JP6540276B2 - フィルム切断用カッター及びフィルム切断設備 - Google Patents

Description

本発明は、フィルムを切断するフィルム切断用カッターに関し、特に基板に用いるフィルムを切断することに適用されるフィルム切断用カッターに関する。ガラス基板に貼り付けられたフィルムを切断するためのカッターであってよい。更に、本発明は、本発明のフィルム切断用カッターを使用するフィルム切断設備に関する。

現在、様々な機能を有するフィルムが、異なるサイズの基板に用いられている。これらの基板は、電子製品に広く使用されている。例えば、ガラス基板は、パネルの重要な部品であり、その上に、液晶表示装置、偏光効果を有するフィルム、様々な特性を有する保護フィルム、又は、基板に貼り付けられるフォトレジスト特性を有する高分子接着膜を載置することができる。製造工程においては、必ず製造されたシート状又はロール状のフィルム全体を必要なサイズに切断するか、又は既に基板に貼り付けられたフィルムを必要なサイズに応じて切断した後、更に後続処理を行う。

従来のフィルムを切断する方法を図１〜図３に示す。一般的に、切断しようとするフィルム２０は、図１、図２Ａ、図２Ｂに示すように、まず、受け板３０に水平に被覆される。そして、カッター１０を用いて摺動方式又は瞬間的に上下に移動する方式で切断する。その際、カッターヘッドの硬度は切断しようとするフィルムの硬度よりも大きくしなければならない。該受け板３０は、樹脂、プラスチック等の材質で形成された加工台であってよい。

従来のフィルムを切断する方法は、図２Ｃに示すように、裁断しようとする位置及びその周囲の上下に一対の金属カッター１０’を配置してフィルムを挟持し、金属カッター１０’が瞬間的に上下に転位することにより、フィルムを切断することであってもよい。

他の従来のフィルムを切断する方法は、図３に示すように、基板４０、一般的に強化又は未強化のガラス基板４０に、静電または他の方法で一層のフィルムを貼り付けて、円盤状ロータリカッターにより該フィルムを切断するものである。フィルムと基板４０の強度が異なるので、フィルムを切断するカッターの刃部は、一般的にフィルムの硬度よりも大きいとともにガラス表面の硬度よりも小さい硬度を有する。それにより、フィルムを切断することができ、かつ基板を損傷しない。

特開２００９−１６６１６９号公報

しかし、一般的に、カッターは、フィルムを切断する時、基板又は受け板と接触することにより持続的に磨耗し、刃が鈍化する。そこで、本発明の課題は、切断作業の条件をできるだけ不変に維持するとともに、フィルムの切断によりカッターが持続的に磨耗する場合にも、カッターを長時間持続的に使用することができ、カッターの切り替え及び機器停止により生じるコストを減少させることである。この課題は、切断しようとするフィルムの下方がプラスチック又は金属類の受け板である場合にも同様に存在する。この課題を解決するために、本発明は以下のカッター及び設備を提供する。

本発明は、切断作業の条件をできるだけ不変に維持するとともに、フィルムのカッター切断によりカッターが持続的に磨耗する場合にも、カッターを長時間持続的に使用することができ、カッターの切り替え及び機器停止により生じるコストを減少することができるフィルム切断用カッター及びフィルム切断設備を提供することを目的とする。

本発明は、カッターの耐用年数を向上させるだけでなく、更に重大なフィルム剥離現象を引き起こさないカッターを提供することを目的とする。このようなフィルムを切断するためのカッターは、刃部と、カッター本体と、刃部に対する位置に形成された刃後部と、該カッターの底部に位置し、該切断しようとするフィルムの表面に平行な平面であり、かつ、該刃部から該刃後部に延伸する刃底と、該刃底と該カッター本体との間に形成された遷移域と、を有し、該刃部、該刃底及び該刃後部により切断部が形成されている。該刃部の形状は、切断する時、該切断しようとするフィルムの表面に垂直な平面に、該切断しようとするフィルムの表面に対して０度よりも大きい角度（α）を形成することである。該刃後部の形状は、切断する時、該切断しようとするフィルムの表面に垂直な平面に、該切断しようとするフィルムの表面に対して角度（β）を形成し、該角度（β）は０度よりも大きいとともに角度（β）から角度（α）を差し引いて得られた値が９０度よりも小さい。該角度（β）が該角度（α）以上のものであり、又は、角度（α）と角度（β）が１度〜３０度であり、又は、角度（α）と角度（β）がいずれも４５度よりも小さいことが好ましい。該切断部の硬度は、該フィルムの硬度よりも大きい。

一実施例において、切断部の幅は、該刃部に沿って該刃底へ次第に縮小し、好ましくは幅が０まで縮小し、刃底の表面幅は刃部幅の最も狭い所から刃後部へ幅（ｄ）まで次第に増大し、好ましくは該幅（ｄ）が５０μｍ〜３００μｍであることが好ましい。さらに好ましくは、該刃底の切断方向での長さ（Ｄ）が、約２０μｍ〜１０００μｍである。該カッターは、少なくとも該切断部に強化層を有することが好ましい。該カッターは、少なくとも該刃部と該刃底及びその付近領域の最も外部に汚れ及び／又は接着剤が付着しにくい塗布層が被覆されることが好ましい。例えば、一層のテフロン（登録商標）テープを貼り付けるか、又はフッ素樹脂等のフッ素含有化合物等を塗布することができる。該切断しようとするフィルムを基板に付着する場合に、該刃部と該刃底の硬度が該ガラス基板の硬度よりも小さいことが好ましい。

本発明によれば、カッターの耐用年数を向上させることができる。また、フィルムを切断するカッターを使用するフィルム切断設備を提供することを別の目的とし、該設備は更に加工でのフィルム剥離現象を減少することもできる。該フィルム切断設備は加工台を備え、切断しようとするフィルムを該加工台に平らに被覆するか、又は切断しようとするフィルム（２０）が既に貼り付けられたガラス基板を加工台の位置に置いて、その後、切断加工を行う。該フィルム切断設備は、切断しようとするフィルムを切断しようとするガラス基板に平らに被覆するか、又は切断しようとするフィルム（２０）が既に貼り付けられたガラス基板を設備の加工台位置に送入するためのフィード装置を有してよい。該フィルム切断設備は更に基板切断装置を有し、カッターがフィルムを切断した後、該ガラス基板切断装置でガラス基板の切断と分割作業を行うことができる。該フィルム切断設備はフィルム剥離防止装置を更に有してよい。

図１は、従来のカッターでフィルムを切断する方法を示す。 図２Ａは、従来のカッターでフィルムを切断する他の方法を示す。 図２Ｂは、従来のカッターでフィルムを切断する他の方法を示す。 図２Ｃは、従来の上下ピンチオフ式カッターでフィルムを切断する方法を示す。 図３は、従来のカッターでフィルムを切断する他の方法を示す。 図４Ａは、本発明の第１実施例によるフィルムを切断するためのカッターの模式的斜視図を示す。 図４Ｂは、本発明の第１実施例によるフィルムを切断するためのカッターの刃部方向（ｙ方向）から見られる模式図を示すとともに、カッターの切断による摩損状況を示す。 図４Ｃは、本発明の第１実施例によるフィルムを切断するためのカッターが、フィルムを切断する時の側辺（ｘ方向）から見られる実施可能な形態の模式図を示す。 図５Ａは、本発明の第２実施例によるフィルムを切断するためのカッターの模式的斜視図を示す。 図５Ｂは、本発明の第２実施例によるフィルムを切断するためのカッターが、フィルムを切断する時の側辺から見られる模式図を示す。 図５Ｃは、図５ＢにおけるＡ部分の一部拡大図を示す。 図５Ｄは、本発明の第２実施例によるフィルムを切断するためのカッターのＡ部分の刃部方向から見られる模式図を示す。 図５Ｅは、本発明の第２実施例によるフィルムを切断するためのカッターのＡ部分の刃底方向から見られる模式図を示す。 図６Ａは、本発明の他の実施例によるフィルムを切断するためのカッターの切断部と一部のカッター本体の側辺から見られる模式図を示す。 図６Ｂは、図６Ａの実施例の刃部方向から見られる模式図を示す。

本発明の第１実施例は、図４Ａ〜４Ｃを参照する。図４Ａは、カッター１２の先端部分の形状を示す。フィルム２０を切断するカッター１２は、刃部１２１、カッター本体１２３、遷移域１２４、及び刃底１２５を有する。遷移域１２４は、刃部１２１とカッター本体１２３の間に形成され、刃底１２５がカッターの底部に位置するとともに、刃部１２１から遷移域１２４に沿ってカッター本体１２３の方向へ形成され、且つ刃部１２１からカッター本体１２３へ幅が次第に広くなる。

図４Ｂ、４Ｃに示すように、刃部１２１と切断しようとするフィルム２０の表面は、角度θを形成し、具体的には、刃部１２１は、切断する時、切断しようとするフィルム２０の表面に垂直な平面であり、一般的には、刃部１２１の高さがフィルムの厚さよりも大きいとともに、切断しようとするフィルム２０の表面に対して角度θを形成する。図４Ｃに示すように、角度θは、９度〜１７１度である。刃部の幅ｄは、０であってよいし、又は０に近接するもの、例えば０μｍ〜１５μｍであってもよい。

刃底１２５は、フィルム２０を切断する時に、フィルム２０に直接接触し、特にフィルム２０の下方の受け板３０又は基板４０の部位（図４Ｂ、４Ｃに示すフィルム２０の下方が基板４０であることは一例である）に接触する。刃底１２５は、カッター１２の底部に形成された切断しようとするフィルム２０の表面に平行な平面である。好ましくは、刃底１２５の切断方向に沿った長さＤが、約２０μｍ〜１０００μｍである。このようなカッター１２でフィルムを切断する時、図４Ｂに示すように、カッターは刃底１２５部分から次第に上へ摩損されて、再び新たな刃底１２５を形成するが、フィルム２０を切断するための刃部１２１は、フィルムを切断するのに十分な刃部幅ｄとほぼ同じ遷移域１２４の傾斜又は円弧角度をほぼ維持する。このため、カッター１２が切断により磨耗するが、まだ切断条件をほぼ不変に維持することができるので、カッター１２を長時間使用することができる。

切断したフィルムが連動して動くのにつれて、切断しようとする所にフィルムが基板４０又は受け板３０から剥離する現象が発生することを防止するために、切断加工する時、カッター両側の進行方向の前方領域の切断しようとするフィルム２０の上方に、フィルム剥離防止装置（未図示）でフィルム２０を押下して受け板３０又は基板４０に平らに密接させる。フィルム剥離防止装置は、一対のカッターに従って進行するゴムロール、下方に向かって風を送る装置、静電気を印加する装置等であってよい。

カッター１２のうち、少なくとも刃部１２１、刃底１２５及びその付近のフィルムと接触する領域の硬度は、必ずフィルム２０の硬度よりも大きい。

本発明の第２実施例を図５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅに示す。フィルム２０を切断するためのカッター１３であって、フィルム２０を切断するための刃部１３１と、カッター本体１３３と、刃後部１３６と、刃底１３５と、刃底１３５とカッター本体１３３の間に形成された遷移域１３４とを有する。図５Ｃは、図５Ｂにおけるカッターのフィルムを切断するための部分の一部拡大図である。図５Ｃに示すように、刃後部１３６は、刃部１３１と対する位置に形成される。刃底１３５は、カッター１３の底部に位置し、切断しようとするフィルム２０の表面に平行な平面であり、切断する時、フィルム２０に直接接触する平面であり、特に切断しようとするフィルム２０の下方の受け板３０又は基板４０等に直接接触する。刃底１３５は、刃部１３１から刃後部１３６まで延伸する。

図５Ｃ〜５Ｅに示すように、遷移域１３４の形状は、刃部１３１、刃底１３５及び刃後部１３６に形成された切断部１３７箇所の幅が相対的に狭く、切断部１３７からカッター本体へ次第に広くする遷移域形状を形成することであってよい。一般的に、切断部１３７の最大幅の所は３ｍｍを超えない。好ましくは、狭い幅を有する切断部１３７の形状が刃部１３１に沿って刃底１３５へ向かって次第に縮小し、それにより、刃底部分の幅が切断部１３７において最も小さくなるようにする。より好ましくは、該刃部１３１の幅が刃底１３５へ向かって０まで次第に縮小し、刃底１３５の表面幅は幅が０である刃部１３１から刃後部１３６へ向かって幅ｄまで次第に増大する。好ましくは、幅ｄが約５０μｍ〜３００μｍであり、一実施例において、幅ｄが約２００μｍである。

刃部１３１は、切断しようとするフィルム２０の表面に対して角度αを形成し、具体的には、刃部１３１は、切断する時、切断しようとするフィルム２０の表面に垂直な平面に形成され、切断しようとするフィルム２０の表面に対して角度αを形成する。

刃後部１３６は、刃底１３５、刃部１３１とともに有効なフィルムを切断するための切断部１３７を形成することに用いられる。刃後部１３６は、刃底１３５、即ち切断しようとするフィルム２０の表面に対して角度βを形成し、具体的には、刃後部１３６は切断する時、切断しようとするフィルム２０の表面に垂直な平面に形成され、切断しようとするフィルム２０の表面に対して角度βを形成する。角度βが、０度よりも大きいとともに、角度βから角度αを差し引いて得られた値が９０度よりも小さい。好ましくは、刃底１３５の切断方向に沿った長さＤが２０μｍ〜１０００μｍであり、より好ましくは、約４５０μｍ〜６５０μｍである。

図６Ａ、６Ｂに示す他の好ましい実施例として、刃後部１３６の角度βが刃部１３１の角度αとほぼ等しくてよい。他の好ましい実施例には、角度αと角度βが１度〜３０度であり、又は角度αと角度βが１〜１５度であり、更に好ましい実施例には、角度αと角度βがいずれも４５度よりも小さい。

切断部１３７は、おおよそ、フィルムを切断可能な期間に、フィルムと持続的又は反復的に接触する領域であり、このため、その硬度が必ず該フィルム２０の硬度よりも大きい。

図５Ａ〜５Ｅ及び図６Ａ、６Ｂの実施例により、切断しようとするフィルムの部分が既に切断された部分に連動して動くことにより、フィルムが基板４０又は受け板３０から剥離する現象を減少させることができる。また、切断加工の時、カッター両側の進行方向の前方領域の切断しようとするフィルム２０の上方にフィルム剥離防止装置（未図示）でフィルム２０を押下して受け板３０又は基板４０に平らに密接させる。

フィルムを順調に切断するとともに、耐磨耗の程度を向上させるように、カッターが十分な硬度を有するために、熱処理硬化法、冷間加工硬化法、クロム又は他の耐磨耗金属材料のメッキ、耐磨耗材料の被覆等の方法を採用することができ、それにより、該カッター１２、１３は、少なくとも刃部１２１、１３１と該刃底１２５、１３５及びその付近等の加工にはフィルムと接触可能な領域に硬度を強化した強化層を有する。また、切断しようとするフィルム２０、受け板３０等がいずれも加工時の高温により粘度を有する重合体を溶融するか、又は、切断しようとするフィルム２０がのり類材料で基板４０又は受け板３０に貼り付けられる可能性があるため、カッターが切断する時、このようなのり類物質を貼り付けることを防止するために、カッターは、少なくとも刃部と刃底の最も外部、切断部１３７、又は遷移域１２４が含まれた任意のフィルム２０と接触可能な領域に、汚れ又は接着剤が付着しにくい材料、例えば、フッ素含有化合物、例えばテフロン（登録商標）等を被覆することができる。

まず、切断しようとするフィルムを基板４０に付着した後、フィルムを切断し始める場合には、刃部１２１、１３１及び刃底１２５、１３５の硬度はまだ基板４０の硬度よりも小さい必要がある。

カッター１２、１３の材料は、合金鋼又はステンレス鋼、例えば、ＪＩＳ標準のＳＫ１２０鋼材又はタングステン鋼材料で製造されることができる。

前記カッター１２、１３は、フィルム切断設備に搭載されることができる。フィルム切断設備は、樹脂又は高分子重合体、金属等材料で製造された加工台３０を提供し、且つフィード装置を有し、切断しようとするフィルム２０を設備に送入するとともに加工台３０に平らに被覆し、又は切断しようとするフィルム２０が既に貼り付けられたガラス基板を設備の加工台位置に送入し、フィルムの切断加工を行う。フィルム切断設備は更にガラス基板切断装置（未図示）を有することができ、フィード装置は切断しようとするフィルム２０を未切断のガラス基板４０に平らに被覆することができ、その後、まずカッター１２、１３でフィルム２０を切断し、更にガラス基板切断装置でガラス基板４０の切断と分割作業を行う。

前記のフィルム切断設備は、更に、カッター両側の進行方向の前方に向かっている領域の切断しようとするフィルム２０の上方にフィルム２０を押下して受け板３０又は基板４０に平らに密接させるフィルム剥離防止装置を有することができ、フィルム剥離防止装置は一対のカッターに従って進行するゴムロール、下方に向かって風を送る装置、静電気を印加する装置、従来の加圧板等であってよい。

以上に説明する内容は必ずしも特許の範囲を限定するためのものではない。本発明の主旨を逸脱しない程度に行った修正又は改良は、まだ本発明の請求の範囲に属する。

１０、１０’ ： カッター
１２ ： カッター
１３ ： カッター
２０ ： フィルム
３０ ： 受け板
４０ ： 基板
１２１ ： 刃部
１２３ ： カッター本体
１２４ ： 遷移域
１２５ ： 刃底
１３１ ： 刃部
１３３ ： カッター本体
１３４ ： 遷移域
１３５ ： 刃底
１３６ ： 刃後部
１３７ ： 切断部
ｄ ： 刃部の幅
Ｄ ： 刃底の切断方向に沿った長さ
α ： 刃部が切断しようとするフィルムの表面に対して形成する角度
β ： 刃後部が切断しようとするフィルムの表面に対して形成する角度
θ ： 刃部が切断しようとするフィルムの表面に対して形成する角度

Claims (8)

1. フィルムを切断するフィルム切断用カッター（１３）であって、
   該カッターは、フィルムを切断するための刃部（１３１）と、カッター本体（１３３）と、刃部（１３１）に対する位置に形成された刃後部（１３６）と、該カッターの底部に位置し、該切断しようとするフィルム（２０）の表面に平行な平面であり、かつ、該刃部（１３１）から該刃後部（１３６）まで延伸する刃底（１３５）と、該刃底と該カッター本体との間に形成された遷移域（１３４）と、を有し、
   該刃部、該刃底及び該刃後部により切断部（１３７）が形成され、該切断部（１３７）の幅は、該刃部（１３１）に沿って該刃底（１３５）へ向かって次第に縮小し、
   該刃部（１３１）の形状は、切断する時、該切断しようとするフィルム（２０）の表面に垂直な平面に、該切断しようとするフィルムの表面に対して角度（α）を形成し、該角度（α）が０度よりも大きく４５度よりも小さいものであり、
   該刃後部（１３６）の形状は、切断する時、該切断しようとするフィルム（２０）の表面に垂直な平面に、該切断しようとするフィルムの表面に対して角度（β）を形成し、該角度（β）が０度よりも大きく４５度よりも小さいとともに角度（β）から角度（α）を差し引いて得られた値が９０度よりも小さいものであり、
   該切断部（１３７）の硬度が、該フィルムの硬度よりも大きいフィルム切断用カッター（１３）。
2. 該切断部（１３７）の幅は、該刃部（１３１）に沿って該刃底（１３５）へ向かって次第に縮小し、
   刃底（１３５）の表面幅は、刃部（１３１）から刃後部（１３６）へ向かって幅（ｄ）まで次第に増大し、
   該刃部の幅（ｄ）が約１０μｍ〜３００μｍであり、
   該遷移域の形状は、該切断部（１３７）の幅が狭く、該切断部（１３７）から該カッター本体へ向かって幅が次第に広くなる請求項１に記載のフィルム切断用カッター。
3. 該刃底（１３５）の切断方向に沿った長さ（Ｄ）が、約２０μｍ〜１０００μｍである請求項１記載のフィルム切断用カッター。
4. 該カッターは、少なくとも該切断部（１３７）に強化層を有する請求項１に記載のフィルム切断用カッター。
5. 該カッターは、少なくとも該刃部と該刃底及びその付近領域の最も外部に汚れ又は接着剤が付着しにくいフッ素含有化合物が被覆されている請求項１に記載のフィルム切断用カッター。
6. 該切断しようとするフィルムをガラス基板（４０）に付着する場合において、
   該切断部（１３７）の硬度が、該ガラス基板（４０）の硬度よりも小さい請求項１に記載のフィルム切断用カッター。
7. 該カッターは、合金鋼又はステンレス鋼で製造される請求項１〜６のいずれか一項に記載のフィルム切断用カッター。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載のカッターを使用するフィルム切断設備。

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