JP2016507661A - 可撓性を有する構成要素材料の属性を一時的に変えることにより商品の組み立ての円滑化 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2012年12月13日に出願された米国仮特許出願61/736,796号の利益を主張するものである。
・――熱や圧力下でさえ――布地に直接、長時間接触して置かれる際に化学的に不活性でなければならず、組み立てられている衣服、または組み立てを行う機械および/または作業者に悪影響を及ぼしてはならない。
・布地に一時的に接合可能でなければならず、さらに、布地の基材を破損することなく取り除かれなければならない。したがって、容易に機械的に分離可能であるか、あるいは布地の基材で影響を与えない/相互作用しない材料に溶けるものでなければならない。
・著しく過剰な垂直重力と十分な処理力の下、圧力を直接加えることによって、あるいは、熱、溶媒、電場、または磁場を加えてその後取り除くことによって、曲げやすく位置決め可能でなければならない。著しい劣化を伴うことなく組み立て工程が要求するのと同じ数の改良状態に耐えることができなければならない。
・――処分用に安全であるために可能な限りの少数の工程と可能な限りの少量のエネルギーしか必要しないことを除いて、回収可能かつ再利用可能でなければならない。
こうした基準は表に多くのオプションを残すことになるため、ポージングエージェントの役割に関して多種多様な材料を考慮する価値がある。恐らく、最も簡単なシナリオは、水をポージングエージェントとして使用し、その剛性を制御する方法として温度を使用するというものである。布地を水に浸し、凍らせ、機械によって操作し、所望の曲げ線に沿って一部先端を切り取り、曲げ、再度凍らせることなどができる。水は最終的に蒸発によって製造工程の最後に取り除くことができる。
ポージングエージェントの役割についてここまで考慮されてきた材料のうち、ポリビニルアルコールが最良の候補である−−これは適切な布地に適用されるとき前述の基準をすべて満たす。これは工業量において利用可能な水溶性の熱可塑性プラスチックであり、実際に、布地の製造工程においてのり剤(sizing agent)としてすでに幅広く使用されている。その役割に関する利点に付け加えると、これは製造工程の最後に完全に回収し、将来再利用することができる(Gupta,2009)。
剤はフィルムとしてローラーから適用され、布地の表面上で薄層にされるか、あるいは溶融状態の液体としてまたは溶液で布地上に直接置かれる。あらかじめ作られたフィルムを使用する利点は、その製造が後の組み立て工程から分けられるということであり、全体的な作業スケジュール、布地供給速度、または可変切断速度と同期させる必要はなく、適用することができ、溶融状態または溶媒の蒸発からの冷却のための遅れを回避して、ほぼ即座に使用することができる。
先の例は布地がローラーから平らに製造工程に入っていくと仮定した。これは頻繁にあることだが、ポージングエージェントが平らではない片に適用される必要がある状況――とりわけ、シャツのカフス、シャツの首下、または襟付きシャツの特定の襟のような織られた構成要素に接合されることになる編まれた衣服の構成要素の場合――がある。
可能であれば、ポージングエージェントは後に再利用するために回収されるべきである。ポージングエージェントが溶液中にある場合、溶液を最初にろ過して、組み立て中に衣服の布地の構成要素から抜け落ちるかもしれない任意の繊維を取り除かなければならない。
見返し芯(Interfacing)と裏張り(Linings)
多くの衣服は互いの上に敷き詰められた1つ以上の布地の層から組み立てられる。これはいくつかの理由で行われる:美的特徴の理由――衣服の剛性を制御する(したがってそれが着用者から取り外された状態で掛けられている方法)ため、構造上重要な位置(ボタン穴のような)で衣服を強化し、布地が永久変形点まで伸びるのを防ぐため、およびさらなる断熱をもたらすため。適用に依存して、見返し芯と裏張りは、それらの周囲で接合されるか、あるいはそれらの相互表面領域の一部またはすべてに沿って一緒に融合されてもよい。
密でないまたはシート中の、詰め綿/絶縁体のようなかさばる布地は、ポージングエージェントを用いて処理し、ポージングエージェントが硬化する際にローラー間またはダイスで圧縮することにより、このプロセスで取り扱われるように準備可能である。材料はいったん処理されると不織布の布地に似るようになり、他の布地片のように切断されて取り扱われ得る。ポージングエージェントが除去された後に、衣服の層の間に収容スペースが残される場合、材料はその標準の容積に戻る。処理される材料が製造中に加えられる温度と圧力にさらされても永久的に変形しないように注意を払わなければならない。
ポージングエージェントの厚さは、その後の組み立て工程で特定の作用をもたらすために、場所によって異なることもある。厚さのばらつきにより必要に応じて可変の剛性と柔軟性の領域が設けられ、1回の適用当たり使用されるポージングエージェントの重量を最小限に抑えるためにばらつきは最小限に抑えられなければならない。
厚さはエンボス加工、彫刻、またはエッチングによって決定することができ、生産規模によって決定されることが多い。
エンボス加工は最終的な位相幾何学的な陰画(negative)としてテクスチャー加工された表面で実現される:プレートまたは回転シリンダのいずれかとして、テクスチャー加工された表面は柔らかなポージングエージェントへと押圧され、薄くなる領域からポージングエージェントを動かし、厚くなる場所にポージングエージェントを置く。エンボス加工される表面は加熱され得るか、あるいはあらかじめ加熱した剤に押し付けられ得る。
彫刻はスクライバーをポージングエージェントに押し付けることによって実現される。その後、スクライバーを移動させてポージングエージェントまでの所望のパターンを描き、その道にポージングエージェントを動かす。これは手動で行われ得るか、あるいはCartesianのプロッタ装置で自動化され得る。
レーザーエッチングは市販のレーザーエッチング機械で実現される。コンピューター制御されたレーザービームは表面を描き、それぞれの道を含む剤の薄層を蒸発させる。
組み立てプロセスの複雑さによっては、ポージングエージェント層の特性を変更させてその後の工程で観察と相互作用を促進することが必要なこともある。
複雑な非同期式組み立て作業では、所定の片の同一性、機械視覚カメラまたは組み立ての作業者に対するその所望の操作(「この面を上に(this end up)」)、およびそれが隣接する片に対して持つべき関係――機械的ではなく視覚的な見当合わせマークを提供する――に関する有益な情報を用いて、個々の部品を明示する(label)必要があることもある。
ポージングエージェントが布地に適用され、その厚さがエンボス加工や種々の方法により設定された後に、処理された表面に追加の特徴を加えることができる。
(見当合わせ点)
見当合わせ点は、2以上の片を高い精度で互いに対して位置決めすることを可能にする機能的な表面特徴である。先細りになった嵌合表面は、2つに分けられた部分が互いに接近する際に、これらが中心のコンプライアンス機構の概念に似て、機械的に位置合わせを強いられることを保証する。見当合わせ点を用いて、片と片の間、片とジグの間、および片と把持エフェクター(gripping effector)――始動した機械的なグリッパーおよび真空または電磁気エフェクターを含む――の間の界面上における正確な位置決めを保証することができる。
把持点は、布地に破損を与えたり歪めたりすることなく、一片が、把持エフェクター、ジグ、または隣接する片により適所でしっかりと保持されることを可能にする。
機能的な表面の特徴は、3つの方法の1つで一片に加えることができる:特徴は、布地をすでにコーティングしたポージングエージェントに直接成型され得るか、ポージングエージェント上に直接、射出成型され得るか、あるいは、別々に作られ、当該片に付着され得る。特徴が別々に作られて適用される場合、ポージングエージェントとして使用されるのと同じ剤から作ることが可能であるか、あるいは、異なる材料から作ることが可能である。
(切断技術)
切断室は、工業規模の衣服の製造においてほとんどの先端技術と高出力最適化が生じた場所であり、ここでなされる改良はほとんどない。現在のところ、衣服の組み立てのための切断作業は、携帯型の切断道具、浮き出し加工プレス、およびプロッターナイフ、レーザーカッター、およびウォータージェットカッターのようなCNC道具を用いる。
切断後、組み立て工程(32)に引き渡すために片を集めて分類しなければならない。機械読み取り可能な表示と機能的な表面特徴は、こうした片がたがいに分離された後にロボットが片を認識して拾い上げる手段を提供する。
衣服のへりは、布地を1回以上折り畳み、その後、折り畳んだ部分を接着剤または縫製したシームで固定することにより、縁で通常仕上げられる。これは、折り畳まれる線に沿ってポージングエージェントを柔らかくすることによって、ポージングエージェントの中で作られた折り目を利用することによって、あるいはこの2つの組み合わせによって、ポージングエージェントで処理された布地上で行うことができる。
多くの衣服の表面特徴は、こうしたタスクを自動的に行うことができる既存の機械を利用するために、この工程で適用することができる。機能的な要素(スナップ留め、ポケット、ボタン、およびボタン穴のような)または装飾的な要素(刺繍および印刷されたグラフィックス)を追加する装置は、すでに広範に使用されており、最小限の修飾を施したポージングエージェントで処理された布地を取り扱うために作ることができる。
(成形片(Shaping Pieces))
切断片を一時的に成型する性能は、ポージングエージェントにより与えられる主な利点であり、片をそれらの組み立て位置に配置して、永続的に固定する間に保持することを可能にする。
シート状のプラスチック及び金属で処理するために、現在使用される広範囲の技術は、処理した布地を成形するのに適し得る。このような技術は、真空成形及び圧空成形のような技術を含み、これは、表面にわたって軟化した布地をしっかりと引き抜くために使用され得、それにより布地は、冷却が可能となるため、所望の形状を保つことになる。(プリーツ又は縁のような)長い湾曲部を形成及び輪を回転させるための加圧切断(press breaks)のような、他の金属成形用工具は、湾曲した表面を手動で又は自動的に与えるために使用され得る。
ポージングエージェントの厚み及び強度、同様に、剤の層の数、縫われる必要のある布地の層の数に依存して、裁縫のためにシームを準備することが必要とされることがある。この目的のために、ポージングエージェントは、ポージングエージェントの厚みが判定される工程の間に、表面に送り穴又は窪みを形成されるか、或いは、適切なダイスでポージングエージェントを型押しするか又は回転することにより、成形段階の後に適用され得る。
形が設定された後、現在広く普及しているパーマネントプレス処理を使用して、プリーツ、ダーツ、又はドレープの形状のような幾つかの特徴を恒久的に設定するための剤を用いて布地を処理することが、望ましいこともある。
(位置決め)
成形後、専門的な組み立てエフェクター、静的又は動的な位置付けジグ、或いはその2つの組み合わせを使用して、片を把持して互いに対して位置決めする。把持点及び見当合わせ点を利用することで、組み立てエフェクターと片の間、片と他の片の間、又は片と位置決めジグの正確な位置合わせを確実にすることができる。
一旦、片が互いに対して正確に位置決めされると、片は直ちに共に継合わせられるか、又は、後の継合わせ工程を予期して一時的にピン止めされ得る。一時的な継合わせは、シームの長さ、又は主要な場所にあるスポット継ぎ目に沿って続いている。
一旦、片が位置決めされ且つ固定されると、片は恒久的に共に継合わせられ得る。
接着剤は、2つの片を共に継合わせるために針と糸の代わりに使用され得る。加えて、シームを補強又は固めるために、リベットが使用され得る。幾つかの合成布地は、音波溶接及びラジオ溶接機、同様に、熱流又は加熱要素との接触により推進されるヒートシールによって、それら自体に融合され得る。加えて、ポージングエージェントを貫通するが布地に吸収されるように設計される周波数で光線を配向することにより、レーザー伝送溶接がこのために使用され得る。
この考察のため、衣類の他の要素からの干渉のためミシンにより到達することができない領域で、又はシームに沿って、ステッチ針を作る必要のある任意の状況を説明するために、不一致という用語を用いる。
組み立てられている大半の衣服について、この時点までに、全ての工程が、衣服を裏返しにして行なわれる。組み立て工程の終わりに、衣服は、洗浄、加圧、折り畳み、及び包装のために、最終的な形状に裏返しにされねばならない。この問題に対する可能な解決法が提案され、これは、専門的なフレーム上で組み立てた衣服の裏返しを達成するための機構から成る。
衣服が組み立てられた後、ポージングエージェントを取り除く必要がある。ポージングエージェントが水溶性である場合、これは、洗浄工程と同時に生じ得る。水溶性でない場合、ポージングエージェントは先ず、衣服が洗浄される前に、恐らくは適切な溶媒への曝露又は環境条件の変更を介して、取り除かれねばならない。
入力材料の準備及び標準化
入力材料における高レベルの一貫性は、完成品における高レベルの一貫性に必要とされる。これは、専門家気質及び消費者の嗜好性に関係する多くの理由に望ましいものであるが、このプロセスのために、高レベルの一貫性が、下流側自動品質保証センサーにおける見逃し(false negatives)の最小化に特に重要である。たとえ消費者が完成品における僅かな変動を検出できないとしても、このような変動は未だに、自動品質保証検査技術を使用した際により許容範囲を狭くするために最小化されねばならない。
比較的単純な測定が、品質管理情報を提供するために解釈され得る。重量センサーは、完成した又は部分的に組み立てられた衣服を測定して、正確な量の布地が存在するかどうか、又は任意のボタンが見当たらないかどうかを判定することができる。十分に高感度なスケール(sensitive enough scale)は、正確な量の糸が組立中に使用されたかどうかさえも判定することができる。
より複雑な品質評価技術が、生産中の様々な工程で適用され得る。
本明細書で最初に考察したように、未加工の布地の欠陥を識別することが重要であり、それにより、欠陥は、完成した衣服において品質管理の問題を引き起こすようには伝えられない。機械視覚システムに繋げられる、高速ビデオカメラ及びインラインスキャナーは、材料における裂け目又は変色などの欠陥を捜し出すことができる。目に見える又は赤外線の波長での強力なバックライトを、材料の保全性及び一貫性の基準を提供するようなシステムに繋げることができる。
糸を通す片に対するシーム中の糸を、又は、シームにより継合わされる2つの片の間の全体的な空間的関係を分析することにより、シームが衣服上に作られる時の、及びその後のシームを評価するために、機械視覚が使用され得る。
ポージングエージェントによって提供される構造的な支持が、衣服の欠陥が検知されるのを妨げ得るため、組み立てた衣服の品質を評価するのに理想的な時間は、衣服がプレスされた後、及び、衣服が折り畳まれる前、又は折り畳み後である。
入力材料の不一貫性、環境の変動、及び機械の摩耗のような予想されない原因により、幾つかの組立問題が生じる場合がある。理想的に自動環境において、品質管理システムが更に介入することなく実時間で進行し且つ補う際、品質管理システムはこれらの変化を検知する。検出された欠点が、システムの補償性能の範囲外にある場合、システムは自動的に組立を止め、破壊の原因を操作者に警告する。
この文書は主に、完全自立型の製造作業に関するプロセスについて考察してきたが、それは、半自律型及び更に完全に手動の衣服製造操作のみの場合に、ポージングエージェント処理が提供できる利点を、考慮する価値がある。
Claims (42)
- 製造プロセスにおける材料の使用を促進するために、材料の物理的な属性を変化させる方法。
- 可撓性材料上への処理剤の蒸気凝縮または堆積、可撓性材料の一方の側または両方の側での処理剤のフィルムの薄層化、処理剤の槽における可撓性材料の浸漬、処理剤による可撓性材料の粉末形態でのフロック加工、あるいは溶液堆積または電気めっき技術を介した処理剤による可撓性材料のコーティングによって可撓性材料を処理する工程をさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 硬化剤の遮蔽したまたは部分的な適用を用いる硬化剤の選択的な適用、あるいは硬化剤の選択的な除去をさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 温度、気圧、湿度、大気中の気体の構成、磁場または電場の存在、電磁エネルギー源の存在、音響エネルギー源の存在、あるいは触媒材料の存在を含む、製造プロセスの環境変数の変動によって堅くなるように可撓性材料を処理する工程をさらに含む、請求項1に記載の方法。
- このプロセスに晒される材料は、任意の軸で弾性と柔軟性が減少して堅くなるように作られる、請求項1に記載の方法。
- 材料は、後の製造プロセスの識別、取り扱い、および組み立てを支援するために、マークの適用を介して増強される、請求項1に記載の方法。
- 材料のマークは視覚的なものであり、付加的な印刷プロセスによって適用される、請求項6に記載の方法。
- 材料のマークは物理的なものであり、マークを材料の位相幾何学的形状に形成することによって適用される、請求項6に記載の方法。
- 材料のマークは、X線、赤外線、磁気、または他の非可視光線撮像化技術を用いて対照的に見えるように設計されたマーキング材料のような非視覚的な検出のために設計される、請求項6に記載の方法。
- 材料のマークは非一時的なものであり、製造される製品の最終的な設計に組みこまれる、請求項6に記載の方法。
- このプロセスに晒される材料は、印刷プライマーのコーティングに似たやり方で、その表面上の平滑化と密封を介して、および/または、化学的に互換性をもつ結合表面を準備することによって、請求項7に記載の付加的な印刷プロセスを介して、マークの適用に対してより受容力があるように作られる、請求項1に記載の方法。
- このプロセスに晒される材料は、エンボス加工のために成型可能な表面を設けること、または物理的なマークを追加するために融合可能な表面を設けることによって、請求項8に記載の物理的な刻印プロセスを介して、マークの適用に対してより受容力があるように作られる、請求項1に記載の方法。
- このプロセスに晒される材料は、強磁性体の一時的な適用を介して磁場に対して反応するように作られる、請求項1に記載の方法。
- このプロセスに晒される材料は、空気または水に対する透過性が低くなるように作られ、その結果、材料は、空気または水による取扱いによって操作され得るまたはより効率的に操作され得る、請求項1に記載の方法。
- 視覚的な機械的操作を支援するマークは、柄、ブラケット、グロメット、留め金、スナップ、またはマジックテープ式ファスナー構成要素などの、処理された材料に加えられる物理的な構成要素である、請求項6に記載の方法。
- 材料に加えられる物理的な構成要素は、組み立てジグ、見当合わせ点、ガイドレール、レール、または歯の付いたラックの方法で、組み立て工具と機械的に連動する、請求項15に記載の方法。
- このプロセスに晒される材料は一時的に粘着的になるように作られる、請求項1に記載の方法。
- このプロセスに晒される材料は、請求項2に記載の方法と連動して圧縮または拡張によってその弾性または密度を変化させ、その結果、密度または弾性の変化がプロセスの残りの間、「変更されない」、請求項1に記載の方法。
- 布地に一時的に接合したポージングエージェントに接触した布地基材を含む作業用材料であって、前記ポージングエージェントは布地基材に損害を与えることなく除去可能である、作業用材料。
- ポージングエージェントは作業用材料を柔軟かつ位置決め可能にする、請求項19に記載の作業用材料。
- ポージングエージェントは回収可能であり、ポージングエージェントとして再利用できる、請求項19に記載の作業用材料。
- ポージングエージェントは剛性であり、布地に適用され、その結果、ポージングエージェントを実質的に含まない曲げ線をもたらすパターンが生成され、この線に沿って作業用材料が曲げられ得る、請求項19に記載の作業用材料。
- ポージングエージェントは、室温または室温近くで溶けるまたは実質的に軟化する熱可塑性物質である、請求項19に記載の作業用材料。
- 熱可塑性材料はワックスまたはポリマーである、請求項23に記載の作業用材料。
- 前記作業用材料は柔軟であり、室温で曲げられた形状を保持することができる、請求項19に記載の作業用材料。
- 前記ポージングエージェントは金属箔と仮止め接着剤を含む、請求項25に記載の作業用材料。
- 前記ポージングエージェントは、機械的応力または圧力または音場の適用によってその粘度を増加させる、レオペクチックまたはダイラタントの非ニュートン流体を含む、請求項25に記載の作業用材料。
- ポージングエージェントはポリビニルアルコールである、請求項19に記載の作業用材料。
- ポージングエージェントはシートまたはフィルムとして利用可能であり、一時的な接合は薄層化による、請求項19に記載の作業用材料。
- ポージングエージェントは溶融状態または溶液中で布地上に置かれる、請求項19に記載の作業用材料。
- ポージングエージェントが布地の基材に接合する前または接合している間、布地の基材は張力を受けている、請求項19に記載の作業用材料。
- 前記布地の基材が所望の形態を有するマンドレルに置かれる、請求項30に記載の作業用材料。
- 布地の基材は圧縮されたかさばった材料である、請求項19に記載の作業用材料。
- ポージングエージェントは、作業用材料が場所によって変化する堅さや柔軟性を有するように、場所によって変化する厚さを有する、請求項19に記載の作業用材料。
- ポージングエージェントはガイドレール、レール、または歯の付いたベルトとして働く領域を有するように構成される、請求項19に記載の作業用材料。
- 布地の基材上のポージングエージェントはエンボス加工され、刻まれ、エッチングされる、請求項35に記載の作業用材料。
- 組み立てを誘導するために視覚的または物理的なマーカーをさらに含む、請求項19に記載の作業用材料。
- 前記マーカーは表面に刻印されたグラフィックスまたは位相幾何学的なマークを含む、請求項37に記載の作業用材料。
- マーカーは蛍光顔料を含む、請求項37に記載の作業用材料。
- 前記ポージングエージェントは、見当合わせ点または把持点を含む、請求項19に記載の作業用材料。
- 布地の基材に一時的に接合した1つ以上のポージングエージェントと接触する1つ以上の布地の基材を含む作業用材料によって形成された衣服であって、前記ポージングエージェントは布地の基材に損害を与えることなく除去可能である、衣服。
- 前記作業用材料は裁縫、融合、リベット留め、または接着によって接合される、請求項41に記載の衣服。
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