用於產生精細織物貼花的方法及設備的製作方法
2023-04-26 01:21:31 1
用於產生精細織物貼花的方法及設備的製作方法
【專利摘要】本發明涉及用於產生精細織物貼花的方法及設備。產生織物貼花的方法包括以下步驟：提供鋼片、從鋼上除去氧化層，以及在鋼上形成圖案。對鋼進行蝕刻和編碼。製備和擠壓包括經編碼的鋼的模具切割疊層，以切割織物。
【專利說明】用於產生精細織物貼花的方法及設備
[0001]相關申請的交叉引用本申請基於2013年8月29日提交的臨時申請序列第61/959，654號請求享有優先權。
【技術領域】
[0002]本發明涉及織物。
[0003]更具體而言，本發明涉及一種用於產生具有期望的形狀和大小的織物片的方法及設備。
【背景技術】
[0004]多年來，織物片已經具有多種應用。織物片的一種公知的用途包括將這些片縫合在一起以產生被子。另一個用途包括將織物片縫合或以其它方式緊固在一起來產生衣服製品。織物片的再一個用途在於將織物片粘合或以其它方式緊固到紙、布或另一期望的基材上。
[0005]本領域的技術人員幾個世紀來一直努力開發出產生和應用織物片的改進的和新穎的方法。
[0006]將期望的是提供一種用於產生和使用織物片的改進的方法和設備。
【發明內容】
[0007]因此，本發明的主要目的在於提供一種改進的系統，以便個體提供可在多種應用中的任一種中使用的織物片。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]根據結合附圖得到的本發明的以下詳細描述，本發明的這個及其它、進一步和更多的特定目的和優點將是顯而易見的，在附圖中:
圖1為示出根據本發明的優選實施例的改進方法的流程框圖；
圖2為進一步示出根據本發明的優選實施例的改進方法的流程框圖；
圖3為進一步示出根據本發明的優選實施例的改進方法的流程框圖；
圖4為示出根據本發明產生的織物貼花的透視圖；
圖5為示出根據本發明產生和構造的安全模具的透視圖；
圖6為示出在本發明的實施中使用的設備的操作模式的側視圖；
圖7為示出在完成第一蝕刻過程之後的模具切割刃的側視截面視圖；
圖8為示出在完成第二蝕刻過程之後的模具切割刃的側視截面視圖；
圖9為示出根據本發明產生和構造的另一個安全模具的透視圖；以及圖10為示出根據本發明產生和構造的又一個安全模具的透視圖。
【具體實施方式】
[0009]簡言之，根據本發明提供了一種產生織物貼花的改進的方法。該方法包括以下步驟:提供一片高碳非不鏽鋼，其包括超過0.3重量％的碳和具有氧化層的外表面；從外表面除去氧化層；以及在鋼上形成精細圖案。該圖案包括不包括光致抗蝕劑的多個中間覆蓋部分，以及包圍中間部分且具有大於模具切割刃的期望最終厚度的寬度的光致抗蝕劑覆蓋部分。光致抗蝕劑覆蓋部分具有0.0025英寸至0.0055英寸的範圍中的厚度。該方法還包括以下步驟:蝕刻穿過中間覆蓋部分，以及蝕刻中間覆蓋部分下方的鋼，以在中間覆蓋部分下方的鋼中產生0.027英寸至0.035英寸的範圍中的深度；使所述模具切割刃部分變圓；以及產生安全模具。該方法還包括以下步驟:在蝕刻完成之後迅速從安全模具除去光致抗蝕劑覆蓋部分；在除去光致抗蝕劑覆蓋部分之後迅速將具有0.0008到0.0012英寸的範圍中的厚度的保護性非粘性塗層施加到安全模具上，以使模具上的刃變圓，且最大限度地減小安全模具的腐蝕；提供一對間隔開的平行輥；提供成堆疊的多個織物區段，以由安全模具切割，各個織物區段具有小於0.010英寸的厚度；提供具有至少0.010英寸的厚度的薄金屬板；提供一對聚合物包圍片材；以及通過將模具、成堆疊的織物區段和金屬板夾在聚合物片材之間來形成模具切割疊層總成，其中織物區段接觸彼此且大體上彼此配準，且切割刃部分接觸一個織物區段。該方法還包括以下步驟:將模具切割疊層總成饋送到輥的中間，使得輥擠壓疊層總成，且使變圓的切割刃部分擠壓和切割成堆疊的織物區段來產生相等形狀和大小的多個精細織物片；以及將各個所述精細織物片附接到基材上。成堆疊的織物區段可包括大體上相等形狀和大小且彼此配準的至少六個織物區段。
[0010]現在轉到附圖，附圖為了示出本發明的實施且不作為本發明的範圍限制而繪出了本發明的當前優選的實施例，且其中相似的參考標號在若干視圖中表示對應的元件，圖1至圖3示出了根據本發明的優選實施例產生織物貼花的方法。
[0011]第一步驟包括提供包含至少0.3重量％的碳的一片高碳鋼。鋼片的形狀和大小可按需要變化，但鋼通常包括板，且包括上表面和平行於上表面的底表面。如以下步驟中將看到的那樣，鋼被處理來產生安全模具。高碳鋼通常包含從0.3重量％到1.5重量％的碳。高碳鋼的使用在本發明的實施中是關鍵的。
[0012]下一步驟1A包括從鋼板的外表面除去氧化層。可使用任何期望的方法來實現該步驟，但細浮石粉目前優選用於從鋼板的外表面磨蝕掉氧化層。該步驟在本發明的實施中很重要，既便於光致抗蝕劑粘合到板的表面上，且又便於下文闡述的步驟14A中施加的保護性噴塗塗層的粘合。噴塗塗層是關鍵的，因為其最大限度地減小了鋼的腐蝕，且用來使模具中的尖銳刃變圓，以減小模具損害使用模具的個體的可能性。
[0013]第二步驟11包括在鋼的上表面上形成精細圖案。圖案限定模具的切割刃。儘管可使用任何期望的方法來形成此圖案，但在本發明的一個當前優選的實施例中，通過經由放置成與片材配準的掩模中的開口區域照射片材的選定部分或區域來將圖案形成在光敏材料片材或層上。在備選方法中，使光敏材料層形成在鋼片的表面上，在此之後，通過使材料層的選定區域經歷照射來在層中產生耐酸區域來活化光敏材料層。
[0014]經照射或〃暴露〃區域稱為光致抗蝕劑覆蓋部分，因為它們是耐酸的且包括圖案。光敏材料的未照射的中間覆蓋部分或區域不是耐酸的，且不包括光致抗蝕劑。光敏材料的各個活化片材粘合到鋼片的表面上。舉例來說，活化的光敏材料的暴露的耐酸覆蓋部分(即，光致抗蝕劑區域或"光致抗蝕劑〃)和未暴露的中間部分在鋼片經歷酸蝕刻時可產生模具切割刃，其在模具用於切割織物片時產生圖4中所示的雪花貼花。將活化的光敏材料片材粘合到鋼片的表面上會在鋼的表面上形成圖案。
[0015]在活化的片材粘合到鋼片的表面上之後，通過使鋼在選定的時間段內暴露於第一酸蝕刻溶液中來使鋼經歷第一蝕刻12。溶液溶解光敏材料的未暴露的中間覆蓋部分或區域，且從由所述中間部分覆蓋的金屬區域溶解金屬。金屬未從鋼片的由活化的光敏材料片材的光致抗蝕劑覆蓋區域覆蓋的區域溶解。
[0016]圖7為在第一蝕刻之後的鋼板的一部分的截面視圖。活化的光敏材料的光致抗蝕劑覆蓋部分52保留下來且保護板的一部分。光敏片材的未暴露的中間覆蓋部分溶解，且在此未曝光的部分下方的鋼溶解而形成底板48。從切割刃46A到底板48的距離由箭頭E指出，且當前為大約0.005英寸，但這可按期望變化。
[0017]圖8為在所有暴露的光致抗蝕劑區域52從板除去13(圖1)且板經歷第二蝕刻14(圖1)而產生底板47之後的圖7中所示的鋼板的部分的截面視圖。從切割刃46到經完全蝕刻的模具45的底板47的距離在圖5中由箭頭C指出，且目前在0.027英寸至0.035英寸的範圍內。模具45的切割刃46的寬度在圖5中由箭頭A指出，且目前在0.003英寸至0.0045英寸的範圍內。該寬度遠大於在常規鋼尺模具中出現的，且提高了本發明的模具的安全特徵。在完成第二蝕刻之後，底座54的寬度(即，從底板47至底部55的距離)由箭頭B指出，且目前在0.005英寸至0.008英寸的範圍內。如果期望，則可僅使用單個蝕刻步驟。然而，在第一蝕刻完成之後刃46的寬度過大時上文所述的兩步驟蝕刻程序當前是優選的，因為其便於圖8中所示圓形"切割"刃46的產生，且因為其便於產生具有較大深度的模具45，該深度由圖5中的箭頭C指出。在圖5中，模具45包括壁53、底表面55和具有周緣54的底座。
[0018]由於蝕刻溶液從壁53的側部溶解金屬，特別是在壁具有在0.027英寸至0.035英寸的範圍中的較大增大的深度時，在本發明的實施中關鍵的是光致抗蝕劑覆蓋比期望的"最終〃刃寬度寬0.0004到0.001英寸的刃寬度，〃最終〃寬度是在蝕刻完成之後留下的，且在0.003英寸到0.0045英寸的範圍內。因此，覆蓋鋼板的切割刃部分的光致抗蝕劑的寬度在0.0034到0.0055英寸的範圍內。
[0019]重要的是，圖8中所示的切割刃46包括略微圓形的凸形頂部50和圓形的刃49、51。結果，刃46比由刀刃構成且例如在鋼尺模具中出現的切割刃更安全；以及，以圖8中所示的方式根據本發明構造的具有刃46的模具被認作是安全模具。鋼尺模具需要圍繞模具的切割刃的保護性泡沫；本發明的模具不需要保護性泡沫。此外，根據本發明產生的模具相比於鋼尺模具更薄，更容易堆疊，且易於產生更多精細部。在圓形切割刃46的使用中遇到的令人驚訝的結果在於其有效地切割織物。推測是這是因為刃46的小寬度(0.003到
0.0045英寸)允許刃46通過將圓形頂部50擠壓在織物片上來進行〃切割〃。
[0020]當使用模具45來切割織物時，已經確定模具45的0.027英寸到0.035英寸的深度在本發明的實施中是關鍵的。特別是在切割多層織物時，織物往往褶皺和接合切割刃46且幹擾切割刃46的功能。實驗產生的令人驚訝的結果在於，將模具45的深度簡單地增大到0.027到0.035的臨界範圍大體上消除了該問題，這明顯是因為附加的空間允許織物較好地移離，且不幹擾刃46。
[0021]圖5示出了在鋼片已經經歷上文闡述的兩步驟蝕刻時得到的簡單模具45。
[0022]如步驟12A中指出那樣，第一蝕刻(或第二蝕刻)可溶解和完全蝕刻穿過鋼板的部分，特別是在產生幾何形狀模具時。圖9中示出了此類所得的幾何形狀模具80。模具80的中心區域87完全開放；不存在與圖5中的底板47相當的〃底板"。此類開放構造顯著地提高了模具80防止上文所述的織物褶皺問題的能力。開放區域提供了空間，當切割多層織物時，過多的織物可行進到該空間中且佔據該空間。
[0023]在步驟14A中，0.0006至0.0012英寸厚的非粘性塗層在蝕刻過程完成之後施加到模具45上。塗層作用為使模具的刃變圓，且限制腐蝕，且將不會粘住由模具切割的織物。本領域中公知的任何方法都可用於施加塗層。塗覆的當前優選的方法在於將霧噴塗到模具的表面上。關鍵的是，在蝕刻過程結束和光致抗蝕劑被除去之後迅速施加塗層，即，在蝕刻過程完成之後的一小時內、優選為在四十五分鐘內、更優選為在三十分鐘內，且最優選為在十五分鐘內。在蝕刻完成之後，光致抗蝕劑也按這些時間段來迅速除去。換言之，最優選的是，在蝕刻過程結束後的十五分鐘內除去光致抗蝕劑和對模具進行噴塗。還關鍵的是，塗層的厚度在0.0006到0.015英寸的範圍內，優選為0.0008到0.0012英寸。如果塗層過厚，則抑制了通過模具進行的切割動作。如果塗層太薄，則模具刃較尖銳，且不太安全；抑制了塗層的非粘性功能，且削弱了塗層的防腐作用。
[0024]模具45優選為由高碳鋼製成。用於高碳鋼的多種塗層是本領域中已知的。對高碳鋼進行熱處理，以使其異常堅硬。該硬度在使本發明的模具能夠承受由壓輥70、71產生的壓力中是關鍵的。例如，見Dayton Steel, Oh1, USA。
[0025]在步驟15中，提供了一對間隔開的平行輥70、71 (圖6)。
[0026]在步驟16中，提供了由模具45切割的多個織物片或區段61 (圖6)。各個織物區段均具有小於0.010英寸的厚度，且通常為與其它織物片相當的尺寸。
[0027]在步驟17中，具有至少0.012英寸的厚度的薄金屬板60是優選的。在本發明的實施中已經確定板的厚度是關鍵的。如果板的厚度不足夠大，則本發明的有效性可顯著地被削弱。此外，使用由金屬構成的板，因為其提供了所需的硬度，且防止了模具簡單地壓碎織物的部分且將那些部分變成粉末，且防止模具產生僅具有經部分地切割的周緣的織物片。例如，板60目前包括不鏽鋼、鋁或並非與高碳鋼一樣堅硬的另一種金屬。板60限制了聚合物片材62、63的壓縮，且在此情況下，允許柔性較低的表面用於切割織物，以提高模具的切割功能的效率。為了板60(圖6)提供切割織物所需的支承，板應當具有至少0.010英寸，優選為0.011英寸，且最優選為至少0.012英寸的厚度。令人驚訝的是，在圖6中，不是插入織物層61和包圍片材62(即，在織物層的頂部上)中間，板60而是可插入模具45與包圍片材63之間，即，插入模具45的下方。
[0028]在步驟18中，提供了一對包圍片材62、63。儘管用於產生這些片材的材料可按期望變化，但目前優選的是片材包括聚合物類，例如，LEXAN(TM)。片材的厚度目前在0.012英寸至0.075英寸的範圍內。由金屬產生的片材62、63不是優選的，因為由輥70、71產生的壓力將使金屬變形。金屬板60限制在模具切割〃夾層〃的外層中使用的聚合物片材62、63的壓縮。此外，LEXAN(TM)和其它相當的聚合物材料一般將不會在高壓下粉碎。
[0029]在步驟19中，通過將安全模具45、織物區段61和金屬板60夾在聚合物片材62和63之間來產生模具切割疊層總成，其中(a)織物區段分別接觸至少一個其它織物區段且大體上與其它織物區段配準，以及(b)模具45的切割刃46接觸一個織物區段61。圖6示出了一個此類模具切割總成。
[0030]在步驟20中，模具切割疊層總成沿圖6中的箭頭F的方向饋送到輥70和71之間，以擠壓疊層總成，且使圓形切割刃46擠壓和切穿織物區段61，以產生等同的形狀和大小的多個精細的織物片。
[0031]在步驟21中，各個精細的織物片附接到基材上。
[0032]如本文使用的精細的織物片或貼花為具有一定形狀和大小的整體織物片，其不僅僅包括具有限定織物片的單個連續的周緣的簡單的平面幾何形狀。簡單的幾何形狀包括圓形、矩形、三角形、正方形、梯形、平行四邊形、橢圓形和長菱形。其中織物的圓形周緣中間的織物部分並未切割的圓形織物片包括具有簡單幾何形狀的織物片。簡單幾何形狀包括僅包括直線或凸形弓形線的周緣。圓或橢圓的圓周包括凸形的弓形線。正方形的側部包括直線。除具有連續的周緣之外，整體細節織物件除去了在周緣的中間的織物部分，包括棘爪，包括多個簡單的幾何形狀，或包括包含至少一個凹形邊界區段的周緣。舉例來說，圖4中的精細的雪花織物片包括棘爪36和37，包括多個簡單的幾何形狀39和40，且包括區域33，區域33在雪花片30的周緣中間，且織物已經從區域33除去。片30中不存在凹形的邊界區段。然而，如果不是具有圖4中所示的大體上鑽石形38，直接包圍或限定區域33的織物而是具有橢圓形，則片30將包括凹形邊界。
[0033]U形棘爪36包括臂34和35，且部分地包圍區域31。棘爪37部分地包圍區域32。
[0034]如本文使用的織物包括織造材料。織造材料的一個實例具有以下規格:
材料:棉紗
類型 N0.:55116 重量:每平方碼1.5英寸厚度:大約千分之三英寸編織類型:平紡
經紗:30但尼爾棉紗。240紗每英寸,26絲每紗。
[0035]填充:20但尼爾棉紗。200紗每英寸,7絲每紗。
[0036]顏色:白色
塗層:無
儘管本發明的方法及設備是在結合切割織物的研究期間開發出的，但預計所述方法及設備可用於切割其它材料，如紙、軟木等。
[0037]圖10中所示的模具90包括切割刃96、壁93、底表面95和具有邊緣94的底座，且在模具90切穿織物片時產生了 L形織物片。當利用模具90從布上切割相對較小的織物設計或織物片時，布通常具有在布的後部上的接觸粘合劑層，且粘合劑由可除去的襯墊覆蓋。在從此布上切割設計之後，總成被剝離來露出粘合劑。設計壓靠著安裝表面且被加熱，使得粘合劑熔化且接觸安裝表面，且將設計裝固到安裝表面上。小織物片很難縫合到表面上。結果，粘合劑襯墊通常在織物上使用，以便於將設計安裝在期望表面上。
[0038]我的發明已經關於諸如使本領域的技術人員能夠理解和使用本發明的方面進行了描述，且已經描述了目前優選的實施例及其最佳模式，如權利要求所述。
【權利要求】
1.一種產生織物貼花的方法，包括以下步驟: (a)提供高碳非不鏽鋼片，其包括: (i)超過0.3重量％的碳，以及 (?)具有氧化層的外表面； (b)從所述外表面除去氧化層； (c)在所述鋼上形成精細圖案，所述圖案包括: (i)不包括光致抗蝕劑的多個中間覆蓋部分，以及 (?)光致抗蝕劑覆蓋部分，其包圍所述中間部分且具有大於模具切割刃的期望的最終厚度的寬度， 所述光致抗蝕劑覆蓋部分具有在0.0034英寸至0.0055英寸的範圍中的厚度； (c)蝕刻穿過所述中間覆蓋部分和蝕刻所述中間覆蓋部分下方的所述鋼，以 (i)在所述中間覆蓋部分下方的所述鋼中產生0.027英寸至0.035英寸的範圍內的深度， (?)產生圓形模具切割刃，以及 (iii)產生安全模具； (d)在所述蝕刻完成之後迅速從所述安全模具除去所述光致抗蝕劑覆蓋部分； (e)在除去所述光致抗蝕劑覆蓋部分之後迅速將具有在0.0008到0.0012英寸的範圍中的厚度的保護性非粘性塗層施加到所述安全模具上，以使所述模具上的刃變圓，且最大限度地減小所述安全模具的腐蝕； (f)提供成對的間隔開的平行輥； (g)提供成堆疊的多個織物區段，以由所述安全模具切割，各個織物區段均具有小於0.010英寸的厚度； (h)提供具有至少0.010英寸的厚度的薄金屬板； (i)提供成對的聚合物包圍片材； U)通過將所述模具、所述成堆疊的織物區段和所述金屬板夾在所述聚合物片材之間來形成模具切割疊層總成，其中 (i)所述織物區段接觸彼此且大體上彼此配準，以及 (?)切割刃部分接觸所述織物區段中的一個； (k)將所述模具切割疊層總成饋送到所述輥的中間，使得所述輥擠壓所述疊層總成，且使所述圓形切割刃部分擠壓和切穿所述成堆疊的織物區段，以產生相等形狀和大小的多個精細織物片；以及 (I)將所述精細織物片中的各個附接到基材上。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述堆疊包括大體上具有相等的形狀和大小且彼此配準的至少六個織物區段。
【文檔編號】D06H7/16GK104420376SQ201410220055
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年5月23日 優先權日:2013年8月29日
【發明者】J·麥可·迪萬 申請人:J·麥可·迪萬