CN110719975A - 具有自加捻圈绒的地毯及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了具有自加捻圈绒的地毯以及用于制作该地毯的方法，该地毯具有与具有改善的耐久性的割绒构造类似的外观和美观性。

Description

具有自加捻圈绒的地毯及其制作方法
相关申请的交叉引用
本专利申请要求于2017年6月7日提交的美国临时专利申请序列号62/516141的优先权的权益，该专利的公开内容全文以引用方式并入本文。
技术领域
本公开涉及具有单股纱自加捻圈绒的地毯以及用于制作该地毯的方法，该地毯具有与具有改善的耐久性的割绒构造类似的外观和美观性。
背景技术
大多数家用地毯是通过割绒构造或割绒和圈绒构造制成的。
为了制作标准簇绒地毯，将两根或更多根膨化连续长丝(BCF)纱加捻在一起，然后热定形以固定纱束中的捻。然后将加捻的且热定形的纱缝纫通过预构造的背衬以形成毛圈或簇。对于割绒地毯，在簇绒机上切割毛圈，从而为每个毛圈生成两个簇或绒。毛圈可被切割成不同的图案和样式，从而产生制作地毯的可能性，该地毯具有带有各种设计的割绒和圈绒。
割绒地毯具有柔软的手感以及独特的外观和美观性，但由于由步行造成的簇的解开而缺乏耐久性。虽然圈绒地毯更耐用，但它们具有粗糙的手感和与割绒地毯截然不同的外观。
因此，需要一种地毯，该地毯具有类似于割绒但不表现出簇的解开的手感、外观和美观性。
所公布的美国专利申请US 2003/0165656A1公开了包含地毯纤维和粘合剂纤维的地毯纤维纱，其中使纱经受烧毛以移除突出的纤维末端并加热以充分熔融粘合剂纤维。
美国专利5,478,624A公开了由选自聚酯尼龙6和尼龙66的基础纤维的共混物和1重量％-12重量％的具有在165℃至190℃范围内的熔点的热活化粘合剂纤维制成的合成纱。
然而，含有粘合剂纤维的地毯表现出非常粗糙的手感并且未在商业上获得成功。
已尝试在纱布线期间使用更高的捻度，并且在热定形期间使用更高的温度或使用不同的热定形方法来改善地毯耐久性。然而，这些改变不会阻止簇完全解开，因此仅示出耐久性的微不足道的改善。
美国专利6,782,686公开了一种使用在通过布线并形成多股纱的缆捻之后通过加捻而产生的扭矩来形成纹理化的圈绒小地毯或地毯的方法。
中国专利申请CN1262346公开了一种用于防止加捻纱起皱的装置。
一直需要更有效的方法来制造耐用的地毯。
发明内容
本公开的一个方面涉及地毯，该地毯具有与割绒地毯类似的手感、外观和美观性，但表现出与标准割绒地毯相比很大改善的耐久性和纹理保持性。本公开的地毯包含以比通常使用的更高的捻水平加捻的单股纱，该纱被缝纫通过预构造的织造或非织造织物背衬以形成毛圈或簇。由于单股纱中的活捻，圈绒得到自动加捻。
在一个非限制性实施方案中，单股纱在1转/英寸至15转/英寸(tpi)的范围内被加捻。在一个非限制性实施方案中，单股纱在3tpi至12tpi的范围内被加捻。在一个非限制性实施方案中，单股纱在5tpi至10tpi的范围内被加捻。
在一个非限制性实施方案中，在没有纱热定形步骤的情况下将单股纱直接簇绒成地毯。
本公开的另一个方面涉及一种用于簇绒加捻单股纱而不缠结的方法。具有高捻水平的单股纱具有形成缠结物的自然趋势，这可导致机器停止并在地毯中显示为缺陷。
在该方法的一个非限制性实施方案中，当纱从线轴架上的卷装件退绕时，经由围绕该卷装件的张力带控制纱张力。在一个非限制性实施方案中，张力带被设定成使得离开卷装件的纱张力在0.001克/旦尼尔至0.3克/旦尼尔的范围内。在一个非限制性实施方案中，张力带被设定成使得离开卷装件的纱张力在0.01克/旦尼尔至0.1克/旦尼尔的范围内。
在该方法的一个非限制性实施方案中，纱离开卷装时的纱张力通过使用围绕卷装件的套筒或袋来控制。在一个非限制性实施方案中，通过在从卷装件退绕之后立即使纱经受在0.001克/旦尼尔至0.3克/旦尼尔的范围内，更优选地在0.01克/旦尼尔至0.1克/旦尼尔的范围内的张力来移除缠结物。
在一个非限制性实施方案中，该方法还包括在整个簇绒过程中控制纱张力以防止缠结物的重新形成。
附图说明
图1A和图1B是本公开的实施方案的图示，其包括自加捻圈绒地毯样品(图1A)和来自该地毯的单个毛圈(图1B)。
图2A和图2B是标准割绒地毯样品(图2A)和来自该地毯的单个簇(图2B)的实施方案的图示。
图3是本公开中的设备的示意图，其包括围绕簇绒线轴架上的喂纱卷装件的张力带。
具体实施方式
在更详细地描述本公开之前，应当理解，本公开不限于所描述的具体实施方案，因为这些当然可以改变。还应当理解，本文所用的术语仅用于描述具体实施方案的目的，并非旨在进行限制，因为本公开的范围将仅由所附权利要求书来限制。
除非另有定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。尽管与本文所述的那些类似或等同的任何方法和材料也可用于实践或测试本公开，但现在描述优选的方法和材料。
本说明书中引用的所有出版物和专利均以引用方式并入本文，就如同每个单独的出版物或专利被具体地和单独地指示以引用方式并入本文一样，并且以引用方式并入本文以公开和描述与引用了这些出版物有关的方法和/或材料。对任何出版物的引用都是为了在提交日期之前公开，并且不应理解为承认本公开不具有借助于先前公开而先于此类公布的资格。此外，所提供的公布日期可能与可能需要独立确认的实际公布日期不同。
如在阅读本公开时对本领域的技术人员将显而易见的，在不脱离本公开的范围或实质的情况下，本文所述和所示的各个实施方案中的每一个均具有离散的部件和特征，该部件和特征可容易地与其他若干实施方案中的任一个的特征分离或组合。可以按所列举事件的顺序或按逻辑上可能的任何其他顺序来执行任何列举的方法。
除非另外指明，否则本公开的实施方案将采用本领域技术范围内的化学、织物、纺织等技术。此类技术在文献中有充分的解释。
在详细描述本公开的实施方案之前，应当理解，除非另外指明，否则本公开不限于特定材料、试剂、反应材料、制造方法等，因为这些当然可以改变。还应当理解，本文使用的术语仅用于描述特定实施方案的目的，而不旨在限制。在本公开中，还可以在逻辑上可能的情况下以不同的顺序执行步骤。
需注意，如在本说明书和所附权利要求书中所使用的，单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数形式，除非上下文明确地另外指出。因此，例如，对“支撑件”的提及包括多个支撑件。在本说明书和随后的权利要求书中，将参考若干术语，这些术语应被定义为具有以下含义，除非明显存在相反的意图。
本公开涉及地毯，该地毯具有与割绒地毯类似的手感、外观和美观性，但表现出与标准割绒地毯相比很大改善的耐久性和纹理保持性。本公开还涉及用于生产纱和地毯的方法。
用于制造软地板覆盖物(即簇绒小地毯和地毯)的合成纱经常由两股或更多股单独纱形成，并且这些单独纱自身由多种组分长丝形成。通常，将两股或更多股纱加捻或“束缚”在一起，以形成具有可用于构造软地板覆盖物的各种属性的合股的纱。参见例如美国专利6,782,686。标准的布线方法涉及围绕从“桶”馈送的第二股纱，物理地旋转从线轴架馈送的一股纱，这两股纱均处于小心地控制的张力下，然后以加捻的(堆积的或束缚的)纱的形式卷绕合并的纱。一旦产生加捻纱，就将其卷绕到管中并引导到热定形设备中以形成热定形加捻纱。
本公开的地毯包含以比通常使用的更高的捻水平加捻的单股纱。在一个非限制性实施方案中，单股纱的捻水平的范围为1转/英寸至15转/英寸(tpi)。在一个非限制性实施方案中，单股纱在3tpi至12tpi的范围内被加捻。在一个非限制性实施方案中，单股纱的捻水平的范围为5tpi至10tpi。
根据本公开的纱加捻是用单股纱进行的，并且没有布线或缆捻。
包含任何合成纱材料，任何天然纤维纱材料和/或它们的组合的纱可用于本公开的地毯中。非限制性示例包括包含聚酯、尼龙和/或烯烃的纱，诸如聚丙烯以及它们的任何组合。此外，可使用所有纤维横截面和旦尼尔/长丝的纱。能够被形成的纤维横截面的示例包括三角形(或“Δ”)、三叶形、圆形、四边形、五边形、八边形和不规则形状。在每种情况下，纤维可为实心的，或可具有沿长丝的长度延伸的一个或多个空隙。在一个非限制性实施方案中，可使用旦尼尔范围为100至10000的纱。在一个非限制性实施方案中，可使用旦尼尔范围为400至3000的纱。在一个非限制性实施方案中，可使用旦尼尔范围为600至2000的纱。
在本公开的一个非限制性实施方案中，可在没有纱热定形步骤的情况下将单股加捻纱直接簇绒成地毯。
在一个非限制性实施方案中，通过缝纫通过预构造的织造或非织造织物背衬以形成毛圈或簇来将单股加捻纱直接簇绒成地毯。由于活捻，圈绒变成自加捻。
本公开还提供了一种用于簇绒加捻单股纱的方法。加捻单股纱具有非常活跃的捻和强烈的缠结趋势。在本公开中，提供了一种用于簇绒加捻单股纱而不缠结的方法。
在该方法的一个非限制性实施方案中，当纱从线轴架上的卷装件退绕时，经由张紧装置诸如如图中3所示的围绕卷装件的张力带来控制纱张力。在该非限制性实施方案中，张力带包括弹性的或自回缩的帘线，其可围绕纱卷装件包裹以保持一定的最小张力并且防止纱退绕时在纱中缠结。在一个非限制性实施方案中，张力带围绕纱卷装件包裹至少一次，优选地在前端上。在一个非限制性实施方案中，通过将张力带附接到线轴架而将张力带保持在适当的位置。在一个非限制性实施方案中，张力带被设定成使得离开卷装件的纱张力在0.001克/旦尼尔至0.3克/旦尼尔的范围内。在一个非限制性实施方案中，张力带被设定成使得离开卷装件的纱张力在0.01克/旦尼尔至0.1克/旦尼尔的范围内。
在一个非限制性实施方案中，当纱离开卷装件时的纱张力通过使用围绕该卷装件的套筒或袋来控制。
在一个非限制性实施方案中，通过在从卷装件退绕之后立即使纱经受在0.001克/旦尼尔至0.3克/旦尼尔的范围内，更优选地在0.01克/旦尼尔至0.1克/旦尼尔的范围内的张力来移除缠结物。可通过使用可商购获得的滞后或其它类型的张紧器来实现期望的纱张力。
在一个非限制性实施方案中，该方法还包括在整个簇绒过程中保持纱张力以避免缠结物的重新形成。
图1A和图1B是本公开的实施方案的图示，其包括自加捻圈绒(图1A)和单个簇(图1B)地毯。如图1B中所示，自加捻圈绒15中的毛圈20由于在单股纱25中的捻的活跃性质而在簇绒期间自动形成。以这种方式形成的自加捻圈绒具有与割绒类似的手感、外观和美观性，而不具有如图2B中所示的单个割绒解开的缺点。如图1A中所示，与图2A中所示的割绒地毯相比，本公开的地毯10具有优异的耐久性和纹理保持性。
提出以下实施例和测试方法，以便为本领域的普通技术人员提供如何执行方法和使用本文所公开和受权利要求书保护的组合物和化合物的完整公开和描述。已做出努力以确保在数量(例如，量，温度等)方面的准确性，但应该考虑一些错误和偏差。除非另外指明，否则份数为重量份，温度以℃为单位，并且压力以大气压为单位。标准温度和压力被定义为25℃和1个大气压。
测试方法
耐久性和纹理保持性：基于在Vetterman转筒纹理保持性测试(ASTM D5417-93)中所述的程序来评估地毯耐久性。5K等级是指使样品经受根据ASTM D5417-93的5,000次循环测试。
实施例
以下实施例展示了本公开及其使用能力。在不脱离本公开的范围和实质的情况下，本公开能够具有其他和不同的实施方案，并且其若干细节能够在各种明显的方面进行修改。因此，实施例被认为本质上是例示性而非限制性的。
实施例1：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)地毯
将具有标称1170旦尼尔，130根长丝和三叶形横截面的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)BCF纱转变成标准割绒地毯(本文中称为“PET对照地毯”)和本公开的地毯(本文中称为“PET地毯”)。通过将两股纱以5.75转/英寸(tpi)加捻在一起，在290°F下将加捻纱在Superba中热定形，然后簇绒成1/8th规格，45Oz/sq.yd.地毯，其中绒高度为0.625”，来制作PET对照地毯。通过将单股纱以8.9tpi加捻，然后将其簇绒成1/16th规格，45Oz/sq.yd.地毯，其中绒高度为0.625”，来制作本公开的PET地毯。围绕具有螺旋槽(其具有1/2”的节距，1/4”的深度和5/16”的宽度)的2”英寸张力棒包裹加捻单股纱(2.5圈)，从而提供足够的张力以从纱移除缠结物。使用上述标准测试方法测试地毯的耐久性。在表1中示出耐久性结果。与标准割绒地毯相比，本公开的PET地毯具有纹理保持性等级的0.9个单位的改善。本公开的PET地毯的手感、美观性和外观与标准割绒地毯的那些类似。
实施例2：尼龙66地毯
将具有标称997旦尼尔，115根长丝和三叶形横截面的尼龙66BCF纱转变成标准割绒地毯(本文中称为“尼龙66对照地毯-1”)和本公开的地毯(本文中称为“尼龙66地毯-1”)。通过将两股纱以5.75tpi加捻在一起，在265°F下将加捻纱在Superba中热定形，然后簇绒成1/8th规格，45Oz/sq.yd.地毯，其中绒高度为0.625”，来制作尼龙66对照地毯-1。通过将单股纱以8.9tpi加捻，然后将其簇绒成1/16th规格，45Oz/sq.yd.地毯，其中绒高度为0.625”，来制作本公开的尼龙66地毯-1。围绕具有螺旋槽(其具有1/2”的节距，1/4”的深度和5/16”的宽度)的2”英寸张力棒包裹加捻单股纱(2.5圈)，从而提供足够的张力以从纱移除缠结物。使用上述标准测试方法测试地毯的耐久性。在表1中示出耐久性结果。与标准割绒地毯相比，本公开的尼龙66地毯-1具有纹理保持性等级的一个单位的改善。本公开的尼龙66地毯-1的手感、美观性和外观与标准割绒地毯的那些类似。
实施例3：尼龙66地毯
将具有标称800旦尼尔，80根长丝和三叶形横截面的尼龙66BCF纱转变成标准割绒地毯(本文中称为“尼龙66对照地毯-2”)和本公开的地毯(本文中称为“尼龙66地毯-2”)。通过将两股纱以5.75tpi加捻在一起，在265°F下将加捻纱在Superba中热定形，然后簇绒成1/8th规格，45Oz/sq.yd.地毯，其中绒高度为0.625”，来制作尼龙66对照地毯-2。通过将单股纱以7.5tpi加捻，然后将其簇绒成1/16th规格，45Oz/sq.yd.地毯，其中绒高度为0.625”，来制作本公开的尼龙66地毯-2。将塑料袋围绕卷装件放置，在前部留下用于纱退出的开口。使用滞后型张紧器来提供足够的张力以从纱移除缠结物。使用上述标准测试方法测试地毯的耐久性。在表1中示出耐久性结果。与标准割绒地毯相比，本公开的尼龙66地毯-2具有纹理保持性等级的1.3个单位的改善。本公开的尼龙66地毯-2的手感、美观性和外观与标准割绒地毯的那些类似。
表1：地毯耐久性结果
实施例4：尼龙66地毯
将具有标称997旦尼尔，115根长丝和三叶形横截面的尼龙66BCF纱转变成标准割绒尼龙66“对照”地毯和本公开的尼龙66地毯。通过将两股纱以5.75tpi加捻在一起，在265°F下将加捻纱在Superba中热定形，然后簇绒成1/8th规格，38Oz/sq.yd.地毯，其中绒高度为0.65”，来制作尼龙66对照地毯。通过将单股纱以8.5tpi加捻，然后将其簇绒成5/64th规格，38Oz/sq.yd.地毯，其中绒高度为0.65”，来制作本公开的尼龙66地毯。将塑料袋围绕卷装件放置，在前部留下用于纱退出的开口。使用滞后型张紧器来提供足够的张力以从纱移除缠结物。在本公开的该实施方案中，如实施例2至3中所观察到的，对尼龙66地毯预期了类似程度的改善。
实施例5：尼龙66地毯
将具有标称996旦尼尔，226根长丝和三叶形横截面的尼龙66BCF纱转变成标准割绒尼龙66“对照”地毯和本公开的尼龙66地毯。通过将两股纱以5.75tpi加捻在一起，在265°F下将加捻纱在Superba中热定形，然后簇绒成1/8th规格，45Oz/sq.yd.地毯，其中绒高度为0.625”，来制作尼龙66对照地毯。通过将单股纱以7.5tpi加捻，然后将其簇绒成1/16th规格，45Oz/sq.yd.地毯，其中绒高度为0.625”，来制作本公开的尼龙66地毯。将塑料袋围绕卷装件放置，在前部留下用于纱退出的开口。使用滞后型张紧器来提供足够的张力以从纱移除缠结物。在本公开的该实施方案中，如实施例2至3中所观察到的，对尼龙66地毯预期了类似程度的改善。
实施例6：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)地毯
将具有标称1170旦尼尔，260根长丝和三叶形横截面的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)BCF纱转变成标准割绒PET“对照”地毯和本公开的PET地毯。通过将两股纱以5.75tpi加捻在一起，在290°F下将加捻纱在Superba中热定形，然后簇绒成1/8th规格，45Oz/sq.yd.地毯，其中绒高度为0.625”，来制作PET对照地毯。通过将单股纱以7.5tpi加捻，然后将其簇绒成1/16th规格，45Oz/sq.yd.地毯，其中绒高度为0.625”，来制作本公开的PET地毯。在本公开的该实施方案中，如实施例1中所观察到的，对PET地毯预期了类似程度的改善。
应当指出的是，比率、浓度、量和其他数值数据可在本文中以范围格式表示。应当理解，使用此类范围格式是为了方便和简洁，并且因此，应当以灵活的方式来解释，以不但包括明确列举为范围限制的数值，而且包括涵盖在该范围内的所有单个数值或子范围，就像明确列举每个数值和子范围一样。为了说明，“约0.1％至约5％”的浓度范围应解释为不但包括明确列举的约0.1重量％至约5重量％的浓度，而且包括各个浓度(例如，1％、2％、3％和4％)以及在指定范围内的子范围(例如，0.5％、1.1％、2.2％、3.3％和4.4％)。术语“约”可包括被修改的一个或多个数值的±1％、±2％、±3％、±4％、±5％、±8％或±10％。此外，短语“约‘x’至‘y’”包括“约‘x’至约‘y’”。虽然已经具体描述了本公开的例示性实施方案，但是应当理解，在不脱离本公开的实质和范围的情况下，本公开能够具有其他和不同的实施方案，并且各种其他修改将对于本领域的技术人员显而易见并可易于进行。因此，不旨在使本发明的权利要求书的范围限于本文列出的实施例和具体实施方式，而是将权利要求书解释为涵盖本公开中存在的可取得专利新颖性的所有特征，包括本公开所属领域的技术人员将视为其等同物的所有特征。

Claims (13)

1.一种地毯，所述地毯包含以比通常使用的更高的捻水平加捻的单股纱，所述单股纱被缝纫通过预构造的织造或非织造织物背衬以形成毛圈或簇。
2.根据权利要求1所述的地毯，其中所述单股纱在1转/英寸至15转/英寸(tpi)的范围内被加捻。
3.根据权利要求1所述的地毯，其中所述单股纱在3tpi至12tpi的范围内被加捻。
4.根据权利要求1所述的地毯，其中所述单股纱在5tpi至10tpi的范围内被加捻。
5.根据权利要求1所述的地毯，其中在没有纱热定形步骤的情况下，将所述单股纱直接簇绒成地毯。
6.根据权利要求1所述的地毯，其中所述单股纱包含任何合成纱材料、任何天然纤维纱材料、或它们的任何组合。
7.根据权利要求1所述的地毯，其中所述单股纱包含聚酯、尼龙和/或烯烃、以及它们的任何组合。
8.根据权利要求1所述的地毯，其中所述单股纱的旦尼尔的范围为100至10000。
9.一种用于簇绒加捻单股纱而不缠结的方法，所述方法包括在所述纱从线轴架上的纱卷装件退绕时，经由张紧装置控制纱张力。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述张紧装置被设定成使得离开所述卷装件的纱张力在0.001克/旦尼尔至0.3克/旦尼尔的范围内。
11.根据权利要求9或权利要求10所述的方法，其中所述张紧装置包括围绕所述纱卷装件的张力带。
12.一种用于簇绒加捻单股纱而不缠结的方法，所述方法包括在所述纱从卷装件退绕之后立即使所述纱经受在0.001克/旦尼尔至0.3克/旦尼尔的范围内的张力以移除缠结物。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括在整个簇绒过程中控制纱张力以避免缠结。
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