CN1816444A - 具有织物表面的复合体及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种多层复合体(10)，其适用作墙面和地面的铺盖材料从而提供一个牢固耐用的结构以及一个软柔的丝织或织物表面。该复合体包括一面层(12)，其连接到一粘性层(22)上从而使粘性层(22)渗到面层(12)中。该面层(12)有伸出的支腿(19，34)，其通过粘性层固定从而使粘性层和面层之间形成牢固的连接。还可提供一个背衬层(26)，其与粘性层(22)接触从而使粘性层嵌入到背衬层(26)中，同时从面层伸出的支腿(19，34)也可插到背衬层中。

Description

具有织物表面的复合体及其制造方法
技术领域
本发明涉及用作地面铺盖材料并具有织物表面的复合体。
背景技术
在选取地面铺盖材料时通常要考虑以下因素，这包括：外观特性，如地面铺盖材料的样子及手感；以及功能特性，如外观的保持性、抗变形的能力、抗湿性、清洗是否容易以及防尘性等。例如，使用频繁的场合如厨房易产生变形并受潮，因此这里的地面和墙面通常选用结实的表面铺盖材料如木头、金属、大理石、瓷砖、乙烯类材料或橡胶等。这些产品在繁重的使用后仍能保持良好的外观并易于清洗。这些材料还能防止变形和受潮，并且不利于细菌繁殖。然而，这些产品缺少织物的手感以及织物所具有的缓冲或吸声的特性。
在那些需要例如织物及柔和外观的场合中，需要使用绒面、针织、编织或纺织类的产品，这包括丝绒或鹅绒制品。这些产品具有柔和缓冲的脚感、柔软的织物手感以及一定的耐磨耐蚀性能。但是与刚性坚固的铺面材料相比，这些地面铺盖材料耐用性差，并且在繁重的使用后会失去其织纹，这是因为表面的圈绒在繁重的使用后会变硬或压坏，并易于集尘，其会给细菌的滋生形成空间，从而难于清洗消毒。
人们一直在努力试图制造出一种同时具有坚固表面材料所具有的性能和织物或丝织材料所具有的美观的产品。例如，美国专利文献US 3943018中就公开了一种同时具有纤维和坚固表面的混合结构。然而，这些混合结构仅仅是减轻了绒面、针织、编织或纺织表面的缺点，而不是消除其缺点。
其它人也试图提供一种平的或异型的，如带雕纹的，表面含有纤维的层状制品，其浸渍塑料基体。例如美国专利文献US4035215、US4098629以及US6063473中就公开了这种浸渍有塑料基体的纤维层体。这些地面铺盖材料的表面通常具有半纤维的手感，并且纤维之间的空间被密封从而防止细菌侵入以及灰尘的集聚。此外，这些地面铺盖材料比通常的直立型纤维结构能够更好地防止硬化。然而，这些地面铺盖材料比柔软的织物来说更多地是呈现出一种生硬皮革外观，同时制备尺寸稳定的高密度纤维材料的成本，以及进行浸渍和热固处理的成本也非常高。
美国专利文献US3860469中公开了一种制造廉价的、防尘抗菌的、耐蚀的具有织物纤维外观的表面铺盖材料的技术，其在毛绒表面布置一种平的或有织纹的皮子。由此形成的地面铺盖材料同时具有地毯以及乙烯或橡胶材料的特性，但缺乏地毯的织物特性和美感。
其它人则试图将一种平织织物组合到粘性子层上，该粘性子层则背衬有多个表面加强层。例如，WO99/19557的国际专利申请中就公开了一种用加强层衬垫的纺织面织物，同时美国专利文献US5965232中公开了一种连接到尺寸稳定层或缓冲层上的装饰性织物。这种织物经进一步的表面稳定处理。然而，除非该织物完全浸渍上粘性剂，这种具有一平织物表面的层状制品的会在边缘分层或磨损。然而，浸渍粘性剂会影响该层状制品的织物手感以及缓冲特性。
正是由于上述的问题，才需要一种表面铺盖材料，其将坚固的表面铺盖材料和织物型表面材料的特性集为一身。合适的表面铺盖材料至少具有下面的一些特性，表面稳定性、边缘耐磨性、热稳定性、结构稳定性、尺寸稳定性、防尘、抗菌、柔软的织物手感、缓冲性以及类似于绒面、针织、编织、纺织或非纺织的，丝绒或鹅绒制品的外观。
发明内容
本发明的复合材料利用一种纤维面层与一粘性层的组合从而形成一种多层的结构。为了提供所需的表面稳定性，纤维面层的表面纤维形成圈绒，同时圈绒插到粘性层中，并固定在粘性层中。该圈绒非常稠密并很浅。尽管面层中任一部分的纤维的或者是圈绒纤维的支腿可分散到粘性剂中，但大量的朝下纤维或者是几乎所有的朝下纤维均分散在与面层接触的粘性层中。本发明的特征在于，嵌在粘性剂中的短而密的纤维圈绒提高了其在重复载荷下的表面稳定性以及外观保持性。另一个特征是能够防止切边磨损。
为了能在提高表面稳定性的同时保持复合材料的美感，需要对粘性剂渗到面层中的量进行控制。粘性层不能渗到面层的顶部。因此，面层的顶部能保持织物的感觉。
可根据所需的美感以及成本与性能的平衡来选用各种类型的纤维面层。不论使用任何纤维面层的类型，这里所展示的所有实施例和结构均具有相对光亮密实的表面织纹，其还能经雕纹以形成三维的织纹产品。此外，还可提供一种三层的复合结构，其中可将背衬层连接或层压到粘性层上从而将粘性层布置在面层和背衬层之间。将粘性层渗到背衬层中能够进一步提高结构的刚度。
为了制备本发明的复合材料，需要提供一纤维面层，该纤维面层具有一个相对光滑的、具有高密度圈绒的顶面，圈绒的支腿向下延伸穿过面层直到面层的底面。将一粘性层与面层的底面直接接触并嵌到面层中，从而使粘性剂渗入到面层的部分厚度上。为了将粘性层嵌到面层中，可通过热压等方法来实现。对于一个三层的层状制品来说，可在粘性层嵌入到面层之前使背衬层与粘性层直接接触，从而使粘性层同时渗到背衬层中。粘性层可在层压之前预先结合到面层上或背衬层上。粘性层中还可含有非粘性加强剂或调合剂。背衬层中可含有粘性成分，如果该粘性剂的分量足以固定并包覆表面纤维圈绒朝下插入粘性剂的支腿，那么可以取消单独的粘性层。
附图说明
图1是本发明复合材料三层实施例的示意图；
图2是复合材料另一个三层实施例的示意图；
图3是复合材料另一个三层实施例的示意图；
图4是复合材料另一个三层实施例的示意图；
图5是非织织物层的示意图；
图6是针扎非织织物层的示意图；
图7是本发明针扎非织面层的实施例在层压前的示意图；
图8是本发明针扎非织面层的实施例在层压后的示意图；
图9是非织织物层与粘性层接触时的示意图；
图10是非织织物层针扎穿过粘性层时的示意图；
图11是非织织物层与粘性层和背衬层组合的示意图；
图12是非织织物层在层压前针扎穿过粘性层和背衬层组合的示意图；
图13是非织织物层在层压后针扎穿过粘性层和背衬层组合的示意图；
图14是一缝编层在积聚前的示意图；
图15是一缝编层在积聚后的示意图；
图16是积聚的缝编织物层与粘性层和背衬层组合在一起在层压前的示意图；
图17是积聚的缝编织物层与粘性层和背衬层组合在一起在层压后的示意图；
图18是具有粘性层的缝编织物层在积聚前的示意图；
图19是具有粘性层的缝编织物层在积聚后的示意图；
图20是定型连接的织物层在连接和积聚前的示意图；
图21是定型连接的织物层在连接后积聚后的示意图；
图22是积聚的定型连接织物层与粘性层和背衬层组合在一起在层压前的示意图；
图23是积聚的定型连接织物层与粘性层和背衬层组合在一起在层压后的示意图；
图24是具有粘性层的定型连接织物层在连接和积聚前的示意图；
图25是具有粘性层的定型连接织物层在连接后积聚前的示意图；
图26是具有粘性层的定型连接织物层在连接并积聚后的示意图；
图27是用于本发明的反毛织物的示意图；
图28是用于本发明的、其纤维端头切齐并自由竖起的反毛织物的示意图；
图29是用于本发明的纺织织物的示意图；
图30是用于本发明的、其纤维端头切齐并自由竖起的纺织织物的示意图；
图31是在切齐并竖起纤维过程中用来稳定纺织或针织面层的装置的一个实施例的示意图；
图32是在切齐并竖起纤维过程中用来稳定纺织或针织面层的装置的另一个实施例的示意图；以及
图33是其中含有粘性层的缝编织物层的示意图。
具体实施方式
首先参见图1-4，本发明具有织物表面的复合材料10包括一个面层12，面层12中含有多个纤维。适用于面层12的纤维包括，但不限于，纺织结构、非织结构、针织织物、缝编或者积聚结构。面层12包括顶侧或顶面16以及与顶面16相背的底侧或底面18，两者之间就是面层12的厚度20。当复合材料10铺装好之后，例如铺在地面基材上时，顶面16是复合材料10露在外面的一面。
复合材料10还包括粘性层22，其紧邻面层12布置，并与其底面18直接接触。作为优选，粘性层22是一个连续的或者是一个光滑的不间断表面。作为选择，粘性层22的厚度基本不变。粘性层22可含有热塑性或热固性粘性剂。适用于粘性层22的材料包括聚乙烯、聚丙烯、共聚多醚、共聚酰胺及其组合物。粘性层22的基重为3oz/yd2到14oz/yd2之间，优选则为4oz/yd2到10oz/yd2。
粘性层22渗到面层12的距离24处，该距离应足以将面层12和粘性层22固定起来。在一实施例中，距离24大约为面层12的厚度20的1/4到3/4。作为优选，粘性层22并不完全渗到面层12的顶面16处，以便使复合材料10保持柔软的织感。可通过改变面层12的结构、粘性层22的结构或者是粘性层22嵌入面层12的工艺条件来控制粘性层22渗入面层12的深度。在一实施例中，通过对粘性层22粘度的调整来将渗入的深度限制到面层12的3/4之内从而使面层12的至少上1/4没有粘性剂。面层中在粘性剂渗入高度之上的部分的平均高度60大约在0.5mm到2.0mm之间，基重大约在100克/m2到500克/m2的范围之内。
通常来讲，使粘性层22渗到面层12中能提高粘性层与面层12或其纤维接触的量或表面积。提高粘性层22与面层12的接触面积能够提高两层之间的连接强度以及所形成的双层制品的整体刚度和强度。该结构在整体上能使复合材料10的结构强度和刚度更高，同时织物柔软度更好。
尽管本发明的复合材料10可以仅包含两个层，即面层12和粘性层22，但还可在此基础上加上一层。在图1-4所示的三层结构中，复合材料10还包括一层与粘性层22直接接触的背衬层26。背衬层26在布置上应使粘性层22布置在背衬层26和面层12之间。为了获得更高的结构刚度，粘性层22优选同时渗到或延伸到背衬层26中。在此基础上还可加上一层气密层、杀菌层等。适用于这里的背衬层26包括任何一种与复合材料10相连的层、复合制品或层制品。复合材料10还可浮雕并连接和/或层压到任何一种背衬层上。
在本发明的双层或三层实施例中，这些层优选是从顶面16通过热压来固化或熔化粘性层22并控制粘性剂的渗入深度来将这些层连接起来。对于热固型粘性剂来说，粘性层22可涂到面层12的底面18或者是背衬层26的顶上，由此得到的结构在粘性层22的固化温度下热压固化，其中面层12中的纤维不与背衬层26接触。对于热塑性粘性剂来说，粘性层22优选预连接到面层12的底面18上或者是背衬层26的顶面上，然后在将所有这些层层压起来之前，在这里例如通过辐射热来预热或预熔。在一实施例中，粘性层22、面层12或者是背衬层26在加压之前，先对粘性层22进行预热。
根据三层复合材料10的厚度、强度以及柔性的不同，背衬层26可以选用各种材料。在一个实施例中，背衬层26是一种预针扎层，其由最高大约20丹尼尔每丝或每纤维并且重量至少为约10oz/yd2的高丹尼尔纤维制成。在另一实施例中，背衬层26是一种由回收地毯纤维制成的针扎毡。然而在另一实施例中，背衬层26是一种用过的地垫。
尽管面层12底面18中的纤维是与背衬层26分开的，但作为选择这些纤维也可完全穿过粘性层22并与背衬层26接触。此外，这些纤维还可完全穿过粘性层22并伸到背衬层26中，甚至完全穿过背衬层26。上述这些结构可通过粘性层22的组分控制以及如下所述三个层体层压的工艺来实现。此外，可用一些不同的操作，如针扎来将面层12的纤维交连到粘性层22和背衬层26中。
一般来讲，纤维面层12的底面18包括多个由此伸出的支腿19。支腿19固定到复合材料10的粘性层22中，并且在一些实施例中，其还伸到背衬层26中。支腿19包括面层12的结构，例如图1的针扎式纤维自由端或者是纺制/液压针扎的圈绒，图2的缝编或定型织物的波浪形积聚圈绒，图3的纺织织物的毛绒，以及图4的编织织物的切断并自由立起的纤维端。这里所用的术语“支腿”或者是“由圈绒形成的支腿”包括所有这些结构或其中的一部分，以及圈绒被切断以形成毛绒的剩余纤维部分。像加热层压以及针扎这样的操作是用来将支腿19固定到粘性层22中的。
在图5-8所示的本发明的一个实施例中，复合材料10针扎的非织面层12，其包含有多个纤维14。在一实施例中，非织面层12包含有一个短纤维网。合适的短纤维为每丝或每纤维约0.5丹尼尔到5丹尼尔，其长度大约在0.5英寸到3英寸之间，所形成的非织网的重量在3oz/yd2到14oz/yd2之间。
尽管纤维14最初是如图5所示布置在面层12的一个平面内，但有一部分纤维14会如图6所示经针扎或液压针扎(卷纺)朝向底面18。在用机械针扎时，针眼密度至少为每英寸500眼以上(ppi)，优选为1000ppi。纤维14网从顶面16以单位面积很大的针眼数被针扎。通常来讲，针扎密度大约在250针/英寸2到2000英寸2。在一实施例中，网14的针扎密度至少为250针/英寸2。作为选择，针扎密度也可至少为500针/英寸2，针扎密度优选为至少1000针/英寸2。
还可用液压针扎(卷纺)来形成图5所示的产品。作为优选，针扎网由最长2英寸短纤维构成，短纤维最长2英寸，优选为小于1英寸，最为优选的是更短的纤维，包括纸纤维。还有，作为优选，针眼相对不密，如小于50眼/英寸。扎针主要或者是基本上由顶面进行，扎针的能量相对较高，例如至少为20HP·HR/lb。
在本实施例中，面层12被加密，并获得了一个相对光滑的上表面或顶面16，其包含有多个朝上的圈绒。每一个圈绒32都包含有朝下穿过面层12并终止于底面18的自由纤维端或支腿34，为了形成本实施例的三层结构，需使粘性层22与底面18和背衬层26直接接触从而使粘性层22如图7所示布置在面层12和背衬层26之间。在如图8所示激活粘性层22之后，粘性层22会部分渗到面层12和背衬层26中，从而形成三层的层状制品。针扎的纤维14固定在粘性层22中圈绒32的支腿34处。面层12的上层或面层没有粘性层22的粘性剂。
作为优选，在本实施例中，所选择的图5所示的非织面层12是经针扎或卷纺(液压针扎)而在底面18上形成多个如图6所示的自由纤维端34。之后将连续的粘性层22与底面18直接接触，如图7所示，粘性层22嵌到面层12的一定距离中从而将面层12固定在粘性层22中。为了将粘性层22嵌在面层12中，需加热粘性层22。此外，还要在面层12的顶面16上施加压力。这里有多种方法来对顶面16进行热压，如用一个或多个被加热的压板(图中未示出)来压顶面16。也可在将面层12布置在粘性层22上之后对粘性层22进行辐射预热。
参见图9和10，在面层12针扎之前，将面层12与粘性层22直接接触，即图9。然后，针扎面层12从而使自由纤维端34插入粘性层22，在某些时候甚至时穿过粘性层22。在图9和10的实施例中不适于卷纺或液压针扎。在本实施例中，粘性层22可构成一个低熔点的热塑性片或层，如聚乙烯、聚丙烯、低熔点的共聚乙醚或者是共聚酰胺。这种片或层可以是膜或者是织物如非织织物的形式，或者是低熔点纤维层的形式。在纤维针扎到粘性层22之后，加热激活粘性层22并如上所述加力层压到面层12上。
参见图11-13，除了在针扎前使粘性层22与面层12接触之外，还可在针扎前使背衬层26与粘性层22接触。在这个三层的实施例中，背衬层26与粘性层22直接接触从而使粘性层22布置在背衬层26和面层12之间(参见图11)。然后，针扎面层12使纤维端34完全穿过粘性层22并扎到背衬层26中(参见图12)。然后在加压或不加压的情况下加热激活粘性层22并制成复合材料10(参见图13)。在本实施例中，背衬层26优选是一种比面层12更沉更有弹性的结构，从而使背衬层26不会因密密麻麻的针扎而塌陷。
参见图14-17，图中所示为本发明复合材料10的另一个实施例，其中的面层12波浪形、积聚或圈绒的结构，其中有大量的纤维布置在一积聚层中从而形成多个向下的弯40以及多个向上的弯42，其中向下的弯40处于顶面16，其从顶面16向下延伸到底面18，其中向上的弯42处于底面18，其向上穿过面层12。
合适的积聚结构包括绉网、微折的网、非织织物、织物以及编织物。该结构还包括用可收缩纱线缝编的网、非织织物、织物以及编织物，其收缩形成圈绒的结构。合适的收缩纱线包括拉长的弹性纱线、部分取向的纱线以及扁平完全取向的纱线，其加热到纱线的熔点附近从而使纱线收缩。聚烯烃纱线适于在其熔点以下5-20℃收缩。面层12还可包括有多根与缝编基材接触的不收缩的第二纱线(图中未示出)。可将这些第二纱线缝在或置于纱线中。
如图15所示，面层12是一个缝编层，其包括一个弯曲的缝制基片44，该基片中包含有多根纤维以及一个基本平的可收缩线网46，该网缝在缝制基体上。为了形成相对光滑的表面，两个方向上的缝制频率(针距和CPI)均比较高，其大约在6针每英寸到30针每英寸之间，优选为10针每英寸到30针每英寸之间。此外，面层12，在圈绒或积聚前，具有的织物基重大约在25gm/m2到150gm/m2之间。在圈绒和积聚后，面层的织物基重大约在100gm/m2到600gm/m2之间，并且圈绒频率在12弯每英寸到60弯英寸之间。此外，面层12在圈绒后的厚度大约从0.5mm到2mm。
在图18-19所示的另一个实施例中，粘性层22可结合到面层12的缝编结构中。在该实施例中，粘性层22可以是一个收缩层，其有助于形成面层12的积聚结构。合适的粘性层包括：聚烯烃膜，其能在大约130℃-160℃时以约1.3到2.2的比例收缩，而不会熔化。对于该结构来说，其适合的积聚频率和织物重量与图14和15所示的实施例相同。适用于面层12的缝编结构在本申请发明人共同拥有的、并且是同日申请的名称为“Stitch-bonded and Gathered Composites and Methods for MakingSame”的专利申请中已经公开。
为了制出图14-17所示实施例的复合材料10，选择其中包含有多根纤维的缝编基片44，并根据所需的织物重量和积聚的密度用可收缩的线46缝编，参见图14。然后，可收缩的线46收缩从而形成积聚结构，参见图15。接着，将粘性层22与积聚的面层12的底面18接触并嵌到面层12中，从而形成一个双层的层状制品。粘性层22通过热压嵌到面层12中。尽管粘性层22优选为与面层12的底面18直接接触，但作为选择粘性层22也可与面层12的顶面16直接接触。如果需要制出的是三层的层状制品，那么需要在热压之前将一个背衬层26与粘性层22接触，从而使粘性层22同时渗到背衬层26中，参见图16和17。
在图33所示的另一个实施例中，不需要缝编基片44，可将粘性层22单独结合到面层12的缝编结构中。在本实施例中，粘性层22优选由粘性材料构成，该粘性材料可在缝编后激活，即，后激活，并在没有明显收缩的条件下。适用于本实施例粘性层22的粘性材料包括热塑膜。在一实施例中，该粘性层22为聚乙烯膜。可用一根或多个线47对粘性层22进行缝编。
在本实施例中，缝编线47形成复合体的纤维面层。线47在面层12的背面形成多个向下突出的部分49，其形成面层12的纤维底面18。在一实施例中，该背面基本上被向下突出的部分49完全覆盖。此外，线47在在面层12的前面形成多个向上突起的部分51，其与向下突出的部分49相反，并形成面层12的纤维顶面16。因此，粘性层22就布置在顶面16和底面18之间。此外，下突部分49和上突部分51包括有多个共用的腿53，其穿过粘性层22。47，包括下突部分49和上突部分51在缝编后通过后激活粘性层22固定在原处。适用于线47的材料应当在粘性层22的后激活期间或层压期间或面层12的浮雕期间基本没有收缩。因此，线47没有积聚。
在一实施例中，面层12可层压到背衬层26上，其包含未积聚的、缝编的粘性层22和线47。下面将要描述合适的、将面层12层压到背衬层26上的方法。在一实施例中，形成纤维底面18的下突部分49与背衬层26接触，并加热加压。只有加上足够的热量和压力才能使下突部分49嵌在背衬层26中。此外，背衬层26也能嵌在粘性层22中。
在一实施例中，第二或者是外纤维层59的深度或厚度由每一个上突部分51中的纱线量确定，这是因为粘性层22在后激活期间基本没有收缩。作为选择，可通过浮雕缝编、后激活面层12来使纤维顶面16具有更深的深度或织纹。合适的浮雕方法在共同拥有的并且同样没有授权的美国专利申请10/611470中已有描述，这里其以参考的形式全文并入这里。
浮雕可在面层12上进行，也可结合面层12层压到背衬层26上来进行。在一实施例中，面层12的顶面16经图案浮雕以形成一个三维的织纹结构。该三维的织纹结构包括下凹部分和凸起部分。在下凹部分中，通过将适量的纱线47嵌在后激活的粘性层22中，激活的粘性剂将纱线47固定在纤维顶面16的上突部分51中。
在一实施例中，后激活的粘性剂可将所有的纱线47完全嵌在下凹部分中。由于纱线47压嵌在后激活的粘性剂中，因此下凹部分很薄很密，并基本取向于X-Y方向，即平行于面层12的平面。尽管纤维顶面16和粘性层22之间正对粘性层22的内层即背面的一些交接面上有一些后激活粘性剂，但凸起部分的纤维顶面16中的纱线47基本没有后激活粘性剂，在靠近凸起部分突顶的地方，纱线47优选从后激活的粘性剂分开。因此在凸起部分中，纤维顶面16的纱线47能够相对于彼此进行移动，并使纤维顶面16中的连接或缠绕保持织物的感觉。
根据本发明的另一方面，来自纤维顶面16并紧靠着下凹部分的纱线47可连接一部分后激活粘性剂。在这些绒簇中，后激活的粘性剂并不会固定住纤维顶面16的纱线47，其只是给这些纱线47提供一些结构刚度。由于结构刚度有所提高，因此这些绒簇区域的纱线47最好取向于面层12X-y平面与Z向之间的对角线，其中的Z向为X-Y平面的法向。绒簇区域中的纱线47相对于Z向形成一个小于45℃的斜角，更为优选的是相对于Z向小于30℃的斜角。绒簇区域中纱线47的竖立能使凸起部分中纱线47形成竖立的圈绒。因此，这些圈绒就固定在下凹部分中，竖在绒簇区域并在凸起部分中弯曲或打圈。
凸起区域中纱线47的相对移动能使面层12保持织物的外观和手感。下凹部分固定纱线47，并提高表面的稳定性、织纹的保持力、断裂强度以及抗磨损的能力。此外，在使用背衬层26时，后激活的粘性剂会将纤维底面18以及纤维顶面16的纱线47从而固定到下凹部分的背衬层上，并且背衬层26会进一步提高复合材料10随环境温度和湿度变化保持其平面结构的能力。由下凹部分边缘处积聚的粘性剂所形成的向上圈绒能模拟出长纤维结构织物的长毛绒手感和浮雕的外观。
如图20-23所示的另一个实施例，面层12是一个很簿很密的积聚的定型连接层，其包含面层基片50，该面层12包含有多根纤维以及连接或粘接到面层基片50上的可收缩子层52，面层基片50具有由多个不连续连接54构成的图案，参见图21，连接的设置频率类似于图14-17所示实施例中的缝编频率。用加热后的定型连接器55来产生连接54。面层12是一种纤维网或者是弯曲后总厚度在0.5mm到2mm的织物。可收缩子层52优选为开口从而能使热塑性或热固性粘性剂从粘性层22渗到面层12中。对于本发明的其它实施例来说，热固性或热塑性粘性剂最好由预先涂到一个或多个接合面上的粘性层22而来。热塑性层状制品最好也经预热从而加速层压的过程。
如图24-26所示，在基片50连接到可收缩子层52之前，可将粘性层22结合到面层12的结构中。为了结合到面层12中，粘性层22需与可收缩子层52直接接触，从而使可收缩子层52布置在粘性层22和基片50之间，参见图24。在本实施例中，粘性层22优选为收缩层。由此就连接形成带有不连续连接54的三层结构，参见图24。连接后，可收缩子层52以及，如果有的话，粘性层22收缩从而形成积聚的面层12，参见图26。
为了制造图20-23所示结构的复合材料，选择纤维基片50，并且可收缩基片52与纤维基片50接触，参见图20。然后，根据所需的织物重量以及积聚的密度，将纤维基片50以及可收缩基片52按照图14-19所示的频率连接起来。适用于将这些层体图案连接起来的方法包括，将加热后的图案板55加到基片50的顶面56上，参见图21，其中的图案板包含有所需型面。然后，可收缩基片52收缩从而形成积聚的面层结构，参见图22。接着，使粘性层22与底面18接触并通过例如热压嵌到面层12中。如果制造的是三层制品，那么在热压前，使背衬层26与粘性层22接触，从而使背衬层26同时渗到背衬层26中，参见图23。
根据本发明图3所示的另一个实施例，面层12为反编织或纺织长毛织物层。合适的反编织或纺织长毛织物包括那些用来制备丝绒或天鹅绒的织物。面层12的圈绒侧58在长度上应足以将粘性层22嵌到面层12中从而使面层12保持稳定。适合的织物基重约在4oz/yd2到16oz/yd2之间，优选约在6oz/yd2到12oz/yd2之间(大约200gm/m2到400gm/m2之间)。在本发明的面层12中，织物面层12提供了一个耐用且好看的表面，其采用精美柔软的纤维覆盖到其中含有低成本较硬纤维的背衬层26上从而具有缓冲性，整体性以及尺寸稳定性。
为了制造本发明图3所示的复合材料10，先要选取编织或纺织的长毛织物面层12，并将粘性层22与面层12的底面18直接接触。然后，通过例如热压将粘性层22嵌到织物面层12中。如果所需的是一种三层结构，那么在粘性层22嵌入织物面层12之前使背衬层26与粘性层22直接接触，这样粘性层22也同时嵌到或渗到背衬层26中。
参见图27和28，当面层12为编织织物时，面层12的顶面16包含多个上突部分60，底面18包含有多个下突部分61。为了使编织织物的面层12与粘性层22之间形成更强的连接，可对61的底面18切断、分散、刷开或修剪从而形成多个切开并立起的纤维62。当层压到粘性层22上时，粘性层22会整个嵌到织物面层12的切开并立起的纤维62中。本实施例采用多种不同的织物。适合的织物中包含有下突的圈绒61，其能剪切并立在底面18上，而不会影响顶面16的织纹。
参见图29和30，面层12包含有一个纺织织物，该织物具有多根经线64和多根纬线66。纬线66在纺织织物面层12的一个表面上经切口、松散、刷开或修剪使线的上突部分68与纬线64相互紧密连接并在底面18形成多个切开并立起的纤维62。
为了制造出图27-30所示实施例的复合材料，选择一种编织或纺织的面层12，并将编织织物或纺织织物一面的长毛圈绒散开或切开从而形成切开并立起的纤维62。然后使粘性层22与切开并立起的纤维62直接接触并嵌入到面层12中。接着通过热压使粘性层22嵌入。如果所需的是一种三层结构，那么在粘性层22嵌入面层12之前使背衬层26与粘性层22直接接触，从而使粘性层22也同时渗入背衬层26中。
由于编织或纺织面层12被切开或者是磨损，从而削弱了织物结构的完整性，因此面层12在切开或松开前是稳定的，从而有助于编织或纺织结构在切开或修剪过程中保持不变。可在底面18切开、散开或磨损之前在顶面16上连接一个用来稳定的片材或者是临时使用一粘性层，从而实现所需的稳定或固定。在切开后，将面层12层压到其它层上，同时把表面稳定器留在原处或去掉。
在图31和32所示的另一个用来稳定面层12的实施例中，面层12可保持在高磨擦辊70上。如图所示，面层12从面层辊72连续地送入高磨擦辊70。然后将面层12分别处于散开辊74、刷辊76或者是起绒辊78从而形成切开并立起的纤维62，同时顶面16保持稳定。背衬层26和粘性层22彼此接触并被加热，从而层压到面层12上，同时面层12仍固定在高磨擦辊70上。作为选择，可对辊70进行加热。然后将制成的复合材料卷到收集辊80上。粘性层22可作为一个连续的片材引入，参见图31；也可通过喷头82覆盖到背衬层26上，参见图32；或者是作为泡沫涂到背衬层26上，然后由手术刀86刮成所需的厚度，参见图32。
举例
例1
将80％1.5丹尼尔1.5英寸的聚酯纤维以及20％1.5丹尼尔1.5英寸的聚丙烯纤维的混合纤维粗梳后叠在一重量接近8oz/yd2的结构中。然后从一侧以1500眼/平方英寸针扎该面层从而形成一表面密实背面带有许多自由端和圈绒的绒面，如图6所示。
将80％1.5丹尼尔1.5英寸的切断的聚酯纤维以及20％1.5丹尼尔1.5英寸的切断的聚丙烯纤维的第二混合纤维粗梳后叠在一24oz/yd2的棉絮中，并从一侧以300眼/平方英寸针扎从而形成背衬层。
将0.05英寸厚的双层聚乙烯膜布置在面层和背衬层之间，其中面层和背衬层上被针扎的一侧朝外，并在面层上以1000psi压上一个大约加热到200℃的板子并保持3秒钟。板子背面处于室温。牢牢层压到一起的制品中所有的自由端都嵌在熔化的聚乙烯。粘性剂渗到两层中，只有面层上大约1mm的厚度上没有粘性剂。如果不破坏面层或背衬层，该制品则不可能被分层。该制品的表面光滑并且耐用耐磨，同时具有织物手感并且边角不易磨损。
例2
在层压到背衬层前将例1的面层针扎到粘性层中。该面层的稳定性要高于例1的。在不破坏层体的情况下很难出现分层。该制品的表面是绒簇的、光滑的、没有粘性剂并且耐磨同时边角不易磨损。粘性剂以上的纤维高度接近0.9mm。
例3
在热压前，直接将例1和例2的针扎面层扎过双粘性层并扎到背衬层(参见图12)。该产品具有织物感并且非常耐用，不易分层。
例4用P.O.Y.聚酯线(155丹尼尔/34丝)来缝制其中含有E.I.DuPont de Nemours公司销售的聚酯Sontara卷纺8034(20g/m2)的非织织物，缝制图案为14针距12cpi的1，0/3，4。在缝制后，使产品在张架中在190℃下受热30秒，从而使其在机器方向和横向收缩1.70/1。由此形成图15所示簿而密实的波纹弯曲的织物结构。将该织物布置在粘性层和例1的背衬层上，并如例1所述层压。该复合体非常稳定耐磨，并具有织物感，边角更难磨损。
例5
在Sontara非织物上加上一层5.5mil厚的聚乙烯粘性膜并重复例4中面层的缝编步骤。当其在两个方向收缩1.6/1后，使其在框架中在150℃下受热30秒，由此就制出其背面包含有聚乙烯层的弯曲面层(参见图19)。在同样的条件下将该复合体层压到例1的背面，由此可得到同样优质的结果。
例6
在本例中，所示为一个由收缩/不收缩双层制品收缩所形成的弯折的层体。该弯曲面层的制造如下：将8003型卷纺非织聚酯Sontara(1.9oz/yd2或者是50g/m2)钉到重量为30gm/m2的聚丙烯短丝粗梳网所构成的可收缩子层上。连接图案为每2mm有一条0.5mm粗的高架线。用一加热定型板来进行钉固操作，其中该板被加热到200℃并以1000psi压在聚酯侧上约2秒。聚丙烯侧则压在温度为室温的钢板上。
在将复合体加热到150℃时，聚丙烯层收缩到其初始长度的67％，从而形成一个弯曲的结构(参见图22)。将该弯曲的面层布置在由例1所用的背衬层以及该背衬层上5.5mil厚聚乙烯层所构成的双层层体上，并用同样的方式压制从而形成一个边贯的层制品，其具有织物感并且边缘更难磨损。
例7
在本例中，所示是一个圈绒层，其包含有一个可收缩粘性层，并且由定型连接和收缩制成。在钉固可收缩背衬层之前在卷纺片材下面布置一层聚乙烯粘性剂并重复例6的操作(参见图24)。该组合的物体经预钉以及150℃下的收缩就形成复合面层和粘性层。
将该复合面层/粘性层经例6相同的层压处理层压到背衬层上就具有非常优秀的耐磨性、表面稳定性以及边角耐磨性。
例8
在本例中将一个由市场上买来的绒织物所构成的面层以长毛朝下压在粘性层上。所买来的尼龙长绒织物为1.1mm厚，12.8oz/yd2重，其用上述的5.5mil聚乙烯膜从一侧层压到上述背衬上，压板的温度为200℃，时间为1秒，并且长毛面朝粘性膜。粘性剂以上的织物厚度接近0.9mm。其具有优良的耐磨性、表面稳定性以及织物感。该产品的边角很难磨损。
例8A(现有技术)
丝绒织物在层压时长毛朝上。当压力和时间提高到3秒并且粘性剂升到面层顶部附近时才能具有相当的耐磨性和边角耐磨性。本例不在本发明的保护范围之内。
例9(现有技术)
本例展示的是市场买来的本身不能很好热塑层压的粗斜纹棉织物是如何转换成本发明的高性能复合体的。
将市场上买来的重12.8oz/yd2的棉织物用上述双聚乙烯膜热压到上述背衬层上。顶面温度保持在180℃到230℃之间。每一步的压力在150到10000psi之间变化，同时每一温度组合得下压时间在0.5秒到3秒之间。如果该织物不能以点状或在整个表面上渗上聚乙烯粘性剂，那么就不能获得很难分层的层状制品。同时也不能获得表面稳定性和耐磨性，除非粘性树脂升到面层顶部。该复合材料的边角很容易磨损。本例同样不在本发明的保护范围之内。
例10
将例9的棉织物预先层压到市场可买到的压敏Duct Tape上来进行预先稳定处理。将稳定后的产品固定在桌面上并用150砂的砂纸打磨另一面，直到出现均匀的光泽变化，其表明原先下面露出的所有纱线均被切开，并且面层织物具有更为敞开的绒面。然后用一层聚乙烯将该织物层压到上例所用的衬背上，其中压力为10000psi，并且用顶板加热到180℃并保持3秒。去掉压敏带，只有少量的粘性剂留在表面的一些点处。由此可得到优良的层压结构，其边角不易磨损，并且织质表面没有粘性剂。该产品具有很好的表面稳定性以及耐磨性。边角很难磨损。
尽管附图和说明书所选择和针对的是本发明的特定形式，来更完全地理解本发明，但对本领域技术人员来说，那些具有等同的或更好结果和/或性能的各种变更或修改也在本发明的保护范围之内。

Claims (54)

1、一种复合体，其包括：
一纤维面层，其中的面层具有一顶面以及一个与顶面相背的底面，其中的面层包括多个支腿，该支腿由依附面层的圈绒形成，以及
一粘性层，其具有一顶面，该顶面相应于纤维面层的底面，并与纤维面层的的底面直接接触，其中纤维面层的支腿固定在粘性层中。
2、如权利要求1的复合体，其中纤维面层中处于粘性层顶部以上的部分的厚度大约为0.5mm到2.0mm。
3、如权利要求1的复合体，其中纤维面层中处于粘性层顶部以上的部分，其基重大约为100克/m2到500克/m2。
4、如权利要求1的复合体，其中的粘性层用纱线缝编，其中所述的纱线形成纤维面层，该面层包括有多个纱线下突部分。
5、如权利要求4的复合体，其中所述纱线形成纤维底面，该底面包括多个纱线上突部分，同时粘性剂布置在纤维面层和纤维底面之间。
6、如权利要求4的复合体，其中的粘性层包括一个热塑膜，其在后激活后将支腿固定在粘性层中。
7、如权利要求4的复合体，其中的面层基本上完全覆盖着纱线下突部分。
8、如权利要求1的复合体，其中的纤维面层包括非织层。
9、如权利要求8的复合体，其中纤维面层的支腿包括从非织层针扎穿过非织层的纤维自由端。
10、如权利要求9的复合体，其中的针扎密度至少为500ppi。
11、如权利要求10的复合体，其中的针扎密度至少为1000ppi。
12、如权利要求1的复合体，其中的纤维层包括一缝编并弯曲的织物。
13、如权利要求12的复合体，其中的缝编并弯曲的织物包括由可收缩线缝编的非织基体。
14、如权利要求13的复合体，其中纤维面层的支腿包括缝编弯曲织物上形成的波浪形圈绒。
15、如权利要求14的复合体，其中的圈绒频率为12个每英寸到60个每英寸。
16、如权利要求1的复合体，其中的纤维层包括一个定型连接并弯曲的织物。
17、如权利要求16的复合体，其中定型连接并弯曲的织物包括一连接到强收缩连接基体上的非织基体。
18、如权利要求17的复合体，其中纤维面层的支腿包括形成在定型连接并弯曲织物上的波浪形圈绒。
19、如权利要求18的复合体，其中的波浪形圈绒的频率为12个每英寸到60个每英寸。
20、如权利要求1的复合体，其中的纤维层包括一个反向长毛织物。
21、如权利要求20的复合体，其中纤维面层的支腿包括反向长毛织物的长毛圈绒。
22、如权利要求20的复合体，其中纤维面层的支腿包括反向长毛织物上切开并立起的自由纤维端。
23、如权利要求1的复合体，其中的纤维层包括一纺织织物。
24、如权利要求23的复合体，其中纤维层的支腿包括由纺织织物切开并立起的自由纤维端。
25、如权利要求1的复合体，其进一步包括一个背衬层。
26、如权利要求9的复合体，其进一步包括一个背衬层，并且至少有一些支腿插到背衬层中。
27、如权利要求1的复合体，其可浮雕而形成一个三维的织纹产品。
28、如权利要求1的复合体，其中的面层卷纺。
29、如权利要求28的复合体，其中的面层基本上由顶层卷纺。
30、一种复合体，其包括：
一面层，其包括有多个纤维，并且该面层具有一顶面以及一个与顶面相背的底面，顶面和底面之间形成一定的厚度，以及
一连续光滑并且没有中断的粘性层，其与底面直接接触，其中的底面在变化后能够提高与粘性层的接触面积，其中的粘性层部分延伸到面层的一定厚度上从而将面层固定在粘性层中。
31、如权利要求30的复合体，其进一步包括一个背衬层，该背衬层与粘性层直接接触，从而使粘性层布置在面层和背衬层之间，该粘性层延伸到背衬层中。
32、如权利要求30的复合体，其中的距离大约为顶面和底面之间厚度的1/4到3/4。
33、如权利要求30的复合体，其中的面层进一步包括一针扎的非织网，该非织网包含有多根纤维，顶面包括多个朝下的纤维圈绒同时底面包括多个自由纤维端，并且其中的自由纤维端提高了表面的接触。
34、如权利要求33的复合体，其中的针扎非织网由卷纺形成。
35、如权利要求33的复合体，其中的针扎非织网由针刺形成。
36、如权利要求30的复合体，其中的面层包括一积聚层、顶面以及底面，其中顶面包括多个朝下的圈绒同时底面包括多个朝上的圈绒，并且其中朝上的圈绒提高了表面的接触。
37、如权利要求30的复合体，其中的面层包括一编织织物，底面包括编织织物的长毛侧，并且其中编织织物的长毛侧提高了表面的接触。
38、如权利要求30的复合体，其中的面层包括一纺织的长毛织物，底面包括纺织长毛织物的长毛侧，并且其中纺织织物的长毛侧提高了表面的接触。
39、一种制备一复合材料的方法，该方法包括：
选择一包括有多根纤维的纤维面层，该纤维面层具有一顶面以及一个与顶面相背的底面，其中的面层包括多个依附面层的支腿；
将一粘性层与纤维面层的底面直接接触；以及
将纤维面层的支腿嵌到粘性层中一定距离内，该距离应足将面层固定到粘性层中。
40、如权利要求39的方法，其进一步包括针刺该面层从而形成多个支腿，这些支腿在底面包括多个自由纤维端。
41、如权利要求39的方法，其进一步包括卷纺面层从而形成多个支腿，这些支腿在底面包括多个自由纤维端。
42、如权利要求39的方法，其中将粘性层嵌入的步骤包括：
激活该粘性层；以及
对面层的顶面加压。
43、如权利要求39的方法，其中将粘性层嵌入的步骤包括：将多个支腿针扎到粘性层中。
44、如权利要求39的方法，其进一步包括布置一个背衬层，该背衬层与粘性层直接接触，从而使粘性层布置在背衬层和面层之间，同时粘性层嵌在背衬层中。
45、如权利要求44的方法，其中将粘性层嵌入的步骤包括：针扎多个支腿使之完全穿过粘性层并插到背衬层中。
46、如权利要求39的方法，其中选择一面层的步骤包括：选择一包括有多根纤维的缝编基体，用一根可收缩的纱线缝连该基体，使纱线收缩从而形成一个积聚的结构并形成多个支腿，这些支腿对应于积聚织物结构的波浪形圈绒。
47、如权利要求46的方法，其中的粘性层是一种可收缩层，其在缝编并收缩之前连接到基体上。
48、如权利要求39的方法，其中选择一面层的步骤包括：选择一包含有多根纤维的纤维基体，将一可收缩基体与纤维基体接触从而将纤维基体连接到可收缩基体上，收缩该可收缩基体从而形成一个积聚的织物结构，并形成多个支腿，这些支腿对应于积聚织物结构的波浪形圈绒。
49、如权利要求48的方法，其中的粘性剂为可收缩粘性剂，其在连接和收缩之前与可收缩粘性剂接触。
50、如权利要求39的方法，其中的面层包括一编织面层，并且该方法进一步包括切割面层的底面从而形成多个支腿。
51、如权利要求50的方法，其进一步包括在切割底面之前稳定面层的顶面。
52、如权利要求39的方法，其中的面层包括一纺织面层，并且该方法进一步包括切割面层的底面从而形成多个支腿。
53、如权利要求52的方法，其进一步包括在切割底面之前稳定面层的顶面。
54、如权利要求39的方法，其进一步包括以一个三维的表面织纹来浮雕复合体。
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