潮湿稳定的簇绒带地毯的制作方法

专利名称：潮湿稳定的簇绒带地毯的制作方法
相关申请的交叉引用本申请是共同未决共同转让的序号08/611,115、申请日为1996年3月5日的申请的部分继续申请，后者又是1995年8月10日申请的、序号为08/513,281的申请的部分继续申请，而后者又是1994年8月31日申请的、序号为08/298,642的申请的部分继续申请。
背景技术：
传统的簇绒地毯是由一幅织造的柔顺的基本衬底通过簇绒机制造出来的，在簇绒机上设有一长列的针，可强制地毯多纤维丝线穿过衬底并在穿过后又被一长列的钩钩住，然后这些针再行退回。在12英尺的宽度上大约可横排1400支这样的针。衬底必须能适应针的穿刺而不被破坏。然后，衬底前进一个短距离(就普通的高质量的簇绒密度而言约为1/10″)，再使针重新穿过衬底以便形成下一列的纱线簇绒。可采用一长列的切刀与上述那些钩子相结合，以便将通过衬底插入的簇绒圈切断，从而生产出割绒地毯。对于圈绒地毯，簇绒圈并不切开。在针移动到下一位置上后摩擦阻力将簇绒保持在衬底上。
然而，在作为地毯使用期间，这个摩擦阻力并不足以能够将簇绒保持在原位，因此需要施加充足的粘合剂将簇绒底部的所有长丝埋入到基本衬底的下侧(进针侧)上。这样更可防止在使用时簇绒或个别长丝被拉出。为了促进稳定、硬化、增强、并保持簇绒底部不磨损，在有簇绒的基本衬底的下侧还附加上一层第二衬底。第二衬底可用同一种粘合剂层或施加较多的粘合剂来连结。为了节省费用，最常使用的是一种经济的胶乳粘合剂。第二衬底必须能在装运、搬运和安装时不易损伤。
上述传统地毯的一个问题是结构笨重。其结果这些地毯难以安置，并且在达到有效寿命后难以回收利用，因为在其构造中使用了许多不同的聚合物。通常使用的有尼龙的簇绒胶乳粘合剂、聚丙烯的基本衬底和聚丙烯的第二衬底。这些材料难于进行为回收聚合物的分离；而胶乳和尼龙聚合物是不适合重复利用的。这样就造成每年都要有数百万磅的废地毯被废弃填埋。
在过去已提出过主要是尼龙“全尼龙”的地毯。但在这种地毯中用作衬底的尼龙聚合物具有湿度敏感性，随着湿度从极潮到极干地毯的尺寸能发生多达4％到10％的变化并多少与温度的变化有关。这种湿稳定和热稳定的问题过去没有被适当地注意到，这种具有衬底结构的地毯在使用时不可能经常保持平整。在家庭使用时通常发生的湿度变化能在地毯内造成巨大的翘曲，多半是在地毯的移动受到限制的地方，这种限制是由于与墙接触(从墙铺设到墙的情形)，或是被笨重的家具所产生的摩擦阻力约束，或按一定间隔固定在地板上所引起的。尤其是，在相对湿度RH可以从近0％变化到近100％时，家庭温度又较高的情况下，家庭使用的地毯的稳定性更值关注。
曾经有人建议采用轻型的地毯构造，但它们由于依靠大量使用粘合剂，以致在制造过程中不好操作，并且对通常用作纱线簇绒的尼龙聚合物难以回收利用。建议用于这种轻质构造的机械不论安装和操作都很麻烦，因为它们要在连续衔接的过程中处理整个地毯宽度的材料。它们还常被要求将分散供应的纱线喂入到过程中，因此需要分阶段地大量补给纱线或频繁地停顿下来更换随时用完的个别筒管。
因此，需要有一种轻型的地毯构造，在其使用时尺寸是稳定的，并且能够容易地回收利用以生产有用的聚合物。需要有一种“全尼龙”的地毯，在其使用时对湿度和温度的变化是稳定的。需要有一种简单而廉价的方法来制造这种地毯。本发明就可提供这种地毯。
发明概述本发明的起绒表面结构(即，“簇绒带地毯组合件”或“地毯”)是对共同转让的美国专利5,472,762中所提出的地毯构造的改进，在此引用其公开内容作为参考。
本发明为一轻质潮湿稳定的簇绒带地毯组合件，它在制造时是将多个竖立的纱线簇绒连结在一条细长的、潮湿稳定的支撑股线上，由此制成一个细长绒毛制品；再将多个所述的绒毛制品并排的连结到一个轻质的，潮湿稳定的衬底上。对于簇绒、股线和衬底可采用多种材料组合来达到地毯所需的轻质结构和湿度稳定性。在本发明的大部分潮湿稳定簇绒带地毯组件中，组件包括一潮湿稳定衬底基层，它在机器方向(MD)和横越机器方向(XD)上都潮湿稳定并且是许多细长绒毛制品。每一绒毛制品有一细长的、潮湿稳定的支撑股线，其上连结着多个U形多纤维纱线束，其中每一纱线束形成一对从股线上竖起的簇绒。细长绒毛制品一个挨一个地放置并连结在衬底基层上而绒毛则从衬底上伸出。
本发明的多个方面被揭示在实例11和12的情况中。本发明的这些方面可以概括如下。
第一方面，细长绒毛制品(簇绒带)是由一股线组成，该股线具有许多附着其上的绒毛纱线，其中股线具有一中芯和一个包覆在芯周围的外层。芯部与外层是被共挤压的。绒毛纱线，最好是尼龙，可超声地连结到外层上。芯部最好是聚酯，而外层是尼龙。尤其是，聚酯芯是聚对苯二甲酸乙二酯，而尼龙是由约85％(重量)的尼龙6和约15％(重量)的尼龙6,6组成的共聚物。
根据本发明这一方面的细长绒毛制品可以用于形成绒毛表面结构(簇绒条地毯组件)，其本身包括a)一个潮湿稳定衬底基层，其在机器方向和在横越机器方向都是潮湿稳定的，和b)许多细长绒毛制品，每一制品包括一细长潮湿稳定的支撑股线，其上连结着多个U形多纤维丝线束，每一丝线束形成一对从股线向上竖起的簇绒，支撑股线具有聚酯材料的中芯和包覆于其芯部的尼龙材料的外层，细长绒毛制品一个挨着一个地放置，并连结在衬底基层上，而簇绒从衬底上伸出，因此绒毛表面结构是一种潮湿稳定的地毯组件。
在另一方面，细长绒毛制品(簇绒带)包括一股线，多绒毛纱线附着在其上，其中股线具有一中芯和包覆于其芯部周围的材料外层。芯部是由许多玻璃纤维细长丝和短纱线形成的，而外层是绕着芯部缠绕的短纤维纱线。短纤维纱线可包括由尼龙6,6共聚物制造的尼龙6,6纤维，其尼龙6,6共聚物含有由2-甲基戊二胺衍生的单元，以重量百分数计该衍生物含量约为30％，或短纤维纱线是尼龙6,6纤维和约20％(以重量计)聚丙烯纤维的混合纱线。
根据本发明该第二方面的细长绒毛制品也可被用于形成绒毛表面结构(簇绒地毯组件)，其自身包括a)潮湿稳定的衬底基层，其在机器方向和在横越机器方向都是潮湿稳定的；和b)许多细长绒毛制品，每一制品包括一细长潮湿稳定的支撑股线，其上连结着许多U形多纤维纱线束，每一纱线束形成一对从股线向上伸出的簇绒，芯部将是由许多玻璃纤维细长纤维和尼龙短纤维形成的，而外层是一种绕着芯部包覆的尼龙短纤维，细长绒毛制品一个挨一个地放置并粘结在衬底基层上而簇绒则从衬底上伸出，因此绒毛表面结构是一种潮湿稳定的地毯组件。
潮湿稳定的衬底基层可包括由交缠的、非粘结的尼龙纤维构成的非织造物的第一层，玻璃纤维稀松帘布的第二层，和由交缠的、非粘结的尼龙纤维构成的非织造物的第三层，其中每一层非织造物是粘合地粘结到玻璃纤维帘布层上，粘合主要是在织物和帘布之间的接触点上。包含于第一和第二层纤维的尼龙是一种含有由2-甲基戍二胺衍生的单元的尼龙6,6共聚物。在另外的实施例中，衬底基层可由不交叉排列的潮湿稳定的股线组成，其以小于或等于10股线/10英寸的密度间隔开。这些潮湿稳定股线相对于细长绒毛制品在45°至90°横向上被定位。衬底的每一潮湿稳定股线可包括一个玻璃纤维芯部和至少部分围绕芯部包覆的至少一种多纤维尼龙纱线。在另外一些情况下，衬底的潮湿稳定股线可包括一个聚酯芯和包覆芯部的尼龙外层。在另外一些实施方案中，构成衬底基层的不交叉排列的潮湿稳定股线被附着到衬底支承织物上。相适应的衬底支承织物的一些实例包括一种纺粘聚脂织物，一种非粘合的、非织造聚酯织物，和一种由聚酯芯部和尼龙外层的双组分纤维构成的纺粘织物。
附图的简要说明

图1是用来制造细长绒毛制品的过程的示意图；图2是支撑股线的横截面图；图3是采用细长绒毛制品制造起绒表面结构(簇绒带地毯组合件)的过程的示意图；图4是衬底织物的分解图；图5是起绒表面结构的一部分的示意端视图；图6是图3中的导引和连结装置的放大示意图；图7是图6中的导引和连结装置的部分端视图8是细长绒毛制品和超声发射器在闭合时的视图；图9是示出簇绒和股线上呈现出变化的多个簇绒带的示意图；图10是将簇绒带组合到衬底上的另一系统的示意图；图11是具有尼龙短纤维股线的簇绒带的平面视图的显微照片；图12是具有尼龙短纤维纱线外层包覆于玻璃纤维芯的股线的簇绒带的端视图的显微照片；图13A和13B是一种共被挤压成的皮/芯型支撑股线且其用于潮湿稳定簇绒带和地毯的示意端视图；图14A和14B是具有围绕短纤维纱线/玻璃纤维芯部包覆有短纤维纱线外层的皮/芯型支撑股线且其用于潮湿稳定簇绒带和地毯的示意端视图；图15A和15B是一种由皮/芯型股线制成的双股线支撑结构，每股具有围绕芯部包覆有短纤维纱线外层且其用于潮湿稳定簇绒带和地毯的示意端视图。
发明的详述本发明提供一种“潮湿稳定簇绒带地毯组合件”。术语“潮湿稳定簇绒带地毯组合件”或“潮湿稳定地毯”意为一种可用下述方法制造的簇绒带地毯组合件(起绒表面结构)，其中组合件不论在簇绒带方向(T/SD)，即机器方向(MD)，还是横越簇绒带的方向(XD)，在温度为40℃、湿度从100％变化到3％或更小时长度尺寸变化仅为2％或更小。在T/SD和XD方向上的长度变化若为1％或更小则最好，特别是当地毯组合件希望用在大面积上并且只是在间隔开的位置上或者只是环绕边缘固定在地板上时更是如此。簇绒带地毯组合件及其各个组分，即支撑股线和衬底基层对湿度的稳定性如下所述，是在下述试验方法中说明的每一试验来测量的。
术语“潮湿敏感的簇绒带地毯组合件”意为在温度为40℃、湿度从100％变化到3％或更小时，在簇绒带方向(T/SD)及/或横越簇绒带方向(XD)，簇绒带地毯组合件的长度尺寸的变化大于2％。
图1示出将合股地毯纱线20连结到增强支撑股线32上来制造单个细长绒毛制品、或“簇绒带”的设备和方法。股线32沿着心轴30的边40被引导，而合股纱线20则被旋转的偏心导管26卷绕在心轴和股线上。一次可卷绕一条或多条股线，这里所示为两条，分别在20a和20b。通过股线32和其它承载件134和136的移动，纱线20被拉到超声发射器42之下并被超声粘结到股线32上。卷绕的纱线20被与心轴槽47相交的旋转刀片44切割，这样股线和连结在其上的纱线可从心轴30上移走并被导引到另外的加工步骤如到达工序200。上述制造过程和所制出的簇绒带产品在美国专利5,472,762中被进一步描述。
图3示出一种在簇绒带上进行另外一些加工步骤的设备。图1的设备在图3的左边被示出，而另外一些加工步骤是从位置200开始。单个的簇绒带45通过一个带槽的从动辊202，在那里簇绒带的起绒可被电动剪刀204修切到所需的高度，然后进入到一个转送到张紧的装置206内。簇绒带45被送到一个车床式的装置208上，在该装置上装有一个大的圆筒210用来将簇绒带以螺旋形的排列的方式卷绕在一衬底织物上。在车床装置208的导轨上装有一个滑座212，其上设有张紧和导引装置214及超声粘合装置216，以便用来将簇绒带附着到固定在圆筒210上的衬底218上。在220示出的柔顺的管线是用来将电力、控制信号和压缩空气送到移动的滑座212并再从滑座导出的。
图3中，在簇绒带45已运行过圆筒210的全长(图3中沿着箭头方向221从左到右)并沿簇绒带的全长将其粘结在衬底218上后，在圆筒上便制出一个起绒表面结构(簇绒带地毯组合件)222。将该结构沿圆筒轴线切开，该结构便可从圆筒上取下并象传统的地毯一样摊平。地毯在从圆筒上取下后还可进行另外一些处理，如染色和膨松，或者在从圆筒上取下之前就可完成某些处理。例如，有可能环绕圆筒的一部分设置一个壳体使它环绕一段粘结的地毯，在壳体内送入加热的流体以便在生产线上使地毯膨松。
增强支撑线32最好为一用尼龙包覆的玻璃纤维多丝束，它能提供一条潮湿稳定的、有结构强度的、可胶粘的股线，如揭示在美国专利5,470,656中，在此引入作为参考。术语“潮湿稳定支撑股线”意为一条股线在温度为40℃，湿度从100％变化到3％或更小时，其长度尺寸的变化为2％或更小。最好，长度变化为1％或更小，特别是当股线被用在固定到地板上的大面积地毯上时。
参看图2，股线32最好具有一个由连续的玻璃增强纤维丝构成的芯201和一个包在芯部周围的尼龙外层203。尼龙外层最好粘结到芯部的周围，而股线中玻璃对尼龙的横截面面积比最好为0.10到0.30。
股线的增强纤维丝(如玻璃)基本上对湿度不敏感(即纤维丝长度基本上不因湿度的变化而变)，并且该纤维丝对水的吸收小于0.20％。增强纤维丝每单位密度的模数至少应为用作外层的热塑性树脂(如尼龙)的五倍。最好增强纤维丝为玻璃纤维、陶瓷纤维或碳纤维的多丝。碳纤维可以是从石油沥青或煤焦油沥青中获得的沥青衍生碳纤维，或从丙烯酸系纤维中获得的PAN式碳纤维。玻璃纤维可以用连续的股线式或切段纤维式，最好用连续式的玻璃纤维。玻璃纤维可以用SiC纤维、SiN纤维、BN纤维或氧化铝纤维。具有所需潮湿稳定性和模数/密度的有机聚合物纤维也可应用。并且还应认识到单独也是可以使用的。
可用作股线外层的热塑性树脂可以是被认为基本上对湿度不敏感的聚合物树脂，如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，最好为“Dacron”PET、聚丙烯、或其类似物。另一方面，用于股线的聚合物树脂也可以是被认为基本上潮湿敏感的树脂，如聚酰亚胺或聚酰胺。例如，较好聚酰胺是尼龙6,6；尼龙6；和其共聚物和混合物。例如，包括有尼龙6,6的单元和从2-甲基戊二胺衍生的单元的共聚物也可被使用。回收这些树脂的生活或工业废品的变型也能使用，并可使产品更加易加工和较少花费。
在其它的实施方案中，股线并非必需要皮/芯型结构。例如，可用具有尼龙、聚丙烯或聚酯单丝或多丝的股线，如同下面表Ⅰ中说明的那样。尼龙6,12单丝支撑股线被描述在下列实例5中。在另外一些实例中，潮湿稳定支撑股线可包括连续的玻璃纤维丝的芯和绕着芯部至少部分缠绕的至少一种多纤维丝纱线。较好的是，多纤维丝纱线或是短纤维纱线或是膨松连续长纤维纱线。尤其是较好的是，多纤维丝纱线是尼龙短纤维纱线。尼龙纤维丝可由含有由2-甲基戊二胺衍生的单元的尼龙6,6共聚物形成的。还可使用其它尼龙来形成尼龙纤维，例如尼龙6,6；尼龙6；以及尼龙6,12和其共聚物及混合物。在某些实施方案中，尼龙短纤维纱线可包括尼龙和聚丙烯纤维丝的混合纱。
或者，股线可以是一潮湿敏感的结构。术语“潮湿敏感的支撑股线”意为一条股线在温度为40℃、湿度从100％变化到3％或更小时，其长度尺寸的变化大于2％。
用作簇绒纱线的多丝纱线可用本专业领域公知的各种方法制造。这些纱线含有用合成热塑性聚合物如聚酰胺、聚酯、聚烯烃和丙烯腈及其共聚或混合物制备的长丝(纤维)。天然纤维如羊毛也可应用。最好聚酰胺(尼龙)从具有下列组分的组群中选取尼龙6,6或尼龙6的均聚物或共聚物，含有从其芳族磺酸盐或碱金属盐衍生的单元的磺化尼龙6,6或尼龙6的共聚物，含有从2-甲基戊二胺(MPMD)和间苯二酸衍生的单元的尼龙6,6或尼龙6的共聚物，及含有从N,N′-二丁基己二胺和十二烷二酸衍生单元的尼龙6,6的共聚物，一种较优的尼龙6,6共聚物含有约为1.0％到4.0％(重量)的从5-磺基间苯二酸的钠盐中衍生的单元。
较好的是，聚烯烃为聚丙烯的均聚物或共聚物或混合物，如揭示在共同未决现已放弃的美国专利申请序号为08/419,569，申请日为1995年4月10日的丙烯/乙烯共聚物，在此引入本文作为参考。
较好的是，聚酯从具有下列组分的组群中选取聚(对苯二甲酸乙二酯)、聚(对苯二甲酸丙二酯)、聚(对苯二甲酸丁二酯)及它们的共聚物和混合物。其中聚(对苯二甲酸丙二酯)尤其较优，因为它能用来制造具有保持独特地毯织物组织和抗磨性能的纤维，这些内容如揭示在共同未决，共同转让的、序号为08/268,585，申请日为1994年6月30日的美国专利申请，在此引入作为参考。
这些聚合物被用来制备聚合物熔化物或熔液，然后用本专业公知的技术，如象在上面提到的申请中所说明的那些技术，使它们被挤压通过喷丝头成为长丝。聚合物熔化物或溶液还可含有添加剂，如UV稳定剂、除臭剂、防燃剂、褪光剂、抗菌剂等。
在某些情况下，含有这些长丝的多丝纱线随后被染色成为带色的簇绒纱线。这些纱线可称为预染纱线，因为它们是在制造地毯之前上色的。
在其它情况下，可以使用一种叫做溶液染色的方法来制造出带色的长丝，然后再用它们来制造多丝的带色簇绒纱。一般地说，该方法包括将颜料或染料掺加到聚合物的熔化物或溶液内，然后再将混合物挤压使其通过喷丝头。在有关地毯的文章内，这些纱也被称作预染纱，因为颜色是在地毯制出簇绒前或其他形成前加到纱线上去的。
颜料可以添加到纯净泡沫中成为上述添加剂的混合物，或者成为浓缩物，其中颜料被弥散到聚合物的基质内。就颜色浓缩物而言，一种或多种颜料都可弥散在聚合物基质内，在该基质内还可含有如润滑剂和褪光剂(TiO2)这样的一些添加剂。颜色浓缩物于是与制造长丝的聚合物混合，而混合物被纺成带色的长丝。例如，美国专利5,108,684就曾公开过这个过程，在此引入作为参考，在该过程内颜料被弥散到一个尼龙6/6,6/6,10的三聚物内，并被制成三聚物的带颜料颗粒。这些颗粒然后重新熔化或“缓缓下降”到一具有相同或较大数量的尼龙6内，彻底混合形成均匀的弥散液重新凝结并制成颗粒。这样形成的颜色浓缩物然后与一含有其芳族磺酸盐或碱金属盐的共聚物混合。再将该尼龙的熔化物纺成防污染而带色的尼龙长丝。
在尼龙长丝制造过程中，典型的做法是使熔化的聚合物通过喷丝头挤出到一骤冷通风道内，将冷却空气吹到这个新成形的热的长丝上。长丝的横截面形状取决于喷丝头的设计。较好的是，长丝具有三叶形的横截面，其异形比率(modification ratio)(MR)约为1.0到4.0。长丝的横截面影响到簇绒的光泽(长丝的光泽是起因于光的反射)，污渍斑、膨松和手感性能。长丝可含有通过其轴心延伸的空隙，如在美国专利3,745,061或美国专利5,230,957所说明的。在长丝中存在孔隙会影响到簇绒纱线的光泽和污渍斑性能。
长丝被输送辊牵拉通过骤冷区并用源于给油装置的纺丝拉伸整理剂进行处理。然后其长丝通过加热的拉伸辊。随后长丝可被卷曲而制成膨松的具有连续的长丝(BCF)纱线。这些纱线具有散乱分布的三维曲线卷曲。或者，长丝可被卷曲并切成短段而制成短纤维。如美国专利3,186,155或美国专利3,525,134所说明的热空气喷射膨化法可用来使纱线卷曲和膨松。一般地说，为了本发明的目的，每一纱线的膨松卷曲延伸率(BCE)约为20％到50％，而每一长丝的旦尼尔细度(dpf)约为16到25。对于良好膨松的、缠结长丝的、起圈绒头的簇绒带地毯，BCE％可趋向上述BCE％范围的上限。对具有良好手感的、合股加捻的、切割起绒簇绒带地地毯，BCE％应在27％到49％的范围内，最好为31％到43％。对缩绒有良好抗力的丝绒的切割起绒地毯，BCE％可趋向上述BCE％范围的下限。
如果该纱线打算用于切割起绒簇绒带地毯结构，那么可将这些“单个”组分纱线捻合在一起形成合股加捻的复合丝纱线。这种合股加捻的复合丝纱线是把两种或更多种的组分纱线用这种技术，例如在美国专利5,263,308中说明的两步加捻/并捻工艺或直接并捻工艺并捻在一起而构成的。合股加捻可以是单方向的或者加捻可具有交替更换的方向，如在美国专利4,873,821中说明的。为了本发明目的，合股加捻纱的总旦尼尔数至少为2000是较好的，更好是在约2400到3100范围内。合股加捻纱线最好是一种双股纱，其捻度在约3到5转每英寸(tpi)的范围内。或者，该纱可以被假捻或用气流喷射交缠，这要根据所需地毯构造而定。
如果合股加捻复合丝纱线被构成，那么该纱线就可被“变形”，方法是使该纱线通过一个填塞箱，在其内该纱被压挤，单独的长丝被折叠并弯曲。该纱线还可用热处理来定型纱线中的捻度。如果该纱线打算用在切割起绒的地毯结构内，那么就要进行这种捻度的热定型。这些技术也都是本专业领域中所熟知的。例如，该纱线可通过一台用增压饱和水蒸汽来处理纱的“Superba”连续热定型机或一台用于热处理纱线的“Sueean”机。如果纱线是一种溶液染色尼龙纱线，在“Suessen”机上处理该纱线将赋予抗污和抗漂白特性，而在“Superba”机上处理该纱线是不能达到的。这些纱线然后就可按照本文所说明的方法将其用来构成簇绒带地毯组合件。
在最终的地毯组合件中，簇绒可具有各种形式，例如起圈绒头或割绒。起圈绒头簇绒的特征是纱线为未切割的圈形，如描述在美国专利5,470,629中，在此并入作为参考。割绒簇绒可将簇绒纱线的毛圈切开来得到，或最好用图1所示的工艺过程来制出。
最终的簇绒带地毯组合件还可用抗污染剂来处理，以便赋予起绒纱线抵抗酸性染料污染的能力。抗污染剂例如可包括磺化的酚甲醛或萘酚甲醛缩合物产品和水解的乙烯基芳族马来酐聚合物，如公开在美国专利4,925,707中。簇绒带地毯组合件还可用抗污剂处理以便赋予起绒纱线抗污能力。抗污剂例如可包括氟化学的成分，如公开在美国专利5,153,046中。
较好的是，簇绒纱线含有聚合物制成的长丝，能用热熔融或溶剂溶化等粘结到为股线所选用的聚合物上，从而原来用于股线和簇绒的聚合物就有办法将股线和簇绒粘结在一起，而不再需要添加另外的胶粘材料。但添加少量的胶粘材料来增强熔融粘合可能还有需要。最好簇绒聚合物和股线聚合物为同一聚合物或属于同一聚合物族。
衬底基层218必须与簇绒带垂直的方向上即横越机器的方向(XD)上“潮湿稳定”，它在簇绒带的方向(T/SD)上即机器的方向(MD)上可不一定潮湿稳定，术语“潮湿稳定”意为，在温度为40℃，湿度从100％变化到3％或更小时，在有关方向，(XD)或(MD)上长度尺寸的变化为2％或更小。
“衬底基层”可以是任何一种合适的片状材料，例如可包括如象毛毡、织造品、非织造品、针织品和絮凝物等织物，及膜片，如薄膜狭条织品。
衬底基层还可以是一排相对于簇绒方向以横向方向成45°至90°取向的潮湿稳定的股线。潮湿稳定股线以小于或等于10股线/英寸的密度间隔开。在一实施方案中，这些潮湿稳定的股线可包括一个连续的玻璃纤维丝的芯和绕着芯部至少部分缠绕的至少一种复合丝尼龙纱线。尼龙纱线可以是一种膨松连续的长丝纱线或是一种短纤维纱线。另一方面，衬底的潮湿稳定的股线可包括一种连续玻璃纤维丝的芯和围绕芯部周围的尼龙外层。平行的股线可与所连接纱线的纱罗组织成排的固定在一起，或例如使用粘合剂施加到每一股线上使成排股线附着到衬底支撑织物上。可使用不同的衬底支撑织物，例如包括纺粘聚脂织物，非粘合非织造聚酯织物和包括有聚酯芯部和尼龙外层的双组分长丝的纺粘织物。
术语“潮湿稳定的衬底基层”意为这样一种衬底基层，在温度40℃、湿度从100％变化到3％或更小时，该基层在机器方向(MD)和横越机器方向(XD)上的长度尺寸变化为2％或更小。最好在MD和XD两个方向上长度变化均为1％或更小，这一点当该基层被用于大面积地毯而被固定在地板上时尤为重要。适用来制造潮湿稳定的衬底基层的热塑性聚合物可以是一种对湿度不敏感的聚合物，如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，最好为“Dacron”PET，聚丙烯、或类似物。
另一情况是，衬底的聚合物可以是基本上对潮湿敏感的，但至少在XD的方向上用基本上对湿度不敏感的增强细丝来使尺寸稳定。这样就形成所谓“潮湿敏感的衬底基层”，该术语意指这样一种衬底基层，在温度为40℃、湿度从100％变化到3％或更小时，衬底在机器方向(MD)上的长度尺寸变化大于2％。某些潮湿敏感的聚合物可用来制造这种衬底基层，其中包括聚酰亚胺和聚酰胺。最好该聚合物为尼龙6,6或尼龙6，和其共聚物和混合物。例如，可使用含有从2-甲基戊二胺衍生的单元的尼龙6,6共聚物。回收的这些树脂的生活或工业废品的变型物仍能使用而且可使产品容易加工和较少花费。
为了在整理后的地毯结构中达到所需的潮湿稳定性和结构稳定性，衬底基层可用增强长丝或增强稀松帘布来增强。衬底的增强长丝基本上对湿度不敏感(即长丝的长度基本上不因湿度的变化而变化)并且该长丝对水的吸收小于0.20％。增强的长丝每单位密度的模数至少应为用作衬底的热塑性聚酯的五倍。较好的是，增强长丝为玻璃纤维、陶瓷纤维或碳纤维的复合丝。碳纤维可以用从石油沥青或煤焦油沥青中获得的来自沥青的碳纤维，或从丙烯酸系纤维中获得的PAN或碳纤维。玻璃纤维可以是连续的股线式或短纤维式。最好是连续式的玻璃纤维。陶瓷纤维可以是SiC纤维、SiN纤维、BN纤维或氧化铝纤维。具有所需潮湿稳定性和模数/密度的有机聚合物长丝也可使用。
衬底基层218最好为非织造尼龙和玻璃纤维稀松帘布的复合织物，如公开在美国专利5,470,648中，在此并入作参考。较好的是，复合织物为一种潮湿稳定的衬底基层。参阅图4的分解图，潮湿稳定的衬底基层218最好具有三层第一层213为交缠的、非粘结的尼龙长丝构成的非织造物，第二层215为玻璃纤维稀松帘布，而第三层217又是由交缠而非粘结的尼龙长丝构成的非织造织物。每一层非织造的尼龙织物都是胶粘地粘结在玻璃纤维帘布层上，胶粘主要是在织物和帘布之间的接触面上，因此大多数未粘结的尼龙细丝仍然没有粘结。胶粘剂最好用丙烯酸胶粘剂。
如上所述，不同的衬底基层可用于本发明的簇绒带地毯组件。在一实施方案中，为改善簇绒带与衬底基层之间的胶粘性，衬底基层的内表面可涂覆一种聚乙烯或聚丙烯胶粘薄膜。该薄膜具有大于100℃的熔点，且该熔点小于复合丝尼龙绒毛纱线的熔点。该薄膜可通过把一种树脂挤压过缝口模头而进入到冷却辊上而制成的。树脂固化以形成一种独立薄膜，为了进一步的使用，该薄膜可被卷绕到一芯子上并被储存。另一方面，树脂可直接挤压到衬底基层上以形成薄膜。较好的是，在衬底基层上薄膜的厚度范围约为3mil到5mil。
含有聚乙烯和聚丙烯成分的树脂可由下列物质形成的，乙烯共聚物或具有至少一个C13-C10碳氢α-烯烃，醋酸乙烯酯、烷基丙烯酸酯，或已用选自烯键式不饱和二羧酸和其酸酐的单体接枝的甲基丙烯酸烷基酯的丙烯共聚物。碳氢α-烯烃的实例包括丁烯-1，己烯-1，和辛烯-1。丙烯酸酯的烷基组的实例包括甲基、乙基、丙基和丁基。接枝单体是至少一种选自烯键式不饱和羧酸和烯键式不饱和羧酸酐的单体。酸和酸酐的实例有丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸，亚甲基丁二酸酐、甲基降冰片烯二酸酐，马来酸酐和取代的马来酸酐。较好的是，接枝的马来酸酐聚合物成分用于本发明的目的。这样的乙烯共聚物和丙烯共聚物的可从市场上获得的实例包括“Fusabond”粘合树脂，其可从杜邦，加拿大公司获得，并且描述在英国专利说明书2,284,152中，在此提出供参考。较好的是，用马来酸酐接枝的乙烯共聚物的成分用于本发明的目的。
为形成粘结树脂，这些接枝聚合物成分可以单独的浓缩物的形式使用，或其与非接枝聚合物混合使用。尤其是，这些接枝聚合物成分可与非接枝聚合物如中密度聚乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、甚低密度聚乙烯(VLDPE)、聚丙烯和其混合物混合，从而改善如熔点、粘度特性和树脂含马来酸酐量。市场上可买到的这些乙烯共聚物混合物和丙烯共聚物混合物的实例包括“Bynel”粘结树脂，其可从杜邦(Wilmington,Delaware)获得。较好的是，乙烯共聚物混合物可用于本发明的目的。
如果接枝聚合物成分以其浓缩物形式用作粘结树脂，那么树脂将具有大于100℃的熔点，并且对聚乙烯基质成分来说熔点范围为100至130℃，而对聚丙烯基质成分或乙烯/丙烯基质成分来说熔点范围为130至170℃。此外，这种浓缩物树脂的熔融指数在190℃时为0.5至30dg/min，并且树脂的马来酸酐含量为0.01至5.00％(以树脂重量计)。这样的熔点和熔融指数范围赋予薄膜在地毯构造中具有良好的稳定性。其地毯随后可被变形和被整理后的地毯可被蒸汽清洁而没有衬底层离问题。
如果接枝聚合物成分与一种非接枝聚合物例如上述的(MDPE)、(LDPE)、(LLDPE)、(VLDPE)、或聚乙烯，或其混合物混合来形成树脂，那么被混合的树脂将具有大于100℃的熔点，并且对聚乙烯基质成分来说其熔点范围为100至130℃，而对于聚丙烯基质成分或乙烯/丙烯基质成分来说其熔点范围为130至170℃。此外，这样的混合树脂的熔融指数在90℃时范围为0.5至30dg/min，而树脂的马来酸酐含量的范围为0.05至1.00％(以树脂重量计)。
还可确信的是，粘结树脂可由未改性的聚乙烯聚合物或聚丙烯聚合物或其共聚物和混合物形成的，以提供树脂具有大于100℃的熔点和小于尼龙起绒纱线的熔点。如果衬底基层涂覆有聚乙烯薄膜而簇绒带可被超声地粘结到衬底基层上并且簇绒带地毯通过下述的膨化方法在温度为125℃到180℃被膨化。
当上述较好的衬底为1盎司/平方码的“Sontara”的非织造尼龙织物粘结到一块由1000旦尼尔的复合长丝玻璃纤维构成的8×8的稀松帘布的顶面和底面上时，图3的圆筒210最好被一绝热层覆盖着以便延缓从被超声加热的地毯元件到圆筒的热流动。据信这样做可使超声加热更为有效。一种这样的已被应用的覆盖层是由NH州Merrimark地方的CHEMFAB公司所制造的、型号为高级系列350-6A的涂覆着TFE的玻璃纤维。丙烯酸胶粘剂可用来将该覆盖层粘结到金属圆筒上。TFE表面可使衬底基层不会粘结到覆盖层上。覆盖层的厚度可给圆筒表面提供一些弹性，这样当将簇绒带粘结到衬底上时由于那些可能产生“热点”的元件内的尺寸变化而引起的应力集中便可减少。如果采用一种较厚的衬底结构，这种结构在粘结时能提供某种载荷分布，或者如果簇绒带通过发射器的速率大于约10码/分，使得在该有效时间内不能有显著的热量传递到圆筒上，那么这样的一种覆盖层可不再需要。
图5为一潮湿稳定的地毯(在图3的装置上制成)从垂直于圆筒轴线且平行于簇绒延伸轴线的方向看的典型的部分端视图。每一条切割簇绒带45a-h具有多个长丝束或簇绒固定到支撑线32上。例如，长丝束46被弯曲成“U”形，该“U”形是由一对从底面224向上伸出、相互间在邻近底面处以距离226间隔开的竖起的簇绒52和54形成的。每一长丝有一密集的长丝部分62相互粘结在一起，固定到支撑股线32底部周面上。每一长丝束在底部与稠密部形成一个锐角。支撑股线的宽度74等于或小于在两竖起簇绒之间的距离。簇绒带之间按预先选定的距离，如226间隔开，这个距离根据地毯上所需簇绒密度而定。簇绒带沿其长度集结在衬底218的表面228上。在所示的实施方案中，增强支撑股线32被粘结在“U”形丝束的外侧，而簇绒带的底侧即粘结起来的“U”形丝束的底部被粘结到衬底的表面上。在另一个实施例中，股线可粘结在“U”形丝束的外侧，这样当将簇绒带附着到衬底上时股线将被粘结到衬底的表面上。
最好，簇绒带或绒毛制品具有一条表面由热塑性聚合物构成的支撑股线和多个由热塑性聚合物构成的丝束。每一丝束形成一对簇绒，所说对中的簇绒在底部弯曲成一角度并从那里向上伸出，这一对簇绒之间在邻近所说底部处形成一个间隔开的距离，每一所说丝束具有一连结在一起的长丝的稠密部并在所说部上连结到支撑股线的表面上，连结是通过支撑股线和长丝的热塑性聚合物的熔融来完成的，所说支撑股线的宽度等于或小于在所说簇绒对内簇绒之间的距离。
重要的是，簇绒带须仔细地导引到圆筒210上并送到超声粘结装置216之下。图6为图3的一部分的近视图，图中示出簇绒带45被张紧和导引装置214导引到用衬底218覆盖的圆筒210上。超声粘结装置216具有至少一个超声发射器230和超声驱动器232，它们装在一个灵活的托架234上，该托架允许发射器和驱动器在径向上相对于圆筒自由移动。托架234上有一臂236允许多重量，如238添加在其上，以便控制发射器施加在簇绒带上的力。张紧和导引装置具有V形槽的张紧轮240和242、导引轮244、导引槽245、和在图7和8中可较好地看到的其它导引件，张紧轮240和242中的V形槽可使簇绒带保持直立并被夹紧，使张紧轮的磁性转矩能够抗拒旋转圆筒对簇绒带的拉力，从而施加张力。磁性张紧轮可从北卡州、Monroe地方的TEXTROL公司购得。簇绒带在张紧轮242和也有V形槽的导引轮244之间扭转了90度。张紧和导引装置214及粘结装置216都装在行走滑座212的支架件246上。
图7为从图6中7-7线看去的视图，图中示出簇绒带如何被导引的另外一些细节。重要的是，已经在圆筒上的邻近的簇绒带的直立的簇绒不要被正在进入的、要粘结到圆筒上的衬底上的邻近的簇绒带裹在下面。同样重要的是，进入的簇绒带在定位时其簇绒须直立并且股线须直接在超声发射器之下。为了达到这些目的，在图7中有一导引杆250装在支架件246上，该杆跟随圆筒的外廓而靠近衬底，并从侧边抵压在簇绒带45j的竖立的簇绒上以便挡住它们使与进入的簇绒带45k和超声发射器230分开。有一导引板248装在导引杆250上并被放置在靠近衬底218的地方而且与已粘结的簇绒带45j成一角度。另一导引杆252装在支架件246上并被放置在靠近进入的簇绒带的地方以便使竖起的簇绒保持直立并协助导引进入的簇绒带45k使它来到发射器230之下。在一较佳的实施方案中，引导件252在离最后的用来进行粘结簇带的超声发射器之外延伸足够的远，所述的超声发射器为超声发射器230，以保持竖起的簇绒直立直到用于簇绒带的粘结已充分的冷却其簇绒都不会移动或在由引导件松开后不倾斜。如果这个进入的簇绒带45k在冷却之前被导引件松开，该簇绒带具有被相邻簇绒带的簇绒未支承的外侧簇绒，现已发现外侧簇绒在加热期间和在粘结的簇绒带冷却时往往会有轻微的覆盖，以致在最后的地毯组件中这一排簇绒产生与相邻排不同的明显的“条痕”(streak)，甚至在簇绒剪掉之后也存在，这样地毯具有一种称为横向条花(rowiness)的缺陷。
图8为从图7中8-8线看去的另一视图，其导引杆250和252正好在发射器230的前面。簇绒带45j和45k的被导引使得簇绒带在粘合期间簇绒不致弯曲而裹压在发射器230之下或在簇绒带45k和衬底218之间。为了有助于使簇绒带在发射器下对准，发射器230的先导边254(图7)被制成弧形并且这条边与底边所形成的外廓可接纳直接与辐射体表面接触的股线。当股线表面为椭圆形时(在与纱线束连结后)，这些发射器边将形成一个内凹的弧形表面，这在图8中底部表面256处可看到。在发射器以高能振动时具有这种外廓的表面可有助于将股线保持在发射器之下而不从该位置上滑出。
图7还示出另一超声发射器258，当要以高速，如象约10-25码/分的簇绒速率，将簇绒带装配到衬底上时，以及当需要高粘结可靠性时，该发射器是十分有用的。发射器258设置在发射器230的附近，因而来自发射器230的簇绒带45k当要被发射器258粘结时仍然处在热态。在这种方式中，加热便可以部分累积，而粘结所需总能量可由两个发射器分担。于是就能在需要高连结能量的高速状态下操作。在低速情况下，第二发射器258可有效地用来“重新连结”簇绒边并提高连结的可靠性，因为连结区有时可能被发射器230漏掉。发射器230可用来以低的振动和力准确地使簇绒带定位，而发射器258可用来以高的能量和力牢固地连结簇绒带，这样在连结前簇绒带就不会有移动在发射器之下的问题。这两个发射器技术还可用来将起绒纱线连结到支撑股线上，特别是在高速的情况下。
除了超声粘结以外的其他连结方法也可用来将纱线束连结到股线上并将簇绒带连结到衬底上。这种方法可以是溶剂连结或热连结，例如，用一热棒，或某些溶剂、导热和超声连结的结合。虽然较好的做法是在将簇绒带连结到衬底上时不再另外将胶粘材料添加到簇绒带或衬底上来进行连结，但本发明的范围仍包括在连结区域内添加胶粘剂以便在具有不相同的热塑性聚合物之间进行连结或加强超声连结。采用胶粘剂的连结也可用上面提到的美国专利5,472,762中所说明的方法来进行。当采用一种添加的胶粘剂组分时，必须注意该胶粘剂的型式和所使用的数量须不损害最终组合件对湿度的稳定性。
在图1和3的装置的操作中，来自纱线源22的纱线束和来自辊33的股线被喂入到心轴30上，在那里股线沿着脊40前进并到达转送和张紧组合件206内的驱动辊201。纱线20卷绕在心轴和股线上并用超声发射器42连结在股线上以便制出簇绒45。簇绒带穿过设备来到圆筒210上。衬底218用胶带211连结并卷绕在圆筒上，还通过切割形成一个对接缝，用胶带213胶贴在自身上，如图7所示。簇绒带的端头在发射器230下面穿过，而且，如果利用发射器258也在发射器258下面穿过，并用胶带粘贴在圆筒210极左端的衬底上，滑座212被定位在那里以便开始出发。现在就可开始转动圆筒210并给超声发射器供能以便将簇绒带连结到衬底上；而圆筒210用作超声加压的砧座。滑座212用齿轮与圆筒的转动相联系，使圆筒转动一周时滑座移动一个所需的节距，例如约为0.2″，这样使簇绒带沿着圆筒前进并在圆筒的衬底上形成一个簇绒带的螺旋形的排列。当滑座走完所有路程来到圆筒右侧时，过程即告停止，而卷绕在圆筒上的地毯沿着衬底的胶带接缝被切开，这样就可从圆筒上移开。于是该过程可重复进行。为了控制过程中的速率和张力，圆筒210的速率可维持恒定，而簇绒带驱动辊201的速率可在小范围内变化以便使张力计211所监控的张力维持恒定。同时股线转送辊组合件207的速率亦可在小范围内变化以便使张力计209所监控的张力维持恒定。
虽然在图3所示用来制造地毯的系统只是卷绕单一的簇绒带，但本发明的范围包括卷绕多条簇绒带，并设有一个具有许多距离很近的叶片的超声发射器，可以只用一个单一的超声供能器同时粘结许多簇绒带。多个这种具有多叶的发射器可沿圆筒排列，因此众多的簇绒带可以一次被全部连结，并且一块完整的地毯只须圆筒作少数几个完整的传动便可很快地制出。
虽然在图3所示用来自动将簇绒带组合到衬底上的系统画出了正在制造的起绒表面组合件，其衬底放在内侧、簇绒放在外侧而超声能是从衬底的顶侧施加的，但与此相反的构造即将簇绒放在内侧而将衬底放在外侧也是可能的，此时超声能从衬底的背侧施加。图10示出另一个实施方案的示意图，其中圆筒280的表面上有一连续的螺旋形的肋用来支撑簇绒带284。在肋282的两侧设有间隔，如286和288以便接纳簇绒。肋上还有一槽290以便接纳股线并防止股线滑脱来到肋间的间隔内。簇绒带284将在张力下沿着圆筒卷绕在螺旋形肋上而与衬底没有任何连结。然后将衬底292送到圆筒上并卷绕在簇绒带上用胶带加以固定。一个跨度为几条肋的超声发射器294可用来逐渐将衬底粘结到簇绒带上，圆筒只要转数周便可从圆筒的一端粘结到另一端。组合好的衬底和簇绒带后沿圆筒的轴向切开，起绒表面结构或地毯就可取下并展开摊平。
虽然在图3和10中示出了用于制造地毯组合件的批量生产过程的系统，但本发明的范围还包括用卷绕过程制出一条在长度上连续的地毯，其中为了达到整个地毯的宽度，要有足够多的簇绒带喂入到圆筒上，而圆筒在这过程中被用作砧座和运送辊。衬底只要部分卷绕在圆筒上便足够用多个超声发射器来粘结多条簇绒带。在图3的实施方案中，簇绒面向圆筒外，可用一个具有多个叶片的发射器来一次连结多条簇绒带。在图10所示的实施方案中，簇绒面向圆筒内，簇绒带只要部分卷绕在圆筒上并且这些簇绒带可被多个发射器所连结，每个发射器都跨越好几个肋，圆筒可有多个平行的肋和圆盘(而不是一个连续的螺旋形的肋)。较好的是，簇绒带通过引导件(未图示)而被引到肋上，其包括有用于单独簇绒带的通道，并且随着簇绒带接近肋，一个毛圈割刀把单独簇绒带的簇绒分离开。为了可靠的连续的操作，主要的是，在引导中的簇绒带要以与肋的顶表面(槽)成约90°角接近肋，并且簇绒带在肋处产生一个急转弯。这就使簇绒从引导件到带肋的圆筒快速和有力的越过一短的距离，从而避免簇绒进入和逗留在肋之间的间隙内的问题。在所有这些情况中，簇绒带都可由多个心轴在线供应，或者簇绒带可制成离线的，通过辊或小罐来供应。
图5所示的起绒表面件可提供一个非常轻的地毯结构。传统的切割起绒簇绒地毯连同必需的胶乳粘剂第二衬底，就30盎司/平方码的地毯(纱线重)而言，大约50％的重量是在簇绒纱线上，大约50％的重量是在衬底和胶乳上。本发明的轻质地毯大约75％的重量是在纱线上，只有25％是在衬底上。对有一个含有大约120平方码地毯、密度为30盎司/平方码的典型地毯卷，传统地毯的卷重比按本发明制造的地毯卷大约多200磅。就传统的地毯而言，这会使装运费较高、安装起来更费力、并在地毯用坏而填埋时更多浪费。在传统地毯中采用的胶乳，不仅增加重量，而且极难用机械方法与尼龙面纱线分离，也极难用化学方法与尼龙聚合物分离，因此尼龙的重复利用令人却步。而在本发明的地毯中应用的尼龙面纱线和尼龙衬底都能容易地回收利用而不会被玻璃纤维增强长丝造成化学污染。
本发明的簇绒带地毯可以在组合后进行膨松。这种膨松可使地毯具有更大的覆盖力。起绒纱线可由于加热簇绒带地毯的起绒进一步膨松。在一种膨松操作中，如描述在共同未决的，并共同转让的美国专利申请序号为60/002,091，申请日1995年8月10日，暂定申请题目为“膨松簇绒带地毯的方法”，这里也引入作为参考，该操作将簇绒带地毯放置在拉幅机上并使它通过一台炉子，在那里用一快速流动的热空气流加热起绒纱线然后使它冷却。在采用尼龙6,6复合丝起绒纱线的情况下，热空气的温度范围约为90到150℃，这能使整个簇绒长丝的温度提高到至少90℃。根据本发明的目的，较好的是，其温度范围约125℃至180℃。
本发明还可用来制造在某些元件或任何元件中没有尼龙参与的潮湿稳定的地毯结构。例如，潮湿稳定的衬底可用传统的聚丙烯衬底，聚丙烯是一种潮湿稳定的聚合物，而尼龙的簇绒带可用一种热熔胶粘剂粘结在衬底上。胶粘剂的熔点高于尼龙簇绒的熔点并高于聚丙烯衬底的熔点以便使地毯元件有某些熔化并得到良好的粘结。由于尼龙的熔点比聚丙烯高，热的胶粘剂应首先施加在尼龙上，然后使它在接触聚丙烯之前作短暂的冷却。能作这种胶粘剂用的为PEEK(聚醚醚酮)或聚酰亚胺胶粘剂。也可以采用一种低熔点的胶粘剂使它在各处流动，并机械地啮合在簇绒带和衬底内的长丝来达到合适的连结。这种胶粘剂可以是由尼龙的共聚物制成的传统的热熔胶粘剂。在图6中，胶粘剂可在导板245的位置上施加到簇绒带的底部。也可以不用热熔的而用一种可固化的胶粘剂，如环氧胶粘剂，只要该胶粘剂具有足够的粘性能将簇绒带维持在圆筒上的衬底的位置上一直到胶粘剂固化为止即可。可将热施加在圆筒上的地毯上以便使固化加快，这样还可有助于使簇绒膨松。为了重复利用地毯元件，应可能借助热或化学品使胶粘剂软化，以便将簇绒带从衬底上剥下。分开后的不同聚合物元件就可容易地被重复利用。
下面的表Ⅰ示出可说明本发明的潮湿稳定的地毯组合件的某些组合的基质材料。遵照这里给出的指导原则，也有可能用其他聚合物作出其他组合。
表Ⅰ潮湿稳定地毯元件 说明性的材料组合簇绒带-簇绒N N N PETPP N N N-股线N/G N/GN PETPP N N N/G衬底-XD N/G N/G N/GPETPP PP/G PET/ PPG-MD N/GNN/GPETPP PP/G PET/ PPG单独的连结胶粘剂 否 否 否 否 否 是是 是(TS连到衬底上)(注N=尼龙；G=玻璃；PET=聚对苯二甲酸乙二酯；PP=聚丙烯)当将潮湿稳定和潮湿敏感的材料结合在一起来达到一个潮湿稳定的起绒表面结构(簇绒带地毯组合件)时，对结构元件，如股线和衬底有三个重要点需要考虑，即1)个别元件对湿度的响应；2)个别元件在纵长方向上或平面内的刚度；及3)复合结构所需达到的对湿度的响应。当一潮湿敏感的元件与一潮湿稳定的元件结合时，复合元件对湿度的响应可用复合设计理论来确定。基本上，潮湿稳定的元件与潮湿敏感元件的刚度比，例如衬底与股线相比，必须大于一个可以估算的值，然后可根据实验加以调节。
刚度比能够以下式表示Sb/Ss=(Es-Ec)/(Ec-Eb)式中Sb为潮湿稳定的元件(如衬底)每一宽度增量的刚度，Ss为潮湿敏感元件(如股线)每一宽度增量的刚度，Es为股线由湿度引起的最大应变，Ec为与一条单独股线相关联的复合地毯结构每单位宽度的由湿度引起的最大应变。
Eb为与一条单独股线相关联的衬底每单位宽度的由湿度引起的最大应变。
注意Ec总是应落在Es和Eb之间。在采用一条Es=.03的未增强的尼龙股线和一块Eb=.005的玻璃增强的尼龙衬底，以及在复合结构内所希望的由湿度引起的应变Ec=.01时，刚度比将是4。那就是说，衬底需要有约为股线4倍的刚度。规定股线的旦尼尔数和用来制造衬底的聚合物，那么所需增强长丝的旦尼尔数就可计算出来并可用来作为实验的出发点。其他变数，如元件间的粘合程度、元件的聚合物内的拉伸应力、聚合物添加剂等都将会影响最终的复合性能，为了达到所需的复合性能也许需要对元件的刚度作出某些调节。
对本发明的将簇绒连结到股线上形成簇绒带、再连结到衬底上而制出的地毯组合件，还可能有其它一些变化。当供纱线源20供应多支线，如20a和20b并把它们卷绕在心轴30上，如图1所示，有可能将纱线的变化以有控制的方式遍布到整个地毯的面上。虽然在横向(XD)上的变化对传统的和簇绒带的地毯两种情况来说都是可能的，只要在XD方向上从一条股线到下一条股线或从一条簇绒带到下一条簇绒带，在纱线束上作些变化就可以了，但在MD方向上传统的簇绒地毯却是不可能作出变化的，因为它只是在地毯的机器方向(MD)上以直线或曲折线重复引入一条单独而连续的股线。例如偶尔也许需要在整个地毯的面上引入一种特殊效果。这种效果可以是一种带色的纱线、一种抗静电的纱线、一种抗菌的纱线或一种具有其他化学特性的纱线、一种价廉的纱线、一种具有不同组织、捻度、光洁度、细度的纱线等等。例如，所供应给一条簇绒带的纱线20可具有三支纱线其中只有一支是具有所需效果的纱线，而紧挨着的两条组合在衬底上的簇绒带可以完全没有这种效果的纱线。这种效果就可稀疏地分布在地毯的MD和XD两个方向上。
参阅图9，簇绒带260具有1/3的起绒纱线，如画有阴影线的纱线262a和262b含有抗静电长丝。簇绒带264和266并未含有任何带有抗静电长丝的纱线束，而簇绒带268也在起绒纱线内含有抗静电长丝，如画有阴影的纱线270a和270b。这样就可使效果纱线有控制地在XD和MD两个方向上遍布在本发明的地毯的面上。
在地毯组合件内采用连续的股线还可使本发明的地毯有可能增加变化，而这在传统的簇绒地毯中是不可能的，除非在地毯制成后花费很多的另外增加工序。例如在制造股线时就可在股线的芯内使抗静电长丝与玻璃纤维长丝混合，把抗静电长丝引入到某些或所有簇绒带支撑股线内。这将与某些或所有簇绒纱线内的抗静电长丝结合，而可为计算机房或类似场合提供加强的抗静电性能，因为在那些场所积聚低的静电压是至关重要的。在所有股线中的抗静电长丝都可以接地。
参阅图9，带有抗静电簇绒纱线的簇绒带260具有抗静电长丝272，而带有抗静电簇绒纱线的簇绒带268具有抗静电长丝274。这些长丝可连续延伸越过地毯的宽度。如在图中可看到的，簇绒带268的长丝274可一直到其对置端276。长丝274的两端都可以接地以便更好地从地毯上去除静电。
在某些或所有簇绒带的玻璃纤维束内引入一股连续的电线或光学纤维，也可能通过股线将信号从地毯的一边传送到另一边。在电线的情况下，它就可以发挥如同一根天线，一个电磁屏蔽或一条跟踪线功能以便用来导引一辆自动操纵的带轮小车使它沿着地毯表面上预定的路径从地毯的一边驶向另一边。这样一种自动操纵的车辆可以是一个真空吸尘器，它能自动来回横过地毯以便进行清洁。信号也可与电子小动物控制环相联系，以便用来限制小动物进入到地毯的所有部分内或只能到房间的某些部分内。如果在股线中采用，而包覆聚合物不同于股线的聚合物的小的绝缘电线，那么该电线还可用来安全地将电力从地毯的一边传送到另一边。本专业领域的技术人员在应用本说明时显然还可以看到那些对簇绒带地毯组合件来说本来是可能的其他在效果和功能上的变化。
本发明进一步用下面的实例来说明，这些实例应用了下面的试验方法。但这些实例不应作为本发明范围的限定。
试验方法潮湿稳定性下列程序，试验A和试验B，被用来测量簇绒带地毯组合件(起绒表面结构)对湿度的稳定性。
试验A1．制造一种簇绒带地毯的成品。
2．从该地毯成品上切取至少5个试样。这些试样应在簇绒带方向(T/SD)有40cm长，在横向(XD)，即与簇绒带方向成90度的方向，有40cm长。
3．在每一试样的背面，分别在T/SD和XD方向从一边到另一边画一条线通过试样的中心，并在离开一边2.5cm和离开同一边37.5cm的位置上各放置一根切段纤维横过每一条线。这些切段纤维为在它们之间延伸的狭窄基准线提供端点并且不被热、湿和搬运所影响。如下所述，测量将沿着这些基准线进行。
4．将试样放置在一个具有1/4″栅间隔的不锈钢筛的中心，使面纱贴在筛上，而具有基准线的衬底面向上。
5．将筛上的试样浸入到一个加热到40℃的循环水浴液内停留至少48小时。这样规定试样的“湿”状态，其湿度被认为100％RH(相对湿度)。
6．提升筛而不扰动试样，这样把试样从溶液中取出并使它滴水约20-30分钟一直到水停止从试样上滴落为止。
7．分别在T/SD和XD方向上用毫米规测量在两切段纤维之间的距离并记录其值，精确到0.5毫米。
8．将筛上的试样连筛放入炉内，加热到40℃，试样的位置须使空气能在试样的顶侧和底附近循环流动。关上炉门，用一连续的低压氮气流吹扫炉内，然后使炉子通风排气。
9．用放在炉子底部内的湿度计监控炉子的湿度并当炉子湿度3％RH或更小时记录。这样规定试样的“干”状态，其湿度被认为是3％RH或更小。
10．将试样保持在炉内至少24小时，其湿度维持在3％RH或更小。
11．提升筛而不扰动试样，这样从炉子取出试样，分别在T/SD和XD方向用毫米规快速测量两根切段纤维之间的距离并记录其值，精确到0.5毫米。
12．采用将湿尺寸从干尺寸中减去再除以湿尺寸的方法分别计算出在T/SD和XD方向上尺寸变化的百分比。
13．从至少5个试样收集数据，并将变化的百分比平均，分别得出在T/SD和XD方向上的平均变化百分比。
如果水浴和炉子能够使试样保持一定间隔而不互相干扰，那么所有5个试样都可同时放置在浴液和炉子内，并同时收集所有试样的数据。支承筛子的架子可用来在水浴和炉子内同时支承6个试样。当要将试样从炉内取出时，一次将只取出并测量一个试样。
各种炉子和湿度计都可以应用。用于标识为单周期数据的6个试样用的炉子为VWR科学公司的实验炉，型号为1450DS，目录号为#52201-650。用来监控炉内湿度的温度计为从VWR科学公司购得的Airguide温度计，目录号为#35521-087，它具有固定的准确度+/-/-3％RH。
试验B在试验B中，采用上面在试验A中所说明的步骤1-13，只是作了下列修改。
在步骤8内，炉子不是一开始就用氮气吹扫，湿度只是降低到约为14％。然后将试样放在塑料袋内并转移到第二台炉子。将试样从塑料袋内取出并放置在第二台炉子内。该炉用氮气吹扫并将炉内湿度降低到3％RH或更小。试样在该炉内至少24小时，湿度维持在3％RH或更小。
测量喂入纱线的松密度纱线的松密度采用在Robinson和Thompson的美国专利4,295,252号中所说明的方法来测量，这里引入作为参考。如Robinson和Thompson在该专利中所描述的一样纱线的松密度用膨松卷曲延长的百分比(％BcE)来表示。松密度测量是在下列条件下进行的采用的试样长度为16.5米，以11米/分的速率走1.5分钟。所用张紧重量为0.1克/旦尼尔(0.11克/分特)。在热定型室内的空气压力为0.05英寸水柱，加热空气的温度为170+/-3℃。
实例实例1尼龙簇绒带地毯的构造在下面的表Ⅱ中，切取试样的簇绒带地毯具有纺前染色的尼龙6,6面纱，采用约为48瓦/股线的超声能将它熔融连粘到一条用玻璃纤维增强的尼龙6,6支撑股线上。尼龙6,6面纱是由两个1235旦尼尔的纱线股、纺前染成苔藓绿、商业等级(DSDN)的纱线制得，该纱线可从杜邦公司购得，将该纱线合股加捻并热定型后的捻度约为4tpi(转/英寸)，总旦尼尔数约为3100。合股加捻纱线的组分单纱的BcE％约为31,dpf(单丝旦数)约为19。支撑股线的旦尼尔数为3900，玻璃对尼龙比为.13。尼龙6,6面纱以12簇绒对/英寸的密度安置在股线上并切割到形成0.5英寸的起绒高度。簇绒带用超声能熔融粘结到一种尼龙6.6 Sontara和玻璃纤维构成的层状物上，该层状物具有尼龙6.6Sontara构成的1盎司/平方码的上层，一个由玻璃纤维稀疏帘布构成的中层，该帘布在MD方向，每英寸有6条股线，每条股线的强度为8磅，在XD方向，每英寸有10条股线，每条股线的强度为16磅，并涂敷有丙烯酸胶粘剂，还有一个由尼龙6,6 Sontara构成的1盎司/平方码的底层。
簇绒带以每英寸5条股线的密度被附着以制成地毯的纱面重约25盎司/平方码，所用的超声能为93瓦/簇绒带。簇绒带和地毯是在一个簇绒带形成模件和一个带状形成模件上以约为10码/米的速率形成的，如同在共同未决的，共同转让的美国专利申请序号08/513,734，申请日1995年8月10日申请中所说明的，这里引入作为参考。
在簇绒带形成模件内(未图示)，面纱被卷绕在一方形心轴上的四条股线上并在两个超声发射器下通过；通过单个超声发射器一次将两股线粘结在纱线上，其超声发射器具有在两端部两个成45度角度的表面，其延伸超出并与心轴两个相邻角接触。纱线在股线之间利用转动的圆形叶片被切开并仍留在心轴四个位置上，各叶片相对于配合的固定在心轴上的底刀而被推进(或许是距底刀具有小间距)。所述的叶片是由碳化钨制成并涂有非晶质金刚石涂层。在某些情况下，叶片在切割期间通过施加水而被润滑和冷却。在某些情况下，所有四个切割是绕着心轴的圆周相同的纵向位置上完成的，以致四条簇绒带同时被切割离开心轴。心轴角之间的距离确定了簇绒带的最后切割长度，以便根据最终地毯簇绒高度无需进一步切割。这样形成的四条簇绒带被引导到一个带状形成模件(未图示)上，该模件含有一圈由多个辊驱动的衬底基层。四条簇绒带被导引到一个设在其中一个辊上的超声发射器下，其发射器有四个叉与每一条簇绒带接触以便将四条簇绒带一次熔融粘结到材料衬底上。在第一发射器后跟着一个第二发射器提供补充的粘结能量。这四条簇绒带沿着粘结辊移动以便将簇绒带螺旋形地卷绕到衬底上，形成一幅三英尺宽十二英尺长的地毯样品。从辊将这个地毯品样圈切取下来，而试验用的试样则从这个地毯样品上切取。在将纱线超声粘结到股线时和在簇绒带超声粘结到衬底基层上时，有利的是把一股冷却空气对着超声发射器和超声驱动装置，以便在开始和连续操作期间保持温度恒定；温度升高能引起粘结中的变化。超声驱动装置的稍微升温在连续操作时将会引起改变整体的效率。改变发射器的振幅以保持恒定的功率来修正所述的变化效率以便生产稳定的粘结。为了开始和停止超声粘结过程和生产令人满意的产品，超声发射器的振幅和发射器压力随着簇绒带的速率的上升和下降必须是上升和下降的。在稳定状态运行期间，纱线、支撑股线和簇绒带上的张力必须被监测和控制，而被监测和受控的超声功率将要保持恒定。
由于尼龙6,6面纱是在纺前染色的，并且在组合件内没有采用胶乳，地毯在组合时并未受热，因此没有膨松。为了使地毯膨松，可采用一种分开的膨松工艺，如描述在共同未决、共同转让的美国临时专利申请“用于膨松簇绒带地毯的方法”。在该工艺中，面纱在一张布架上被一快速流动的热空气流加热并在从张布架销钉上松开前进行冷却。
采用上面在试验A中说明的程序对尼龙簇绒带地毯试样1-6的湿度的稳定性进行测量，其结果列在表Ⅱ中。平均的长度变化为2％或更小，表明这种地毯结构为一潮湿稳定的簇绒带地毯组合件。
实例2聚丙烯簇绒带地毯的构造在下面表Ⅲ中，簇绒带地毯的试样是从具有纺前染色的聚丙烯面纱的簇绒地毯上切取的，这种面纱是采用超声能将其熔融粘结到一条具有聚丙烯单丝的聚丙烯支撑股线上。聚丙烯面纱是由两个1200旦尼尔的膨松的、连续的长丝线股制成的，这两个线股被合股加捻并热定型，其捻度为3.75tpi，总旦尼尔数为2400。支撑股线为聚丙烯的单丝，其横截面为椭圆形，尺寸为0.035×0.050英寸，旦尼尔数为6765。聚丙烯面纱以每英寸11簇绒对的密度放置在股线上并被切割形成0.5英寸的起蔟高度。用来制造聚丙烯簇绒带的超声发射器粘结能约为28瓦。簇绒带用36瓦的超声能熔融粘结到一个两层的、织造的、聚丙烯薄膜条状的衬底上，每层的重量为10.4克/平方英尺。
簇绒带以每英寸7条股线附着到衬底上，制成的地毯的纱面重约25盎司/平方码。簇绒带和地毯在图3所示的装置上制造，速率约为2码/分。由于聚丙烯面纱是在纺前染色的并且在组合件内没有使用胶乳，地毯在组合时没有受热，因此没有膨松。膨松是在卷筒上将细长绒毛品粘结到衬底上以后紧接着用温度约为95℃的热空气吹到簇绒带地毯上来完成的。
采用上面在试验B内说明过的程序，对聚丙烯簇绒带地毯试样1-5的湿度稳定性进行测定，其结果列在表Ⅲ中，平均长度变化率为2％或更小，表明这种地毯结构为一潮湿稳定的簇绒带地毯组合件。
实例3聚酯簇绒带地毯构造在下列表Ⅳ中，簇绒带地毯试样是从这样一种簇绒带地毯上切取的，该地毯具有聚酯(聚对苯二甲酸乙二酯)的面纱并采用超声能将其熔融粘结在一种聚酯的支撑股线上，该股线有一聚酯的皮层和一玻璃纤维的芯。聚酯面纱是由两个膨松的切段纤维的股纱制成的，将其合股加捻并热定型的捻度为4tpi，总旦尼尔数约为4357。支撑股线有一900旦尼尔的玻璃纤维的芯被一聚酯包覆，总旦尼尔数为4536。聚酯面纱以每英寸12对簇绒的密度放置在股线上并被切割成0.5英寸的起绒高度。用来将面纱熔融粘结到股线上以便形成聚酯簇绒带的超声发射器的粘结能约为25瓦。用约为50瓦的超声粘结能将簇绒带熔融连结到一种两层的衬底基层上，该衬底基层是由一个基本重量为9.35克/平方英尺的聚酯纺粘片的底层和一个基本重量为23.54克/平方英尺的聚酯/玻璃非织造片的顶层构成的。与簇绒带接触的顶层具有约25％的玻璃切段纤维，其长度为0.5英寸，直径为13微米，很好地散布在该片的平面上，而75％的聚酯小球则粘结在玻璃纤维上。这种顶层则被描述在美国专利5,134,016中，在此引入作为参考。在衬底内的这两层是在一个工序内熔融粘结在一起并粘结到簇绒带上的。如果只用这个特殊的底层，那么超声粘结就会发生问题。
簇绒带以每英寸5条股线的密度粘结到衬底上，制成的地毯的纱面重约34盎司/平方码。簇绒带和地毯是在图3所示的装置上制出的，速率约为2码/分。在试验前地毯未经膨松。采用上面在试验A中所说的程序对聚酯簇绒带地毯的试样1-5的湿度稳定性进行测定，结果列在下面表Ⅳ中。平均长度变化率为2％或更小，表明这种地毯结构为一潮湿稳定的簇绒带地毯组合件。
实例4采用单独的胶粘剂粘结的尼龙簇绒带地毯在下面的表Ⅴ中，簇绒带地毯试样是单一制造的，该地毯具有纺前染色的尼龙6,6面纱，用超声能将它熔融连结到一种支撑股线，该股线有一尼龙6,6的外层和一种玻璃长丝的芯，如在实例1中所描述的一样。簇绒带用一放在簇绒带与衬底之间的单独的胶粘剂连结到一衬底基层上。该衬底基层与表Ⅱ的实例中所使用的相同。单独的胶粘剂为单层的Cytex FM 73M环氧薄膜，其基本重量为.03磅/平方英尺。
簇绒带在一特殊的夹具内以每英寸5条股线的密度附着到衬底基层上，制出一块约为13英寸见方的地毯试样，其纱面重量约为25盎司/平方英尺。该夹具具有一画框结构，它能以每英寸5个板条的等距离的平行阵列的形式将板条固定。板条约为14英寸长、0.12cm宽和1.25英寸高。切下一些十三英寸长度的簇绒带并将它们放置在夹具的板条上，使得簇绒对可向下塞在板条间而股线直接搁置在板条上。这样，簇绒带的底部便向上露出可用来放置胶粘层和衬底基层。“Kapton”带在框端被应用以便将簇绒带固定在适当位置上。切割一块胶粘层以便覆盖所有簇绒带的底部，并切割一块衬底基层以便安装在胶粘层之上。然后将框架翻转使衬底基层放到下面，并被夹置在两块比夹具略大的1/4英寸厚的铝板之间。然后将这个组合件放置在一个标准的对流炉内，并用一个50磅的重量压在顶板上。在30分钟内将炉温从室温提升到120℃并在120℃保持一小时。然后将炉子停烧，使试样在50磅重量的压力下在炉内冷却2小时，再将试样从夹具内取出。
按照上面所说的试验A的程序对这些尼龙簇绒带地毯试样的湿度稳定性进行测定，只是在地毯上的初始标记之间的距离改为30厘米，结果列在下面表Ⅴ中，平均长度变化率为2％或更小，表明这种地毯结构为一潮湿稳定的簇绒带地毯组合件。
实例5具有用尼龙6,12单丝制成为股线的尼龙簇绒带地毯制造一种尼龙簇绒带地毯试样，该地毯具有纺前染色的尼龙6,6面纱，其类似实例1，但是一种淡褐色，并且将其熔融连结到一尼龙6,12单丝股线上，以便形成簇绒带。该簇绒带熔融粘结到尼龙6,6“Sontara”和玻璃纤维层构成的衬底基层上。衬底基层如同实施例1中所说明的一样。尼龙6,12单丝股线具有一种挤压成形的单一的圆形的直径为25密耳(约2700旦尼尔)的长丝，而没有玻璃增强长丝。可以确信的是如果这种尼龙6,12单丝股线根据US5,470,656中所揭示的方法单独的试验，它将是潮湿稳定的。尼龙6,6面纱以每英寸12簇绒对的密度放置在股线上并被切割形成0.5英寸的起绒高度。蔟绒带采用超声能以每英寸5条股线的密度熔融粘结到衬底上，制成的地毯的纱面重约25盎司/平方码。簇绒带和地毯是在图3所述的装置上制出的。地毯以类似实例1所述的方式被膨松。可以确信，如果这种地毯根据上述试验方法，潮湿稳定性(试验A)所说的程序进行测定，在MD和XD方向上其平均(5个试样以上)长度变化率应为2％或更小。根据仅2个测试试样，其实际平均长度变化率为1.21％MD和0.07％XD，表明这种地毯为一种潮湿稳定的簇绒地毯组件。
实例6
具有用尼龙6,6共聚物短纤维纱线外层缠绕于玻璃纤维芯部而制成股线的尼龙簇绒带地毯制造一种尼龙簇绒带地毯试样，该地毯具有相类似实例1的纺前染色的尼龙6,6的面纱，但是为淡褐色，将其熔融粘结到外层(皮)/芯股线上，该股线具有一种由MPMD(2-甲基戊二胺)衍生而来的单位重量30％的尼龙6,6共聚物的尼龙短纤维纱线外层(皮)和玻璃长丝的芯，从而形成簇绒带，该簇绒带被熔融粘结到由尼龙6,6“Sontara”和玻璃纤维层构成的衬底基层上。衬底基层与实例1所说明的一样。被用于外层的有由MPMD衍生而来的单位重量30％的尼龙6,6共聚物的尼龙短纤维纱线是通过传统的方式而制成的。股线是通过把1.5英寸切段长度，1.8单丝旦数的尼龙纱线的单一纤维纱条缠绕在连续的1450旦尼尔玻璃复合长丝芯而制成的。股线的总旦尼尔数为2700，玻璃与尼龙比约为0.58。虽然这种股线比实例1的皮/芯股线具有较高的玻璃与尼龙的比值，但仍有良好的玻璃覆盖范围，并且足以使尼龙聚合物良好的附着到面纱上。可以认为这是由于所缠绕的尼龙短纤维纱线的外层比整体挤压制成的尼龙聚合物外层具有较大的膨松性而造成的结果。具有更多短纤维和较低尼龙/玻璃比的较高旦尼尔数的股线也将会制成。用于制造这种包缠股线的机器是由奥地利Linz纺织机械厂Dr.Ernst Fehrer AG制造的“DREF3摩擦纺纱机”。类似的纺纱机描述在授予Fehrer的美国专利4,779,410中。可以相信，如果这种股线根据描述在美国专利5,470,656的方法单独的试验，那么它将是潮湿稳定的。尼龙6,6面纱以每英寸12簇绒对的密度放置在股线中并被切割形成0.5英寸的起绒高度。
相似于上述这些簇绒带的一簇绒带的顶视和端视的显微照片分别示于图11和图12中。如上所述，这些簇绒带是通过把尼龙面纱簇绒粘结到皮/芯股线上而制成的，该股线有尼龙短纤维纱线外层和玻璃长丝的芯。在示于图11和12的股线中，复合长丝玻璃芯为900旦尼尔。
簇绒300被示于附着到有尼龙短纤维纱线外层304缠绕于芯306的股线302上。可以相信的是，在用于附着簇绒的超声粘结工序时，大多数的外层长丝则被粘合在一起而其某些则被粘结到簇绒长丝上。簇绒带随后采用超声能以每英寸5条股线的密度被熔融粘结到衬底上，形成的地毯的纱面重约为25盎司/平方码。簇绒带和地毯是用在图3所示的装置制出的。这种地毯以相似于实例1中所描述的方式被膨松。可以相信的是，如果这种地毯根据上述的试验方法，潮湿稳定性(试验A)的程序进行测试，那么它在MD和XD方向上的平均(超过5个试样)长度变化率为2％或更小。仅根据2个被测试的试样，实际平均变化率为0.6％MD和0.07％XD，表明这种地毯为一潮湿稳定的簇绒带地毯组合件。
为特殊目的，用于实例6的尼龙短纤维纱线也可是一种切段长丝的混合纱。例如，可希望用来制造一种5-25％(重量)低熔融粘合长丝(如20％聚丙烯长丝)与尼龙6,6/MPMD短纤维纱线，或未改性的尼龙6,6短纤维纱线的混合纱，以便生产一种绕着玻璃芯缠绕的短混合纱。当用超声粘结时，低熔融粘合长丝对于轴向方向上的股线来说可形成很大的粘聚性，并且这就会在处理张力时有助于抵抗簇绒带损伤，和阻止地毯由于安装和使用张力造成的损伤以及阻止其使用时的磨损。另外一些可能被混合的切段长丝可包括具有抗静电性的长丝，并且这样的长丝将与抗静电长丝制成簇绒以便在最终地毯中减少静电的形成。
还可使用具有其它缠绕结构的股线。例如，采用位于Natick,MA由OMM America公司制造的橡胶包覆机把尼龙膨化长丝(BCF)纱线绕着玻璃纤维芯缠绕。例如，两根BCF纱线以相对的转动方向绕着玻璃纤维芯缠绕，以获得芯部的覆盖和平衡捻结构。这种缠绕的股线可具有类似于尼龙短纤维纱线缠绕的股线的功能，但其加工没有上述用于特殊功能性的与其它聚合物长丝混合加工容易。
在另一实施方案中，有由MPMD(2-甲基戊二胺)衍生而来的单位重量30％的尼龙6,6共聚物的尼龙切段纱线能够用于制造衬底基层的上下尼龙“Sontara”层，而玻璃纤维将用作增强层并附着到改性尼龙6,6层上。可以确信的是，这样的衬底基层将是潮湿稳定的，并且所形成的簇绒带地毯组合件将是潮湿稳定的。另外，这样的改性尼龙6,6层具有的熔点温度低于未改性的尼龙6,6面纱簇绒的熔点温度20℃。利用超声能施加到衬底上则把簇绒带熔融粘结到衬底基层上，并采用如图10所示的一种后粘结装置，该装置被描述在共同未决的专利申请序号08/513,734，申请日为1995年8月10日的申请中。可以确信的是，这种地毯在面纱与股纱间，簇绒带上的面纱与衬底之间具有良好的粘结性。另外还可确信的是，这种粘结用低于实例1或7所使用的超声能便可获得，并且在簇绒带超声粘结到衬底时对面纱长丝形成较小的损伤。
实例7具有由玻璃纤维芯外挤压有尼龙6,6共聚物外层制成的股线的地毯制造一种尼龙簇绒带地毯样品，该地毯具有类似于实例1的纺前染色尼龙6,6面纱，但是为一种淡褐色，并且熔融粘结到皮/芯股线上，该股线具有85％(重量)的尼龙6,6和15％(重量)的尼龙6的尼龙6,6/6共聚物的外皮层。用于外皮层的这种尼龙共聚物通过传统的装置而制成。这种形式得到的尼龙共聚物应该有低于尼龙6,6面纱熔融温度20℃的熔融温度。对于纺前染色尼龙6,6面纱来说典型的熔融温度约为258℃。簇绒带被熔融粘结到尼龙6,6“Sontara”和玻璃纤维层构成的衬底上。衬底与实例1所述的相同。皮/芯支撑股线有总的旦尼尔数3200，玻璃纤维纱旦尼尔数为900，玻璃与尼龙比为0.20，和一个椭圆横截面。可以相信，如果这种股线根据描述在美国专利5,470,656的方法单独进行测试，那么它是潮湿稳定的。尼龙6,6面纱以每英寸12簇绒对的密度放置在股线上并切割形成0.5英寸的起绒高度。簇绒带采用超声能以每英寸5条股线的密度熔融粘结到衬底上，制成的地毯的面纱重约为25盎司/平方码。簇绒带利用描述在图1的装置而制出，并且簇绒带采用描述在图10及共同未决的专利申请序号08/513,734，申请日1995年8月10日申请所说明的后粘结装置而被附着到衬底上的。后粘结装置中的超声发射器不直接接触大部分低熔融股线。(在一分离实验中，当使用图3的上粘结装置时并且发射器直接接触股线以稳固的把簇绒带附着到衬底上，可观察到某些对股线损伤的情况。)地毯以相似于实例1所描述的方式被膨松。可以相信，如果这种地毯根据上述试验方法。潮湿稳定性(试验A)所述的程序进行测试，那么它在MD和XD方向上的平均(超过5个试样)长度变化率为2％或更小，表明这种地毯为潮湿稳定的簇绒带地毯组合件。
值得注意的是股线具有由尼龙共聚物制成的外皮层，其熔点低于尼龙6,6聚合物的复合长丝面纱。当使用这种低熔点外皮层聚合物时，超声能通过发射器直接施加到尼龙6,6复合长丝面纱上。如果外皮层共聚物具有低于面纱长丝的熔点，那么在面纱中长丝损坏的机会就会减少，这是由于低熔点外皮层聚合物往往会在较高熔点长丝之间被熔化。相反，当超声能直接施加到尼龙6,6复合长丝面纱上使长丝熔融到皮/芯股线或单丝股线上，其中多皮层聚合物或单丝聚合物具有与尼龙6,6复合长丝面纱相同的熔点，这就会有面纱中的某些长丝被损伤的可能性。实例6中支撑股线的类似的尼龙切段纱线外皮层也具有比尼龙6,6面纱较低的熔点。
实例8用实例6的股线与一种在横向于簇绒带方向上采用实例6的股线制成的衬底而制造的尼龙簇绒带地毯制出一种尼龙簇绒带地毯试样，该地毯具有类似实例1的纺前染色尼龙6,6的面纱，但是为淡褐色，该面纱熔融粘结到皮/芯型股线上，其股线具有从MPMD(2-甲基戊二胺)衍生来的单位重量为30％的尼龙6,6的切段纱线外皮层和玻璃长丝的芯，如实例6所描述的，从而形成一种簇绒带。以每英寸5条股线的密度(如实例6所描述的)形成平行排列的这些缠绕切段纱线外皮/芯股线，并且采用超声能将簇绒带熔融垂直粘结到成排列的股线上。尼龙6,6面纱以每英寸12簇绒对的密度放置在簇绒带股线上并切割形成0.5英寸的起绒高度。簇绒带通过利用超声能以每英寸5条股线的密度熔融粘结到衬底上，制成的地毯的纱面重约为25盎司/平方码。簇绒带和地毯采用图3所示的装置而制出。所述的平行排列是通过把一些定位销绕着圆筒端部的周边放置和在一端与另一端上定位销之间前后缠绕股线而形成在圆筒210上的。地毯在圆筒上被切割开并从定位销上取出，而且以类似实例1所述的方式被膨松。可以确信的是，如果这种地毯根据上述试验方法，潮湿稳定性(试验A)所述的程序进行测试，那么其在MD和XD方向上平均(5个试样以上)长度变化率为2％或更小，表明这种地毯是一潮湿稳定的簇绒带地毯组合件。
形成股线平行排列制作衬底的一种替换方法是相似于US3,728,195(在此引入作为参考)所描述的装置上分离地形成排列，并且用安排垂直于股线排列的许多保持有聚酯的纱线进行织造，以形成一种纱罗织纹衬底网，在其从机器上取出之后股线以彼此隔开平行排列的方式被固定住。然后衬底网被放在圆筒210上，并且簇绒带被熔融粘结到衬底网上。用于上述实例8簇绒带地毯结构的一替换股线将使用在实例1，或5，或7的皮/芯股线上。这些股线对于特殊用途来说也许是较佳的，但是可确信的是用于制造低成本簇绒地毯结构采用上述实例6的股线是最佳的。
上述实例8的地毯结构具有一开孔结构，而在有施加胶乳粘结剂的传统地毯，或机织型地毯中是未发现的。比起具有实例1所述类型的衬底的多孔结构来说其还是为一种更大的开孔结构。这种开孔结构可有利于当在膨松步骤中处理地毯时减少要求加热面纱的时间，或有利于如果地毯已染色之后减少用来干燥地毯的时间。
实例9实例8与一种具有聚酯附加织物支撑层衬底基层的地毯构造。
首先制备实例8的簇绒带地毯组合件。在平行排列的股线放置在圆筒210之前，一种可从杜邦(Wilmington,Delaware)买到的、1.05盎司/平方码纺粘聚酯织物，“Reemay”放置在圆筒上，然后排列的股线放置在织物的上部。簇绒带然后通过施加超声能被熔融粘结到股线排和织物上，以便附着簇绒带。“Reemay”织物对于地毯构造的背后侧提供有某些保护措施并认为是增加了某些结构上的强度，其可希望用来承受地毯上的搬运、安装和磨损力。该地毯以类似于实例1所述的方式被膨松。可以确信，如果这种地毯根据上述试验方法，潮湿稳定性(试验A)所述的程序进行测试，那么它在MD和XD方向上的平均(5个试样以上)长度变化率为0.2％或更小。仅根据1个试测样品，其实际平均长度变化率为0.28％MD，和0.28％XD，表明这种地毯构造为一种潮湿稳定簇绒带地毯组合件。
把“Reemay”织物层加入到结构中的一个替换方法是用以形成如实例8所述的纱罗织纹衬底网并且采用丙烯酸粘结剂施加到网上的方式将Reemay织物附着到网上。可以确信一种改性的丙烯酸粘结剂，如甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯交联混合剂将会很好的效果。其还有下列好处即所获得的网/织物结构为一种坚固的结构，它能象传统地毯衬底一样被处理。对地毯提供了不同组合程序的可能性，如采用1995年8月10日提交的，共同未决的专利申请序号08/513,734中所述的程序。
对于用作附加织物支承层的一替换材料为使用一种2盎司/平方码非织造非粘合聚酯、“Sontara”，并且与“Reemay”织物层相同的方式来加工它。另一替换支撑层是一种1-3盎司/平方码纺粘片材，它是由AKZO Nobel非织造股份有限公司，BASF．公司部门制造的聚酯芯和尼龙6外皮层的双组分长丝而制成的。其它一些支撑层则有可能是取决于最终地毯结构的特殊特征或功能性，只要这些层不损害最终地毯结构的潮湿稳定性。这些支撑层可被染色以便与面纱相匹配，或可有印在外表面上的一些特殊识别标记(牌子名称，清洗指令等等)。
实例10用簇绒带与衬底基层之间附加一粘着薄膜而制成的类似实例7的地毯制造一种簇绒带地毯组合件，其具有类似实例1的纺前染色的尼龙6,6面纱，但是为淡褐色，该面纱熔融粘结到皮/芯股线上，以便形成簇绒带，所述股线具有尼龙6,6/6共聚物的外皮层，该共聚物为85％(重量)的尼龙6,6和15％(重量)的尼龙6。这种所获得的尼龙共聚物的外皮层将要求具有低于尼龙6,6面纱的熔点温度20℃的熔点温度。一种可从杜邦公司购买并称为CXA 41E 557的改性聚乙烯，“Bynel”组成的连续薄膜被放置在簇绒带与衬底之间。采用超声能以单一的步骤把簇绒带熔融粘结到薄膜上和薄膜粘结到尼龙6,6“Sontara”和玻璃纤维层的衬底基层上。衬底基层相同于实例1所描述的。皮/芯支撑股线有总的旦尼尔数是3200，玻璃纤维旦尼尔数是900，玻璃与尼龙的比是0.20，并且是椭圆横截面。可以确信，如果这种皮/芯支撑股线根据US5,470,656所述的方法进行测试，那么它是潮湿稳定的。“Bynel”CXA 41E 557的连续薄膜是由一种树脂制成，该树脂低密度的聚乙烯与同马来酸酐接枝的高密度聚乙烯相混合的基质聚合物，其中树脂的马来酸酐含量为0.12％。基质聚合物有树脂混合物的90％所形成树脂密度约0.916g/cc。树脂混合物熔化温度约为127℃。连续薄膜是通过把具有熔融指数约为3.0的“Bynel”CXA 41E557的颗粒放置在一挤压机中并挤压过缝口模头而进入到冷却辊上而制成的，从而形成一种3密耳的薄膜，并且从辊上退绕出被冷却的薄膜。树脂有小于30的低熔融指数，并且熔融指数最好小于10，从而为树脂提供高的粘度。这种树脂形成的薄膜能够卷成一卷而自身没有粘结且无需防粘纸。衬底上所形成的薄膜在地毯膨松步骤期间将不要被吹离所放置的位置。还有一重要问题是树脂和所得到的薄膜有大于100℃的熔化温度，以致成品地毯能够被蒸汽清理而没有地毯结构的强度降低和分层。
尼龙6,6面纱以每英寸12簇绒对的密度放置在股线上并切割形成0.5英寸的起绒高度。采用超声能簇绒带以每英寸5条股线的密度被熔融粘结到衬底上，形成的地毯的纱面重约25盎司/平方码。簇绒带和地毯采用图3所示的装置被制出。地毯被切成小块试样(14″×14″)，并且除了温度保持在150℃外则以类似于实例4中用于固化环氧树脂粘结剂所述的方式在一实验室传统炉中用一施加的重物(用于保持其试样平坦)而进行膨松(可以认为以实例1的方式膨松试样也能完成)。膨松温度将引起薄膜均匀地粘结到相邻的衬底的“Sontara”层上，但意外地是没有浸入到“Sontara”内。用于地毯结构的附加薄膜被发现可改善簇绒带与衬底之间的粘着性，而无需增加所施加的超声能，增加超声能有时可能会损伤面纱长丝。也可相信，如果这种地毯根据上述方法，潮湿稳定性(试验A)所述的程序进行测试，其在MD和XD方向的平均(5个试样以上)长度变化率为2％或更小。根据仅2个测试试样来说，实际平长变化率为0.33％MD和0％XD，表明这种地毯将是一种潮湿稳定的簇绒带地毯组合件。
较好的是，“Bynel”树脂的熔融指数根据所需的树脂熔点和粘度而确定的范围为1.0至9.0，以便适应不同的制作技术。例如，熔融指数1.0的树脂比实例10的熔融指数3.0的树脂有较高的粘度。3.0的树脂可通过熔吹工艺适用于形成薄膜。9.0的树脂具有较低粘度并可适用把薄膜直接挤压涂覆到衬底基层上。“Bynel”薄膜最好具有范围为3至5密耳的厚度。现已发现2密耳厚的薄膜不能形成良好的粘结性。5密耳厚的薄膜不能显著改善粘结性，而5密耳厚的薄膜比3密耳厚的薄膜更昂贵。
实例11具有用共同挤压尼龙和聚酯皮/芯长丝制成股线的尼龙簇绒带地毯图13A表示了一种共同挤压成的尼龙和聚酯皮/芯单丝支撑股线310的一端视图，该股线用于形成根据本发明一实施例的一尼龙细长起绒制品或簇绒带312。图13B表示了由许多簇绒带312粘结到潮湿稳定衬底基层316上而形成簇绒带地毯组合件314或潮湿稳定起绒表面结构的端视图。每一簇绒带312是由许多U形的多纤维丝纱线束而组成的，每一束限定了一对附着(如通过超声连接)到支撑股线310上的尼龙起绒纱线的簇绒318。支撑股线310(图13A)是由聚酯芯322和共同挤压的尼龙共聚物的皮324组成的。
制成尼龙起绒表面结构(簇绒带地毯组合件)试样，其具有类似实例1的纺前染色的尼龙6,6起绒纱线，但是为淡褐色。采用超声能将起绒纱线束熔融粘结到共同挤压成的尼龙和聚酯皮/芯单丝股线310上以形成簇绒带312，其中每束中的成对簇绒从股线310向上延伸。许多这样的簇绒带312被熔融粘结到尼龙6,6“Sontara”和玻璃纤维层的衬底基层316上以制成图13B所示出的潮湿稳定的起绒表面结构(簇绒带地毯组合件)314。衬底基层316除了玻璃增强在XD方向每英寸有5条股线，每条股线强度为32磅外其它则相同于实例1所说明的。正如将知道的那样，在MD和XD两方向上玻璃纤维的存在能把潮湿稳定性在机器和横越机器方向上赋予给衬底316。然而，还将清楚的知道是，只要聚酯是相适应的(即，能够超声或其它方法被粘结)，如在申请所述的任何不同的衬底基层均可用于所述的簇绒带312，以形成潮湿稳定的尼龙起绒表面结构(簇绒带地毯组合件)314。
参看图13A，皮/芯单丝支撑股线310有一中间的芯部322与环绕芯部材料的皮324。股线310有直径28密耳(约4400旦尼尔)的共同挤压成的单一的基本上圆形的长丝，该长丝有重量50％的尼龙皮和重量50％没有增强玻璃长丝的聚酯芯。皮324约为5密耳粗度。为了可靠的粘合覆盖，皮324最好至少为2密耳的粗度。皮/芯重量比根据所选择的聚合物和所要求的潮湿稳定性的百分比和所希望的股线刚度最好为20％∶80％到80％∶20％。较大的芯使股线310更硬，而较大的皮使股线310对潮湿更敏感。
皮/芯结构可由传统的共同挤压工艺而制成，如美国专利4,584,240所描述的，在此并入本文作为参考。皮/芯单丝在约25℃下被水骤冷，然后在约80℃的热水浴中被拉伸约4倍。随后在一个被加热到约400℃的炉中松驰约2-3秒从而达到3.5倍的拉伸，并在卷绕之前用空气冷却以便单丝应力消除，从而增加热和潮湿稳定性。尼龙皮324是一种有重量85％尼龙6和重量1 5％尼龙6,6的共聚物，形成的共聚物具有约195℃的熔点(其比值为尼龙6均聚物为215℃，尼龙6,6均聚物为260℃)。可用于形成皮324的其它有可能的聚合包括，但不限于此，尼龙均聚物，共聚物和三元共聚物。例如还可使用尼龙6,6或尼龙6均聚物，尼龙6,6/尼龙6或尼龙6,6/2-甲基戊二胺的共聚物，或尼龙6/尼龙6,6/尼龙6,12的三元共聚物。聚酯芯322是聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，其熔点约为265℃。重要的是皮部的熔点要低于芯部的熔点，以便在皮部超声粘结到起绒面纱时保持芯部的强度。还有一重要的问题是皮部熔点要低于起绒面纱的熔点，以便在超声粘结时皮部优先起绒面纱的长丝而熔化，使得对面纱有最小的损伤。与实例1的股线比较，该实例11的股线310能够更可靠的被制造，皮部厚度更均匀，并改善了皮部和芯部的同心性。在簇绒带312生产期间股线310更好均匀性导致纱线318对于股线310有更可靠的粘结。
可以确信的是，如果这种皮/芯单丝股线310根据US5,470,656所述的方法单独进行测试，那么它会是潮湿稳定的。尼龙6,6起绒面纱以每英寸12对簇绒的密度放置在股线上，并切割形成0.5英寸起绒高度。簇绒带以每英寸5条股线的密度一个紧跟另一个之后的放置并采用超声能熔融粘结到衬底基层316上，其簇绒318离开衬底316而延伸，从而形成一种起绒表面结构(簇绒带地毯组合件)314，该结构具有纱面重约25盎司/平方码。簇绒带312和簇绒带地毯组合件314可采用图3所示的装置而形成。重要的是当把这种簇绒带312的股线粘结到衬底316上时，与超声发射器的接触时间要最少，使得如发射器经过衬底316中的玻璃纤维股线的压力峰值效应能降低敏感性。通过缩小发射器的接触面可实现这种情况。较长的接触时间有时会引起熔化过皮部。簇绒带地毯组合件314可以与相似于实例1所述的方式被膨松。可以相信的是，如果这种地毯根据上述试验方法，潮湿稳定性(试验A)所述的程序进行测试，其在MD和XD方向上平均(5个试样以上)长度变化率为2％或更小。根据仅4个测试试样来说，实际平均长度变化率为0.36％MD,0.0％XD，表明所生产的起绒表面结构或簇绒带地毯组合件是潮湿稳定的。
实例12具有用改性尼龙6,6切段纱线皮部缠绕混合切段纱线和玻璃纤维芯部制成股线的尼龙簇绒带地毯图14示出了一支撑股线330的端视图，该股线用于形成根据本发明另一实施例的尼龙细长起绒制品或簇绒带332。图14B表示了由许多簇绒带332粘结到潮湿稳定衬底基层336上而形成的潮湿稳定起绒表面结构334。每一簇绒带332是由许多U形多纤维丝线束而构成的，每一束限定了附着(如通过超声连接)到支撑股线330上的一对尼龙起绒纱线的起绒338。支撑股线330(图14A)是由中间芯部342和外皮部344构成的，根据本发明的这个实施例，芯部342是由许多细长的玻璃纤维长丝346和切段纱线的长丝348构成。皮部344是缠绕芯部342的切段纱线。
制成一尼龙起绒表面结构(簇绒带地毯组合件)334试样，其具有类似实例1的纺前染色尼龙6,6的面纱，但是为淡褐色的，并且其面纱采用超声能而熔融粘结到皮/芯股线330上从而形成簇绒带332，其中每一束中的成对的簇绒从股线上而延伸。股线330的尼龙切段纱线外皮部344有一些尼龙6,6长丝，该长丝是由含有由MPMD(2-甲基戊二胺)衍生而来的单位重量为30％的尼龙6,6共聚物制成的。芯部342的切段股线348与外皮部的材料相同。簇绒带332熔融粘结到尼龙6,6“Sontara”和玻璃层的衬底基层336上，从而制成图14B所示的潮湿稳定起绒表面结构(或簇绒带地毯组合件)314。除了增强玻璃长丝在XD方向每英寸有5条股线，每条股线强度为32磅外衬底基层与实例1所述的相同，此外衬底转动90°以致XD玻璃长丝与簇绒带332成一直线(即增加玻璃长丝而是在MD方向上被定位)。另一方面，在MD和XD两方向玻璃纤维长丝的存在能够在机器和横越机器两个方向上赋予衬底336潮湿稳定性。此外应将清楚的知道，只要聚合物是相适应的(即，其能够超声或其它方式粘结)，如在此所述的任何不同的衬底基层均可以与所述的簇绒带332使用，从而形成一种潮湿稳定的尼龙起绒表面结构(或簇绒带地毯组合件)314。
尼龙切段纱线有尼龙6,6长丝，该长丝是由含有MPMD衍生而来的单位重量约为30％的尼龙6,6共聚物制成的，该纱线用于由传统方式制成的外皮部344。股线330是以下列方式制成的，即把1.5″切段长度的、单丝旦数为1.8的尼龙纱线的切段纱条缠绕于1450旦尼尔数的多纤维玻璃丝线的连续的芯部和一种与玻璃纤维多纤维丝线共同存在的被牵伸的切段股线。股线330的总的旦尼尔数为约2700。芯部342最好为股线的重量40-60％。切段长丝占剩余部分并且最好为外皮部中切段长丝的50-80％。切段纱线的长丝348和玻璃纤维的长丝346以相同的方向延伸。所缠绕的切段外皮长丝344与切段的芯部长丝348相结合。这种结合在粘结之前是由于摩擦产生的，并且在起绒纱线超声粘结到股线330时又成为一种熔融结合。更重要的是，当皮部表面(粘结之前)或簇绒(粘结之后)在地毯成形机中股线和簇绒带的处理时的辊或引导件上遇到阻力时，防止缠绕切段纱线外皮部344(和被附着的起绒纱线338)沿着芯部的背后脱离。这就比实例6缠绕的切段纱线同样没有固着到芯部上的玻璃纤维而没有共存切段芯部覆盖的股线和簇绒有了改进。
用于制造包缠股线330的机器是由奥地利，Linz的纺织机械制造厂Dr.Ernst Fehrer.AG制造的“DREF3摩擦纺纱机”。可以相信，如果这种股线330根据US5,470,656所述的方法单独进行测试，其将是潮湿稳定的。尼龙6,6面纱以每英寸12对簇绒的密度放置在股线上并切割形成0.5英寸的起绒高度。
可以确信的是，在用来附着簇绒超声加工时，大多数皮部长丝344将粘结在一起，而其中一部分粘结到长丝338上。簇绒带332以每英寸5条股线的密度一个紧跟另一个之后的被放置，并采用超声能熔融粘结到衬底基层336上，其簇绒338从衬底336而向上延伸，从而形成起绒表面结构(簇绒带地毯组合件)334，其纱面重约为25盎司/平方码。簇绒带332和簇绒带地毯组合件334采用图3所示的装置而制成。起绒表面结构(簇绒地毯组合件334)以类似实例1所述的方式被膨松。可以确信的是，如果这种地毯根据上述试验方法，潮湿稳定性(试验A)所述的程序进行测试，其在MD和XD方向的平均(5个试样以上)长度变化率为2％或更小。根据仅4个测试试样，其实际平均长度变化率为0.04％MD和1.75％XD，表明所生产的起绒表面结构(或簇绒带地毯组合件)334是潮湿稳定的(虽然可以认为如果衬底在粘结之前没有被转动这种试样具有更好的潮湿响应)。
为了特殊目的，用于实例12的尼龙切段纱线还可是切段长丝混合物。例如，可希望的是制造一种缠绕于玻璃纤维芯部的长丝混合物。例如，可使用重量为5-25％低熔融粘合长丝(如约20％聚丙烯长丝)与尼龙6,6/MPMD切段纱线的混合物，或重量为5-25％低熔融粘合长丝(如约20％聚丙烯长丝)与未改性的尼龙6,6切段纱线的混合物。当超声粘结时，低熔融粘合长丝对于股线在轴向方向上可产生更大内聚性，并且还有助于在处理张力时防止簇绒带损伤，并且阻止了地毯由于使用中安装和搬运张力和磨损的伤害。另外一些有可能混合的切段长丝可包括具有抗静电特性的长丝，并且这样的长丝在簇绒中可用抗静电长丝制成，以减少成品地毯中的静电产生。还可使用每长丝有不同旦尼尔数的切段纱线，尽管所希望的是要保持每切段的长丝的旦尼尔数小于或等于每起绒纱线长丝的旦尼尔数，以便切段股线长丝优先熔化。在这种分布中，用于芯部的切段长丝可不同于用于皮部的切段长丝(或切段混合物)。
在用于实例6和12的切段包缠股线中，沿着股线的长度方向当纤维的粗节或块随意间隔的存在时，这样有时就会有所要使用的切段丝条均匀性问题。这些块结能在搬运股线中和在使用超声股线适当粘结中产生一些问题。这就有可能通过使用较小旦尼尔数的包缠股线减少对其粗结的敏感性，如或是实例6或是实例12中，并且将它们复合在一起，以制成一种单一的、细长的潮湿稳定的合股加捻纱线支撑结构。这样一种细长起簇制品结构350，和一细长起绒制品或簇绒带362和一起绒表面结构354被制成，采用上述内容被例示说明在图15A和图15B中。
图15A为使用至少两个股线352的纱线支撑结构350的示意端视图，每一股线类似于实例6的股线。每一股线352有一个由许多玻璃纤维的细长的长丝形成的芯部356和一个绕着芯356缠绕的切段纱线的外皮部358。每一股线352(约900旦/每股)的玻璃芯部用切段纱线358缠绕(形成每股约1500至2000的总旦尼尔数，和两合股支撑结构3000至4000的总旦尼尔数)。独立的股线352以传统的方式如由Leesona Corp.,Burlington,North Carolina制造的商业化的环锭纺丝机以每英寸约2-4捻回被合股在一起。合股也有助于防止皮部沿着芯部产生背后脱离。
图15B表示了有纱线支撑结构350和许多U形起绒纱线的簇绒368的尼龙细长起绒制品或簇绒带362的端视图。制成的细长起绒制品或簇绒带362具有类似实例1的纺前染色尼龙6,6的面纱368，但是为淡褐色，其通过超声连接而熔融粘结到纱线支撑结构350上。纱线支撑结构350的尼龙切段纱线皮部358包括有尼龙6,6长丝，该长丝是由含有MPMD(2-甲基戊二胺)衍生而来的单位重量约为30％的尼龙6,6共聚物制成。
潮湿稳定的起绒表面结构或簇绒带地毯组合件354是由下列形式形成的，许多簇绒带362以每英寸5条股线的密度一个紧跟另一个之后的放置并且采用超声能将其熔融粘结到潮湿稳定的衬底基层366上，其簇绒368从衬底366而向上延伸出，形成一种起绒表面结构(簇绒带地毯组合件)354，其纱面重约为25盎司/平方码。衬底基层366是尼龙6,6“Sontara”和玻璃纤维层。衬底基层366除了增强玻璃长丝在XD方向上为每英寸5条股线，每条股线玻璃纤维强度为32磅外则与实例1所述的相同。还应将清楚的知道，只要聚合物是相适应的(即，能够超声或其它方式被粘结)，在此所述的任何各种衬底基层均可与所述的纱线支撑结构350使用，从而形成潮湿稳定的尼龙起绒表面结构(地毯)354。
如在此所述的由其制成的这样的合股、包缠的纱线支撑结构350和簇绒带363现已被发现可用来制作令人满意的潮湿稳定的起绒表面结构(簇绒带地毯组合件)354。
表Ⅱ潮湿稳定性(试验A)实例1尼龙簇绒带地毯试样 在T/SD上的在XD上的长 在T/SD上的长度 在XD上的长度长度变 长度变号 长度(cm)在湿 度(cm)在湿态 (cm)在干态72小 (cm)在干态72化率％ 化率％态168小时后 168小时后 时后(≤3％RH)小时后(≤3％RH) T/SD*XD*1 35.10 35.10 34.90 34.90 0.57％ 0.57％2 35.10 35.10 34.90 34.90 0.57％ 0.57％3 35.10 35.10 34.85 35.00 0.71％ 0.28％4 35.10 35.10 34.95 35.00 0.43％ 0.28％5 35.10 35.05 34.80 34.90 0.85％ 0.43％6 35.10 35.10 34.90 35.00 0.57％ 0.28％平均变化率％ 0.62％ 0.40％*变化率％=(湿-干)/湿表Ⅲ潮湿稳定性(试验B)实例2聚丙烯簇绒带地毯试样 在T/SD上 在XD上 在T/SD上的 在XD上的 在T/SD上的 在XD上的 长度变 长度变的长度(cm) 的长度(cm) 长度(cm)在 长度(cm)在干 长度(cm)在 长度(cm)在 化率％ 化率％在湿态72 在湿态72 干态72小时 态72小时后 干态24小时 干态24小时 T/SD*XD*小时后 小时后 后(14％RH) (14％RH) 后(≤3％RH) 后(≤3％RH)1 35 35 3535 35 350％ 0％2 35 35 3535 35 350％ 0％3 35 35 3535 35 350％ 0％4 35 35 3535 35 350％ 0％5 35 35 3535 35 350％ 0％平均变化率％ 0％ 0％*变化率％=(湿-干)/湿表Ⅳ潮湿稳定性(试验A)实例3聚酯簇绒带地毯试样在T/SD上在XD上长在T/SD上长度在XD上长度 长度变 长度变长度(cm)在湿度(cm)在湿态(cm)在干态下24小(cm)在干态下24 化率％ 化率％态下48小时后下48小时后 时后(≤3％RH) 小时后(≤3％RH) T/SD*XD*134.9 35.0 34.935.00％ 0％235.1 35.1 35.135.10％ 0％335.0 35.0 35.035.00％ 0％435.0 35.0 35.035.00％ 0％535.0 30.0*35.030.00％ 0％平均变化率％0％ 0％*本试样的宽度标记间隔为30cm*变化率％=(湿-干)/湿表Ⅴ潮湿稳定性(试验A)实例4尼龙簇绒带地毯和分开的连结胶粘剂试样 在T/SD上在XD上长在T/SD上长度在XD上长度长度变 长度变长度(cm)在湿度(cm)在湿态(cm)在干态下24小(cm)在干态下24化率％ 化率％态下48小时后下48小时后 时后(≤3％RH) 小时后(≤3％RH) T/SD*XD1 30.3 30.230.0 30.00.99％ 0.66％2 30.0 30.129.9 29.90.33％ 0.66％3 29.0 30.028.9 30.00.35％ 0％4 29.0 30.028.9 29.80.35％ 0.66％5 30.0 30.029.9 29.90.33％ 0.33％平均变化率％0.47％ 0.46％*变化率％=(湿-干)/湿
权利要求
1．一种细长绒毛制品，它包括一种股线，其具有许多附着在其上的绒毛纱线，该股线具有一中间芯部和一围绕该芯部的材料的皮部，芯部与皮部共挤压而成，绒毛纱线是被超声地粘结在皮部上。
2．根据权利要求1所述的细长绒毛制品，其中芯部为聚酯，而皮部为尼龙，并且其中绒毛纱线是尼龙。
3．根据权利要求2所述的细长绒毛制品，其中聚酯芯部为聚对苯二甲酸乙二酯，而尼龙皮部为包括重量约为85％尼龙6和重量约为15％尼龙6,6的共聚物。
4．一种起绒表面结构，包括a)一种在机器方向和横越机器方向对潮湿都稳定的潮湿稳定衬底基层；b)多种细长绒毛制品，每一条绒毛制品都有一条细长的、潮湿稳定的支撑股线，其上粘结着多个U形多丝纱线束，每一纱束形成一对从股线向上竖起的簇绒，支撑股线具有聚酯材料的中间芯部和围绕于芯部的尼龙材料的皮部，芯部与皮部为共同挤压制成；细长绒毛制品一个挨着一个地放置，并粘结在衬底基层上，而簇绒则从衬底向上伸出，从而使起绒表面结构成为潮湿稳定的簇绒带地毯组合件。
5．一种细长绒毛制品，包括一股线，其上附着多个绒毛纱线，该股线具有材料的中间芯部和材料的皮部，所述的芯部是由细长的玻璃纤维丝和切段纱线而形成的，而所述的皮部是绕着芯部包覆的切段纱线。
6．根据权利要求5所述的细长绒毛制品，其中切段纱线包括有尼龙6,6纤维丝，该纤维丝包括含有从2甲基戊二胺衍生而来的单元重量约为30％的尼龙6,6共聚物。
7．根据权利要求5所述的细长绒毛制品，其中切段纱线是尼龙6,6纤维丝和重量约为20％的聚丙烯纤维丝的混合物。
8．一种起绒表面结构，包括a)一种在机器方向和横越机器方向上对潮湿都稳定的潮湿稳定衬底基层，及b)多条细长绒毛制品，每一条绒毛制品都有一条细长的、潮湿稳定的支撑股线，其上粘结着多个U形多丝纱线束，每一纱线束形成一对从股线向上竖起的簇绒，有多个玻璃纤维细长纤维丝和尼龙切段纱线形成的芯部，和尼龙切段纱线绕着芯部包覆的皮部，细长绒毛制品一个挨着一个地放置，并粘结在衬底基层上，而簇绒从衬底向上伸出，从而使起绒表面结构成为潮湿稳定的地毯组合件。
9．一种细长绒毛制品，包括合股加捻纱线结构，其上附着有多个绒毛纱线，合股加捻纱线结构至少包括两条股线，每一股线具有由多个细长的玻璃纤维丝形成的芯部，和绕着芯部包覆的热塑性切段纱线的皮部。
10．一种起绒表面结构，包括a)一种在机器方向和横越机器方向上都对潮湿稳定的潮湿稳定衬底基层；及b)多条细长绒毛制品，每一条绒毛制品有一细长的、潮湿稳定的合股加捻纱线支撑结构，其上粘结有多个U形多丝纱线束，每一束形成一对从股线向上伸出的簇绒，合股加捻纱线支撑结构本身包括有至少两条股线，而每一股线包括由多个细长玻璃纤维丝形成的芯部，和绕着芯部包覆的热塑性切段纱线的皮部；细长绒毛制品一个挨着一个的放置并粘结到衬底基层上，而簇绒从衬底上向上伸出，从而起绒表面结构成为一潮湿稳定的簇绒带地毯组合件。
11．一种细长绒毛制品，包括合股加捻纱线结构，其上附着有多个绒毛纱线，合股加捻纱线结构至少有两条股线，每一股线具有由多个细长玻璃纤维丝和围绕于玻璃纤维丝的切段纱线形成的芯部，及绕着芯部包覆的切段纱线的皮部。
12．一种起绒表面结构，包括a)一种在机器方向和横越机器方向上都对潮湿稳定的衬底基层；b)多个细长绒毛制品，每一绒毛制品都有一细长的潮湿稳定的、合股加捻纱线支承结构，其上粘结着多个U形多丝纱线束，每一束形成一对从股线向上竖起的簇绒，合股加捻纱线支承结构本身具有至少两条股线，而每一股线具有由多个细长玻璃纤维丝和切段纱线形成的芯部，及绕着芯部包覆的切段纱线的皮部；细长绒毛制品一个挨着一个地放置并粘结在衬底基层上，而簇绒则从衬底上向上伸出，从而使起绒表面结构成为一潮湿稳定的簇绒带地毯组合件。
全文摘要
本发明提供一种潮湿稳定的簇绒带地毯组合件。起绒表面结构有潮湿稳定的衬底基层、多个细长绒毛制品,每一细长绒毛制品有一细长的、潮湿稳定的支撑股线,其上粘结有多个U形多丝纱线束。绒毛制品粘结到衬底基层上。可使用不同的衬底基层和支撑股线。
文档编号B29C65/08GK1231004SQ97198067
公开日1999年10月6日 申请日期1997年7月15日 优先权日1996年7月19日
发明者L·T·A·程, C·A·科维利, R·L·拉克莱, T·C·王 申请人:纳幕尔杜邦公司