(57)【要約】切断縁部（６０）と、固定縁部（７０）と、切断縁部（６０）を固定縁部（７０）に接続する複数の梁要素（８０）と、を含み、梁要素（８０）の各々が、切断縁部（６０）から約２０度〜約８０度それて配向された梁要素範囲（１００）を有し、各梁要素（８０）が、剛性低減ゾーン（９０）によって隣接する梁要素（８０）から分離され、各剛性低減ゾーン（９０）が、切断縁部（６０）から約２０度〜約８０度それて配向された剛性ゾーン範囲（１３０）を有する、ナイフ（５０）。ナイフ（５０）は、ウェブ（１０）を切断するためのプロセス及び装置において用いることができる。
2020500726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナイフ（５０）であって、
切断縁部（６０）と、
固定縁部（７０）と、
前記切断縁部を前記固定縁部に接続する複数の梁要素（８０）であって、前記梁要素の各々が、前記切断縁部から２０度〜８０度それて配向された梁要素範囲（１００）を有し、各前記梁要素が、剛性低減ゾーン（９０）によって隣接する梁要素から分離され、各剛性低減ゾーンが、前記切断縁部から２０度〜８０度それて配向された剛性低減ゾーン範囲（１３０）を有する、複数の梁要素と、を備える、ナイフ。
【請求項２】
前記梁要素範囲が、前記切断縁部から３０度〜６０度それて配向されている、請求項１に記載のナイフ。
【請求項３】
前記梁要素が、前記固定縁部よりも前記切断縁部に近い、請求項１又は２に記載のナイフ。
【請求項４】
前記剛性低減ゾーンが、スロット（１９０）である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のナイフ。
【請求項５】
前記切断縁部が、端部から端部まで配置されかつ互いに一体になって配置された複数の梁要素によって、前記固定縁部に接続されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のナイフ。
【請求項６】
前記梁要素が、湾曲している、請求項１〜５のいずれか一項に記載のナイフ。
【請求項７】
前記梁要素が、前記梁要素範囲に対して直交する梁要素幅（１５０）と、前記梁要素範囲に沿う梁要素長さ（１６０）と、を有し、前記梁要素が、２〜４０の梁要素長さ対梁要素幅の比を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のナイフ。
【請求項８】
前記剛性低減ゾーンが、前記剛性低減ゾーン範囲に対して直交する剛性低減ゾーン幅（１７０）と、前記剛性低減ゾーン範囲に沿う剛性低減ゾーン長さ（１８０）と、を有し、前記剛性低減ゾーンが、２〜４０の剛性低減ゾーン長さ対剛性低減ゾーン幅の比を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載のナイフ。
【請求項９】
前記切断縁部が、長手方向軸（Ｌ）を画定し、前記ナイフが、前記切断縁部と前記長手方向軸に対して直交する前記固定縁部との間にｚ軸（ｚ）を有し、前記梁要素が、梁要素厚さ（２００）を有し、前記剛性低減ゾーンが、剛性低減ゾーン厚さ（２１０）を有し、その両方が、前記長手方向軸及び前記ｚ軸によって画定される平面に対して直交する方向にあり、前記梁要素厚さが、前記剛性低減ゾーン厚さよりも大きい、請求項１〜８のいずれか一項に記載のナイフ。
【請求項１０】
前記梁要素が、梁要素の弾性率を有し、前記剛性低減ゾーンが、剛性低減ゾーンの弾性率を有し、前記梁要素の弾性率が、前記剛性低減ゾーンの弾性率よりも大きい、請求項１〜９のいずれか一項に記載のナイフ。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載のナイフでウェブ（１０）を切断するプロセスであって、
ウェブ（１０）を提供する工程と、
プレス機（３０）上に取り付けられた前記ナイフを提供する工程と、
アンビル（４０）を提供する工程であって、前記アンビルは、前記ウェブが前記アンビルと前記プレス機との間を通過する際、前記ウェブを支持する、アンビルを提供する工程と、
前記ウェブが前記プレス機と前記アンビルとの間を通過する際、前記ナイフで前記ウェブを切断する工程と、を含む、プロセス。
【請求項１２】
前記プレス機が、機械方向（ＭＤ）に回転する回転プレス機であり、前記ナイフが、前記機械方向に対して直交する前記回転プレス機の横断方向（ＣＤ）に取り付けられ、
前記アンビルが、前記回転プレス機と逆に回転する回転アンビルである、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１３】
前記ナイフが、前記プレス機に対して垂直から１０度以内に取り付けられている、請求項１１又は１２に記載のプロセス。
【請求項１４】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載のナイフでウェブを切断するための装置（１０）であって、
機械方向（ＭＤ）及び前記機械方向に対して直交する横断方向（ＣＤ）を有する回転プレス機（３０）と、
回転アンビル（４０）と、
前記ナイフとを備え、
前記ナイフは、前記回転プレス機と前記回転アンビルとの間に位置付けられ、前記切断縁部が前記横断方向に配向された状態で前記回転プレス機に取り付けられている、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
梁要素を有するナイフで切断すること。
【背景技術】
【０００２】
製品及びパッケージの製造は、多くの場合、連続的な平坦な材料のウェブを個々の製品及びパッケージに変換することを必要とする。例えば、可溶性単位用量布地及び食器ケアパウチは、フィルムの層を成形及び組み立てることによって、三次元パウチに変換される水溶性フィルムの平坦なウェブから形成される。同様に、おむつ、生理用ナプキン、拭き取り用品、包帯などは、材料の複数の平坦なウェブを互いに積層し、層状ウェブを切断して、複数の材料層からなる個々の製品を形成することによって形成される。
【０００３】
材料のウェブは、その上に取り付けられた切断ナイフを有する回転プレス機のニップ及びアンビルにウェブを通すことによって、横断方向において切断することができる。ウェブがプレス機とアンビルとの間のニップを通過する際、切断ナイフは、ウェブに当たり、ウェブを切断する。横断方向にウェブを一貫して完全に切断するために、回転プレス機及びアンビルは、切断ナイフとアンビルとの間に干渉があるように設定される。すなわち、回転プレス機及びアンビルは、互いに非常に近接して設定され、その結果、回転プレス機及びアンビルが互いに逆回転することを可能にするために、切断ナイフはわずかに変形しなければならない。例えば、ナイフは、４０ｍｍの高さを有してもよく、回転プレス機及びアンビルの周囲表面は、それらが３９．９ｍｍだけ離れるように設定される。このため、材料のウェブが回転プレス機とアンビルとの間のニップを通じて供給されるとき、ナイフが回転プレス機の表面とアンビルとの間のニップを通過できるように、０．１ｍｍの変形又は移動を提供しなければならない。
【０００４】
通常、変形の大部分は、回転プレス機及び／又はアンビルの変形又は移動ではなく、ナイフの変形によって望ましくは提供される。回転プレス機及び／又はアンビルの一方又は両方の回転軸の移動は、ウェブの移動の制御不能、及び高価な精密機械機器の部品の疲労をもたらす可能性がある。典型的には、アンビルは、鋼等の固体硬化材料から形成され、典型的な切断負荷及び応力下で周辺変形はほとんど生じない。
【０００５】
ナイフがほとんどの干渉を調整する設計のため、ナイフは、ウェブが機械方向に切断されるたびに、装填され、及び取り外される。ラインを転換するオペレータは、メンテナンスのために彼らのラインを閉鎖することを嫌悪する。したがって、彼らは、メンテナンスのためのダウン時間を最小限の量にして、長い時間動作させるように、このような変換ライン上の切断システムを設計することを試みる。理想的には、オペレータは、数百万回の切断、並びにそのために数百万回のナイフの装填及び取り外しを、変換ラインを閉鎖することなく行いたい。回転プレス機上に取り付けられたナイフを数百万回の装填及び取り外しは、ナイフの疲労をもたらす可能性があり、最終的にナイフの破損につながり得る。回転切断ナイフ内の疲労を低減させるための１つの技術は、ナイフの湾曲によって干渉が調整されるように、回転プレス機上に切断ナイフを、アンビルに対してある角度で取り付けることである。ナイフをそのように取り付けることの欠点は、可溶性単位用量布地及び食器ケアパウチ等の三次元形状に形成されるウェブを切断するために、低速で動作する可変速度回転プレス機が必要とされ得るということである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これらの制限を念頭に置いて、長い疲労寿命を有する回転プレス機ナイフに関して、未だ対処されていない継続的な必要性が存在する。驚くべきことに、本発明の装置及びプロセスは、ナイフの疲労寿命を改善する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
切断縁部と、固定縁部と、当該切断縁部を当該固定縁部に接続する複数の梁要素であって、当該梁要素の各々が、当該切断縁部から約２０度〜約８０度それて配向された梁要素範囲を有し、各当該梁要素が、剛性低減ゾーンによって隣接する梁要素から分離され、各剛性低減ゾーンが、当該切断縁部から約２０度〜約８０度それて配向された剛性低減ゾーン範囲を有する、複数の梁要素と、を備える、ナイフ。
【０００８】
ウェブを切断するプロセスであって、ウェブを提供する工程と、プレス機上に取り付けられたナイフを提供する工程であって、当該ナイフが、切断縁部と、固定縁部と、当該切断縁部を当該固定縁部に接続する複数の梁要素とを備え、当該梁要素の各々は、当該切断縁部から約２０度〜約８０度それて配向された梁要素範囲を有し、各当該梁要素は、剛性低減ゾーンによって隣接する梁要素から分離され、各剛性低減ゾーンは、当該切断縁部から約２０度〜約８０度それて配向された剛性低減ゾーン範囲を有する、ナイフを提供する工程と、アンビルを提供する工程であって、当該アンビルは、当該ウェブが当該アンビルと当該プレス機との間を通過する際、当該ウェブを支持する、アンビルを提供する工程と、当該ウェブが当該プレス機と当該アンビルとの間を通過する際、当該ウェブを当該ナイフで切断する工程と、を含む、プロセス。
【０００９】
ウェブを切断するための装置であって、機械方向及び当該機械方向に対して直交する横断方向を有する回転プレス機と、回転アンビルと、ナイフであって、切断縁部と、固定縁部と、当該切断縁部を当該固定縁部に接続する複数の梁要素とを備え、当該梁要素の各々が、当該切断縁部から約２０度から約８０度にそれて配向された梁要素範囲を有し、各当該梁要素が、剛性低減ゾーンによって隣接する梁要素から分離され、各剛性低減ゾーンが、当該切断縁部から約２０度〜約８０度それて配向された剛性低減ゾーン範囲を有する、ナイフと、を備え、当該ナイフは、当該切断縁部が当該横断方向に配向された状態で当該回転プレス機に取り付けられている、装置。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ウェブを切断するための装置である。
【図２】回転プレス機及び回転アンビルを含む、ウェブを切断するための装置である。
【図３】ナイフの側面図である。
【図４】図３に記されたような、ナイフの斜視図である。
【図５】ナイフの側面図である。
【図６】スロットを有するナイフの側面図である。
【図７】ナイフの薄肉部分である剛性低減ゾーンを有する、ナイフの断面である。
【図８】ナイフの斜視図である。
【図９】パウチのウェブを切断するための装置である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、ウェブを切断するための装置５の例解である。ウェブ１０は、プレス機３０とアンビル４０との間のニップ２０に搬送される。ナイフ５０は、プレス機３０上に取り付けることができる。装置５は、ウェブ１０の移動の方向において機械方向ＭＤを有すると考えることができる。
【００１２】
ウェブ１０が図１において左から右に供給されると、ウェブは、プレス機３０とアンビル４０との間のニップ２０に入る。プレス機３０は、ウェブ１０がニップ２０を通過する際に、ナイフ５０がアンビル４０に向かって移動し、ナイフ５０がウェブ１０を切断するように移動する。これにより、ウェブ１０を装置５の上流にある状態から、装置５の下流の別個の部品又は物品５５に変換させる。
【００１３】
ウェブ１０の付加的な長さが、左から右に供給される際、ナイフ５０は、ウェブを横断方向ＣＤにおいて繰り返し切断するために、アンビル４０に向かって、及びアンビル４０から離れて断続的に移動する。これが、複数の切断物品６０を形成する。切断後、切断物品５５は、非限定的な例として、無端ベルトコンベヤ、正圧空気コンベヤ、真空コンベヤ、又は同様のもの上で、ニップ２０から離れて搬送され得る。
【００１４】
ウェブ１０は、平坦なウェブであり得る。例えば、ウェブ１０は、不織布、織布、フィルム、紙、又は他の同様の材料である可能性がある。ウェブ１０は、機械方向ＭＤに巻かれた材料のロールとして提供することができる。
【００１５】
ウェブ１０は、機械方向ＭＤにおいて、互いに接続された複数の製品であり得る。例えば、ウェブ１０は、機械方向ＭＤ、及び必要に応じて横断方向ＣＤにおいて、互いに接合された衣類又は皿を洗浄するための、複数の水溶性単位用量物品であり得る。ウェブ１０は、機械方向ＭＤ、及び必要に応じて横断方向ＣＤにおいて、互いに接合された複数のおむつ又は生理用ナプキンであり得る。
【００１６】
ナイフ５０がアンビル４０に対して押し付けられるたびに、接触力によってナイフ５０がＺ方向において変形させられる。ナイフ５０が切断する回数が増加するにつれて、ナイフ５０の疲労が懸念されるようになる。
【００１７】
ウェブ１０を切断するための回転装置５が、図２に示される。ウェブ１０は、回転プレス機３０と回転アンビル４０との間のニップ２０に向かって、機械方向ＭＤに供給される。１つ以上のナイフ５０が、回転プレス機３０上に取り付けられる。ウェブ１０がニップ２０を通過する際、ナイフ５０がウェブ１０を切断する。これにより、ウェブ１０を装置５の上流にある状態から、装置５の下流の別個の部品又は物品５５に変換させる。ナイフ５０がプレス機３０又は回転プレス機３０の表面に対して垂直に、実質的に垂直に、又はほぼ垂直になるように、ナイフ５０又は複数のナイフ５０をプレス機３０又は回転プレス機３０上に取り付けることができる。物品５５がニップ２０を通過する際、回転プレス機３０に対して約９０度未満の角度で取り付けられたナイフが物品５５と干渉する場合があるため、回転プレス機３０の表面に対して垂直に、ほぼ垂直に、又は垂直から１０度以内にナイフ５０を取り付けることにより、より大きなウェブ１０の速度で成形物品を切断することが可能となり得る。ナイフ５０を回転プレス機３０に対して非垂直に取り付けることによる変化は、ナイフ５０が屈曲のうちの１つから、変形がナイフ５０の横断方向における圧縮及び／又は変形により提供され得るものへと変形を調整する様式に変化させる。
【００１８】
回転構成において、回転プレス機３０及び回転アンビル４０は、図２に示されるように、機械方向ＭＤを有すると見なすことができる。回転プレス機３０及び回転アンビル４０は、互いに逆に回転して、機械方向ＭＤにおいてニップ２０を通じて移動方向を提供する。
【００１９】
ナイフ５０の側面図は、図３に示される。ナイフ５０は、切断縁部６０を有することができる。切断縁部６０は、ナイフ５０の鋭利な部分であり得る。ナイフ５０は、薄い金属又はセラミック材料の連続片から形成することができる。この材料は、ナイフブランクと称することができる。必要に応じて、ナイフ５０は、ナイフ５０が複数の層で構築される付加製造によって形成することができる。
【００２０】
ナイフブランクの一方の縁部は、切断縁部６０を形成するために鋭利にすることができる。切断縁部６０は、ナイフ製造の技術分野において一般的な研削のいずれかにおいて成形することができる。このような切断部は、限定されるものではないが、中空研削、平坦研削、サーベル研削、ノミ研削、複合ベベル、凸面研削、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される切断部を含むことができる。
【００２１】
ナイフ５０の固定縁部７０は、ナイフ５０の切断縁部６０に対向し得る。固定縁部７０は、プレス機３０に取り付けられたナイフ５０の縁部であり得る。ナイフ５０は、ナイフ５０内に提供されたボルト孔を有する貫通孔ボルトによってプレス機３０に接続することができる。ナイフ５０は、挟持把持部又はウェッジ把持部によってプレス機３０に接続することができる。このような把持部における把持力は、ねじ機構又はばね機構によって適用することができる。
【００２２】
ナイフ５０は、切断縁部６０と、固定縁部７０と、切断縁部６０と固定縁部７０とを接続する複数の梁要素８０と、を備えると考えることができる。梁要素８０は、固定縁部７０と切断縁部６０との間で力を伝達するように作用する。各梁要素８０は、剛性低減ゾーン９０によって隣接する梁要素８０から分離される。梁要素８０は、剛性低減ゾーン９０間の材料によって画定される。梁要素８０のうちの１つは、図３内の点刻によって表示される。
【００２３】
梁要素８０は、梁要素範囲１００を有する。梁要素範囲１００は、梁要素８０の梁端部１１０に隣接する剛性低減ゾーン９０を接線によって接続し、接線１２０を二等分することによって決定される（図４）。図４は、図３に記されるものの部分図である。梁要素８０の対向する梁端部１１０において、同様のことが行われる。接線１２０の２つの二等分点は、梁要素範囲１００である線を画定する。２つの接線１２０は、梁端部１１０を画定する。
【００２４】
梁要素範囲１００は長さを有し、長さはスカラー量、例えば３０ｍｍである。梁要素８０は、２つの剛性低減ゾーン９０によって境界を接し、その間に、梁要素が存在し、２つの接線１２０が、梁要素８０の各梁端部１１０において剛性低減ゾーン９０と接する。
【００２５】
梁要素範囲１００は、切断縁部６０から約２０度〜約８０度それて配向され得る。梁要素範囲１００は、切断縁部６０から約３０度〜約６０度に配向することができる。梁要素範囲１００を、切断縁部６０から４５度近くそれて配向することが、剛性低減ゾーン９０の近位の梁端部１１０における応力集中を低減することができる。梁要素範囲１００の最も望ましい配向は、梁要素８０の形状の関数であり得る。
【００２６】
剛性低減ゾーン９０は、減少した剛性ゾーン範囲１３０を有する。剛性低減ゾーン範囲１３０は、一方の剛性低減ゾーン端部１４０を伴う一方の梁端部１１０における接線１２０の交点と、同様の剛性低減ゾーン端部１４０を伴う他方の梁端部１１０における他方の接線１２０との交点との間の線である。剛性低減ゾーン範囲１３０は、一方の剛性低減ゾーン端部１４０から他方の剛性低減ゾーン端部１４０まで剛性低減ゾーン９０を横切って延在する。
【００２７】
各剛性低減ゾーン範囲１３０は、切断縁部６０から約２０度〜約８０度それて配向することができる。
【００２８】
剛性低減ゾーン９０は、様々な構造によって提供することができる。剛性低減ゾーン９０は、梁要素８０よりも機械方向ＭＤにおいてより薄いナイフ５０の部分であり得る。すなわち、ナイフ５０の構成材料は、剛性低減ゾーン９０が梁要素１１０よりもより薄くなるように、剛性低減ゾーン９０内で除去することができる。そのような剛性低減ゾーン９０は、ナイフブランクから始まるナイフ５０において、材料の研削、レーザーアブレーション、又は別様に剛性低減ゾーン９０を形成するために材料をナイフブランクから除去することによって抵抗することができる。同様に、ナイフ５０は、付加製造によって構築することができ、剛性低減ゾーン９０は、構成材料を剛性低減ゾーン９０内に堆積させないことによって提供することができる。
【００２９】
剛性低減ゾーン９０は、ナイフ５０の構成材料の強度を超えることなく、増加した屈曲を有するナイフ５０を提供する。ナイフ５０は、ナイフ５０の構成材料の降伏強度を超えないことによって所望の屈曲を提供することができ、それにより、従来のナイフ５０と比較して改善された耐疲労性を提供する。必要に応じて、ナイフ５０は、ナイフ５０の構成材料の破壊強度を超えないように設計することができる。
【００３０】
ナイフ５０は、複合材料を含むことができる。例えば、切断縁部６０、梁要素８０、及び剛性低減ゾーン９０は、異なる材料から構成され得る。切断縁部６０及び梁要素８０は、１つの材料で形成することができ、剛性低減ゾーン９０は、第２の材料で形成することができる。このようなナイフは、付加製造によって形成することができる。必要に応じて、このようなナイフ５０は、ナイフ５０内に空隙を残すためにナイフブランクから剛性低減ゾーン９０を切断することによって、ここで空隙は、非限定的な例として、ナイフの剛性低減ゾーン９０であるスロットであり、又は前述のように、ナイフブランクから剛性低減ゾーン９０であるナイフ５０の形成された薄肉部分を除去することによって、形成することができる。
【００３１】
梁要素８０は、互いに異なる形状を有することができる。こうしたナイフの非限定的な例が、図５に示される。梁要素範囲１００と、梁端部１１０と、接線１２０と、剛性低減ゾーン範囲１３０と、剛性低減ゾーン端部１４０とが、図５内に記される。互いに形状が異なる梁要素８０を有するナイフに関して、剛性低減ゾーン９０は、同様に互いに異なる形状を有し得る。梁要素８０のうちの任意の１つ、複数の梁要素８０、又は全ての梁要素８０、及びそれにより剛性低減ゾーン９０は、互いに形状が異なる可能性がある。各梁要素８０、及びそれによって剛性低減ゾーン９０は、固有の形状を有することができる。ナイフ５０は、図５に示されるように、２つの異なる梁要素８０の形状を有してもよい。異なる形状の剛性低減ゾーン９０を提供することは、ナイフ５０内の応力分布、及びアンビル４０に対するナイフ５０の切断力の発生をカスタマイズすることに対して有用であり得る。例えば、切断の徹底は、ナイフ５０のいくつかの部分が、ウェブ１０の貫通切断を送達し、ナイフ５０の他の部分がウェブ１０内の部分的な切断を送達しながら、ナイフ５０にわたって可変に作られてもよい。
【００３２】
図３〜図５に示されるように、梁要素８０は、切断縁部から約２０度〜約８０度それて配向することができる。図５において、切断縁部６０からそれる梁要素８０の角度が、βとして記される。
【００３３】
剛性低減ゾーン９０は、必ずしも各々が切断縁部６０に対して同じ配向を有するとは限らない。例えば、１つ以上の剛性低減ゾーン９０は、切断縁部６０から約３０度それて配向することができ、他の剛性低減ゾーン９０のうちの１つ以上は、切断縁部６０から約４０度それて配向することができる。異なる配向で剛性低減ゾーン９０を提供することは、応力集中が発生するナイフ５０を通って応力が伝導される経路、及びその大きさを制御するために有益であり得る。更に、剛性低減ゾーン９０を有するナイフ５０は、剛性低減ゾーン９０を欠く同様の形状のナイフ５０よりも、ｚ方向においてより可撓性である。ナイフ５０が切断時に変形する際、切断縁部６０は、長手方向Ｌに移動することができ、切断されるウェブ１０に対して、切断縁部６０への小さな摺動移動を提供する。
【００３４】
切断縁部からある角度それて配向される、剛性低減ゾーン９０と共に、梁要素８０は、同様に配向され得る。梁要素８０は、図５に示されるように、梁要素幅１５０を有する。梁要素幅１５０は、梁要素範囲１００に対して直交し、梁要素範囲１００に直交するそのような測定値の最大値である。同様に、梁要素８０は、スカラー量であり、梁要素範囲１００に沿う、梁要素長さ１６０を有する。梁要素８０は、約２〜約４０の梁要素長さ１６０対梁要素幅の比を有することができる。剛性低減ゾーン９０と同様に、梁要素８０は、切断縁部６０に対して同じ配向を有する必要はない。梁要素８０の異なる配向は、応力集中が発生するナイフ５０を通って応力が伝導される経路、及びその大きさを制御することの助けとなることができる。ナイフ５０内の応力は、ナイフ５０の構成材料の降伏強度未満のレベルで維持され得る。
【００３５】
剛性低減ゾーン９０は、図５に示されるように、剛性低減ゾーン幅１７０を有することができる。剛性低減ゾーン幅１７０は、剛性低減ゾーン範囲１３０に対して直交し、剛性低減ゾーン範囲１３０に対して直交するそのような測定値の最大値である。剛性低減ゾーン幅１７０は、剛性低減ゾーン範囲１３０に対して直交する。同様に、剛性低減ゾーン９０は、スカラー量であり、剛性低減ゾーン範囲１３０に沿う、剛性低減ゾーン長さ１８０を有する。剛性低減ゾーン９０は、約２〜約４０の剛性低減ゾーン長さ１８０対剛性低減ゾーン幅１７０の比を有することができる。一般に、剛性低減ゾーン長さ１８０対剛性低減ゾーン幅１７０の比が高くなるほど、他の設計係数は等しくなり、ナイフ５０はより可撓性となる。
【００３６】
梁要素８０は、固定縁部７０よりも切断縁部６０により近くなり得る。このような配置は、不規則な表面を有し得るアンビル４０に適合させ、又は切断に影響を及ぼすウェブ１０の特性のばらつきを調整するために、切断縁部６０の小さい変形を可能にすることから望ましい場合がある。
【００３７】
図６に示されるように、剛性低減ゾーン９０は、スロット１９０であり得る。スロット１９０は、ナイフ５０を形成する構成材料における不連続部である。スロット１９０においてナイフ５０の構成材料が存在しないことにより、スロット１９０は、完全に剛性低減ゾーン９０である。すなわち、スロット１９０でナイフ５０の構成材料が存在しないため、スロット１９０によって提供されるナイフ５０の変形に対する抵抗がない。切断縁部６０において適用された切断力からの応力は、その応力がプレス機３０に伝導される固定縁部に向かって、梁要素８０を形成するナイフ５０の構成材料を通ってスロット１９０の周囲に伝達される。
【００３８】
スロット１９０は、ナイフ５０内に空隙を残すために、ナイフ５０から構成材料を機械加工することによって提供することができる。必要に応じて、積層造形を使用して、ナイフ５０を構築し、スロット１９０が所望される位置に材料を堆積させない場合もある。
【００３９】
場合によっては、スロット１９０として剛性低減ゾーン９０を提供しないことが有利であり得る。むしろ、剛性低減ゾーン９０が、剛性低減ゾーン９０に隣接するナイフ５０の部分よりもより薄いナイフ５０の部分であることが有利となることができる。図７に示されるように、切断縁部６０は、長手方向軸Ｌを画定することができる。ナイフ５０は、切断縁部６０と、及び長手方向軸Ｌに対して直交する固定縁部７０との間にｚ軸を有すると見なすことができる。梁要素８０は、長手方向軸Ｌ及びｚ軸によって画定される平面に対して直交する方向において、梁要素厚さ２００を有することができる。剛性低減ゾーン９０は、長手方向軸Ｌ及びｚ軸によって画定される平面に対して直交する方向において、剛性低減ゾーン９０の平均厚さとして取られる、剛性低減ゾーン厚さ２１０を有することができる。梁要素厚さ２００は、剛性低減ゾーン厚さ２１０よりも大きくなり得る。ナイフ５０の薄肉部分である剛性低減ゾーン９０を提供することにより、切断縁部６０に適用される負荷からのナイフ５０の変形は、望ましく調整することができる。
【００４０】
本明細書で意図されることは剛性低減ゾーン９０が、梁要素８０を備える材料とは異なる材料で作製されるナイフ５０が本明細書において企図される。梁要素８０は、梁要素の弾性率を有することができ、剛性低減ゾーン９０は、剛性低減ゾーンの弾性率を有することができる。梁要素の弾性率は、剛性低減ゾーンの弾性率よりも大きくなることができる。所望であれば、このことは、ナイフ５０内にスロット１９０を形成し、梁要素８０よりも低い弾性率を有する材料、剛性低減ゾーン９０を形成するより低い弾性率の材料でスロット１９０内を充填することによって達成することができ、又は必要に応じて付加製造を選択することができる。梁要素８０の弾性率は、約７０ＧＰａ〜約１２００ＧＰａであり得る。剛性低減ゾーン９０の弾性率は、約０．００１ＧＰａ〜約１２００ＧＰａであり得る。
【００４１】
剛性低減ゾーン９０は、スロット１９０、隣接する梁要素８０の厚さ未満の平均厚さを有するナイフ５０の部分、又は隣接する梁要素８０を備える材料よりも低い弾性率を有するナイフ５０の部分であり得る。
【００４２】
ナイフ５０は、材料のウェブ１０を切断するための装置５において用いるのに実用的であり得る。装置５は、図２に示されるように、機械方向ＭＤ及び機械方向に対して直交する横断方向ＣＤを有する回転プレス機３０を備えることができる。回転プレス機３０は、１つ以上のナイフ５０を取り付けることができるドラム又は他の構造体であり得る。回転プレス機３０は、モータによって駆動することができる。回転プレス機３０は、単一の速度デバイス、可変速度デバイス、断続的速度デバイス、又は周期的可変速度デバイスであり得る。
【００４３】
装置は、回転アンビル４０を更に備えることができる。回転アンビル４０は、鋼のシリンダ、硬化鋼、又はそれに対してウェブがナイフ５０によって切断され得る他の剛性材料であり得る。
【００４４】
ナイフ５０は、本明細書に開示されるナイフ５０のうちのいずれかを備えることができる。切断縁部６０は、非限定的な例として、直線又は複数の離間した直線であり得る。
【００４５】
図２に示されるように、ナイフ５０は、回転プレス機３０に取り付けられ得、切断縁部６０は、回転プレス機３０の横断方向ＣＤにおいて配向することができる。ナイフ５０は、貫通ボルト、ウェッジ、把持部などによって回転プレス機３０に取り付けることができる。
【００４６】
ナイフ５０は、ウェブを切断するプロセスにおいて使用することができる。ウェブ１０を、提供することができる。プロセスは、プレス機３０上に取り付けられたナイフ５０を提供する工程を含むことができる。ナイフ５０は、本明細書に開示されるようなナイフ５０であり得る。プレス機３０は、回転プレス機３０であり得る。アンビル４０は、ウェブ１０がアンビル４０とプレス機３０との間を通過する際、ウェブ１０を支持するために提供することができる。アンビル４０は、プレス機３０と逆に回転することができる。ウェブ１０は、ウェブ１０がプレス機３０とアンビル４０との間を通過する際、ナイフ５０で切断することができる。
【００４７】
切断縁部６０は、線形の切断縁部６０であり得る。線形の切断縁部６０は、真っ直ぐな切断をするために用いることができる。切断縁部は、断続的な線形区分であり得る。切断縁部６０の形状は、所望の切断の輪郭、断続的な切断、又はウェブ１０のＭＤ−ＣＤ平面における可変の深さ及び輪郭の切断を提供するように選択することができる。断続的な切断縁部６０は、ウェブ１０に穿孔を提供するために実用的であり得る。同様に、断続的な切断縁部６０は、ウェブ１０内の脆弱境界を提供するために実用的であり得る。切断縁部６０は、ウェブ１０内の切断の可変深さ、又は更にはウェブ１０内の切開部の可変深さを提供するように、ｚ軸において成形することができる。断続的に離間配置された切り込み、切り込みを通る切開部の可変深さ、連続的な切り込み、及び連続的な切り込みと組み合わせて成形された切り込み又は切開部を提供することができ、所望の切断、穿孔、脆弱境界などを提供することができる。これらのウェブ１０の様々な変更は、切断縁部６０の形状及び切断縁部６０とアンビル４０との間の関係を選択することによって提供することができる。
【００４８】
ナイフ５０の例が、図８に示される。ナイフ５０は、鋼で構成することができる。ナイフ５０は、約２．８ｍｍ、又は更には約３．２ｍｍの梁要素幅１５０を有することができる。ナイフ５０は、約１９ｍｍ、又は更には約２８ｍｍの梁要素長さ１６０を有することができる。ナイフ５０は、約４．９ｍｍ、又は更には約７．１ｍｍの剛性低減ゾーン幅１７０を有することができる。ナイフ５０は、約１９ｍｍ、又は更には約２８ｍｍの剛性低減ゾーン長さ１８０を有することができる。ナイフ５０は、約３３．５ｍｍの切断縁部６０と固定縁部７０との間の距離を有することができる。ナイフ５０は、約２１０ｍｍの長さを有する切断縁部６０を有することができる。ナイフ５０は、約３ｍｍ、又は更には約５ｍｍ、又は更には約７ｍｍの厚さを有することができる。
【００４９】
ナイフ５０は、図９に示されるような非限定的な例として、水溶性単位用量パウチ２２０を切断するためのプロセスにおいて使用することができる。機械方向ＭＤにおいて互いに接続されたパウチ２２０のウェブ１０は、プレス機３０とアンビル４０との間のニップ２０内に供給され、切断することができる。プレス機３０は、個々のパウチ２２０が互いから切断されるように、個々のパウチ２２０間のピッチに対応する間隔で機械方向ＭＤにおいて、互いに離間された複数のナイフ５０を備えた回転プレス機３０であり得る。アンビル４０は、パウチ２２０を調整するためのポケット４５を備えることができる。
【００５０】
切断縁部６０は、図１０に示されるような非限定的な例として、端部から端部まで配置され、かつ互いに一体になって配置された複数の梁要素８０によって、固定縁部７０に接続することができる。図１０に示される梁要素８０の各々は、一対の対向する梁要素端部２３０を有する。端部から端部まで配置され、かつ互いに一体になって配置された２つの梁要素８０に関して、１つの梁要素８０は、切断縁部６０に対して１つの角度で配置することができ、別の梁要素８０は、切断縁部６０に対して別の角度で配置することができる。図１０に示される例解において、切断縁部６０の最も近くに位置する梁要素８０は、切断縁部６０から時計回りに約２０度〜約８０度それて配向される。固定縁部７０の最も近くに位置する梁要素８０は、切断縁部６０から時計回りに約２０度〜約８０度それて配向される。複数の梁要素８０は、それらが連続的な構成材料を含むという点で、互いに一体であり得る。
【００５１】
同様に、各梁要素８０は、剛性低減ゾーン９０によって隣接する梁要素８０から分離することができる。複数の剛性低減ゾーン８０は、図１０に示されるような非限定的な例として、端部から端部まで、かつ互いに連続して配置することができる。図１０の各剛性低減ゾーン９０は、一対の対向する剛性低減ゾーン端部２４０を有する。端部に配置され、互いに連続して配置された２つの剛性低減ゾーン９０に関して、１つの剛性低減ゾーン９０は、切断縁部６０に対して１つの角度で配置することができ、別の剛性低減ゾーン９０は、切断縁部６０に対して別の角度で配置することができる。図１０において、切断縁部６０の最も近くに位置する剛性低減ゾーン９０は、切断縁部６０から時計回りに約２０度〜約８０度それて配向される。ナイフ縁部７０の最も近くに位置する剛性低減ゾーン９０は、切断縁部から反時計回りに約２０度〜約８０度それて配向される。
【００５２】
組み合わせ
Ａ．ナイフ（５０）であって、
切断縁部（６０）と、
固定縁部（７０）と、
当該切断縁部を当該固定縁部に接続する複数の梁要素（８０）であって、当該梁要素の各々が、当該切断縁部から２０度〜８０度それて配向された梁要素範囲（１００）を有し、各当該梁要素が、剛性低減ゾーン（９０）によって隣接する梁要素から分離され、各剛性低減ゾーンが、当該切断縁部から２０度〜８０度それて配向された剛性低減ゾーン範囲（１３０）を有する、複数の梁要素と、を備える、ナイフ。
Ｂ．当該梁要素範囲が、当該切断縁部から約３０度〜約６０度それて配向されている、段落Ａのナイフ。
Ｃ．当該梁要素が、当該固定縁部よりも当該切断縁部により近い、段落Ａ又はＢに記載のナイフ。
Ｄ．当該剛性低減ゾーンがスロット（１９０）である、段落Ａ〜Ｃのいずれか一項に記載のナイフ。
Ｅ．当該梁要素が、当該梁要素範囲に対して直交する梁要素幅（１５０）と、当該梁要素範囲に沿う梁要素長さ（１６０）と、を有し、当該梁要素が、梁要素長さ対梁要素幅の比が、約２〜約４０である、段落Ａ〜Ｄのいずれか一項に記載のナイフ。
Ｆ．当該剛性低減ゾーンが、当該剛性低減ゾーン範囲に対して直交する剛性低減ゾーン幅（１７０）と、当該剛性低減ゾーン範囲に沿う剛性低減ゾーン長さ（１８０）を有し、当該剛性低減ゾーンが、約２〜約４０の剛性低減ゾーン長さ対剛性低減ゾーン幅の比を有する、段落Ａ〜Ｅのいずれか一項に記載のナイフ。
Ｇ．当該切断縁部が、長手方向軸（Ｌ）を画定し、当該ナイフが、当該切断縁部と当該長手方向軸に対して直交する当該固定縁部との間にｚ軸（ｚ）を有し、当該梁要素が、梁要素厚さ（２００）を有し、当該剛性低減ゾーンが、剛性低減ゾーン厚さ（２１０）を有し、その両方が、当該長手方向軸及び当該ｚ軸によって画定される平面に対して直交する方向にあり、当該梁要素厚さが、当該剛性低減ゾーン厚さよりも大きい、段落Ａ〜Ｆのいずれか一項に記載のナイフ。
Ｈ．当該梁要素が、梁要素の弾性率を有し、当該剛性低減ゾーンが、剛性低減ゾーンの弾性率を有し、当該梁要素の弾性率が、当該剛性低減ゾーンの弾性率よりも大きい、段落Ａ〜Ｇのいずれか一項に記載のナイフ。
Ｉ．段落Ａ〜Ｊのいずれか一項に記載のナイフでウェブ（１０）を切断するプロセスであって、
ウェブ（１０）を提供する工程と、
プレス機（３０）上に取り付けられた当該ナイフを提供する工程と、
アンビル（４０）を提供する工程であって、当該アンビルは、当該ウェブがアンビルと当該プレス機との間を通過する際、当該ウェブを支持する、アンビル（４０）を提供する工程と、
当該ウェブが当該プレス機と当該アンビルとの間を通過する際、当該ウェブを当該ナイフで切断する工程と、を含む、プロセス。
Ｊ．当該プレス機が、機械方向（machine direction、ＭＤ）に回転する回転プレス機であり、当該ナイフが、当該機械方向に対して直交する当該回転プレス機の横断方向（cross direction、ＣＤ）に取り付けられ、
当該アンビルが、当該回転プレス機と逆に回転する回転アンビルである、段落Ｉに記載のプロセス。
Ｋ．当該ナイフが、当該プレス機に対して垂直から１０度以内に取り付けられている、段落Ｉ又はＪに記載のプロセス。
Ｌ．段落Ａ〜Ｉのいずれか一項に記載のナイフでウェブを切断するための装置（１０）であって、
機械方向（ＭＤ）及び当該機械方向に対して直交する横断方向（ＣＤ）を有する回転プレス機（３０）と、
回転アンビル（４０）と、
ナイフとを備え、当該ナイフは、当該回転プレス機と当該回転アンビルとの間に位置付けられ、当該切断縁部が当該横断方向に配向された状態で当該回転プレス機に取り付けられている、装置。
【００５３】
相互参照される又は関連する全ての特許又は特許出願、及び本願が優先権又はその利益を主張する任意の特許出願又は特許を含む、本願に引用される全ての文書は、除外又は限定することを明言しない限りにおいて、参照によりその全容が本願に援用される。いかなる文献の引用も、本明細書中で開示又は特許請求される任意の発明に対する先行技術であるとはみなされず、あるいはそれを単独で又は他の任意の参考文献（単数又は複数）と組み合わせたときに、そのような発明全てを教示、示唆又は開示するとはみなされない。更に、本文書における用語の任意の意味又は定義が、参照することによって組み込まれた文書内の同じ用語の意味又は定義と矛盾する場合、本文書におけるその用語に与えられた意味又は定義が適用されるものとする。
【００５４】
本発明の特定の実施形態を例示及び説明してきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく他の様々な変更及び修正を行うことができる点は当業者には明白であろう。したがって、本発明の範囲内に含まれるそのような全ての変更及び修正は、添付の特許請求の範囲にて網羅することを意図したものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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