JP2002310871A - シート状物の切断加工性観察装置及びシート状物の切断加工性観察方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】シート状物の切断加工時における挙動を直接確
認（Ｉｎーｓｉｔｕ観察）することができるようにす
る。 【解決手段】シート状物１５の切断加工時における挙動
を高速度カメラ７により観察可能となるように構成して
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シート状物、特に
厚みが500 μm 以下、あるいは、粘着剤層を有する各種
粘着部材の切断加工性観察装置、及び該観察装置を使用
したシート状物の切断加工性観察方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】多くの分野で紙・プラスティック・金属
など様々な材料のシート状物が様々な形状に切断および
打ち抜き加工されて部材品あるいは製品となっている。

【０００３】特に、近年、発達の著しい電子・情報分野
におけるコンピュータ・携帯電話などにおいては部材品
が小さく、複雑な形状であるため、高度な打ち抜き精度
が要求されている。

【０００４】また、それに伴い、特に、これらシート状
物に粘着剤層を形成した粘着シート（粘着部材）の切断
（打ち抜き）工程では、切断刃（打ち抜き刃）への粘着
剤の付着や、切断後、粘着シートの切断面端部から粘着
剤がはみ出す、などの不具合が発生しやすくなる。

【０００５】その結果、製品組み立ての作業性や歩留
り、製品品質を低下させるなどの問題となる。よってこ
れらの改善にはシート状物の打ち抜き加工性における評
価技術が必要かつ重要になってくる。

【０００６】現在のところ打ち抜き加工性における評価
法は、官能的実用試験に留まっている場合が多い。例え
ば、実機で実際に数千ショット打ち抜き、その時の打ち
抜き性、仕上がり具合などを定性的に判断するなどであ
る。

【０００７】これらの実用試験では、結果としての加工
性の良し悪しについては判断できるものの、切断時にシ
ート状物がどのような挙動で切断されているのかを確認
することはできなかった。

【０００８】一方、刃にかかる切断応力の評価として
は、包装用板紙を題材とした文献がある。（月刊 ＣＡ
ＲＴＯＮ ＢＯＸ １９９９／１ ；Ｐ３０〜Ｐ３
５）。

【０００９】当該文献のＦＩＧ１に示されるように、面
板の支持部にはロードセルが設けられており、板紙を切
断する際の刃にかかる応力の時間的な変化とその時の偏
芯カムの回転角度をコンピュータにより計算できるしく
みになっている。これにより、刃の移動量に対する応力
変化を調べることができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方式では偏芯カムと金型との連結部、金型と切断刃との
連結部などのかみあい部にバックラッシュ（あそび）が
発生する。その為、偏芯カムの回転角度の測定により計
算された刃の移動距離に誤差が生じる。

【００１１】特に薄いシート状物（約数百μm 以下）の
評価の場合、この誤差の割合が大きくなってしまう。ま
た、粘着シートにおける粘着剤層のような柔らかい粘弾
性なものの場合、刃の切断に対して応力が小さく、評価
には適していないことがある。

【００１２】本発明は、このような事情に鑑み、シート
状物の切断加工時における挙動を直接確認（Ｉｎーｓｉ
ｔｕ観察）することができるようにすることを目的とし
ている。

【００１３】また、本発明は、薄い（約数百μm 以下）
シート状物、複数の構成からなる多層構造のシート状
物、粘着剤層の如く柔らかい（粘弾性）層が存在するシ
ート状物においても打ち抜き（切断）時の正確な刃の移
動距離に対する応力挙動あるいは切断時の様子（Ｉｎー
ｓｉｔｕ観察）を観察できる観察装置、及び該観察装置
を使用したシート状物の切断加工性観察方法を提供する
ことを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するために、鋭意検討した結果、シート状物の
切断加工時における挙動を高速度カメラにより観察可能
となるように構成したシート状物の切断加工性観察装置
を発明した。

【００１５】そして、シート状物に対する切断加工部、
該切断加工部を観察する高速度カメラから構成されるシ
ート状物の切断加工性観察装置を発明した。

【００１６】上記の構成によれば、高速度カメラにより
正確な刃の移動量が直接測定でき、シート状物の切断加
工時の挙動を視覚的に捉えることができる。

【００１７】特に剥離ライナー層、粘着剤層、支持体層
とそれぞれ薄い層かつ複数（多層）で構成されている粘
着シートなどにおいては、各層ごとの切断時の挙動を直
接捉えることができる。

【００１８】高速度カメラに接写レンズを組み合わせて
あると、測定するシート状物が薄いものであっても、前
記挙動を正確にとらえやすくなる。

【００１９】前記切断加工部が、シート状物を載置する
面板と、面板上のシート状物に対する切断刃を上下動さ
せる上下駆動機構とを設けて構成してあると、装置を簡
素化することができる。

【００２０】また、前記上下駆動機構がプレス機である
と、同様に装置を簡素化することができる。

【００２１】そして、前記面板に加わる切断力を測定す
るロードセルを設け、かつ、上記高速度カメラシステム
を組み合わせて観察装置とすることで、正確な刃の移動
量と、その移動量に対応する応力挙動を正確に捉えるこ
とができるようになる。

【００２２】特に本発明の観察装置は、応力では検知で
きない柔らかい粘着剤層の糊はみだし挙動などが視覚的
に捉えることができ、効果的な観察・評価を行うことが
できるようになる。

【００２３】つまり、薄いもの、複数の構成からなるも
の、柔らかい層が存在するものなど広範囲でのシート状
物における打ち抜き（切断）性の観察・評価が可能とな
る。

【００２４】これにより、切断（打ち抜き）性における
切断（打ち抜き）機構の解明、材料設計の指標、最適切
断条件の設定、製品規格値の設定、製品拡販ツールなど
に寄与できる。

【００２５】すなわち、本発明は、高速な刃の移動を捉
えることのできる高速度カメラシステムとシート状物に
対する切断加工部とを組み合わせたシート状物の切断加
工性観察装置、及び、該観察装置を使用したシート状物
の切断加工性観察方法である。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００２７】図１，図２（ａ），図２（ｂ）にシート状
物の切断加工性観察装置を示してある。前記切断加工性
観察装置は、シート状物１５に対する切断加工部１を設
け、この切断加工部１の挙動と、シート状物１５の切断
加工時における挙動とを観察可能な高速度カメラ７を設
けて構成してある。

【００２８】次に各部の構造について説明する。

【００２９】［切断加工部１］切断加工部１は、シート
状物１５を載置する面板１６と、面板１６上のシート状
物１５に対する切断刃３（トムソン刃である）を上下動
させる上下駆動機構２とを設けて構成してある。

【００３０】前記上下駆動機構２は、シート状物１５の
切断・打ち抜きに用いられる油圧式のプレス機から成る
（このプレス機はサーボモーター式又は空圧式のもので
あってもよい）。

【００３１】前記シート状物１５の切断形状は特に限定
されず直線状、円形状、多角形状など任意に決定するこ
とができる。

【００３２】前記面板１６と支持台１７との間に、面板
１６に加わる切断力を測定する４個のロードセル６を設
け、このロードセル６をパソコン１４（パーソナルコン
ピュータ）に接続してある。

【００３３】これにより、切断時の応力挙動を測定する
ことができる（ロードセル６の大きさ・数は特に限定は
ないが、切断中に面板１６がプレス機上面に対して水平
を維持していなければならない（図２（ａ）参照））。

【００３４】前記ロードセル６の性能は時間分解能：５
００Ｈｚ（これ以上であってもよく、また、アナログ出
力のものであってもよい）、荷重分解能：１ｇ、耐荷
重：１ｔである。前記荷重分解能は１ｇ以下、耐荷重は
１ｔ以上であってもよい。

【００３５】また、前記切断加工部１は、シート状物１
５を切断（打ち抜き）加工することができるシステムで
あれば上記の構造に限定されない。

【００３６】［高速度カメラ７］撮影速度が１秒間に１
００コマである（これ以上であってもよい）。切断刃３
の移動距離は測定後のビデオで計測する（高速度カメラ
７に運動する運動解析ソフト（特定点を追尾して、移動
量などを計測できるソフト）などを使用してもよい）。

【００３７】高速度カメラ７に対する接写レンズ８（ズ
ームレンズ）を設けてある。これにより、測定するシー
ト状物１５が薄い場合に有利になる。また、高速度カメ
ラ７にモニタ１３を接続してある。

【００３８】以上の構造により、シート状物１５の切断
加工性（打ち抜き）の観察を行う。切断応力はロードセ
ル６により計測し、切断刃３の移動距離および切断時の
様子（Ｉｎーｓｉｔｕ観察）は高速度カメラ７により計
測および観察する。

【００３９】本発明のシート状物の切断加工性観察方法
は、上記の構造の観察装置を使用して、シート状物１５
の切断加工性を観察する方法である。

【００４０】当該観察方法に使用されるシート状物１５
としては、シート形状あるいはフィルム形状を有するも
のであれば紙・プラスティック・金属箔・織布・不織布
等何ら限定されるものではない。

【００４１】中でも本発明の観察方法においては、シー
ト状物１５として厚みが薄いもの、具体的には厚みが５
００μm 以下、好ましくは１〜５００μm のシート状物
の切断加工性の評価に適している。

【００４２】さらに、本発明の観察方法は、シート状物
１５として粘着剤層を有するシート状物や、多層構造を
有するシート状物、少なくとも１層の粘着剤層を有する
多層構造からなるシート状物（例えば、基材と粘着剤層
から構成される粘着部材、粘着テープ・粘着シート・粘
着フィルム・粘着ラベル・両面粘着テープ等）の切断加
工性の観察に適している。

【００４３】（実施例） 1)上下駆動機構２としてのプレス機 サーボプレスＳＳＰ３０５型（３トン）（商品名 ＪＡ
Ｍ（株）製） 2)切断刃３（金型） 図６に示すように、切断時におけるシート状物１５の挙
動を観察できるようなフレームをダイセツト型とし、支
柱５を２本夕イプのものに構成した。切断刃３はトムソ
ン刃である。

【００４４】3)ロードセル６ 荷重分解能：０．９ｇｆ（９ｍＮ）、最大測定荷重：３
６０ｋｇｆ（３．６ｋＮ）耐荷重：２７００ｋｇｆ（２
７ｋＮ）のものを用いた。

【００４５】4)高速度カメラ７ Ｆａｓｔｃａｍ−Ｎｅｔ ＭａｘＣ （商品名 （株）
フォトロン製）を使用した。

【００４６】撮影速度：最大５０００ＦＰＳ（フレーム
毎秒。１秒間に何フレーム撮影できるかの単位） 運動解析ソフト「ｍｏｖｉｅＲｕｌｅｒ」（商品名
（株）フォトロン製）付きである。これによりビデオ映
像の中の物の動きが解析できる。

【００４７】5)接写レンズ８ ズームレンズ（×２５〜１７５）を使用した。

【００４８】（切断加工性の測定）上記の実施例におけ
る観察装置を用いて粘着シート１５の切断性の観察・評
価を行った。

【００４９】切断条件を以下に示す。

【００５０】切断刃３…ＭＩＲ２０（商品名 （株）ヤ
マナカ製） この切断刃３はトムソン刃であり、刃角：
４３°、刃長：４０ｍｍ、刃厚：０．７１ｍｍ、刃高
さ：２３．６ｍｍである。

【００５１】ストローク…３０ＳＰＭ（ストローク毎
分）、打ち込み量…７０μm である。

【００５２】使用したシート状物１５としては、包装用
クラフトテープＮＯ．７１２（商品名であり、日東電工
（株）製）を用いた。

【００５３】この包装用クラフトテープＮＯ．７１２の
構造は、図３に示すように、その粘着剤層１１に厚さ６
０μm の上質紙１２を貼り合せてある。大きさは１００
ｍｍ×３０ｍｍである。

【００５４】〈切断応力測定結果〉図４，図５に示すよ
うに、各層ごとの応力挙動が測定可能となっている。こ
の場合、支持体である１２０μm 厚のクラフト紙１０、
３０μm の粘着剤層１１、６０ｍｍ厚の上質紙１２、そ
れぞれの応力挙動が確認できている。（粘着剤層１１は
他に比べ柔らかくピークが発生していない。） 〈切断時の様子（Ｉｎーｓｉｔｕ観察）〉図５に示すよ
うに、切断しているときの挙動を捉え、粘着剤層１１の
糊はみ出し挙動の様子が確認される。

【図面の簡単な説明】

【図１】シート状物の切断加工性観察装置の正面図

【図２】ロードセルを示す図

【図３】シート状物を示す図

【図４】切断応力測定結果を示す図

【図５】シート状物の切断時の挙動を示す図

【図６】実施例で用いたシート状物の切断加工性観察装
置を示す図

【符号の説明】

１ 切断加工部 ２ 上下駆動機構 ３ 切断刃 ６ ロードセル ７ 高速度カメラ ８ 接写レンズ １１ 粘着剤層 １６ 面板

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シート状物の切断加工時における挙動を
   高速度カメラにより観察可能となるように構成したシー
   ト状物の切断加工性観察装置。
2. 【請求項２】 シート状物に対する切断加工部、該切断
   加工部を観察する高速度カメラから構成されるシート状
   物の切断加工性観察装置。
3. 【請求項３】 前記切断加工部は、シート状物を載置す
   る面板と、前記面板上のシート状物に対する切断刃を上
   下動させる上下駆動機構とを設けて構成してある請求項
   ２記載のシート状物の切断加工性観察装置。
4. 【請求項４】 前記上下駆動機構がプレス機である請求
   項３記載のシート状物の切断加工性観察装置。
5. 【請求項５】 前記高速度カメラに接写レンズを組み合
   わせてある請求項１〜４のいずれか一つに記載のシート
   状物の切断加工性観察装置。
6. 【請求項６】 前記面板に加わる切断力を測定するロー
   ドセルを設けてある請求項３〜５のいずれか一つに記載
   のシート状物の切断加工性観察装置。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか一つに記載のシ
   ート状物の切断加工性観察装置を使用するシート状物の
   切断加工性観察方法。
8. 【請求項８】 前記シート状物は厚みが1 μm 〜500 μ
   m である請求項７に記載のシート状物の切断加工性観察
   方法。
9. 【請求項９】 前記シート状物は粘着剤層を有している
   請求項７に記載のシート状物の切断加工性観察方法。
10. 【請求項１０】 前記シート状物は多層構造に構成して
    ある請求項７に記載のシート状物の切断加工性観察方
    法。
11. 【請求項１１】 前記シート状物は少なくとも一層の粘
    着剤層を有する多層構造に構成してある請求項７に記載
    のシート状物の切断加工性観察方法。