隨機(jī)點(diǎn)位刺針的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示的隨機(jī)點(diǎn)位刺針，是一種用于生產(chǎn)非織造布的裝置。本發(fā)明的隨機(jī)點(diǎn)位刺針包括球副、針部和偏心組件；球副包括上球蓋、下球蓋和球節(jié)；針部呈桿狀且具有帶鉤頭的尖端，偏心組件包括撓性帶和配重。采用本發(fā)明的刺針刺扎出的非織造布，解決了非織造布的“局部同向性”問(wèn)題，其纖維之間的糾纏更加錯(cuò)亂復(fù)雜，其強(qiáng)度也更高，力學(xué)性能在各個(gè)方向上的表現(xiàn)基本一致，體現(xiàn)出良好的各向同性特征，能顯著提高大幅面非織造布的各向同性力學(xué)性能。
【專利說(shuō)明】隨機(jī)點(diǎn)位刺針
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于紡織工業(yè)的裝置，是一種生產(chǎn)非織造布的刺針，尤其涉及一種隨機(jī)點(diǎn)位刺針，這種刺針可以陣列的方式形成床用，于強(qiáng)化非織造布。
【背景技術(shù)】
[0002]非織造布(non-woven fabric, non-woven cloth)又名無(wú)紡布、不織布，是將紡織短纖維或者長(zhǎng)絲進(jìn)行定向或隨機(jī)撐列，形成纖網(wǎng)結(jié)構(gòu)，然后采用針軋機(jī)械或梳理機(jī)械處理各種纖維原料，用高壓形成或粘合生產(chǎn)的一種布狀物。纖維可以是布碎或人造纖維合成纖維(膠、樹(shù)脂等)。
[0003]非織造布不像織布由經(jīng)緯編織而成，非織造布的制成隨著工藝的不同而有所變化，如針軋法是透過(guò)數(shù)千支針刺不斷的上下刺鉤纖維，讓纖維彼此糾結(jié)，每一次的糾結(jié)會(huì)讓纖維越來(lái)越扎實(shí)，從而形成一塊結(jié)實(shí)的整體。
[0004]實(shí)驗(yàn)表明，非織造布的強(qiáng)度和刺扎工藝有著密切的關(guān)系，尤其在各向同性的非織造布中更為明顯。刺扎次數(shù)越多，越密集，纖維之間就糾結(jié)得越緊密，制得的非織造布的強(qiáng)度也就越高；反之，會(huì)導(dǎo)致其強(qiáng)度變低。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中，為了獲得高強(qiáng)度的非織造布，必須反復(fù)多次地刺扎。一張非織造布往往需要經(jīng)過(guò)多臺(tái)針扎機(jī)刺扎才能獲得較高的強(qiáng)度。究其原因，是因?yàn)闆](méi)以刺針的刺扎部位較為固定，針刺不能扎到整張非織造布的各個(gè)位置，只能在固定的位置反復(fù)刺扎，被扎到的位置，固然形成纖維糾結(jié)，然而，扎不到的位置依然是松散的狀態(tài)，甚至出現(xiàn)開(kāi)裂或破口。所以，為了使整張非織造布的各個(gè)部位都能被刺扎到，就以位置彼此錯(cuò)開(kāi)的多列針刺輪流刺扎，相互彌補(bǔ)無(wú)法刺扎到的位置。成百上千支針刺交錯(cuò)安裝于針床上，并輔以高速的往復(fù)刺扎動(dòng)作，直至非織造布的強(qiáng)度達(dá)到要求為止。
[0006]如上所述，現(xiàn)有技術(shù)為了使整張非織造布的各個(gè)部位都能被刺扎到，采用大量交錯(cuò)位置的針刺(針床)快速刺扎，這種方式雖然能彌補(bǔ)各針刺之間的刺扎盲區(qū)(無(wú)法被刺扎到的位置)；但是，針刺的位置畢竟是固定，所以，不論重復(fù)多少次刺扎，所得非織造布的力學(xué)性能終究不是真正意義上的各向同性，而是僅在一小范圍能表現(xiàn)為各向同性，當(dāng)考察范圍擴(kuò)大時(shí)，其力學(xué)特征將由各向同性轉(zhuǎn)為各向異性，這種轉(zhuǎn)變現(xiàn)象稱之為“大數(shù)異變”，其小范圍內(nèi)的各向同性力學(xué)特征被稱之為“局部同向性”。
[0007]局部同向性特征實(shí)際上是現(xiàn)有技術(shù)刺扎工藝的體現(xiàn)。因?yàn)楝F(xiàn)有針扎工藝不論針床的排列多么密集復(fù)雜，其終究可以被看成是多個(gè)規(guī)律性刺針行為的疊加，其結(jié)果必然是具有規(guī)律可言，只是在一局部范圍該規(guī)律由于樣本數(shù)目小(即取樣面積小)而被弱化，隨著取樣數(shù)目的增多(即擴(kuò)大取樣面積)，其規(guī)律性增大，進(jìn)而表現(xiàn)出各向異性的特征，即發(fā)生大數(shù)異變。具體而言，現(xiàn)有非織造布技術(shù)難以制得大面積的各向同性布料，各向同性布料產(chǎn)品主要是面積較小布料。
[0008]為了解決上述技術(shù)難題，亟待研發(fā)一種新型針刺裝置。有鑒于此，本發(fā)明人經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性思考，提出一種隨機(jī)點(diǎn)位刺針，以解決上述問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種隨機(jī)點(diǎn)位刺針，以解決刺針刺扎位置固定，只能刺扎固定位置，無(wú)法隨機(jī)地刺針任意位置的問(wèn)題，并改善非織造布的局部同向性問(wèn)題。
[0010]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下。
[0011]一種隨機(jī)點(diǎn)位刺針，包括球副、針部和偏心組件；球副包括上球蓋、下球蓋和球節(jié)；針部呈桿狀且具有帶鉤頭的尖端，偏心組件包括撓性帶和配重。
[0012]其中，配重為球狀。
[0013]其中，球節(jié)上部切除部分材料形成均荷部。
[0014]其中，上球蓋和下球蓋通過(guò)法蘭盤加配螺栓連接。
[0015]其中，撓性帶包括繩索、鏈條、塑料帶、橡皮筋、彈簧。
[0016]其中，撓性帶安裝于針部上的方式包括捆綁、穿孔、埋入、焊接、膠結(jié)。
[0017]其中，撓性帶安裝于配重的方式包括捆綁、穿孔、埋入、焊接、膠結(jié)。
[0018]其中，偏心組件還包括扣環(huán)，針部上還設(shè)有扣槽，扣環(huán)和扣槽可以扣合。
[0019]其中，扣環(huán)上設(shè)有穿孔。
[0020]采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明的隨機(jī)點(diǎn)位刺針基于球副能在球面空間上自由運(yùn)動(dòng)；基于偏心組件，針部的具體運(yùn)動(dòng)位置受偏心組件控制，而偏心組件的配重和針部之間屬于撓性連接，某一時(shí)刻，配重的下一時(shí)刻的位置，取決于配重的速度、位置以及針部刺扎非織造布時(shí)的反作用力三歌因素共同影響。這三個(gè)因素中針部刺扎非織造布時(shí)的反作用力和刺扎角度，刺扎位置的強(qiáng)度，纖維糾纏程度等因素有關(guān)，這些因素是隨機(jī)的。所以，針部刺扎非織造布時(shí)的反作用力也是隨機(jī)的，緊憑此項(xiàng)隨機(jī)因素就足以決定配重位置的隨機(jī)性，進(jìn)而導(dǎo)致針部刺扎位置的隨機(jī)性。
[0021]如上所述，本發(fā)明的隨機(jī)點(diǎn)位刺針，其針部在刺針時(shí)的位置是處于球副限定的球面空間中任意可能的點(diǎn)，具有隨機(jī)性，刺扎方向和位置不具規(guī)律性。于是，采用該刺針刺扎出的非織造布，其纖維之間的糾纏更加錯(cuò)亂復(fù)雜，其強(qiáng)度也更高，力學(xué)性能在各個(gè)方向上的表現(xiàn)基本一致，體現(xiàn)出良好的各向同性特征，能顯著提高大幅面非織造布的各向同性力學(xué)性能。
[0022]下面，將結(jié)合附圖用本發(fā)明的一優(yōu)選方式進(jìn)一步闡釋本發(fā)明的精神。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明的精神并不限于下列舉例。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的爆炸圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例的裝配圖；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例的球節(jié)結(jié)構(gòu)剖視圖；
圖4是本發(fā)明又一實(shí)施例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]實(shí)施例一
請(qǐng)參見(jiàn)圖1。在本實(shí)施例的隨機(jī)點(diǎn)位刺針，由球節(jié)130、上球蓋110、下球蓋120組成球畐IJ。下球蓋120和上球蓋130上設(shè)有法蘭盤，它們通過(guò)法蘭盤再配以螺栓緊固連接；當(dāng)然，法蘭盤特征不是必要的，它僅是本實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)選特征，螺栓緊固也不是必要的，可以使用膠接、鉚接、焊機(jī)、扣接等可用方式代替。
[0025]請(qǐng)參見(jiàn)圖1和圖3，本實(shí)施例的球節(jié)130上端被切除了一部分，形成均荷部。該特征用于均分球節(jié)130作用于上球蓋110的載荷，該特征消除了載荷集中在球節(jié)130頂端的問(wèn)題。該特征可以通過(guò)本實(shí)施例揭示的切除方法獲得，也可以直接使用具有該特征的模具輔以鑄造、沖壓、鍛打等方式獲得，或用鉆孔、挖槽等方式制得，也就是說(shuō)，該特征實(shí)際作用效果不受加工方式的限制。該特征的樣貌亦并非限于本實(shí)施例中的平面式，可以是任意平面，當(dāng)然，本領(lǐng)域人員經(jīng)過(guò)有限次的實(shí)驗(yàn)、分析后可以找到一個(gè)較優(yōu)化的樣貌，其中，使用有限元分析手段可以加速尋找這種到較優(yōu)樣貌，必須指出，這些方式都屬于本領(lǐng)域的常見(jiàn)方式。
[0026]本實(shí)施的配重301由一球塊充當(dāng)，撓性帶302由一尼龍繩充當(dāng)，扣環(huán)303制成有扣合缺口的C形卡扣，扣環(huán)303能和針部201上的扣槽202扣合。配重301、撓性帶302和扣環(huán)303組成了本實(shí)施的偏心組件。撓性帶302穿過(guò)配重301上的穿孔304和扣環(huán)上對(duì)應(yīng)的掛孔，將配重301連接到扣環(huán)303上。本實(shí)施例選用在撓性帶304兩端打結(jié)的辦法防止撓性帶302退出配重301和扣環(huán)303 ;當(dāng)然，只能要使撓性帶302連端的直接大于穿孔304和掛孔的直接就能防止其退出，不限于打結(jié)的方式。撓性帶302和扣環(huán)303以及配重301之間的連接方式不限于本實(shí)施中的打孔穿孔方式，還可以是捆綁、埋入、焊接、膠結(jié)等方式。
[0027]此外，上球蓋110上的安裝部用來(lái)將本實(shí)施例的隨機(jī)點(diǎn)位刺針安裝到針床上，其安裝和固定之方式不在本發(fā)明的談?wù)摲秶?。本?shí)施例裝配后的樣貌見(jiàn)圖2。圖3上的擺角a是針部201能夠擺動(dòng)的范圍，工作時(shí)，針床帶動(dòng)本實(shí)施例的隨機(jī)點(diǎn)位刺針作上下往復(fù)的快速運(yùn)動(dòng)，針部201的尖端刺扎進(jìn)非織造布中，其上尖端上的鉤頭將纖維刺扎到鄰近的纖維組織中，使被刺扎部位的纖維組織相互糾結(jié)、彼此纏繞。針部201收受到的反作用力傳導(dǎo)到配重301上使其作彈跳、擺動(dòng)；配重301在針部201退出退出非織造布時(shí)，將針部201帶到一個(gè)由a角確定的球面內(nèi)的某一位置，針部201再以該新位置刺扎非織造布。當(dāng)多個(gè)本實(shí)施例的隨機(jī)點(diǎn)位刺針組成交錯(cuò)排列的針床陣列時(shí)，每一隨機(jī)點(diǎn)位刺針有a角確定的球面空間彼此交錯(cuò)，整張非織造布都被覆蓋到，非織造布上的任一點(diǎn)都有被刺扎到的可能，而且其被刺扎的角度和位置是隨機(jī)的，這樣，采用本實(shí)施隨機(jī)點(diǎn)位刺針加工出的非織造布，其力學(xué)性能表現(xiàn)出優(yōu)良的各向同性特征，即使取樣幅面很大也依然保持高度一致的各向同性特征。用本實(shí)施例加工的非織造布達(dá)到相同力學(xué)性能的時(shí)間比現(xiàn)有技術(shù)短，能夠加工諸如帆布，帳篷布等大面積的高強(qiáng)度各向同性布料。
[0028]實(shí)施例二
見(jiàn)圖4，在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，通過(guò)增加偏心組件的數(shù)目以改變隨機(jī)行為。當(dāng)多個(gè)偏心組件以圓周對(duì)稱的方式布置在針部201上時(shí)，各個(gè)偏向組件總能分解出徑向運(yùn)動(dòng)分量，這些徑向運(yùn)動(dòng)分量彼此合成后，能夠減弱針部201每到一個(gè)新位置的跨度。本實(shí)施例中，選用三個(gè)偏心組件對(duì)稱布置于針部201的周向上。這樣的設(shè)計(jì)能使前后兩次的刺扎位置彼此接近，纖維之間形成更為密集的糾結(jié)和纏繞。
[0029]當(dāng)然也可是采用多個(gè)偏心組件非對(duì)稱布置的方式共同作用于針部201，使其隨機(jī)行為更加具有不確定性。[0030]上述實(shí)施例并非對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在基于上述實(shí)施例所做的裝飾性和等同替換性的修改都不脫離本發(fā)明的精神，應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.隨機(jī)點(diǎn)位刺針，其特征在于:包括球副、針部和偏心組件；球副包括上球蓋、下球蓋和球節(jié)；針部呈桿狀且具有帶鉤頭的尖端，偏心組件包括撓性帶和配重。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨機(jī)點(diǎn)位刺針，其特征在于:配重為球狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨機(jī)點(diǎn)位刺針，其特征在于:球節(jié)上部切除部分材料形成均荷部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨機(jī)點(diǎn)位刺針，其特征在于:上球蓋和下球蓋通過(guò)法蘭盤加配螺栓連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的隨機(jī)點(diǎn)位刺針，其特征在于:撓性帶包括繩索、鏈條、塑料帶、橡皮筋、彈簧。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的隨機(jī)點(diǎn)位刺針，其特征在于:撓性帶安裝于針部上的方式包括捆綁、穿孔、埋入、焊接、膠結(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的隨機(jī)點(diǎn)位刺針，其特征在于:撓性帶安裝于配重的方式包括捆綁、穿孔、埋入、焊接、膠結(jié)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的隨機(jī)點(diǎn)位刺針，其特征在于:偏心組件還包括扣環(huán)，針部上還設(shè)有扣槽，扣環(huán)和扣槽可以扣合。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的隨機(jī)點(diǎn)位刺針，其特征在于:扣環(huán)上設(shè)有穿孔。
【文檔編號(hào)】D04H18/02GK103628257SQ201310631612
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】蔡灘水 申請(qǐng)人:福建省三達(dá)纖維股份有限公司