JP4975866B2 - 長方形の断片を高切断効率で製造する方法 - Google Patents

Description

発明の分野

本発明は、一種以上の比較的小さなサイズを有する長方形の（rectangular：長方形形状の）単位断片を、長いベース材料シートから、予め決められた角度で、切断フレームを使用する連続的な切断工程により製造する方法に関し、より詳しくは、長方形の単位断片の製造方法であって、ラミネート構造のベース材料シートを製造する工程、該ベース材料シートを連続的に供給する工程、切断フレームを使用し、予め決められた条件下で該ベース材料シートを切断する工程、及び該ベース材料シートを切断した後に形成されるスクラップを巻き上げる工程を包含し、それによって、長方形の単位断片を高い切断効率で製造することができる、製造方法に関する。

発明の背景

長いベース材料シートを切断し、複数の、比較的小さなサイズを有する長方形の単位断片を製造する技術は、様々な分野で採用されている。例えば、特定の幅及び大きい長さを有するベース材料シートを、切断フレームにより繰り返し切断し、複数の長方形の単位断片を同時に、1回の切断工程で製造する。

他方、ベース材料のサイズ(幅)は規定されているのに対し、長方形の単位断片のサイズは、様々なファクター、例えばベース材料供給者の制限、製造方法の効率観点、長方形の単位断片の需要変動、等、のために、必要に応じて変化することがある。この時、切断効率は、切断工程をどのように行う化に応じて、大きく変動する。切断効率が低いと、切断工程の後に廃棄されることになる、ベース材料シートから発生するスクラップの量が増加し、その結果、最終的に長方形の単位断片の製造コストが増加する。

ベース材料シートのサイズ(幅及び長さ)が、特定の長方形の単位断片のサイズ(長さ及び幅)に対して一定の比率にある場合、長方形の単位断片が、そのような一定比率を有する位置で互いに接触するように、長方形の単位断片を連続的に配置することにより、切断損失を最少に抑えることができる。しかし、そのような一定比率が形成されない場合、切断損失は、長方形の単位断片の配列構造に応じて変動する場合がある。さらに、長方形の単位断片を、ベース材料シートの縦方向に対して予め決められた角度で切断する場合、大量のスクラップが必然的に発生する。

従って、ベース材料シートのサイズに基づいて複数の長方形の単位断片を切断する場合、ベース材料シートの切断速度を増加する方法は、長方形の単位断片の製造コストの観点から、非常に重要である。

ベース材料シートの切断速度は、典型的には切断工程、切断フレームの構造、等に応じて変動することがある。すなわち、切断工程におけるベース材料シートの利用率を最大限にする作業条件、長方形の単位断片を切断するためのカッターがベース材料シート上に最適に配置されている配列構造、等により、高い切断効率を達成することができる。

長方形の単位断片をベース材料シートから予め決められた角度で切断するために、一般的に、カッター(例えばナイフ)に対応する長方形の単位断片が互いに隣接するように、カッターが切断フレーム上に配置される配列構造が使用される。

この問題に関して、図1及び2は、従来の切断フレームのカッターの形状及びそれぞれの切断フレームを使用してベース材料シートを切断する方法を典型的に例示する。説明の都合上、予め決められた長さを有するベース材料シートを例示する。

切断フレーム10、10aは、長方形の単位断片の形状に形成された複数のカッター20、20aを包含する。カッター20、20aは、予め決められたパターンで配置されている。カッター20、20aは、予め決められた幅及び大きい長さを有するベース材料シート30、30aを切断し、カッター20、20aの形状に対応する長方形の単位断片40を製造する。

カッター20、20aは、約45°の角度で傾斜しており、従って、長方形の単位断片40は、ベース材料シート30、30aから、約45°の角度で切断される。

切断工程は、一方向で移動し、切断フレーム10、10aにより、ベース材料シート30、30aを連続的に切断するように行う。一回の切断工程で切断されるベース材料シート30、30aの長さをピッチPと仮定すると、ピッチP、Paは、図1及び2における切断フレーム10、10aの長さL、Laにほとんど等しい(P＝L、Pa＝La)。

無論、カッター20、20aは、カッター20、20aが切断フレーム10、10aとベース材料シート30、30aとの間に位置するように配置する必要がある。この理由から、切断フレーム10、10aまたはベース材料シート30、30aから外れた長方形の単位断片(破線で示す)を切断することは不可能である。

カッター20、20aは、カッター20、20aが予め決められた数(図1及び2では7)の長方形の単位断片40を1回の切断工程で切断できるように、切断フレーム10、10a 中に取り付けられるか、または形成される。カッター20、20aの形状は、ベース材料シート30、30a上の長方形の単位断片40の配列構造と実質的に等しい。

各長方形の単位断片40は、各長方形の単位断片40の縦方向側部aが、各長方形の単位断片40の横方向側部bより長い長方形の構造に構築されている。また、各長方形の単位断片40は、ベース材料シート30、30aの縦方向に対して約45度の角度αで傾斜している。傾斜した長方形の単位断片40がベース材料シート30、30a上に配置される場合、図1及び2に示すような、2種類の長方形の単位断片配列構造を考えることができる。

第一の長方形の単位断片配列構造は、図1に示すように、それぞれの長方形の単位断片の横方向側部bが互いに一致するように、長方形の単位断片40を連続的に配置する。

この配列構造では、ベース材料シート10の、有効幅Wではない、切断幅Dだけが実質的に使用され、従って、残りの幅W−Dは、スクラップとして廃棄される。長方形の単位断片40は角度約45度で傾斜しているので、ベース材料シートの上側末端区域でも必然的にスクラップが発生する。

第二の長方形の単位断片配列構造は、図2に示すように、それぞれの長方形の単位断片の縦方向側部aが互いに一致するように、長方形の単位断片40を連続的に配置する。

図1と2の構造を比較して、合計2回の切断工程で合計14個の長方形の単位断片40が製造されるが、使用されるベース材料シート30、30aの長さは、互いに異なっている。すなわち、図2に示す長方形の単位断片の配列構造に使用されるベース材料シートの長さLaは、図1に示す長方形の単位断片の配列構造に使用されるベース材料シートの長さLより短い。従って、図2に示す長方形の単位断片の配列構造の切断効率は、その差だけ、より高い。

また、図1及び2に示す長方形の単位断片の配列構造では、ピッチP、Paが、切断フレーム10、10aの長さL、Laにほとんど等しく(P＝L、Pa＝La)、それぞれのピッチ間にある空間に大量の残留区域が発生し、その結果、切断損失が、その差だけ、より高い。

上記の説明を考えると、切断効率は、長方形の単位断片の配列構造によって異なることが分かる。しかし、長方形の単位断片を、ベース材料シートに対して特定の角度で傾斜させる場合、長方形の単位断片を様々に配置することは困難である。この理由から、従来技術では、図1または2に示すように、長方形の単位断片の特定の側部(縦方向側部または横方向側部) が互いに一致している構造にある、長方形の単位断片の配列構造だけが主として考えられる。

さらに、サイズが異なった2種類以上の長方形の単位断片を同じベース材料シートから切断する場合、長方形の単位断片の配列構造は非常に複雑になる。この理由から、長方形の単位断片の特定側部が互いに一致しているか、または長方形の単位断片の中央軸が互いに一致している構造にある長方形の単位断片の配列構造だけが考えられる。

従って、図1及び2に示す長方形の単位断片の配列構造の切断効率よりも高い切断効率を有する長方形の単位断片の配列構造、及びそのような配列構造に基づいた製造方法があれば、切断損失を低減させ、究極的に製品の製造コストを低減させることができる。切断効率を改良することは、特にベース材料シートの価格が高くなる、及び／または長方形の単位断片を大規模に製造する場合に、益々重要になる。

従って、本発明は、上記の問題及び他の未解決の技術的問題を解決するためになされたものである。

切断フレームに関する様々な広範囲で集中的な研究及び実験の結果、本発明者らは、切断工程を、以下に詳細に説明する特定の作業条件及び特定の配列構造に基づいて行う場合、従来技術と比較して、切断効率が大きく改良され、優れた作業工程の連続性が達成されることを見出した。本発明は、これらの知見に基づいて完成された。

本発明の目的は、具体的には、特殊な作業条件及び特殊な長方形の単位断片の配列構造により、高い切断効率及び優れた作業工程の連続性を示すことができる、長方形の単位断片の製造方法を提供することである。

本発明の別の目的は、長方形の単位断片の製造方法を実行することができる、長方形の単位断片を製造するための装置を提供することである。

本発明の一態様により、上記の、及び他の目的は、一種以上の長方形の単位断片を、長いベース材料シートから、予め決められた角度で、切断フレームを使用する連続的な切断工程により製造する方法であって、(a)二以上の積み重ねたシートを有するラミネート構造のベース材料シートを製造し、該ベース材料シートをロール上に巻き上げること、(b)該ロール上に巻き上げた該ベース材料シートを連続的に供給すること、(c)該供給されたベース材料シートを、カッターが、製造すべき長方形の単位断片に対応する構造で中に取り付けられているか、または形成されている切断フレームを使用して、切断し、該カッターが、該カッターを連続的に配置した時に、該カッターの対向する側方末端（opposite side end：反対側の側方末端）の形状が互いに一致するように配置されており、該切断が、一回の切断工程に対する長さ(「ピッチ」)が、縦方向における該カッターの対向する側方末端間の分離間隔(spacing distance)と等しく、該切断フレームの任意の高さで互いに等しくなるように、該ベース材料シートが部分的に重なり合った状態で行われること、(d) 該長方形の単位断片を切断した後に発生するスクラップを別のロール上に巻き上げること、及び(e)該切断した長方形の単位断片を移動させることを包含する製造方法を提供することにより、達成される。

従って、本発明の製造方法は、切断フレームの長さよりも短いピッチで切断工程を行い、それによって、切断効率を改良する。また、本発明の製造方法は、上記の方法を通して切断工程を連続的に行い、それによって、長方形の単位断片の製造コストを下げることができる。

前に説明したように、全ての長方形の単位断片を、ベース材料シートの縦方向に対して予め決められた角度で傾斜した状態で、ベース材料シートから切断する。例えば、ベース材料シートの縦方向または横方向における固有の物理的特性を、長方形の単位断片に対して予め決められた角度で発揮させる必要がある場合、長方形の単位断片は、ベース材料シートに対して予め決められた角度で傾斜させることができる。

例えば、工程(a)で、ベース材料シートは、縦方向または横方向における光または電磁波の特定方向の波動(wave motion)だけを吸収するか、または透過させる層を包含するシートでよい。また、工程(c)でベース材料シートから切断される長方形の単位断片のそれぞれは、吸収層または透過層が予め決められた角度で傾斜している比較的小さなサイズのフィルムでよい。

ベース材料シートは、例えば、保護層としてのシートを、吸収または透過層を包含する別のシートの表面に取り付けた構造に構築されたラミネートシートでよい。状況に応じて、上記の層に加えて、物理的特性を改良するか、または機能を与えるための別の層またはシートを追加することができる。

ラミネートシートは、別に製造された単位シート同士を、接着剤または熱溶接により連結させて製造することができる。状況に応じて、ラミネートシートは、共押出により製造することができる。

傾斜角度は、ベース材料シート及びベース材料シートから製造された長方形の単位断片の条件に応じて変えることができる。例えば、傾斜角度は20〜70度でよい。

工程(a)で製造されたベース材料シートを予め決められたロール上に巻き上げ、ベース材料シートに対して連続的な作業工程を実行できるように供給し(工程(b))、次いで工程(c)で切断フレームにより切断する。

工程(c)では、切断フレーム中に形成された、または取り付けられたカッターの種類には、カッターがベース材料シートから長方形の単位断片を切断するための構造または特性を有する限り、特に制限は無い。典型的には、カッターのそれぞれは、切断用のナイフ、例えば金属ナイフまたはジェットウオーターナイフ、もしくは切断用の光源、例えばレーザー、でよい。

工程(c)における切断工程は、その切断工程が部分的にオーバーラップする様式で行われることを特徴とする。このためには、カッターを、カッターを連続的に配置した時に、カッターの対向する側方末端が互いに一致し、一回の切断工程に対するピッチが、切断フレームの任意の高さで縦方向に配置されたカッターの対向する側方末端間の分離間隔に等しくなるように設定される構造に構築する。

従って、一回の切断工程に対するピッチは切断フレームの長さより小さく、最初の切断工程が完了した後、ベース材料シートを切断フレームの長さより小さいピッチで移動させた状態で、切断フレームは第二の切断工程を行い、その結果、切断フレームからピッチを差し引くことにより得られる間隔だけベース材料シートがオーバーラップしながら、切断工程が行われる。

好ましくは、カッターの対向する側方末端間（opposite side ends：反対側の側方末端間）の間隔は、切断フレームのそれぞれの高さで互いに等しく、それによって、縦方向におけるベース材料シートの損失が最小に抑えられる。

本発明では、長方形の単位断片の配列構造が切断フレームのカッターまたはカッターの配列構造と実質的に一致する。従って、長方形の単位断片の配列構造は、追加の説明が無い限り、カッターまたはカッターの配列構造を意味するものと解釈される。

好ましい実施態様では、最上列の長方形の単位断片及び最下列の長方形の単位断片を除いた残りの長方形の単位断片の大多数が、各長方形の単位断片の4側部で、異なった長方形の単位断片に隣接した状態で配置され、隣接する4個の長方形の単位断片の少なくとも幾つかの組合せが、それらの中央に、島型残部を形成するように、カッターが、長方形の単位断片の配列構造に基づいて切断フレームの中に取り付けられるか、または形成される。

長方形の単位断片の配列構造は、ある長方形の単位断片の一側部が別の長方形の単位断片の対応する側部と完全には一致せず、幾分ずれている(offset)構造である。この長方形の単位断片の配列構造は、カッターをベース材料上に配置し、傾斜した長方形の単位断片を切断する時に一般的に容易に考えられる配列構造とは異なっている。しかし、驚くべきことに、この長方形の単位断片の独特な配列構造により、従来の切断フレームよりも高い切断効率が得られることが確認された。

この切断フレームのカッターは、上記のような長方形の単位断片の独特な配列構造により、単位断片が、長方形の構造に構築されており、長方形の単位断片が、ベース材料シートの縦方向に対して予め決められた角度で傾斜している状態で切断されるので、従来の切断フレームよりも高い切断効率を示す。

本発明者らは、単位断片を正方形構造に構築するか、または単位断片を、傾斜していない状態で切断する場合、対向する側部が互いに一致するように単位断片が互いに隣接した状態で配置されている配列構造により、切断効率はさらに改良されることを確認した。従って、本発明の切断フレームは、長方形の単位断片が予め決められた角度で傾斜した状態で長方形の単位断片を切断するのに使用するのが好ましい。

上記の説明で、用語「最上列の単位断片」及び用語「最下列の単位断片」は、ベース材料シート上に配置された一連の長方形の単位断片の中で、最も上側及び最も下側に実質的に位置する長方形の単位断片を意味する。これらの長方形の単位断片は、それらの長方形の単位断片が共通して、それらの第一〜第三側部でのみ、異なった長方形の単位断片に隣接することを特徴とする。

他方、残りの、最上列の長方形の単位断片と最下列の長方形の単位断片との間に位置する大多数の長方形の単位断片は、上に規定するように、各長方形の単位断片の4側部で異なった長方形の単位断片に隣接している状態で配置されている。本発明の長方形の単位断片の配列構造では、各長方形の単位断片の4側部の中で、各長方形の単位断片の2側部が、各側部に対して2個の異なった長方形の単位断片に隣接し、各長方形の単位断片の残りの2側部は、各側部に対して1個の異なった長方形の単位断片に隣接する。従って、従来技術では、1個の長方形の単位断片が隣接できる長方形の単位断片の数は5(図2参照)または6(図1参照)である。

この問題を考慮し、本発明の長方形の単位断片の配列構造は、どの任意の長方形の単位断片の各側部も、ただ1個の異なった長方形の単位断片に隣接するように、長方形の単位断片が互いに幾分ずれている構造に構築される。従って、隣接する4個の長方形の単位断片の少なくとも幾つかの組合せが、それらの中央に島型残部を形成する。「島型残部」とは、上記のような長方形の単位断片のずれた配列構造により形成される、比較的大きなサイズを有する残部を意味する。この島型残部は、ベース材料シートを小さな長方形の形状に切断した後に発生するスクラップ上に残される。

上記の説明では、最上列の長方形の単位断片及び最下列の長方形の単位断片を除いた残りの長方形の単位断片の大多数が、各長方形の単位断片の4片で異なった長方形の単位断片に隣接した状態で配置される構造が、様々な配列構造により、幾つかの長方形の単位断片が4個よりも少ないか、または多い長方形の単位断片に例外的に隣接する構造を包含する。しかし、大多数の長方形の単位断片は、そのような規則性を示す。

島型残部を形成する、各隣接する4個の長方形の単位断片の組合せ数は、最上列の長方形の単位断片及び最下列の長方形の単位断片を除いた残りの長方形の単位断片の数の、好ましくは50％以上、より好ましくは90％以上であるが、各隣接する4個の長方形の単位断片の組合せ数は、長方形の単位断片の種類及び数によって異なることがある。

一種類の長方形の単位断片を切断する場合、または2種類以上の長方形の単位断片を切断するが、長方形の単位断片のサイズが正比例していない場合、長方形の単位断片のほとんどの組合せで島型残部がかなり発生する。島型残部は、同じサイズまたは異なったサイズを有することができる。

好ましくは、長方形の単位断片が互いに隣接する区域では、島型残部のサイズより小さいサイズを有する切断余白（cutting margin：切断余地、切断残部）が発生する。切断フレームは、複数の小サイズ長方形の単位断片を、ベース材料シートから、カッターの使用により独立して切断する。従って、長方形の単位断片が互いに接触している、すなわち隣接する長方形の単位断片の向き合った側部が単一のカッターにより同時に形成される場合、切断工程に続く後の工程で、長方形の単位断片を独立した単位断片として取り扱うことは困難である。従って、工程の連続性を考慮して、それぞれの長方形の単位断片同士の間に小さな切断余白が形成されるように、長方形の単位断片を配置するのが、より好ましい。しかし、切断余白は、前に説明したように、島型残部のサイズより小さなサイズを有する。

本発明では、一種類の長方形の単位断片を切断することができるか、または二種類以上の長方形の単位断片を切断することができる。しかし、二種類以上の長方形の単位断片が配置される構造では、上記の長方形の単位断片の隣接条件及び島型残部の形成条件が適用される。

工程(d)で、長方形の単位断片の切断後に発生するスクラップは、例えば巻き上げロール上に巻き上げる。それぞれの長方形の単位断片間に切断余白が設けてあると、巻き上げ工程がより容易に行われ、作業工程の観点から好ましい。

工程(d)におけるスクラップは、切断フレームのカッターの形状及び切断工程の条件を構造的に反映する長方形の単位断片孔の配列構造を示す。

好ましい実施態様では、スクラップは、切断余白により互いに連続的に接続された、長方形の単位断片に対応する複数の孔を包含し、最上列の長方形の単位断片孔及び最下列の長方形の単位断片孔を除いた残りの長方形の単位断片孔の大多数が、それらの4側部で、切断余白に対応する隘路(gap：間隙、裂け目、割れ目)により、異なった長方形の単位断片孔に隣接した状態で配置されており、隣接する4個の長方形の単位断片孔の少なくとも幾つかの組合せが、それらの中央に、切断余白のサイズより大きなサイズを有する島型残部を形成する。

工程(e)では、その後に続く工程を連続的に行えるように、切断された長方形の単位断片が予め決められた位置に、例えば移動装置、例えばコンベヤ、により、移動する。あるいは、切断された長方形の単位断片は、将来行う工程のために適切に保存することができる。

本発明の別の態様により、上記の製造方法を実行できる、長方形の単位断片の製造方法を提供する。

具体的には、本発明は、一種以上の長方形の単位断片を、長いベース材料シートから、予め決められた角度で、連続的な切断工程により製造する装置であって、(i) 二以上のシートを積み重ね、ラミネート構造のベース材料シートを製造する装置、(ii) 該ベース材料シートを供給するための供給ロール、(iii) カッターを包含する切断フレーム、該カッターは、最上列の長方形の単位断片及び最下列の長方形の単位断片を除いた残りの長方形の単位断片の大多数が、各長方形の単位断片の4側部で、異なった長方形の単位断片に隣接した状態で配置され、隣接する4個の長方形の単位断片の少なくとも幾つかの組合せが、それらの中央に、島型残部を形成するように、長方形の単位断片の配列構造に基づいて切断フレームの中に取り付けられるか、または形成されている、(iv) 該長方形の単位断片の切断後に発生するスクラップを巻き上げるための巻き上げロール、及び(v) 該切断した長方形の単位断片を移動させるためのコンベヤを包含する、装置を提供する。

製造装置、ロール、切断フレーム、及びコンベヤの詳細は、上記の説明、添付の図面、及び下記の説明から十分に理解することができる。

本発明の上記の、及び他の目的、特徴及び利点は、添付の図面を参照しながら記載する下記の詳細な説明により、より深く理解される。

好ましい実施態様の詳細な説明

ここで、添付の図面を参照しながら、本発明の好ましい実施態様を詳細に説明する。しかし、本発明の範囲は、例示する実施態様に限定されるものではない。

図3は、本発明の好ましい実施態様による長方形の単位断片の製造方法を例示する図である。

図3に関して、長方形の単位断片400は、ラミネート構造のベース材料シート100を製造し、該ベース材料シート100を供給ロール200上に巻き上げる工程、供給ロール200からベース材料シート100を連続的に供給する工程、切断フレーム300を使用してベース材料シート100を切断し、複数の長方形の単位断片400を製造する工程、スクラップ101を巻き上げロール210上に連続的に巻き上げる工程、及び長方形の単位断片400を予め決められた位置に移動させることにより、製造される。

ベース材料シート100は、特殊な吸収または透過層をそれぞれ包含するシート110の対向する主要表面に保護シート120を取り付けたラミネート構造に構築されている。

供給ロール200から供給されたベース材料シート100は、ベース材料シート100が切断フレーム300により切断された後でも、その連続的なシート形状を維持している。そのため、ベース材料シート100は、スクラップ101の形状で巻き上げロール210の上に連続的に巻き上げられ、従って、長方形の単位断片の製造方法は連続的に行われる。厳密に言えば、切断フレーム300の切断工程の際は、ベース材料シート100は移動しないので、長方形の単位断片製造方法は、間欠的な停止工程を通して行われる。

ベース材料シート100がダイ301に移動すると、切断フレーム300が下降し、ベース材料シート100が切断フレーム300のカッター(図には示していない)により切断される。この時、長方形の単位断片400はダイ301の下に落下し、次いでコンベヤ500により、予め決められた位置に運ばれる。

図4は、本発明の製造方法を実施するのに使用する、本発明の好ましい実施態様による切断フレームを例示する典型的な図である。説明の都合上、簡単に例示するために、一種類の長方形の単位断片を切断するためのカッターの配列構造を典型的な部分図の形態で例示する。

図4に関して、複数のカッター310が切断フレーム300の中に取り付けているか、または形成され手いる。カッター310は、ベース材料シート(図には示していない)から長方形の単位断片をカッター310の列形状に応じて切断する。

カッター310は、左側末端カッターを右側末端カッターの後に連続的に配置する場合、左側末端形状が右側末端形状と一致するように、カッター310が互いに接触する構造に配置されている。この配列構造で、縦方向におけるカッターの対向する側方末端間の分離間隔Sは、切断フレーム300の下側末端から任意の高さh1及びh2で互いに等しい。

従って、一回切断工程に対する間隔であるピッチPbは、任意の高さh1及びh2におけるカッターの対向する側方末端間の分離間隔Sにより決定される。この間隔は切断フレーム300の長さLbより短い。その結果、切断フレーム300の長さLbからピッチPbを差し引くことにより得られる区域に対応するオーバーラップ区域Tを、その後に続く切断工程で使用することができ、従って、図1及び2に示す切断フレームと比較して、切断効率が改良されている。

図5は、図4の切断フレームのカッターに対応する長方形の単位断片の配列構造を例示する典型的な部分図である。

図5に関して、1個の長方形の単位断片400が2個の長方形の単位断片410及び430と隣接するが、1個の長方形の単位断片420とは隣接しないように、長方形の単位断片が配置されている。この配列構造と比較して、図1に示す長方形の単位断片の配列構造では、1個の長方形の単位断片が6個の長方形の単位断片と接触しており、図2に示す長方形の単位断片の配列構造では、1個の長方形の単位断片が5個の長方形の単位断片と接触している。従って、図1及び2に示す長方形の単位断片の配列構造では、長方形の単位断片の幾つかの側部が、2個の異なった長方形の単位断片と同時に接触している。参考のため、図5は、分かり易くするために、長方形の単位断片400と隣接する2個の長方形の単位断片410及び430だけを示しており、他の2個の長方形の単位断片は示していない。

また、長方形の単位断片は、隣接する4個の長方形の単位断片400、410、420、及び430の中に島型残部130が形成されるように配置されている(交互の長短破線により描いた円参照)。島型残部130は、長方形の単位断片の各側部により限定されるほぼ長方形の形をした残部である。この構造は、図1及び2の配列構造では全く見られない。

上に記載する長方形の単位断片の配列構造では、ベース材料シート100の活用率が、図1における活用率よりも高い。好ましくは、ベース材料シート100の有効幅Wは、実質的に切断幅Dとほとんど等しい。

島型残部110のサイズより小さいサイズを有する切断余白140は、各長方形の単位断片の一側部で互いに隣接する長方形の単位断片400と410との間に位置する。従って、長方形の単位断片400、410、420及び430をベース材料シート100から切断すると、それぞれの長方形の単位断片が、切断フレームのカッターにより、独立した単位断片として効果的に切断される。

ベース材料の切断効率が、本発明の切断フレーム上の長方形の単位断片の配列構造により改良されることは、図6〜8及び下記の図面を参照しながら行う説明により確認することができる。

図6は、長方形の単位断片が従来技術による特定の切断フレーム上に配置された場合の、予め決められたサイズを有する長方形の単位断片の配列構造を例示する典型的な図であり、図7及び8は、同じ条件下で本発明の切断フレーム上にある長方形の単位断片の、様々な配列構造の実施態様を例示する典型的な部分図である。

先ず図6に関して、長さ25 cm、幅20 cmの長方形の単位断片20が、長さ160 cm、幅100 cmの切断フレーム10上に、カッターが、図1に示すように、角度45度で傾斜した状態で、各カッターの横方向側部(単一側部)で互いに一致するように、配置されている。

長方形の単位断片の配列構造101により、合計16個の長方形の単位断片20 (正確には、長方形の単位断片に対応するカッター)が切断フレーム10上に配置されている。長方形の単位断片20が配置されていない区域は、ベース材料のスクラップとして廃棄される。

図6に示す長方形の単位断片の配列構造により、面積100 m^２(すなわち長さ1000 cm、幅1000 cm)のベース材料を切断する場合、合計1372個の長方形の単位断片20が製造される。すなわち、この配列構造は、合計13.72個の長方形の単位断片20を面積1 m^２のベース材料から製造する生産性を示す。生産性を面積率に換算すると、この生産性は63.41％の面積率に相当する。残りの面積率36.59％に相当するベース材料は、ベース材料のスクラップとして廃棄される。

一方、図7及び8に示す長方形の単位断片の配列構造には、島型残部131及び132が4個の隣接する長方形の単位断片400の間に形成される点で互いに共通点がある。しかし、島型残部131及び132は、形状が異なっている。具体的には、図7の島型残部は、図8の島型残部よりも、一方向における長さがより大きい長方形の形状に形成されている。これは、図7に示す長方形の単位断片の配列構造における長方形の単位断片400間のズレがより大きい結果である。

図6に関して説明したサイズと同じサイズを有するベース材料を、上に説明した長方形の単位断片の配列構造に基づいて切断すると、図7に示す長方形の単位断片の配列構造により、合計1521個の長方形の単位断片400が製造され、図8に示す長方形の単位断片の配列構造により、合計1630個の長方形の単位断片400が製造される。この生産性を面積率に換算すると、図7に示す長方形の単位断片の配列構造は69.91％の面積率を有し、図8に示す長方形の単位断片の配列構造は、74.88％の面積率を有する。その結果、図7に示す長方形の単位断片の配列構造及び図8に示す長方形の単位断片の配列構造の切断効率は、図6に示す長方形の単位断片の配列構造101の切断効率より、6.49％及び11.47％高い。

従って、長方形の単位断片が、従来技術に従って互いに緊密に接触するように配置される、図6に示す配列構造は、最も高い切断効率を示すという我々の予想とは反対に、驚くべきことに、図7及び8のずれた配列構造がより高い切断効率を示すことが確認される。切断効率は、島型残部の形状に応じて変化し得ることも確認される。

図9は、長方形の単位断片を切断フレーム上に配置した時の、本発明の好ましい実施態様による2種類の長方形の単位断片の配列構造を例示する典型的な部分図である。

図9に関して、サイズ比が30：34である、小サイズの長方形の単位断片403及び404及び大サイズの長方形の単位断片405及び406が、数の比2：3で配置された代表的な配列構造を部分的に例示する。ここで、サイズ比は、長方形の単位断片403、404、405、及び406の対角線に基づいて設定している。

島型残部134は、小サイズの長方形の単位断片403及び404及び大サイズの長方形の単位断片405及び406を包含する配列構造の中に含まれる。従って、この配列構造は、従来の長方形の単位断片配列構造とは異なっている。

長方形の単位断片の配列構造により、幾つかの長方形の単位断片404、405、及び406が互いに隣接する特定区域Bでは、島型残部が形成されないことがある。しかし、本発明の長方形の単位断片の配列構造では、島型残部134が、少なくとも幾つかの長方形の単位断片の組合せ中に必然的に含まれる。

本発明の好ましい実施態様を例示のために開示したが、当業者には明らかなように、請求項に記載する本発明の範囲及び精神から離れることなく、様々な修正、追加、及び置き換えが可能である。

上記の説明から明らかなように、本発明の切断フレームは、特殊な作業条件及び特殊な長方形の単位断片の配列構造により、材料の特性に応じて特別な方向が必要とされる長方形の単位断片をベース材料シートから、長方形の単位断片をベース材料シートに対して傾斜させた状態で、切断する場合に、高い切断効率を示す。特に、長方形の単位断片を大量生産する場合、高い切断効率に基づいて長方形の単位断片の総製造コストを大幅に下げることができる。

図1は、従来の切断フレームのカッターの形状及びそれぞれの切断フレームを使用してベース材料シートを切断する方法を例示する典型的な図である。 図2は、従来の切断フレームのカッターの形状及びそれぞれの切断フレームを使用してベース材料シートを切断する方法を例示する典型的な図である。 図3は、本発明の好ましい実施態様による長方形の単位断片の製造方法を例示する図である。 図4は、本発明の製造方法を実施するのに使用する、本発明の好ましい実施態様による切断フレームを例示する典型的な図である。 図5は、図4の切断フレームのカッターに対応する長方形の単位断片の配列構造を例示する典型的な部分図である。 図6は、従来技術による特定の切断フレーム上に長方形の単位断片を配置した時の、予め決められたサイズを有する、長方形の単位断片の配列構造を例示する典型的な図である。 図7は、同じ条件下における本発明の切断フレーム上の長方形の単位断片の様々な配列構造の実施態様を例示する典型的な部分図である。 図8は、同じ条件下における本発明の切断フレーム上の長方形の単位断片の様々な配列構造の実施態様を例示する典型的な部分図である。 図9は、長方形の単位断片を切断フレーム上に配置した時の、本発明の好ましい実施態様による2種類の長方形の単位断片の配列構造を例示する典型的な部分図である。

Claims (7)

1. 切断フレームを使用する連続的な切断工程により、４５度である傾斜角度で、長いベース材料シートから一種以上の長方形の単位断片を製造する方法であって、
   (a)二以上の積み重ねたシートを有するラミネート構造のベース材料シートを製造し、前記ベース材料シートをロールに巻き上げることと、
   (b)前記ロールに巻き上げた前記ベース材料シートを連続的に供給することと、
   (c)前記供給されたベース材料シートを、切断フレームを使用して切断することと、
   前記切断フレームが、製造すべき長方形の単位断片に対応する構造で中に取り付けられ、又は形成されたカッターを有してなるものであり、
   左側末端カッターを右側末端カッターの後に連続的に配置する場合、左側末端形状が右側末端形状と一致するように、前記カッターが配置されてなるものであり、
   前記ベース材料シートが部分的に重なり合っている際に、前記切断が部分的に重なり合った状態で行われ、一回の切断工程における長さ(「ピッチ」)が、前記切断フレームの下側末端から任意の長さで互いに等しい、前記カッターの対向する側方末端間の分離間隔に対して、等しくなるように行われてなるものであり、
   前記切断シートにおける前記ベース材料の部分的に重なり合っている間隔が、前記切断フレームの長さから前記ピッチを差し引くことにより得られる間隔に一致するものであり、
   (d) 前記長方形の単位断片を切断した後に発生するスクラップを別のロールに巻き上げること、及び
   (e)前記切断した長方形の単位断片を移動させることを含んでなり、
   前記工程(a)において、前記ベース材料シートが、縦方向又は横方向における光又は電磁波の特定方向の波動のみを吸収し又は透過させる層（選択的吸収層/透過層）を包含するシートであり、
   前記工程(c)において、前記ベース材料シートから切断される前記長方形の単位断片のそれぞれが、前記選択的吸収層/透過層が４５度の傾斜角度で傾斜してなるフィルムであり、
   前記工程(c)において、前記カッターが、前記長方形の単位断片の配列構造に基づいて前記切断フレームの中に取り付けら又は形成され、
   最上列の長方形の単位断片及び最下列の長方形の単位断片を除いた残りの長方形の単位断片の大多数が、各長方形の単位断片の４つの側部で、異なった長方形の単位断片に隣接した状態で配置され、かつ、
   隣接する４個の長方形の単位断片の少なくとも幾つかの組合せが、それらの中央に、島型残部を形成するものであり、
   前記長方形の単位断片が互いに隣接する区域で、前記島型残部のサイズより小さいサイズを有する切断余白が形成されてなり、
   前記工程(d)で、前記スクラップが、切断余白により互いに連続的に接続された、前記長方形の単位断片に対応する複数の孔を包含してなる、製造方法。
2. 前記カッターのそれぞれが、切断用のナイフ又は切断用の光源である、請求項１に記載の製造方法。
3. 前記切断用のナイフが金属ナイフ又はジェットウオーターナイフであり、前記切断用の光源がレーザーである、請求項２に記載の製造方法。
4. 前記工程(c)において、
   縦方向におけるカッターの対向する側方末端間の前記間隔が、切断フレームの任意の長さで互いに等しいものである、請求項１に記載の製造方法。
5. 前記島型残部を形成する前記長方形の単位断片の組合せ数が、前記最上列の長方形の単位断片及び最下列の長方形の単位断片を除いた残りの長方形の単位断片の数の50％以上である、請求項１に記載の製造方法。
6. 前記工程(d)において、
   前記最上列の長方形の単位断片孔及び最下列の長方形の単位断片孔を除いた残りの長方形の単位断片孔の大多数が、それらの４つの側部で、前記切断余白に対応する隘路により、異なった長方形の単位断片孔に隣接した状態で配置されており、かつ、
   隣接する４個の長方形の単位断片孔の少なくとも幾つかの組合せが、それらの中央に、前記切断余白のサイズより大きなサイズを有する島型残部を形成してなる、請求項１に記載の製造方法。
7. 連続的な切断工程により、４５度である傾斜角度で、長いベース材料シートから一種以上の長方形の単位断片を製造する装置であって、
   (i) 二以上のシートを積み重ね、ラミネート構造のベース材料シートを製造する装置と、
   (ii) 前記ベース材料シートを供給するための供給ロールと、
   (iii) カッターを包含する切断フレームと、
   前記カッターが、最上列の長方形の単位断片及び最下列の長方形の単位断片を除いた残りの長方形の単位断片の大多数が、各長方形の単位断片の４つの側部で、異なった長方形の単位断片に隣接した状態で配置され、かつ、
   隣接する４個の長方形の単位断片の少なくとも幾つかの組合せが、それらの中央に、島型残部を形成するように、前記長方形の単位断片の配列構造に基づいて切断フレームの中に取り付けられ又は形成されてなるものであり、
   前記長方形の単位断片が互いに隣接する区域で、前記島型残部のサイズより小さいサイズを有する切断余白が形成されてなり、
   (iv) 前記長方形の単位断片の切断後に発生するスクラップを巻き上げるための巻き上げロールと、及び
   (v) 前記切断した長方形の単位断片を移動させるためのコンベヤを備えてなり、
   前記ベース材料シートが、縦方向又は横方向における光又は電磁波の特定方向の波動のみを吸収し又は透過させる層（選択的吸収層/透過層）を包含するシートであり、
   前記ベース材料シートから切断される前記長方形の単位断片のそれぞれが、前記選択的吸収層/透過層が４５度の傾斜角度で傾斜してなるフィルムであり、
   前記スクラップが、切断余白により互いに連続的に接続された、前記長方形の単位断片に対応する複数の孔を包含してなる、製造方法。

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