专利名称：涂层薄片切割方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于切割涂层薄片的方法和装置。具体地，本发明涉及使涂层薄片通过相对的圆盘状切割刀片之间以切割涂层薄片的方法和装置。
背景技术：
按照惯例，已知一种涂层薄片，包括诸如纸、薄膜、或树脂涂覆纸构成的薄片基底，以及形成在薄片基底上的涂覆层，其中，涂覆层填充有通过树脂粘结剂保持在一起的硅或类似物细微颗粒。这种涂层薄片通过如下步骤形成卷材将液体涂料施加到长基底上、干燥涂覆的基底、以及将干基底卷成卷筒形式。如此获得的卷材在从卷起的卷材展开时，通过沿着卷材进给方向切割卷材和/或沿着横过卷材方向即垂直于卷材进给方向切割卷材而被切割成所需尺寸。此后，这些切割的薄片作为最终制品诸如信息记录薄片或类似物被带向市场。通常，使用剪切技术沿着进给方向切割这种卷材。在一种剪切技术中，当涂层薄片通过具有锋利或锐利刀角的盘形上部切割刀片与具有大体上直角的刀角的盘形下部切割刀片之间时，通过转动上部和下部切割刀片来剪切涂层薄片卷材(例如，日本未审查的专利出版物No.2001-260077)。
但是，由于根据要求使用多种材料用于以不同方式制造涂层薄片，变得更加难于选择合适的切割条件，以在拉出卷成卷筒形式的涂层薄片时沿着进给方向剪切涂层薄片。如果没有合适地选择切割条件，就可能导致在薄片切割边缘附近的涂覆层中产生裂缝和/或裂痕。尤其是，当涂覆层是硬的并且易碎时，上述裂缝和/或裂痕可能会显著地形成在涂覆层中。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供用于切割涂层薄片的方法和装置，其中，抑制了在剪切涂层薄片过程中可能在涂覆层中形成的裂缝和裂痕，从而可防止剪切质量的降低。
根据本发明一方面，提供切割涂层薄片的第一种方法。该方法包括步骤设置盘形下部切割刀片、以及与下部切割刀片相对设置并与下部切割刀片的刀角相比具有更锋利刀角的盘形上部切割刀片，使得下部和上部切割刀片的旋转轴线相互平行，以及一部分下部切割刀片和一部分上部切割刀片沿着旋转轴线延伸方向相互重叠；在转动上部和下部切割刀片时，进给一侧带有涂覆层的涂层薄片沿着垂直于这些旋转轴线的方向通过上部和下部切割刀片之间，使设置在与涂覆层相对一侧的涂层薄片表面保持与下部切割刀片圆周接触；以及通过上部和下部切割刀片沿着进给涂层薄片的方向剪切涂层薄片。当涂层薄片经受剪切时，涂层薄片与上部切割刀片之间的接触开始的接触开始位置被设置在一个区域中，该区域位于涂层薄片进给方向上游、但在涂层薄片与下部切割刀片圆周接触的涂层薄片上的接触区域外侧。
根据本发明另一方面，提供用于切割涂层薄片的第一种装置，包括盘形下部切割刀片和与下部切割刀片相对设置的盘形上部切割刀片。上部切割刀片包括与下部切割刀片的刀角相比更锋利的刀角、具有与下部切割刀片的旋转轴线平行的旋转轴线、并且布置成使得一部分下部切割刀片和一部分上部切割刀片沿着旋转轴线延伸方向相互重叠。在该装置中，在上部和下部切割刀片被转动时，一侧带有涂覆层的涂层薄片沿着垂直于这些旋转轴线的方向被进给通过上部和下部切割刀片之间，使设置在与涂覆层相对一侧的涂层薄片表面保持与下部切割刀片圆周接触，从而使涂层薄片沿着涂层薄片的进给方向被剪切。涂层薄片与上部切割刀片之间的接触开始的接触开始位置被设置在一个区域中，该区域位于涂层薄片进给方向上游、但在涂层薄片与下部切割刀片圆周接触的涂层薄片上的接触区域外侧。
根据本发明另一方面，提供切割涂层薄片的第二种方法。该方法包括步骤设置盘形下部切割刀片、以及与下部切割刀片相对设置并与下部切割刀片的刀角相比具有更锋利刀角的盘形上部切割刀片，使得下部和上部切割刀片的旋转轴线相互平行，以及一部分下部切割刀片和一部分上部切割刀片沿着旋转轴线延伸方向相互重叠；在转动上部和下部切割刀片时，进给一侧带有涂覆层的涂层薄片沿着垂直于这些旋转轴线的方向通过上部和下部切割刀片之间，使设置在与涂覆层相对一侧的涂层薄片表面保持与下部切割刀片圆周接触；以及通过上部和下部切割刀片沿着进给涂层薄片的方向剪切涂层薄片。当涂层薄片经受剪切时，涂层薄片与上部切割刀片之间的接触开始的接触开始位置被设置在涂层薄片与下部切割刀片圆周接触的涂层薄片的接触区域内；并且一部分上部切割刀片与一部分下部切割刀片之间的重叠量保持不大于1.5mm。
根据本发明另一方面，提供用于切割涂层薄片的第二种装置，包括盘形下部切割刀片和与下部切割刀片相对设置的盘形上部切割刀片。上部切割刀片包括与下部切割刀片的刀角相比更锋利的刀角、具有与下部切割刀片的旋转轴线平行的旋转轴线、并且布置成使得一部分下部切割刀片和一部分上部切割刀片沿着旋转轴线延伸方向相互重叠。在该装置中，在上部和下部切割刀片被转动时，一侧带有涂覆层的涂层薄片沿着垂直于这些旋转轴线的方向被进给通过上部和下部切割刀片之间，使设置在与涂覆层相对一侧的涂层薄片表面保持与下部切割刀片圆周接触，从而使涂层薄片沿着涂层薄片的进给方向被剪切。涂层薄片与上部切割刀片之间的接触开始的接触开始位置被设置在涂层薄片与下部切割刀片圆周接触的接触区域内，并且一部分上部切割刀片与一部分下部切割刀片之间的重叠量保持不大于1.5mm。
这里，“重叠量W”意味着沿着旋转轴线方向看上部和下部切割刀片在延伸通过它们旋转轴线的直线上的重叠宽度。
涂层薄片可以由诸如纸薄片、薄膜、树脂涂覆薄片或类似物的基底以及施加在基底上的涂覆层构成。涂覆层填充有细微颗粒，细微颗粒例如主要由无机材料组成，包括由树脂粘结剂或类似物保持在一起的碳酸钙、水合氧化铝和硅石。
涂层薄片可以是用于喷墨打印的记录薄片。于喷墨打印的记录薄片可以由诸如纸薄片、薄膜或树脂涂覆薄片的基底以及施加在基底上的涂覆层构成。涂覆层填充有细微颗粒，细微颗粒例如主要由诸如聚乙烯醇的树脂粘结剂保持在一起的硅石组成。尤其是，用于喷墨打印的光泽相纸薄片包括将诸如硅石的细微颗粒保持在一起的少量粘结剂，以便提高薄片的油墨吸附性。因此，它具有一个特性，即，细微颗粒之间的连接易于被诸如弯曲的外力所破坏。
这里，“涂层薄片与上部切割刀片的接触开始位置”意味着在涂层薄片经受剪切过程中沿着涂层薄片进给方向在涂层薄片与上部切割刀片相互接触的区域的最上游位置。
根据用于切割涂层薄片的第一种方法和装置，当涂层薄片经受剪切时，涂层薄片与上部切割刀片之间的接触开始的接触开始位置被设置在一个区域中，该区域位于涂层薄片进给方向上游、但在涂层薄片与下部切割刀片圆周接触的涂层薄片上的接触区域外侧。即，在涂层薄片通过上部和下部切割刀片之间并且经受剪切之前，只有上部切割刀片可以切入涂覆层。这有助于在剪切过程中防止产生在涂覆层中可能导致裂缝和裂痕的大应力，从而防止剪切质量的降低。
根据用于切割涂层薄片的第二种方法和装置，当涂层薄片经受剪切时，涂层薄片与上部切割刀片之间的接触开始的接触开始位置被设置在涂层薄片与下部切割刀片圆周接触的接触区域内，并且在剪切过程中，一部分上部切割刀片与一部分下部切割刀片之间的重叠量保持不大于1.5mm。结果，涂层薄片在剪切过程中由于上部切割刀片而经受的压弯量可以减小、并且又使涂层薄片的局部变形可以减小。这有助于在剪切过程中防止在涂覆层中可能形成裂缝和裂痕，从而防止剪切质量的降低。
图1是显示根据本发明一个实施例的用于实施涂层薄片切割方法的涂层薄片切割装置的示意性结构的侧视图；图2是图1的涂层薄片切割装置的放大局部剖视图，显示了下部切割刀片、上部切割刀片和涂层薄片之间的位置关系；图3是沿着图2的线3-3截取的横截面示意图；图4是显示上部和下部切割刀片的尺寸、以及上部和下部切割刀片之间的位置关系细节的横截面示意图；图5是显示接触开始位置位于接触区域外侧的状态的横截面示意图；图6是显示接触开始位置接近接触区域的状态的横截面示意图；图7是显示接触开始位置位于接触区域内的状态的横截面示意图；图8是显示根据本发明另一个实施例的用于实施涂层薄片切割方法的涂层薄片切割装置的示意性结构的侧视图；图9是图8的涂层薄片切割装置的放大局部剖视图，显示了下部切割刀片、上部切割刀片和涂层薄片之间的位置关系；图10是沿着图9的线3-3截取的横截面示意图；以及图11是显示上部和下部切割刀片的尺寸、以及刀片相互位置关系细节的横截面示意图。
具体实施例方式
以下将参照附图详细描述本发明的第一实施例。图1是显示根据本发明一个实施例的用于实施涂层薄片切割方法的涂层薄片切割装置的示意性结构的侧视图；图2是图1的涂层薄片切割装置的放大局部剖视图，显示了下部切割刀片、上部切割刀片和涂层薄片之间的位置关系；以及图3是沿着图2的线3-3截取的横截面示意图。
所示的涂层薄片切割装置包括盘形下部切割刀片10、用于转动下部切割刀片10的下部刀片转动电机15、与下部切割刀片10相对设置的盘形上部切割刀片20、用于转动上部切割刀片20的上部刀片转动电机25、和用于进给长涂层薄片30的进给部件40。
如图2和3所示，涂层薄片30是通过将涂覆层31施加到基底32上制成的，在涂覆层31中硅基细微颗粒通过诸如聚乙烯醇的树脂粘结剂保持在一起，基底32例如是树脂涂覆纸或类似物。涂层薄片30从薄片卷筒35上展开，薄片卷筒35是卷成卷筒形式的卷材。所述涂层薄片30是用于喷墨打印的记录薄片。除了树脂涂覆纸之外，现有纸、薄膜或类似物也可用作涂层薄片的基底32的材料。上述涂覆层31比基底32更硬和更易破碎。
还是如图2和3所示，下部切割刀片10和上部切割刀片20设置成使得，下部切割刀片10的旋转轴线C1和上部切割刀片20的旋转轴线C2相互平行，而且一部分下部切割刀片10和一部分上部切割刀片20沿着旋转轴线C1和C2的延伸方向相互交叠，即，当从旋转轴线C1和C2的延伸方向看时，一部分下部切割刀片10和一部分上部切割刀片20相互重叠。上部切割刀片20的刀角θ2小于下部切割刀片10的刀角θ1。
下部切割刀片10绕着下部刀片轴16圆周装配并且与下部刀片轴16圆周啮合，下部刀片轴16连接到下部刀片转动电机15的旋转轴。下部切割刀片10夹在下部刀片定位件17A和另一个下部刀片定位件17B之间，下部刀片定位件17A和另一个下部刀片定位件17B都绕着下部刀片轴16圆周装配并且与下部刀片轴16圆周啮合。这使得下部切割刀片10与下部刀片轴16相协同地旋转。
下部刀片定位件17B的圆角17K的曲率半径是1.5mm(即，倒角的曲率半径″R″＝1.5mm)。
另一方面，上部切割刀片20绕着上部刀片轴26圆周装配并且与上部刀片轴26圆周啮合，上部刀片轴26连接到上部刀片转动电机25的旋转轴。上部切割刀片20夹在上部刀片定位件27A和另一个上部刀片定位件27B之间，上部刀片定位件27A和另一个上部刀片定位件27B都绕着上部刀片轴26圆周装配并且与上部刀片轴26圆周啮合，结果，使得上部切割刀片20与上部刀片轴26相协同地旋转。
进给部件40包括用于将薄片卷筒35可转动地保持在其旋转轴上的卷筒保持轴41；用于从由卷筒保持轴41保持的薄片卷筒35上展开并拉出涂层薄片30的薄片拉出滚筒部件44；沿着涂层薄片30的进给方向从卷筒保持轴41到薄片拉出滚筒部件44布置、并且用于改变涂层薄片30的进给方向同时合适地保持沿着进给方向施加到涂层薄片30上的张力的传递辊42A、42B、42C和43A、43B、43C、43D；用于向薄片切割部件50供给由薄片拉出滚筒部件44拉出、并且通过下部切割刀片10和上部切割刀片20之间且由下部切割刀片10和上部切割刀片20剪切的涂层薄片30的剪切薄片供给滚筒部件46；以及布置在薄片拉出滚筒部件44和剪切薄片供给滚筒部件46之间、并且用于改变涂层薄片30的进给方向同时合适地保持施加到涂层薄片30上的张力的传递辊45A、45B、45C。
涂层薄片30通过下部切割刀片10和上部切割刀片20之间并因而被剪切的位置位于传递辊43D和薄片拉出滚筒部件44之间的进给路径段一半的位置。根据传递辊43D、下部切割刀片10和上部切割刀片20之间的位置关系，确定以下将描述的接触开始位置，同时根据薄片拉出滚筒部件44、传递辊43D和下部切割刀片10之间的位置关系，确定以下将描述的接触区域。
薄片拉出滚筒部件44将涂层薄片30夹在两个旋转滚筒44A和44B之间、并且从薄片卷筒35展开涂层薄片30以便进给。剪切薄片供给滚筒部件46通过两个滚筒46A，46B之间的辊隙将涂层薄片30供给到薄片切割部件50，两个滚筒46A，46B间歇性地转动使得涂层薄片30在薄片切割部件50处以预定长度被切割。
上述的进给部件40沿着与上述旋转轴线C1垂直的方向H进给涂层薄片30通过下部切割刀片10和上部切割刀片20之间，同时保持涂覆层31相对一侧的涂层薄片30的基底32的表面与下部切割刀片10的圆周12接触。薄片切割部件50沿着与涂层薄片30的进给方向垂直的方向切割通过剪切薄片供给滚筒部件46供给的涂层薄片30。
以下将详细描述通过该实施例的涂层薄片切割装置切割涂层薄片30的工艺。
涂层薄片30被夹在薄片拉出滚筒部件44的两个滚筒44A和44B之间、并且从薄片卷筒35展开以便进给。涂层薄片30通过传递辊42A到43D被输送并且通过在下部刀片转动电机15驱动下转动的下部切割刀片10和在上部刀片转动电机25驱动下转动的上部切割刀片20之间的辊隙，在此，涂层薄片30通过转动的下部和上部切割刀片10，20在薄片进给方向(沿着图1中的箭头H所示方向)被切割。
在第一实施例的涂层薄片切割装置中，涂层薄片与上部切割刀片20开始接触的接触开始位置P1设置在如图3所示的非接触区域Q1中。非接触区域Q1位于涂层薄片与下部切割刀片10的圆周接触的接触区域R1外侧，并且相对于涂层薄片30的进给方向位于上游。然后，涂层薄片受到剪切。
这里，接触区域R1是从下部切割刀片10与涂层薄片30之间的接触开始的下部刀片捕获开始位置E1延伸到下部切割刀片10与涂层薄片30之间的接触结束的下部刀片捕获结束位置F1的区域。接触开始位置P1沿着所述进给方向位于涂层薄片30与上部切割刀片20接触的区域的最上游位置。形成在延伸通过下部切割刀片10的旋转轴线C1和下部刀片捕获开始位置E1的直线与沿着进给方向向着上游延伸的涂层薄片30之间的角度大体上是90°，而形成在延伸通过上述的旋转轴线C1和下部刀片捕获结束位置F1的另一直线与沿着进给方向向着下游延伸的涂层薄片30之间的角度也大体上是直角。
在通过上述的下部切割刀片10和上部切割刀片20之间已经被剪切的涂层薄片30通过薄片拉出滚筒部件44、由上述传递辊45A到45C引导、穿过剪切薄片供给滚筒部件46的两个进给滚筒46A，46B之间的辊隙、并最终被输送到薄片切割部件50。因此，薄片切割部件50沿着与进给方向垂直的方向切割输送的涂层薄片30。
此后，将详细描述用于评估接触开始位置P1相对于接触区域R1的位置与通过下部切割刀片10和上部切割刀片20之间被剪切的涂层薄片30的剪切质量之间的关系的切割试验。图4是显示上部和下部切割刀片的尺寸、以及上部和下部切割刀片之间的位置关系细节的横截面示意图，图5是显示接触开始位置位于接触区域外侧的状态的横截面示意图，图6是显示接触开始位置接近接触区域的状态的横截面示意图和图7是显示接触开始位置位于接触区域内的状态的横截面示意图。显示在图4-7中的横截面示意图是沿着与图3相同的方向截取的，并且分别显示了处于上述状态的涂层薄片与上部和下部切割刀片之间的位置关系。
如图4所示，下部切割刀片10的外径D1是110mm，上部切割刀片20的外径D2是138mm。一部分下部切割刀片10与一部分上部切割刀片20相互重叠的重叠量W是1mm。在沿着旋转轴线方向看的剖视侧视图中(即，在图4中)，直线M和直线N形成上部和下部刀片啮合开始角度K，上部和下部刀片啮合开始角度K为8.2°，其中，直线M延伸通过上部切割刀片20和下部切割刀片10相互重叠的区域沿着进给方向的最上游位置的部分J、以及通过下部切割刀片10的旋转轴线C1，直线N延伸通过旋转轴线C1和旋转轴线C2。这里，“重叠量W”意味着沿着旋转轴线方向看两个刀片在延伸通过旋转轴线C1和旋转轴线C2的直线上的重叠宽度。
而且，如图5所示，延伸通过旋转轴线C1和旋转轴线C2的直线与延伸通过旋转轴线C1和下部刀片捕获开始位置E1的另一直线形成一个角度，该角度被称作下部刀片捕获开始角度α。
当涂层薄片30的厚度与下部切割刀片10的直径相比是足够小时，对将位于接触区域R1外侧的接触开始位置P1的要求如下下部刀片捕获开始角度α＜上部和下部刀片啮合开始角度K。当下部刀片捕获开始位置E1与上述接触开始位置P1一致时，下部刀片捕获开始角度α的值等于上部和下部刀片啮合开始角度K的值。因此，当满足“下部刀片捕获开始角度α＜上部和下部刀片啮合开始角度K”这个要求时，接触开始位置P1被包括在非接触区域Q1中(即，在接触区域R1外侧)。在第一实施例中，由于涂层薄片的厚度与下部切割刀片的直径相比是足够小(下部切割刀片的直径是110mm，而涂层薄片的厚度是0.3mm)，上述要求“下部刀片捕获开始角度α＜上部和下部刀片啮合开始角度K”是对将位于接触区域R1外侧的接触开始位置P1的要求。在上述条件下改变下部刀片捕获开始角度α对剪切质量进行评估，结果总结在表1中。
表1
E优良 G好 NG不好首先，将描述接触开始位置P1位于接触区域R1外侧的情况(即，α＜8.2°)。
当下部刀片捕获开始角度α为5.0°或7.0°时，上部和下部刀片啮合开始角度K如图5所示大于下部刀片捕获开始角度α(即，下部刀片捕获开始角度α＜上部和下部刀片啮合开始角度K)，剪切的涂层薄片30的涂覆层31的有关裂缝和裂痕的无缺陷质量即剪切质量是相当好，如表1所示。即，当涂层薄片被剪切时，上部切割刀片20能够在涂覆层31被夹在上部和下部切割刀片之间之前切入涂覆层31中，并可以在不产生可能在涂覆层31中导致裂缝和裂痕的大应力的情况下进行剪切。
当下部刀片捕获开始角度α为8.0°时，上部和下部刀片啮合开始角度K仍然大于下部刀片捕获开始角度α(即，下部刀片捕获开始角度α＜上部和下部刀片啮合开始角度K)。但是，如图6所示，下部刀片捕获开始角度α(8.0°)十分接近上部和下部刀片啮合开始角度K(8.2°)。即使在这种情况下，有关上述裂缝和裂痕的质量降低也较小，如表1所示，剪切质量是好的。
当下部刀片捕获开始角度α为9.0°11.0°时，接触开始位置P1被包括在接触区域R1中，下部刀片捕获开始角度α超过了上部和下部刀片啮合开始角度K(8.2°)，如图7所示，上部和下部刀片啮合开始角度K变得小于下部刀片捕获开始角度α(即，下部刀片捕获开始角度α＞上部和下部刀片啮合开始角度K)。在这种情况下，如表1所示，在涂覆层中产生大量裂缝和裂痕，剪切质量降低。换句话说，由于涂层薄片30在上部和下部切割刀片之间被夹住和剪切而没有通过上部切割刀片20切入涂覆层31，产生了可能在涂覆层31中导致裂缝和裂痕的大应力。
尽管上述实施例采用了用于喷墨打印的记录薄片作为涂层薄片，但本发明不限于此。通过将涂覆层施加到诸如纸薄片、薄膜或树脂涂覆薄片的基底上制成的任何其它涂层薄片也可以获得相同效果。涂覆层填充有细微颗粒，细微颗粒主要由无机材料组成，包括由树脂粘结剂或类似物保持在一起的碳酸钙、水合氧化铝和硅石。
在从0.01mm到0.1mm地改变涂覆层厚度、以及在从0.1mm到0.5mm地改变包括涂覆层厚度的涂层薄片厚度时进行上述切割试验。在上述两种情况下都没有发现任何剪切质量变化。
将由本发明的涂层薄片切割装置剪切的涂层薄片厚度优选地不小于0.01mm且不大于0.1mm，更优选地不小于0.02mm且不大于0.05mm。
已经发现，即使当包括上部切割刀片直径、下部切割刀片直径、和薄片进给速度的一个或多个剪切条件改变时，剪切质量的变化非常微小，而剪切质量主要取决于上述接触开始位置是否位于接触区域外侧。
以下将参照附图详细描述本发明的第二实施例。图8是显示根据本发明第二实施例的用于实施涂层薄片切割方法的涂层薄片切割装置的示意性结构的侧视图，图9是放大局部剖视图，显示了下部切割刀片、上部切割刀片和涂层薄片之间的位置关系，图10是沿着图9的线3-3截取的横截面示意图，和图11是显示上部和下部切割刀片的尺寸、以及刀片相互位置关系细节的横截面示意图。在图8-11中，与第一实施例中相同的参考标号用来表示具有与第一实施例相同特征的部件。
如图8所示的涂层薄片切割装置包括盘形下部切割刀片10、用于转动下部切割刀片10的下部刀片转动电机15、与下部切割刀片10相对设置的盘形上部切割刀片20、用于转动上部切割刀片20的上部刀片转动电机25、和用于进给长涂层薄片30的进给部件40。
涂层薄片30是通过将涂覆层31施加到基底32上制成的，在涂覆层31中硅基细微颗粒通过诸如聚乙烯醇的树脂粘结剂保持在一起，基底32例如是树脂涂覆纸或类似物。涂层薄片30从薄片卷筒35上展开，薄片卷筒35是卷成卷筒形式的卷材。所述涂层薄片30是用于喷墨打印的记录薄片。除了树脂涂覆纸之外，现有纸、薄膜或类似物也可用作涂层薄片的基底32。上述涂覆层31比基底32更硬和更易破碎。
如图9和10所示，下部切割刀片10和上部切割刀片20设置成使得，下部切割刀片10的旋转轴线C1和上部切割刀片20的旋转轴线C2相互平行，而且一部分下部切割刀片10和一部分上部切割刀片20沿着旋转轴线C1和C2的延伸方向相互交叠，即，当从旋转轴线C1和C2的延伸方向看时，一部分下部切割刀片10和一部分上部切割刀片20相互重叠(参看图10)。上部切割刀片20的刀角θ2小于下部切割刀片10的刀角θ1。
下部切割刀片10绕着下部刀片轴16圆周装配并且与下部刀片轴16圆周啮合，下部刀片轴16连接到下部刀片转动电机15的旋转轴。下部切割刀片10夹在下部刀片定位件17A和另一个下部刀片定位件17B之间，下部刀片定位件17A和另一个下部刀片定位件17B都绕着下部刀片轴16圆周装配并且与下部刀片轴16圆周啮合，结果使得下部切割刀片10与下部刀片轴16相协同地旋转。
另一方面，上部切割刀片20绕着上部刀片轴26圆周装配并且与上部刀片轴26圆周啮合，上部刀片轴26连接到上部刀片转动电机25的旋转轴。上部切割刀片20夹在上部刀片定位件27A和另一个上部刀片定位件27B之间，上部刀片定位件27A和另一个上部刀片定位件27B都绕着上部刀片轴26圆周装配并且与上部刀片轴26圆周啮合，结果，使得上部切割刀片20与上部刀片轴26相协同地旋转。
进给部件40包括用于将薄片卷筒35可转动地保持在其旋转轴上的卷筒保持轴41；用于从由卷筒保持轴41保持的薄片卷筒35上拉出涂层薄片30的薄片拉出滚筒部件44；沿着涂层薄片30的进给方向从卷筒保持轴41到薄片拉出滚筒部件44布置、并且用于改变涂层薄片30的进给方向以及合适地保持沿着进给方向施加到涂层薄片30上的张力的传递辊42A、42B、42C和43A、43B、43C、43D；用于向薄片切割部件50供给由薄片拉出滚筒部件44拉出、并且通过下部切割刀片10和上部切割刀片20之间且由下部切割刀片10和上部切割刀片20剪切的涂层薄片30的剪切薄片供给滚筒部件46；以及布置在薄片拉出滚筒部件44和剪切薄片供给滚筒部件46之间、并且用于改变涂层薄片30的进给方向同时合适地保持施加到涂层薄片30上的张力的传递辊45A、45B、45C。涂层薄片30通过下部切割刀片10和上部切割刀片20之间并因而被剪切的位置位于传递辊43D和薄片拉出滚筒部件44之间的进给路径段一半的位置。
薄片拉出滚筒部件44将涂层薄片30夹在两个旋转滚筒44A和44B之间、并且从薄片卷筒35展开涂层薄片30以便进给。剪切薄片供给滚筒部件46通过两个滚筒46A，46B之间的辊隙将涂层薄片30供给到薄片切割部件50，两个滚筒46A，46B间歇性地转动使得涂层薄片30在薄片切割部件50处以预定长度被切割。
上述的进给部件40沿着与上述旋转轴线C1垂直的方向H进给涂层薄片30通过下部切割刀片10和上部切割刀片20之间，同时保持涂覆层31相对一侧的涂层薄片30的基底32的表面与下部切割刀片10的圆周12接触。薄片切割部件50沿着与涂层薄片30的进给方向垂直的方向切割通过剪切薄片供给滚筒部件46供给的涂层薄片30。
以下将详细描述通过本发明的涂层薄片切割装置切割涂层薄片30的工艺。
涂层薄片30被夹在薄片拉出滚筒部件44的两个滚筒44A和44B之间、并且从薄片卷筒35展开以便进给。涂层薄片30通过传递辊42A到43D被输送并且通过在下部刀片转动电机15驱动下转动的下部切割刀片10和在上部刀片转动电机25驱动下转动的上部切割刀片20之间的辊隙，在此，涂层薄片30通过转动的下部和上部切割刀片10，20在薄片进给方向(沿着图8中的箭头H所示方向)被切割。在第二实施例的涂层薄片切割装置中，在剪切涂层薄片30时，涂层薄片与上部切割刀片20开始接触的接触开始位置P1如图10所示设置在涂层薄片与下部切割刀片10的圆周12接触的接触区域R1中。然后，涂层薄片30通过部分地相互重叠的下部切割刀片10和上部切割刀片20受到剪切。
这里，接触区域R1是从下部切割刀片10与涂层薄片30之间的接触开始的下部刀片接触开始位置E1延伸到下部切割刀片10与涂层薄片30之间的接触结束的下部刀片接触结束位置F1的区域。接触开始位置P1是沿着所述进给方向在涂层薄片30与上部切割刀片20上部切割刀片20接触的区域内的最上游位置。形成在延伸通过下部切割刀片10的旋转轴线C1和下部刀片接触开始位置E1的直线与沿着进给方向向着上游延伸的涂层薄片30之间的角度大体上是90°，而形成在延伸通过上述的旋转轴线C1和下部刀片接触结束位置F1的另一直线与沿着进给方向向着下游延伸的涂层薄片30之间的角度也大体上是90°。
在通过上述的下部切割刀片10和上部切割刀片20之间已经被剪切的涂层薄片30通过薄片拉出滚筒部件44、由上述传递辊45A到45C引导、夹在剪切薄片供给滚筒部件46的两个进给滚筒46A，46B之间、并最终被输送到薄片切割部件50。因此，薄片切割部件50沿着与进给方向垂直的方向切割输送的涂层薄片30。此后，将详细描述在涂层薄片30受到剪切时剪切质量和重叠量之间的关系。图11是显示上部和下部切割刀片的尺寸、以及上部和下部切割刀片之间的位置关系细节的横截面示意图。此外，图11是沿着类似于图10的方向看上去的与图10类似的横截面示意图。
如图11所示，在该特定实施例中，下部切割刀片10的外径D1是110mm，上部切割刀片20的外径D2是138mm。这里，重叠量W是指一部分下部切割刀片10与一部分上部切割刀片20部分地相互重叠的重叠量，即，沿着旋转轴线方向看两个刀片在延伸通过旋转轴线C1和C2的直线上的重叠宽度。而且，位置J是沿着进给方向在上部切割刀片20和下部切割刀片10相互重叠的区域的最上游位置。捕获和切入角度β是形成在下部切割刀片10在位置J的切线S1与上部切割刀片20在位置J的切线S2之间的角度。更具体地，捕获和切入角度β与下部切割刀片10和上部切割刀片20沿着旋转轴线延伸方向部分地相互重叠的区域G相向或相对。根据重叠量W从0.5mm到2mm变化，捕获和切入角度β从10.4°变化到20.7°。
表2显示了重叠量W、捕获和切入角度β以及剪切质量之间的关系。
表2
E优良 G好 NG不好当重叠量W是2.0mm和1.7mm时，即捕获和切入角度β是20.7°和19.1°，通过剪切涂层薄片30会在涂覆层31中形成许多裂缝和裂痕。即，剪切质量较差，如表2所示，经过剪切之后的涂层薄片不能达到作为产品允许的水平。即，涂层薄片在剪切过程中由于上部切割刀片而经受的压弯量增加并且一部分涂层薄片相当大地变形，从而在涂覆层中产生大应力。结果，在涂层薄片中产生大量裂缝和裂痕。
当重叠量W是1.5mm时，即捕获和切入角度β是18°，尽管产生一些裂缝和裂痕，但质量降低较小，如表2所示。因而，经过剪切之后的涂层薄片具有作为产品可接受的水平。即，涂层薄片在剪切过程中由于上部切割刀片而经受的压弯量以及涂层薄片的部分变形减小，结果，防止了可能在涂层薄片中导致裂缝和裂痕的大应力。
当重叠量W是1.3mm时，即捕获和切入角度β是16.7°，尽管产生一些裂缝，但消除了裂痕，如表2所示。因而，与重叠量W是1.5mm的情况相比，剪切质量提高了。
当重叠量W是1.0mm、0.7mm或0.5mm时，即捕获和切入角度β是14.7°、12.3°或10.4°，没有裂缝和裂痕，并获得相当好的剪切质量，如表2所示。
尽管上述实施例采用了用于喷墨打印的记录薄片作为涂层薄片，但本发明不限于此。通过将涂覆层施加到诸如纸薄片、薄膜或树脂涂覆薄片的基底上制成的任何其它涂层薄片也可以获得相同效果。涂覆层填充有细微颗粒，细微颗粒主要由无机材料组成，包括由树脂粘结剂或类似物保持在一起的碳酸钙、水合氧化铝和硅石。
尤其是对于是用于喷墨打印的光泽相纸的涂层薄片，它具有细微颗粒之间的连接易于被诸如弯曲的外力所破坏的特性，可获得如上所述的防止剪切质量降低的显著效果。
如果包括上部切割刀片直径、下部切割刀片直径、和薄片进给速度的一个或多个剪切条件改变，以及涂层薄片和/或涂覆层的厚度改变时，剪切质量发生微小的变化。已经发现的是，在涂层薄片经受剪切，并且上部切割刀片和涂层薄片的接触开始位置位于涂层薄片与下部切割刀片的圆周接触的接触区域时，上述重叠量是决定剪切质量的主要因素。
在从0.01mm到0.1mm地改变涂覆层厚度、以及在从0.1mm到0.5mm地改变包括涂覆层厚度的涂层薄片厚度时进行该试验。
权利要求
1.一种切割涂层薄片的方法，包括步骤设置盘形下部切割刀片、以及与下部切割刀片相对设置并与下部切割刀片的刀角相比具有更锋利刀角的盘形上部切割刀片，使得下部和上部切割刀片的旋转轴线相互平行，以及一部分下部切割刀片和一部分上部切割刀片沿着旋转轴线延伸方向相互重叠；在转动上部和下部切割刀片时，进给一侧带有涂覆层的涂层薄片沿着垂直于这些旋转轴线的方向通过上部和下部切割刀片之间，使设置在与涂覆层相对一侧的涂层薄片表面保持与下部切割刀片圆周接触；以及通过上部和下部切割刀片沿着进给涂层薄片的方向剪切涂层薄片；该方法还包括步骤当涂层薄片经受剪切时，将涂层薄片与上部切割刀片之间的接触开始的接触开始位置设置在一个区域中，该区域位于涂层薄片进给方向上游、但在涂层薄片与下部切割刀片圆周接触的涂层薄片上的接触区域外侧。
2.如权利要求1所述的切割涂层薄片的方法，其特征在于，涂层薄片是用于喷墨打印的记录薄片。
3.一种用于切割涂层薄片的装置，包括盘形下部切割刀片；与下部切割刀片相对设置的盘形上部切割刀片，上部切割刀片具有与下部切割刀片的刀角相比更锋利的刀角、具有与下部切割刀片的旋转轴线平行的旋转轴线、并且布置成使得一部分下部切割刀片和一部分上部切割刀片沿着旋转轴线延伸方向相互重叠；其中，在上部和下部切割刀片被转动时，一侧带有涂覆层的涂层薄片沿着垂直于这些旋转轴线的方向被进给通过上部和下部切割刀片之间，使设置在与涂覆层相对一侧的涂层薄片表面保持与下部切割刀片圆周接触，从而使涂层薄片沿着涂层薄片的进给方向被剪切；以及涂层薄片与上部切割刀片之间的接触开始的接触开始位置被设置在一个区域中，该区域位于涂层薄片进给方向上游、但在涂层薄片与下部切割刀片圆周接触的涂层薄片上的接触区域外侧。
4.如权利要求3所述的用于切割涂层薄片的装置，其特征在于，涂层薄片是用于喷墨打印的记录薄片。
5.一种切割涂层薄片的方法，包括步骤设置盘形下部切割刀片、以及与下部切割刀片相对设置并与下部切割刀片的刀角相比具有更锋利刀角的盘形上部切割刀片，使得下部和上部切割刀片的旋转轴线相互平行，以及一部分下部切割刀片和一部分上部切割刀片沿着旋转轴线延伸方向相互重叠；在转动上部和下部切割刀片时，进给一侧带有涂覆层的涂层薄片沿着垂直于这些旋转轴线的方向通过上部和下部切割刀片之间，使设置在与涂覆层相对一侧的涂层薄片表面保持与下部切割刀片圆周接触；以及通过上部和下部切割刀片沿着进给涂层薄片的方向剪切涂层薄片；还包括步骤当涂层薄片经受剪切时，将涂层薄片与上部切割刀片之间的接触开始的接触开始位置设置在涂层薄片与下部切割刀片圆周接触的涂层薄片的接触区域内；以及在剪切涂层薄片的过程中，保持一部分上部切割刀片与一部分下部切割刀片之间的重叠量不大于1.5mm。
6.如权利要求5所述的切割涂层薄片的方法，其特征在于，涂层薄片是用于喷墨打印的记录薄片。
7.一种用于切割涂层薄片的装置，包括盘形下部切割刀片；与下部切割刀片相对设置的盘形上部切割刀片，上部切割刀片具有与下部切割刀片的刀角相比更锋利的刀角、具有与下部切割刀片的旋转轴线平行的旋转轴线、并且布置成使得一部分下部切割刀片和一部分上部切割刀片沿着旋转轴线延伸方向相互重叠；其中，在上部和下部切割刀片被转动时，一侧带有涂覆层的涂层薄片沿着垂直于这些旋转轴线的方向被进给通过上部和下部切割刀片之间，使设置在与涂覆层相对一侧的涂层薄片表面保持与下部切割刀片圆周接触，从而使涂层薄片沿着涂层薄片的进给方向被剪切；以及涂层薄片与上部切割刀片之间的接触开始的接触开始位置被设置在涂层薄片与下部切割刀片圆周接触的接触区域内，并且在剪切涂层薄片的过程中，一部分上部切割刀片与一部分下部切割刀片之间的重叠量保持不大于1.5mm。
8.如权利要求7所述的用于切割涂层薄片的装置，其特征在于，涂层薄片是用于喷墨打印的记录薄片。
全文摘要
盘形下部切割刀片和与下部切割刀片的刀角相比具有更锋利刀角的盘形上部切割刀片布置成它们的旋转轴线相互平行，并且这些刀片的一部分沿着旋转轴线延伸方向相互重叠。在上部和下部切割刀片被转动时，一侧带有涂覆层的涂层薄片沿着垂直于这些旋转轴线的方向被进给通过上部和下部切割刀片之间，使设置在与涂覆层相对一侧的涂层薄片表面保持与下部切割刀片圆周接触。当涂层薄片被剪切时，涂层薄片与上部切割刀片之间的接触开始的接触开始位置设置在涂层薄片进给方向上游但位于涂层薄片与下部切割刀片圆周接触的涂层薄片的接触区域外侧。
文档编号B26D7/26GK1572446SQ200410059710
公开日2005年2月2日 申请日期2004年6月17日 优先权日2003年6月19日
发明者川井弘一 申请人:富士胶片株式会社