专利名称：用来生产多层缝编绒头表面结构的设备的制作方法
技术领域：
本发明的背景本发明的领域本发明涉及一种用以生产一多层粘合的绒头表面结构的设备。
现有技术的描述用簇绒机来形成地毯或丝绒的绒头结构是人所共知的。簇绒结构包括在“一次”底布中插入以不切断或切断的线圈形式的绒头。绒头纱线的一部分保留在底布的背面。于是在预先形成的簇绒底布上施以较稠的粘合剂材料(通常是一种以胶乳为基础的材料)来使之稳定。并在大多数情况下在结构背面形成一“二次”底布。在某些情况下，在“一次”与“二次”底布之间引入一层热塑性材料来取代粘合剂材料。
这些产品的一个限制在于它们在施加粘合剂材料和“二次”底布之前需要可靠地握持簇绒的较为重厚的一次底布，第二个限制在于粘合剂和二次底布明显地增加重量。第三个限制在于有相当一部分簇绒处于一次底布之下，在一次与二次底布之间。这种结构使一次底布暴露在簇绒穿透点之间，所以要求一相当稠密的线圈或切断的绒头的花样。另外，“簇绒粘合”，或拖拉切断的簇绒或拆开未切断的线圈绒头所需的力是受到限制的，除非采用大量的粘合剂材料来穿透底布和位于两层底布之间的绒头纱线。
平的多层粘合结构在现有技术中也有所知。
图1A表示一由代号10所标注的用以形成一平的多层粘合结构12的典型设备的风格化的透视图，它具有一用缝编线进行有底基缝编的“衬垫”纱线镶嵌元件54。图1B和1C表示这样生产的多层粘合结构12的风格化的前视图和侧视图。应予注意，在图1A～1C中为了便于说明起见，用来形成纱线镶嵌54的纱线48Y被表示为一种典型地构成地毯绒头的较粗和膨松的纱线，而用来形成链式线迹56的纱线48T(如图1A中以虚线所示)则具有明显较细的旦数。
在许多排镶嵌物的每一排中的纱线镶嵌54由链式线迹56的针背垫纱部分56U使之在间隔的点上附在一平面的底布14的第一顶部表面14S上。链式线迹56通过在底布14的第二底部表面上所形成的重叠56L(图1B)使它们自行线性地联锁。一种在结构上或运行上与上述相同的具有代表性的缝编设备已由德国Obertshausen市的卡尔迈耶纺织机厂制成，并以“Malimo”的商标销售。
缝编设备10可包括一设有沟槽的台板20，它沿着一纵向延伸而通过设备10的平面运行途径来支持底布14·台板20上的沟槽在图1A中无法看到。底布14运动的纵向也称为“机器方向”，它在图中以箭头24来表示。在这整个应用中，运行的纵向与所生产的绒头表面结构的纵向(或“经纱”方向)是一致的，而与经纱方向成横向的则称为所生产的绒头表面结构的“横向”或“纬纱方向”。
应予注意，在图1A中所示的底布14通过设备10的运行途径是一任意的水平途径。底布14由一适当的供应辊(图1A中未表示)供给到台板20上。在由图1A所示的设备所产生的多层缝编结构12是典型地采用一轻度针刺的短纤维“绵网”，一轻度粘合的梳棉棉网，或一射流喷网无纺布。这些典型的底布材料中没有一种在尺寸上是稳定的。因此多层缝编结构运行的主要目的是对底布14给予其在纵向和横向上的稳定性。
底布14是借助一适当的推进装置，例如一拖拉辊(图1A中未表示)以增量的方式按机器方向24来进行输送的。作为一种选用，可在针板的下游设一握持板对抗在该区域内的台板来支持底布。为了表示清楚起见，在图1A中省略了握持板。
在台板的输入侧有一沉降片座28，沉降片座28横向地延伸而横跨设备10。有许多沉降片手指30从沉降片座28按机器方向24而向前延伸。每一沉降片手指30与侧而相邻的手指30相隔一预定的侧面间距32。每一沉降片手指30的顶部表面用代号30T来表示，而每一沉降片手指30的底部表面用代号30S表示。台板的顶部表面20S与每一沉降片手指30的底部表示30S共同限定了一条窄道34，底布14通过此窄道而导入设备10内。
一个其上设有许多穿透针42的针板40安装在台板20的下面。每根针42可包括一密封(未表示)。针板40设有沉降片手指30端部30E前方一个预定的距离处。织针42通过台板20的沟槽布向上延伸。针板40可借助一适当的执行机构(未表示)而移动，使织针42以垂直方向在一位于沉隆片手指30的端部30E前方的织针平面44内作往复的运行，并与运行途径成法线方向。每根往复针42在相应的织针穿透点46上与底布14相交并穿过底布。每一织针穿透点46是位于侧而相邻的沉降片手指30之间所限定的横向间隔32内。织针穿透点46的横向延伸线位于织针平面44内。
在沉降片手指30和底布14通过设备10的平面运行途径的上方装有若干个导纱板50。虽然一典型的缝编设备可包括多至4块这样的导纱板，但为了表示清楚起见，在图1A中仅表示了两块导纱板50T和50Y。每块导纱板50T，50Y具有许多向下悬挂的导纱元件。导纱元件可制成如图所示的圆形的孔眼，或采取管子形的元件，必要时也可制成宽的导纱匙。
在导纱板50Y上的导纱元件用来承载置入在底布14顶部表面14S内的纱线48Y。每根纱线48Y从一经轴或安装在筒子架上的单独筒管(在图1A中未表示)上输出，并穿过导纱板50Y上的导纱元件。在另一导纱板50T上的导纱元件承载着把纱线48Y握持在底布14上的缝编用线48T。每根缝编用线48T从另一单独的轻轴或安装在筒子架上的筒管(图1A中未表示)上输出。
每一导纱板50Y，50T借助一适当的执行机构(未表示)独立地以不同程度的自由度来移动。典型地，每一导纱板50Y，50T可相对于任一其他导纱板而横向地、向前地和/或向后地摆动。因此在导纱板50Y，50T上所承载的纱线48Y和/或48T可相对于底布14而移位和/或彼此以不同的方式进行成圈或联锁。
在运行中，底布14从供应辊引入在台板20与沉降片手指30之间所限定的窄道34内。底布14的底部表面14B被支持在台板20上，而顶部表面14S则被提供到沉降片手指30的下部表面30S上。窄道34的厚度尺寸34T大于底布14的厚度尺寸14T，因此当底布14沿着运行途径向前通过设备10时，底布14是较松弛地被限定在沉降片手指30与台板20之间。
由于衬垫纱线镶嵌54的形成以及那镶嵌54通过线迹56的针背垫纱56U而在底布14的顶部表面14S上的固定已为人所熟知，因此只需简要地说明一下它的过程。
底布14是这样沿着运行途径而输送的，使底布14的横向扩展区相继地进入织针平面44内。在导纱板50Y进行横向移位来输送最后在底布14的表面14S上形成镶嵌54的纱线长度之前和之后，来自导纱板50T上相邻的第一和第二导纱器的缝编用线48T围绕着在纱线48Y所输送长度的相应的第一和第二位置上相继形成线圈。
当底布14的横向扩展区相继移入织针平面44时，相邻的第一和第二根针。例如织针42-1，42-2，被执行并在穿透点46-1，46-2上穿过底布而提升到运行途径上方的位置。在这提升位置上相邻的第一和第二根针42-1，42-2依次相继地与成圈的第一和第二根缝编用线48T-1，48T-2相啮合并把这些缝编用线往下拉向底布14。这些动作把所输送的纱线48Y的长度拉到底布14的表面14S上，从而形成以横向和倾斜方向在底布14的表面14S上延伸的纱线镶嵌54。每根针42-1，42-2穿过底布14而继续向下移动便形成一链式线迹56的针背垫纱部分56U。线迹56的针背垫纱部分56U(图1B)位于底布14的第一表面14S上，并把纱线镶嵌54固定在第一表面14S上。每一线迹56也包括一位于底布14的底部表面14B上的可连锁成圈的重叠部分56L。链式线迹56在底布14的底部表面14B上纵向延伸的重叠部分56L的安排可从图1B的侧视图中清楚地看到。
对于底布14的一个区域的每一相继的纵向前进，每根针通过织针平面44交替地同其侧面相邻的织针中之一共同形成一横跨底布14顶部表面14S而延伸的纱线镶嵌元件54。结果如透视图1A中所示，导纱板50T和织针42的动作形成了许多条联锁线迹56的线58，其中每一线迹56包括一针背垫纱部分56U和一重叠部分56L。连续的重叠部分56L互相联锁而形成链条状。线迹线58沿着底布14而互相平行地纵向延伸。线迹56的频率通常是用“线圈横列”单位来表示的，它表示线迹线58每单位长度中线迹56的数目。每条线迹线58与相邻的线迹线58之间有一预定的线迹间隔W，或称为“纵行”。在任一条线迹线58中的纵向连续的织针穿透点46之间的距离称为“线迹长度”，它是用字母“S”来表示的。
每一纱线镶嵌54通常具有一U形结构，包括一个根部60(图1C)和从那里延伸的两个分支60B。镶嵌54的根部60借助线迹56的针背垫纱部分56U被握持在底布14的表面14S上。在一排中的一个给定的纱线镶嵌54的每一分支与在相邻的一排中的一个纱线镶嵌54的一个分支60B相连接而在底布14的顶部表面14S上限定一镶嵌54的锯齿形阵列。在技术术语中，这种镶嵌54和缝编用线针背垫纱56U的安装可识别为一种往复的0-0/2-2线迹或“经平组织”。也可采用诸如0-0/2-2/2-2/4-4/4-4/2-2/2-2/0-0的“垫纱缎纹”线迹，或0-0/3-3或0-0/4-4的较长的垫纱线迹。
如从前视图1c中可见，每一纱线镶嵌54基本上是平的，也就是说它直接位于底布的第一表面上。在纱线镶嵌54与底布14的第一表面14S之间的垂直间隙(如果有的话)在图1c中是用字母“h”来表示。在现有技术的垫纱缝编结构中，h/w之比基本上等于零。
在另一种熟知的纱线结构12’(图2A)的方式中，纱线48Y是缝合在一底布14中，它在其纵向和横向上的尺寸都是稳定的而不需要采用一有底基缝编的纱线。这种方式的缝编结构典型地应用于毛巾、绝缘结构的墙壁覆盖物中。图2A是一用来生产这种缝编纱线结构12’的设备10’的透视图。在结构上和运行上与图2A所述的设备相似并能在市场上购得的这种设备是由德国Obertshausen市的卡尔迈耶纺织机厂制成并以商标“Malipol”进行销售。除了需予以注意的区别以外，设备10’基本上与图1A中所示的现有技术的缝编设备10相同。因此对于相同的结构元件均用相同的代号来表示，而经过改进的元件或结构关系则在代号上加一撇来表示。
图1A的设备10与图2A的设备10’之间的一个区别在于沉降片手指30’的结构和它相对于织针穿透点46的位置。在设备10’中，沉降片手指30’向前延伸(按机器方向24)到织针穿透点46以外。另外，在织针穿透点46前面的手指30’部分是向底布14而向下倾斜。因为这里不采用有底基缝编的纱线48T，所以设备10’只需要一块导纱板50Y。
在运行中，一给定的纱线48Y被相邻的织针所啮合而形成纱线元件54’缝入在底布14中。典型地形成一基本的经平组织，例如一横跨两个线迹排的1-0/1-2线迹。当纱线48Y被织针拉向底布14时，沉降片手指30’超越织针穿透点46的延伸能防止纱线元件54’对于底布14的顶部表面14S而被拉平。因此每一纱线元件54’呈现一倒置的线圈部分60L’，它位于底布14顶部表面14S的上方。如在图2A和2B中所示，联锁的链式重叠56L’是在底布14的第二(底部)表面14B邻近形成的。每一纱线元件54’的线圈部分60L’从织针穿透点46出发通常对纱线元件54’在表面14S附近给予一V形的外形。由于沉降片手指30’向前的倾斜，所以当底布14以机器方向24前进时，纱线元件54’的线圈部分60L’很容易从手指上卸落。
成圈的纱线元件54’与底布14顶部表面14S之间的垂直间隙在图2c中仍用字母“h”来表示，而相邻的纵向延伸的线迹线58’之间的间隔仍用字母“w”来表示。设备10’所产生的绒头结构12’，其中线圈高度h与线迹间隔w之比h/w远远大于零。
成圈的纱线结构12’也可采用一交叉铺放的衬纬纱线的阵列16来形成，以取代尺寸稳定的底布。图3A表示一用来形成这种纱线结构12″的现有技术的设备10″。像其他所述的现有技术的设备一样，相同的结构元件采用相同的代号，而经过改进的结构元件或结构关系则在代号上加以双撇来表示以资区别。
同图2A的安排一样设备10″包括向前延伸的沉降片手指30″。手指30″超越织针穿透点46而延伸的部分可具有一基本上均匀的高度尺寸30H″。如同图1A的安排情况一样，设备10″包括一块导纱板50Y和一块导纱板50T。
延伸手指30″的存在使每一纱线元件54″具有一高的绒头线圈60L″。如从图3A和3B可见，在每一元件排中的第一纱线元件54″的U形根部60″由一缝编用线的针背垫纱部分56U″固定在阵列16中的纬纱上。纬纱16与一针背垫纱56U″之间的接触点由代号56M″表示。缝编用线48T″由在纬纱16下延伸的链式重叠部分56L″进行纵向联锁。相邻的线迹线58″在横向由一距离W来间隔。当只采用衬纬纱线时所形成的这种纱线元件54″趋向于拖拉缝编用线48T和纬纱16，使它们在相邻的沉降片手指30″之间的侧而间隔32″内向上偏移，如图3c所示，每一纱线元件54”的每一线圈部分60L”具有一高度h，它是从一包含着接触点56M″的参考平面P开始测量的，从而给予纱线结构12″的一个远远大于零的h/w比。
在结构上和运用上与图3A所述的设备相同的在市场上能购得的这种设备已由德国Obertshausen市的卡尔迈耶纺织机厂制成，并以商标“Schusspol”进行销售。在原民主德国专利244,582(国营企业Textima。联合工厂)中还提出了利用预制底布的这种设备。在穿透这种具有大量粘合剂来把绒头线圈固定在底布上的底布时所遇到的困难可采用自行形成的衬纬开启式底布来克服，如由图3A的设备所生产的产品那样，它比预制的预行稳定的底布更为有利。
在现有技术中还知道有各种针织设备。这种设备的例子是由德国0bertshausen市的卡尔迈耶纺织机厂制造的以商标“HKS4-1”进行销售的。这种设备与图2A所述的相同，它具有在超越织针穿透点外以机器方向而向前倾斜地延伸的沉降片手指。但是作为取代在长度和宽度方向上尺寸稳定的底布。针织设备也能形成经平组织的针背垫纱或衬纬纱线的平面阵列，与图3A所示相同。绒头纱线通常是以位于平面阵列下面的相当多数量的纱线针织在其中的。
诸如地毯、丝绒、立绒等产品均能在同样的机器上进行生产。这些产品对表面磨要求有很高的稳定性。因此在结构的背面施以大量的粘合剂材料来稳定和加强产品性能。这种针织的绒头结构的代表产品是由乔其亚州Colhoun市的Mohawk地毯公司采用“机织联锁结构”所生产和销售的商用地毯。
图4是一针织绒头结构123的风格化的前视图，它具有一缝入绒头线圈50L3很高的纱线元件543。每一缝入绒头纱线元件543的根部603额外地由一线迹56的针背垫纱56U3固定在形成一底布143的纬纱163上。线迹56由在纬纱163下面延伸的链式重叠部分56L3在纵向予以联锁。
一根纵向延伸的纱线59可放在每一纱线元件543的根部603上面，并在那里由线迹56的一个针背垫纱56U3来握持。第二根纵向延伸的纱线61是放在纬线163下面并由一重叠56L3握持在那里。纱线59和61的目的通常是用来填充和加强结构。另外，一个平面阵列的纬纱延伸或衬垫纱线62，63是由针背垫纱56U3和线迹56的重叠部分56L3所握持。这些纱线62，63也是用来加强纱线结构123的。
上述的每一种设备和工艺都伴随着一些缺点而使它在形成绒头表面结构中降低了其实用性。
例如图1A的设备所生产的衬垫缝编结构是平的，没有绒头高度，因此作为地毯使用时存在缺点，因为缺少弹性。采用从背面施加粘合剂来稳定和加强，使产品成为一合格的地板覆盖物时，则将穿透整个衬垫纱线的长度而使表面纱线硬化，使产品的表面无吸引性和变得粗糙。
图2A的设备是有效的，运行较快，而且所生产的产品通过在背面施加粘合剂来获得绒头纱线的重叠，极易使之稳定和加强。但是所生产的绒头纱线结构被认为具有若干缺点。由于对相互成圈的重叠的拖拉，使线圈倾向于朝前偏斜，并且有大量的绒头纱线在底布下面作为链式线迹重叠的方式而浪费掉。另外，沉降片手指在织针穿透平面下游的倾斜使所形成的线圈受到拖拉或变短，结果使线圈高度h比沉降片手指的高度要低得多。另外，从底布中的单一的、高度收缩的织针穿透孔中会出现绒头线圈60L(图2c)，因此限定了一V形的而不是U形的线圈，从而减小了绒头线圈在底布上部表面上的覆盖率。
在用图3A的设备所形成的绒头结构中，阵列中的衬纬纱线在两个沉降片元件之间趋向于向上偏斜，如图3c所示。这有缩短绒头高度的趋势。另外，缝编用线必须拖拉和滑动，并完全围绕着两根比较松弛的纱线(绒头和纬纱)，因此它必须很紧地予以牵引。这将使过程减慢，并限制了能够获得的总的紧度。此外，在底布层内由于缺乏多尺寸的连接，所以产品的尺寸不稳定，除非在所有下部元件上施加大量的粘合剂来稳定结构。但从背面施加大量粘合剂不一定能达到U形绒头的纱线的根部来防护绒头纱线的所有单纤维。比较紧的链式线迹更加深了此问题，因为它们在收缩的根部附近趋向于限制液体粘合剂传播到绒头纱线的单纤维内。把图3A的系统转换成一个利用预制的稳定底布，则将导致以足够的粘合剂通过底布而穿透到绒头纱线的更严重的问题，并且也有困难获得足够紧密的链式线迹重叠来可靠地保持绒头纱线于原位。
在图4的针织绒头结构中，绒头是以“V形”而并非以“U形”出现，这再次减少了底布上部表面的覆盖率。有较大数量的绒头纱线消耗在所形成结构的背面上。虽然结构允许液体粘合剂传播到绒头元件的根部内，但需要大量的粘合剂来稳定结构的尺寸。
综上所述，认为有需要在一受紧密控制下预制的底布上建造一种绒头表面结构，其所有绒头线圈纱线位于底布的上部表面。还认为有需要用单独的但是细的缝编用线的紧密的针背垫纱来使绒头元件附着在底布上，并进一步以粘合剂主要集中在绒头纱线的紧密收缩的根部内来防护绒头元件。结果能产生一种重量轻、尺寸稳定、和完全直立的绒头结构，并提供在底布上最大的绒头纱线覆盖率。
本发明的概要根据本发明的缝编设备具有许多在横向分布的织针，它们各有一预定的宽度尺寸(142D)。当底布被输送通过设备时，织针在许多穿透点上穿透底布。每根针是设置在一对侧面相邻的沉降片手指的中间，每一手指超越了织针穿透点而向前延伸。
根据本发明，相邻的手指彼此间隔一侧面间距(132)，它不大于位于它们中间的织针的预定宽度尺寸(142D)的1.5倍。最好是侧面间距(132)不大于织针预定宽度尺寸(142D)的1.3倍。
至少那超越织针穿透点而向前延伸的手指部分具有一均匀的高度尺寸H。手指的高度与相邻手指的中心之间的距离有关。沉降片手指的高度至少应为相邻手指的中心之间的距离的0.5倍，更为有利的是沉降片手指的高度至少应等于相邻手指的中心之间的距离。而最好是沉降片手指的高度至少应为相邻手指的中心之间的距离的两倍。
每一手指可采取像叉子一样的结构形式，具有一个上叉件和一个下叉件。
附图的说明对本发明可从下述的具体说明，结合作为本应用一部分的附图来更充分地了解，其中图1A是一用来形成现有技术的衬垫缝编结构的设备以及它所生产的产品的风格化的透视图，而图1B和1C分别是由图1A的设备所生产的现有技术的衬垫缝编结构的侧视图和前视图。
图2A与图1A相同，是一用来形成一现有技术的缝编结构的设备的风格化的透视图，而图2B和2C分别是由图2A的设备所生产的现有技术的缝编结构的侧视图和前视图。
图3A，与图1A相同，是一用来形成另一种现有技术的缝编结构的风格化的透视图，而图3B和3C分别是由图3A的设备所生产的现有技术的缝编结构的侧视图和前视图。
图4是现有技术的针织结构的前视图。
图5A是按本发明的用来生产一衬垫缝编绒头表面结构的设备的风格化的透视图。
图5B和5C分别是由图5A的设备所生产的衬垫缝编绒头表面结构的侧视图和前视图。
图5D是按本发明所用的另一种形式的沉降片手指的透视图。
推荐的实施例的说明在整个以下的说明中，所有附图中的相同元件均用相同的代号来表示。
图5A是缝编设备110的基本实施例的一个风格化的透视图。在图5A中所示的缝编设备110是对依次在图1A和3A中所示的现有技术的缝编设备10和10″中的某些结构上和功能上的特点的融合，但它在生产本发明的绒头表面结构的某些领域中作了一些改进。因此在对本发明的整个讨论中，缝编设备110的结构上和功能上的元件和/或关系凡与前面所讨论的设备中的元件和关系相同的，其代号将以数字“1”开头，后面跟随以两位数字表示的前面用过的识别相同元件或关系的代号。另外在本发明的绒头表面结构112中出现的元件和/或关系凡与前面图1A～3A中所讨论的结构中所出现的元件和关系相同的将按同样的惯例来编号，在设备和绒头表面结构中所新出现的结构上和功能上的元件或关系所用的代号在前面的附图中应该没有与它相同的。
缝编设备110最好包括一设有沟槽的台板120，它在底布114沿着以机器方向124而纵向延伸的通常是平面的运行途径而通过设备110增量地前进时用来支持此底布114。通过缝编设备110的运行途径也是任意地作为一水平的途径来表示的。底布114由一供应辊104(图5)向缝编设备110提供。
作为一般的建议，底布114最好是一预制的部件，它在送入设备110之前就已形成。预制底布114由一纵向(经向)和横向(纬向)的尺寸都很稳定的材料制成。底布114具有一个第一(顶部)表面114S和一个第二(底部)表面114B，以及一基本厚度尺寸T。基本厚度尺寸T是在基本上不对底布114施加压力的情况下测量的。对一预制底布所推荐的材料包括任何尺寸稳定的片材，它上面能附加一线迹而不会撕破底布或使之变形。针织物、无纺布、薄膜、机织长丝织物、机织裂膜片或任何稳定的纤维片都可适用。底布必须具有足够的尺寸稳定性和足够的抗脱离平面偏差的能力以防止在喂入过程中的变形，和当织针穿透它时和当成形后线圈拖拉它时防止过度的向上偏移。推荐采用重量范围在30～120g/m2的粘合短纤维或连续长丝的无纺布。最好采用聚酯材料，因为它在尺寸稳定性对于温度、湿度成本方面能提供最佳的平衡。
但从今后发展来看，在某些实施中底布114可由设备110在形成绒头表面结构的同时来形成。这种底布能用纬纱延伸的纱线阵列来形成，与图3A的结构相同。
一个沉降片座128在横向延伸而跨过缝编设备110。有许多沉降片手指130从沉降片座128以机器方向124而向前延伸。每一沉降片手指130的顶部表面用130T表示，而手指130的下部表面则用代号130S表示。每一手指130的顶部表面130T最好是很光滑和经过抛光，以利于纱线的移动和绒头线圈的形成，在后面将作进一步说明。在顶部表面130T的边缘上最好有一圆角的截面。台板120的顶部表面120S与每一沉降片手指130的下部表面130S共同限定了一个窄道134，底布114通过此窄道而引入缝编设备110。
沉降片手指130在横向上是这样来设计的，至少在其底部区域130B附近使相邻的手指130之间限定一预定的紧密侧面间隔132(图5C)。在所述的实施例中，每一手指130在其底部130B处向每一相邻的手指张开。可以理解，作为一种取代，手指130也可设计成在整个高度上呈现相同的横向尺寸。
在台板120下面装有一针板(未表示)，其上具有许多带钩的穿透针142，这些针在横向彼此间隔一线迹间距W。每根针142具有一预定的宽度尺寸142D。织针142通过台板120而向上延伸，织针142能以垂直往复的方式在一织针平面144内移动。织针穿透点146的横向线位于织针平面144内。每根往复的针142在一相应的织针穿透点146上同底布114相交并穿透它，穿透点在横向位于沉降片手指130之间(也就是以侧面间隔132限定的相邻的手指之间)。在绒头表面结构112中，每一线迹具有一以字母“S”(图5B)表示的“线迹长度”。“线迹长度”表示在任何线迹线158中纵向连续织针穿透点146之间的距离。
也许在图5C中最清楚地表面，相邻手指130之间的侧面间隔132是设计成只允许织针142和由该针所牵引的缝编用线在垂直方向较自由地通过。相邻手指130之间的紧密间隔132具有一优点，即当织针142穿过底布而向上移动时能防止底布114的向上偏移。横向间隔132大约是织针142的宽度尺寸142D的1.2～1.5倍，建议横向间隔132不大于宽度尺寸142D的1.5倍，而最好是不大于宽度尺寸142D的1.3倍。
导纱板150T，150Y是安装在沉降片手指130和底布114的平面运行途径的上方，导纱板150Y上的导纱元件152Y用来承载垫入在底布114顶部表面114S中的绒头纱线148Y，而在导纱板150T上的导纱元件152T则用来承载缝编用线148T，它用来把由纱线148T形成的绒头元件154握持在底布114的顶部表面114S上。
供给导纱板150Y的绒头纱线148Y用的筒子架在图5中用代号105Y’来表示。绒头纱线也可从一经轴105Y来供应给设备110。
用来形成本发明的绒头元件154的绒头纱线148Y是复丝的单丝，它具有一通常用字母“D”表示的直径，直径是在自由状态(即不受压缩、不受拉伸)下测量的。或者也可采用由几根复丝的单丝所组成的多根纱来作为绒头纱线148Y，多根纱的有效直径也是由字母“D”来表示。多根纱的有效直径也是在其自由(不受压缩、不受拉伸)的状态下测量的。
根据用途和需要，有很广范围的纱线可供选择来用作绒头纱线148Y。推荐的绒头纱线是具有较高熔融温度的纱线，例如腈纶、尼龙或聚酯丝，具有旦数在500～10000分特的粗的膨松纱线，不论是单丝纱线或多丝纱线，适用于地毯。较细的具有旦数在200～1000分特的纱线则更适用于丝绒织物。如果采用多丝纱线，则直径D是指其有效直径。从覆盖问题考虑，绒头纱线的直径(或有效直径)D应等于或略大于线迹长度S。粗粗的或多丝纱线则按比例地提供较高的表面覆盖率，并容许采用较低的缝编密度和较高的缝编速度。
对于绒头表面结构112，总的绒头纱线重量“G”约在100～2500g/m2之间。本发明的基本实用优点之一在于它能以很低的绒头纱线重量和良好的底布表面覆盖率来形成绒头表面结构。
可以理解，虽然在图中只表示出一块导纱板150Y，但形成绒头的纱线可来自一块以上的导纱板，而且可具有任何合适的花式来创造特殊的美观性。各导纱板之间(或导纱板中各根纱线之间)的纱线张力和纱线消耗可各不相同，即使所有导纱板使用同样的、或相同但相反的线迹花式时也是如此。在不同导纱板或纵行中的纱线旦数和/或张力也可能不同，用来创造一种“雕花”效果。
缝编用线148T在正常情况下是从一供应经轴105T(图5)供给导纱板150T的。在一般情况下，缝编用线148T最好用一种高韧度的、对湿度和温度完全稳定的热塑材料制成、一般来说，缝编用线148T的旦数小于绒头纱线的旦数的一半。最好是缝编用线的旦数小于绒头纱线旦数的1/3，因此缝编用线具有一在100～1000分特范围内的旦数，一般来说所选择的材料是聚酯。部分定向的可收缩的热塑线也能较有利地采用，如在后面将说明那样。
在设备110中，沉降片手指130是伸长的元件，它是设计成以运行方向124而向前延伸到织针穿透点146的直线以外的一预定距离166之处。如在这里更充分地予以展开那样，距离166的数量级在5～25mm之间，若用线迹长度S(图5B)来表示，距离166最好应至少为两个线迹长度。
至少那部分超过织针穿透点146而延伸一距离166的手指130的长度上呈现出一预定的基本上均匀的高度尺寸130H，手指130的高度尺寸130H是在其顶部表面130T的顶点与其下部表面130S之间的测量的。实际上，从沉降片座128到末端130E的整个手指的高度体现出高度尺寸130H，超过织针穿透点146以后的手指130的均匀高度尺寸有助于喂送给在该手指上所形成的每一绒头线圈的绒头纱线的平衡，并防止在相继的线迹形成时把绒头纱线拉回。在图中，侧面相邻的手指都表示为具有相等的高度，但应予理解，形成绒头的手指可具有不同的高度(只要任一给定的手指能满足上面所讨论的均匀高度的限制即可)。这样在相邻手指上所形成的绒头线圈能创造出一种具有“高-低”条纹效果的绒头表面结构。
当手指130的高度至少是相邻手指130的中心之间的横向距离133(图5C)的一半时，可形成改进的绒头覆盖。当高度130H至少等于横向距离133时，甚至还能获得更好的覆盖。当高度130H至少是横向距离133的两倍时，可获得最高水平的覆盖率。
沉降片手指130的推荐形式是形成一实心的不间断的元件，如图5A所示。另一种方式如图5D中所示，沉降片手指130’可制成一叉子状结构，具有一上叉件131T和一下叉件131L。上叉件131T的顶部表面限定了手指130的顶部表面130T，而下叉件131L的底部表面则限定了沉降片手指130的下部表面130S。叉子可在垂直方向进行调节，例如下叉件131L可以是固定的，而上叉件131T可垂直地移动来调节所形成绒头的高度。
缝编设备110的运行基本上与设备10(图1A)的运行相同。底布114被引入在台板120与沉降片手指130的下部表面130S之间所限定的窄道134内。同样，底布114的底部表面114B是支持在台板120上，而顶部表面114S则提供到沉降片手指130的下部表砂130S上。但根据本发明，窄道134的尺寸134T是设计成基本上等于底布114的厚度尺寸T。当底布114以机器方向124通过缝编设备110而前进时，底布114是较紧密地限制在沉降片手指130的下部表面130S与台板120之间。结果使底布保持在离沉降片手指顶部的一个设定距离(等于130H)的位置上，从而来控制绒头线圈元件的高度。这种紧密的限制能防止底布114在被织针往复地穿过时的垂直移位，从而防止链式线迹针背垫纱的松弛。由于沉降片手指130以机器方向124超过织针穿透点146的广度，所以当底布114通过缝编设备110而前进时，底布114能继续以较紧密的状态限定在表面130S与台板120的表面120S之间。
来自导纱板150T上的第一和第二导纱器152的缝编用线148T相继地围绕着在从导纱板150Y上的导纱器152输出的一段长度的绒头纱线148Y上相应的第一和第二位置而成圈，其情况与前述的在图1A的作用相同。但是与图3A所述的情况一样，由于高的沉降片手指130超过织针穿透点146(对于距离166)而向前延伸，当相邻的第一和第二根针依次啮合已成圈的第一和第二缝编用线，并把它们向下拉向底布114时，绒头纱线148Y被在沉降片手指130的表面130T上拖曳，从而形成一衬垫绒头纱线元件154位于底布114的第一表面114S上。这里可采用导纱板的往复0-0/2-2运行。与图1A的设备相同，也可采取利用0-0/2-2/2-2/4-4/4-4/6-6/6-6/4-4/2-2/2-2/0-0动作的“衬垫缎纹”线迹，或者具有更宽横向运行的线迹，例如0-0/3-3，在各种“缎纹”花样中反复或传播来创造各种花样或表面效果。
多排绒头元件的形成，具有握持衬垫绒头纱线元件154的针背垫纱156U的链式线迹的形成，在底布114的底部表面114B上纵向延伸的重叠部分156L的形成，以及具有线迹间隔(纵行)W的链式线迹156的纵向平行线158的形成都与图1A的设备所述的相应的运行过程相同。
如在图5B和5C的侧视图和前视图中最清楚地表明这样产生的绒头纱线元件具有一绒头线圈的形式，它在一第一个位于第一纵向延伸的线迹线158-1中通常呈U形的根部160-1与一第二个位于第二条纵向延伸的线迹线158-2中通常呈U形的根部162-2之间位于顶部表面的上方。每一根部160是由线迹156中之一的针背垫纱部分156U保持在底布114的顶部表面114S上。绒头纱线元件154的倒置的线圈部分160L基本上是直立在表面114S上。线圈部分160L在底布114的表面114S上延伸到一预定的直立绒头高度距离H，绒头高度距离H是在底布114的顶部表面114S与绒头纱线元件154的线圈部分的内表面之间来测量的。
由于相邻的手指130之间的侧面间隔132是非常紧密的，所以在织针142的向上动程期间，底布的偏移可保持最小。另外沉降片手指130基本上均匀的高度尺寸130H(对于至少超越织针穿透点146的距离166)能防止当形成相继的线迹时绒头元件被拉回。这两个考虑，连同那窄道134的尺寸134T基本上等于底布114的厚度尺寸T的事实，结果使成圈的绒头元件154具有一基本上等于沉降片手指130的高度尺寸130H的高度尺寸H。典型情况是线圈绒头元件154的高度尺寸H的数量级是1～20mm。在一按本发明所形成的绒头表面结构112中，预定的绒头高度H对预定的线迹间隔W的比最好满足以下关系H/w＞0.5 (1)如前所述，每一线迹156包括一个在底布114的顶部表面114S上延伸的针背垫纱部分156U和一个在底布114的底部表面114B上延伸的线圈重叠部分156L。重叠部分156L以链条方式同前面的线迹相连。这里建议采用一以闭合的1-0/1-0链式线迹方式的线迹156，虽然其他线迹例如开启式1-0/0-1线迹也可采用。
当确认了底布114具有一厚度尺寸T，绒头纱线148Y(不论是单丝或多丝)具有一直径(或有效直径)D，和重叠部分156L具有一预定的长度尺寸基本上等于线迹长度S，于是从图可以理解，所有的或基本上所有的线迹156具有一由下式给出的理论的纱线DKL长度
DKL≤D(1+π/2)+(2·T)+(2·S)(2)理论的纱线DKL长度代表用来形成一给定线迹156的缝编用线的长度。如果该线迹被拆散时，则在该线迹中所用的纱线最大长度可由方程式(2)给出。
理论的纱线DKL长度方程式(2)的最后一项(2·S)代表链式线迹重叠156L的长度。由于在纵向相邻的重叠之间的交叉成圈，所以实际的长度比方程式(2)中所用的长度表达式略长。方程式(2)的中间一项(2·T)代表进入和离开底布的纱线段的长度。这些线段一般很小而且难以改变，因为大多数底布是很薄的，而且不可压缩。
理论的纱线DKL长度方程式(2)的第一项[D(1+π/2)]代表把绒头纱线元件的U形根部握持在底布114上的链式线迹针背垫纱156U的长度。如在后面将要讨论那样，此长度既能通过在缝编过程中对纱线施加较高的张力，或通过在缝编以后使纱线收缩，又可通过缝编底布并使针背垫纱的某些纱线长度的被拉紧等方向来使之减小。
为了减小方向式(2)的第一项[D(1+π/2)]并拉紧针背垫纱，致使在绒头元件的根部中的绒头纱线被压缩到几乎其直径的一半。据估计DKL应能减小大约10％。因此值得推荐的是根据本发明，对所有的或基本上所有的线迹156的理论的纱线DKL长度可由以下关系给出DKL≤0.9[D(1+π/2)+(2·T)+(2·S)](2A)甚至对所有的或基本上所有的线迹156的理论的纱线DKL长度的更值得推荐的关系是DKL≤0.8[D(1+π/2)+(2·T)+(2·S)](2B)由方程式(2B)给出的理论的纱线DKL长度相当于把绒头纱线的直径几乎减小了其基本直径(或有效直径)D的1/5。在大多情况下，这样一种减小相当于一根纱线被压缩到这种程度使形成纱线的单纤维当从载面来看几乎固化了。
在实践中，实际的纱线长度是以“转子(runner)”数来自动记录的。一“runner”是指形成480个线迹所耗用的纱线长度。对每一个所形成的线迹的实际DKL可以计算出(纱线长度的runner数/480)，并与方程式(2)，(2A)，(2B)所得出的理论值进行比较。
根据本发明的绒头表面结构112，若其线迹156具有一DKL长度小于由方程式(2)得出的值时，则被定义为一“紧密”结构。也就是说，把成圈的绒头纱线元件握持在底布上的线迹156的针背垫纱156U在元件的根部将把绒头纱线压缩或挤压成同底布114的紧密接触。由针背垫纱156U对纱线的压缩或挤压将在绒头元件154的根部160中形成一扩张区154D。
如上所述的具有成圈的绒头元件的绒头表面结构112，不论通过取代或增添，用这里所讨论的方式进行改进可实行创造一割绒表面结构。这一点也是属于本发明的构思之内的。
一般，割绒表面结构是通过在靠近线圈160L的顶点处切割线圈绒头元件154来产生的。切割一绒头纱线元件154的绒头线圈部160L将形成一对割绒元件。每一割绒元件在缝编用线的每个针背垫纱156U的邻近具有一通常成U形的根部160。通过切断一线圈绒头元件所形成的每一割绒元件164A，164B具有两个基本上直立的分支从U形根部160而延伸。用另一种方式来表达，如在图5B，5C中所示的一个线圈绒头纱线中认为是由位于第一线迹中的一个割绒元件的一个分支与由位于相邻线迹排中的一个割绒元件发出的一个分支的完整接合所限定的绒头结构。每一分支具有一高度H’，它是从底布114的顶部表面114S到靠近分支的尖端所测量的。割绒高度H’基本上等于沉降片手指130的高度尺寸130H，沉降片手指是用来形成产生割绒元件的线圈绒头。
按本发明的割绒结构最好也满足以下关系H’/W＞0.5(1A)DKL长度方程式(2)，(2A)，(2B)也能满足。
为了形成割绒元件，设备110应予改进，使它包括一个设在每一手指130附近的切割措施。手指130的上部表面被切开，在裂缝内装入一切割刀片，在实践中，刀片的切割边位于手指130上的超过织针穿透线一个预定的紧密距离之处(其数量级在1～5mm之间)。当一个绒头线圈沿着手指130的有面而前进时，它在其顶点处被切断，但仍在手指上。另一种方法，绒头线圈可用设在与静止刀片相同位置上的旋转的或往复的刀片来切断。并且刀片可附属于一单独的装置来啮合和切断出现在手指130表面上的线圈。
举 例下面的例子仅为了说明而并不覆盖本发明的可能性的整个范围。
例1一个线圈绒头地毯结构在一改进的96″宽的卡尔迈耶的缝编单元上形成，具有如图5A所示的上部手指和下部手指。上部的机号6(每英寸6个)手指的高度在底布上约8mm。底布是100％聚酯的里梅(商标)式样2033(100g/m2)，由田纳西州Old Hickory的里梅公司生产，绒头纱线是由Delawara州威林顿的杜邦公司生产的3700旦的BCF尼龙长丝。绒头纱线从一机号6(每英寸6个)的设有宽匙导纱器的导纱板以0-0/2-2的运动来喂送。第二个机号6的导纱板设在第一导纱板的前面，使用230分特的高韧度聚酯线在升高的手指之间形成一1-0/1-0的链式线迹，线迹频率为每英寸12个线圈横列，速度为700r/m。针板设有穿透针，采用线性封闭。此过程借助于聚酯缝编用线成功地在底布上形成一大约7mm高的绒头。绒头的总重量为625g/m2，而结构的总重量为760g/m2。虽然绒头重量很低，但底布表面被绒头纱线覆盖得很好，而且绒头线圈非常稳定。当产品加热到大约130℃时以机器方向进行拖拉，并在张力下冷却后，出现10％的伸长，使自锁的链式线迹拉紧，并创造一种至少需要1300克的力才能拉动在其他线圈上的个别线圈。
例2重复例1的过程，但不同的是承载3700旦纱线的后导纱板在每隔一个纵行穿以不同颜色的纱线，而且导纱板具有一0-0/2-2，2-2/4-4，4-4/6-6，6-6/4-4，4-4/2-2，2-2/0-0的运动，完成一缎纹型的设计，在每一线圈横列有颜色交替。总的产品重量和所有其他参数保持与例1基本相同。
例3重复例1的过程和产品，所不同的是在原来里梅的底布上引入一层3.8英两/码(或130g/m2)的丙纶无纺布。丙纶无纺布层是由杜邦公司以商标TYPAR销售的。缝编结构的总重量为887g/m2，绒头重量从纱线耗量(runner数)计算出为453g/m2，表面覆盖情况极佳。
例4重复例3的过程和产品，但附加一个特点是衬纬的840旦的高韧度聚酯丝以与线迹同样的纵向频率添加到系统中，总的产品重量增加到760g/m2，具有绒头纤维为485g/m2，所有的性能几乎与例3相同，除了所完成的绒头表面结构在横向上更为硬挺和硬强一些。
在技术上熟练的并对前面所述的本发明有充分了解的人们可对它给予许多的改进。这些改进可以认为在本发明的构思以内，如在所附的权利要求中所定义的那样。
权利要求
1.一种缝编设备，具有许多在横向互相隔开的织针形成一织针阵列，每根针具有一预定的宽度尺寸(142D)，在运行中织针能移动，而当底布沿着一运行途径而输送通过设备时，它在许多织针穿透点上穿透底布；许多在侧面相邻的沉降片手指在运行方向而向前延伸，每一织针位于相邻的手指的侧面中间，每一手指具有一前端；其中的改进包括沉降片手指以运行方向朝前延伸而通过织针穿透点，至少在通过织针穿透点而向前延伸的那部分手指的高度尺寸是均匀的；手指具有一底部区，相邻的手指互相间隔一个不大于在它们中间的织针的预定宽度尺寸(142D)的1.5倍的侧面间距(132)。
2.根据权利要求1的缝编设备，其中每一手指是一具有一上叉件和一下叉件的叉子状结构。
3.根据权利要求2的缝编设备，其中该侧面间距(132)不大于在它们中间的织针的预定宽度尺寸(142D)的1.3倍。
4.根据权利要求1的缝编设备，其中侧面间距(132)不大于在它们中间的织针的预定宽度尺寸(142D)的1.3倍。
5.根据权利要求4的缝编设备，其中沉降片手指的高度至少是相邻的手指的中心之间的距离的一半。
6.根据权利要求2的缝编设备，其中沉降片手指的高度至少是相邻的手指的中心之间的距离的一半。
7.根据权利要求1的缝编设备，其中沉降片手指的高度至少是相邻的手指的中心之间的距离的一半。
8.根据权利要求4的缝编设备，其中沉降片手指的高度至少等于相邻的手指的中心之间的距离。
9.根据权利要求2的缝编设备，其中沉降片手指的高度至少等于相邻的手指的中心之间的距离。
10.根据权利要求1的缝编设备，其中沉降片手指的高度至少等于相邻的手指的中心之间的距离。
11.根据权利要求4的缝编设备，其中沉降片手指的高度至少等于相邻的手指的中心之间的距离的两倍。
12.根据权利要求2的缝编设备，其中沉降片手指的高度至少等于相邻的手指的中心之间的距离的两倍。
13.根据权利要求1的缝编设备，其中沉降片手指的高度至少等于相邻的手指的中心之间的距离的两倍。
全文摘要
本发明公开了一种用来生产一缝编的绒头表面结构的设备。设备具有许多在横向互相隔开的织针形成一织针阵列,每根针具有一预定的宽度尺寸(142D),在运行中织针可移动,而当底布沿着运行途径而输送通过设备时它在许多织针穿透点上穿透底布。许多在侧面相邻的沉降片手指以运行方向而向前延伸,每一织针位于相邻的手指的侧面中间,每一手指具有一前端。沉降片手指以运行方向朝前延伸而通过织针穿透点,至少在通过织针穿透点而向前延伸的那部分手指的高度尺寸是均匀的。另外,手指具有一底部区,相邻的手指互相间隔一个侧面间距(132),它不大于在它们中间的织针的预定宽度尺寸(142D)的1.5倍,最好是不大于1.3倍。手指的高度与相邻手指的中心之间的距离有关,手指可采用具有一上叉件和一下叉件的叉状结构。
文档编号D04B23/00GK1342228SQ00804567
公开日2002年3月27日 申请日期2000年2月18日 优先权日1999年3月2日
发明者D·P·扎菲罗格卢, R·A·雷 申请人:纳幕尔杜邦公司