Ｌ２
同じＳＫ１２０を用いて表面上に表面改質コーティングを提供しなかった。上記のものを除き、残りのものは、表２に示されるとおりの実施例Ｌ１のものと同様であった。
【００５１】
ビッカース硬さ試験
実施例Ｓ１〜Ｓ１２、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ４〜Ｌ１３、Ｌ１７〜Ｌ２６、並びに比較例Ｓ１、Ｓ２、Ｌ１、及びＬ２について、ビッカース硬さ試験（Ｈｖ）及び切断ブレードを折り取るために必要とされる力（Ｎ）を測定した。硬さに関しては、ＪＩＳ規格Ｚ２２４４に基づき、コーティングの前及び後のカッターブレードの硬さを測定した。ポータブル硬度計ＤＨＴ−１００（株式会社佐藤商事）を硬さ測定デバイスとして用いた。表３及び表４に測定結果を示している。
【００５２】
【表４】
2016501053.tif 000006
【００５３】
【表５】
2016501053.tif 000007
【００５４】
折り取り試験
実施例Ｓ１〜Ｓ１２及びＬ１〜Ｌ２６、並びに比較例Ｓ１、Ｓ２、Ｌ１及びＬ２について、ブレードのセグメントを折り取るために必要とされる力（折り取り力）（Ｎ）を測定した。折り取り試験は、カッターブレード１０、２０のブレード先端と反対側の端部（ブレードの基端部）を万力３０内に保持して実施した。より具体的には、図４（ｂ）に示される大きなカッターブレード２０では、起点ブレード側の先端から３０ｍｍの領域（換言すれば、カッターブレード２０の切断エッジ２１及び反対側の背、並びに最も起点ブレード側のブレード折り取り線２３の交点から起点ブレード側）を万力３０によって保持した時に、カッターブレード２０の軸が万力３０の保持部分に対して垂直になるようにして、測定点Ｒに厚さ方向に荷重を加え、どこでブレードの折り取りが生じるかを測定した。更に、小型カッターブレード１０では、起点ブレード側の先端から２０ｍｍの領域（換言すれば、カッターブレード１０の切断エッジ１１及び反対側の背、並びに最も起点ブレード側のブレード折り取り線２３の交点から起点ブレード側）を万力３０によって保持した時に、カッターブレードの基線が万力３０の挟み留め部分に対して垂直になるようにして、測定点Ｒに垂直に荷重を加え、どこでブレードの折り取りが生じるかを測定した。測定点Ｒは、長手方向においては、起点ブレード側から２番目のブレード折り取り線と１番目のブレード折り取り線との中間点であり、カッターブレード１０、２０の横方向においては、完全な中間点になる。加えて、ＲＸ−１（アイコーエンジニアリング株式会社）を荷重測定デバイスとして用いた。表３及び表４に測定結果を示している。
【００５５】
可撓性試験
実施例Ｓ１〜Ｓ１２、Ｌ１〜Ｌ１３、Ｌ１７〜Ｌ２６、及び比較例Ｓ１、Ｓ２、Ｌ１、Ｌ２について、可撓性を測定した。図５（ａ）に示されるように、可撓性試験（受容可能角度曲げ試験）は、カッターブレード１０及び２０の切断エッジの反対側の端部を万力３０内に挟持して実行する。より具体的には、基材は、万力によって、カッターブレード１０及び２０の軸線が万力の挟持部分に垂直になるようにして、交差したかかとの前者側のそばの折り取り線１３及び２３並びにエッジ１１及び２１地点から挟持される。換言すれば、小型カッターブレード１０では、挟持されない、自由長さＬｔの、エッジ１１の長さＬＡに対する比は約０．２５である。具体的には、エッジ１１の長さＬＡが８０ｍｍである場合には、長さＬｔは約２０ｍｍに設定される。加えて、大型カッターブレード２０では、挟持されない、長さＬｔとエッジ２１の長さＬＢとの比は約０．３である。具体的には、エッジ１１の長さＬＢが１００ｍｍである場合には、長さＬｔは約３０ｍｍに設定される。
【００５６】
図５（ｂ）はカッターブレード１０及び２０の許容可能曲げ角度βを描写する。図５（ｂ）に示されるように、可撓性試験では、カッターブレード１０及び２０の切っ先１１ａ及び２１ａに厚さ方向に力を印加することによって、許容可能曲げ角度βを測定する。許容可能曲げ角度βは、折り取りを生じさせることができる厚さ方向のカッターブレード１０及び２０の曲げ形状の直前における垂直面と切っ先の接平面との間の角度である。
【００５７】
表３及び表４上に示される可撓性試験の結果、実施例Ｓ１〜Ｓ１２、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ４〜Ｌ１３、Ｌ１７〜Ｌ２５は、５０°〜７０°の許容可能曲げ角度βを有する。その一方で、比較例Ｓ１、Ｓ２、Ｌ１及びＬ２は３０°〜３５°の許容可能曲げ角度を有する。実施例Ｓ１〜Ｓ１２、Ｌ１〜Ｌ２５では、大きな改善可撓性が確かめられる。
【００５８】
ブレード折り取り試験
実施例Ｓ１〜Ｓ１２、Ｌ１〜Ｌ２６、並びに比較例Ｓ１、Ｓ２、Ｌ１及びＬ２に関して図６及び図７を参照してカッターブレードのブレード折り取り試験を説明する。加えて、図６及び図７には、大型カッターブレード２０が示されている。
【００５９】
カッターブレード１０及び２０のサイズに合うホルダＨにカッターブレード１０及び２０を適切に取り付けた後に、ブレード折り取り試験を行う。この場合、２本のブレード折り取り線１３及び２３が先端から露出されるようにカッターブレード１０を伸ばす（図６参照）。ホルダ先端から露出したカッターブレード１０及び２０の切っ先１１ａ及び２１ａの側から第１のブレード折り取り線１３及び２３を跨ぐように、カッターブレード１０及び２０をプライヤＰで保持し（図６（ｂ）参照）、カッターブレード１０及び２０の厚さ方向に曲げ荷重を印加することによって、カッターブレード１０及び２０を折り取る。
【００６０】
ブレード折り取りは、１つのカッターブレード１０及び２０ごとに、大型については５回、及び小型については３回実行し、このような操作を各サイズごとに３回繰り返す。換言すれば、操作は、大型については１５回、及び小型については９回行った。このようなブレード折り取り研究において、全ての片において切っ先１１ａ及び２１ａから２番目のブレード折り取り線１３及び２３によって折り取られたブレード（図７（ａ）参照）はＡに設定し、ブレード折り取り線１３及び２３以外の場所で１回折り取られたブレードはＢに設定し、２回折り取られたブレードはＣに設定した。
【００６１】
表３及び表４に示されるブレード折り取り試験の結果、全面に適用された表面改質コーティングを有する実施例Ｓ１〜Ｓ１２、Ｌ１〜Ｌ２６は全て評価上Ａの格付けを有した。その一方で、酸化物層を有するか、又は表面改質コーティングを提供されなかった比較例Ｓ１、Ｓ２、Ｌ１及びＬ２は評価上Ｂ又はＣと格付けされた。全面に適用された表面改質コーティングを有する実施例Ｓ１〜Ｓ１２、Ｌ１〜Ｌ２６では、全てのブレードは適所で折れた。
【００６２】
欠け落ちブレード試験
次に、実施例Ｓ１〜Ｓ１２、Ｌ１〜Ｌ２６、並びに比較例Ｓ１、Ｓ２、Ｌ１及びＬ２に基づき、カッターブレードの欠け落ちブレード試験について説明する。欠け落ちブレード試験では、カッティングマット上に置いたコピー用紙（Ａ４サイズ）に対して２００ｍｍの切断を２０回行った後に、光学顕微鏡を用いて先端１１ａ及び２１ａの形状を観察し、試験の前及び後に形状の変化を有する先端はＡに設定し（図８（ａ）参照、形状の変化を有しない先端については、Ｂに設定した（図８（ｂ）参照）。
【００６３】
表３及び表４に示される欠け落ちブレード試験の結果、全面に適用された表面改質コーティングを有する実施例Ｓ１〜Ｓ１２、Ｌ１〜Ｌ２６のうち、Ｂの格付けを有する実施例Ｌ３及びＬ１６は３μｍを超え、全て評価においてＡの格付けになった。その一方で、酸化物層を有するか又は表面改質コーティングを与えられていない比較例Ｓ１、Ｓ２、Ｌ１、及びＬ２は全て評価においてＢの格付けを有した。表面改質コーティングのコーティング厚さが３μｍを超える場合を除いては、カッターブレードの硬さにかかわりなく、ブレードは容易に欠け落ちない。
【００６４】
鋭利度試験
更に、実施例Ｌ１３並びに比較例Ｌ１及びＬ２に基づき、カッターブレード鋭利度試験について説明する。鋭利度試験は、ＩＳＯ−８４４２−５に規定された手順に従って実施した。より具体的には、カッターブレード１０及び２０を垂直にセットし、ブレードを規定された用紙の束上に載せ、用紙がブレードと接触している時に用紙を前後に動かし、ストロークごとの切断の深さを測定した。耐久性を指示する寿命試験の値、及びＩＣＰ（鋭利度試験）を通じて試験結果からのエッジの鋭利度及び耐久性を算出する。表４に、算出したＩＣＰ及び寿命試験値を示す。更に、図９に、寿命試験から得た切断深さの試験結果、及び切断の回数を示す。図９の縦軸は切断深さ（ｍｍ）を示し、横軸は切断の回数を示す。
【００６５】
表４に示されるように、実施例Ｌ１３は比較例Ｌ１及びＬ２と同じＩＣＰ（鋭利度試験）であり、それは大きな寿命試験値を有し、可撓性が優れている。更に、図９に示されるように、実施例Ｌ１３については、たとえ切断の回数が増加しても、比較例Ｌ１及びＬ２と比較して深い切断深さを達成することができた。
【００６６】
上述の種々の試験から、ブレード折り取り線を有する折り取り式カッターブレードの表面全体に表面改質コーティングを与えること、及び適当な深さのブレード折り取り線を提供することによって、カッターブレードの高い硬度に達することのない適当な場所で折り取り線に沿った適当な場所で折り取ることができ、ブレード全体の可撓性を有し、良好な欠け落ち特性及び折り取り特性を発揮するカッターブレードが得られた。更に、ブレード母材の硬さ、表面改質コーティングのコーティング厚さ、及びブレード折り取り線の深さの間のバランスを達成することによって、良好な可撓性、欠け落ち特性、及び折り取り特性を有するだけでなく、良好な耐久性をも有するカッターブレードが得られた。
【図１】
2016501053.tif 000008
【図２】
2016501053.tif 000009
【図３ａ】
2016501053.tif 000010
【図３ｂ】
2016501053.tif 000011
【図４ａ】
2016501053.tif 000012
【図４ｂ】
2016501053.tif 000013
【図５ａ】
2016501053.tif 000014
【図５ｂ】
2016501053.tif 000015
【図６ａ】
2016501053.tif 000016
【図６ｂ】
2016501053.tif 000017
【図７ａ】
2016501053.tif 000018
【図７ｂ】
2016501053.tif 000019
【図８ａ】
2016501053.tif 000020
【図８ｂ】
2016501053.tif 000021
【図９】
2016501053.tif 000022
【国際調査報告】
2016501053.tif 000023
2016501053.tif 000024
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