JP6053957B2 - 高い裁断効率性で矩形単位体を製造する方法 - Google Patents

Description

本発明は、カッターを含む裁断フレームを用いたカッティングによって、母材シートから光学特性の異なる２種類の矩形単位体を裁断する方法に関する。

長い長さの母材シートを裁断して相対的に小さい大きさを有する多数個の矩形単位体を製造する技術は、様々な分野で用いられている。例えば、一定の幅を有する長い長さの母材シートをカッティングフレームによって繰り返し切り取り、１回の切り取り時に多数個の矩形単位体を同時に裁断することになる。

一方、母材シート供給者の限定、製造工程の効率性の面、矩形単位体に対する需要の変動などの様々な要因により、母材シートの大きさ（幅）が特定されている一方、矩形単位体の大きさは、必要に応じて変わる場合が多い。このとき、カッティング作業をどのような方式で行うかによって裁断の効率性が大きく変わる。低い裁断効率性は、裁断後に捨てられる母材シートの裁断スクラップ（ｓｃｒａｐ）の量を増加させて、結局、矩形単位体の製造コストを上昇させる原因として作用する。

母材シートの大きさ（幅、長さ）が矩形単位体の大きさ（縦の長さ、横の長さ）に対して定数比例の関係にある場合には、そのような比率関係を有する位置で矩形単位体を順次に接するように配置すれば、裁断損失率を最小化することができる。しかし、このような定数比例の関係が成立しない場合には、単位体の配列構成に応じて裁断損失率が変わ得る。さらに、母材シートの光学的方向性に応じて矩形単位体の配列を異ならせて裁断しなければならない場合には、多量の裁断スクラップの発生が不可避である。

したがって、母材シートの大きさに基づいて所望の多数個の矩形単位体を裁断するにおいて、母材シートの裁断率を高めるための方法は矩形単位体の製造コストの面でも非常に重要である。

母材シートの裁断率は、代表的にカッティング工程の条件、カッティングフレームの構造などによって変わり得る。すなわち、カッティング工程において母材シートの活用度を最大化する作業条件、母材シートにおいて矩形単位体を切り取るカッターを最適化させた配列構成などによって高い裁断効率性を達成することができる。

矩形単位体を母材シートから母材シートの光学的方向性に応じて裁断するために、カッティングフレームにおいてカッター（例えば、ナイフ）を配列する方式で、カッターに対応する矩形単位体を相互間に隣接させる配列構成が一般に用いられている。

これと関連して、図２及び図３には、それぞれ、このような従来技術に係る裁断フレームのカッターに対応する矩形単位体の配列構成に対する部分模式図が示されている。また、図１には、従来技術に係る裁断フレームによって裁断された矩形単位体が実際の製品に適用されることを示す模式図が示されている。説明の便宜のため、母材シートは、所定の長さに限定して表現した。

図２及び図３を図１と共に参照すると、光学的方向性２５に平行な方向に裁断された‘Ａ’単位体２０、及び光学的方向性３５に直交する方向に裁断された‘Ｂ’単位体３０は、製品に適用されるときにそれぞれの光学的方向性２５，３５が直交するように配置４１，４２される。したがって、このような矩形単位体２０，３０は、母材シート１５０，１６０の光学的方向性１５に従って配列されることはもちろんである。

図２を参照すると、母材シート１５０の光学的方向性１５と平行な光学的方向性２５を有する‘Ａ’単位体２０を裁断するために、矩形単位体２０が母材シート１５０上に配列されている。しかし、母材シート１５０の幅Ｗが矩形単位体２０の幅に対して定数比例の関係が成立しないため、切断後に残る部分（Ｗ３ｘＬ０）の切断損失が発生することになる。

図３を参照すると、母材シート１６０の光学的方向性１５と直交する光学的方向性３５を有する‘Ｂ’単位体３０を裁断するために、矩形単位体３０が母材シート１６０上に配列されている。しかし、母材シート１６０の幅Ｗが矩形単位体３０の長さに対して定数比例の関係が成立しないため、切断後に残る部分（Ｗ４ｘＬ０）の切断損失が発生することになる。

なお、光学的方向性の異なる２種類以上の矩形単位体は、光学的方向性に応じてそれぞれの母材シートの構成物質が異なる。したがって、異なる種類の矩形単位体を同じ母材シートに配列して切断した後に残る部分を活用することもできない。

したがって、図２及び図３の単位体の配列構成よりも高い裁断効率性を発揮できる単位体の配列構成と、それに基づいた製造方法を提供することができれば、裁断損失率を低下させ、結果的に製品の製造コストを低減することができる。このような裁断効率性の向上は、特に母材シートの価格が高い場合、及び／又は矩形単位体を大量生産する場合にさらに切実である。

本発明は、上記のような従来技術の問題点及び過去から要請されてきた技術的課題を解決することを目的とする。

本発明の目的は、母材シートの光学的方向性に平行な光学的方向性を有する第１単位体を裁断するための第１カッター、及び母材シートの光学的方向性に垂直な光学的方向性を有する第２単位体を裁断するための第２カッターを裁断フレームに装着することによって高い裁断効率性を発揮することができる矩形単位体の製造方法を提供するものである。

本発明の他の目的は、上記のような高い裁断効率性の単位体の配列構成で矩形単位体を製造するにおいて、裁断損失率を低下させ、結果的に製品の製造コストを低減することができる矩形単位体の製造方法を提供するものである。

このような目的を達成するための本発明に係る矩形単位体の製造方法は、
カッターを含む裁断フレームを用いたカッティングによって、母材シートから光学特性の異なる２種類の矩形単位体を裁断する方法であって、
長手方向または幅方向に光学的方向性を有する、幅に比べて長い長さの母材シートを準備する過程と、
母材シートの光学的方向性に平行な光学的方向性を有する第１単位体を裁断するための１つ以上の第１カッター、及び母材シートの光学的方向性に垂直な光学的方向性を有する第２単位体を裁断するための１つ以上の第２カッターを含んでおり、前記第１カッターと第２カッターが母材シートの幅方向に隣接して配列されている裁断フレームを準備する過程と、
前記裁断フレームによって母材シートを長手方向に順次カッティングして、第１単位体及び第２単位体を同時に裁断する過程と、
を含む過程からなっている。

したがって、本発明に係る製造方法は、光学的方向性が互いに異なる第１単位体及び第２単位体を裁断するために第１カッター及び第２カッターを１つの裁断フレームに装着し、第１単位体の母材と第２単位体の母材を１つの母材に統一することによって、裁断効率性を高めることができ、前記に定義された一連の過程を通じて連続的な工程として行うことができるので、結果的に矩形単位体の製造コストを低減することができる。

上述したように、従来の裁断方法は、光学的方向性に応じて構成物質が異なる母材シートから、それぞれの光学的方向性を含む矩形単位体を裁断した。したがって、光学的方向性が異なる２種類の矩形単位体を同じ母材シートに配列して切断した後、残る部分を活用することができかった。

しかし、本発明に係る製造方法は、光学的方向性が異なる母材シートの構成物質を１つに統一することによって、同じ母材シートから光学的方向性が異なる２種類の矩形単位体を裁断することができる。したがって、前記のような高い裁断効率性の単位体の配列構成で矩形単位体を製造するにおいて、裁断損失率を低下させ、結果的に製品の製造コストを低減することができる矩形単位体の製造方法を提供することができる。

前記母材シートは、長手方向又は幅方向に光又は電磁波において特定方向の波動のみを吸収または透過する層を含んでいる、光学的方向性を有するシートであってもよい。また、前記母材シートから切り取られた矩形単位体は、前記吸収層または透過層が母材シートの光学的方向性に平行または直角である光学的方向性を有する相対的に小さい大きさのフィルムであってもよい。

なお、前記母材シートは、例えば、吸収層または透過層を含むシートの一面又は両面に、保護層として他のシートが付加されているラミネートシートであってもよく、場合によっては、このような層以外に、物性の向上または機能の追加のための別途の層またはシートが付加されてもよい。

また、前記ラミネートシートは、それぞれ製造された単位シートを接着剤などで貼り合わせたり、または熱融着により相互結合させたりして製造することができ、場合によっては、共押出によって製造することもできる。

前記裁断方法により切断された矩形単位体は、光学的方向性が互いに異なる第１単位体と第２単位体が一対をなして製品に適用されてもよい。したがって、一対をなす第１単位体と第２単位体は、光学的方向性が直交した状態で配列したとき、長さ及び幅が互いに同一である形状であることはもちろんである。

一方、前記裁断フレームに形成または装着されているカッターは、母材シートから矩形単位体を切り取ることができる構造ないし特性を有していれば、その種類が特に制限されるものではなく、好ましくは、金属ナイフとジェットウォーターナイフなどのような裁断用ナイフまたはレーザーなどのような裁断用光源であってもよい。

本発明における前記裁断用ナイフは、矩形単位体に対応する形状に裁断フレームに装着または形成されているものであってもよい。

具体的に、本発明に係る矩形単位体の配列構成は、実質的にカッティングフレームにおいてカッターまたはカッターの配列構成と一致する。したがって、本発明において別途の説明がない限り、矩形単位体の配列構成は、カッターまたはカッターの配列構成を意味するものと解釈される。

一つの好ましい例において、本発明に係る裁断フレームは、母材シートの長手方向に互いに隣接して順次配列されている２つ以上の第１カッターと、前記母材シートの長手方向に互いに隣接して順次配列されている２つ以上の第２カッターとを含んでいる構造であってもよい。

また、前記第１カッターの配列長さと第２カッターの配列長さとが一致する構造であってもよく、前記第１カッターと第２カッターは、カッティングマージンが離隔距離を有しながら隣接して配列されている構造であってもよい。

したがって、このような構造を含む裁断フレームは、裁断によって残される部位まで活用できるように、１つまたは２種類以上の多数個の矩形単位体を連続的に裁断することができる。

さらに、本発明に係る裁断フレームは、光学的方向性が異なる２種類の矩形単位体を同一の母材シートに配列して切断した後に残る部分を活用できるので、矩形単位体を製造するにおいて、裁断損失率を低下させ、結果的に製品の製造コストを低減することができる。

本発明はまた、前記矩形単位体の製造方法により製造される矩形単位体を提供する。

また、本発明は、前記矩形単位体を光学部品として含む光学デバイスを提供し、前記デバイスは、第１単位体と第２単位体とが、光学的方向性が互いに直交するように配置された状態で含まれている光学デバイスであってもよい。具体的に、前記光学デバイスは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、ＯＬＥＤ、ＬＣＤ ＴＶ、ＬＥＤ ＴＶ、ＬＣＤモニタ、ＬＥＤモニタまたはディスプレイ（ｄｉｓｐｌａｙ）装置などであってもよいが、これらに限定されるものではない。

このようなデバイスの構造及び作製方法は当業界に公知となっているので、本明細書では、それについての詳細な説明を省略する。

従来技術に係る裁断フレームによって裁断された矩形単位体が実際の製品に適用される姿を示す模式図である。 従来技術に係る裁断フレームのカッターに対応する矩形単位体の配列構成に対する部分模式図である。 従来技術に係る裁断フレームのカッターに対応する矩形単位体の配列構成に対する部分模式図である。 本発明の一実施例に係る裁断フレームのカッターに対応する矩形単位体の配列構成に対する部分模式図である。 本発明の一実施例に係る裁断フレームにカッターが形成されている姿を示す模式図である。 本発明の一実施例に係る矩形単位体の製造方法に対する一連の工程図である。

以下、図面を参照して本発明をより詳細に説明するが、本発明の範疇がそれによって限定されるものではない。

図４には、本発明の一実施例に係る裁断フレームのカッターに対応する矩形単位体の配列構成に対する部分模式図が示されている。また、図５には、本発明の一実施例に係る裁断フレームにカッターが形成されている姿を示す模式図が示されている。

これら図面を参照すると、カッティングフレーム３００の内部には、多数のカッター３２０，３３０が装着または形成されており、これらカッター３２０，３３０の配列形状に母材シート１００から矩形単位体２０，３０を切り取ることになる。

カッター３２０，３３０は、上端部の形状と下端部の形状が一致するように、第１カッター３２０の配列長さと第２カッター３３０の配列長さが一致する。

したがって、裁断フレーム３００によって不必要な裁断マージンなしに連続的に矩形単位体２０，３０を切り取ることができる。また、これによって、裁断効率性を高めることができ、結果的に矩形単位体の製造コストを低減することができる。

また、第１カッター３２０は、母材シート１００の光学的方向性１５に平行に配列されており、第２カッター３３０は、母材シート１００の光学的方向性１５に直交するように配列されている。

したがって、光学的方向性が互いに異なる矩形単位体２０，３０を、同じ母材シート１００から１つの裁断フレーム３００によって切り取ることができる。

したがって、本発明に係る裁断フレーム３００は、母材シートの光学的方向性に平行な光学的方向性を有する第１単位体を裁断するための第１カッター、及び母材シートの光学的方向性に垂直な光学的方向性を有する第２単位体を裁断するための第２カッターを裁断フレームに装着することによって、高い裁断効率性を発揮することができる。

また、高い裁断効率性の単位体の配列構成で矩形単位体を製造するにおいて、裁断損失率を低下させ、結果的に製品の製造コストを低減することができる。

図６には、本発明の一実施例に係る矩形単位体の製造方法に対する一連の工程図が示されている。

図６を図５と共に参照すると、ラミネートシート構造の母材シート１００を製造して供給ロール２００に巻き取る過程と、供給ロール２００から母材シート１００を連続的に供給する過程と、カッティングフレーム３００で母材シート１００をカッティングし、多数の矩形単位体４００を裁断する過程と、母材シート１００に連続して裁断スクラップ１０１を巻き取る過程と、矩形単位体４００を所定の位置に移送する過程などを経て、矩形単位体４００を製造する。

母材シート１００は、所定の吸収層または透過層を含むシート１１０の両面に保護シート１２０をそれぞれ貼り付けたラミネート構造からなっている。

供給ロール２００から提供される母材シート１００は、カッティングフレーム３００による裁断工程の後にも連続的なシート形状を維持するので、裁断スクラップ１０１の形態で巻取ロール２１０によって連続的に巻き取られて連続作業が可能である。厳密に言えば、カッティングフレーム３００によるカッティング作業時には母材シート１００が移動しないので、間欠的な停止過程を経ながら連続作業が行われる。

母材シート１００がダイ３０１上に移送されたとき、カッティングフレーム３００が下降しながらカッター３２０，３３０が母材シート１００を切り取ることになり、ダイ３０１の下部に落下した矩形単位体４００は、コンベヤー５００によって所定の位置に移送される。

以上、本発明の実施例に係る図面を参照して説明したが、本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、前記内容に基づいて本発明の範疇内で様々な応用及び変形を行うことが可能である。

以上で説明したように、本発明に係る矩形単位体の製造方法は、母材シートの光学的方向性に平行な光学的方向性を有する第１単位体を裁断するための第１カッター、及び母材シートの光学的方向性に垂直な光学的方向性を有する第２単位体を裁断するための第２カッターを裁断フレームに装着することによって高い裁断効率性を発揮できる矩形単位体の製造方法を提供することができ、上記のような高い裁断効率性の単位体の配列構成で矩形単位体を製造するにおいて、裁断損失率を低下させ、結果的に製品の製造コストを低減できる矩形単位体の製造方法を提供することができる。

１５ 光学的方向性
２０ 矩形単位体（単位体）
２５ 光学的方向性
３０ 矩形単位体（単位体）
３５ 光学的方向性
１００ 母材シート
１０１ 裁断スクラップ
１１０ シート
１２０ 保護シート
１５０ 母材シート
１６０ 母材シート
２００ 供給ロール
２１０ 巻取ロール
３００ カッティングフレーム（裁断フレーム）
３０１ ダイ
３２０ 第１カッター（カッター）
３３０ 第２カッター（カッター）
４００ 矩形単位体
５００ コンベヤー

Claims (8)

1. カッターを含む裁断フレームを用いたカッティングによって、母材シートから光学特性が異なる２種類の矩形単位体を裁断する方法であって、
   長手方向または幅方向に光学的方向性を有する、幅に比べて長い長さの母材シートを準備する過程と、
   母材シートの光学的方向性に平行な光学的方向性を有する第１単位体を裁断するための１つ以上の第１カッターと、母材シートの光学的方向性に垂直な光学的方向性を有する第２単位体を裁断するための１つ以上の第２カッターとを含んでおり、前記第１カッターと第２カッターが母材シートの幅方向に隣接して配列されている裁断フレームを準備する過程と、
   前記裁断フレームによって母材シートを長手方向に順次カッティングして、第１単位体及び第２単位体を同時に裁断する過程と、
   を含み、
   前記裁断フレームは、母材シートの長手方向に互いに隣接して順次配列されている２つ以上の第１カッターと、前記母材シートの長手方向に互いに隣接して順次配列されている２つ以上の第２カッターと、を含んでおり、かつ
   前記第１カッターの配列長さと第２カッターの配列長さとが一致することを特徴とする、矩形単位体の製造方法。
2. 前記母材シートは、長手方向または幅方向に光または電磁波において特定方向の波動のみを吸収または透過する層を含んでいる、選択的吸収／透過層を含むラミネートシートであることを特徴とする、請求項１に記載の矩形単位体の製造方法。
3. 前記ラミネートシートは、それぞれ製造された単位シートを接着剤または熱融着により相互結合させて製造されるか、または共押出により製造されることを特徴とする、請求項２に記載の矩形単位体の製造方法。
4. 前記第１単位体と第２単位体は、光学的方向性が直交した状態で配列したとき、長さ及び幅が互いに同一であることを特徴とする、請求項１に記載の矩形単位体の製造方法。
5. 前記裁断フレームのカッターは、裁断用ナイフまたは裁断用光源であることを特徴とする、請求項１に記載の矩形単位体の製造方法。
6. 前記裁断用ナイフは金属ナイフまたはジェットウォーターナイフであり、前記裁断用光源はレーザーであることを特徴とする、請求項５に記載の矩形単位体の製造方法。
7. 前記裁断用ナイフは、矩形単位体に対応する形状に裁断フレームに装着または形成されていることを特徴とする、請求項５に記載の矩形単位体の製造方法。
8. 前記第１カッターと第２カッターは、カッティングマージンが離隔距離を有しながら隣接して配列されていることを特徴とする、請求項１に記載の矩形単位体の製造方法。

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