簇绒制品及其相关工艺

摘要

采用传统的双针板(116，112)簇绒衬底或基础底布(111)的工艺，其中针可以以小于一个全针距换位。本发明的工艺可以采用传统的双针板簇绒机(133)，在该机器上增加一个装置使针钩(134)与衬底被簇绒的机器方向垂直地移位或换位.针钩(134)的移位的定时可与针板(133)的移位的定时及衬底(111)通过机器的推进相配合，以便允许绒头(132)在任何相对于以前被簇绒的绒头的横向位置簇绒到衬底(111)中。本发明产生更多的绒头彩色图案的可选择的形式，并消除重复的图案，这种重复的图案对可全针距移位来说是必然的。重复颜色序列的消除减少了在由这种衬底做成的、相邻的地毯拼块的连接边缘上的匹配的颜色序列，否则这种匹配的颜色序列会加重或突出地毯拼块之间的接缝。

说明书

本发明涉及用一种移位双针板和一种移位针钩板来簇绒像地毯底布这样的物品的工艺。

本发明的背景

采用双针板的簇绒机传统上用于簇绒地毯底布或其它衬底。该双针板以安装在同一个元件上的一个前针板和一个后针板为特色。每一个针板上安装一排针。前排针一般相对于后排针横向地交错排列。支承针板的元件以适当的时间间隔被驱动使前排针和后排针(和穿过它们的纱头)穿刺衬底以便同时形成两排绒头。一排针钩通常被安装在一根在衬底以下的摇轴上并被驱动，以便当针退出衬底时与纱头接合而形成绒头。

双针板簇绒工艺通常簇绒多种颜色的纱头以便形成彩色的绒头图案。例如，在“二上”工艺中，后排针穿一种第一颜色的纱而前排针穿一种第二颜色的纱。在一个“三上”工艺中，后排最左边的针穿第一颜色的纱，前排最左边的针穿第二颜色的纱，后排的下一根针穿第三颜色的纱。前排的下一根针装有第一颜色的纱，后排的下一根针装有第二颜色的纱，而前排下一根针装有第三颜色的纱，如此纱的颜色次序在针排上自我重复。“四上”和“五上”的穿纱形式具有类似的重复颜色次序的特点。

在衬底被簇绒时，如前所述的多颜色的穿纱形式产生重复颜色的图案。一个用不移位针板以上述的三上次序簇绒的衬底的特点是：例如最左边的第一颜色的一列绒头顺着机器方向，接着是一列第二颜色的绒头，再接着是一列第三颜色的绒头。绒头的列在垂直于机器方向的方向上从衬底的这头到那头重复着颜色次序。

双针板可以在机器方向的横向左右移位或“换位”以便将各种颜色的绒头插入每一列绒头中。这样双针板可以被驱动来簇绒一个前排和后排，然后在簇绒下一个前排和后排之前向右或左移位。根据预先确定的图案该针板可以向右或左移位任意次以便在每一个绒头列中改变绒头的颜色以及各颜色出现的次序。

然而，传统上是在一个前排或一个后排将针板换位一个针之间的全距离(一个“全针距”)。这是因为与前排针配合的针钩一般比与后排针配合的针钩长。因此在针板移位时每根后排针必须采取另一根后排针以前占据的位置。类似地，前排针总是必须对准一个长针钩从而必须移位一个全针距。

按传统方式移动双针板所簇绒的纱线图案从而在沿着机器方向和横过机器方向的方向上显出重复，虽然该重复比用不移位的双针板产生的图案中的重复不明显。例如，一个双上按传统方式移位的双针板无论该针板是否在簇绒过程中换位都在横过机器方向的方向上产生颜色交替的绒头列。一个四上不移位的双针板产生一个四种颜色的绒头列的重复，而连续左右全针距移位的针板产生一个二个绒头列的重复，每一列交替由第一和第三，和第二和第四种颜色形成。由三上和五上排列所产生的图案的重复没那么明显，然而该重复却在横过和沿着机器方向的方向上都呈现出来。

当簇绒的衬底转变成地毯拼块时由传统方式移动双针板簇绒产生的图案的重复性质被增大了。在此应用中，加工地毯拼块时衬底通常在沿着和横过机器方向的方向上被切割。由这种地毯拼块所形成的地板覆盖物显出一种“拉链”效果，这种“拉链”效果是由于在一个拼块的边缘绒头的排和列的各颜色的重复图案对准了相邻拼块相同的重复图案而产生的。这种对准加重了在相邻图案中的主要颜色的周期重复和对准，从而突出了拼块之间的接缝。这种效果有时在整个由这种地毯拼块形成的地板上被加强了，因为眼睛在一个较长的距离上综合了对准的重复图案。另外，不同于三上或五上工艺，采用两或四上工艺的地毯拼块常常使这种效果更加明显。

本发明的概述

本发明允许双针板以小于一个全针距移位以便产生更多的绒头彩色图案的可选择的形式，并打破重复的图案，这种重复的图案对前面限制在全针距移位的双针板来说是必然的。在绒头列中的重复图案可以被避免或减少，从而在地毯拼块中的拉链效果可以被减小或消除。

本发明的工艺可以采用一个传统的双针板簇绒机，在该机中增加一个装置以便在簇绒衬底的机器方向的横向上使针钩板移位或换位。针钩的移位可与针板的移位及衬底穿过机器的送进相配合，以便在任何需要的相对于前面的被簇绒的绒头的横向位置上允许绒头被簇绒进衬底中。

针钩的移位由任何数量的装置完成，例如，在本文中所揭示的是一个包括连接在传统簇绒机的针钩板上的从动件的机构。这些从动件跟踪一个旋转凸轮，该凸轮与簇绒机的驱动机构啮合并被该驱动机构驱动。当针板沿其簇绒图案行进时该机构引起针钩板与针板同步地作横向往复运动。该针钩板也可以利用传统的可编程的电子、气动或液压伺服装置进行换位，因此它可以任意次地连续左右移位，而不仅仅是以往复的形式移位。像传统的针板移位机构那样，换位的控制可以由传统的可编程装置来完成。

因此本发明的一个目的是用一种移位针钩板来簇绒衬底以便产生更多的彩色图案的可选择形式。

本发明的另一个目的是用一个移位针钩来簇绒底布以便排除或减少簇绒彩色图案的重复。

本发明的另一个目的是以一种方式簇绒地毯底布，这种方式排除或减少由这种底布做成的地毯拼块中的拉链效果。

参考本文的余下部分，本发明的其它目的、特点和优点都很明显。

附图的简述

图1A是一个由传统方式换位(一个全针距的往复运动形式)的双针板形成的一个被簇绒的绒头图案的示意图。其中前排针穿第一种颜色的纱头而后排针穿第二种颜色的纱头。

图1B是一个由如图1A穿纱的双针板形成的一个被簇绒的绒头图案的示意图，但根据本发明其中的双针板和针钩板都以往复运动的形式移位半个针距。

图1C是一个显示形成如图1B所示的图案的连续的针穿刺的示意图。

图2A是一个由双针板形成的被簇绒的绒头图案的示意图，该双针板按传统方式以一个全针距换位，依次向左然后向右经过一个区域，并且其中前排和后排的针以重复的次序穿上第一、第二和第三颜色的纱头。

图2B是一个由象图2A那样穿纱的一个双针板形成的被簇绒的绒头图案，但却采用根据本发明的一个移位双针板和一个移位针钩板以半个针距和一个半针距的顺序经过一个区域换位。

图3A是一个由按传统方式换位(一个全针距的往复运动)的双针板形成的被簇绒的绒头图案，其中前排针和后排针以重复的次序穿上四种颜色的纱头。

图3B是一个由象图3A那样穿纱的一个双针板形成的被簇绒的绒头图案，但却采用根据本发明的一个移位双针板和一个移位针钩板以半个针距和一个半针距的顺序横过一个区域换位。

图4A和4B是一个根据本发明的一个方面的一个传统簇绒机中的移动针钩的机构的一个实施例的示意图。

图5是一个根据本发明簇绒的衬底所形成的一个地毯拼块的示意图。

附图的详细描述

图1示意性地表示了一个被簇绒的绒头的两颜色图案，该图案是按传统方式采用一个移位的双针板(图1A)并还根据本发明采用一个移位的双针板和一个移位或换位的针钩板(图1B)所形成的。如图1(同样如图4B)所示，针110的后排112的每根针110被穿上(以传统的形式)一个第一颜色(或多种颜色)“A”的纱头114，这样后排112的所有针110都带有相同颜色的纱头。类似地，针110的前排116的每根针110被穿上(以传统的形式)一个第二颜色(或多种颜色)“B”的纱头118，这样前排116的所有针110都带有相同颜色的纱头。该穿纱的排列被称为“二上”排列。

在图1的顶部区域120显示针110可以横向移位的增量。这种增量可以是，但不必是，以十分之一英寸度量的，因此，在图1的顶部的区域120从位置“10”到位置“20”代表一英寸。图1显示了一种排列，其中在排112或116中的针110互相间隔五分之一英寸。也可以容易地采用别的间隔。为了本文的目的，在排112或116中的两针110之间的间隔被称为一个“针距”或“全针距”。这样，在图1所示的图案中五分之一英寸代表一个全针距。

沿图1的左缘的标号122显示每次穿刺底布或衬底111以形成一个双排112和116时后排112的最左边的针110(后排换位针124)的区域位置。后排和前排移位针124和126的依次的位置由图中的轨迹显示。如图1A所示，在一个传统的簇绒工艺中双针板以往复运动的形式左右移位或换位，随着簇绒工艺的继续，后排移位针124在第一次穿刺时处于区域位置10，在第二次穿刺时处于区域位置12，并在第三次穿刺时处于区域位置10。类似地，前排移位针126在区域位置11和13之间移位。最后所得到的图1A的二上传统移位的双排图案是在横过机器方向的方向或在与绒头132的排112和116平行的方向上交替颜色的排128的接连的重复。

如图1所示排112和116可以是“交织的”，第一行穿刺的前排116与后排112以及第二穿刺的前排116并列在一起，因此，每个后排112都与另一个后排相邻。本发明可以正好有效地应用于这样的排列中，其中一双排112和116以不交织的形式跟着另一双排112和116。

图11A显示了由传统的移位针板簇绒工艺施加的移位限制的效果。因为针110被限制以全针距移位，绒头132在整个衬底上形成交替的彩色行128，这就强调了图案的重复。在由这种衬底111制成的地毯拼块形成地板时，特别是如果这些拼接地板没有对直或不被适当地安装时，这种重复的在地板的外表上可显露出明显的效果。

如图4A和4B所示，由于针钩板134的构造在传统的双针板簇绒工艺中需要全针距的移位。第一组短的针钩135从针板134伸出来以便从后排112的针110中捕捉纱头，而第二组长的针钩135从针板134伸出来以便从前排116的针110中捕捉纱头。象后排112上的针110那样，该短针钩间隔一个全针距，长针钩也是如此。因为该双针板总是必须移位一个全针距，从而前面的针总是对准长针钩，后面的针总是对准短针钩。

本发明例如如图1B所示，减少了这些移位的限制。正如图中所示，针110的行112和116能够移位任何需要的全针距的一小部分并保持对准适当长度的针钩，因为针钩134也同样移位。图1B显示了一个图案，其中对于每一次针110接连的穿刺，针110和针钩板134都被以往复运动的方式，在区域位置10和11之间移位半个针距。最后所得的图案以纵横交错图样的颜色A和B为特点。将针110和针钩板134移位半个针距产生了一个图案，该图案再次以在机器方向130上的绒头132的列128为特点，但根据本发明的工艺不必如此限制。通过例如将针和针钩移位一个不是半个或全针距的距离而避免了接连的绒头132和128。

图1C一步一步地显示了针110的接连的穿刺，以便根据本发明形成图1B所示的簇绒图案，其中两种颜色借助于半针距的移位而纵横交错排列。

图2A和2B显示出分别为传统的和根据本发明的三上排列的簇绒。在后排和前排的针110从左起穿上一种第一颜色“A”(后排换位针124)，第二颜色“B”(前排换位针126)，和第三颜色“C”(后排的与后排换位针124相邻的针110)。这种颜色次序或序列自我重复，颜色“A”在与前排换位针126相邻的前排针110上，颜色B在下一根后排112的针110上，颜色C在下一根前排116的针110上。

图2A显示一个由一个传统地在区域120上移位的双针板所形成的图案。颜色A、B和C在每排112和116的长度上成对地重复。该三种颜色在行128上连续地重复直至移位方向改变，在该改变点颜色序列的次序改变以开始一个新的重复形式(在第七穿刺点从A-B-C到A-C-B)。

图2B显示一个由一个双针板形成的图案，该双针板以半针距和一个半针距的顺序在区域120上移位，以便破坏图2A的图案的重复性质。针钩板134可简单地以往复运动的形式移位，这样每个短针钩对准后排112的针，每个长针钩对准前排116的针；类似地，可使针钩板在区域120上跟踪双针板的运动。

图2A提出了潜在的“拉链”问题，当地毯拼块由在机器方向(和横着该方向的方向)切割底布形成时产生了该问题。主要颜色以固定频率出现在列128中以及排112和116中，因此当这些列或排形成地毯拼块的相邻边缘时，有时这些颜色以相同的间隔对准并重复或者“同相”。这个“拉链效果”不仅加重并突出了同相的主要颜色，还加重并突出了拼接块之间的接缝。这种效果在整个房间上可更加明显，因为眼睛在一个长距离上综合同步的颜色。

图2B显示了根据本发明将双针板和针钩板以非全针距移位是如何在列128中引入不连续的颜色序列从而减少两个类似或相同次序的的列形成相邻地毯拼块的边缘的可能性的。

图3A和3B显示一种四上的排列。后排换位针124穿颜色“A”的纱，前排换位针126穿颜色“B”的纱，下一个后排针110穿颜色“C”的纱，下一个前排针穿颜色“D”的纱，该颜色次序或序列在排112和116上自我重复。

图3A显示一个由一个传统往复运动的双针板形成的四上图案。第一组交替的列128以颜色A和C为特点，而第二组以颜色B和D为特点。这个图案与图1A所示的二上图案暗示了采用偶数上的传统移位的双针板的图案这种拉链效果、从而也是本发明减少这种效果的好处较大。

图3B显示一个由一个双针板形成的四上图案，该双针板以半个针距和一个半针距的顺序在区域120上移位以便破坏图3A所示的图案的重复性质。在此，四种颜色的每一种在每一列中出现，其次序更随意并难于预测。

图4A和4B显示一个根据本发明的针钩板的移位和换位机构。图4A是一个横截面图，它显示了一个传统簇绒机中布置在衬底111之上的双针板133。安装在针钩板134上的针钩135布置在衬底111之下。该针钩板134以摆动的形式往复运动引起针钩135与针110同步地与纱头113接合和脱离以形成绒头132。根据本发明，不仅双针板133可以横向(在进出图4A的纸的方向)移位，而且针钩板134从而针钩135也可以这样移位和换位。

图4B显示一个将针钩板134换位的机构。如图4B所示，针钩板134从传统的双针板簇绒机138的机架136中伸出。图4B所示的机器138可以是例如一个由乔治亚州的Tufting MachineCompany，Inc.of Dalton，提供的Cobble“UTPA Graphics”簇绒机。合适的机器还同样由Tuftco Corporation of Chattanooga，Tennessee和别的卖主提供。另外，一种传统的双针板簇绒机被揭示在1989年1月31日授给Watkins的题为“双针板毛圈绒头簇绒装置”(Double Needle Bar Loop Pile tufting Apparatus)的美国专利4,800,828中，该专利也包括在本文中引用。

针钩板134以滑动的形式安装在机架136上并且另外被传统地驱动使其与双针板133的动作同步地以往复的形式摆动，以便允许针钩135捕捉由针110携带的纱头113。一个安装在针钩板134上的轴台140与一个滑动框架142连接。该轴台142安装在一对导向器144(由安装在簇绒机的机架上的轴板146支撑)上以便在平行于针钩板134的长度方向上滑动。一对安装在框架142上的从动件148随着一个转动的凸轮150表面运动以便引起框架142从而也是针钩板134在横着机器方向130的方向上移位或换位。凸轮150由一个齿轮和链条传动装置152转动，该传动装置与簇绒机138的动力源相连，其连接方式是允许凸轮150从而也是针钩板134与双针板同步。

图4A和4B所示的机构引起针钩板往重复运动。其它类型的凸轮、以及其它类型的驱动装置也能用于这样一个机构中。例如，可以采用一个传统的电子、气动、或液压的驱动控制或伺服机构，如通常用于控制双针板的机构。可以以传统的形式采用可编程的装置来控制这种控制器或伺服机构，在传统的簇绒机中控制移位、换位和双针板的开动，以产生需要的绒头132的图案。例如，传统的在Intel 80286,386或486基础平台上在一个MS-DOS的环境中运行的计算机程序被用于这样的操作中。

图5显示由一个根据本发明簇绒的衬底或基础底布形成的地毯拼块154。簇绒的基础底布156以一个按传统的方式与第二层底布相连并根据需要切割以形成地毯拼块154。可采用塑性层、硬衬层和稳定层的各种组合以使得地毯拼块154尺寸稳定并以适当的硬度和地板靠紧特性为特点。由簇绒基础底布形成地毯拼块的工艺、以及由此形成的地毯拼块，在其它地方被揭示在以下的美国专利中，这些专利都包括在本文的参考文献中：1989年10月31是颁发给Endrenyi，Jr.et a1.名为“簇绒绒头织物”(TuftedPile Fabric)的4,877,669；1987年8月25日颁发给Slosberg，etal.名为“阻燃簇绒地毯拼块及其制备方法”(Flame RetardantTufted Carpet Tile and Methodof Preparing Same)的4,689,256；1985年6月11日颁发的Higgins，名为“带有嵌入粘着层的稳定材料的地毯拼块”(Carpet Tile with Stabilizing MaterialEmbedded In Adhesive Layer；)的4,522,857；1978年3月28日颁发给Queen等名为“带泡沫粘合剂的绒头合成织物”(PileComposite Fabric With Foamed Adhesive)的4,081,579；和1977年3月1日颁发给Anderson等名为“簇绒的表面地毯拼块”(Tufted Face CarpetTile)的4,010,302；

由簇绒的基础底布156形成的地毯拼块154以传统的形式被安装，该基础底布是根据本发明制造的。已发现这种拼块可以显著地减少或完全消除任何拉链效果，这种拉链效果出现于以绒头的列和排形成的重复的彩色图案，该重复彩色图案与相邻接块的彩色图案同步。