用于產(chǎn)生精細(xì)織物貼花的方法及設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于產(chǎn)生精細(xì)織物貼花的方法及設(shè)備。產(chǎn)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(jìn)行蝕刻和編碼。制備和擠壓包括經(jīng)編碼的鋼的模具切割疊層，以切割織物。
【專利說明】用于產(chǎn)生精細(xì)織物貼花的方法及設(shè)備
[0001]相關(guān)申請的交叉引用本申請基于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(yōu)先權(quán)。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及織物。
[0003]更具體而言，本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)生具有期望的形狀和大小的織物片的方法及設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0004]多年來，織物片已經(jīng)具有多種應(yīng)用?？椢锲囊环N公知的用途包括將這些片縫合在一起以產(chǎn)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(chǎn)生衣服制品?？椢锲脑僖粋€用途在于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(lǐng)域的技術(shù)人員幾個世紀(jì)來一直努力開發(fā)出產(chǎn)生和應(yīng)用織物片的改進(jìn)的和新穎的方法。
[0006]將期望的是提供一種用于產(chǎn)生和使用織物片的改進(jìn)的方法和設(shè)備。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種改進(jìn)的系統(tǒng)，以便個體提供可在多種應(yīng)用中的任一種中使用的織物片。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]根據(jù)結(jié)合附圖得到的本發(fā)明的以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的這個及其它、進(jìn)一步和更多的特定目的和優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見的，在附圖中:
圖1為示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的改進(jìn)方法的流程框圖；
圖2為進(jìn)一步示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的改進(jìn)方法的流程框圖；
圖3為進(jìn)一步示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的改進(jìn)方法的流程框圖；
圖4為示出根據(jù)本發(fā)明產(chǎn)生的織物貼花的透視圖；
圖5為示出根據(jù)本發(fā)明產(chǎn)生和構(gòu)造的安全模具的透視圖；
圖6為示出在本發(fā)明的實(shí)施中使用的設(shè)備的操作模式的側(cè)視圖；
圖7為示出在完成第一蝕刻過程之后的模具切割刃的側(cè)視截面視圖；
圖8為示出在完成第二蝕刻過程之后的模具切割刃的側(cè)視截面視圖；
圖9為示出根據(jù)本發(fā)明產(chǎn)生和構(gòu)造的另一個安全模具的透視圖；以及圖10為示出根據(jù)本發(fā)明產(chǎn)生和構(gòu)造的又一個安全模具的透視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0009]簡言之，根據(jù)本發(fā)明提供了一種產(chǎn)生織物貼花的改進(jìn)的方法。該方法包括以下步驟:提供一片高碳非不銹鋼，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(xì)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于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英寸的范圍中的厚度。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(chǎn)生0.027英寸至0.035英寸的范圍中的深度；使所述模具切割刃部分變圓；以及產(chǎn)生安全模具。該方法還包括以下步驟:在蝕刻完成之后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后迅速將具有0.0008到0.0012英寸的范圍中的厚度的保護(hù)性非粘性涂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(qū)段，以由安全模具切割，各個織物區(qū)段具有小于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(qū)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(qū)段接觸彼此且大體上彼此配準(zhǔn)，且切割刃部分接觸一個織物區(qū)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?jǐn)D壓和切割成堆疊的織物區(qū)段來產(chǎn)生相等形狀和大小的多個精細(xì)織物片；以及將各個所述精細(xì)織物片附接到基材上。成堆疊的織物區(qū)段可包括大體上相等形狀和大小且彼此配準(zhǔn)的至少六個織物區(qū)段。
[0010]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到附圖，附圖為了示出本發(fā)明的實(shí)施且不作為本發(fā)明的范圍限制而繪出了本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施例，且其中相似的參考標(biāo)號在若干視圖中表示對應(yīng)的元件，圖1至圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例產(chǎn)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于上表面的底表面。如以下步驟中將看到的那樣，鋼被處理來產(chǎn)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(fā)明的實(shí)施中是關(guān)鍵的。
[0012]下一步驟1A包括從鋼板的外表面除去氧化層?？墒褂萌魏纹谕姆椒▉韺?shí)現(xiàn)該步驟，但細(xì)浮石粉目前優(yōu)選用于從鋼板的外表面磨蝕掉氧化層。該步驟在本發(fā)明的實(shí)施中很重要，既便于光致抗蝕劑粘合到板的表面上，且又便于下文闡述的步驟14A中施加的保護(hù)性噴涂涂層的粘合。噴涂涂層是關(guān)鍵的，因?yàn)槠渥畲笙薅鹊販p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(xì)圖案。圖案限定模具的切割刃。盡管可使用任何期望的方法來形成此圖案，但在本發(fā)明的一個當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施例中，通過經(jīng)由放置成與片材配準(zhǔn)的掩模中的開口區(qū)域照射片材的選定部分或區(qū)域來將圖案形成在光敏材料片材或?qū)由?。在備選方法中，使光敏材料層形成在鋼片的表面上，在此之后，通過使材料層的選定區(qū)域經(jīng)歷照射來在層中產(chǎn)生耐酸區(qū)域來活化光敏材料層。
[0014]經(jīng)照射或〃暴露〃區(qū)域稱為光致抗蝕劑覆蓋部分，因?yàn)樗鼈兪悄退岬那野▓D案。光敏材料的未照射的中間覆蓋部分或區(qū)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(qū)域或"光致抗蝕劑〃)和未暴露的中間部分在鋼片經(jīng)歷酸蝕刻時可產(chǎn)生模具切割刃，其在模具用于切割織物片時產(chǎn)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后，通過使鋼在選定的時間段內(nèi)暴露于第一酸蝕刻溶液中來使鋼經(jīng)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(qū)域，且從由所述中間部分覆蓋的金屬區(qū)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(qū)域覆蓋的區(qū)域溶解。
[0016]圖7為在第一蝕刻之后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(hù)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(dāng)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(qū)域52從板除去13(圖1)且板經(jīng)歷第二蝕刻14(圖1)而產(chǎn)生底板47之后的圖7中所示的鋼板的部分的截面視圖。從切割刃46到經(jīng)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英寸的范圍內(nèi)。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英寸的范圍內(nèi)。該寬度遠(yuǎn)大于在常規(guī)鋼尺模具中出現(xiàn)的，且提高了本發(fā)明的模具的安全特征。在完成第二蝕刻之后，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英寸的范圍內(nèi)。如果期望，則可僅使用單個蝕刻步驟。然而，在第一蝕刻完成之后刃46的寬度過大時上文所述的兩步驟蝕刻程序當(dāng)前是優(yōu)選的，因?yàn)槠浔阌趫D8中所示圓形"切割"刃46的產(chǎn)生，且因?yàn)槠浔阌诋a(chǎn)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]由于蝕刻溶液從壁53的側(cè)部溶解金屬，特別是在壁具有在0.027英寸至0.035英寸的范圍中的較大增大的深度時，在本發(fā)明的實(shí)施中關(guān)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后留下的，且在0.003英寸到0.0045英寸的范圍內(nèi)。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英寸的范圍內(nèi)。
[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(jié)果，刃46比由刀刃構(gòu)成且例如在鋼尺模具中出現(xiàn)的切割刃更安全；以及，以圖8中所示的方式根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的具有刃46的模具被認(rèn)作是安全模具。鋼尺模具需要圍繞模具的切割刃的保護(hù)性泡沫；本發(fā)明的模具不需要保護(hù)性泡沫。此外，根據(jù)本發(fā)明產(chǎn)生的模具相比于鋼尺模具更薄，更容易堆疊，且易于產(chǎn)生更多精細(xì)部。在圓形切割刃46的使用中遇到的令人驚訝的結(jié)果在于其有效地切割織物。推測是這是因?yàn)槿?6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(jìn)行〃切割〃。
[0020]當(dāng)使用模具45來切割織物時，已經(jīng)確定模具45的0.027英寸到0.035英寸的深度在本發(fā)明的實(shí)施中是關(guān)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且干擾切割刃46的功能。實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的令人驚訝的結(jié)果在于，將模具45的深度簡單地增大到0.027到0.035的臨界范圍大體上消除了該問題，這明顯是因?yàn)楦郊拥目臻g允許織物較好地移離，且不干擾刃46。
[0021]圖5示出了在鋼片已經(jīng)經(jīng)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(chǎn)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(qū)域87完全開放；不存在與圖5中的底板47相當(dāng)?shù)摹ǖ装?。此類開放構(gòu)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(qū)域提供了空間，當(dāng)切割多層織物時，過多的織物可行進(jìn)到該空間中且占據(jù)該空間。
[0023]在步驟14A中，0.0006至0.0012英寸厚的非粘性涂層在蝕刻過程完成之后施加到模具45上。涂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(lǐng)域中公知的任何方法都可用于施加涂層。涂覆的當(dāng)前優(yōu)選的方法在于將霧噴涂到模具的表面上。關(guān)鍵的是，在蝕刻過程結(jié)束和光致抗蝕劑被除去之后迅速施加涂層，即，在蝕刻過程完成之后的一小時內(nèi)、優(yōu)選為在四十五分鐘內(nèi)、更優(yōu)選為在三十分鐘內(nèi)，且最優(yōu)選為在十五分鐘內(nèi)。在蝕刻完成之后，光致抗蝕劑也按這些時間段來迅速除去。換言之，最優(yōu)選的是，在蝕刻過程結(jié)束后的十五分鐘內(nèi)除去光致抗蝕劑和對模具進(jìn)行噴涂。還關(guān)鍵的是，涂層的厚度在0.0006到0.015英寸的范圍內(nèi)，優(yōu)選為0.0008到0.0012英寸。如果涂層過厚，則抑制了通過模具進(jìn)行的切割動作。如果涂層太薄，則模具刃較尖銳，且不太安全；抑制了涂層的非粘性功能，且削弱了涂層的防腐作用。
[0024]模具45優(yōu)選為由高碳鋼制成。用于高碳鋼的多種涂層是本領(lǐng)域中已知的。對高碳鋼進(jìn)行熱處理，以使其異常堅(jiān)硬。該硬度在使本發(fā)明的模具能夠承受由壓輥70、71產(chǎn)生的壓力中是關(guān)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(qū)段61 (圖6)。各個織物區(qū)段均具有小于0.010英寸的厚度，且通常為與其它織物片相當(dāng)?shù)某叽纭?br> [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(yōu)選的。在本發(fā)明的實(shí)施中已經(jīng)確定板的厚度是關(guān)鍵的。如果板的厚度不足夠大，則本發(fā)明的有效性可顯著地被削弱。此外，使用由金屬構(gòu)成的板，因?yàn)槠涮峁┝怂璧挠捕?，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(chǎn)生僅具有經(jīng)部分地切割的周緣的織物片。例如，板60目前包括不銹鋼、鋁或并非與高碳鋼一樣堅(jiān)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于切割織物，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(yīng)當(dāng)具有至少0.010英寸，優(yōu)選為0.011英寸，且最優(yōu)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。盡管用于產(chǎn)生這些片材的材料可按期望變化，但目前優(yōu)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英寸的范圍內(nèi)。由金屬產(chǎn)生的片材62、63不是優(yōu)選的，因?yàn)橛奢?0、71產(chǎn)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(dāng)?shù)木酆衔锊牧弦话銓⒉粫诟邏合路鬯椤?br> [0029]在步驟19中，通過將安全模具45、織物區(qū)段61和金屬板60夾在聚合物片材62和63之間來產(chǎn)生模具切割疊層總成，其中(a)織物區(qū)段分別接觸至少一個其它織物區(qū)段且大體上與其它織物區(qū)段配準(zhǔn)，以及(b)模具45的切割刃46接觸一個織物區(qū)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(qū)段61，以產(chǎn)生等同的形狀和大小的多個精細(xì)的織物片。
[0031]在步驟21中，各個精細(xì)的織物片附接到基材上。
[0032]如本文使用的精細(xì)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(xù)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并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(cè)部包括直線。除具有連續(xù)的周緣之外，整體細(xì)節(jié)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(qū)段的周緣。舉例來說，圖4中的精細(xì)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(qū)域33，區(qū)域33在雪花片30的周緣中間，且織物已經(jīng)從區(qū)域33除去。片30中不存在凹形的邊界區(qū)段。然而，如果不是具有圖4中所示的大體上鉆石形38，直接包圍或限定區(qū)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(qū)域31。棘爪37部分地包圍區(qū)域32。
[0034]如本文使用的織物包括織造材料?？椩觳牧系囊粋€實(shí)例具有以下規(guī)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(jīng)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
涂層:無
盡管本發(fā)明的方法及設(shè)備是在結(jié)合切割織物的研究期間開發(fā)出的，但預(yù)計(jì)所述方法及設(shè)備可用于切割其它材料，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(chǎn)生了 L形織物片。當(dāng)利用模具90從布上切割相對較小的織物設(shè)計(jì)或織物片時，布通常具有在布的后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(shè)計(jì)之后，總成被剝離來露出粘合劑。設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)裝固到安裝表面上。小織物片很難縫合到表面上。結(jié)果，粘合劑襯墊通常在織物上使用，以便于將設(shè)計(jì)安裝在期望表面上。
[0038]我的發(fā)明已經(jīng)關(guān)于諸如使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解和使用本發(fā)明的方面進(jìn)行了描述，且已經(jīng)描述了目前優(yōu)選的實(shí)施例及其最佳模式，如權(quán)利要求所述。
【權(quán)利要求】
1.一種產(chǎn)生織物貼花的方法，包括以下步驟: (a)提供高碳非不銹鋼片，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(xì)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于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英寸的范圍中的厚度； (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(chǎn)生0.027英寸至0.035英寸的范圍內(nèi)的深度， (?)產(chǎn)生圓形模具切割刃，以及 (iii)產(chǎn)生安全模具； (d)在所述蝕刻完成之后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后迅速將具有在0.0008到0.0012英寸的范圍中的厚度的保護(hù)性非粘性涂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(qū)段，以由所述安全模具切割，各個織物區(qū)段均具有小于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(qū)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(qū)段接觸彼此且大體上彼此配準(zhǔn)，以及 (?)切割刃部分接觸所述織物區(qū)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?jǐn)D壓和切穿所述成堆疊的織物區(qū)段，以產(chǎn)生相等形狀和大小的多個精細(xì)織物片；以及 (I)將所述精細(xì)織物片中的各個附接到基材上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述堆疊包括大體上具有相等的形狀和大小且彼此配準(zhǔn)的至少六個織物區(qū)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(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】J·邁克爾·迪萬 申請人:J·邁克爾·迪萬