(57)【要約】【課題】積層シートの厚み方向に対する圧縮切断適性を時間と費用とを掛けずに検査し評価する。【解決手段】表面基材、剥離紙が粘着剤層を介して貼り付けられた粘着製品用の積層シートを台座に載置する。積層シートに表面基材側から刃を押し付ける。刃先が表面基材に接触した点Ｐ１から更に刃が台座に向けて移動されると、刃先に掛かる圧縮荷重は漸次上昇する。刃先の圧縮荷重により表面基材が破断し、刃先が粘着剤層に進入すると圧縮荷重は下がり、破断点において刃先に掛かる圧縮荷重はピーク値を取る。各種の積層シートに関してこのピーク値を測定し、ピーク値の大小を基づいて各積層シートの圧縮破断適性を評価する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状部材を圧縮切断するための刃と、
前記シート状部材を支持する支持部と、
前記刃または前記支持部の少なくとも一方を移動して前記刃を前記シート状部材に押し当てる駆動部と、
前記刃に掛かる荷重を検出する荷重検出部と
を備えることを特徴とするシート状部材の圧縮切断適性を評価するための圧縮切断適性評価装置。
【請求項２】
前記荷重のピーク値を検出するピーク荷重検出手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の圧縮切断適性評価装置。
【請求項３】
ピーク荷重が検出されたときの前記刃の前記シート状部材に対する相対的位置に関わる情報を検出する位置情報検出手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の圧縮切断適性評価装置。
【請求項４】
シート状部材に刃を押し当てる押圧手段と、
前記刃に掛かる荷重を検出する荷重検出手段と、
前記荷重のピーク値を検出するピーク荷重検出手段を備えることを特徴とする圧縮切断適性評価装置。
【請求項５】
シート状部材が積層シートである請求項１から４のいずれかに記載の圧縮切断適性評価装置。
【請求項６】
シート状部材に刃を押し当てるステップと、
前記刃に掛かる荷重を検出するステップと、
検出された前記荷重のピーク値を検出するステップと
を備えることを特徴とするシート状部材の圧縮切断適性検査方法。
【請求項７】
前記ピーク値が検出されたときの前記刃の前記シート状部材に対する相対的な位置に関わる情報を検出するステップを備えることを特徴とする請求項６に記載の圧縮切断適性検査方法。
【請求項８】
シート状部材が積層シートである請求項６または７に記載の圧縮切断適性検査方法。
【請求項９】
シート状部材に刃を押し当てて、前記刃に掛かる荷重を検出するとともに、検出された前記荷重のピーク値を検出し、前記ピーク値に基づいて前記シート状部材の圧縮切断適性を評価することを特徴とするシート状部材の圧縮切断適性評価方法。
【請求項１０】
前記ピーク値が検出されたときの前記刃の前記シート状部材に対する相対的な位置に関わる情報を検出し、前記ピーク値と前記情報とに基づいて前記圧縮切断適性を評価することを特徴とする請求項９に記載の圧縮切断適性評価方法。
【請求項１１】
シート状部材が積層シートである請求項９または１０に記載の圧縮切断適性評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙やフィルム、及びそれらを複数積層させたシート状部材の圧縮切断適性を検査し評価する装置、およびその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、粘着シートなどのシート状部材を平判打ち抜き加工機やロータリーカッターでダイカットした場合、同じ刃で大量に行うとダイカット刃が摩耗して刃の研磨や交換をしなければならない。このダイカット適性は、カットされるシート側の性質により大きく異なることが知られている。シート状部材のダイカット適性を調べるためには、評価対象となるシート状部材に対して、シートの種類毎に実際の抜き加工機を用いて、例えば切断不良が発生するまで抜き加工を継続し、その結果を比較して切断適性が評価されている。しかしこのような方法では、多量の試料を用いて抜き加工機の耐久試験を行なうこととなるためコストおよび時間が大幅にかかる。
【０００３】
一方、シート状物の切断抵抗の評価方法として、シート状物を両側から把持張設し、これを刃物で切断して、そのときの張力変化を測定する方法が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−２５３４７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の方法は、張力が与えられるときの試料の面に沿った方向への切断適性の評価に用いることはできるものの、試料の厚さ方向に対する切断適性を評価し得るものではない。
【０００５】
本発明は、シート状部材の厚み方向に対する圧縮切断適性を検査および評価する方法において、多量の試料、コストおよび時間をかけることなく、検査および評価することが可能な装置およびその方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の請求項１に記載のシート状部材の圧縮切断適性を評価するための圧縮切断適性評価装置は、シート状部材を圧縮切断するための刃と、シート状部材を支持する支持部と、刃または支持部の少なくとも一方を移動して刃をシート状部材に押し当てる駆動部と、刃に掛かる荷重を検出する荷重検出部とを備えたことを特徴としている。
【０００７】
（２）請求項２に記載の圧縮切断適性評価装置は、（１）に記載の装置であって、更に、荷重のピーク値を検出するピーク荷重検出手段を備える。これによりシート状部材の破断点での圧縮荷重が求められる。
【０００８】
（３）請求項３に記載の圧縮切断適性評価装置は、（２）に記載の装置であって、ピーク荷重が検出されたときの刃のシート状部材に対する相対的位置に関わる情報を検出する位置情報検出手段を備える。
【０００９】
（４）請求項４に記載の圧縮切断適性評価装置は、シート状部材に刃を押し当てる押圧手段と、刃に掛かる荷重を検出する荷重検出手段と、荷重のピーク値を検出するピーク荷重検出手段を備えたことを特徴としている。
【００１０】
（５）請求項５に記載の圧縮切断適性評価装置は（１）から（４）のいずれかに記載の評価装置であって、シート状部材が積層シートであることを特徴としている。
【００１１】
（６）請求項６に記載のシート状部材の圧縮切断適性検査方法は、シート状部材に刃を押し当てるステップと、刃に掛かる荷重を検出するステップと、検出された荷重のピーク値を検出するステップとを備えたことを特徴としている。
【００１２】
（７）請求項７に記載の圧縮切断適性検査方法は、（６）に記載の方法であって、ピーク値が検出されたときの刃のシート状部材に対する相対的な位置に関わる情報を検出する。
【００１３】
（８）請求項８に記載のシート状部材の圧縮切断適性検査方法は、（６）または（７）に記載の検査方法であって、シート状部材が積層シートであることを特徴としている。
【００１４】
（９）請求項９に記載のシート状部材の圧縮切断適性評価方法は、シート状部材に刃を押し当てて、刃に掛かる荷重を検出するとともに、検出された荷重のピーク値を検出し、ピーク値に基づいてシート状部材の圧縮切断適性を評価することを特徴としている。
【００１５】
（１０）請求項１０に記載の圧縮切断適性評価方法は、（９）に記載の評価方法であって、ピーク値が検出されたときの刃のシート状部材に対する相対的な位置に関わる情報を検出し、ピーク値と上記情報とに基づいて圧縮切断適性を評価する。
【００１６】
（１１）請求項１１に記載の圧縮切断適性評価方法は、（９）または（１０）に記載の評価方法であって、シート状部材が積層シートであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明によれば、シート状部材の厚み方向に対する圧縮切断適性を検査し評価する方法において、多量の試料、コストおよび時間をかけることなく、検査および評価することが可能な装置およびその方法を提供することができる。シート状部材としては紙やフィルム単体、もしくはそれらを複数積層させた積層シートなどが挙げられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態である圧縮切断適性評価装置の外観を模式的に示す正面図である。
【００１９】
圧縮切断適性評価装置１０は、シート状部材である試料Ｓを載置する支持部として用いた台座１１と、台座１１に相対して配置される刃１２と、刃１２を保持する保持部１３と、保持部１３を支持するとともに刃１２および保持部１３とを台座１１に向けて移動する駆動部１４とを備える。台座１１は、基台１５の上に装着される。また、基台１５の上には台座１１を間に挟んで一対の支柱部１６、１６が設けられ、支柱部１６、１６間には桁部１７が基台１５の上を横切るように架設される。
【００２０】
保持部１３は、駆動部１４にその一端が連結されるシャフト部１３Ａに連結され、刃１２を両側から把持する把持部１３Ｂとから構成される。駆動部１４は、桁部１７の略中央に配置され、保持部１３を刃１２と一体的に昇降し、その位置が検出される。すなわち、押圧手段として保持部１３が押し下げられると、刃１２は試料Ｓに押し当てられ、台座１１に載置された試料Ｓは圧縮され切断される。また荷重検出手段として、駆動部１４と共に、ロードセルなどの荷重検出部１８が設けられ、保持部１３を介して、試料Ｓを圧縮する際に刃１２に掛かる荷重、および刃１２とシート状部材との相対位置が時系列に検出される。
【００２１】
荷重検出部１８によって時系列に順次出力される荷重データがピーク荷重検出手段としてのコンピュータ１９において順次比較され、荷重が上昇から下降に転じたとき、そのときの荷重がピーク値として検出される。コンピュータ１９は荷重のピーク値を検出した際の刃１２とシート状部材との相対位置を求めることができ、すなわち位置情報検出手段を兼ねる。荷重のピーク値は、例えばそのときの刃の位置とともに例えばメモリに記録される。また、荷重のピーク値は刃の位置とともに、例えばコンピュータディスプレイやプリンタであるピーク値表示装置２０に表示される。
【００２２】
図２、図３は刃１２の側面図および正面図である。本実施形態では刃１２として、例えばロータリーカッターの一部を切り出したものが用いられる。図示されるように、刃１２は、ロータに対応する円筒形の本体１２Ａと、その外周に沿って形成された刃部１２Ｂとから構成され、刃部１２Ｂの先端部である刃先部１２Ｃは例えば両刃とされる。なお、円筒状の本体１２Ａには、把持部１３Ｂに支持されるシャフト（図示せず）が挿通されるシャフトボア１２Ｄが円筒軸に沿って形成される。
【００２３】
図４は、本実施形態においてシート状部材として用いられる粘着製品用の積層シートの模式的な部分拡大断面図である。図示されるように、積層シートＳは、粘着剤層Ｓ３を挟んで剥離紙（剥離シート）Ｓ１と表面基材Ｓ２とを積層したシート状部材である。圧縮切断適性評価装置１０では、駆動部１４により刃１２を台座１１に向けて押し下げ、台座１１と刃先部１２Ｃとの間に挟まれた積層シートＳを圧縮・切断する。
【００２４】
台座１１には、表面基材Ｓ２が刃側にくるように積層シートＳが載置され、刃１２は例えば毎分数十ミクロンの速さで積層シートＳに向けて移動される。図５に、このときの刃先部１２Ｃの先端（刃先）の位置と荷重検出部１８により検出される荷重（圧縮荷重）との間の関係の一例を示す。
【００２５】
図５において横軸は、刃が積層シートＳの無い状態で、台座１１に接触するときの位置を原点（０）とし、刃先が台座１１から離れる方向を正とし、μｍを単位として刃先の位置を示したものである。なお台座を押し下げ続けると、刃先等が歪むため負の値が得られるが、圧縮切断適性の評価としては、そのままの値が使用できる。一方、縦軸はＮを単位として圧縮荷重を示したものである。したがって、図５において、刃先は経時的にはグラフの右側から左側へと移動し、これに伴って刃先に掛かる圧縮荷重は曲線Ｌに沿って変化する。
【００２６】
点Ｐ１は、刃先が積層シートＳの表面基材Ｓ２の表面と接触し始めた位置を示す。刃先が点Ｐ１の位置から更に台座１１に向けて移動されると、積層シートＳは圧縮され始め、刃先が移動するにしたがって圧縮荷重は上昇する。圧縮荷重が点Ｐ２に対応する値に達すると表面基材Ｓ２が破断され、圧縮荷重の低下が始まる。その後刃先が更に台座１１に向けて移動されると、刃先は粘着剤層Ｓ３へと進入し、圧縮荷重は低下し続ける。刃先が粘着剤層Ｓ３を通過して剥離紙Ｓ１に達すると（点Ｐ３）、圧縮荷重は再び上昇を始め、剥離紙Ｓ１は刃先によって圧縮される。
【００２７】
以上のように、台座１１に載置されたシート状部材に刃先を押し当て、台座１１と刃先の間でシート状部材を圧縮すると、刃先に掛かる圧縮荷重は、刃先が最初に接触する層の素材が破断する際にピーク値を示す。したがって、このときのピーク値をシート状部材の種類毎または刃の種類毎に求め、これらを比較することにより、シート状部材の圧縮切断適性を評価することができる。
【実施例】
【００２８】
次に表１を参照して、本実施形態の圧縮切断適性評価装置を用いた圧縮切断試験で得られた第１実施例について説明する。
【００２９】
試験では、５種類の積層されたシート状部材を用い、各種類のシート状部材に対して３回ずつ圧縮切断試験を行ない、最初に切り込まれるシート材の破断点に対応する圧縮荷重の最初のピーク値が測定された。また、刃１２には、円筒形の本体１２Ａのロール外径が９５ｍｍ、刃１２Ｂの幅が２ｍｍ、刃先部１２Ｃの初期刃角θ１が８２°のものが用いられ、刃１２は駆動部１４により０．０５ｍｍ／ｍｉｎの速さでシート状部材に向けて変位された。
【００３０】
なお、刃１２には、計測されるシート状部材の種類毎に、破断荷重の差が大きくなるように、使用済み（１００万回ダイカット後）のダイカットロールを用い、刃先部１２Ｃの先端である刃先を摩耗状態とした。したがって、刃先部１２Ｃの先端（刃先）での刃角θ２は９８°であった。図６に圧縮切断試験に使用された刃先部１２Ｃの拡大断面図を示し、刃角θ１、θ２の関係を示す。なお、新品のダイカットロールであっても機械加工等により刃先の刃角を鈍く加工すれば同様の効果を得られる。
【００３１】
各試料には、厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（東レ株式会社製  商品名ルミラーＴ−６０＃５０, 以下ＰＥＴ５０と表記）、厚さ２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（東レ株式会社製  商品名ルミラーＴ−６０＃２５  以下ＰＥＴ２５と表記）、坪量６４ｇ／ｍ２の上質紙（日本製紙株式会社製  商品名ＫＹＰ−ＬＩ（ＮＥ）６４Ｇ）を表面基材および剥離シートとして用い、これらのうち各種２枚の組み合わせを同じアクリル系粘着剤で貼り合わせて５種類の積層されたシート状部材とした。試料１〜５のシート状部材の組み合わせは、表面基材／剥離シートの組み合わせとして、試料１がＰＥＴ２５／上質紙、試料２がＰＥＴ５０／ＰＥＴ５０、試料３がＰＥＴ５０／上質紙、試料４が上質紙／ＰＥＴ５０、試料５が上質紙／上質紙である。なお、圧縮切断試験において、刃は表面基材側から入れられた。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
表１には、各試料１〜５の各試験で測定された圧縮荷重のピーク値（Ｎ）とともに、試料１〜５毎にピーク値の平均値が示される。平均値は、試料１で４８．７（Ｎ）、試料２で７９．８（Ｎ）、試料３で８３．７（Ｎ）、試料４で４３．３（Ｎ）、試料５で５３．２（Ｎ）となった。すなわち、表面基材の切断に必要とされた荷重は、試料４、試料１、試料５、試料２、試料３の順で大きく、各試料の圧縮切断適性を、表１に示される圧縮荷重のピーク値で評価し順位付けることができる。なお評価値としては、平均値をそのまま用いることも可能であるが、表１の最下段に示される整数値のように、平均値との所定の対応関係をもつ順序数等をあてることも可能である。
【００３４】
次に、図７および表２を参照して、市販の粘着製品であるシート状部材を試料６〜１１とし、本実施形態の圧縮切断適性評価装置を用いて検出された各試料６〜１１のピーク値の分布と、新品刃を用いて１００万回ダイカットを行なう従来の評価試験による試料６〜１１の圧縮切断適性の結果とを比較した実施例２について説明する。
【００３５】
図７は、図５と同様に、横軸が刃先位置（μｍ）に、縦軸が圧縮荷重（Ｎ）に対応する。なお、図７では、刃先位置−圧縮荷重グラフ内における、各試料６〜１１に対する荷重曲線の最初のピーク点（表面基材の破断点）の位置Ｎ６〜Ｎ１１が示される。また表２には、その各試料６〜１１の刃先位置、圧縮荷重の数値と共に、各試料に対して従来の評価試験、すなわち新品刃を用いて１００万回ダイカットを行って、各試料６〜１１に対する圧縮切断適性評価を行った結果と、が示される。
【００３６】
【表２】
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【００３７】
なお表２における従来の評価試験方法として、試料６〜１１をロータリーカッターでそれぞれ１００万回ダイカットした後、そのままダイカットを継続した時の、ダイカットされた試料の形状から判断して下記のように優劣が付される。
「優」：全てきれいに切断可能である
「やや劣」：部分的に切断できない部分がある
「劣」：ほとんどの部分で切断できず、押し跡が残るだけである
【００３８】
図７および表２から、刃先位置が正のときにピークがある試料６、８、１１（Ｎ６、Ｎ８、Ｎ１１）においては、何れも従来評価においても「優」であり、ピーク点での圧縮荷重の値も試料７、９、１０（Ｎ７、Ｎ９、Ｎ１０）に比べて小さい。一方、刃先位置が負のときにピークがあるＮ７、Ｎ９、Ｎ１０において、Ｎ７とＮ１０ではＮ１０の方が破断点での圧縮荷重が僅か小さいが、破断点での刃先位置はＮ７の方がＮ１０に比べかなり大きく、これは従来の評価方法で、Ｎ７の方がＮ１０よりも圧縮切断適性評価がやや優れているとされた点に通ずる。
【００３９】
以上のことから、各試料の表面基材の破断点であるピーク点での圧縮荷重に加えて、ピーク点での刃先位置を考慮してシート状部材の圧縮切断適性評価を行なうこともできる。このとき評価基準としては、（１）ピーク点での圧縮荷重が小さいほど圧縮切断適性が高く、または（２）ピーク点での刃先位置の値が大きいほど圧縮切断適性が高い、と評価することができる。また、ピーク点での刃先位置の値が負となるシート状部材の場合には、実際のダイカットにおいては使用できないので、（３）ピーク点での刃先位置の値が正のときに当該ダイカットでの使用可、負のときに使用不可（あるいは基準値よりも大きいときに使用可、小さいときに使用不可）、と評価することもできる。
【００４０】
以上のように、本実施形態によれば、シート状部材を圧縮切断する際の圧縮荷重のピーク値を検出することにより、時間および経費を掛けることなく、シート状部材の圧縮破断適性を評価することができる。また、このときのシート状部材と刃の間の位置関係から更にシート状部材の圧縮破断適性評価を高めることができる。
【００４１】
なお、本実施形態では、圧縮破断試験に用いられる刃としてダイカットロールを例に説明を行ったが、刃はこれに限定されるものではなく、抜き加工に用いられる様々な形式の刃を用いることができる。また、本実施形態では、刃をシート状部材に向けて移動したが、シート状部材を台座とともに刃に向けて移動する構成、あるいは刃および台座の両方を移動する構成としてもよい。また、本実施形態では、ロードセルを用いてピーク値を検出したが、機械的な構成により圧縮荷重のピーク値を検出する構成としてもよい。
【００４２】
本実施形態ではシート状部材として２枚のシート材を貼り合わせた構成を例に説明を行ったが、３枚以上のシート材を貼り合わせたり、キャストコーティングするなどして作成した積層シートの評価にも本発明を適用することができる。この場合、２回目以降のピークでの値も評価に利用することが可能である。また複数の単層シートを評価するときは、例えば各々の単層シートに同じ粘着剤と剥離シートを積層させて評価することにより、各単層シートの圧縮切断適正を順序付けることもできる。本発明を適用できるシート状部材としては、例えば紙やフィルム、およびそれらを複数積層させたもの等がある。シート状部材またはシート状部材を構成するシート材として特に制限は無いが、例えば上質紙、コート紙、グラシン紙、厚紙、板紙、ダンボール等の紙類や、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエステル、ポリ酢酸ビニル、ポリブテン、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリアミド、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアセタール、ポリアリレート、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体等の樹脂フィルム類が挙げられる。また積層される粘着剤としては特に制限は無いが、例えばアクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ゴム系粘着剤、ポリエステル系粘着剤等が挙げられる。積層される剥離シートとしても特に制限は無いが、代表的には剥離性を表面に有する基材シートから構成される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態である圧縮切断適性評価装置の外観を示す模式的な正面図である。
【図２】図１の圧縮切断適性評価装置で使用される刃部の側面図である。
【図３】図１の圧縮切断適性評価装置で使用される刃部の正面図である。
【図４】評価対象となる積層シートの一例を示す断面図である。
【図５】積層シートに対する圧縮切断試験における荷重曲線のグラフである。
【図６】刃先部の拡大断面図である。
【図７】刃先位置−圧縮荷重グラフにおける試料６〜１１に対する破断点Ｎ６〜Ｎ１１の位置を示す。
【符号の説明】
【００４４】
１０  圧縮切断適性評価装置
１１  台座
１２  刃
１２Ａ  円筒形の本体
１２Ｂ  刃部
１２Ｃ  刃先部
１２Ｄ  シャフトボア
１３  保持部
１４  駆動部
１５  基台
１６  支柱部
１７  桁部
１８  荷重検出部
１９  コンピュータ
２０  ピーク値表示装置
Ｓ  積層シート
Ｓ１  剥離紙（剥離シート）
Ｓ２  表面基材
Ｓ３  粘着剤層
【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】
2009128015.tif 000009
【図６】
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【図７】
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