專利名稱：連續(xù)式聚氨酯海綿胸罩杯的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種胸罩杯的工藝，特別是一種聚氨酯泡沫胸罩杯的壓模工藝，且該胸罩杯的頂點(diǎn)部分的厚度大于該胸罩杯的周圍部分的厚度。
背景技術(shù)：
胸罩杯工藝需求的彈性材料需于穿戴者的不同狀態(tài)及活動之下，仍能保持其最初的形狀，尤其該胸罩杯的形狀與彈性，不能因?yàn)橄礈於兴绊憽?br> 公知胸罩杯襯墊以聚酯類合成纖維材料、及不同厚度密織而成，已行之有年，公知工藝無法生產(chǎn)頂點(diǎn)厚而外圍薄的設(shè)計(jì)要求，且以該公知工藝所產(chǎn)制的該胸罩杯因纖維并未固定在同一位置，從而降低該胸罩杯的耐洗性，為克服上述該頂點(diǎn)部分的厚度過薄的問題，于該頂點(diǎn)部分縫制補(bǔ)強(qiáng)為目前業(yè)界普遍應(yīng)用的解決方法，但是，此舉乃有違目前胸罩杯的無接縫訴求的潮流。
請參考美國專利案第4,025,597號所示，為解決上述問題的一改善工藝，其以合成纖維材質(zhì)混雜熱塑性樹脂壓鑄而成，該壓鑄溫度高于該樹脂的軟化點(diǎn)溫度。
但是，該工藝需于該合成纖維材質(zhì)內(nèi)均勻散布該熱塑性樹脂，此均勻散布的需求極難以工業(yè)化大量工藝來達(dá)成，該胸罩杯因此難以維持均勻的柔軟度及彈性；且該工藝需要精確控制該熱塑性樹脂的混合量，多余的該熱塑性樹脂造成該胸罩杯變硬以及缺乏彈性，不足的該熱塑性樹脂則有粘結(jié)力不足、及耐洗性降低的缺點(diǎn)。
請參考美國專利案第4,250,137號所示，為解決上述問題的另一改善工藝，其關(guān)于聚氨酯泡沫(polyurethane foam)塑料材質(zhì)的熱定型，是將聚氨酯泡塊海綿進(jìn)行切片，然后將聚氨酯海綿切片放置于公模與母模之間，且利用液壓將該聚氨酯海綿切片于加熱的情況下壓鑄成型。其中，該模具溫度加熱至350°F至450°F之間，該液壓的工作壓力維持約60psi，該聚氨酯海綿切片于壓制過程中將被加熱至約400°F，上述的該加熱溫度及工作壓力為同時進(jìn)行，且費(fèi)時需約40秒。
但是，上述工藝的該聚氨酯海綿切片會解離出縮二脲(biuret)、尿素(urea)、以及氨基甲酸酯(urethane)等，請參考Szycher，M.所著《Szycher’s Handbook of Polyurethanes》(CRC Press，Boca Raton，1999，2.8)，該聚氨酯海綿切片于工作溫度212°F至395°F間時會產(chǎn)生解離作用(dissociation)，并參考Wooley，W.D.所著《NitrogenContaining Products from the Decomposition of Flexible PolyurethaneFoams》(The British Polymer Journal 1972，4，P.27-43)，上述由該聚氨酯海綿切片解離的化合物可能含有毒性的氫氰化合物(hydrogen cyanide)的煙霧，從而影響工作環(huán)境，并對工作人員的健康產(chǎn)生危害。
該公知胸罩杯工藝進(jìn)一步包括于以完全固化的該聚氨酯海綿切片的正反兩面先行貼合有織物層，該織物層貼合至該聚氨酯海綿切片可使用膠水貼合(glue lamination)或火焰貼合(flame lamination)，其中，該火焰貼合是先將該聚氨酯海綿切片迅速過火熔融，在該聚氨酯海綿切片固化前迅速貼合該織物層；請參考o(jì)ertel，G.所著《PolyurethaneHandbook》(ISBN 0-02-948920-2，Hanser Publisher，1985，P175)上述步驟需先制作該聚氨酯泡塊海綿，再將該聚氨酯泡塊海綿進(jìn)行切片為復(fù)數(shù)個該聚氨酯海綿切片，進(jìn)而將該織物層貼合于該聚氨酯海綿切片的該正反兩面之后進(jìn)行熱定型(thermal formation)。
但是，上述工藝需耗時數(shù)個工作日、且因程序繁復(fù)，導(dǎo)致高制作成本、以及高不合格率。另一個會在熱定型時發(fā)生的問題則是該織物層變色染斑的情形，該聚氨酯原料的聚醚及聚酯多元醇，其均含0.05到0.5％比例的抗氧化劑，以避免該聚氨酯發(fā)泡海綿因反應(yīng)熱而產(chǎn)生內(nèi)部焦黃現(xiàn)象(scorching)。請參考Oertel，G.所著《PolyurethaneHandbook》(ISBN 0-02-948920-2，Hanser Publisher，1985，P175)，丁基化羥基甲苯(BHT)為多元醇產(chǎn)品中最常使用的抗氧化劑，但該BHT的殘留物會在該胸罩杯的熱定型壓制過程中升華，污染該模具的外表，因此，經(jīng)過重復(fù)生產(chǎn)，累積于該模具表面的該抗氧化劑，可能會與該織物層中所殘留的堿性染料進(jìn)一步反應(yīng)污染該織物層。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的，在于提供一種聚氨酯海綿胸罩杯的壓模工藝，其將聚氨酯發(fā)泡材于壓模之前，已在正反兩面先貼合織物層，壓制過程中，使用間隙不同的公模與母模，使該胸罩杯的頂點(diǎn)部分的厚度大于該胸罩杯的周圍部分的厚度。
本發(fā)明的另一目的，在于提供一種聚氨酯海綿胸罩杯的單一工藝，提高該胸罩杯的制作效率、工藝合格率、以及降低成本，以期符合該工藝的經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明的又一目的，在于提供一種聚氨酯海綿胸罩杯的連續(xù)性較佳工藝，提供該胸罩杯均勻的柔軟度及彈性。
本發(fā)明的再一目的，在于提供一種聚氨酷海綿胸罩杯的環(huán)保工藝，無須以高溫來壓鑄該聚氨酯發(fā)泡材，因此，該聚氨酯發(fā)泡材于高溫時所衍生的毒性氣體則無從產(chǎn)生。
本發(fā)明的續(xù)一目的，在于提供一種連續(xù)式聚氨酯海綿胸罩杯的工藝，完全免除因抗氧化劑反應(yīng)造成的織物層變色染斑的情形。
本發(fā)明的更一目的，在于提供一種連續(xù)式聚氨酯海綿胸罩杯的工藝，該工藝以耐黃變的脂肪族的異氰酸鹽(aliphatic isocyanate)為該聚氨酯泡沫的基材，借以提供該胸罩杯的良好的色牢度(color fastness)。
為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供一種連續(xù)式聚氨酯海綿胸罩杯的工藝，該工藝是將異氰酸酯、多元醇、發(fā)泡劑、及觸媒攪拌后，直接澆注在織物層上，待聚氨酯泡沫材料反應(yīng)產(chǎn)生的泡沫膠化后，再貼上另外一層織物層，而形成為復(fù)合層，該復(fù)合層于該聚氨酯泡沫材料末完全硬化之前，由公、母壓模同時壓合，待該聚氨酯泡沫材料完全硬化后，移去該公、母壓模，該聚氨酯泡沫材料與該上、下織物層同時形成為聚氨酯海綿的胸罩杯，該工藝并同時達(dá)到提高工藝合格率、降低成本、以及較均勻的柔軟度及彈性，與避免產(chǎn)生環(huán)境污染的毒性氣體、及造成該胸罩杯的該織物層變色染斑現(xiàn)象；同時，該工藝因此達(dá)到上述目的。


圖1為本發(fā)明的裝置示意圖，及圖2為本發(fā)明的方框示意圖。
刮刀1 輸送帶2輻射區(qū)3加熱區(qū)4壓模件5冷卻區(qū)6裁切區(qū)7底織物層10聚氨酯泡沫11 上織物層12聚氨酯泡沫層101固化層102發(fā)泡復(fù)合層103 胸罩杯10具體實(shí)施方式
請參考圖1及圖2所示，該工藝提供一種聚氨酯泡沫材料(步驟A)，經(jīng)由化學(xué)發(fā)泡或機(jī)械起泡形成為聚氨酯泡沫(urethane frothmixture)11(步驟B)，傾注該聚氨酯泡沫11至一移動狀態(tài)的輸送帶2上的底織物層10，以適當(dāng)涂料裝置1(如刮刀)，于一預(yù)定高度刮涂該聚氨酯泡沫11，以使該聚氨酯泡沫11形成的厚度符合設(shè)計(jì)需求的聚氨酯泡沫層(urethane froth mixture layer)101(步驟C)；覆于該底織物層10上的該聚氨酯泡沫層101經(jīng)過輻射區(qū)3，以輻射方式加熱該聚氨酯泡沫層101，促進(jìn)該聚氨酯泡沫層表面產(chǎn)生固化層102，用以加速該聚氨酯泡沫11的聚合作用、及避免表面因接觸冷空氣而產(chǎn)生表面氣泡、體積縮小，從而造成該聚氨酯泡沫層101表面結(jié)成厚皮(步驟D)；另以一同步于該輸送帶2的速度的滾輪，同時轉(zhuǎn)動并壓蓋一已預(yù)熱過的上織物層12于該聚氨酯泡沫層101上，因此，該聚氨酯泡沫層101夾合于該底織物層10與該上織物層12間的發(fā)泡復(fù)合層(laminated foam sheet)103因此形成(步驟E)；該發(fā)泡復(fù)合層103輸送進(jìn)入一加熱區(qū)4，該加熱區(qū)4提供直接傳導(dǎo)、輻射、及對流等加熱方法(步驟F)；該發(fā)泡復(fù)合層103加熱后馬上由一壓模件5壓合為胸罩杯(molded brassiere cup)104，該壓模件5的移動速度與該發(fā)泡復(fù)合層103的傳送速度同步(步驟G)；該壓模件5移開、且該聚氨酯泡沫層101完全硬化后，該胸罩杯104輸送經(jīng)過一冷卻區(qū)6(步驟H)，并于冷卻之后于裁切區(qū)7進(jìn)行裁切(步驟1)。
其中，該輸送帶2可調(diào)整其輸送速度，用以適應(yīng)不同的該聚氨酯泡沫11的流變(rheology)與黏度(viscosity)；當(dāng)使用以機(jī)械起泡方式形成的聚氨酯泡沫11，其反應(yīng)速率較慢，因此，該輸送帶2的該輸送速度需相對調(diào)慢，以確保在未進(jìn)入該上織物層12貼合的工序前，該聚氨酯泡沫11己部分聚合，以使得到足夠的該流變及該黏度。
其中，該聚氨酯泡沫11可為化學(xué)發(fā)泡聚氨酯混合物(chemicallyblown polyurethane forming mixture)、或其它以機(jī)械方式卷入氣炮的機(jī)械發(fā)泡聚氨酯混合物(mechanically frothed polyurethane formingmixture).
其中，如圖2的步驟A所示，一般是以該化學(xué)發(fā)泡聚氨酯混合物為該聚氨酯泡沫11的主要組成，該化學(xué)發(fā)泡聚氨酯混合物是將異氰酸鹽、或其含有異氰酸基的預(yù)聚合物混以其它預(yù)混；水分、接口活性劑(surfactant)、交聯(lián)劑(crosslinker)、以及胺類催化劑(amine catalyst)的多元醇(polyol)、以及染料預(yù)配物(dyes premix)；其中，該步驟A中所適用的聚氨酯發(fā)泡材料包括使用脂肪族異氰酸酯及其預(yù)聚合物，脂肪族異氰酸酯為IPDI(Isophorone Diisocyanate、或名1-lsocyanato-3-isocyanatomethy 1-3，5，5-trimethyl-cyclohexane)及其預(yù)聚合物，膠化型(gel-type)的催化劑可加速該多元醇與該異氰酸堿酯間的聚合作用，因此，該膠態(tài)類型的催化劑可應(yīng)用十反應(yīng)速率較慢的配方。
如圖2的步驟B所示，發(fā)泡現(xiàn)象是由該異氰酸堿與水化合反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w所造成；請參考Woods，G.所著《The ICIPolyurethanes Book》(John Wiley & Sons，1987，ISBN 0-471-91426-6，P.64)，如使用其它物理輔助發(fā)泡劑，可進(jìn)一步降低該聚氨酯泡沫11的密度。
如圖2的步驟C所示，該化學(xué)發(fā)泡聚氨酯混合物是以一預(yù)定控制速率由一軟管或?qū)Ч軆A注出來，并鋪置于該底織物層10上，該底織物層10同步于該輸送帶2的輸送速度，并由該刮刀1刮涂形成該聚氨酯泡沫層101，該聚氨酯泡沫層101的厚度約0.5-1.0英吋，該聚氯酯泡沫層101的厚度符合設(shè)計(jì)需求。
如圖2的步驟D所示，該輻射區(qū)3是以復(fù)數(shù)個紅外線加熱燈泡提供足夠熱量，維持該聚氨酯泡沫層101的發(fā)泡狀態(tài)，并加速聚合反應(yīng)形成促進(jìn)該聚氨酯泡沫層表面產(chǎn)生該固化層102。
如圖2的步驟E所示，該上織物層12覆蓋于半硬化狀態(tài)的該聚氨酯泡沫層101形成該發(fā)泡復(fù)合層103，該上織物層12因此與該聚氨酯泡沫層101之間具有良好的附著件。
如圖2的步驟F所示，該發(fā)泡復(fù)合層103進(jìn)入加熱區(qū)4，用以進(jìn)行聚合、硬化作用，該加熱區(qū)4的溫度范圍是于170°F至210°F之間，該加熱區(qū)4的加熱區(qū)段為10英呎到15英呎之間，該發(fā)泡復(fù)合層103的層心的該聚氨酯泡沫層101的工作溫度維持200°F以下。
如圖2的步驟G所示，該壓模件5包括有設(shè)于上傳送帶的公模及設(shè)于下傳送帶的母模，該發(fā)泡復(fù)合層103因余溫具有良好彈性，以使該壓模件5壓模過程無需額外施與溫度；該壓模件5的材料是以環(huán)氧樹脂(epoxy)或聚丙烯樹脂(polypropylene)制成；該壓模件5的該公、母模的曲率半徑不同，可以制作出該胸罩杯104的頂點(diǎn)部分的厚度大于該周圍部分的厚度的效果；該壓模件5的上下兩傳送帶長度分別為約5英呎，且分別承載有45個該公模及該母模于其上。
如圖2的步驟H所示，該胸罩杯104的尺寸經(jīng)由該壓模件5壓模決定后，進(jìn)入該冷卻區(qū)6，該冷卻區(qū)6提供風(fēng)扇等冷卻裝置，用以降低該胸罩杯104的溫度。
如圖2的步驟I所示，該胸罩杯104進(jìn)入裁切區(qū)7，該裁切區(qū)7的裁切裝置的裁切頻率對應(yīng)于該壓模件5的傳送帶的傳送速度。
其中，該聚氨酯泡沫材料是由A劑、B劑、及C劑所組合而成；其中該A劑包括有由二異氰酸甲苯(toluene diisocyanate)、及分子量大于1000的二官能基的聚醚多元醇(polyether)的預(yù)聚合物，該預(yù)聚合物含有10.5％的異氰酸酯官能基(NCO)；該B劑包括有(1)陶氏化學(xué)公司(Dow Chemical)開發(fā)的品名為Voranol 4703的三官能基的聚醚多元醇(polyether)6300克，該聚醚多元醇的分子量為4800、(2)拜耳股份有限公司(Bayer Corp.)開發(fā)的品名為Arcol HS-100的接枝聚醚多元醇(polyether polyol)2700克，該接枝聚醚多元醇具有固態(tài)含量43％的聚苯乙烯(polystylene)與丙烯腈(acrylonitride)的共聚聚合物、(3)去離子水(de-ionic water)270克、(4)Goldschmidt開發(fā)的品名為BF-2370的硅氧烷接口活性劑90克，該接口活性劑為聚硅氧烷(polysiloxane)及次烴基氧化聚合物(polyoxyalkylene)的共聚物、以及(5)Air ProductsCo.開發(fā)的品名為DABCO 33LV的二氮雙環(huán)辛烷(1，4-diaza(2，2，2)bicyclooctane)；該C劑包含Air Products Co.開發(fā)的品名為Dabco T-9的含量20Wt.％的辛酸亞錫(Stannous Octoate)。
其中，該A劑以流速為880g/min，該B劑以流速為528g/min，該C劑以流速為20.5g/min，注入臺灣綠的工業(yè)公司(GREENIndustrial Co.，LTD)所生產(chǎn)的三組份高壓聚氨酯發(fā)泡機(jī)(high pressurethree component injection machine)內(nèi)，該高壓聚氨酯發(fā)泡機(jī)并以轉(zhuǎn)速390rpm混合成泡沫狀后，出攪拌頭噴出混合物泡沫覆至該底織物層10上；該底織物層10是先以兩個歐斯朗(Osram)開發(fā)的功率750瓦特的紅外線(IR)加熱燈預(yù)熱，為時為3秒；該混合物泡沫是以距離0.10英吋的刮刀刮涂形成該聚氨酯泡沫層101，該聚氨酯泡沫層101以每分鐘11英呎的輸送速度經(jīng)過該輻射區(qū)3加熱形成促進(jìn)該聚氨酯泡沫層表面產(chǎn)生該固化層102，該輻射區(qū)3是以四個歐斯朗開發(fā)的功率750瓦特的紅外線加熱燈，并與該聚氨酯泡沫層101距離10厘米；該上織物層12覆蓋于該固化層102上形成該發(fā)泡復(fù)合層103并進(jìn)入該加熱區(qū)4，兩上、下分別長10英呎、加熱至205°F、且互相間隔1.4英吋的兩模板形成該加熱區(qū)4，該發(fā)泡復(fù)合層103通過該加熱區(qū)4后，該發(fā)泡復(fù)合層103的層心，其厚度為1.1英吋、溫度為193°F。
該環(huán)氧樹脂制成的壓模件5包括于150°F高溫烤箱內(nèi)烘烤10分鐘至預(yù)熱溫度145°F的該公、母模，該發(fā)泡復(fù)合層103保有余溫進(jìn)入該壓模件5并置于該母模之上，該公模以壓力值13至17psi施壓至該發(fā)泡復(fù)合層103上，壓合時間持續(xù)60秒后該公、母模分開，因此，該固化層102完全成型，該胸罩杯104于焉制成。
該公知工藝先將該聚氨酯泡沫材料發(fā)泡為大于2英呎高的聚氨酯泡塊海綿，該聚氨酯泡塊海綿至少熟化24小時后，旋切為數(shù)厘米至數(shù)毫米厚度的聚氨酯海綿切片，該聚氨酯海綿切片與至少一層的該織物層，以膠水貼合或火焰貼合方式形成該復(fù)合層；本發(fā)明相較于該公知工藝，為省略上述該聚氨酯泡塊海綿硬化、及膠水貼合或火焰貼合步驟，制作成本因而明顯降低，而工藝效率、及工藝合格率因此提高。
該公知工藝的該聚氨酯泡塊海綿在完全聚合之前，一般由上層到底層相差有10％的密度的變化，該密度變化是因?yàn)樵摼郯滨ヅ輭K海綿的熟化時間過長，于熟化過程中因重力變化而產(chǎn)生最終密度分布不均勻，該聚氨酯泡塊海綿的密度變化會造成壓鑄后的該胸罩杯產(chǎn)生某種程度的硬度與彈性的改變；本發(fā)明相較于該公知工藝，可改善該發(fā)泡密度的變化范圍5～8％之間，本發(fā)明需要持續(xù)傾注該聚氨酯泡沫11形成準(zhǔn)確控制的預(yù)定厚度的該聚氨酯泡沫層101，因此，該聚氨酯泡沫材料的分布具有相當(dāng)?shù)木鶆蛐约斑B續(xù)性，該胸罩杯104因此具有均勻的柔軟度及彈性。
該公知工藝需于壓模工序中同時加熱至該聚氨酯泡沫材料因熱分解產(chǎn)生毒性氣體的溫度；本發(fā)明相較于該公知工藝，可避免產(chǎn)生該毒性氣體，因此達(dá)到環(huán)保的目的。
該公知工藝添加抗氧化劑以避免所生產(chǎn)的該聚氨酯泡塊海綿產(chǎn)生中心焦黃現(xiàn)象，為該抗氧化劑的殘留物可能因與其它堿性染料反應(yīng)而使該織物層的纖維產(chǎn)生變色染斑狀態(tài)，本發(fā)明相較于該公知工藝，可避免因高熱而使該抗氧化劑升華、析出而使該織物層產(chǎn)生變色染斑現(xiàn)象。
本發(fā)明相較于該公知工藝，更提供一種連續(xù)式聚氨酯海綿胸罩杯的工藝，以耐黃變脂肪族的異氰酸鹽(aliphatic isocyanate)為該聚氨酯材料的基材，借以提供該胸罩杯104的良好的色牢度(color fastness)。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)式聚氨酯海綿胸罩杯的工藝，其特征是，該工藝包括(a)提供一種聚氨酯泡沫材料，并經(jīng)發(fā)泡過程為聚氨酯泡沫；(b)傾注該聚氨酯泡沫至輸送帶上的底織物層；(c)以刮涂裝置刮涂聚合起泡的聚氨酯泡沫為聚氨酯泡沫層，并控制該聚氨酯泡沫層的最終厚度；(d)貼合上織物層于該聚氨酯泡沫層上形成發(fā)泡復(fù)合層；(e)傳送該發(fā)泡復(fù)合層至加熱區(qū)，并加熱該發(fā)泡復(fù)合層至預(yù)定溫度；及(f)以壓模件壓合該發(fā)泡復(fù)合層為胸罩杯。
2.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)式聚氨酯海綿胸罩杯的工藝，其特征是，該步驟(a)中所使用的聚氨酯發(fā)泡材料包括聚醚多元醇。
3.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)式聚氨酯海綿胸罩杯的工藝，其特征是，該步驟(a)中所使用的聚氨酯發(fā)泡材料包括聚酯多元醇。
4.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)式聚氨酯海綿胸罩杯的工藝，其特征是，該步驟(a)中所適用的聚氨酯發(fā)泡材料包括使用脂肪族異氰酸酯及其預(yù)聚合物。
5.如權(quán)利要求4所述的連續(xù)式聚氨酯海綿胸罩杯的工藝，其特征是，脂肪族異氰酸酯為IPDI及其預(yù)聚合物。
6.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)式聚氨酯海綿胸罩杯的工藝，其特征是，該步驟(a)中的該聚氨酯泡沫材料是使用化學(xué)發(fā)泡聚氨酯混合物。
7.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)式聚氨酯海綿腳罩杯的工藝，其特征是，該步驟(a)中的該聚氨酯泡沫材料是使用機(jī)械發(fā)泡聚氨酯混合物。
全文摘要
一種連續(xù)式聚氨酯海綿胸罩杯的工藝，該工藝是將異氰酸酯、多元醇、發(fā)泡劑、及觸媒攪拌后，直接澆注于織物層上，待聚氨酯泡沫材料反應(yīng)產(chǎn)生的泡沫膠化后，再貼上另外一層織物層，而形成為復(fù)合層，該復(fù)合層于該聚氨酯泡沫材料末完全硬化之前，由公、母壓模同時壓合，待該聚氨酯泡沫材料完全硬化后，移去該公、母壓模，該聚氨酯泡沫材料與該上、下織物層同時形成為聚氨酯海綿的胸罩杯，該工藝同時達(dá)到提高工藝合格率、降低成本、以及較均勻的柔軟度及彈性，與避免產(chǎn)生環(huán)境污染的毒性氣體、及造成該胸罩杯的該織物層變色染斑現(xiàn)象。
文檔編號A41C3/14GK1590065SQ0315640
公開日2005年3月9日 申請日期2003年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月26日
發(fā)明者薛攀霆 申請人:薛攀霆