用于产生精细织物贴花的方法及设备的制作方法

用于产生精细织物贴花的方法及设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用于产生精细织物贴花的方法及设备。产生织物贴花的方法包括以下步骤：提供钢片、从钢上除去氧化层，以及在钢上形成图案。对钢进行蚀刻和编码。制备和挤压包括经编码的钢的模具切割叠层，以切割织物。
【专利说明】用于产生精细织物贴花的方法及设备
[0001]相关申请的交叉引用本申请基于2013年8月29日提交的临时申请序列第61/959，654号请求享有优先权。

【技术领域】
[0002]本发明涉及织物。
[0003]更具体而言，本发明涉及一种用于产生具有期望的形状和大小的织物片的方法及设备。

【背景技术】
[0004]多年来，织物片已经具有多种应用。织物片的一种公知的用途包括将这些片缝合在一起以产生被子。另一个用途包括将织物片缝合或以其它方式紧固在一起来产生衣服制品。织物片的再一个用途在于将织物片粘合或以其它方式紧固到纸、布或另一期望的基材上。
[0005]本领域的技术人员几个世纪来一直努力开发出产生和应用织物片的改进的和新颖的方法。
[0006]将期望的是提供一种用于产生和使用织物片的改进的方法和设备。


【发明内容】

[0007]因此，本发明的主要目的在于提供一种改进的系统，以便个体提供可在多种应用中的任一种中使用的织物片。

【专利附图】

【附图说明】
[0008]根据结合附图得到的本发明的以下详细描述，本发明的这个及其它、进一步和更多的特定目的和优点将是显而易见的，在附图中:
图1为示出根据本发明的优选实施例的改进方法的流程框图；
图2为进一步示出根据本发明的优选实施例的改进方法的流程框图；
图3为进一步示出根据本发明的优选实施例的改进方法的流程框图；
图4为示出根据本发明产生的织物贴花的透视图；
图5为示出根据本发明产生和构造的安全模具的透视图；
图6为示出在本发明的实施中使用的设备的操作模式的侧视图；
图7为示出在完成第一蚀刻过程之后的模具切割刃的侧视截面视图；
图8为示出在完成第二蚀刻过程之后的模具切割刃的侧视截面视图；
图9为示出根据本发明产生和构造的另一个安全模具的透视图；以及图10为示出根据本发明产生和构造的又一个安全模具的透视图。

【具体实施方式】
[0009]简言之，根据本发明提供了一种产生织物贴花的改进的方法。该方法包括以下步骤:提供一片高碳非不锈钢，其包括超过0.3重量％的碳和具有氧化层的外表面；从外表面除去氧化层；以及在钢上形成精细图案。该图案包括不包括光致抗蚀剂的多个中间覆盖部分，以及包围中间部分且具有大于模具切割刃的期望最终厚度的宽度的光致抗蚀剂覆盖部分。光致抗蚀剂覆盖部分具有0.0025英寸至0.0055英寸的范围中的厚度。该方法还包括以下步骤:蚀刻穿过中间覆盖部分，以及蚀刻中间覆盖部分下方的钢，以在中间覆盖部分下方的钢中产生0.027英寸至0.035英寸的范围中的深度；使所述模具切割刃部分变圆；以及产生安全模具。该方法还包括以下步骤:在蚀刻完成之后迅速从安全模具除去光致抗蚀剂覆盖部分；在除去光致抗蚀剂覆盖部分之后迅速将具有0.0008到0.0012英寸的范围中的厚度的保护性非粘性涂层施加到安全模具上，以使模具上的刃变圆，且最大限度地减小安全模具的腐蚀；提供一对间隔开的平行辊；提供成堆叠的多个织物区段，以由安全模具切割，各个织物区段具有小于0.010英寸的厚度；提供具有至少0.010英寸的厚度的薄金属板；提供一对聚合物包围片材；以及通过将模具、成堆叠的织物区段和金属板夹在聚合物片材之间来形成模具切割叠层总成，其中织物区段接触彼此且大体上彼此配准，且切割刃部分接触一个织物区段。该方法还包括以下步骤:将模具切割叠层总成馈送到辊的中间，使得辊挤压叠层总成，且使变圆的切割刃部分挤压和切割成堆叠的织物区段来产生相等形状和大小的多个精细织物片；以及将各个所述精细织物片附接到基材上。成堆叠的织物区段可包括大体上相等形状和大小且彼此配准的至少六个织物区段。
[0010]现在转到附图，附图为了示出本发明的实施且不作为本发明的范围限制而绘出了本发明的当前优选的实施例，且其中相似的参考标号在若干视图中表示对应的元件，图1至图3示出了根据本发明的优选实施例产生织物贴花的方法。
[0011]第一步骤包括提供包含至少0.3重量％的碳的一片高碳钢。钢片的形状和大小可按需要变化，但钢通常包括板，且包括上表面和平行于上表面的底表面。如以下步骤中将看到的那样，钢被处理来产生安全模具。高碳钢通常包含从0.3重量％到1.5重量％的碳。高碳钢的使用在本发明的实施中是关键的。
[0012]下一步骤1A包括从钢板的外表面除去氧化层。可使用任何期望的方法来实现该步骤，但细浮石粉目前优选用于从钢板的外表面磨蚀掉氧化层。该步骤在本发明的实施中很重要，既便于光致抗蚀剂粘合到板的表面上，且又便于下文阐述的步骤14A中施加的保护性喷涂涂层的粘合。喷涂涂层是关键的，因为其最大限度地减小了钢的腐蚀，且用来使模具中的尖锐刃变圆，以减小模具损害使用模具的个体的可能性。
[0013]第二步骤11包括在钢的上表面上形成精细图案。图案限定模具的切割刃。尽管可使用任何期望的方法来形成此图案，但在本发明的一个当前优选的实施例中，通过经由放置成与片材配准的掩模中的开口区域照射片材的选定部分或区域来将图案形成在光敏材料片材或层上。在备选方法中，使光敏材料层形成在钢片的表面上，在此之后，通过使材料层的选定区域经历照射来在层中产生耐酸区域来活化光敏材料层。
[0014]经照射或〃暴露〃区域称为光致抗蚀剂覆盖部分，因为它们是耐酸的且包括图案。光敏材料的未照射的中间覆盖部分或区域不是耐酸的，且不包括光致抗蚀剂。光敏材料的各个活化片材粘合到钢片的表面上。举例来说，活化的光敏材料的暴露的耐酸覆盖部分(即，光致抗蚀剂区域或"光致抗蚀剂〃)和未暴露的中间部分在钢片经历酸蚀刻时可产生模具切割刃，其在模具用于切割织物片时产生图4中所示的雪花贴花。将活化的光敏材料片材粘合到钢片的表面上会在钢的表面上形成图案。
[0015]在活化的片材粘合到钢片的表面上之后，通过使钢在选定的时间段内暴露于第一酸蚀刻溶液中来使钢经历第一蚀刻12。溶液溶解光敏材料的未暴露的中间覆盖部分或区域，且从由所述中间部分覆盖的金属区域溶解金属。金属未从钢片的由活化的光敏材料片材的光致抗蚀剂覆盖区域覆盖的区域溶解。
[0016]图7为在第一蚀刻之后的钢板的一部分的截面视图。活化的光敏材料的光致抗蚀剂覆盖部分52保留下来且保护板的一部分。光敏片材的未暴露的中间覆盖部分溶解，且在此未曝光的部分下方的钢溶解而形成底板48。从切割刃46A到底板48的距离由箭头E指出，且当前为大约0.005英寸，但这可按期望变化。
[0017]图8为在所有暴露的光致抗蚀剂区域52从板除去13(图1)且板经历第二蚀刻14(图1)而产生底板47之后的图7中所示的钢板的部分的截面视图。从切割刃46到经完全蚀刻的模具45的底板47的距离在图5中由箭头C指出，且目前在0.027英寸至0.035英寸的范围内。模具45的切割刃46的宽度在图5中由箭头A指出，且目前在0.003英寸至0.0045英寸的范围内。该宽度远大于在常规钢尺模具中出现的，且提高了本发明的模具的安全特征。在完成第二蚀刻之后，底座54的宽度(即，从底板47至底部55的距离)由箭头B指出，且目前在0.005英寸至0.008英寸的范围内。如果期望，则可仅使用单个蚀刻步骤。然而，在第一蚀刻完成之后刃46的宽度过大时上文所述的两步骤蚀刻程序当前是优选的，因为其便于图8中所示圆形"切割"刃46的产生，且因为其便于产生具有较大深度的模具45，该深度由图5中的箭头C指出。在图5中，模具45包括壁53、底表面55和具有周缘54的底座。
[0018]由于蚀刻溶液从壁53的侧部溶解金属，特别是在壁具有在0.027英寸至0.035英寸的范围中的较大增大的深度时，在本发明的实施中关键的是光致抗蚀剂覆盖比期望的"最终〃刃宽度宽0.0004到0.001英寸的刃宽度，〃最终〃宽度是在蚀刻完成之后留下的，且在0.003英寸到0.0045英寸的范围内。因此，覆盖钢板的切割刃部分的光致抗蚀剂的宽度在0.0034到0.0055英寸的范围内。
[0019]重要的是，图8中所示的切割刃46包括略微圆形的凸形顶部50和圆形的刃49、51。结果，刃46比由刀刃构成且例如在钢尺模具中出现的切割刃更安全；以及，以图8中所示的方式根据本发明构造的具有刃46的模具被认作是安全模具。钢尺模具需要围绕模具的切割刃的保护性泡沫；本发明的模具不需要保护性泡沫。此外，根据本发明产生的模具相比于钢尺模具更薄，更容易堆叠，且易于产生更多精细部。在圆形切割刃46的使用中遇到的令人惊讶的结果在于其有效地切割织物。推测是这是因为刃46的小宽度(0.003到
0.0045英寸)允许刃46通过将圆形顶部50挤压在织物片上来进行〃切割〃。
[0020]当使用模具45来切割织物时，已经确定模具45的0.027英寸到0.035英寸的深度在本发明的实施中是关键的。特别是在切割多层织物时，织物往往褶皱和接合切割刃46且干扰切割刃46的功能。实验产生的令人惊讶的结果在于，将模具45的深度简单地增大到0.027到0.035的临界范围大体上消除了该问题，这明显是因为附加的空间允许织物较好地移离，且不干扰刃46。
[0021]图5示出了在钢片已经经历上文阐述的两步骤蚀刻时得到的简单模具45。
[0022]如步骤12A中指出那样，第一蚀刻(或第二蚀刻)可溶解和完全蚀刻穿过钢板的部分，特别是在产生几何形状模具时。图9中示出了此类所得的几何形状模具80。模具80的中心区域87完全开放；不存在与图5中的底板47相当的〃底板"。此类开放构造显著地提高了模具80防止上文所述的织物褶皱问题的能力。开放区域提供了空间，当切割多层织物时，过多的织物可行进到该空间中且占据该空间。
[0023]在步骤14A中，0.0006至0.0012英寸厚的非粘性涂层在蚀刻过程完成之后施加到模具45上。涂层作用为使模具的刃变圆，且限制腐蚀，且将不会粘住由模具切割的织物。本领域中公知的任何方法都可用于施加涂层。涂覆的当前优选的方法在于将雾喷涂到模具的表面上。关键的是，在蚀刻过程结束和光致抗蚀剂被除去之后迅速施加涂层，即，在蚀刻过程完成之后的一小时内、优选为在四十五分钟内、更优选为在三十分钟内，且最优选为在十五分钟内。在蚀刻完成之后，光致抗蚀剂也按这些时间段来迅速除去。换言之，最优选的是，在蚀刻过程结束后的十五分钟内除去光致抗蚀剂和对模具进行喷涂。还关键的是，涂层的厚度在0.0006到0.015英寸的范围内，优选为0.0008到0.0012英寸。如果涂层过厚，则抑制了通过模具进行的切割动作。如果涂层太薄，则模具刃较尖锐，且不太安全；抑制了涂层的非粘性功能，且削弱了涂层的防腐作用。
[0024]模具45优选为由高碳钢制成。用于高碳钢的多种涂层是本领域中已知的。对高碳钢进行热处理，以使其异常坚硬。该硬度在使本发明的模具能够承受由压辊70、71产生的压力中是关键的。例如，见Dayton Steel, Oh1, USA。
[0025]在步骤15中，提供了一对间隔开的平行辊70、71 (图6)。
[0026]在步骤16中，提供了由模具45切割的多个织物片或区段61 (图6)。各个织物区段均具有小于0.010英寸的厚度，且通常为与其它织物片相当的尺寸。
[0027]在步骤17中，具有至少0.012英寸的厚度的薄金属板60是优选的。在本发明的实施中已经确定板的厚度是关键的。如果板的厚度不足够大，则本发明的有效性可显著地被削弱。此外，使用由金属构成的板，因为其提供了所需的硬度，且防止了模具简单地压碎织物的部分且将那些部分变成粉末，且防止模具产生仅具有经部分地切割的周缘的织物片。例如，板60目前包括不锈钢、铝或并非与高碳钢一样坚硬的另一种金属。板60限制了聚合物片材62、63的压缩，且在此情况下，允许柔性较低的表面用于切割织物，以提高模具的切割功能的效率。为了板60(图6)提供切割织物所需的支承，板应当具有至少0.010英寸，优选为0.011英寸，且最优选为至少0.012英寸的厚度。令人惊讶的是，在图6中，不是插入织物层61和包围片材62(即，在织物层的顶部上)中间，板60而是可插入模具45与包围片材63之间，即，插入模具45的下方。
[0028]在步骤18中，提供了一对包围片材62、63。尽管用于产生这些片材的材料可按期望变化，但目前优选的是片材包括聚合物类，例如，LEXAN(TM)。片材的厚度目前在0.012英寸至0.075英寸的范围内。由金属产生的片材62、63不是优选的，因为由辊70、71产生的压力将使金属变形。金属板60限制在模具切割〃夹层〃的外层中使用的聚合物片材62、63的压缩。此外，LEXAN(TM)和其它相当的聚合物材料一般将不会在高压下粉碎。
[0029]在步骤19中，通过将安全模具45、织物区段61和金属板60夹在聚合物片材62和63之间来产生模具切割叠层总成，其中(a)织物区段分别接触至少一个其它织物区段且大体上与其它织物区段配准，以及(b)模具45的切割刃46接触一个织物区段61。图6示出了一个此类模具切割总成。
[0030]在步骤20中，模具切割叠层总成沿图6中的箭头F的方向馈送到辊70和71之间，以挤压叠层总成，且使圆形切割刃46挤压和切穿织物区段61，以产生等同的形状和大小的多个精细的织物片。
[0031]在步骤21中，各个精细的织物片附接到基材上。
[0032]如本文使用的精细的织物片或贴花为具有一定形状和大小的整体织物片，其不仅仅包括具有限定织物片的单个连续的周缘的简单的平面几何形状。简单的几何形状包括圆形、矩形、三角形、正方形、梯形、平行四边形、椭圆形和长菱形。其中织物的圆形周缘中间的织物部分并未切割的圆形织物片包括具有简单几何形状的织物片。简单几何形状包括仅包括直线或凸形弓形线的周缘。圆或椭圆的圆周包括凸形的弓形线。正方形的侧部包括直线。除具有连续的周缘之外，整体细节织物件除去了在周缘的中间的织物部分，包括棘爪，包括多个简单的几何形状，或包括包含至少一个凹形边界区段的周缘。举例来说，图4中的精细的雪花织物片包括棘爪36和37，包括多个简单的几何形状39和40，且包括区域33，区域33在雪花片30的周缘中间，且织物已经从区域33除去。片30中不存在凹形的边界区段。然而，如果不是具有图4中所示的大体上钻石形38，直接包围或限定区域33的织物而是具有椭圆形，则片30将包括凹形边界。
[0033]U形棘爪36包括臂34和35，且部分地包围区域31。棘爪37部分地包围区域32。
[0034]如本文使用的织物包括织造材料。织造材料的一个实例具有以下规格:
材料:棉纱
类型 N0.:55116 重量:每平方码1.5英寸厚度:大约千分之三英寸编织类型:平纺
经纱:30但尼尔棉纱。240纱每英寸,26丝每纱。
[0035]填充:20但尼尔棉纱。200纱每英寸,7丝每纱。
[0036]颜色:白色
涂层:无
尽管本发明的方法及设备是在结合切割织物的研究期间开发出的，但预计所述方法及设备可用于切割其它材料，如纸、软木等。
[0037]图10中所示的模具90包括切割刃96、壁93、底表面95和具有边缘94的底座，且在模具90切穿织物片时产生了 L形织物片。当利用模具90从布上切割相对较小的织物设计或织物片时，布通常具有在布的后部上的接触粘合剂层，且粘合剂由可除去的衬垫覆盖。在从此布上切割设计之后，总成被剥离来露出粘合剂。设计压靠着安装表面且被加热，使得粘合剂熔化且接触安装表面，且将设计装固到安装表面上。小织物片很难缝合到表面上。结果，粘合剂衬垫通常在织物上使用，以便于将设计安装在期望表面上。
[0038]我的发明已经关于诸如使本领域的技术人员能够理解和使用本发明的方面进行了描述，且已经描述了目前优选的实施例及其最佳模式，如权利要求所述。
【权利要求】
1.一种产生织物贴花的方法，包括以下步骤: (a)提供高碳非不锈钢片，其包括: (i)超过0.3重量％的碳，以及 (?)具有氧化层的外表面； (b)从所述外表面除去氧化层； (c)在所述钢上形成精细图案，所述图案包括: (i)不包括光致抗蚀剂的多个中间覆盖部分，以及 (?)光致抗蚀剂覆盖部分，其包围所述中间部分且具有大于模具切割刃的期望的最终厚度的宽度， 所述光致抗蚀剂覆盖部分具有在0.0034英寸至0.0055英寸的范围中的厚度； (c)蚀刻穿过所述中间覆盖部分和蚀刻所述中间覆盖部分下方的所述钢，以 (i)在所述中间覆盖部分下方的所述钢中产生0.027英寸至0.035英寸的范围内的深度， (?)产生圆形模具切割刃，以及 (iii)产生安全模具； (d)在所述蚀刻完成之后迅速从所述安全模具除去所述光致抗蚀剂覆盖部分； (e)在除去所述光致抗蚀剂覆盖部分之后迅速将具有在0.0008到0.0012英寸的范围中的厚度的保护性非粘性涂层施加到所述安全模具上，以使所述模具上的刃变圆，且最大限度地减小所述安全模具的腐蚀； (f)提供成对的间隔开的平行辊； (g)提供成堆叠的多个织物区段，以由所述安全模具切割，各个织物区段均具有小于0.010英寸的厚度； (h)提供具有至少0.010英寸的厚度的薄金属板； (i)提供成对的聚合物包围片材； U)通过将所述模具、所述成堆叠的织物区段和所述金属板夹在所述聚合物片材之间来形成模具切割叠层总成，其中 (i)所述织物区段接触彼此且大体上彼此配准，以及 (?)切割刃部分接触所述织物区段中的一个； (k)将所述模具切割叠层总成馈送到所述辊的中间，使得所述辊挤压所述叠层总成，且使所述圆形切割刃部分挤压和切穿所述成堆叠的织物区段，以产生相等形状和大小的多个精细织物片；以及 (I)将所述精细织物片中的各个附接到基材上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述堆叠包括大体上具有相等的形状和大小且彼此配准的至少六个织物区段。
【文档编号】D06H7/16GK104420376SQ201410220055
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年5月23日 优先权日:2013年8月29日
【发明者】J·迈克尔·迪万 申请人:J·迈克尔·迪万