KR100934462B1 - 높은 재단 효율성의 재단 프레임 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사각형 모재에서 상대적으로 작은 크기를 가진 하나 또는 두 종류 이상의 직사각형 단위체 다수 개를 소정의 기울기로 재단하기 위한 커터들이 상기 직사각형 단위체들에 대응하는 형상으로 장착 또는 형성되어 있는 재단 프레임으로서, 최상부열의 단위체들과 최하부열의 단위체들을 제외한 나머지 직사각형 단위체들의 다수는 4 개의 변에서 각각 다른 직사각형 단위체들과 접하도록 배열되어 있고, 서로 인접한 4 개의 직사각형 단위체들로 이루어진 조합들 중, 적어도 일부의 조합들은 중앙에 아일랜드형 잉여부를 형성하는 배열을 이루도록, 상기 직사각형 단위체들의 배열 구성에 대응하여 커터들이 장착 또는 형성되어 있는 특징으로 하는 재단 프레임을 제공한다.

Description

높은 재단 효율성의 재단 프레임 {Cutting Frame of High Cutting Efficiency}

본 발명은 높은 재단 효율성의 재단 프레임에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 사각형 모재에서 상대적으로 작은 크기를 가진 하나 또는 두 종류 이상의 직사각형 단위체 다수 개를 소정의 기울기로 재단하기 위한 커터들이 상기 직사각형 단위체들에 대응하는 형상으로 장착 또는 형성되어 있는 재단 프레임으로서, 최상부열의 단위체들과 최하부열의 단위체들을 제외한 나머지 직사각형 단위체들의 다수는 4 개의 변에서 각각 다른 직사각형 단위체들과 접하도록 배열되어 있고, 서로 인접한 4 개의 직사각형 단위체들로 이루어진 조합들 중 적어도 일부의 조합들은, 중앙에 아일랜드형 잉여부를 형성하는 배열을 이루도록, 상기 직사각형 단위체들의 배열 구성에 대응하여 커터들이 장착 또는 형성되어 있는 특징으로 하는 재단 프레임에 관한 것이다.

상대적으로 큰 크기의 사각형 모재를 재단하여 작은 크기를 가진 다수 개의 직사각형 단위체들을 제조하는 기술은 여러 분야에서 사용되고 있다. 예를 들어, 일정한 폭을 가진 긴 길이의 모재 시트를 재단 프레임에 의해 반복적으로 절취하며, 1 회 절취시 다수 개의 직사각형 단위체들을 동시에 재단하게 된다.

한편, 모재 공급자의 한정, 제조공정의 효율성 측면, 직사각형 단위체에 대한 수요의 변동 등 다양한 요인들로 인해, 모재의 크기(폭)가 특정되어 있는 반면에, 직사각형 단위체들의 크기는 필요에 따라 달라지는 경우가 많다. 이 경우, 모재의 크기에 기반하여 소망하는 다수 개의 직사각형 단위체들을 재단함에 있어서, 재단 프레임을 어떠한 구조, 즉, 모재에서 직사각형 단위체를 절취하는 커터(커터)를 어떠한 배치 구성으로 형성하느냐에 따라, 재단의 효율성이 크게 달라진다. 낮은 재단 효율성은 재단 후 버려지는 모재의 재단 스크랩(scrap)의 양을 증가시켜 궁극적으로 직사각형 단위체의 제조비용을 상승시키는 원인으로 작용하게 된다.

모재의 크기(폭, 길이)가 특정한 직사각형 단위체의 크기(세로길이, 가로길이)에 대해 정수 비례 관계에 있는 경우에는, 그러한 비율 관계를 갖는 위치에서 직사각형 단위체들을 순차적으로 접하도록 배치하면, 재단 손실률을 최소화할 수 있다. 그러나, 이러한 정수 비례 관계가 성립되지 않는 경우에는 단위체 배열 구성의 여하에 따라 재단 손실률이 달라질 수 있다.

더욱이, 모재의 길이방향에 대해 소정의 각도로 직사각형 단위체들을 재단하여야 하는 경우에는 다량의 재단 스크랩이 불가피하게 발생한다.

직사각형 단위체들을 상기와 같이 소정의 각도로 재단하기 위해, 재단 프레임에서 커터(예를 들어, 나이프)를 배열하는 방식으로, 커터에 대응하는 직사각형 단위체들을 상호간에 인접시키는 배열 구성이 일반적으로 사용되고 있다.

이와 관련하여, 도 1 및 도 2에는 이러한 종래기술에 따른 재단 프레임에서 커터를 구성하기 위해 그에 대응하는 직사각형 단위체들을 모재 상에 위치시킨 상태의 모식도가 도시되어 있다. 설명의 편의를 위하여, 모재는 소정의 길이로 한정하여 표현하였다.

이들 도면을 참조하면, 일정한 폭과 긴 길이를 가진 모재 시트(10)에서 소망하는 다수의 직사각형 단위체들(20)을 재단하게 되며, 재단 프레임(30)에는 직사각형 단위체들(20)에 대응하는 커터들(32)이 배열되어 있다. 따라서, 직사각형 단위체들(20)의 배열 형상은 커터들(32)의 배열 형상과 실질적으로 동일하다.

재단 프레임(30)에는 한번의 절취 작업으로 소정 개수(도 1에서 6 개, 도 2에서 8 개)의 직사각형 단위체들(20)을 재단할 수 있는 형상으로 커터들(32)이 장착 내지 형성되어 있다. 따라서, 재단 프레임(30)으로 모재 시트(10)를 절취한 후, 모재 시트(10)의 길이방향으로 소정의 길이(s)만큼 중첩시킨 상태에서 다시 절취함으로써, 일련의 재단 과정을 수행할 수 있다.

직사각형 단위체(20)는 가로 변(a)이 세로 변(b)보다 긴 길이를 가진 직각 사각형 구조로 이루어져 있고, 모재 시트(10)의 길이방향에 대해 약 45도(α)도 기울어져 있다. 이와 같이, 기울어진 직사각형 단위체들(20)을 소정의 모재 시트(10)에 배열하는 방법으로는, 도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 크게 2 가지 단위체 배열 구성을 고려할 수 있다.

첫 번째 단위체 배열 구성은, 도 1에서와 같이, 세로 변(b)을 상호 일치시키면서 순차적으로 배열하는 구조이다. 이러한 배열 방식에는, 유효폭(W)과 길이(L) 의 모재 시트(10)에서 총 24 개의 직사각형 단위체들(20)을 재단할 수 있으며, 모재 시트(10)의 유효폭(W)을 벗어나는 위치의 직사각형 단위체(21)는 재단할 수 없다.

이러한 배열 방식은 재단 시트(10)의 유효폭(W) 중 실질적으로 재단폭(D)에 대응하는 크기만을 활용하게 되고, 나머지 폭(W-D)은 재단 스크랩의 형태로 버려지게 된다. 직사각형 단위체(20)가 약 45도 각도로 기울어져 있어서, 재단 스크랩은 모재 상단 부위에서도 불가피하게 발생한다.

두 번째 단위체 배열 구성은, 도 2에서와 같이, 가로 변(a)을 상호 일치시키면서 순차적으로 배열하는 구조이다. 이러한 배열 방식에는, 유효폭(W)과 길이(L)의 모재 시트(10)에서 총 19 개의 직사각형 단위체들(20)을 재단할 수 있다.

이상의 내용을 고려할 때, 직사각형 단위체들의 배열 구성에 따라 재단 효율성은 달라질 수 있음을 알 수 있지만, 직사각형 단위체가 모재에 대해 소정의 각도로 기울어진 경우에는 이를 배열하는 방식을 다변화 시키기가 용이하지 않다. 따라서, 종래에는 도 1 또는 2에서와 같이 직사각형 단위체들의 특정 변(가로 변 또는 세로 변)을 일치시키는 형태의 배열만이 주로 고려되었다.

더욱이, 크기가 다른 두 종류 이상의 직사각형 단위체들을 동일한 모재로부터 재단하여야 하는 경우에는, 이들 직사각형 단위체들의 배열 구성이 매우 복잡해지므로, 직사각형 단위체들의 특정 변을 일치시키거나 또는 직사각형 단위체들의 중심축을 일치시키는 단위체 배열 구성만이 고려되었다(도 7 참조).

따라서, 도 1 및 도 2의 단위체 배열 구성보다 높은 재단 효율성을 발휘할 수 있는 단위체 배열 구성을 고려할 있다면, 재단 손실률을 낮추어 결과적으로 제품의 제조비용을 줄일 수 있을 것이다. 이러한 재단 효율성의 향상은 특히 모재의 가격이 높거나 및/또는 직사각형 단위체들을 대량 생산하는 경우에 더욱 절실하다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 반복한 끝에, 이하 설명하는 바와 같은 특정한 단위체 배열 구성으로 직사각형 단위체들에 대응하여 커터를 형성하는 경우에, 종래의 단위체 배열 구성에 비해 재단 효율성을 높일 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

따라서, 본 발명의 목적은 상대적으로 큰 크기의 사각형 모재에서 그것의 길이방향으로 소정의 각도로 기울어진 직사각형 단위체들을 다수 개 재단할 때 높은 재단 효율성을 발휘할 수 있도록 커터가 형성되어 있는 재단 프레임을 제공하는 것이다.

또 다른 측면에서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 높은 재단 효율성의 단위체 배열 구성으로 직사각형 단위체 천공구들이 형성되어 있는 재단 스크랩을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 재단 프레임은, 사각형 모재에서 상대적으로 작은 크기를 가진 하나 또는 두 종류 이상의 직사각형 단위체 다수 개를 소정의 기울기로 재단하기 위한 커터들이 상기 직사각형 단위체들에 대응하는 형상으로 장착 또는 형성되어 있는 재단 프레임으로서, 최상부열의 단위체들과 최하부열의 단위체들을 제외한 나머지 직사각형 단위체들 중 다수의 직사각형 단위체들은 4 개의 변에서 각각 다른 직사각형 단위체들과 접하도록 배열되어 있고, 서로 인접한 4 개의 직사각형 단위체들로 이루어진 조합들 중 적어도 일부의 조합들은 중앙에 아일랜드형 잉여부를 형성하는 배열을 이루도록, 상기 직사각형 단위체들의 배열 구성에 대응하여 커터들이 장착 또는 형성되어 있는 특징으로 한다.

따라서, 본 발명의 재단 프레임은, 직사각형 단위체들이 도 1 및 2에서와 같이 상호 간에 접하면서 배열되어 있기는 하지만, 직사각형 단위체의 일 변에 다른 직사각형 단위체의 대응 변이 완전히 일치하지 않고 다소 엇갈리면서 배열되어 있는 구조로 이루어져 있다. 이러한 단위체 배열 구성은, 기울어진 직사각형 단위체들을 재단하기 위해 모재에 커터를 배열할 때, 일반적으로 용이하게 고려할 수 있는 배열 구성은 아니다. 반면에, 이러한 독특한 단위체 배열 구성은 놀랍게도 종래기술의 재단 프레임보다 높은 재단 효율성을 제공하는 것으로 확인되었다.

본 발명의 재단 프레임이 상기 정의한 바와 같은 독특한 단위체 배열 구성에 의해 종래기술보다 높은 재단 효율성을 발휘할 수 있는 것은, 단위체들이 직사각형 구조로 이루어져 있고, 그러한 직사각형 단위체들이 모재의 길이방향에 대해 소정 의 각도로 기울어진 상태에서 재단되기 때문이다.

본 발명자들이 확인한 바로는 단위체가 정사각형이거나 또는 기울어지지 않은 상태로 재단하는 경우에는, 오히려 상호 대면하는 변들을 일치시킨 상태로 단위체들을 인접시키는 배열 구성이 더욱 높은 재단 효율성을 발휘하는 것으로 확인되었다. 따라서, 본 발명에 따른 재단 프레임은 이러한 직사각형 단위체들을 소정의 각도로 기울어진 상태로 재단하는데 바람직하게 사용될 수 있다.

상기에서 '최상부열의 단위체들'과 '최하부열의 단위체들'은, 사각형 모재에 배열된 일련의 직사각형 단위체들 중, 실질적으로 가장 위쪽과 아래쪽에 위치하는 직사각형 단위체들을 의미하며, 이들은 공통적으로 1 변 내지 3 변에서만 다른 단위체들과 접해 있다는 특징을 가진다.

반면에, 최상부열의 단위체들과 최하부열의 단위체들 사이에 위치하는 나머지 직사각형 단위체들 중 다수의 직사각형 단위체들은, 앞서 정의한 바와 같이, 4 개의 변에서 각각 다른 직사각형 단위체들과 접하도록 배열되어 있다. 종래기술에 따른 단위체 배열 구성에서는 직사각형 단위체의 4 개의 변들 중, 2 개의 변은 각각 2 개의 다른 직사각형 단위체들과 접하게 되고, 나머지 2 개의 변은 각각 1 개의 다른 직사각형 단위체와 접하게 된다. 따라서, 종래기술에 따르면, 직사각형 단위체가 접할 수 있는 다른 직사각형 단위체들의 수는 5 개(도 2 참조) 또는 6 개(도 1 참조)이다.

이러한 점을 고려할 때, 본 발명에 따른 단위체 배열 구성에서는, 임의의 직사각형 단위체가 각 변에서 오직 하나의 다른 직사각형 단위체와 접하기 위해, 직 사각형 단위체들 상호간에 다소 어긋난 배열을 이루게 된다. 따라서, 인접한 4 개의 직사각형 단위체들 중 적어도 일부 조합들은 상호 인접하는 중앙부위에 아일랜드형 잉여부를 형성하게 된다. 상기 '아일랜드형 잉여부'는 앞서 설명한 바와 같은 어긋난 배열 구성에 의해 만들어지는 상대적으로 큰 크기의 잉여부를 의미한다. 이러한 아일랜드형 잉여부는 모재를 재단한 후 얻어지는 재단 스크랩 상에 작은 사각형의 형태로 남게 된다.

본 발명에서, 최상부열과 최하부열의 단위체들을 제외한 나머지 직사각형 단위체들 중 다수의 직사각형 단위체들이 4 개의 변에서 각각 다른 직사각형 단위체들과 접하도록 배열되어 있다는 것은, 배열 구성의 다양성으로 인해, 일부 직사각형 단위체들이 예외적으로 4 미만 또는 초과 개수의 직사각형 단위체들과 접하는 경우를 포함하는 의미한다. 그러나, 다수의 직사각형 단위체들은 그러한 규칙성을 나타낸다.

본 발명에서, 상기 모재는 1 회 또는 수 회의 재단 작업을 수행할 수 있는 독립된 단일부재일 수도 있고, 일정한 폭과 상대적으로 매우 큰 길이를 가진 연속부재일 수도 있다. 후자의 연속부재는 긴 길이의 모재 시트로서, 예를 들어, 롤러에 감겨 있는 모재 시트를 풀면서 재단 프레임에 의해 순차적으로 재단하는 경우에 사용될 수 있다. 직사각형 단위체들의 제조 공정성 및 경제성 측면에서, 상기 모재는 연속부재인 것이 바람직하다.

앞서의 설명과 같이, 상기 직사각형 단위체들 모두는 모재의 길이방향으로 소정의 각도로 기울어진 상태로 모재로부터 절취된다. 직사각형 단위체를 모재에 대해 소정의 각도로 재단하여야 하는 경우는, 예를 들어, 모재의 길이방향 또는 폭방향에 대한 고유의 물성 등이 사각형 단위체에서 소정의 각도로 표현되어야 하는 경우를 들 수 있으며, 이러한 기울기 각도는, 예를 들어, 20 내지 70도일 수 있다.

하나의 바람직한 예에서, 모재는 길이방향 또는 폭방향으로 광 또는 전자파 중 특정 방향의 파동 만을 흡수 또는 투과하는 층('흡수층 또는 투과층')을 포함하고 있는 필름이고, 모재에서 절취된 사각형 단위체에는 상기 흡수층 또는 투과층이 45도로 기울어져 있는 상대적으로 작은 크기의 필름일 수 있다.

본 발명에 따른 재단 프레임은 종래기술과 비교하여 실질적으로 모재의 재단 면적률을 높이기 위한 단위체 배열 구성을 가진다. 앞서 설명한 도 1 및 도 2의 종래기술에서는 모재의 재단폭(D)이 유효폭(W)에 대해 현저히 작은 크기를 가진다. 즉, 유효폭(W)에서 재단폭(D)을 제외한 하단부위가 재단 스크랩으로 그대로 버려진다.

따라서, 재단 면적률의 높이는 것은, 바람직하게는, 모재의 유효폭을 최대로 활용하기 위한 직사각형 단위체들의 배열 구성일 수 있으며, 예를 들어, 상기 최상부열 단위체들의 상단 꼭지점과 최하부열 단위체들의 하단 꼭지점 사이의 폭('재단폭')은 상기 모재의 유효폭을 기준으로 95% 내지 100%일 수 있다.

이 경우, 직사각형 단위체들은 재단폭이 유효폭에 근접할 수 있도록, 앞서 설명한 바와 같은 다소 어긋난 배열을 이루게 되며, 그 결과, 다수의 직사각형 단위체들은 4 개의 서로 다른 직사각형 단위체들과 접하게 되고, 인접 부위에서 다수의 아일랜드형 잉여부가 만들어진다.

상기 유효폭은, 모재의 실제 폭에서, 모재의 특성 또는 재단 공정 상의 원인으로 인해, 재단된 직사각형 단위체에 포함되지 않을 필요가 있는 부위 또는 재단이 용이하지 않은 부위(예를 들어, 모재의 상단과 하단 부위)를 제외하고, 실질적으로 재단이 가능한 모재의 부위를 의미한다. 경우에 따라서는, 유효폭이 모재의 실제 폭과 동일할 수도 있음은 물론이다.

최상부열의 단위체들과 최하부열의 단위체들을 제외한 나머지 직사각형 단위체들의 조합 수를 기준으로 4 개의 인접한 직사각형 단위체들이 상기 아일랜드형 잉여부를 형성하는 조합은, 직사각형 단위체의 종류 및 개수에 따라 다소 달라질 수는 있지만, 바람직하게는 50% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상일 수 있다.

직사각형 단위체의 종류가 1 종류인 경우와, 2 종류 이상이더라도 그것의 크기가 정비례 관계를 갖지 않는 경우에는, 실질적으로 대부분의 단위체 조합에서 아일랜드형 잉여부가 만들어진다. 아일랜드형 잉여부의 크기는 모두 동일할 수도 있고 서로 다를 수도 있다.

바람직하게는, 직사각형 단위체들이 접하는 부위에는 아일랜드형 잉여부보다 작은 크기의 커팅 마진이 형성되어 있는 구조로 이루어져 있다. 재단 프레임은 큰 사각형 모재에서 다수의 작은 직사각형 단위체들을 커터에 의해 독립적으로 재단한다. 따라서, 직사각형 단위체들이 완전히 접해 있는 경우, 즉, 서로 인접한 직사각형 단위체들의 서로 대면하는 변들이 하나의 커터에 의해 동시에 만들어지는 경우에는, 커팅 공정과 이후의 공정에서, 독립적인 단위체로서 다뤄지기 용이하지 않을 수 있다. 따라서, 직사각형 단위체들 사이에 작은 커팅 마진을 가지도록 배열 하는 것이 더욱 바람직하다. 다만, 이러한 커팅 마진은 앞서의 설명과 같이 아일랜드형 잉여부보다는 작은 크기로 이루어져 있다.

본 발명에서, 직사각형 단위체들은 1 종류일 수도 있고, 2 종류 이상일 수도 있다. 그러나, 2 종류 이상의 직사각형 단위체들의 배열 구성에서도, 상기와 같은 단위체 인접 조건과 아일랜드형 잉여부의 형성 조건은 모두 적용된다.

본 발명에서 직사각형 단위체들의 배열 구성은 실질적으로 재단 프레임에서 커터 또는 커터의 배열 구성과 일치한다. 따라서, 본 발명에서 별도의 설명이 없는 한, 직사각형 단위체들의 배열 구성은 커터 또는 커터의 배열 구성을 의미하는 것으로 해석된다.

상기 커터는 모재로부터 사각형 단위체들을 절취할 수 있는 구조 내지 특성을 가지고 있다면, 그것의 종류가 특별히 제한되는 것은 아니며, 대표적으로, 금속 나이프와 제트워터 나이프 등과 같은 재단용 나이프, 레이저 등과 같은 재단용 광원 등을 들 수 있다.

본 발명은 또한 하나 또는 두 종류 이상의 직사각형 단위체 다수 개를 소정의 각도로 기울어진 상태에서 모재로부터 절취한 후 얻어진 재단 스크랩을 제공한다.

구체적으로, 본 발명에 따른 재단 스크랩은, 직사각형 단위체의 천공부들이 커팅 마진에 의해 연속적으로 연결되어 있으며, 최상부열의 단위체 천공부들과 최하부열의 단위체 천공부들을 제외한 나머지 직사각형 단위체 천공부들 중 다수의 직사각형 단위체 천공부들은 4 개의 변에서 각각 다른 직사각형 단위체 천공부들과 상기 커팅 마진의 간격으로 접하도록 배열되어 있고, 인접한 4 개의 직사각형 단위체 천공부들로 이루어진 조합들 중 적어도 일부 조합이 상기 커팅 마진보다 큰 크기의 아일랜드형 잉여부가 중앙에 형성되도록 배열되어 있는 것을 특징으로 한다. 이러한 재단 스크랩에서 직사각형 단위체 천공부의 형상은 재단 프레임에서 커터(또는 커터)의 배열 형상을 그대로 반영한다. 따라서, 상기 재단 스크랩에 대응하는 재단 프레임에서, 커터는 직사각형 단위체들 사이에 커팅 마진에 대응하여 상호 이격되어 있고, 인접한 4 개의 직사각형 단위체 조합 다수가 아일랜드형 잉여부를 형성하도록 커터가 배열되어 있다.

본 발명에 따른 재단 프레임은, 소재의 특성상 방향 특이성이 요구되는 직사각형 단위체들을 모재로부터 기울어진 상태로 재단하여야 할 때, 독특하고 규칙적인 단위체 배열 구성에 의해 높은 재단 효율성을 발휘할 수 있으며, 특히, 대량 생산을 통해 많은 수의 직사각형 단위체들을 제조함에 있어서, 상기와 같은 높은 재단 효율성은 전체 제조비용의 큰 절감을 유발할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예들에 따른 도면들을 참조하여 발명의 내용을 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.

도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 재단 프레임에서 커터를 구성하기 위해 그에 대응하는 1 종류의 직사각형 단위체들을 모재 상에 위치시킨 상태의 모식도가 도시되어 있다.

도 3을 참조하면, 직사각형 단위체(200)가 4 개의 변에서 각각 다른 직사각형 단위체들(210, 230 등)과 접하지만, 직사각형 단위체(220)와는 접하지 않는 배열 구성으로 이루어져 있다. 이와 대비하여, 도 1의 단위체 배열 구성에서는 하나의 직사각형 단위체가 6 개의 직사각형 단위체들과 접해 있고, 도 2의 단위체 배열 구성에서는 하나의 직사각형 단위체가 5 개의 직사각형 단위체들과 접하면서 배열되어 있다. 따라서, 도 1과 2의 단위체 배열 구성에서는 직사각형 단위체의 일부 변이 동시에 2 개의 단위체들과 접하면서 배열되어 있다. 참고로, 도 3에서는 표현의 간소화를 위하여, 직사각형 단위체(200)에 접하는 4 개의 직사각형 단위체들(210, 230) 만을 나타내었고, 나머지 2 개의 직사각형 단위체들은 별도로 표시하지 않았다.

또한, 서로 인접한 4 개의 직사각형 단위체들(200, 210, 220, 230)의 중앙부위에는 아일랜드형 잉여부(110)가 형성되도록 배열되어 있다(일점 쇄선 원 부위 참조). 아일랜드형 잉여부(110)는 직사각형 단위체들의 각각의 변들에 의해 만들어지는 대략 사각형 형상의 잉여부로서, 이러한 구조는 도 1 및 도 2의 배열 구성에서는 전혀 확인되지 않는다.

상기와 같은 단위체 배열 구성은 도 1에서보다 모재 시트(100)의 활용도가 크며, 바람직하게는 모재 시트(100)의 유효폭(W)이 실질적으로 재단폭(D)과 거의 동일하다.

또한, 1 변이 인접해 있는 직사각형 단위체들(200, 210) 사이에는 아일랜드형 잉여부(110)보다 작은 크기의 커팅 마진(120)이 위치한다. 따라서, 재단 시트(100)로부터 직사각형 단위체들(200, 210, 220, 230)을 재단할 때, 재단 프레임의 커터에 의해 각각 단위체들이 독립 단위체로서 효과적으로 절취될 수 있다.

본 발명에 따른 재단 프레임에서의 단위체 배열 구성에 의해 모재의 재단율이 향상된다는 사실은 도 4 내지 도 6 및 그에 따른 이하의 설명에서 확인할 수 있다.

도 4에는 특정한 재단 프레임에 소정 크기의 직사각형 단위체들을 종래기술에 따라 배열할 때의 구성이 예시되어 있고, 동일 조건에서 도 5 및 6에는 본 발명에 따른 재단 프레임에서의 다양한 단위체 배열 구성의 실시예들이 부분 모식도로서 도시되어 있다.

우선, 도 4를 참조하면, 가로 160 cm x 세로 100 cm의 재단 프레임(100)에는 가로 25 cm x 세로 20 cm의 직사각형 단위체들(20)이 45도로 기울어진 상태에서 도 1에서와 같이 세로 변(단변)이 상호 일치하면서 접하도록 배열되어 있다.

이러한 단위체 배열 구성(101)에 의해 재단 프레임(100)에는 총 16 개의 직사각형 단위체들(20)(정확하게는, 직사각형 단위체들에 대응하는 커터들)이 배열되어 있으며, 직사각형 단위체들(20)이 배열되어 있지 않은 부분은 모재 스크랩으로 버려진다.

재단 프레임(100)은 소정의 피치 폭(P)으로 연속적으로 모재(도시하지 않음)를 커팅하는 바, 1회 커팅 작업시 재단되는 직사각형 단위체들(20)의 개수를 늘리 거나, 또는 1회 커팅시 동일한 개수의 직사각형 단위체들(20)을 재단하더라도 피치 폭(P)을 줄이면 그만큼 재단 손실률을 줄일 수 있다.

도 4에서와 같은 단위체 배열 구성(101)에 따르면, 100 m 길이의 모재(즉, 가로 1000 cm x 세로 100 cm)를 재단할 때, 총 1372 장의 직사각형 단위체들(20)이 생산되어, 모재 1 m 당 13.72 장의 생산율을 나타내며, 이를 면적 효율로 환산하면 63.41%이다. 나머지 36.59%에 대응하는 모재는 재단 스크랩으로 버려진다.

한편, 도 5와 도 6의 단위체 배열 구성(102, 103)은 4 개의 인접한 직사각형 단위체들(200) 사이에 아일랜드형 잉여부(111, 112)가 형성되어 있다는 공통점을 가진다. 반면에, 이들 아일랜드형 잉여부(111, 112)의 형상은 조금 다르다. 즉, 도 5의 아일랜드형 잉여부(111)는 도 6의 아일랜드형 잉여부(112)에 비해 일측 방향으로 더욱 긴 길이의 직사각형 형상을 이루고 있으며, 이는 도 5의 단위체 배열 구성(103)에서 직사각형 단위체들(200)이 더욱 크게 엇갈려 있음으로써 만들어진 결과이다.

이러한 단위체 배열 구성을 바탕으로, 도 4와 관련하여 설명한 크기와 동일한 모재를 재단할 경우, 도 5의 단위체 배열 구성(102)에서는 총 1521 장의 사각형 단위체들(200)이 생산되고, 도 6의 단위체 배열 구성(103)에서는 총 1630 장의 사각형 단위체들(200)이 생산된다. 이를 면적 효율로 환산하면, 도 5의 단위체 배열 구성(102)은 69.9%이고 도 6의 단위체 배열 구성(103)은 74.88%로서, 도 4의 단위체 배열 구성(101)과 비교하여 각각 6.49%와 11.47%의 재단 효율성이 향상된 것이다.

따라서, 직사각형 단위체들을 완전히 밀착시킨 상태에 접하도록 배열한 도 4의 배열 구성에서 가장 높은 재단율을 나타낼 것이라는 종래기술에서의 예상과는 달리, 놀랍게도 도 5 및 도 6에서와 같이 엇갈린 배열 구성이 더 높은 재단율을 발휘할 수 있음을 확인할 수 있다. 이러한 재단 효율성의 향상은 아일랜드형 잉여부의 형상에 따라 달라질 수 있음을 또한 확인할 수 있다.

도 7에는 종래기술에 따른 재단 프레임에서 커터를 구성하기 위해 그에 대응하는 2 종류의 직사각형 단위체들을 모재 상에 위치시킨 상태의 모식도가 도시되어 있다. 2 또는 그 이상의 종류의 직사각형 단위체들을 동시에 재단하는 경우는, 특히, 각 종류의 직사각형 단위체들을 수요량의 변동에 능동적으로 맞춰 생산하고자 할 때 바람직하다.

종래기술에 따르면, 2 종류의 직사각형 단위체들을 배열할 때, 일련의 직사각형 단위체들을 일측 변이 일치하도록 배열하거나, 직사각형 단위체들이 동일 축상에 위치하도록 배열한다. 도 7에는 일측 변에서 일치하도록 배열된 구성이 도시되어 있는 바, 이러한 배열 구성에서는 일부 직사각형 단위체(201)의 경우, 3 개의 직사각형 단위체들과 접하고, 일부 직사각형 단위체(202)의 경우, 5 개의 직사각형 단위체들과 접하게 되므로, 일정한 규칙성을 나타내지 않는다. 또한, 아일랜드형 잉여부가 전혀 형성되어 있지 않다.

비록, 도 7의 단위체 배열 구성이 재단폭(D)이 모재(100)의 유효폭(W)에 거의 일치하는 구조를 나타내기는 하지만, 본 출원의 발명자들이 다양한 단위체 배열 구성들을 검토한 바로는, 2 종류의 직사각형 단위체들을 배열하는 경우에도, 본 발 명에 따른 배열 구성이 더 높은 재단 효율성을 나타낼 수 있는 것으로 확인되었다.

도 8에는 2 종류의 직사각형 단위체들을 배열하는 경우에 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다양한 단위체 배열 구성에 대한 부분 모식도가 도시되어 있다. 도 8의 단위체 배열 구성은 기본적으로 도 7의 배열 구성과 비교하여, 더 높은 재단 효율성을 나타낸다.

도 8을 참조하면, 크기 비가 30:34인 작은 직사각형 단위체(203, 204)와 큰 직사각형 단위체(205, 206)를 2:3의 개수 비로 배열할 때의 하나의 예시적인 단위체 배열 구성(104)의 일부 예가 도시되어 있다. 여기서, 크기 비는 각각의 직사각형 단위체들(203, 204, 205, 206)의 대각선 길이를 기준으로 한 것이다.

직사각형 단위체(203, 204)와 큰 직사각형 단위체(205, 206)를 함께 포함하는 단위체 배열에는 아일랜드형 잉여부들(114)이 포함되어 있으며, 이는 도 7의 배열 구성과는 구별된다.

단위체 배열 구성에 따라서는, 일부 직사각형 단위체들(204, 205, 206)이 인접하는 일부 부위(B)에서 아일랜드형 잉여부가 형성되지 않을 수도 있다. 그러나, 본 발명에 따른 단위체 배열 구성에서는 적어도 일부의 직사각형 단위체들의 조합에서 아일랜드형 잉여부(114)가 반드시 포함된다.

도 9에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 재단 스크랩의 형상을 보여주는 부분 모식도가 도시되어 있다.

도 9를 참조하면, 재단 스크랩(100a)은 도 3의 단위체 배열 구성에 의해 모재로부터 다수의 단위체들을 절취한 후에 얻어진다. 구체적으로, 도 3의 단위체 배열 구성을 포함하는 재단 프레임을 사용하여 모재를 순차적으로 절취하면, 직사각형 단위체의 천공부들(200a)은 커팅 마진(120a)에 의해 연속적으로 연결되어 있으며, 다수의 직사각형 단위체 천공부들(200a)은 4 개의 변에서 각각 다른 직사각형 단위체 천공부들과 커팅 마진(120a)의 간격으로 접하도록 배열된 재단 스크랩(100a)이 얻어진다.

또한, 이러한 재단 스크랩(100a)에서, 인접한 4 개의 직사각형 단위체 천공부들(200a)의 중앙부위에 커팅 마진(120a)보다 큰 크기의 아일랜드형 잉여부(110a)가 형성되어 있다.

이상 본 발명의 일부 실시예들에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 재단 프레임에서 커터를 구성하기 위해 그에 대응하는 직사각형 단위체들을 모재 상에 위치시킨 상태의 모식도들이다;

도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 재단 프레임에서 커터를 구성하기 위해 그에 대응하는 1 종류의 직사각형 단위체들을 모재 상에 위치시킨 상태의 모식도이다;

도 4는 특정한 재단 프레임에 소정 크기의 직사각형 단위체들을 종래기술에 따라 배열할 때의 단위체 배열 구성에 대한 모식도이다;

도 5 및 6은 도 4에서와 동일한 조건 하에서 본 발명에 따른 재단 프레임의 다양한 단위체 배열 구성의 실시예들에 대한 부분 모식도들이다;

도 7은 종래기술에 따른 재단 프레임에서 커터를 구성하기 위해 그에 대응하는 2 종류의 직사각형 단위체들을 모재 상에 위치시킨 상태의 모식도이다;

도 8은 2 종류의 직사각형 단위체들을 배열하는 경우에 본 발명의 하나의 실시예에 따른 단위체 배열 구성의 부분 모식도이다;

도 9는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 재단 스크랩의 형상을 보여주는 부분 모식도이다.

Claims (10)

1. 사각형 모재에서 상대적으로 작은 크기를 가진 하나 또는 두 종류 이상의 직사각형 단위체 다수 개를 소정의 기울기로 재단하기 위한 커터들이 상기 직사각형 단위체들에 대응하는 형상으로 장착 또는 형성되어 있는 재단 프레임으로서, 최상부열의 단위체들과 최하부열의 단위체들을 제외한 나머지 직사각형 단위체들 중 다수의 직사각형 단위체들은 4 개의 변에서 각각 다른 직사각형 단위체들과 접하도록 배열되어 있고, 서로 인접한 4 개의 직사각형 단위체들로 이루어진 조합들 중 적어도 일부의 조합들은 중앙에 아일랜드형 잉여부를 형성하는 배열을 이루도록, 상기 직사각형 단위체들의 배열 구성에 대응하여 커터들이 장착 또는 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 재단 프레임.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 모재는 일정한 폭과 상대적으로 매우 큰 길이를 가진 연속부재인 것을 특징으로 하는 재단 프레임.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 직사각형 단위체는 20 내지 70도로 기울어진 것을 특징으로 하는 재단 프레임.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 모재는 길이방향 또는 폭방향으로 광 또는 전자파 중 특정 방향의 파동 만을 흡수 또는 투과하는 층('흡수층 또는 투과층')을 포함하 고 있는 필름이고, 모재에서 절취된 사각형 단위체에는 상기 흡수층 또는 투과층이 45도로 기울어져 있는 상대적으로 작은 크기의 필름인 것을 특징으로 하는 재단 프레임.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 최상부열 단위체들의 상단 꼭지점과 최하부열 단위체들의 하단 꼭지점 사이의 폭('재단폭')은 상기 모재의 유효폭을 기준으로 95% 내지 100%인 것을 특징으로 하는 재단 프레임.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 아일랜드형 잉여부를 형성하는 조합은 최상부열의 단위체들과 최하부열의 단위체들을 제외한 나머지 직사각형 단위체들의 조합 수를 기준으로 50% 이상인 것을 특징으로 하는 재단 프레임.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 직사각형 단위체들이 접하는 부위에는 아일랜드형 잉여부보다 작은 크기의 커팅 마진이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 재단 프레임.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 커터는 재단용 나이프 또는 재단용 광원인 것을 특징으로 하는 재단 프레임.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 재단용 나이프는 금속 나이프 또는 제트워터 나이프 이고, 상기 재단용 광원은 레이저인 것을 특징으로 하는 재단 프레임.
10. 하나 또는 두 종류 이상의 직사각형 단위체 다수 개를 소정의 각도로 기울어진 상태에서 모재로부터 절취한 후 얻어진 재단 스크랩으로서, 직사각형 단위체의 천공부들이 커팅 마진에 의해 연속적으로 연결되어 있으며, 최상부열의 단위체 천공부들과 최하부열의 단위체 천공부들을 제외한 나머지 직사각형 단위체 천공부들 중 다수의 직사각형 단위체 천공부들은 4 개의 변에서 각각 다른 직사각형 단위체 천공부들과 상기 커팅 마진의 간격으로 접하도록 배열되어 있고, 인접한 4 개의 직사각형 단위체 천공부들로 이루어진 조합들 중 적어도 일부 조합이 상기 커팅 마진보다 큰 크기의 아일랜드형 잉여부가 중앙에 형성되도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 재단 스크랩.

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