JPH08150600A - ゲル体の切断方法及び切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ホーン３と受台２とを備え、粘着性又は付着
性を有する粘着ゲルパッド５をホーン３と受台２とによ
って挟持しつつ、ホーン３を超音波振動させて切断す
る。受台２には、粘着ゲルパッド５に対向する側にカッ
ター刃４が設けられるか、又はホーン３の粘着ゲルパッ
ド５に対向する側にカッター刃４が別体に設けられるか
の少なくとも一方が満たされている。 【効果】 粘着ゲルパッド５及びカッター刃４を超音波
振動させながら切断するので、粘着ゲルパッド５とカッ
ター刃４との付着が低減できる。これにより、粘着ゲル
パッド５の綺麗なカット面を得ることができる。また、
カッター刃４をホーン３とは別体に設けているので、種
類の異なるカッター刃４の取替えも容易に行うことがで
き、操作性の向上を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粘着性や付着性を有す
る例えば、シリコン樹脂を架橋させた又はアクリル酸ア
ミドやアクリル酸ナトリウム等のアクリル酸誘導体を架
橋させたマトリックスからなるハイドロゲルシートやオ
ルガノゲルシート等のゲル体を裁断したり打抜いたりす
るためのゲル体の切断方法及び切断装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来から、粘着性又は付着性を有する例
えばハイドロゲルシートやオルガノゲルシート等のゲル
体を型通りに裁断したり打抜いたりする場合には、主と
してトムソン刃やカッター刃等の切断用刃を用いた物理
的な押し切りによる切断を施していた。

【０００３】ところで、上記の物理的な押し切り加工に
よるゲル体の切断方法及び切断装置では、被切断物とし
てのゲルシートに粘着性や付着性がある場合に、図４
（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、裁断又は打抜き等の
切断において、当て板５１上で切断されたゲルシート５
２からカッター刃５３を引き上げる際に、ゲルシート５
２がカッター刃５３に付着し、綺麗なカット面が得られ
ないという問題点を有している。また、腰強度の弱いゲ
ルシート５２では、カッター刃５３の挿入におけるゲル
シート５２の圧縮によって形状が変形し、やはり綺麗な
カット面が得られない。

【０００４】さらに、図５に示すように、ゲルシート６
１の表面にフィルム６２を装着した場合には、カッター
刃６３のゲルシート６１への挿入時の圧縮による変形が
顕著になるので、さらに裁断及び打抜きが困難になる。

【０００５】また、これらの問題を解決するために、カ
ッター刃５３・６３に潤滑性の油を塗布することによ
り、裁断及び打抜き時にゲルシート５２・６１がカッタ
ー刃５３・６３に付着することを防止する方法がある。
しかし、この方法による切断においては、潤滑油の製品
への付着や潤滑油のカッター刃５３・６３への塗布に伴
う工数の増大及び煩雑化が指摘されていた。

【０００６】一方、従来から、熱可塑性のプラスチック
を切断する場合には、超音波振動を用いた超音波加工が
行われている。

【０００７】この種の超音波加工では、例えば、図６に
示すように、超音波振動加工装置７０のホーン７１先端
に一体に取り付けたカッター刃７２と工作物７３との間
に砥粒と加工液とを混合した混合液を注入し、カッター
刃７２を工作物７３に押し付ける。そして、カッター刃
７２の押し付け及びカッター刃７２の超音波振動により
工作物７３をカッター刃７２の先端付近で溶融すると同
時に裁断する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の超音波加工によるゲル体の切断方法及び切断装置で
は、超音波振動を十分に伝達できる熱可塑性硬質樹脂等
の硬質材料においては溶断装置として利用されている
が、腰強度のないハイドロゲル体やオルガノゲル体等の
ゲル体では、超音波振動が十分に伝達されないため、超
音波振動の有効性がないとして利用に至っていないとい
う問題点を有している。また、カッター刃７２をホーン
７１に一体に取り付けているので、種類の異なるカッタ
ー刃７２の取替えに手間を要し、操作性が不十分である
という問題点を有している。

【０００９】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たものであって、その目的は、粘着性及び付着性を有す
るゲル体を切断するに際して、切断用刃での押圧によっ
てゲル体の形状が変形したり、切断用刃へのゲル体の粘
着及び付着によりカット面が崩れたりすることなく、ゲ
ル体の綺麗なカット面を得ることができるゲル体の切断
方法及び切断装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明のゲ
ル体の切断方法は、上記課題を解決するために、粘着性
又は付着性を有する例えばゲルシート等のゲル体の一面
側に設けた切断用刃とゲル体における切断用刃とは反対
側に設けたホーンとの間でゲル体を挟持して、又は上記
ゲル体の一面側に設けた受台とこの受台とは反対側にか
つホーンと当接可能に別体に設けた切断用刃との間でゲ
ル体を挟持して、ホーンを超音波振動させて例えば裁断
や打抜き等の切断することを特徴としている。

【００１１】請求項２記載の発明のゲル体の切断装置
は、上記課題を解決するために、ホーンと受台とを備
え、粘着性又は付着性を有するゲル体をホーンと受台と
によって挟持しつつ、ホーンを超音波振動させて切断す
るゲル体の切断装置において、上記受台にはゲル体に対
向する側に切断用刃が設けられるか、又はホーンのゲル
体に対向する側に切断用刃が別体に設けられるかの少な
くとも一方が満たされていることを特徴としている。

【００１２】

【作用】請求項１の方法によれば、粘着性又は付着性を
有する例えばゲルシート等のゲル体を裁断や打抜き等の
切断する時には、ゲルシート等のゲル体の一面側に設け
た切断用刃とゲル体における切断用刃とは反対側に設け
たホーンとの間でゲル体を挟持して、又は上記ゲル体の
一面側に設けた受台とこの受台とは反対側にかつホーン
と当接可能に別体に設けた切断用刃との間でゲル体を挟
持する。次いで、ホーンを超音波振動させて例えば裁断
や打抜き等の切断をする。

【００１３】これによって、ゲルシート及び切断用刃を
超音波振動させながら切断するので、ゲルシートと切断
用刃との付着が低減できる。

【００１４】したがって、粘着性及び付着性を有するゲ
ル体を切断するに際して、切断用刃での押圧によってゲ
ル体の形状が変形したり、切断用刃へのゲル体の粘着及
び付着によりカット面が崩れたりすることなく、ゲル体
の綺麗なカット面を得ることができる。

【００１５】また、切断用刃をホーンとは別体に設けて
いるので、種類の異なる切断用刃の取替えも容易に行う
ことができ、操作性の向上を図ることができる。

【００１６】また、請求項２の構成によれば、粘着性又
は付着性を有する例えばゲルシート等のゲル体を裁断や
打抜き等の切断する時には、受台におけるゲルシート等
のゲル体に対向する側に設けられた切断用刃と、ゲル体
における切断用刃とは反対側に設けたホーンとの間でゲ
ル体を挟持する。或いは、受台と、ホーンのゲル体に対
向する側に別体に設けられた切断用刃との間でゲル体を
挟持する。これらは、少なくともいずれか一方で満たさ
れていれば良い。

【００１７】次いで、ホーンを超音波振動させて例えば
裁断や打抜き等の切断をする。

【００１８】これによって、ゲルシート及び切断用刃を
超音波振動させながら切断するので、ゲルシートと切断
用刃との付着が低減できる。

【００１９】したがって、粘着性及び付着性を有するゲ
ル体を切断するに際して、切断用刃での押圧によってゲ
ル体の形状が変形したり、切断用刃へのゲル体の粘着及
び付着によりカット面が崩れたりすることなく、ゲル体
の綺麗なカット面を得ることができる。

【００２０】また、切断用刃をホーンとは別体に設けて
いるので、種類の異なる切断用刃の取替えも容易に行う
ことができ、操作性の向上を図ることができる。

【００２１】

【実施例】本発明の一実施例について図１ないし図３に
基づいて説明すれば、以下の通りである。

【００２２】本実施例のゲル体の切断装置は、例えば、
主として腰強度がなく、粘着性又は付着性を有するゲル
体としての粘着ゲルパッド等のゲルシートを裁断及び打
抜き等の切断加工するために使用されるものである。さ
らに、粘着ゲルパッドの具体例としては、例えば、シリ
コン樹脂を架橋させた又はアクリル酸アミドやアクリル
酸ナトリウム等のアクリル酸誘導体を架橋させたマトリ
ックスからなるハイドロゲルシートやオルガノゲルシー
ト等のゲルシートがある。

【００２３】上記の切断装置１には、図１に示すよう
に、下側に、受台２が備えられると共に、上側には図示
しない超音波振動子にて発生した振動が伝達されるホー
ン３が備えられている。

【００２４】上記の受台２には、例えば、打抜きに使用
するための直径４０ｍｍの鉄製筒状の切断用刃としての
カッター刃４が刃先を上側にして設けられている。な
お、本実施例では、打抜きに使用するために筒状のカッ
ター刃４として形成しているが、必ずしもこれに限ら
ず、例えば、帯状のゲルシートを一定間隔をおいて裁断
するために、２枚のカッター刃４として形成しても良
く、或いは、単にゲルシートを直線的に切断するため
に、１枚の刃からなるカッター刃４としても良い。

【００２５】また、本実施例では、受台２とカッター刃
４とが別体にて形成されているが、受台２とカッター刃
４とを一体に形成することも可能である。

【００２６】上記のホーン３は、鉄製のものからなって
おり、カッター刃４側の先端面３ａの表面は平坦面に形
成されると共に、この先端面３ａにのみ超硬溶射処理が
施されている。

【００２７】また、ホーン３は、手動又は自動によって
上下移動可能になっている。上記の構成を有する切断装
置１にて、ゲルシートを切断する方法を図１に基づいて
説明する。

【００２８】まず、受台２を図示しない例えば固定机等
の台に固定する。次いで、受台２の上にカッター刃４を
置き、さらにカッター刃４の上にゲルシートとして例え
ば市販の粘着ゲルパッド５を載置する。この粘着ゲルパ
ッド５は、粘着性を有する１枚からなるゲルシートであ
る。なお、本実施例では、このように１枚からなるゲル
シートを円形等に打抜く加工を開示するものであるが、
必ずしもこれに限らず、例えば、ゲルシートの片面にフ
ィルムを装着したものを円形等に打抜く加工に使用する
ことも可能である。さらに、ゲルシートの両面にフィル
ムを形成したものを円形等に打抜く加工に使用すること
も可能である一方、片面のフィルムは切断しないで残
し、他の一方のフィルムとゲルシートとを切断すること
も可能である。上記の場合は、例えば、ゲルシートの使
用の際に、切断しないで残したフィルムを剥がして使用
する場合等を想定している。

【００２９】次いで、粘着ゲルパッド５に当て板６を載
置する。この当て板６は、例えば、０．２ｍｍ程度の厚
さを有するポリカーボネート板にて形成されている。こ
の当て板６は、カッター刃４の刃先がホーン３の先端面
３ａにまで達してホーン３を損傷するのを防止するため
に設けられるものである。

【００３０】次いで、ホーン３を下降移動させて、ホー
ン３の先端面３ａを当て板６に当接させ、粘着ゲルパッ
ド５をホーン３とカッター刃４との間で挟持する。そし
て、ホーン３をさらに下降移動することによって、粘着
ゲルパッド５が円形に打抜かれる。このときの粘着ゲル
パッド５の切断面は、粘着ゲルパッド５がホーン３によ
って超音波振動するので、綺麗なカット面を得ることが
できる。

【００３１】ここで、粘着ゲルパッド５を超音波振動さ
せてカッター刃４にて切断するときの切断原理は、下記
のように推測される。

【００３２】すなわち、粘着ゲルパッド５を超音波振動
させない場合には、図２（ａ）に示すように、カッター
刃４を粘着ゲルパッド５に挿入したときに、粘着ゲルパ
ッド５がカッター刃４に付着する。このため、カッター
刃４を離脱させたときに、切断面の粘着ゲルパッド５が
持ち上げられて型崩れしていた（図４（ｃ）参照）。

【００３３】また、粘着ゲルパッド５がカッター刃４に
付着することがカッター刃４の押圧力に対して抵抗とし
て作用するため、カッター刃４の押圧力も大きな力が必
要であった。

【００３４】しかし、本実施例では、図２（ｂ）に示す
ように、粘着ゲルパッド５及びカッター刃４を超音波振
動させることによって、粘着ゲルパッド５とカッター刃
４との境界面に超音波振動に伴う微振動による空気層が
できると考えられる。したがって、カッター刃４を粘着
ゲルパッド５から離脱させた場合においても、粘着ゲル
パッド５がカッター刃４に付着せず、これによって、型
崩れすることがなくなる。また、付着抵抗がなくなるこ
とによって、カッター刃４の押圧力も小さな力で足り
る。さらに、粘着ゲルパッド５のゲルがカッター刃４に
付着することによるカッター刃４の腐食を防止すること
ができるので、カッター刃４の寿命を伸ばすことができ
る。

【００３５】ここで、本実施例の切断装置１の切断効果
を確認するための試験を行ったので説明する。

【００３６】試験は、市販の低周波数治療器用の粘着ゲ
ルパッド５を使用して行った。粘着ゲルパッド５は、長
さ４５ｍｍ、幅４５ｍｍ及び厚さ１．４ｍｍのものを使
用した。また、粘着ゲルパッド５は、単体のものと表面
にＰＥＴ(PolyEthylene Terephthalate)フィルムを積層
したものとの２種類を使用した。なお、使用したホーン
３の超音波振動は、発振周波数１５．１５ｋＨｚであ
り、ホーン３の先端面３ａの振幅は約２０μｍであっ
た。また、打抜き型は、直径４０ｍｍのものを使用し
た。なお、試験に際しては比較例として超音波振動を使
用しない場合についても確認した。結果を表１に示す。

【００３７】

【表１】

【００３８】表１の結果からすると、試験ＮＯ．１〜４
に示すように、超音波振動を使用したものは全て潤滑油
の注入無しの状態でカット面を綺麗にして切断すること
ができた。また、このときの切断時間も０．５〜０．７
ｓｅｃの短時間であった。

【００３９】一方、比較例の試験ＮＯ．５〜９に示すよ
うに、超音波振動を使用しない場合には、粘着ゲルパッ
ド５単体でかつ潤滑油を注入したときのみ、辛うじてカ
ット面の状態が良かった。しかし、この場合において
も、潤滑油が粘着ゲルパッド５に付着するという問題を
残した。

【００４０】また、それ以外（試験ＮＯ．５，６，８〜
１０）ではいずれもカット面の状態は良くなかった。

【００４１】このように、本実施の切断装置１は、粘着
性又は付着性を有する粘着ゲルパッド５を裁断や打抜き
等の切断する時には、粘着ゲルパッド５の一面側に設け
たカッター刃４と、粘着ゲルパッド５におけるカッター
刃４とは反対側に設けたホーン３との間で粘着ゲルパッ
ド５を挟持する。次いで、ホーン３を超音波振動させて
裁断や打抜き等の切断をする。

【００４２】これによって、粘着ゲルパッド５及びカッ
ター刃４を超音波振動させながら切断するので、粘着ゲ
ルパッド５とカッター刃４との付着が低減できる。

【００４３】したがって、粘着性及び付着性を有する粘
着ゲルパッド５を切断するに際して、カッター刃４での
押圧によって粘着ゲルパッド５の形状が変形したり、カ
ッター刃４への粘着ゲルパッド５の粘着及び付着により
カット面が崩れたりすることなく、粘着ゲルパッド５の
綺麗なカット面を得ることができる。

【００４４】また、付着抵抗がなくなることによって、
カッター刃４の押圧力も小さな力で足りる。さらに、粘
着ゲルパッド５のゲルがカッター刃４に付着することに
よるカッター刃４の腐食を防止することができるので、
カッター刃４の寿命を伸ばすことができる。

【００４５】なお、本発明は、上記の実施例に限定され
るものではなく、本発明の範囲内で種々の変更が可能で
ある。例えば、上記実施例では、受台２及びカッター刃
４が固定されており、ホーン３が下降する構造である
が、特にこれに限定するものではなく、例えば、図３に
示すように、ホーン３を固定しておき、カッター刃４を
下降させる構造にすることも可能である。

【００４６】また、粘着ゲルパッド５の一面側に、カッ
ター刃４とホーン３とを別体に設け、カッター刃４と受
台２との間に粘着ゲルパッド５を挟持して切断すること
も可能である。これによって、種類の異なるカッター刃
４の取替えも容易に行うことができ、操作性の向上を図
ることができる。

【００４７】

【発明の効果】請求項１の発明のゲル体の切断方法は、
以上のように、粘着性又は付着性を有するゲル体の一面
側に設けた切断用刃とゲル体における切断用刃とは反対
側に設けたホーンとの間でゲル体を挟持して、又は上記
ゲル体の一面側に設けた受台とこの受台とは反対側にか
つホーンと当接可能に別体に設けた切断用刃との間でゲ
ル体を挟持して、ホーンを超音波振動させて切断する方
法である。

【００４８】これにより、ゲルシート及び切断用刃を超
音波振動させながら切断するので、ゲル体と切断用刃と
の付着が低減できる。

【００４９】したがって、粘着性及び付着性を有するゲ
ル体を切断するに際して、切断用刃での押圧によってゲ
ル体の形状が変形したり、切断用刃へのゲル体の粘着及
び付着によりカット面が崩れたりすることなく、ゲル体
の綺麗なカット面を得ることができるという効果を奏す
る。

【００５０】また、切断用刃をホーンとは別体に設けて
いるので、種類の異なる切断用刃の取替えも容易に行う
ことができ、操作性の向上を図ることができる。

【００５１】請求項２の発明のゲル体の切断装置は、以
上のように、受台にはゲル体に対向する側に切断用刃が
設けられるか、又はホーンのゲル体に対向する側に切断
用刃が別体に設けられるかの少なくとも一方が満たされ
ている構成である。

【００５２】これにより、粘着性又は付着性を有するゲ
ル体を切断する時には、受台におけるゲル体に対向する
側に設けられた切断用刃と、ゲル体における切断用刃と
は反対側に設けたホーンとの間でゲル体を挟持する。或
いは、受台と、ホーンのゲル体に対向する側に別体に設
けられた切断用刃との間でゲル体を挟持する。これら
は、少なくともいずれか一方で満たされていれば良い。

【００５３】その後、ホーンを超音波振動させて切断を
する。これによって、ゲル体及び切断用刃を超音波振動
させながら切断するので、ゲル体と切断用刃との付着が
低減できる。

【００５４】したがって、粘着性及び付着性を有するゲ
ル体を切断するに際して、切断用刃での押圧によってゲ
ル体の形状が変形したり、切断用刃へのゲル体の粘着及
び付着によりカット面が崩れたりすることなく、ゲル体
の綺麗なカット面を得ることができる。

【００５５】また、切断用刃をホーンとは別体に設けて
いるので、種類の異なる切断用刃の取替えも容易に行う
ことができ、操作性の向上を図ることができるという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のゲル体の切断装置を示す構
造図である。

【図２】上記ゲル体の切断装置における切断時の状態を
示す断面図であり、（ａ）は超音波振動を使用しないで
切断する場合、（ｂ）は超音波振動を使用して切断する
場合を示すものである。

【図３】上記ゲル体の切断装置の変形例を示す構造図で
ある。

【図４】従来例を示すものであり、粘着性又は付着性を
有する粘着ゲルパッドを切断するときの状態を示す説明
図であり、（ａ）はカッター刃にて粘着ゲルパッドを打
抜く状態、（ｂ）はカッター刃を当て板にまで到達させ
た状態、（ｃ）はカッター刃を粘着ゲルパッドから離脱
させる状態を示すものである。

【図５】フィルムを装着した粘着ゲルパッドを切断する
ときの状態を拡大して示す説明図である。

【図６】他の従来例を示すものであり、超音波振動加工
装置にて工作物を切断加工する状態を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 切断装置 ２ 受台 ３ ホーン ３ａ 先端面 ４ カッター刃（切断用刃） ５ 粘着ゲルパッド（ゲル体）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粘着性又は付着性を有するゲル体の一面側
   に設けた切断用刃とゲル体における切断用刃とは反対側
   に設けたホーンとの間でゲル体を挟持して、又は上記ゲ
   ル体の一面側に設けた受台とこの受台とは反対側にかつ
   ホーンと当接可能に別体に設けた切断用刃との間でゲル
   体を挟持して、ホーンを超音波振動させて切断すること
   を特徴とするゲル体の切断方法。
2. 【請求項２】ホーンと受台とを備え、粘着性又は付着性
   を有するゲル体をホーンと受台とによって挟持しつつ、
   ホーンを超音波振動させて切断するゲル体の切断装置に
   おいて、 上記受台にはゲル体に対向する側に切断用刃が設けられ
   るか、又はホーンのゲル体に対向する側に切断用刃が別
   体に設けられるかの少なくとも一方が満たされているこ
   とを特徴とするゲル体の切断装置。