[发明专利]用于制造针刺纤维结构的旋转针刺法

说明书

本发明涉及用针刺法生产纤维结构的领域。更具体点说，本发明涉及旋转针刺法，其中有众多的叉形针或钩针被反复地驱动到一个设在底板上的纤维结构内，其时该纤维结构环绕旋转轴线旋转。

旋转针刺法和机械在纺织业中是人所熟知的。按照现有技术方法中的一种，有众多的叉形针或钩针被反复驱动到一个设在可用针穿透的支承的平面上的纤维结构内，其时该支承环绕一条与支承平面垂直的旋转轴线旋转，如美国专利5,217,770和4,955,123及德国专利申请DE 2911762A1中所说明的例子。这种特殊的旋转针刺法可用来制造圆形的和环形的纤维结构，并被发现在制造飞机制动盘预制坯时十分有用，这种预制坯适宜进一步加工成复合的飞机制动盘，这种进一步加工包括按照有关行业所熟悉的各种方法来渗入粘结基体。

按照行业的现有技术，可用针穿透的支承具有一个可用针穿透的介质(如塑料、弹性体、泡沫塑料或弹性体、或刷子的硬毛)形成一个纤维材料可在其上堆积的平面，其时针刺支承环绕一条与该平面垂直的旋转轴线旋转。典型的做法是，首先堆积在该平面上的纤维材料被粘附上可用针穿透的介质以便使纤维材料与针刺支承一同运动，接着另外的纤维材料再添加上去一直到具有所需最终厚度的粘附纤维结构被生产出来。随后须用剥落、撬起或切开使纤维结构与可用针穿透的介质分离以便从支承上拿出纤维结构。从可用针穿透的介质上剥下纤维结构对某些厚的纤维结构如飞机制动盘预制坯来说是不好的，因为这样会扭曲并经常损坏纤维结构。如果要考虑扭曲和损坏，那么可将纤维结构从可用针穿透的介质上切下来。但后一种方法会在可用针穿透的介质上留下残余的纤维材料，这些材料在制造下一个纤维结构之前必须被清除，而清除是很麻烦和费时的。

在这种形式的某些方法中曾有这样做的，其中另外的纤维层被添加上去并进行针刺，但没有将针驱动到可用针穿透的介质内，即没有针刺到全程透过堆积在支承上的纤维材料。某些制造飞机制动盘预制坯的方法就利用这个特点。但这样制造的纤维结构容易在纤维结构还没有完成时就从可用针穿透的介质上裂开。解决这个问题的一个方法是用增加送入到可用针穿透的介质内的纤维数量来增加纤维结构和可用针穿透的介质之间的粘结。但这个解决方法并不好，因为两个理由：第一，这样纤维结构甚至更难取走，第二，这样甚至要在可用针穿透的介质内留下更多的纤维有待以后清除。

因此，本发明的目的是要提供一种针刺方法和支承，其中，堆积在支承上的纤维材料以足够的强度被固定在支承上，一直到纤维结构完成始终能保持固定。本发明的另一个目的是要使纤维结构完成后容易从可用针穿透的介质上取走，只在可用针穿透的介质内留下很少的残余纤维材料。

按照本发明的一个方面所提供的旋转针刺法包括下列步骤：

将一可用针穿透的垫片(针布)可移走地固定在一个旋转的针刺支承上，使该旋转的针刺支承形成一个设在众多制毡针下面的表面，并具有一个可用针穿透的区域，可用针穿透的垫片(针布)覆盖在该表面上，并在该表面的外侧固定在旋转的针刺支承上；

使可用针穿透的垫片环绕旋转轴线旋转；

在可用针穿透的垫片上至少堆积起第一纤维层；

将众多的制毡针反复驱动到第一纤维层和可用针穿透的垫片内使它们粘合在一起；

在第一纤维层和可用针穿透的垫片粘合在一起后，从旋转的针刺支承上移走第一纤维层和可用针穿透的垫片。

本发明还提供了一种旋转针刺方法，包括下列步骤：将一个可用针穿透的垫片叠置在一个连结到基部的可用针穿透的介质上，所说可用针穿透的介质形成一个暴露在众多制毡针下面的平表面；在所说平表面的外侧将所说可用针穿透的垫片可移走地固定到所说基部上；使所说基部环绕一条与所说平表面垂直的旋转轴线旋转；在所说可用针穿透的垫片上堆积起至少一个第一纤维层；将所说众多的制毡针反复驱动到所说第一纤维层和所说可用针穿透的垫片内使它们结合起来；在所说第一纤维层和所说可用针穿透的垫片结合后从所说可用针穿透的介质上移走所说第一纤维层和所说可用针穿透的垫片。