專利名稱：具有外部構(gòu)形的支持件的制作方法
相關(guān)申請本申請是申請?zhí)枮镃N95118415.6母案的分案申請。該母案的申請日為1995年9月16日；發(fā)明名稱為“成形具有外部構(gòu)形的支持件的方法和生產(chǎn)無紡織物的方法”。
背景技術(shù)：
無紡織物已公知多年。一種生產(chǎn)無紡織物的方法是用水流處理纖維毛層或纖維網(wǎng)，使纖維相互纏繞，使絮墊達到一定強度。以這種方式開發(fā)的處理絮墊許多方法，旨在復(fù)制機織織物的物理性能和外觀。
美國專利5,098,764和5,244,711號公開了多種襯件，用以在無紡織物的制造過程中支撐織物的纖維網(wǎng)。美國專利5,098,764中公開的各支持件具有預(yù)定外部構(gòu)形以及該外部構(gòu)形中的預(yù)定開口圖樣。在一個具體實施例中，該襯板元件是三維結(jié)構(gòu)，并且在沿該襯板元件的一個表面包含許多分布在一圖樣中的錐形構(gòu)造。這種特殊襯件還包括許多開口，它們分布在上述錐形構(gòu)造間稱為″凹部″的部位。
在這種方法中，初始的纖維網(wǎng)放在具有外部構(gòu)形的支撐件上。該支撐件連同其上的纖維從高壓流體(典型地為水)的噴咀下通過。噴射的水流使纖維按照支撐件的外部構(gòu)形以特定的圖樣互相交織和纏繞。
支持件中的外部構(gòu)件形狀和孔對最終所得到的無紡織物的構(gòu)造有很大影響。此外，支持件必須具有足夠的結(jié)構(gòu)完全性和強度，以在噴射液流在纖維的新排列過程中使纖維重新排列到并發(fā)生纏繞的同時對纖維絮墊形成支撐，從而形成穩(wěn)定的織物。支撐件在噴射流的力作用下必須不產(chǎn)生任何明顯的變形。同時，支持件必須具有消除較大強度旋流的結(jié)構(gòu)要素以防止″淹沒″纖維網(wǎng)，這種淹沒可能妨礙有效地纏繞。一般，支持件包含許多排水孔，這些排水孔必須具有足夠小的尺寸，以保持纖維網(wǎng)的完整性并防止纖維通過成形面漏失。此外，支持件應(yīng)當基本沒有毛刺，毛鉤之類的可能防礙從其上取下經(jīng)纏繞的織物的不規(guī)則物。同時，支持件必須使在其上進行處理的纖維絮墊的纖維在射流影響下不致被沖走。
盡管機械加工可用于制造這種外部構(gòu)形的支持件，但這樣的方法極昂貴，且經(jīng)常產(chǎn)生上述毛刺，毛鉤和不規(guī)則缺陷。因此需要一種方法制造具有外部構(gòu)形的支持件，該方法既經(jīng)濟又能減少其中毛刺、毛鉤和不規(guī)則物的數(shù)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)無紡織物用的具有外部構(gòu)形的支持件的成形方法，也涉及用本發(fā)明的方法成形的具有外部構(gòu)形的支持件，它可用來生產(chǎn)特里科(tricot)類或其它類似無紡織物。按照本發(fā)明的方法，激光束被射在需雕刻成具有一外部構(gòu)形圖案的工件上。該激光束聚焦成使光束的焦點低于工件的頂面。激光束不在工件頂面的點上聚焦，即在低于頂面的點上聚焦，這種不在表面的聚焦稱為″散焦″。然后用散焦激光束在工件上鉆出由許多錐形孔構(gòu)成的預(yù)定圖案，以這樣的方式形成圍繞工件上每一孔的一組凸凹狀外部構(gòu)造。這些孔具錐形或傾斜狀頂部，其傾斜角度使得孔的大直徑出現(xiàn)在成品支持件的頂面。該凸凹部的外部構(gòu)形排列是通過使用相鄰孔的中心線間的間距小于各孔頂部的大直徑而形成。這樣的間距導(dǎo)致相鄰孔的錐面在工件的起始厚度內(nèi)相交。
在一實施例中，采用光柵掃描激光鉆孔工藝來形成具有外部構(gòu)形的支持件。在這個實施例中，激光束沿整個工件表面作一系列光柵掃描運動。每一掃描過程中，激光以預(yù)定的足夠時間間隔和強度接通以鉆出每個孔的一個或多個不連續(xù)的部分。在這一方法中，每個孔整個完成鉆削需要經(jīng)過多次掃描。在一個實施例中，由許多凸凹部和孔構(gòu)成的圖案構(gòu)形成可以生產(chǎn)一種具有特里科針織織物外觀的無紡織物。


圖1是一種典型的本發(fā)明的具有外部構(gòu)形的支持件透視圖；圖2沿圖1中2-2線的剖視圖；圖3是需在工件上鉆出規(guī)定孔樣以成形出圖1所示具有外部構(gòu)形的支持件的一小塊激光指令圖樣；圖4是用以成形本發(fā)明的具有外部構(gòu)形的支持件的裝置的示意圖；圖5示出圖3所示圖樣的最小矩形重復(fù)單元，長25個象素，寬15個象素；圖6為一方塊圖，示出用本發(fā)明的支持件生產(chǎn)無紡織物的各加工步驟；圖7為用本發(fā)明的支持件生產(chǎn)無紡織物的一種類型的裝置示意剖視圖；圖8為用本發(fā)明的支持件生產(chǎn)無紡織物的另一種類型的裝置的示意圖；圖9為用本發(fā)明的支持件生產(chǎn)無紡織物的一種優(yōu)選型裝置的示意圖；圖10為用圖1所示具有外部構(gòu)的支持件成形出的特里科型無紡織物，從其上表面觀察的顯微照片，放大約20倍；圖11為圖9所示特里科型無紡織物從其底表面觀察的顯微照片；圖12為類似圖3所示那樣的一小塊另一組激光指令圖樣；圖13為由掃描電子顯微鏡獲得的本發(fā)明的支持件的數(shù)字化影像；圖14為圖13所示支持件的另一數(shù)字化影像。
具體實施例方式
參見各附圖，本發(fā)明的具有外部構(gòu)形的支持件表示在圖1所示透視圖中。
該支持件2包括一具有一上表面3和底面4的本體1。設(shè)置在橫跨頂面3的預(yù)定圖案中的是一系列被凹部6分割的凸峰部5。許多延伸穿過該支持件厚度的排水孔7以一定圖案設(shè)置在件2中。在這個實施例中，每一個排水孔7都被由6個凸部和6個凹部組成的凹凸組環(huán)繞。
排水孔7包括一上部7a和一下部7b。如圖1所示，孔7的上部7a包括一個壁10，其形狀大體為″鐘口形″或″喇叭形″。上部7a呈錐形，在鄰近支持件2的頂面具有較大的橫截面積，而在所述上部的底部與下部7b的頂部的交點10a處具有較小的橫截面積。在所討論的具體實施例中，下部7b具有略帶錐形的圓筒形狀?？?下部7b支點10a處的橫截面積大于支持件底面4處的橫截面積。圖2示出孔7的橫截面。直線9畫為與頂面3下面的壁10上的孔徑上的各點相切。直線9間形成的角度11必須相對支持件2的厚度12加以控制，以產(chǎn)生預(yù)期結(jié)果。例如，如果該角度太大，則該孔會太小，因而形成不充分的排水。如果該角度太小，則所形成的凸凹會非常少或根本沒有。
重復(fù)圖案中的相鄰孔(見圖1)的中心距具有類似的重要性。凸部5的凹部6是由略帶錐度的錐形孔7相交形成的。如果孔中心的間距大于頂面3處的孔7的大直徑，則不會產(chǎn)生這種相交，所形成的構(gòu)件會是遍布許多錐形孔的光滑平坦的頂面。參見圖13，孔A′的大直徑在凸部501和504部延伸，并以雙箭頭521標記。類似地，孔B′的大直徑在凸部503和512間延伸，并用雙箭頭522標記。一給定孔的大直徑為在支持件頂面處測得的形成該孔上部的任意一對凸部間的最大的那一個凸部與凸部的間距。當相鄰孔的中心距小于沿中心與中心的連線測得的孔徑時，各錐面相交形成凹部。
參見附圖3，各孔7是以成組排列的六邊形表示的，但本發(fā)明并不限于六邊形，其它形狀，例如圓形，方形，八角形或其它不規(guī)則形(見圖12)，或它們的組合皆可采用，這取決于所要求的外部構(gòu)造形狀。
沿平行于圖3中方向箭頭A走向的列13和14，每列包括許多六邊形150。這些六邊形為7個象素寬，11個象素長，并且在每一列中隔開8個象素。由眾多六邊形組成的列13與由六邊形組成的列14間隔開，但彼此相鄰。具體地說，如圖3所示，列13中的每一六邊形的下尖端與直線17相切，該直線17又與列14中的每一六邊形的上尖端相切。列15和16重復(fù)列13和14的圖形和間距。列15和16間的間距基本與上述列13和14間的間距相等。然而列15又與列14間隔開。如圖3所示，列14中各六邊形的最下端與直線18相切，同時列15中各六邊形的最上端與直線19相切。直線18和19彼此隔開間距d，在圖3所示圖形中，該間距為3個象素。上述各列13，14，15和16中的圖形重復(fù)遍及圖3所示一小塊圖。應(yīng)當理解，在給定的列內(nèi)或相鄰列間的各六邊形間距可以是不均勻的。
圖3所示一小塊圖中兩相鄰六邊形的兩個平行的相鄰壁20間的距離必須足以提供支持件的強度，以承受流體力和允許正常操作。
參見圖1，每一孔7被6個相鄰孔7包圍。如果所有這些孔7都具有足夠大的錐度，使其直徑大于它們相應(yīng)的中心距，則每一孔7將具有6個與其相鄰孔的相交部分，這些相交部分將形成6個凹部6。
按照其深度，這些凹部6可以與頂面3相交，導(dǎo)致其被各小塊平臺隔開，或者相互相交并形成凸部5。
圖4示出用于生產(chǎn)具有外部構(gòu)形的支持件的本發(fā)明的裝置。支持件的原始材料可以是任何所需形狀或成分。該具有外部構(gòu)形的支持件最好包括有乙縮醛；丙烯酸也具有滿意的性能。此外，該原始材料的優(yōu)選形狀為薄壁圓筒，最好是釋放了殘余內(nèi)應(yīng)力的無縫管。如下面將敘述的，圓筒形狀適應(yīng)用于優(yōu)選的生產(chǎn)無紡織物的裝置。
迄今制成的用于成形支持件的管材為直徑0.6096至1.8288米(2至6英尺)，長度范圍為0.6096至4.8768米(2至16英尺)。公稱壁厚為0.635厘米(1/4英寸)。這些尺寸是設(shè)計選擇的因素。
原始管形工件毛坯裝在一適當?shù)妮佪S或與其成圓筒狀配合的滾筒21上，并允許繞共軸承22的縱軸線轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動裝置23使?jié)L筒21以可控的速率轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動脈沖發(fā)生器24連接在滾筒21上，并監(jiān)視其轉(zhuǎn)動，這樣，任何時候都可知道其準確的徑向位置。
平行并安裝在滾筒21擺動范圍外面的是一個或多個導(dǎo)軌25，它允許支架26移過滾筒21的全長，同時與管2的頂面3保持恒定間隙。支架的驅(qū)動裝置33使支架沿導(dǎo)軌25運動，同時支架脈沖發(fā)生器34記錄支架相對支持件2的橫向位置。聚焦架27裝在該支架上。該聚焦架27裝在聚焦導(dǎo)軌28中，允許其沿垂直于支架26的運動方向運動，從而形成一使透鏡29相對頂面3聚焦的裝置。設(shè)置了聚焦驅(qū)動器32，以使聚焦架27定位，并使透鏡29聚焦。
固定在聚焦架27上的是固定在投射筒30中的透鏡29。投射筒30具有將壓力氣體引入其內(nèi)以冷卻和保持透鏡29清潔度的裝置31。
支架26上還裝有將激光束36投射到透鏡29上的終級光束折射鏡35。激光器37位于最遠處，通過光束折射鏡38將光束投射到終級光束折射鏡35上。盡管有可能將激光器37直接裝在支架26上，從而省去各光束折射鏡，但受空間限制和實用的連接到該激光器的連接方案，使上述遠離安裝更為可取。當激光器37開動后，所發(fā)射的光束36首先被光束折射鏡38反射，然后被終級光束折射鏡35反射，投射到透鏡29上。激光束36的路徑形狀為如果移去透鏡29，光束可以通過滾筒21的縱向中心線。
由于透鏡29所處的位置，激光束被向下聚焦，但靠近頂面3。聚焦在頂部表面以下的光束稱之為相對管的表面″散焦″的激光束。
盡管本發(fā)明可采用各種激光器，但可優(yōu)選的是快流CO2激光器，它能產(chǎn)生額定功率達2500瓦特的激光束。本工藝決不依賴這樣的高能量激光器，因為用額定功率為50瓦特的慢流CO2激光器已足以在支持面上鉆孔。
激光束36通過聚焦透鏡29后，能量被集中在光束中心附近。光線通過一單點后不會彎曲，而不小直徑光斑。具有最小直徑的點稱為聚焦或聚焦點。它發(fā)生在離開透鏡的稱為焦距的距離處。在大于或小于該焦距的長度上測得的光斑尺寸皆大于該最小值。
聚焦位置的敏感性與焦距成反比。最小光斑尺寸與焦距成正比。因此短焦距透鏡可獲得較小光斑尺寸，但必須更精確定位，并受表面散射的劇烈影響。長焦距透鏡對目標定位不那么苛求，但僅能獲得較大光斑尺寸。因此除能量分布對所鉆孔錐形頂部產(chǎn)生影響外，表面下的光束散焦也對該錐形的角度和長度產(chǎn)生影響，因此也對凸部和凹部的形狀和尺寸產(chǎn)生影響。
為制造支持件，必須執(zhí)行一初始聚焦步驟。一旦管形工件毛坯2定位在滾筒21上后，激光器短暫脈沖，滾筒在脈沖之間略為轉(zhuǎn)動，以加工出一系列小坑。然后聚焦架27相對滾筒中心線運動，以改變焦點位置，從而加工出另外一系列凹坑。典型地是鉆成20列，每列20個凹坑。各凹坑用顯微鏡檢驗，最小凹坑的圓柱部應(yīng)相同。這便建立起管形工件毛坯面3的基準直徑，激光束按該直徑聚焦。
選擇所要求的圖案，例如圖3所示那樣的圖案。檢驗該圖案，以確定復(fù)蓋工件圓周和完成整個表面不出現(xiàn)接縫所需的重復(fù)次數(shù)。類似地，每次重復(fù)都沿管形工件的縱軸線作進給運動，并建立重復(fù)的總次數(shù)。這些數(shù)據(jù)均輸入操作該激光鉆孔機用的計算機控制器。
操作時，滾筒連同裝在其上的管形工件在透鏡前方轉(zhuǎn)動。支架被驅(qū)動，使第一個孔的位置與透鏡29的焦點一致。聚焦架向內(nèi)驅(qū)動，使焦點定位在所鉆材料內(nèi)部。然后激光器以一定脈沖功率等級和寬度組合脈沖。如圖2所示，頂表面3處的孔徑顯著大于底表面4處的孔徑。為實現(xiàn)所需外部構(gòu)形，需測量和控制兩個數(shù)。首先，透鏡聚焦在工件內(nèi)部的深度會增大錐角11；其次，提高功率等級或脈沖寬度會增大深度和直徑。一旦獲得具有適當直徑和錐度的孔，轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置和支架驅(qū)動裝置可進行分度，使支持件重新定位，這樣下一個準備加工的孔位與焦點對正。然后，重復(fù)進行這一工藝過程，直至鉆成整個圖案。這種工藝稱為″沖擊″鉆孔。
如果激光器選為具有足夠功率，滾筒和支架不需要在激光器脈沖持續(xù)期處于停止狀態(tài)。該脈沖可以具有如此之短的持續(xù)期，以致鉆孔過程中工件的任何運動都是不連貫的。這在筒業(yè)上稱為″飛行閃光″(fire-on-the-fly)鉆削。
如果激光器能夠足夠快地恢復(fù)，工件便可以恒速轉(zhuǎn)動，而激光器可以脈沖一次加工一個孔。在例如圖3所示的圖案中，激光器按正規(guī)方式脈沖，以加工出一完整的孔列，然后支架分度至下一孔列位置，并對下一系列孔發(fā)出脈沖光束。
由于材料的類型和孔樣的密度原因，可能出現(xiàn)的一個問題是，可能在成形面的一個小區(qū)域內(nèi)引入大量的熱?？赡軐?dǎo)致全部變形和喪失圖案形狀。某些情況下，會出現(xiàn)零件主要尺寸變化，表面既不是圓柱面，又沒有正確的尺寸。極端情況下，管件可能破裂。
本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例可克服這一問題。它采用一種稱為散焦光柵掃描鉆削工藝。
在這一方案中，圖形減小為圖5所示的最小矩形重復(fù)單元41。該重復(fù)單元包括制造圖3所示圖案所需的全部信息。當象拼磚那樣使用，頭對頭、邊對邊地放在一起時，便獲得更大的圖案。
這一重復(fù)單元被進一步分成由眾多更小矩形單元或″象素″42組成的格柵。盡管典型地為正方形，但為了某些目的，采用不相等比例的象素會更方便。
每一列象素表示通過激光聚焦位置的工件的一條路徑，這一象素列按需要被重復(fù)許多次，以完成繞支持件2的一圈構(gòu)形。激光要加工孔的象素為黑色，而激光關(guān)閉的象素為白色。
為在圖5所示第一列象素的頂部開始鉆削，盡管滾筒以恒速轉(zhuǎn)動，激光器仍然接通，并保持加工11個象素所需的恒功率等級，然后關(guān)閉激光器。這些象素由圖4中的旋轉(zhuǎn)脈沖發(fā)生器24計數(shù)。緊接的14個象素，激光器保持關(guān)閉。在第一周內(nèi)重復(fù)這一激光器斷/通程序，然后滾筒返回到起始位置，支架驅(qū)動裝置33重新定位支架的一個圖素單元，而計算機準備處理象素列43a。
在加工列號43a的過程中，激光器具有較短的″接通時間″(9單元)和較長的″斷開時間″(16單元)。通斷的時間總數(shù)為一定值，這取決于圖形的高度。
這一過程反復(fù)進行，直至所有象素列都在每一整周內(nèi)被使用為止，在圖5的情況下，滾筒有15次旋轉(zhuǎn)。在這一時刻，加工過程回到象素列43中的指令。
應(yīng)注意的是，在這個方案中，每次走刀加工出的是材料中的許多窄切口，而不是大孔。
但由于這些切口是精確地并排排列成行并略有重疊，累計的作用仍為一孔。在圖5所示的圖案中，每個六邊形孔44實際需要由一完全的回轉(zhuǎn)隔開的7次走刀，使能量繞管材散開，從而減小了局部過熱。
在這種鉆削操作過程中，如果透鏡聚焦在材料的頂表面，結(jié)果便會加工出具有適當?shù)钠叫斜诘牧呅慰?。然而，這種光柵掃描鉆削與經(jīng)散焦的透鏡方案相組合便加工出圖1所示的成形面。
按照本發(fā)明，孔7相當小，而且數(shù)量大。典型的圖案其孔數(shù)范圍為每6.4516平方厘米(每平方英寸)從800個至1400個。
采用本發(fā)明的支持件生產(chǎn)無紡織物的工藝已在美國專利5,098,764和5,244,711號中描述，該兩項專利應(yīng)包括在本說明書中作參考。
圖6為一方塊圖，示出生產(chǎn)本發(fā)明的新型無紡織物的各個工藝步驟。該工藝的第一步是將一纖維絮墊定位在一具有外部構(gòu)形的支持件上(框1)。該纖維絮墊置于該支持件(框2)上時是經(jīng)預(yù)浸漬或預(yù)加濕的，以保證其在處理時可以保持在支持件上。支持件連同其上的纖維絮墊一起通過高壓流體噴咀下方(框3)。優(yōu)選的流體為水。最好采用真空從支持件上送走用過的水(框4)。纖維絮墊進行脫水(框5)。經(jīng)過脫水的成形織物被從支持件上取下(框6)。成形織物通過一系列干燥鼓以干燥織物(框7)?？椢锛庸ね戤吇虬匆笞骱罄m(xù)處理(框8)。圖7為執(zhí)行本發(fā)明的加工和生產(chǎn)織物的一種裝置的示意圖。在該裝置中，一條帶小孔的運輸皮帶70不斷繞兩個隔開的輥71和72運動。該皮帶被驅(qū)動，使其可往復(fù)運動或沿順時針或反時針方向運動。在皮帶上部區(qū)域73的一個部位，設(shè)有一置于皮帶上方的一個適當?shù)乃畤娚浼鞴?4。該集流器具有許多細小直徑的孔，其直徑為約17.78/1000厘米(7/1000英寸)，每2.54厘米(每英寸)約30個孔。壓力水被驅(qū)動穿過這些孔。皮帶從頂部放置一具有外部構(gòu)形的支持件75，該支持件上可放有需成形的纖維絮墊76。緊靠該水集流管下方，但又在皮帶的上部區(qū)域之下，設(shè)有一抽吸集流管77，以便去除水，防止淹沒纖維絮墊。由集流管流出的水沖擊在纖維絮墊上，穿過具有外部構(gòu)形的支持件，然后被抽吸集流管抽走。適當?shù)淖鞣ㄊ?，具有外部?gòu)形的支持件連同其上的纖維絮墊可按要求在上述集流管下通過許多次，以生產(chǎn)出本發(fā)明的織物。
圖8示出一種連續(xù)生產(chǎn)本發(fā)明的織物的裝置。該裝置的示意圖包括一多孔運輸皮帶80，它實際起本發(fā)明的具有外部構(gòu)形的支持件的作用。正如現(xiàn)有技術(shù)公知的那樣，該皮帶沿反時針方向連續(xù)繞隔開的轉(zhuǎn)動輥連續(xù)運動。設(shè)在該皮帶上方的是流體供給集流管79，它與多行噴管或多個噴管組81相連。每一噴管組具有一列或多列直徑非常細小的孔，每2.54厘米(每英寸)具有30個孔或更多。該集流管上裝有壓力計88和調(diào)節(jié)每一行或每一組噴管內(nèi)流體壓力的調(diào)節(jié)閥87。在每行噴管或噴管組下方設(shè)置一抽吸件82，用以去除剩余的水，并防止該區(qū)域被淹沒。需成形為本發(fā)明的無紡織物的纖維絮墊供給至具有外部構(gòu)形的支持件的傳送皮帶上。通過一適當?shù)膰娋?4，向纖維絮墊噴灑水，以預(yù)濕絮墊，便于絮墊通過若干壓力集流管下方時對其進行控制。抽吸槽85位于該水噴咀下面以去除剩余水。纖維絮墊從流體供給集流管下面通過。集流管最好具有逐漸增大的壓力。例如，第一行孔或小孔可以供給的流體壓力為0.6895MPa(100磅/英寸2)，而下一行孔可以供給的流體壓力為2.068MPa(300磅/英寸2)，而最后一行孔可以供給的流體壓力為4.826MPa(700磅/英寸2)。盡管示出的是六行流體供給噴管，然而噴管行或列數(shù)并非嚴格，它取決于絮墊的重量，操作速度，采用的流體壓力，每行孔列數(shù)等。從流體供給集流管和抽吸集流管間通過后，成形的織物再通過一附加抽吸槽86，以從絮墊中去除殘留的水。
本發(fā)明的生產(chǎn)無紡織物的一種優(yōu)選裝置，示意地表示在圖9中。該裝置中具有外部構(gòu)形的支持件是一個可轉(zhuǎn)動的圓筒90。該圓筒沿反時針方向轉(zhuǎn)動。圓筒90可以是一連續(xù)的圓筒狀滾筒，也可由許多彎板91構(gòu)成，它們設(shè)置成形成該圓筒的外表面。兩種情況下，圓筒90的外表面或彎板91的外表面均包括所需的具有外部構(gòu)形的支持形狀。設(shè)置在圓筒的一部分周邊周圍的是一條集流管89，它與向放在若干彎板外表面上的纖維絮墊93噴哂水或其它流體的許多噴管帶92相連。每一管帶可包含一列或多列直徑非常細小的孔，孔徑為12.7/1000至25.4/1000厘米(5/1000至10/1000英寸)。如果需要，每2.54厘米(每英寸)可以有50個或60個孔，或更多。水或其它流體穿過這些孔列。從第一組開始，每一孔組的壓力不斷升高。纖維絮墊從第一組下方通向最后一組。用適當?shù)恼{(diào)節(jié)閥97調(diào)節(jié)流體壓力，并用壓力計98進行監(jiān)視。滾筒與用真空抽吸的貯槽94相連，以有助于去除水并防止該區(qū)域被淹沒。操作時，纖維絮墊93放在噴水聯(lián)箱89前方的具有外部構(gòu)形的支持件的上表面。纖維絮墊從各孔帶下方通過，成形為特里科型無紡織物。經(jīng)成形的織物然后通過裝置的段95，該段95沒有孔帶，但繼續(xù)保持真空。經(jīng)脫水的織物從滾筒上卸下，并繞過一系列干燥筒96，以干燥織物。
如上指出的，圖1的示的支持件可生產(chǎn)特里科型無紡織物。圖10為放大約20倍的特里科型無紡織物的復(fù)制顯微照片。該織物100由許多纖維構(gòu)成。從該顯微照片可看出這些纖維是互相交織和互相纏繞的，并形成織物中的由許多開孔110組成的圖案。許多這些開孔包括由許多纖維段形成的環(huán)120。每一個這樣的環(huán)由許多基本平行的纖維段構(gòu)成。從該顯微照片可看出，這些環(huán)呈U形，U字的封閉端向上指向織物的上表面。圖11為放大約20倍的圖10所示織物100的反面即底面的復(fù)印顯微照片?？椢镏械睦w維相互交織和相互纏繞，以形成織物中由許多開孔110組成的圖案。在一些這種開孔中，存在由基本平行的纖維段構(gòu)成的U形環(huán)120。從織物的底面觀察，U形環(huán)的開口端指向從這一顯微照片中看到的織物表面。
實施例1平均厚度6毫米的乙縮醛制成的支持件，采用下列參數(shù)制成焦點位置＝材料表面下2.5毫米透鏡型式＝正液面型透鏡焦距＝12.7厘米(5英寸)激光器功率＝1300瓦特滾筒上的管形件表面速度＝20.3米/分支架每轉(zhuǎn)進給＝0.05毫米象素尺寸＝0.05毫米圖12為編程入計算機控制器中的通/斷激光器功率圖案的并排象素圖。該圖案由標記為A1，B1，A2，B2等的許多重復(fù)的孔列對組成。每一A列中的孔具有第一不規(guī)則形狀，而每一B列中的孔具有第二不規(guī)則形狀。直徑0.9144米(3英尺)，長3.6576米(12英尺)，厚6毫米左右的管形工件用激光鉆孔，采用按圖12包含的指令操作的圖4所示裝置，制成圖13和圖14所示的支持件。激光鉆孔工藝需7天才能完成。
圖13示出的支持件包括第一孔列A(見圖13上部)，下一相鄰孔列B和孔列B下方的第二孔列A。第一孔列A包括孔A′。下一相鄰孔列B包括孔B′，孔B′與孔A′相鄰。凸部501，502，503，504，505和506包圍和限定孔A′的上部。凸部510，511，512，513，504和503包圍和限定孔B′的上部。可以看出，凸部504和503為筒孔A′和B′所共有。在凸部501和504間延伸的直線521(雙箭頭)構(gòu)成孔A′的上部大直徑，該大直徑在所示支持件中為2.159毫米(0.085英寸)。類似地，在503和512間延伸的直線522，構(gòu)成孔B′的上部大直徑，該大直徑在所示支持件中為1.905毫米(0.075英寸)。
與所討論的支持件中的孔A′相關(guān)的各凸部與凸部間的距離列于表I中，與孔B′相關(guān)的各凸部與凸部間的距離列于表II中。
表I(尺寸單位毫米[英寸])

表II(尺寸單位毫米[英寸])

圖14為與圖13所示相同的數(shù)字化影象，但標記和編號表明兩相鄰?fù)共块g的凹部底部間的距離，和連接兩個同一凸部的一條直線。例如，圖14中的直線530連接與孔A′相關(guān)的凸部503和504。與孔A′相關(guān)的凸部501-506間的凹部的深度由表III上部分表示。與孔B′相關(guān)的兩凹部，即凸部510和511間的凹部和凸部504和513間的凹部的深度由表III下部分表示。與孔B′相關(guān)的其余凸部間的各凹部，即凸部511和512間和凸部512和513間的凹部，結(jié)構(gòu)上分別與表III中凸部501和506間，501和502間的那些凹部類似。
表III

盡管本發(fā)明的幾個實施例和變型在本說明書中詳細作了說明，但很明顯，對該領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，按照本發(fā)明公開的內(nèi)容和教導(dǎo)，還可提出許多替換結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種用于生產(chǎn)無紡織物的具有外部構(gòu)形的支持件，包括本體，它具有一頂表面，其中包括由一系列凸部和凹部以及一系列孔組成的圖案，所述的每一個孔均具有一個被一組所述凸部和凹部包圍的錐形頂部。
2.如權(quán)利要求1所述的支持件，其中每一個孔被一組6個凸部和6個凹部所包圍。
3.如權(quán)利要求1所述的支持件，其中相鄰孔的中心線間的距離小于每一相鄰孔的錐形頂部的大直徑。
4.如權(quán)利要求1所述的支持件，其中所述由許多凸部和凹部以及許多孔組成的圖案構(gòu)形形成特里科型無紡織物。
全文摘要
生產(chǎn)無紡織物，特別是特里科類元紡織物的具有外部構(gòu)形的支持件及形成該外部構(gòu)形支持件的方法，該支持件包括具有一頂表面的本體，其頂面包括，由許多凸部和凹部以及許多孔構(gòu)成的圖案。每個孔具有被一組凸部和凹部環(huán)繞的錐形頂部。相鄰孔中心線間距小于孔的錐形頂部的大直徑。通過使激光束聚焦的焦點位于原始工件頂面以下成形該支持件，并用該激光束鉆出由許多錐形孔組成的預(yù)定圖案。該圖案在成形的支持件的頂面上形成環(huán)繞每個孔的一組凸部和凹部。
文檔編號D04H3/10GK1445043SQ0211999
公開日2003年10月1日 申請日期1995年9月16日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月16日
發(fā)明者W·A·詹姆斯, W·G·F·凱利 申請人:麥克尼爾-Ppc公司