CN117202813A - 用于胸罩产品的自适应带及其制作方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于胸罩的自适应带，其具有至少一个自适应材料层(10)，所述自适应材料层在静态负载期间具有第一强度模量x，并且在至少约3Hz振动的动态负载期间具有至少2x的第二强度模量。自适应材料层(10)夹在两个或多个弹性织物层(20)之间。在穿戴者活动较少时，自适应带可延伸至其初始长度的100％，但穿戴者在剧烈活动时，自适应带可延伸不超过50％，在运动中提供支撑，在日常使用中提供舒适感。在一个方面，自适应材料是通过使硅烷醇封端的聚二甲基硅氧烷、聚合物基质、硼酸和任选的填料反应而形成的反应产物。自适应材料层(10)在弹性织物层(20)内原位固化。

Description

用于胸罩产品的自适应带及其制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求对2021年9月17日提交的美国专利申请案63/245,206享有优先权，通过引用将其公开内容并入本文。

技术领域

本发明涉及一种适用于胸罩产品的自适应带，其在静态伸展时具有较低的拉伸强度，以确保穿着舒适，但在摆动伸展时会产生相对较高的强度，以提供乳房足够的支撑。

背景技术

为了提高生活质量，现代城市居民更加关注身体健康，锻炼成为重要的日常活动。女性的生理特征之一是，她们的乳房是一种腺体器官，悬挂在胸大肌上，没有骨骼和肌肉的支撑。运动或日常活动不可避免地会引起乳房振动，而随着时间的推移，乳房的重复振动很容易导致乳房下垂，从而影响运动过程并在运动后引起疼痛。因此，已经出现可以在运动/日常运动中保持乳房位置并防止其振动的运动内衣。

一些女性选择在运动时穿普通胸罩，因为它在日常活动中更加舒适。然而，这种胸罩在运动期间提供的支撑不足。与普通的胸罩相比，运动型内衣可以提供更好的支撑，减少乳房的位移。大多数运动型内衣使用具有较高拉伸强度的弹性织物。尽管这类胸罩可以为乳房提供足够的支撑，但它们可能会导致一些问题，比如肩带刮破皮肤和磨擦。虽然一些专有产品已经被开发出来以减少这些问题，但这些产品价格昂贵且抗振性能有限。因此，需要一种用于胸罩的自适应带以克服上述的缺点。本发明解决这个需求。

相关技术讨论

美国专利US 2020/0345082A1描述了一种由浸渍在剪切增稠流体(STF)中的织物制成的运动反应性运动服。STF处理包括将未经处理的织物浸泡在稀释的STF溶液中、测量在织物上的流体量，并从处理后的织物中去除稀释剂。然而，所涉及的稀释剂与STF的比例高达1:1至10:1的范围。此外，稀释剂可以包括易燃并且容易挥发的甲醇、乙醇、异丙醇、甲乙酮。稀释剂的用量和种类使得操作过程变得危险。

中国专利CN 111134409A公开了一种包括动态膨胀的自适应服装，其基于强动态共价键或基于强动态超分子作用，或基于强动力学共价键和强动力学超分子作用。然而，并没有公开服装的关键性能参数，例如低速和高速的具体参数、低速和高速拉伸时的拉伸应力速率。在一个优选的实施方案中，带的伸长率很高：在高速拉伸应力下高达102％，这仍然会导致乳房位移而引起剧烈疼痛。此外，运动过程中乳房运动是一种振动运动，而不是以恒定速度进行简单的线性位移。因此，恒定速度下的模量评估可能不符合真实的使用情况。

发明内容

因此，需要一种适用于胸罩的自适应带的材料，能够在静态拉伸时提供低的拉伸强度，以确保穿着舒适，同时在振动过程中提供相对较高的强度，以在运动和/或日常活动期间为乳房提供足够的支撑。在本发明中，自适应带包括弹性织物和由硅烷醇封端的聚二甲基硅氧烷、聚合物基质、填料、硼酸和固化剂制成的聚合物复合物。本发明的用于胸罩的带表现出在不同活动中提供足够支撑的适应性性能。

在一个方面，本发明提供了一种用于胸罩的自适应带，其包括至少一个自适应材料层，其在静态负载期间具有第一强度模量x并且在至少大约3Hz振动的动态负载期间具有第二强度模量至少为2x。每个自适应材料层夹在两个弹性织物层之间，使得在穿戴者活动较少时自适应带可延伸至其初始长度的100％，但穿戴者在剧烈活动时自适应带可延伸不超过50％。

在另一个实施方案中，自适应带具有小于2毫米的厚度。

在另一个实施方案中，自适应带在10％的静态拉伸下具有至少7N的负载强度。

在另一个实施方案中，自适应带在10％的静态拉伸下具有至少15N的负载强度，随后是3.0Hz的振动拉伸。

在另一个实施方案中，本发明包括一种制备用于胸罩的自适应带的方法。将一种或多种硅烷醇封端的聚二甲基硅氧烷与聚合物基质材料和硼酸在反应温度下一起混合一段反应时间，以获得复合材料。该复合材料与固化剂在室温下混合以形成未固化的自适应材料。将未固化的自适应材料填充到一个临时外壳中，并插入一个或多个中空织物结构中，将其加工到中空织物结构中，直至它基本上填满中空织物结构中的中空空间。将临时外壳从中空织物结构中移除并固化以形成自适应带。

硅烷醇封端的聚二甲基硅氧烷、聚合物基质、硼酸和固化剂的重量比可以为5∶100∶0.02∶0.5至100∶100∶1:3。

硅烷醇封端的聚二甲基硅氧烷可以是硅烷醇封端的聚二甲基硅氧烷、硅烷醇封端二苯基硅氧烷二甲基硅氧烷共聚物、乙烯基甲基硅氧烷二甲基硅酮共聚物中的一种或多种，其中苯基的摩尔比为0-18％，乙烯基的摩尔比为5-15％。

硅烷醇封端的聚二甲基硅氧烷的平均分子量可以为650至139,000克/摩尔。

硼酸可以在乙醇溶液中以重量比1％至10％提供。

固化剂可以是过氧化物、交联剂或催化剂中的一种或多种。

该复合材料还可以包括一种或多种填料。

填料可以是二氧化硅、二氧化钛、油酸甘油酯或其任何组合。

聚合物基质可以是硅橡胶、天然橡胶、合成橡胶或其组合中的一种或多种，并且具有约40肖氏A至80肖氏A的硬度。

固化剂可以是过氧化物，其中过氧化物是2，4-二氯苯甲酰基过氧化物、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧)己烷或二苯甲酰基过氧化物中的一种或多种。

固化剂可以是交联剂，并且交联剂选自一种或多种具有至少两个SiH基团的氢化硅化合物。

固化剂可以是催化剂，并且催化剂是钯、铑或铂中的一种或多种。

获得复合材料的反应温度可能约为80℃至200℃。

获得复合材料的反应时间可以是大约0.5至8小时。

固化温度可以在大约室温或25℃至200℃之间。

固化时间可以为约0.5至24小时。

用于胸罩的自适应带可以在960圈之后在2.0Hz下具有大于4MPa的拉伸强度，并且在10％的应变下在静态状态下具有不小于1MPa的拉伸强度。

附图说明

图1A显示了用于胸罩产品的自适应带材料的示意性结构。

图1B显示了图1A中材料/自适应带在运动内衣中的潜在位置。

图2显示了本发明中用于胸罩的自适应带的工艺流程图。

图3显示了根据本发明的一个实施例生产自适应带的制造过程。

图4是实施例1中带的拉伸应变曲线。

图5是在实施例1中通过DMA测量的带的动态机械性能。

图6是实施例2中带的拉伸应变曲线。

图7是在实施例2中通过DMA测量的带的动态机械性能。

图8是在实施例3中通过DMA测量的用于胸罩的自适应带的拉伸强度结果。

具体实施方式

本发明提供一种用于胸罩的自适应带。在一个方面，如图1所示，用于自适应带的材料100包括至少一个自适应材料层10和两个弹性织物层20。每个自适应材料层10被夹在两个弹性织物层20之间。在一个实施例中，材料100的厚度被选择为2毫米或更小。如本文所用，术语「自适应材料」是指在静态负载条件下具有低抗拉强度，而在高速振动期间具有高抗拉强度的材料。通过这种方式，材料「适应」负载条件，在日常运动中为佩戴者提供舒适感，其中材料通常柔软且可拉伸。同时，因为响应于增加的动态负载的模量更高，在剧烈运动时为乳房提供高支撑水平。通常，自适应材料在静态负载期间具有第一强度模量「x」，在至少约3Hz振动的动态负载期间具有至少「2x」的第二强度模量。材料100的示例性机械性能是在10％的静态拉伸下负载强度不小于7N。在另一个方面，材料100在10％的静态拉伸下表现出至少15N的负载强度，随后是3.0Hz的振动拉伸。

由于乳房在运动过程中会以近似8字形或以「蝴蝶」图案运动，本发明的自适应带不仅可以用于肩带，还可以用于侧带、横跨背部和乳房下方的下支撑带，如图1B所示。使用本发明的自适应带的其他配置也是可能的，取决于由胸罩支撑的乳房的尺寸(使用更多的自适应带/条带)以及胸罩设计用于使用(例如，跑步-更多的带/条带，与瑜伽或其他乳房运动较少的活动-较少带/条带)的活动的强度。

自适应材料10包括通过使硅烷醇封端的聚二甲基硅氧烷、聚合物基体、硼酸和任选的填料反应形成的反应产物以获得固化的复合材料，这将在下面进一步详细讨论。弹性织物层20可以选自弹性纤维(聚醚-聚脲共聚物，包括商标名LYCRA和SPANDEX)、尼龙、聚酯、聚氨酯以及由这些聚合物的混合物和共混物制成的织物中的一种或多种。也可以使用弹性体材料(以及弹性体与上述弹性材料的混合物/共混物)，包括硅酮、天然橡胶/乳胶和基于聚氨酯的弹性体。通常，材料100的弹性部分20被选择为使得其在静态负载条件下可纵向延伸至其初始长度的100％。

在一个实施例中，用于产生本发明的自适应带的织物100可以使自适应层10与由弹性层20形成的壳一起固化而在原位形成。有利地，这增强了弹性层20和自适应层10之间的结合，使得复合材料100不易分层。此外，这种原位技术简化了服装的制造，因为自适应层10如果单独形成则可能难以组装成最终服装。如图3所示，制备用于胸罩的自适应带的示例性方法包括：1)将硅烷醇封端的聚二甲基硅氧烷、聚合物基质、硼酸和任选的填料在反应温度下混合一段反应时间(在下面的实施例中进一步讨论)，以获得复合物；2)在室温下将复合材料与固化剂共混以形成未固化的自适应材料；3)将未固化的自适应材料填充到管状或其他形状的可移除外壳200中(例如，如图3所示的塑料管)；4)将未固化的自适应材料填充的管状外壳插入一个或多个中空织物结构中，所述结构形成将用于运动内衣的支撑带或带形状；5)将管状外壳从中空织物结构中轻轻压入和拉出，直到未固化的自适应材料基本上填满中空织物结构内的中空空间；6)从中空织物结构中移除临时管状外壳；以及7)在中空织物结构内原位固化未固化的自适应材料以形成自适应带。

在一个实施例中，硅醇封端的聚二甲基硅氧烷、聚合物基体、硼酸、固化剂和可选的填料的重量比范围为5:100:0.02:0.5:0至100:100:1:3:10。

硅醇封端的聚二甲基硅氧烷可以是硅醇封端的聚二甲基硅氧烷、硅醇封端的二苯基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物或乙烯基甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物中的一种或多种，其中苯基的摩尔比为0％至18％，乙烯基的摩尔比为0％至15％。硅烷醇封端的聚二甲基硅氧烷的平均分子量为650至139,000克/摩尔。通常，硼酸在乙醇溶液中以重量比1％至10％提供。固化剂可以包括过氧化物、交联剂、催化剂及其组合。过氧化物是2,4-二氯苯甲酰基过氧化物、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烷和二苯甲酰基过氧化物中的一种或多种。交联剂可以选自具有至少两个SiH基团的氢化硅化合物。催化剂可以是钯、铑和铂中的一种或多种。

获得复合材料的反应温度为约80℃至200℃，持续约0.5至8小时。固化温度为约室温或25℃至约200℃，固化时间为约0.5至24小时。

实施例

提供以下示例用于说明本发明，它们并不旨在以任何方式进行限制。

表1-示例的材料配方(所有成分均以克为单位)

	聚二甲基硅氧烷	聚合物基质	硼酸	固化剂/催化剂	填料
						实施例1	9.974	100	0.026	2	0
实施例2	20.96	100	1.0	1	8.04

实施例1

在该实施例中，按照本发明如下方法制造自适应带：

(1)为了均匀混合，将硼酸溶解在乙醇中以形成重量比10％的溶液。

(2)然后将9.974克硅烷醇封端的聚二甲基硅氧烷、0.26克硼酸溶液、100克乙烯基硅橡胶作为聚合物基体(肖氏A为60)混合，并在120℃下搅拌6小时，形成复合物，其中硅烷醇封端聚二甲基硅氧烷的分子量为49000克/摩尔。

(3)將上述複合物(110克)和2克鉑催化劑通过内部混合器以50r/分的速度混合5分钟。

(4)然后将混合物注入具有由氨纶和聚酯纤维制成的弹性织物部分20的管状带中。将带与混合物一起在室温下储存24小时以进行固化，从而形成厚度为1.46毫米的自适应带。

带的拉伸应变曲线如图4所示。如图4所示，自适应带在10％静态应变下的张力为6.49N。带的动态机械性能通过DMA测量，如图5所示。在3.0Hz振荡的振幅为8％的情况下，10％静态伸长率下的计算拉力为16.32N。

实施例2

在该实施例中，按照本发明如下方法制造自适应带：

(1)将10克硅醇封端的聚二甲基硅氧烷(分子量约650克/摩尔)、10克硅醇封端的聚二甲基硅氧烷(分子量约13900克/摩尔)、20克硅醇封端的二苯基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物(18％二苯基硅氧烷)、20克乙烯基甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物(15％乙烯基甲基硅氧烷)、2.88克硼酸、17克二氧化硅(填料)、3克二氧化钛(填料)混合并在200℃下搅拌2小时，然后加入3克甘油油酸酯(填料)形成复合物。

(2)然后将100克乙烯基硅橡胶(聚合物基体)(肖氏A为60)、30克上述复合材料、1克2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷(固化剂)通过内部混合器以50r/分的速度混合5分钟。

(3)将混合物注入到管状带中，外层弹性材料组合物为氨纶和尼龙纤维。将带与混合物一起在室温下储存24小时以进行固化，从而形成厚度为1.46毫米的自适应带。

带的拉伸应变曲线如图6所示。如图6所示，自适应带在10％应变下的张力为6.49N。带的动态机械性能通过DMA测量，如图7所示。在3.0Hz振荡的振幅为8％的情况下，10％静态伸长率下的计算拉力为16.96N。

实施例3

在该实施例中，按照本发明如下方法制造自适应带：

(1)将10克硅醇封端的聚二甲基硅氧烷(分子量约650克/摩尔)、10克硅醇封端的聚二甲基硅氧烷(分子量约13900克/摩尔)、20克硅醇封端的二苯基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物(18％二苯基硅氧烷)20克乙烯基甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物(15％乙烯基甲基硅氧烷)、2.88克硼酸、17克二氧化硅(填料)、3克二氧化钛(填料)混合并在200℃下搅拌2小时，然后加入3克甘油油酸酯形成复合物。

(2)然后将100克乙烯基硅橡胶(肖氏A为60)(聚合物基体)、100克上述复合材料、1克2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷(固化剂)通过内部混合器以50r/分的速度混合5分钟。

(3)将混合物注入到具有氨纶和尼龙纤维织物组合物的管状带中。将带与混合物一起在室温下储存24小时以进行固化以形成自适应带。

用于胸罩的自适应带被切割成4毫米*8毫米的尺寸。动态力学分析(DMA)用于精确分析振动力学特性。如图8所示，频率对控制样本的影响不明显，但频率可以显著影响现有自适应带的机械特性。在960圈之后，自适应带的抗拉强度仍然非常稳定。

优势：

本发明的优点包括：1)用于胸罩的自适应带具有自适应性能，在不同活动中提供足够的支撑；2)一种用于胸罩的自适应带的新型材料配方；3)一种简化的注射过程，以制造用于胸罩的自适应带；以及4)用于胸罩的自适应带的快速恢复和稳定性能。

如本文所使用，术语「大约」、「基本上」、「实质上」、和「约」用于描述和解释一个小的变化。当与事件或情况结合使用时，该术语可指事件或情况准确发生的情况，以及事件或情况近似发生的情况。如本文中关于给定值或范围所使用的术语「约」通常指在给定值或区域的±10％、±5％、±1％或±0.5％的范围内。该范围在本文中可以被指示为从一个端点到另一个端点或在两个端点之间。除非另有规定，否则本公开中公开的所有范围都包括端点。术语「实质共面」可以指沿同一平面定位的几微米(μm)内的两个表面，例如，位于同一平面上的10微米以内、5微米以内，1微米以内或0.5微米以内。当提到「实质上」相同的数值或特性时，该术语可以指数值平均值的±10％、±5％、±1％或±0.5％以内的值。

本发明上述描述是为了说明和描述的目的而提供的。其并非旨在穷举或将本发明限制于所公开的精确形式。许多修改和变化对于本领域技术人员来说将是显而易见的。

虽然已经参考本公开的具体实施例描述和图示了本公开，但是这些描述和图示不是限制性的。本领域技术人员应当理解，在不脱离所附权利要求所定义的本公开的真正精神和范围的情况下，可以进行各种改变并且可以替换等效物。图示不一定按比例绘制。由于制造工艺和公差，本公开中的技艺再现与实际设备之间可能存在差异。可能存在未具体示出的本公开的其他实施例。本公开和图示应视为说明性的，而非限制性的。可以进行修改以使特定情况、材料、物质组成、方法或过程适应本公开的目的、精神和范围。所有这些修改都旨在落入所附权利要求的范围内。虽然已经参考以特定顺序执行的特定操作描述了本文公开的方法，但是应当理解，在不偏离本公开的教导的情况下，这些操作可以被组合、细分或重新排序以形成等效方法。因此，除非在本文特别指出，否则操作的顺序和分组并非限制。

Claims (21)

1.一种用于胸罩的自适应带，其特征在于，包括:

至少一个自适应材料层，所述自适应材料层在静态负载期间具有

第一强度模量x并且在至少大约3Hz振动的动态负载期间具有至少为2x的

第二强度模量；以及

两个或多个弹性织物层，

其中每个所述自适应材料层夹在两个所述弹性织物层之间，使得在穿戴者活动较少时所述自适应带可延伸至其初始长度的100％，但穿戴者在剧烈活动时所述自适应带可延伸不超过50％。

2.根据权利要求1所述的用于胸罩的自适应带，其中所述自适应带具有小于2毫米的厚度。

3.根据权利要求1所述的用于胸罩的自适应带，其中所述自适应带在10％的静态拉伸下具有至少7N的负载强度。

4.根据权利要求1所述的用于胸罩的自适应带，其中所述自适应带在10％的静态拉伸下具有至少15N的负载强度，随后是3.0Hz的振动拉伸。

5.一种制备根据权利要求1所述的用于胸罩的自适应带的方法，其特征在于，包括:

(1)将一种或多种硅烷醇封端的聚二甲基硅氧烷与聚合物基质材料和硼酸在反应温度下一起混合一段反应时间，以获得复合材料；

(2)将所述复合材料与固化剂在室温下混合以形成未固化的自适应材料；

(3)将所述未固化的自适应材料填充到一个临时外壳中；

(4)将所述未固化的自适应材料临时填充至一个或多个中空织物结构中；

(5)将所述未固化的自适应材料加工到所述中空织物结构中，直至所述未固化的自适应材料基本上填满所述中空织物结构中的中空空间；

(6)将所述临时外壳从所述中空织物结构中移除；以及

(7)固化所述中空织物结构中的所述未固化的自适应材料，以形成自适应带。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述硅烷醇封端的聚二甲基硅氧烷、所述聚合物基质、所述硼酸和所述固化剂的重量比为5∶100∶0.02∶0.5至100∶100∶1:3。

7.根据权利要求5所述的方法，其中所述硅烷醇封端的聚二甲基硅氧烷选自硅烷醇封端的聚二甲基硅氧烷、硅烷醇封端二苯基硅氧烷二甲基硅氧烷共聚物、乙烯基甲基硅氧烷二甲基硅酮共聚物中的一种或多种，其中苯基的摩尔比为0-18％，乙烯基的摩尔比为5-15％。

8.根据权利要求5所述的方法，其中所述硅烷醇封端的聚二甲基硅氧烷的平均分子量为650至139,000克/摩尔。

9.根据权利要求5所述的方法，其中所述硼酸是在乙醇溶液中以重量比1％至10％提供。

10.根据权利要求5所述的方法，其中所述固化剂包括过氧化物、交联剂或催化剂中的一种或多种。

11.根据权利要求5所述的方法，其中所述复合材料还可以包括一种或多种填料。

12.根据权利要求5所述的方法，其中所述聚合物基质选自硅橡胶、天然橡胶、合成橡胶或其组合，并且具有约40肖氏A至80肖氏A的硬度。

13.根据权利要求10所述的方法，其中所述固化剂是过氧化物，且所述过氧化物是2，4-二氯苯甲酰基过氧化物、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧)己烷或二苯甲酰基过氧化物中的一种或多种。

14.根据权利要求10所述的方法，其中所述固化剂是交联剂，且所述交联剂选自一种或多种具有至少两个SiH基团的氢化硅化合物。

15.根据权利要求10所述的方法，其中所述固化剂是催化剂，且所述催化剂是钯、铑或铂中的一种或多种。

16.根据权利要求5所述的方法，其中获得所述复合材料的反应温度约为80℃至200℃。

17.根据权利要求5所述的方法，其中获得所述复合材料的反应时间约为0.5至8小时。

18.根据权利要求5所述的方法，其中固化温度约为室温或25℃至200℃之间。

19.根据权利要求5所述的方法，其中固化时间可以为约0.5至24小时。

20.根据权利要求11所述的方法，其中填料选自二氧化硅、二氧化钛、油酸甘油酯或其任何组合。

21.根据权利要求1至4任一项所述的用于胸罩的自适应带或根据权利要求5至20任一项所述的方法制备的用于胸罩的自适应带，其在960圈之后在2.0Hz下具有大于4MPa的拉伸强度，并且在10％的应变下在静态状态下具有不小于1MPa的拉伸强度。