特許 7009140 製品廃材分離装置及び製品廃材分離方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-14

(45)【発行日】2022-01-25

(54)【発明の名称】製品廃材分離装置及び製品廃材分離方法

(51)【国際特許分類】

   B26D 7/18 20060101AFI20220118BHJP

   B26F 1/40 20060101ALI20220118BHJP

【ＦＩ】

B26D7/18 F

B26F1/40 A

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2017186082

(22)【出願日】2017-09-27

(65)【公開番号】P2019058987

(43)【公開日】2019-04-18

【審査請求日】2020-08-20

(73)【特許権者】

【識別番号】312014915

【氏名又は名称】富士商工マシナリー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106002

【弁理士】

【氏名又は名称】正林 真之

(74)【代理人】

【識別番号】100160794

【弁理士】

【氏名又は名称】星野 寛明

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 貴之

【審査官】豊島 唯

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－３２７３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１０／０４４４６３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１１－０７９０８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３４０７７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１５１０５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２６Ｄ ７／１８

Ｂ２６Ｆ １／３８ － １／４０

Ｂ２３Ｋ ２６／００

Ｇ０２Ｆ １／１３３５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数層が積層されたフィルムにおける表面層に対して、複数の打抜き部の輪郭を構成するパターンを形成し、前記表面層から前記打抜き部を除去したフィルム製品を製造する製品廃材分離装置であって、
前記複数の打抜き部を、個別に前記フィルムにおける前記表面層よりも下側の下層にレーザーにより溶着させるレーザー溶接部と、
前記表面層に前記打抜き部を形成するための前記パターンに沿った形状を有する切断刃を有するプレス型と、
前記プレス型を前記フィルムに対して押圧するプレス機と、を備え、
前記レーザー溶接部は、前記フィルムが搬送される方向において、前記プレス機よりも下流側に配置されている製品廃材分離装置。

【請求項2】

前記レーザー溶接部は、前記打抜き部の輪郭よりも内側の前記打抜き部の部分に対してレーザー照射することにより前記打抜き部を前記フィルムにおける下層に溶着させる請求項１に記載の製品廃材分離装置。

【請求項3】

複数層が積層されたフィルムにおける表面層に対して、複数の打抜き部の輪郭を構成するパターンを形成し、前記表面層から前記打抜き部を除去したフィルム製品を製造する製品廃材分離方法であって、
前記フィルムにおける表面層に、前記パターンに沿った形状を有する切断刃を有するプレス型を押圧するプレス工程と、
前記プレス工程の後に、各前記打抜き部を、個別に前記フィルムにおける前記表面層よりも下側の下層にレーザーにより溶着させるレーザー溶着工程と、を備える製品廃材分離方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、積層された複数のフィルムのうちの表面層に打抜き部を形成する製品廃材分離装置及び製品廃材分離方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、表面層であるロール状基材を、下層である粘着フィルムに重ね合わせて、ロール状基材から抜きかすを分離して粘着フィルムに付着させた状態として、ロール状基材を製品として巻き取る装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。ロール状基材には、微細模様が打ち抜きで形成され、打ち抜きにより生じる打抜き部である抜きかすは、粘着フィルムに付着した状態とされる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１３－１５１０５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記公報記載の装置では、粘着フィルムに抜きかすを付着させてロール状基材から分離していたが、全ての抜きかすを完全に粘着フィルムに付着させて、ロール状基材から分離させることは困難であった。

【0005】

本発明は、全ての打抜き部を下層に付着させて、表面層から分離させることが可能な製品廃材分離装置、及び、製品廃材分離方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、複数層が積層されたフィルム（例えば、後述のフィルム９）における表面層（例えば、後述の表面層９１）に対して、複数の打抜き部（例えば、後述の打抜き部９１１）の輪郭を構成するパターン（例えば、後述のパターン９１２）を形成し、前記表面層から前記打抜き部を除去したフィルム製品を製造する製品廃材分離装置（例えば、後述の製品廃材分離装置１）であって、前記複数の打抜き部を、個別に前記フィルムにおける前記表面層よりも下側の下層にレーザーにより溶着させるレーザー溶接部（例えば、後述のレーザー溶接部４０）と、前記表面層に前記打抜き部を形成するための前記パターンに沿った形状を有する切断刃（例えば、後述の切断刃２２）を有するプレス型（例えば、後述のプレス型２１）と、前記プレス型を前記フィルムに対して押圧するプレス機（例えば、後述のプレス機２０）と、を備える製品廃材分離装置に関する。

【0007】

前記レーザー溶接部は、前記フィルムが搬送される方向において、前記プレス機よりも下流側に配置されていることが好ましい。また、前記レーザー溶接部は、前記フィルムが搬送される方向において、前記プレス機よりも上流側に配置されていることが好ましい。また、前記レーザー溶接部は、前記打抜き部の輪郭よりも内側の前記打抜き部の部分に対してレーザー照射することにより前記打抜き部を前記フィルムにおける下層に溶着させることが好ましい。

【0008】

また、本発明は、複数層が積層されたフィルム（例えば、後述のフィルム９）における表面層（例えば、後述の表面層９１）に対して、複数の打抜き部（例えば、後述の打抜き部９１１）の輪郭を構成するパターン（例えば、後述のパターン９１２）を形成し、前記表面層から前記打抜き部を除去したフィルム製品を製造する製品廃材分離方法であって、前記フィルムにおける表面層に、前記パターンに沿った形状を有する切断刃（例えば、後述の切断刃２２）を有するプレス型（例えば、後述のプレス型２１）を押圧するプレス工程と、前記プレス工程の後に、各前記打抜き部を、個別に前記フィルムにおける前記表面層よりも下側の下層にレーザーにより溶着させるレーザー溶着工程と、を備える製品廃材分離方法に関する。

【0009】

また、本発明は、複数層が積層されたフィルム（例えば、後述のフィルム９）における表面層（例えば、後述の表面層９１）に対して、複数の打抜き部（例えば、後述の打抜き部９１１）の輪郭を構成するパターン（例えば、後述のパターン９１２）を形成し、前記表面層から前記打抜き部を除去したフィルム製品を製造する製品廃材分離方法であって、各前記打抜き部となる部分を、個別に前記フィルムにおける前記表面層よりも下側の下層にレーザーにより溶着させるレーザー溶着工程と、前記フィルムにおける表面層に、前記パターンに沿った形状を有する切断刃を有するプレス型（例えば、後述のプレス型２１）を押圧するプレス工程と、を備える製品廃材分離方法に関する。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、全ての打抜き部を下層に付着させて、表面層から分離させることが可能な製品廃材分離装置、及び、製品廃材分離方法を提供することを目的とする。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第１実施形態による製品廃材分離装置１を示す模式図である。

【図2】本発明の第１実施形態による製品廃材分離方法においてプレス工程及びレーザー溶着工程を経た後のフィルム９を示す説明図である。

【図3】本発明の第１実施形態による製品廃材分離方法において表面層９１から分離された下層９２を示す説明図である。

【図4】本発明の第１実施形態による製品廃材分離方法において下層９２から分離された表面層９１を示す説明図である。

【図5】本発明の第２実施形態による製品廃材分離装置１Ａを示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態による製品廃材分離装置１を示す模式図である。
製品廃材分離装置１は、フレキシブル基板等の電子部品を製造するためのものであり、より具体的には、複数層が積層されたフィルム９における表面層９１に対して、複数の打抜き部９１１の輪郭を構成するパターン９１２を形成し、表面層９１から打抜き部９１１を除去したフィルム製品を製造するためのものである。

【0013】

図１に示すように製品廃材分離装置１は、上流側搬送ロール１０と、プレス機２０と、ＣＣＤカメラ３０と、レーザー溶接部４０と、下流側搬送ロール５０と、制御部６０と、を含むように構成される。

【0014】

上流側搬送ロール１０は、回転軸が平行な位置関係を有する一対のローラ１１により構成されている。上流側搬送ロール１０は、一対のローラ１１の間において、巻かれた状態から繰り出された基材であるポリイミドのフィルムを表面層９１（上層）とし、ＰＥＴに粘着剤が塗布された粘着フィルムを下層９２として貼り合わせられて積層された状態のフィルム９を搬送する。

【0015】

プレス機２０は、プレス型２１を備えている。プレス型２１は、表面層９１に打抜き部９１１を形成するためのパターン９１２に沿った形状を有する切断刃２２を有している。具体的には、パターン９１２は、図２に示すように、楕円形状を有しており、このようなパターン９１２に沿った形状である楕円形状の切断刃２２を有している。プレス型２１は、プレス機２０によってフィルム９に対して、フィルム９の上側から接近し、フィルム９の上側へ離間するように構成されている。プレス機２０によってプレス型２１がフィルム９に接近してゆき、フィルム９を押圧することにより、フィルム９における表面層９１にパターン９１２が形成され打抜き部９１１が形成される。

【0016】

ＣＣＤカメラ３０は、フィルム９が搬送される方向において、フィルム９における表面層９１に一定の間隔で予め形成されたアラインメントマークを読み取る。アラインメントマークは、複数のパターン９１２に対して一対一対応で形成されており、ＣＣＤカメラ３０によりアラインメントマークが読み取られ、アラインメントマークとレーザー溶接部４０との位置関係が適切な位置関係となることが認識されることにより、レーザー溶接部４０は、後述のように、レーザーを打抜き部９１１に対して照射する。

【0017】

レーザー溶接部４０は、フィルム９が搬送される方向において、プレス機２０よりも下流側に配置されている。レーザー溶接部４０は、ＹＡＧレーザー又はＣＯ_２レーザーを照射可能なレーザー照射器を備えている。レーザー溶接部４０は、レーザーを打抜き部９１１に対して照射する。レーザーが照射される位置は、打抜き部９１１の輪郭よりも内側の打抜き部９１１の部分である。具体的には、レーザーが照射される位置は、打抜き部９１１の中央又は、その近傍である。レーザーは、点（ドット）で照射される。これにより打抜き部９１１は、フィルム９における下層９２に溶着される。

【0018】

下流側搬送ロール５０は、回転軸が平行な位置関係を有する一対のローラ５１により構成されている。下流側搬送ロール５０は、パターン９１２が形成され打抜き部９１１が形成され、且つ、レーザーにより打抜き部９１１が下層９２に溶着した状態のフィルム９を、一対のローラ５１の間において搬送する。フィルム９が搬送される方向における下流側搬送ロール５０の下流側では、表面層９１が下層９２から分離され、巻き取られて製品とされる。

【0019】

制御部６０は、製品廃材分離装置１の各種の制御を行うコンピュータである。制御部６０によってフィルム９の搬送速度の調整、搬送中のフィルム９に付与される張力管理、レーザー溶接部４０によるレーザー照射、プレス機２０によるパターン９１２の形成等が実行される。また、制御部６０は、ＣＣＤカメラ３０によりアラインメントマークを読み取ることにより、レーザー溶接部４０によりレーザー照射する適切な位置にフィルム９が配置されたことを認識し、フィルム９に対してレーザー照射を行うように、レーザー溶接部４０に対して制御を行う。

【0020】

次に、製品廃材分離装置１を用いて行われる製品廃材分離方法による、表面層９１からの打抜き部９１１の分離の動作について説明する。図２は、本発明の第１実施形態による製品廃材分離方法においてプレス工程及びレーザー溶着工程を経た後のフィルム９を示す説明図である。図３は、本発明の第１実施形態による製品廃材分離方法において表面層９１から分離された下層９２を示す説明図である。図４は、本発明の第１実施形態による製品廃材分離方法において下層９２から分離された表面層９１を示す説明図である。

【0021】

先ず、巻かれた状態から繰り出された基材であるポリイミドのフィルム９を表面層９１とし、ＰＥＴに粘着剤が塗布された粘着フィルム９を下層９２として、積層された状態のフィルム９が、一対の上流側搬送ロール１０の間を通される。

【0022】

次に、プレス工程を行う。プレス工程では、プレス機２０の切断刃２２によって、表面層９１に対してパターン９１２を形成することにより、表面層９１において打抜き部９１１を形成する。具体的には、プレス機２０のプレス型２１をフィルム９に接近させてゆき、プレス型２１の切断刃２２によってフィルム９を押圧することにより、フィルム９における表面層９１にパターン９１２が形成され打抜き部９１１が形成される。フィルム９の表面層９１においては、フィルム９が搬送される方向において、一定の間隔でパターン９１２が形成され打抜き部９１１が形成される。そしてパターン９１２が形成された後には、プレス機２０によってプレス型２１がフィルム９に対して離間する。

【0023】

次に、レーザー溶着工程を行う。レーザー溶着工程では、各打抜き部９１１を、個別にフィルム９における表面層９１よりも下側の下層９２に、レーザーにより溶着させる。具体的には、ＣＣＤカメラ３０により、フィルム９の表面層９１に、フィルム９が搬送される方向において、一定の間隔で予め形成されたアラインメントマークを読み取る。これにより、制御部６０は、レーザー溶接部４０に対してアラインメントマークが所定の位置にあること，即ち、レーザー溶接部４０が、打抜き部９１１の輪郭よりも内側の打抜き部９１１の部分の所定の位置に対向していることを認識する。

【0024】

そして、制御部６０は、レーザー溶接部４０に対して、レーザー溶接部４０が当該所定の位置に対してレーザー照射を行うように制御を行う。このレーザー溶着工程により、図２に示すように、複数層が積層されたフィルム９における表面層９１に、複数の打抜き部９１１の輪郭を構成するパターン９１２が形成され、且つ、打抜き部９１１の中央には、点（ドット）で照射されたレーザーによる、下層９２と表面層９１とが溶着された点状の溶着部９１３が生成される。

【0025】

次に、パターン９１２が形成され、且つ、溶着部９１３が生成されたフィルム９が、一対の下流側搬送ロール５０の間を通される。その後、表面層９１から下層９２が引き剥がされて分離し、打抜き部９１１が下層９２に溶着していることにより表面層９１から１つ残らず除去された図４に示すような製品として、表面層９１が巻き取られる。下層９２においては、図３に示すように、打抜き部９１１が下層９２に溶着した状態となっており、下層９２は、廃材として廃棄される。

【0026】

上記構成の実施形態による、製品廃材分離装置１によれば、以下のような効果を得ることができる。
上述のように、本実施形態における製品廃材分離装置１は、複数層が積層されたフィルム９における表面層９１に対して、複数の打抜き部９１１の輪郭を構成するパターン９１２を形成し、表面層９１から打抜き部９１１を除去したフィルム製品を製造する製品廃材分離装置１であって、複数の打抜き部９１１を、個別にフィルム９における表面層９１よりも下側の下層９２にレーザーにより溶着させるレーザー溶接部４０と、表面層９１に打抜き部９１１を形成するためのパターン９１２に沿った形状を有する切断刃２２を有するプレス型２１と、プレス型２１をフィルム９に対して押圧するプレス機２０と、を備える。

【0027】

この構成により、複数の打抜き部９１１を、個別にフィルム９における表面層９１よりも下側の下層９２にレーザーにより溶着させるため、打抜き部９１１を確実にフィルム９の下層９２に固着させることが可能となる。この結果、打抜き部９１１が、製品となる表面層９１の側に残ってしまうことを、確実に防止することが可能となる。

【0028】

また、レーザー溶接部４０は、フィルム９が搬送される方向において、プレス機２０よりも下流側に配置されている。また、本実施形態における製品廃材分離方法では、フィルム９における表面層９１に、パターン９１２に沿った形状を有する切断刃２２を有するプレス型２１を押圧するプレス工程の後に、各打抜き部９１１を、個別にフィルム９における表面層９１よりも下側の下層９２にレーザーにより溶着させるレーザー溶着工程を行う。

【0029】

この構成により、レーザー溶接部４０によるレーザー照射によってフィルム９が熱により歪む前に、プレス機２０によりパターン９１２を形成することが可能となる。このため、表面層９１により構成される製品の精度を高く維持することが容易となる。

【0030】

また、レーザー溶接部４０は、打抜き部９１１の輪郭よりも内側の打抜き部９１１の部分に対してレーザー照射することにより打抜き部９１１をフィルム９における下層９２に溶着させる。この構成により、打抜き部９１１を確実に下層９２に溶着させることが可能となる。

【0031】

次に、本発明の他の実施形態である第２実施形態について、図５を参照しながら説明する。図５は、本発明の第２実施形態による製品廃材分離装置１Ａを示す模式図である。
第２実施形態においては、フィルム９が搬送される方向におけるプレス機２０及び上流側搬送ロール１０の上流側に、レーザー溶接部４０が配置されている点と、ＣＣＤカメラ３０Ａは、プレス機２０とアラインメントマークとの位置関係を認識するために、アラインメントマークを読み取る点と、において、第１実施形態における製品廃材分離装置１とは異なる。このため、レーザー溶着工程を行った後にプレス工程を行う点で、第１実施形態における製品廃材分離方法とは異なる。第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を用いて図示し、説明を省略する。

【0032】

製品廃材分離装置１Ａにおいては、図５に示すように、上流側搬送ロール１０の上流側に、レーザー溶接部４０が配置されている。

【0033】

レーザー溶接部４０は、打抜き部９１１となる部分に対してレーザー照射する。レーザーが照射される位置は、上流側搬送ロール１０の下流側に配置されたプレス機２０により形成される打抜き部９１１となる部分の輪郭よりも内側の打抜き部９１１の部分である。より具体的には、レーザーが照射される位置は、打抜き部９１１となる部分の中央又は、その近傍である。

【0034】

ＣＣＤカメラ３０Ａは、フィルム９における表面層９１に予め形成されたアラインメントマークを読み取る。アラインメントマークは、複数のパターン９１２に対して一対一対応で形成されており、ＣＣＤカメラ３０Ａによりアラインメントマークが読み取られ、アラインメントマークとプレス機２０との位置関係が適切な位置関係となったことを制御部６０Ａが認識することにより、プレス機２０がプレス型２１を下降させて、切断刃２２によりパターン９１２を形成するように、制御部６０Ａはプレス機２０に対して制御を行う。

【0035】

次に、製品廃材分離装置１Ａを用いて行われる製品廃材分離方法による、表面層９１からの打抜き部９１１の分離の動作について説明する。

【0036】

先ず、巻かれた状態から繰り出された基材であるポリイミドのフィルム９を表面層９１とし、ＰＥＴに粘着剤が塗布された粘着フィルム９を下層９２として、積層された状態のフィルム９が、搬送される。そして、レーザー溶着工程を行う。

【0037】

レーザー溶着工程では、上流側搬送ロール１０の下流側におけるプレス機２０によるプレス工程により各打抜き部９１１となる表面層９１の部分を、個別にフィルム９における表面層９１よりも下側の下層９２にレーザーにより溶着させる。具体的には、レーザー溶接部４０は、フィルム９の表面層９１において、フィルム９が搬送される方向において、一定の間隔で溶着部９１３を形成する。このレーザー溶着工程により、複数層が積層されたフィルム９における表面層９１の、複数の打抜き部９１１となる部分の中央には、点（ドット）で照射されたレーザーによる、下層９２と表面層９１とが溶着された点状の溶着部９１３が生成される。そして、溶着部９１３が生成されたフィルム９が、上流側搬送ロール１０に通される。

【0038】

次に、プレス工程を行う。プレス工程では、プレス機２０の切断刃２２によって、表面層９１に対してパターン９１２を形成することにより、表面層９１において打抜き部９１１を形成する。具体的には、ＣＣＤカメラ３０Ａにより、フィルム９の表面層９１に予め形成されたアラインメントマークを読み取る。これにより、制御部６０Ａは、プレス機２０に対してアラインメントマークが所定の位置にあること，即ち、プレス機２０の切断刃２２で囲まれる領域が、レーザー溶接部４０によって下層９２と表面層９１とが溶着された点状の溶着部９１３に対向していることを認識し、プレス機２０に対して制御を行うことにより、プレス機２０のプレス型２１をフィルム９に接近させてゆき、プレス型２１の切断刃２２によって、フィルム９における溶着部９１３の周囲の部分を押圧することにより、フィルム９の表面層９１にパターン９１２を形成して打抜き部９１１を形成する。

【0039】

そして、溶着部９１３及びパターン９１２が形成されたフィルム９が、下流側搬送ロール５０を通され、表面層９１が下層９２から剥離されて製品とされる工程については、第１実施形態における製品廃材分離方法と同様である。

【0040】

上記構成の実施形態による、製品廃材分離装置１Ａ、製品廃材分離方法によれば、以下のような効果を得ることができる。

【0041】

上述のように、本実施形態における製品廃材分離装置１Ａにおいては、レーザー溶接部４０は、フィルム９が搬送される方向において、プレス機２０よりも上流側に配置されている。
また、本実施形態における製品廃材分離方法においては、各打抜き部９１１となる部分を、個別にフィルム９における表面層９１よりも下側の下層９２にレーザーにより溶着させるレーザー溶着工程と、フィルム９における表面層９１に、パターン９１２に沿った形状を有する切断刃２２を有するプレス型２１を押圧するプレス工程と、を備える。

【0042】

この構成により、プレス機２０によってパターン９１２が形成される前にレーザー溶接部が生成され、プレス機２０によってパターン９１２を形成する際に、確実に表面層９１を下層９２に溶着させることができるため、プレス機２０によってフィルム９の表面層９１にパターン９１２を形成した後にプレス型２１及び切断刃２２がフィルム９に対して離間する際に、打抜き部９１１が下層９２から外れて飛散することを確実に抑えることが可能となる。

【0043】

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
例えば、製品廃材分離装置、製品廃材分離方法における各構成は、本実施形態における製品廃材分離装置１、１Ａ、製品廃材分離方法における各構成に限定されない。即ち、レーザー溶接部、プレス機の構成や、レーザー溶着工程、プレス工程の構成は、本実施形態におけるレーザー溶接部４０、プレス機２０の構成や、レーザー溶着工程、プレス工程の構成に限定されない。例えば、レーザー溶接部４０は、ＹＡＧレーザー又はＣＯ２レーザーを照射可能なレーザー照射器を備えていたが、これらに限定されない。ロール基材構成によってレーザー照射を下層面より行うこともある。いわゆるポリイミドのようなスーパーエンジニアリングプラスチックは、融点が高いため、融点が低い下層面からレーザー照射する場合のほうが有効であるためである。
また、レーザーが照射される位置は、打抜き部９１１の中央又は、その近傍であったが、これに限定されない。レーザー溶接部は、打抜き部の輪郭よりも内側の打抜き部の部分に対してレーザー照射すればよい。

【符号の説明】

【0044】

１、１Ａ 製品廃材分離装置
９ フィルム
２０ プレス機
２１ プレス型
２２ 切断刃
４０ レーザー溶接部
９１ 表面層
９１１ 打抜き部
９１２ パターン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】