隨機點位刺針的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示的隨機點位刺針，是一種用于生產非織造布的裝置。本發(fā)明的隨機點位刺針包括球副、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”問題，其纖維之間的糾纏更加錯亂復雜，其強度也更高，力學性能在各個方向上的表現基本一致，體現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性能。
【專利說明】隨機點位刺針
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于紡織工業(yè)的裝置，是一種生產非織造布的刺針，尤其涉及一種隨機點位刺針，這種刺針可以陣列的方式形成床用，于強化非織造布。
【背景技術】
[0002]非織造布(non-woven fabric, non-woven cloth)又名無紡布、不織布，是將紡織短纖維或者長絲進行定向或隨機撐列，形成纖網結構，然后采用針軋機械或梳理機械處理各種纖維原料，用高壓形成或粘合生產的一種布狀物。纖維可以是布碎或人造纖維合成纖維(膠、樹脂等)。
[0003]非織造布不像織布由經緯編織而成，非織造布的制成隨著工藝的不同而有所變化，如針軋法是透過數千支針刺不斷的上下刺鉤纖維，讓纖維彼此糾結，每一次的糾結會讓纖維越來越扎實，從而形成一塊結實的整體。
[0004]實驗表明，非織造布的強度和刺扎工藝有著密切的關系，尤其在各向同性的非織造布中更為明顯。刺扎次數越多，越密集，纖維之間就糾結得越緊密，制得的非織造布的強度也就越高；反之，會導致其強度變低。
[0005]現有技術中，為了獲得高強度的非織造布，必須反復多次地刺扎。一張非織造布往往需要經過多臺針扎機刺扎才能獲得較高的強度。究其原因，是因為沒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位置，只能在固定的位置反復刺扎，被扎到的位置，固然形成纖維糾結，然而，扎不到的位置依然是松散的狀態(tài)，甚至出現開裂或破口。所以，為了使整張非織造布的各個部位都能被刺扎到，就以位置彼此錯開的多列針刺輪流刺扎，相互彌補無法刺扎到的位置。成百上千支針刺交錯安裝于針床上，并輔以高速的往復刺扎動作，直至非織造布的強度達到要求為止。
[0006]如上所述，現有技術為了使整張非織造布的各個部位都能被刺扎到，采用大量交錯位置的針刺(針床)快速刺扎，這種方式雖然能彌補各針刺之間的刺扎盲區(qū)(無法被刺扎到的位置)；但是，針刺的位置畢竟是固定，所以，不論重復多少次刺扎，所得非織造布的力學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為各向同性，當考察范圍擴大時，其力學特征將由各向同性轉為各向異性，這種轉變現象稱之為“大數異變”，其小范圍內的各向同性力學特征被稱之為“局部同向性”。
[0007]局部同向性特征實際上是現有技術刺扎工藝的體現。因為現有針扎工藝不論針床的排列多么密集復雜，其終究可以被看成是多個規(guī)律性刺針行為的疊加，其結果必然是具有規(guī)律可言，只是在一局部范圍該規(guī)律由于樣本數目小(即取樣面積小)而被弱化，隨著取樣數目的增多(即擴大取樣面積)，其規(guī)律性增大，進而表現出各向異性的特征，即發(fā)生大數異變。具體而言，現有非織造布技術難以制得大面積的各向同性布料，各向同性布料產品主要是面積較小布料。
[0008]為了解決上述技術難題，亟待研發(fā)一種新型針刺裝置。有鑒于此，本發(fā)明人經過創(chuàng)造性思考，提出一種隨機點位刺針，以解決上述問題。
【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種隨機點位刺針，以解決刺針刺扎位置固定，只能刺扎固定位置，無法隨機地刺針任意位置的問題，并改善非織造布的局部同向性問題。
[0010]為了達成上述目的，本發(fā)明的技術方案如下。
[0011]一種隨機點位刺針，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。
[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。
[0018]其中，偏心組件還包括扣環(huán)，針部上還設有扣槽，扣環(huán)和扣槽可以扣合。
[0019]其中，扣環(huán)上設有穿孔。
[0020]采用上述技術方案后，本發(fā)明的隨機點位刺針基于球副能在球面空間上自由運動；基于偏心組件，針部的具體運動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，某一時刻，配重的下一時刻的位置，取決于配重的速度、位置以及針部刺扎非織造布時的反作用力三歌因素共同影響。這三個因素中針部刺扎非織造布時的反作用力和刺扎角度，刺扎位置的強度，纖維糾纏程度等因素有關，這些因素是隨機的。所以，針部刺扎非織造布時的反作用力也是隨機的，緊憑此項隨機因素就足以決定配重位置的隨機性，進而導致針部刺扎位置的隨機性。
[0021]如上所述，本發(fā)明的隨機點位刺針，其針部在刺針時的位置是處于球副限定的球面空間中任意可能的點，具有隨機性，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亂復雜，其強度也更高，力學性能在各個方向上的表現基本一致，體現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性能。
[0022]下面，將結合附圖用本發(fā)明的一優(yōu)選方式進一步闡釋本發(fā)明的精神。需要說明的是，本發(fā)明的精神并不限于下列舉例。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明實施例的爆炸圖；
圖2是本發(fā)明實施例的裝配圖；
圖3是本發(fā)明實施例的球節(jié)結構剖視圖；
圖4是本發(fā)明又一實施例的示意圖。
【具體實施方式】
[0024]實施例一
請參見圖1。在本實施例的隨機點位刺針，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上設有法蘭盤，它們通過法蘭盤再配以螺栓緊固連接；當然，法蘭盤特征不是必要的，它僅是本實施例的一個優(yōu)選特征，螺栓緊固也不是必要的，可以使用膠接、鉚接、焊機、扣接等可用方式代替。
[0025]請參見圖1和圖3，本實施例的球節(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頂端的問題。該特征可以通過本實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，該特征實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施例中的平面式，可以是任意平面，當然，本領域人員經過有限次的實驗、分析后可以找到一個較優(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域的常見方式。
[0026]本實施的配重301由一球塊充當，撓性帶302由一尼龍繩充當，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組成了本實施的偏心組件。撓性帶302穿過配重301上的穿孔304和扣環(huán)上對應的掛孔，將配重301連接到扣環(huán)303上。本實施例選用在撓性帶304兩端打結的辦法防止撓性帶302退出配重301和扣環(huán)303 ;當然，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施中的打孔穿孔方式，還可以是捆綁、埋入、焊接、膠結等方式。
[0027]此外，上球蓋110上的安裝部用來將本實施例的隨機點位刺針安裝到針床上，其安裝和固定之方式不在本發(fā)明的談論范圍。本實施例裝配后的樣貌見圖2。圖3上的擺角a是針部201能夠擺動的范圍，工作時，針床帶動本實施例的隨機點位刺針作上下往復的快速運動，針部201的尖端刺扎進非織造布中，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、彼此纏繞。針部201收受到的反作用力傳導到配重301上使其作彈跳、擺動；配重301在針部201退出退出非織造布時，將針部201帶到一個由a角確定的球面內的某一位置，針部201再以該新位置刺扎非織造布。當多個本實施例的隨機點位刺針組成交錯排列的針床陣列時，每一隨機點位刺針有a角確定的球面空間彼此交錯，整張非織造布都被覆蓋到，非織造布上的任一點都有被刺扎到的可能，而且其被刺扎的角度和位置是隨機的，這樣，采用本實施隨機點位刺針加工出的非織造布，其力學性能表現出優(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。用本實施例加工的非織造布達到相同力學性能的時間比現有技術短，能夠加工諸如帆布，帳篷布等大面積的高強度各向同性布料。
[0028]實施例二
見圖4，在實施例一的基礎上，通過增加偏心組件的數目以改變隨機行為。當多個偏心組件以圓周對稱的方式布置在針部201上時，各個偏向組件總能分解出徑向運動分量，這些徑向運動分量彼此合成后，能夠減弱針部201每到一個新位置的跨度。本實施例中，選用三個偏心組件對稱布置于針部201的周向上。這樣的設計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和纏繞。
[0029]當然也可是采用多個偏心組件非對稱布置的方式共同作用于針部201，使其隨機行為更加具有不確定性。[0030]上述實施例并非對本發(fā)明的限制，本領域技術人員在基于上述實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，應落入本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.隨機點位刺針，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.根據權利要求1所述的隨機點位刺針，其特征在于:配重為球狀。
3.根據權利要求1所述的隨機點位刺針，其特征在于:球節(jié)上部切除部分材料形成均荷部。
4.根據權利要求1所述的隨機點位刺針，其特征在于:上球蓋和下球蓋通過法蘭盤加配螺栓連接。
5.根據權利要求1至4任一項所述的隨機點位刺針，其特征在于:撓性帶包括繩索、鏈條、塑料帶、橡皮筋、彈簧。
6.根據權利要求1至4任一項所述的隨機點位刺針，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。
7.根據權利要求1至4任一項所述的隨機點位刺針，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。
8.根據權利要求1至4任一項所述的隨機點位刺針，其特征在于:偏心組件還包括扣環(huán)，針部上還設有扣槽，扣環(huán)和扣槽可以扣合。
9.根據權利要求8所述的隨機點位刺針，其特征在于:扣環(huán)上設有穿孔。
【文檔編號】D04H18/02GK103628257SQ201310631612
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月29日 優(yōu)先權日:2013年11月29日
【發(fā)明者】蔡灘水 申請人:福建省三達纖維股份有限公司