超成型皮革模塑

超成型皮革模塑

　　相关申请的交叉引用

　　本申请要求于2017年9月8日提交的题为“使用性能弹性体的超成型皮革模塑(ULTRA FORMED LEATHER MOLDING USING PERFORMANCE ELASTOMERS)”的美国临时专利申请第62/556,251号的优先权，所述美国临时专利申请的公开内容特此以其全文并入本文。

　　背景技术

　　尽管已经开发了各种技术来向皮革和类似材料赋予各种表面特征，但是这些技术通常效果有限。例如，用于皮革压花的常规技术允许有一些表面装饰物，但效果通常是有限的。产生更大的表面效果有各种障碍。例如，皮革上的应力可能导致皮革开裂。其它技术常常涉及大量劳动力和/或另外的材料。

　　附图说明

　　将参考附图描述各种技术，在附图中：

　　图1是展现了增量式模具技术的图；

　　图2A-2C示出了在皮革上使用带刻度的模具以便在刻度依次施加时实现更大的形变的连续

　　图3示出了准备好收纳内部模具以变形的具有皮革块(半透明地示出)的示例外部模具；

　　图4示出了作为对图3的外部模具的补充物的内部模具的实例；

　　图5示出了介于图3的外部模具与图4的内部模具之间的皮革块的实例；

　　图6示出了经历过模塑工艺之后仍在图3的外部模具中的皮革；

　　图7示出了用于在变形的皮革块的一部分内提供另外的形变的模具扩展器；并且

　　图8示出了被用于通过施加到图3的外部模具中的皮革块的一部分来使皮革块的一部分变形的模具扩展器；

　　图9示出了使用图8的模具扩展器执行另外的形变的结果；

　　图10示出了用于尖状物的外部模具，其中外部模具具有凹形形状以促进与对应的内部模具对齐；

　　图11示出了作为对图10的外部模具的补充物的内部模具，其中内部模具有补充图10的凹形形状的凸形形状以促进内部模具和外部模具的对齐；并且

　　图12示出了使用图10的外部模具和图11的内部模具生产的具有皮革尖状物的衣服制品。

　　具体实施方式

　　本文描述和建议的技术涉及以利用具体的模塑方法和高性能聚合物使天然皮革和合成皮革弯曲并成形的方式来生产超成型皮革(例如，成型为具有显著形状的皮革)。此类技术适用于各种行业，如涉及服装、时尚配饰、内部装饰、家具产品和汽车应用等的那些行业。

　　在前述和以下描述中，描述了各种技术。出于解释的目的，阐述了具体的配置和细节以便提供对实施技术的可能方式的透彻理解。然而，还将显而易见的是，可以在没有具体细节的情况下以不同的配置实践下文所描述的技术。此外，可以省略或简化众所周知的特征以避免混淆所描述的技术。

　　在一个实施例中，一种方法包括：将皮革放置在第一阴模与第一阳模之间；施加压力以使所述第一阴模和所述第一阳模使所述皮革的区域成型；将所述皮革的所述区域放置在第二阴模与第二阳模之间；以及施加压力以使所述第二阴模和所述第二阳模使所述皮革进一步成型。所述第一阴模可以具有比所述第一阳模更高的硬度。所述方法可以进一步包括在将所述皮革放置在所述第一阴模与所述第一阳模之间之前，将伸展溶剂施加到所述皮革上。在一个实施例中，所述第二阳模比所述第一阳模从表面突出得更远。在施加压力以使所述第二阴模和所述第二阳模使所述皮革进一步成型之后，可以将弹性体施加到所述皮革上。在一个实施例中，所述弹性体是热固性橡胶和/或乳胶或另一种生物可持续材料。在另一个实施例中，所述弹性体是作为被压入所述皮革中的片材施加的。可以通过在几个小时的时间内增加压力来施加压力。所述压力可以维持至少多个小时。所述方法可以进一步包括施加纺织品以便为进一步成型的皮革提供结构支撑。所述方法还可以进一步包括：将所述皮革的所述区域放置在第三阴模与第三阳模之间；以及施加压力以使所述第三阴模和所述第三阳模使所述皮革进一步成型。

　　在一些实施例中，所述第一阳模、所述第二阳模和所述第三阳模是朝向要模塑到所述皮革中的目的形状的刻度。所述第一阳模、所述第二阳模和所述第三阳模可以具有不同的硬度。所述方法可以进一步包括在使所述皮革进一步成型之后用伸展溶剂浸透所述皮革并且还可以进一步包括将浸透的皮革的区域放置在所述第二阴模与所述第二阳模之间；以及施加压力以使所述第二阴模和所述第二阳模使所述浸透的皮革进一步成型。本文的实施例还包含一种至少部分地使用任何前述权利要求所述的方法生产的皮革块和一种使用所述皮革块生产的衣物。

　　过程：

　　选择正确的材料

　　利用本文所描述的技术可以使多种类型的皮革和合成革成型。根据皮革的加工方式产生理想的属性以用于最大限度地模塑和捕捉最细致的细节。用油加工并用蜡抛光的皮革具有最好的强度和极限稳定性。刮削皮革改善其成型，并且每个经过加工的外皮都应当进行测试以找到其最大伸长率。可以使用这种技术的变体成型的皮革包含但不限于：羔羊皮革；山羊皮革；奶牛皮革；其它牛科动物皮革；蟒蛇和蜥蜴皮革；两栖动物皮革；鸟类皮革；鱼和海洋外皮皮革；实验室生长的和合成的外皮；实验室生长的胶原质皮革；菌丝体皮革；以及源自生物废弃物或被分类为可持续的其它皮革的皮革。利用PVC或如漆皮等其它塑料抛光的一些皮革可以防止细节模塑和整体模塑。

　　设计生成

　　所述设计是皮革的期望的最终形状。这可以通过但不限于以下方式制成或生成：泥塑；3D打印；从现有物体浇铸；和/或其它技术。

　　模具概述

　　在一个实施例中，模具由2个基本部分组成，外部部件和内部部件。外部模具(还称为“外件(outer)”或“阴模”)。在一个实施例中，外部模具是设计的反面。例如，如果设计要包含向外的突起，则外部模具可以是凹形的以形成突起的外部部分。此模具可以用各种材料制成以适于原型制作目的和工业目的两者。外部模具是至少一个零件并且可以以多个单元制成以便高达360度实现各种细节。本文所使用的术语“度”是对皮衬的形变的量度。关于与通过使皮革片材变形形成的凹形空间相交的平面，导致片材在平面上完全围成圆的形变将会被认为是沿着所述平面变形360度。形变在一些或所有此类平面上的变形可以高达360度。外件的一般推荐属性如下并且可以根据材料的特性而变化：

　　拉伸强度—至少3,000psi

　　压缩强度—至少4,000psi

　　拉伸模量—至少139,000psi

　　肖氏D硬度—至少70D

　　包含大约等于上述值的值在内的其它值也可以用于实现相同的效果。在一个实施例中，外件非常坚硬并且难以扭曲。外件可以用展现出期望属性的树脂弹性体或出于工业目的用金属制成。

　　内部模具(还称为“内件(inner)”或“阳模”)。在一个实施例中，内部模具是设计的正面。此模具可以用各种材料制成以适于原型制作目的和工业目的两者。内部模具可以是一个零件并且可以表示最终设计。内件的一般推荐属性如下并且可以根据材料的特性而变化：

　　拉伸强度—2264psi

　　100％模量—855psi

　　肖氏D硬度—30D

　　包含大约等于上文所讨论的值的值在内的其它值也可以用于实现相同的效果。内件的像汽车轮胎的硬度一样的这些属性赋予了皮革成型到阴模中所需的阻力，但又充分顺从皮革，以避免损害和挤压到阳模中的底切中。内件可以用高性能热固性弹性体制成以用于原型制作目的或可以用注射模塑的热塑性橡胶制成以用于工业目的。

　　在一些实例中，使用模具扩展器为皮革的变形的部分提供另外的细节。在一个实施例中，模具扩展器比对应的内部模具小并且具有另外的表面细节，如来自较大的突起的另外的突起。应注意，模具扩展器还可以成形为产生凹形表面特征。图7示出了示例模具扩展器。在一些实例中，在将压力施加到内部模具和外部模具之前，将模具扩展器放置在内部模具与皮革之间，使得从而将压力传递到模具扩展器。在其它实例中，在没有内部模具的情况下，利用压力将模具扩展器施加到皮革和外部模具(其中皮革介于模具扩展器与外部模具之间)。在其它实例中，在将压力施加到内部模具和外部模具之前，模具扩展器介于皮革与外部模具之间，使得将压力传递到模具扩展器。图7和图8中示出了示例模具扩展器，其中结果示于图9中。

　　刻度模具—包含深入细节或底切设计的一些设计，所述过程可能需要逐进式模具在防止在模塑工艺期间撕裂和起皱的进展型阶段中使皮革成型。图1展示了通过刻度(还称为带刻度的)模具成型的皮革的剖视图，其中每次连续施加带刻度的模具导致皮革有更大的形变。根据最终设计和细节，可以使用内部模具和外部模具两者的进展来缓慢地将皮革成型为期望的最终形状，此时可以使用弹性体和/或其它维持形状的物质。图1示出了用于将皮革逐渐变形为类半椭圆形形状的示例增量式模具系列。图2A-2C示出了经历过连续施加刻度模具之后的皮革。在一些实施例中，内部模具和/或外部模具的硬度随着刻度的制成而改变硬度。例如，在一个实施例中，内部模具随着刻度的引入而变得不那么坚硬。在另一个实例中，内部模具随着刻度的引入而变得更加坚硬。在又一个实例中，外部模具随着刻度的引入而变得更加坚硬。在又一个实例中，外部模具随着刻度的引入而变得不那么坚硬。在一些实例中，在内部模具或外部模具中的一个模具随着刻度的引入而改变硬度时，内部模具或外部模具中的另一个模具具有恒定的硬度。在又其它实例中，内部模具随着刻度的引入变得更加坚硬，而外部模具变得更加柔软，或反之亦然。在一些实施例中，随着刻度的引入，阴模总是比阴模更加坚硬。

　　制备材料

　　在一个实施例中，用于制备材料的程序如下。切出比模具大如大约1-2”或至少与模具一样大的一个或多个皮革块。在一些实例中，如当期望比模具表面小的一块成型材料时，皮革可以比模具小。

　　将皮革面朝下松散地放置到外部模具中。

　　喷洒如Sellari'sTM鞋伸展剂等有机皮革伸展溶剂，直到皮革被完全浸透。操作者可以使用自己的手轻轻地将皮革压入外部模具中，尽管这可以在高产环境中通过机械来自动化。伸展溶剂可以汇集，这表明材料已经被充分浸透。根据材料的特性和期望的硬度属性，在一些实施例中，水可以用作软化剂。

　　成型

　　在一个实施例中，如下使制备的皮革成型。塑料层—现在在外部模具中的面朝下的皮革上放置如塑料包裹膜等厚度为大约8-13微米的薄塑料层，这将防止内部模具粘在皮革上。应注意，还可以使用其它非塑料材料，所述非塑料材料也将防止内部模具粘附到皮革上，并且在一些实施例中，塑料层或其它材料配置有设计元件(通过改变厚度来制成)以在模具中产生小形变。

　　将内部模具放置在外部模具中并将所述两个模具对齐，使得一个模具的凸形部分与另一个模具的相应凹形部分对齐。模具可以具有特殊的互锁对齐钥匙以确保上部模具与内部模具之间正确对齐。为了防止皱褶，如果需要，可以将模具用手按压在一起，并且可以轻轻拉动额外的皮革的额外的1-2”。

　　施加压力—将外部模具和内部模具放置在两块木头或金属或其它材料之间，这有助于分布压力。在一些实施例中，模具配置有结构元件，所述结构元件用于将施加的压力跨使皮革成形的模具的表面更均匀地分布。使用C型夹具、手动曲柄、液压机或其它机构，向模具施加大约6,600psi的压力。可以使用其它压力，并且特定的压力可以随着所使用的材料和所寻求的设计而变化。

　　使在压力下定形24小时。在一些实施例中，压力在一段时间内逐渐增加(例如，在36小时内从零到大约6,6,00psi)以防止因突然施加压力造成的开裂或其它影响。当处于全压力时，可以使皮革在压力下定形，或在一些实施例中，当压力达到其最大值时，皮革被充分定形。在一些实施例中，向皮革施加材料促进剂以减少皮革受压的时间，所述时间在一些情况下短至10分钟。在其它实例中，施加热定形膜，并且同时施加热和压力，以便以热定形膜帮助支撑皮革维持变形后的形状的方式帮助使皮革快速定形。在一些实施例中，伸展皮革(例如，通过以下方式生产的皮革：伸展皮革和针织纺织品以将两者粘合在一起以在皮革中产生“微型可折叠”效果，从而向皮革赋予弹力针织的特性。在一些实施例中，用纺织品施加类似的技术，所述纺织品可以容易地在3D模具内伸展和粘合(在一些实例中，在没有伸展剂的情况下)。

　　打开模具—检查皮革在细节上的成型程度。通常会再浸透皮革，并且另外再按压皮革2-3次，以实现期望的细节。

　　引入热固性弹性体

　　在一个实施例中，用于引入热固性弹性体的过程如下。分离内部模具，并且从皮革的背面取出塑料层。根据皮革溶剂的吸收，使皮革干燥。不使皮革完全干燥，因为皮革将很可能收缩离开模具，除非此收缩是期望的最终产品。

　　引入期望厚度的热固性橡胶，如使用刷子或喷雾器。热固性弹性体包含硅树脂和聚氨酯。为了增强弹性体的渗透，材料可以经受另一轮按压，以进一步将材料推入到皮革的背面中。在这种情况下，按压将发生在弹性体催化时的具体点处，以防止材料浸泡到皮革的正面中。应注意，可以使用各种技术，如用聚氨酯以及通常用有机弹性体刷涂。其它选项包含但不限于可以刷涂、倾倒或以其它方式施加(例如，以如热定形膜或化学定形膜等膜的方式)到皮革上以使皮革在模塑后维持其形状的维持形状的材料。此类材料还可以组合以同时利用各自具有的不同属性。

　　为了增强皮革的结构，操作者可以在如毛毡或帆布等纺织品中定形，以获得另外的强度或支撑。

　　抛光模塑

　　在一个实施例中，用于抛光模塑的过程如下。催化后，打开模具、小心地取出皮革。皮革现在准备好进行修剪并组装成产品。一些实施例涉及将多个皮革块‘堆叠’按压在一起，例如以便将多种颜色放入一个设计中。所述过程可以完全或部分地完成，以实现各种设计。

　　如本领域技术人员鉴于本公开将了解到的，某些实施例可以能够实现某些优点，包含以下中的一些或全部：皮革的表面效果更加显著；更高效地生产了具有表面装饰物的皮革；将皮革维持在期望的形状所需的材料更少；以及其它优点。

　　因此，应当从说明性而非限制性意义上看待说明书和附图。然而，将显而易见的是，在不脱离权利要求所阐述的本发明的更广泛的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和改变。

　　其它变型处于本公开的精神内。因此，尽管所公开的技术易于进行各种修改和替代构造，但是其某些展示的实施例在附图中示出并且已经在上文中进行了详细描述。然而，应当理解，并不旨在将本发明限制于所公开的一种或多种具体形式，相反，旨在涵盖落入如所附权利要求中限定的本发明的精神和范围内的所有修改、替代构造和等同物。

　　除非本文中另有指示或与上下文明显相悖，否则在描述所公开的实施例的上下文中(特别是在以下权利要求的上下文中)使用的术语“一个/一种(a/an)”和“所述(the)”以及类似的指代词应被解释为涵盖单数和复数两者。类似地，术语“或”的使用应被解释为意指“和/或”，除非明确地相悖或与上下文相悖。除非另外指出，否则术语“包括(comprising)”、“具有(having)”、“包含(including)”和“包含(containing)”应被解释为开放式术语(即，意指“包含但不限于”)。当未经过修改并且指代物理连接时，术语“连接”应被解释为部分或全部包含在内、附接到或接合在一起，即使在存在中间物的情况下也是如此。除非本文中另有指示，否则本文中对值的范围的列举仅旨在用作单独参考落入所述范围内的每个单独的值的速记方法，并且每个单独的值被并入本说明书中，如同每个单独的值在本文中被单独地列举一样。除非另外指出或与上下文相悖，否则术语“集合”(例如，“项目的集合”)或“子集”的使用应被解释为包括一个或多个成员的非空集合。进一步，除非另外指出或与上下文相悖，否则对应的集合的术语“子集”不一定表示对应的集合的适当子集，但是子集和对应的集合可以是相等的。除非另外明确地说明或根据上下文是清楚的，否则短语“基于”的使用意指“至少部分地基于”并且不限于“仅基于”。

　　除非另外具体地说明或另外与上下文明显相悖，否则如“A、B和C中的至少一个(atleast one of A,B,and C)”或“A、B和C中的至少一个(at least one of A,B and C)”形式的短语(即，有或没有牛津逗号的相同短语)等连接语言在通常用于呈现以下内容的上下文中以其它方式进行理解：项目、术语等可以为A或B或C、A和B和C的集合的任何非空子集或者不与上下文相悖或以其它方式排除的包含至少一个A、至少一个B或至少一个C的任何子集。例如，在具有三个成员的集合的说明性示例中，连接短语“A、B和C中的至少一个”和“A、B和C中的至少一个”是指以下集合中的任何一个集合：{A}、{B}、{C}、{A，B}、{A，C}、{B，C}、{A，B，C}，并且如果没有明确地相悖或与上下文相悖，则将具有{A}、{B}和/或{C}的任何集合作为子集(例如，具有多个“A”的集合)。因此，此类连接语言通常不旨在暗示某些实施例要求至少一个A、至少一个B和至少一个C各自都存在。类似地，如“A、B或C中的至少一个(at leastone of A,B,or C)”和“A、B或C中的至少一个(at least one of A,B or C)”等短语是指与“A、B和C中的至少一个”相同，并且“A、B和C中的至少一个”是指以下集合中的任何一个集合：{A}、{B}、{C}、{A，B}、{A，C}、{B，C}、{A，B，C}，除非不同的含义被明确地说明或根据上下文是清楚的。另外，除非另外指出或与上下文相悖，否则术语“多个”指示处于复数的状态(例如，“多个项目”指示复数个项目)。多个项目的数量为至少两个，但是当明确地或通过上下文如此指示时，可以为更多个。

　　除非本文另有指示或另外与上下文明显相悖，否则本文所描述的过程的操作可以按照任何适合的顺序执行。在一个实施例中，如本文所描述的那些过程(或其变型和/或组合)等过程在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行并且通过硬件或其组合被实施为在一个或多个处理器上共同执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)。在一个实施例中，代码例如以包括可由一个或多个处理器执行的多个指令的计算机程序的形式存储在计算机可读存储介质上。在一个实施例中，计算机可读存储介质是排除暂时性信号(例如，传播性瞬时电或电磁传输)但包含暂时性信号收发器内的非暂时性数据存储电路系统(例如，缓冲器、高速缓存和队列)的非暂时性计算机可读存储介质。在一个实施例中，代码(例如，可执行代码或源代码)存储在一个或多个非暂时性计算机可读存储介质的集合上，所述一个或多个非暂时性计算机可读存储介质上存储有可执行指令，所述可执行指令当由计算机系统的一个或多个处理器执行时(即，作为被执行的结果)使计算机系统执行本文所描述的操作。在一个实施例中，非暂时性计算机可读存储介质的集合包括多个非暂时性计算机可读存储介质，并且所述多个非暂时性计算机可读存储介质中的单独的非暂时性存储介质中的一个或多个缺少所有代码，但所述多个非暂时性计算机可读存储介质共同存储所有代码。在一个实施例中，可执行指令被执行，使得不同的指令由不同的处理器执行—例如，在一个实施例中，非暂时性计算机可读存储介质存储指令，并且主CPU执行指令中的一些指令，而图形处理器单元执行其它指令。在另一个实施例中，计算机系统的不同组件具有单独的处理器，并且不同的处理器执行指令的不同子集。

　　因此，在一个实施例中，计算机系统被配置成实施单独地或共同地执行本文所描述的过程的操作的一个或多个服务，并且此类计算机系统配置有实现操作的性能的可适用硬件和/或软件。进一步，计算机系统在本公开的实施例中是单个装置并且在另一个实施例中是包括分布式计算机系统，所述分布式计算机系统包括不同地操作使得所述分布式计算机系统执行本文所描述的操作并且使得单个装置不执行所有操作的多个装置。

　　除非另外声明，否则本文所提供的任何和所有实例或示例性语言(例如，“如”)的使用仅旨在更好地阐明本发明的实施例并且不对本发明的范围构成限制。本说明书中的任何语言都不应被解释为将任何非要求保护的要素指示为是实践本发明所必需的。

　　本文中描述了本公开的实施例，包含本发明人已知的用于实施本发明的最佳模式。对本领域普通技术人员而言，在阅读了前述描述之后，这些实施例的变型可以变得显而易见。本发明人预期本领域技术人员可以在适当时采用此类变型，并且本发明人旨在使本公开的实施例以与本文具体地描述的方式不同的方式来进行实践。因此，如适用法律所允许的那样，本公开的范围包含所附权利要求中叙述的主题的所有修改和等同物。此外，除非本文另有指示或另外与上下文明显相悖，否则本公开的范围涵盖上述要素在其所有可能变型中的任何组合。

　　本文所引用的所有参考文献(包含出版物、专利申请和专利)均通过引用的方式并入本文，其程度如同每篇参考文献被单独且具体地指明是通过引用的方式并入的并且在本文中以其全文进行阐述。