形成人造/合成運動草皮織物的系統和方法

2023-08-11 17:59:11

專利名稱：形成人造/合成運動草皮織物的系統和方法
技術領域：
本發明總體上涉及簇絨織物或產品，並且具體地涉及用於形成人造/合成運動草 或草皮織物或產品的系統和方法。
背景技術：
近些年已經逐漸流行並需求人造/合成草或草皮產品，特別是用於室內運動場和 由於氣候條件難以維持草場的區域。這樣的合成草皮產品日益典型地被形成為具有合成草 皮紗線或絲和填充材料的簇絨產品，其中所述草皮紗線或絲被簇絨在襯底材料中以模擬草 葉，所述填充材料例如是碾碎的輪胎、沙土和/或其他顆粒物質且通常被施加在合成草絲 的簇絨之間以便有助於支撐簇絨並給簇絨加襯墊。在成形期間，通常通過穿過多個不同簇 絨機的多遍簇絨來生產這樣的簇絨草皮產品，例如通過首先使得襯底材料行進通過圈絨簇 絨機，其中在襯底中形成一系列圈絨簇絨，之後最初的簇絨草皮產品被纏繞在輥上並且被 傳送到割絨機以便在材料的第二遍簇絨期間形成割絨簇絨。這樣的操作不僅非常費時間和 導致織物的過度簇絨，並且其執行還是非常困難且麻煩的，特別是在襯底材料中形成了更 重的密集圈絨簇絨之後，因為這通常必須通過起重機、升降機或其他重型器械來移動以將 其傳送到割絨機。此外，因為襯底材料已經經過了一遍簇絨，所以隨著它第二遍通過割絨簇 絨機，則可能難以準確地控制襯底材料的餵給和伸長以便準確地在其中形成割絨簇絨。最終的合成草皮或草織物還通常必須滿足緩衝、支撐、球反彈、球滾動和填充量的 所需標準，特別是當其被安裝在被批准的運動場內，例如職業、學院和高校運動設施內時。 例如，FIFA，國際足球的管理組織對於其場地使用時合成草皮材料所提供的緩衝和支撐量 具有非常具體的標準，並且對於球反彈性和這種合成草皮場地中可以使用的填充物量也具 有非常具體的標準。這還進一步持續地需要試圖提高合成草皮場地的緩衝、支撐和可運動 性，並且需要儘可能地減少支撐合成草皮或草絲所需的填充物或顆粒物質的量以便提高運 動員的舒適度並且有助於儘可能地減少受傷，因為隨著運動中被擾亂，所述顆粒物質經常 會進入運動員的眼睛等內。因此，可以看出需要一種用於形成解決現有技術中的上述及其他相關和不相關問 題的人造/合成草或運動草皮產品的系統和方法。

發明內容
簡而言之，本發明總體上涉及形成簇絨織物的系統和方法，其利用將合成草或草 皮類型的絲或紗線插入到襯底材料內形成的圈絨和/或割絨簇絨從而形成人造/合成草或 草皮產品。本發明通常適用於簇絨機，該簇絨機包括沿所述簇絨機的簇絨區的上遊側定位 的第一行刺針，以及跨過所述簇絨區與所述第一行刺針橫向間隔開的第二行刺針。每個所 述刺針通常包括拾取區並且承載合成草絲或紗線以便當襯底材料運動通過簇絨區時將紗 線引入襯底材料。刺針還可以被安裝在不同高度或海拔處，或者可以具有不同長度，且上遊 或第一行刺針與下遊或第二行刺針具有不同的長度或位於不同高度。隔距元件組件位於簇絨區下方。隔距元件組件通常包括一系列彎針，所述彎針被 安裝在簇絨區的上遊側或第一側上，並且所述彎針被設置成當第一行刺針刺入襯底材料時 所述彎針穿過第一行刺針的每個刺針之間形成的間隙。一系列割絨彎鉤可以被定位成與圈 絨彎針相對、沿著簇絨區的下遊側。割絨彎鉤還可以被置於與彎針處於不同高度處，並且 通常可以在第二行刺針的刺針之間形成的間隙之間運動，並且可以運動通過彎針之間的間 隙，從而接合併拾取來自第一行刺針的相應刺針的紗線。彎針類似地通常對齊於被限定在 第一行刺針中的刺針與割絨彎鉤之間的間隙。當刺針刺入襯底材料時，圈絨彎針和割絨彎鉤朝向刺針和彼此往復地運動，且圈 絨彎針通常穿過上遊或第一行刺針之間，從而接合下遊或第二行刺針，而割絨彎鉤通常在 下方經過並且/或者穿過下遊或第二行刺針的刺針之間限定的間隙，從而接合上遊或第一 行刺針的刺針。圈絨彎針和/或割絨彎鉤從其相應刺針拾取並拉動合成草絲/紗線，完成 並切割圈絨簇絨和襯底材料，其中割絨和圈絨簇絨處於不同高度。因此，矮簇絨往往填充 並且為高簇絨提供附加密度和支撐，且通常使襯底材料基本一次穿過簇絨機來形成所有簇 絨，而不需要使簇絨材料過度簇絨來實現任意所需密度。此外，可以在簇絨區的一側或兩側 單獨使用或結合使用各種構造的隔距元件，包括使用圈絨彎針、割絨彎鉤和/或附加隔距 元件，例如水平割絨圈絨彎針。當結合附圖來參考下述詳細描述時，本領域的技術人員將顯而易見到本發明的各 種特徵、優點和益處。


圖1是示出根據本發明的簇絨機的側視圖，其中所述簇絨機具有被設置成相對且 豎直間隔行的割絨彎鉤和圈絨彎針。圖2是示出了在圖1的簇絨機中的割絨彎鉤和圈絨彎針與其相關刺針接合的側視 圖。圖3是示出根據本發明的圈絨彎針和割絨彎鉤在彼此間運動從而與相對行的刺 針接合的示意圖。圖4A是示出根據本發明另一個可能實施例的圈絨彎針和割絨/圈絨彎針或彎鉤 在彼此間運動從而與相對行的刺針接合的示意圖。圖4B是示出本發明的又一個可替代實施例的示意圖。圖5A是包括本發明的又一個可替代實施例的簇絨機的側視圖，其中割絨彎鉤和圈絨彎針被設置成相對豎直間隔行且對齊於共線/成行(inline)針板的刺針。圖5B是示出了圖5A的簇絨機中割絨彎鉤和圈絨彎針通過其相關刺針接合的側視 圖。圖6是共線刺針被其相應圈絨彎針和割絨彎鉤接合的示意圖。圖7是示出了圖5A和圖5B的簇絨機的共線刺針與其相應圈絨彎針和割絨彎鉤接 合的示意圖。
具體實施例方式現在更具體地參考附圖，其中各附圖中相同的附圖標記指代相同部件，本發明總 體上涉及用於形成簇絨織物的方法和系統，該簇絨織物具有形成在其內的合成草絲或紗線 的圈絨簇絨和割絨簇絨以便形成各種人造/合成草或草皮產品。如圖1所示，利用本發明 的簇絨機τ通常將包括簇絨區10，通過該簇絨區10沿餵給方向(通常由箭頭12指示)餵 給襯底材料11以便將紗線(由虛線13表示)引入到襯底材料中。 如圖1所示，簇絨機T通常包括如美國專利第5，979，344、7，096，806和/或 7，359，761號所公開的簇絨機，其全部內容被併入本文以供參考。簇絨機T通常包括其上支 撐有機器驅動器的框架5，該機器驅動器包括往復地驅動一個或更多個往復針板6A/6B的 主驅動軸1，每個所述針板承載了沿針板順序地間隔地安裝並限定簇絨區10的一行間隔刺 針17、18，其中通過上遊和下遊襯底輥7餵給襯底材料11使其通過所述簇絨區10。雖然在 本實施例中示出了兩個針板6A/6B，不過也可以利用具有如圖5A-7在下面詳述的共線或交 錯刺針行的單個針板。一系列紗線(由13指出)從一個或更多個紗線餵給機構或裝置8 被餵給通過成對牽引輥9A和9B到達每個刺針17和18。系統控制器C (例如Card-Monroe Corp製造的Command Performance TuftingMachine Control)控制包括紗線餵給機構的簇 絨機T的各種操作元件，以便當刺針刺透襯底11並被簇絨機的隔距元件組件25接合時控 制向刺針餵給紗線13從而使紗線在襯底材料內形成不同高度的圈絨簇絨和/或割絨簇絨， 如圖1-2所示。用於形成根據本發明的簇絨草皮織物的紗線13通常是常用於這種草皮織物的 合成草絲或紗線。紗線通常從一個或更多個紗線餵給機構8或紗線餵給源被供給到刺針 17/18，並且被插入到襯底材料11中，以便在襯底材料中分別形成圈絨簇絨14和割絨簇 絨16。紗線餵給機構可以包括捲軸、輥、伺服捲軸、單端紗線餵給、雙端紗線餵給和/或其 他類型的樣式型和非樣式型紗線餵給裝置(例如Card-MonroeCorp.製造的Infinity ， Infinity HE 或Yarntronics 紗線餵給系統或機構)，從而控制紗線餵給以便在成品簇 絨草皮織物中形成各種樣式效果。如圖1-3所示，簇絨機通常包括間隔開的兩行刺針17和18，不過為了清楚在圖 1-2中每行僅示出了一個刺針17、18。第一或最前/上遊行刺針17通常可以包括用於向襯 底11內插入紗線以便形成割絨簇絨的割絨刺針，而第二或後一行刺針18可以包括用於向 襯底材料11內插入紗線以便形成圈絨簇絨的圈絨刺針，如圖1所示。每個刺針17或18均 包括鄰近其下端或針尖21的拾取或拉取區或部分19和接收紗線13所沿的通道22。刺針 可以沿單個針板或沿一對往復針板6A/6B橫向間隔開地順序地安裝，其中所述一對往復針 板6A/6B通 過簇絨機的主軸的運轉被驅動從而使得刺針運動通過其往復路徑進入和離開襯底材料11以便向其傳送紗線13。一個或更多個針板還可以是由移位機構(未示出)移 動的雙向可移動針板，所述移位機構例如電動、液壓或伺服馬達控制的移位器。此外，如圖1-2所示，每行中的刺針通常相對彼此豎直間隔開，且第一或上遊行刺 針17的刺針針尖位於第一高度以便突出到或延伸到第一穿刺深度或高度，該第一穿刺深 度或高度通常比第二行刺針的刺針18的針尖21低預設或預定的豎直間距。第二行刺針的 刺針18被安裝在通常不同於第一行刺針17的第一高度的第二高度或水平，以便刺入襯底 到達第二穿刺深度，該第二穿刺深度所處的第二高度或水平通常不同於第一行刺針17的 第一高度以便其針尖相對於刺針17刺入襯底內不同穿刺深度處。刺針17相對於刺針18 可以具有增加的長度，從而有助於提供所需間距差並為每個刺針行程提供穿過襯底材料的 所需穿刺深度差。可替換地，刺針17和18可以具有實質上相同的長度，並且可以被安裝在 實質上不同的高度。通常，刺針行程或刺針穿刺深度可以是基於最長刺針的行程或者是基 於被形成的最深的簇絨，其中根據簇絨機的系統控制器C(圖1)所運行的編程樣式指令來 根據需要由紗線餵給機構大體控制(即拉回)紗線餵給，以便有助於避免在襯底材料上方 形成過度的紗線聚束或纏絆。隔距元件組件25被安裝在簇絨區10下方，該隔距元件組件25可以包括一系列彎 針、彎鉤、水平割絨圈絨彎針等和/或其結合。在當前所示實施例中，在圖1中在簇絨區的 一側上示出了彎針組件30。彎針組件30通常包括順序地間隔地安裝在割絨刺針17下方、 近似對應刺針18的第二穿刺深度的高度處的一系列圈絨彎針31，所述一系列圈絨彎針31 被設置成沿簇絨區10的上遊側或第一側並且面向襯底材料11的餵給方向12 ；並且彎針組 件30還包括位於沿簇絨區的下遊側且面向與彎針相對的方向的一系列橫向間隔開的割絨 彎鉤組件32。割絨彎鉤組件還被置於大體對應於刺針17的第一穿刺深度的高度處、面向 與彎針31相對的方向。割絨彎鉤組件還被置於大體對應於刺針17的第一穿刺深度的高度 處，被設置在圈絨刺針18之下並且與圈絨彎針豎直地間隔開一預定間距或距離。本領域 的技術人員可以理解，雖然在圖中為了清晰目的僅示出了單個圈絨彎針和割絨彎鉤組件， 不過在實際中，大量的圈絨彎針和割絨彎鉤組件可以延伸跨過簇絨機的寬度順序地間隔設 置，且彎針和割絨彎鉤組件的數量是基於簇絨機的尺寸及其刺針數量的。根據本發明形成人造/合成運動草或草皮織物的系統和方法通常可以利用 "Velv-a-Loop"或其他類似的簇絨機構造(例如圖4B所示)，並且優選地是Velv-a-Loop 橫越簇絨區構造(例如圖1-2所示)，其中在襯底材料之上沒有堆積過量紗線的情況下將紗 線餵給裝置餵給的紗線的自由長度控制成適於被相應彎針/彎鉤接合和拉動來自刺針的 紗線。此外，例如具有空氣氣缸驅動夾子和其他橫越設置的水平割絨圈絨彎針設置的其他 系統也可以被使用，例如美國專利第6，834，602號所示，其全部內容併入本文以供參考。如圖3所示，彎針31橫向間隔開，以便限定其間的間隙33，而割絨彎鉤組件橫向間隔開並且限定其間的間隙34。圈絨彎針對齊於每個割絨彎鉤組件之間的間隙34。相對 地，割絨彎鉤組件32均對齊於彎針31之間的間隙33。類似地，割絨刺針17將被定位成行 進穿過彎針之間的間隙33，而圈絨刺針18被定位成往復通過割絨彎鉤組件32之間的間隙 34。在操作中，彎針和割絨彎鉤組件通常以相互交織運動方式分別穿過被限定在每個割絨 和圈絨刺針之間的間隙之間，從而接合在簇絨區相對側上的相應刺針，如圖2所示。如圖1所示，彎針組件30的每個圈絨彎針31通常包括安裝在支架或塊42中的柄部41 ；以及終止於錐形喙或前向端44的前向主體或喉部43。在簇絨機的操作期間，圈 絨彎針如箭頭46所指朝向它們的相應刺針擺動，以便每個圈絨彎針31的喙部44穿到相對 的一對割絨彎鉤組件32之間的間隙34內(圖3)並且接合其相關圈絨刺針18的拉取部分 19，從而拾取並拉動紗線毛圈使其離開圈絨刺針18。當每個彎針31沿箭頭46'的方向往 復向後並且圈絨刺針18豎直往復回到其在襯底材料上方的初始抬升位置時，彎針拾取並 拉動紗線13以遠離刺針18。因此，將沿每個彎針的喙部形成一系列紗線毛圈從而在襯底材 料內形成圈絨簇絨14。如圖1和圖3所示，每個割絨彎鉤組件32包括割絨彎鉤50，該割絨彎鉤50包括 被安裝在支架或支撐件52(圖1)內的柄部51，該柄部51承載彎鉤以便如箭頭53和53' 所指進行往復運動從而與割絨刺針17接合和脫開接合，如圖1和圖2所示。彎鉤50(圖1 和圖3A)均還包括主體部分54和錐形喉部56，該主體部分54遠離柄向上延伸，該錐形喉 部56終止於鉤狀前向端或遠端57並且可以是齊平 以及不齊平的。每個彎鉤還包括拾取側 58 (圖3)，該拾取側58通常處於與割絨刺針17拉取或拾取相對的一側。以與彎針31 (圖 1-2)類似的方式，當彎鉤沿箭頭53的方向朝向和遠離其相關的割絨刺針17往復運動時，隨 著刺針17往復運動到其降下的接合位置而刺入襯底材料，彎鉤的帶刺前部57穿過相鄰的 圈絨彎針31之間並且接合在簇絨區10的相對側上的相關割絨刺針17的拉取部分19。當 彎鉤50的鉤狀或帶刺前部57接合其相關刺針17的拉取部分19並且拾取且拉動紗線遠離 割絨刺針17時，刺針轉向或往復向上並且彎鉤50沿箭頭53'的方向運動。因此，沿彎鉤 50的喉部56形成一系列紗線毛圈。通常如圖1和圖2所示，割絨彎鉤組件32通常在圈絨彎針31之下豎直地間隔開 一定距離，該距離通常近似對應於簇絨機的前刺針17相對於後刺針18的豎直間距。這個 間距通常可以隨形成的圈絨和割絨的絨面高度而變化，並且也基於最終草皮織物內形成的 圈絨和割絨簇絨之間的不同。例如，對於3-6英寸的絨面高度，根據最終簇絨織物的所需絨 面高度，可以使用近似2. 5-4英寸的間距，不過根據需要割絨彎鉤和圈絨彎針之間也可以 使用更大或更小的間距。根據要被形成的紗線簇絨之間的隔距或間距，相應彎針和割絨彎 鉤的豎直間距或高度可以進一步改變，以便能夠在簇絨草皮織物中形成紗線簇絨。這樣更 近間距的割絨和圈絨簇絨可以為簇絨織物的割絨簇絨提供更好的支撐性，這又可以在需要 更少的顆粒材料填充的情況下提供增加或增強的支撐性。可替換地，割絨彎鉤和圈絨彎針可以被定位成其喉部56/43在實質上相同深度或 高度。在這樣的設置中，割絨彎鉤和/或圈絨彎針通常將位於最低的水平以便形成最深絨 面高度的簇絨。一旦從圈絨彎針釋放紗線毛圈，則紗線餵給系統或機構可以被控制成拉回 或拉出紗線以便建立所需的絨面高度差，例如從釋放的圈絨彎針拉回大約50%或更多的紗 線從而實現所需的絨面高度差。割絨彎鉤和圈絨彎針還可以被設置成在彼此間穿過或分別 簡單地接合其相應刺針而不穿過相對的割絨彎鉤或圈絨彎針之間的間隙。此外，割絨彎鉤 和彎針可以被設置或間隔成，根據要形成的人造/合成草或草皮產品所需或所期望的密度 和其他特徵來接合選定的刺針17/18，例如彎針僅接合刺針18的一部分而割絨彎鉤接合剩 餘刺針，或者割絨彎鉤僅接合選定的刺針17而彎針接合剩餘刺針。進一步根據圖1-2所示，每個割絨彎鉤組件32還包括刀片組件61，該刀片組件61 被安裝在臨近其相關割絨彎鉤50的喉部56。每個刀片組件61均包括安裝於支架63 (圖1)內並且具有切割邊緣64的刀刃或刀片62。每個刀刃62均沿其相關割絨彎鉤50的喉部 56關於切割路徑做往復運動，從而接合併切斷沿每個割絨彎鉤的喉部形成的紗線毛圈59， 以便在襯底材料11內形成割絨簇絨16。刀片可以具有與彎鉤同側的切割，即對於右側拉取彎鉤而言是右側刀刃，或者對 於左側拉取彎鉤而言是左側刀刃，並且刀片通常位於與彎針的拉取或拾取區相對的一側 上。可替換地，如圖3所示，在本發明的割絨彎鉤組件32中，刀片62具有處於其相關彎鉤 50的拾取相對側的切割；例如，如果彎鉤是左側拾取彎鉤，則使用右側刀刃或刀片，並且相 反地，對於具有右側拾取彎鉤的彎鉤而言，則使用左側刀刃。刀片62還如圖3所示沿其彎 鉤的拾取側來安裝。因此，隨著刺針與其相關彎鉤接合，刀片還與彎鉤上與其相應割絨刺針 相同的側面對齊並且因而位於該側面上，而不是刺針位於彎鉤上與刀片相對的側面上。此 夕卜，J形切口斜面可以被形成在每個彎鉤50上與其拾取側58相對的側面上。當彎針和彎鉤組件30和32 (圖1)的彎針和彎鉤31/50分別沿箭頭方向47和53 往復運動，並且圈絨和割絨刺針刺入襯底材料時，彎針和割絨彎鉤的喙部和喉部將沒有阻 礙地彼此鄰近地穿過並且將接合其相關圈絨和割絨刺針18和17以便拾取並在每個彎針 和割絨彎鉤的喉部上形成紗線毛圈。之後，當每個割絨彎鉤組件的刀片關於其切割路逕往 復運動時，它們將接合併切斷包含在每個割絨彎鉤的喉部上的紗線毛圈從而形成割絨簇絨 16。同時，當襯底材料沿其行進路徑12運動時，圈絨彎針的喙部上保持的紗線毛圈被簡單 地從彎針拉下，從而將紗線的圈絨簇絨14保留在襯底材料11中，如圖1所示。因此，襯底 織物將具有在單次穿過簇絨機的過程中形成的紗線的割絨和圈絨簇絨。在本發明的又一個可替換實施例中，如圖4A所示，一系列割絨/圈絨彎針或彎鉤 101可以代替沿簇絨機的下遊側與圈絨彎針31相對以形成割絨簇絨的割絨彎鉤。如圖4A 所示，圈絨彎針31彼此間隔開從而在其間限定間隙33，而割絨/圈絨彎針或彎鉤101橫向 間隔開從而在其間限定間隙102。圈絨彎針31對齊於每個割絨/彎針或彎鉤之間的間隙 102，而每個割絨/圈絨彎針或彎鉤均對齊於在每個圈絨彎針31之間形成的間隙33。此外， 在簇絨機的行程或循環期間，當圈絨彎針向前擺動時，沿簇絨區的上遊側定位的割絨刺針 17將穿過圈絨彎針31之間的間隙33從而被割絨/圈絨彎針或彎鉤接合，而沿簇絨區的下 遊側定位的圈絨刺針18將穿過每個割絨/圈絨彎針或彎鉤之間的間隙102，從而被圈絨彎 針31的喙部44接合。每個割絨/圈絨彎針或彎鉤101 (圖4A)通常包括具有被安裝在支架內的後部或 柄部104的主體103，該支架承載割絨/圈絨彎針或彎鉤使其往復運動以與割絨刺針17接 合和脫離，並且每個割絨/圈絨彎針或彎鉤101還包括終止於尖的或錐形前端或前向端109 的喙部或前向部108。夾子111通常被附連於每個割絨/圈絨彎針或彎鉤101的柄部104。 每個夾子111通常由例如彈簧鋼的金屬材料或其他類似的彈性材料製成，可以通過例如 鉚釘、螺栓、焊接等緊固件或本領域公知的其他類似緊固機構將該夾子附連到其彎針主體 103。夾子包括向前延伸的前主體段113並且終止於前端或近端116，該前主體段113具有 接合部分114，該接合部分114抵靠在其所附連的割絨/圈絨彎針或彎鉤101的前向端109 上。如圖4A所示，前向端116稍向外成角度，使得當每個割絨/圈絨彎針或彎鉤的前向端 109碰撞到其相應的割絨刺針17時，可以迫使夾子 遠離割絨/圈絨彎針或彎鉤的喙部從而 允許當從紗線的刺針17拾取或抽取紗線以便沿割絨/圈絨彎針或彎鉤的喙部108形成紗線毛圈時刺針從其間通過。當割絨刺針17縮回以脫離其割絨/圈絨彎針或彎鉤時，夾子可以返回從而壓緊接合於其相應的割絨/圈絨彎針或彎鉤的前向端或喙部，從而保持沿其形 成的紗線毛圈以便被其相關的刀片62切割。圖4B示意性示出了本發明的又一個可替換實施例，其用於形成合成或人造草/草 皮產品，而不必須需要產品多次穿過簇絨機。在這個實施例中，割絨彎鉤組件32的彎鉤50 沿簇絨區的下遊側設置、在對應於第一穿刺深度的高度處、對齊於第一或下遊刺針18的系 列或組，其中所述第一穿刺深度是下遊刺針18延伸到或刺入襯底材料11的深度。彎針組 件30的彎針31通常位於簇絨區T的上遊側、在第二或上遊行刺針的刺針17的下方且與其 對齊。如圖4B所示，彎針31被設置在實質上對應第二穿刺深度的高度處，該第二穿刺深度 是上遊刺針17延伸到或刺入襯底材料的深度。在簇絨操作期間，彎鉤50和彎針31將分別 接合簇絨區的下遊側和上遊側的刺針18和17，且不會在彼此間穿過或彼此交織，如圖4B所 示。彎針和彎鉤將從刺針拾取並牽拉紗線毛圈，且由彎鉤形成的毛圈將被刀片62切割從而 形成點綴有圈絨簇絨14的割絨簇絨16並且該割絨簇絨16具有更大的長度或絨面高度。在本發明的又一個可替換實施例中，如圖5A-7所示，簇絨機T可以包括單個共線 針板，如上所述，該針板具有第一組刺針17'和第二組刺針17〃，這兩組刺針的針尖21' 和21"延伸到或突入到不同高度或穿刺深度。如圖5A-6所示，刺針17'和17"可以被安 裝成沿針板的長度延伸的單個成直線的行，或者可以沿針板交錯，並且如圖6和7所示，通 常在相對側接合割絨彎鉤50和圈絨彎針31。針板也可以由移位機構(未示出)移動，或者 可以被控制從而以正針位類型方式擺動或運動，且基本沿直線行或簇絨行進，從而避免在 成品簇絨織物上形成玉米排(corn-row)效果。進一步如圖5A-7所示，第一和第二組或系 列的共線刺針17'和17」可以被安裝成不同長度，以便一套刺針(即17")比另一套刺針 17'更長並且因而向下延伸得更低，如圖7所示。可替換地，刺針17'和17"可以是基本 相同結構和長度，不過沿針板被安裝在不同高度，以便每個刺針17' /17"的下端或針尖 21'和21"處於不同高度，或者可以包括水平高度的刺針、彎鉤和彎針。如圖6和圖7所示，每個刺針17'和17〃的拉取區或部分19'和19〃對於相應 的刺針17'和17"而言還被轉向成相對的。例如，如圖7所示，對於每對刺針17'和17" 而言，拉取部分19'和19」將被定向成面向相對方向，這能夠使得形成的紗線的割絨簇絨 和圈絨簇絨具有更近的間距或隔距。彎鉤和彎針還可以被設置成接合交替的刺針，例如彎 針可以接合每個偶數刺針17』而彎鉤接合每個奇數刺針17」。可替換地，彎針和彎鉤可以被 設置成接合選定的刺針17』和/或17」，例如彎針接合每第三、第四個刺針等，而彎鉤接合剩 下的刺針，或者彎鉤可以被設置成接合每第三、第四個刺針等，從而根據需要形成更多或更 少的割絨/圈絨簇絨，以便最終的人造草皮/草產品中形成滿意的密度和/或其他樣式效 果。也可以根據需要或根據預期，使用其他的可替換設置。在操作中，如圖5B-7所示，彎針31和彎鉤50將朝向彼此運動而成為交織的設置 從而接合共線刺針行的第一和第二組或系列刺針17'和17」。彎鉤和彎針可以如圖6和圖 7所示被設置在不同高度從而形成具有不同長度或絨面高度的切割端圈絨簇絨。還可以理 解的是，還可以存在利用了共線針板的圈絨彎針和割絨彎鉤的其他可替換設置，包括在簇 絨區的兩側上使用水平割絨圈絨彎針或彎鉤或者使用圈絨彎針或割絨彎鉤，從而形成水平 割絨圈絨簇絨、全部是圈絨簇絨或全部是割絨簇絨。
根據本發明形成的人造/合成運動草或草皮織物還可以用兩個水平的割絨或圈 絨簇絨形成，且通常單次穿過簇絨機，而不需要多次簇絨穿過並在簇絨織物上過度簇絨。在 這樣的系統或設置中，可以提供兩行割絨彎鉤或兩行圈絨彎針，且第一或上遊行割絨彎鉤 與下遊或第二行割絨彎鉤/圈絨彎針大體豎直地間隔開。此外，通常可以使用兩個不同長 度的刺針，不過也可以使用具有基本相同長度的刺針，將所述刺針安裝在獨立的針板上，並 且刺針可以在其高度或深度方面交錯從而允許不同的穿刺水平。此外，刺針可以以交錯刺 針構造或間距被安裝單個針板上，或者刺針可以沿針板設置在一條直線內，並且針板的行 程可以基於最長刺針刺入並接合其相應割絨彎鉤所需的行程或穿刺深度。此外，割絨彎鉤 可以成對隔開從而允許每對之間足夠的間距以便刺針從其間刺入針板的縫而不會過分減 弱針板，以便確保當彎鉤或彎針穿過其間時準確地接合併拾取刺針上的紗線毛圈，特別是 當簇絨機的隔距變窄時。此外，還可以理解的是，除了例如控制向刺針餵給紗線和移動針板以防止拉出過 量紗線並將紗線留在襯底材料頂面上的機構或裝置之類的各種樣式機構或系統之外，還可 以使用用於形成各種樣式效果的系統/附連件，包括襯底餵給移位器和其他樣式系統，所 述樣式效果例如刻紋或紋理簇絨效果、或使用各種不同顏色和色調的紗線來形成標示或其 他設計。例如，本發明系統可以利用例如Card-Monroe Corp.的Virtual Weave 的襯底控 制系統來控制襯底材料的移動。這樣的襯底餵給控制器還可以與移動針板以及樣式紗線餵 給機構相結合使用，從而提供進一步加強的所需視覺效果的樣式和成形。此外，也可以使用 正針位，從而當針板往復運動以在襯底材料內形成簇絨時它們跨過襯底材料側向前後增量 地移位，且還逐步移位以形成樣式，以便繃緊和基本消除簇絨的行效果，從而產生更緊實、 更自然的外觀和更密的簇絨感。這可以有助於減少支撐簇絨所需的填充物量，並且更好地 控制紗線餵給從而允許使用更低的紗線重量和減小的簇絨絨面高度，以便得到增強了運動 員舒適性、支撐性和球反彈性所需的理想的密度。因此，利用本發明的原理，可以使用單次穿過的簇絨操作或生產而不需要過度簇 絨來形成人造/合成運動草或草皮織物或產品，藉此，襯底材料第一次穿過第一簇絨機(即 圈絨機)並且之後最初簇絨材料在第二次穿過或操作中被引至並經過第二簇絨機。此外， 可以形成具有足夠密度、高度和間距的圈絨簇絨，從而增強通常具有更高的絨面高度的割 絨簇絨的支撐性，其中通過使得彎針穿過前一行刺針到達後一行刺針的操作來形成圈絨簇 絨，這樣產生的簇絨將基本不用割絨刺針縫過圈絨簇絨。此外，割絨簇絨可以通過如下步驟 形成，即，使得彎鉤通過後一行刺針到達前一行刺針來在織物中形成割絨簇絨，且不需要對 圈絨簇絨過度縫製。因此，成品簇絨草皮織物可以具有增強的剛性，其中圈絨簇絨支撐割絨簇絨從而 使得最終草皮織物中的這種簇絨更加緊實並且能更好地抵抗由於負載(例如在運動期間 的碾壓力)而產生的彎曲。此外，使用如上所述的各種樣式裝置可以允許割絨和圈絨簇絨 的可變絨面高度，從而改變簇絨草皮織物的特性以滿足各種所需的緩衝、支撐、球滾動和球 反彈的標準，且同時也有助於減少支撐簇絨所需的顆粒物質的填充量，並且還能夠在最終 簇絨草皮織物中形成各種設計或樣式效果。本發明還能夠在更細或更小隔距(即5/32-1/16隔距)地毯的生產被最小化時使 得先前縫製的紗線毛圈被割絨彎鉤接合從而允許彎針和彎鉤穿過其間限定的間隙，且還能夠使得刺針行之間的交錯被減小到近似1/2英寸-近似1/4英寸或更小且刀片不會接合先 前縫製的毛圈或以其他方式接合和幹涉彎針的操作。因此，在交錯減小的情況下，側面匹配 的問題，即地毯左側縫線和右側縫線的匹配問題被最小化，因為可以減小交錯，這相應地減 少了當襯底材料穿過簇絨區時襯底材料的拉伸和/或頸縮。 本領域的技術人員還應該明白，雖然已經參考上述 優選實施例描述了本發明，不 過在不脫離如所附權利要求所述的本發明精神和範圍的情況下，可以產生大量的變化、修 正和增補。
權利要求
一種形成人造/合成運動草皮的簇絨機，包括位於鄰近所述簇絨機的簇絨區的上遊側的第一行刺針，每個刺針均具有沿其形成的拾取區並且承載人造草紗線以便將其引入運動通過所述簇絨區的襯底；跨過所述簇絨區與所述第一行刺針橫向間隔開的第二行刺針，所述第二行刺針均具有拾取區並且承載合成草紗線以便將其引入基底織物；一系列彎針，所述彎針能在所述第一行刺針的所述刺針之間運動來接合所述第二行刺針的所述刺針從而從其接合併拾取紗線以便在所述襯底內形成圈絨簇絨；一系列彎鉤，所述彎鉤位於與所述彎針相對並且處於與所述彎針不同的高度處，所述彎鉤能在所述第二行刺針的所述刺針之間運動來接合所述第一行刺針的所述刺針從而從其拾取紗線；以及一系列刀片，每個所述刀片均位於沿一個所述彎鉤的拾取側並且適於接合由所述彎鉤所拾取的紗線從而在所述襯底內形成割絨簇絨。
2.根據權利要求1所述的簇絨機，其中所述刀片具有與所述彎鉤的拾取相對側的切割。
3.根據權利要求2所述的簇絨機，其中所述刀片是右側切割並且所述彎鉤是左側拾取。
4.根據權利要求2所述的簇絨機，其中所述刀片是左側切割並且所述彎鉤是右側拾取。
5.根據權利要求2所述的簇絨機，其中所述刀片大體上對齊於所述第一行刺針的所述 刺針。
6.一種形成人造/合成草皮的方法，包括 沿行進路徑使襯底運動通過簇絨區；使所述襯底接合於第一行間隔開的刺針，所述第一行間隔開的刺針承載多條紗線通過 所述襯底到達第一穿刺深度；使所述襯底接合於第二行間隔開的刺針，所述第二行間隔開的刺針跨過所述簇絨區與 所述第一行刺針橫向間隔開並且承載多條第二紗線通過所述襯底到達第二穿刺深度；使多個彎鉤運動跨過所述第二行刺針的刺針之間的所述簇絨區並且接合由所述第一 行刺針的刺針所承載的通過所述襯底到達第一穿刺深度的紗線；使一系列刀片往復運動接觸由所述彎鉤所接合的紗線從而在所述襯底內形成割絨簇 絨；以及使一系列彎針運動跨過所述第一行刺針的刺針之間的所述簇絨區並且接合由所述第 二行刺針的刺針所承載的通過所述襯底到達所述第二穿刺深度的紗線從而在所述襯底內 形成圈絨簇絨。
7.根據權利要求6所述的方法，其中沿每個彎鉤的拾取側設置所述刀片包括使得每個 刀片對齊於所述第一行刺針中的刺針中的一個刺針。
8.根據權利要求6所述的方法，還包括使用所述刀片來切割被接合在所述彎鉤上的一 系列紗線從而形成所述割絨簇絨。
9.根據權利要求6所述的方法，還包括相對於所述襯底側向移動所述刺針。
10.根據權利要求6所述的方法，其中所述第一穿刺深度比所述第二穿刺深度延伸到更低的高度。
11.根據權利要求6所述的方法，還包括將所述彎鉤置於近似對應於所述第一穿刺深 度的高度，並且將所述彎針置於對應於所述第二穿刺深度的高度。
12.—種形成人造/合成草草皮產品的系統，包括多個刺針，所述刺針能往復運動出入襯底材料，且包括承載合成草紗線通過所述襯底 材料到達第一穿刺深度的第一系列刺針和承載合成草紗線通過所述襯底材料到達第二穿 刺深度的第二系列刺針；多個彎針，所述彎針被安裝在所述第一系列刺針的下方並且適於接合所述第二系列刺 針從而在所述襯底材料內形成圈絨簇絨；以及多個割絨彎鉤組件，所述割絨彎鉤組件被安裝成與所述彎針成相對的面對設置，且所 述割絨彎鉤組件包括適於接合所述第一系列刺針並從其拾取紗線毛圈的一系列割絨彎鉤 以及均對齊於一個所述彎鉤從而接合併切割由割絨彎鉤拾取的毛圈的一系列刀片以便在 所述襯底材料內形成割絨簇絨；其 中所述割絨彎鉤位於對應所述第一系列刺針的所述第一穿刺深度的高度，並且所述 彎針位於對應所述第二系列刺針的所述第二穿刺深度的高度並穿過所述第一行刺針的所 述刺針之間從而接合所述第二行刺針。
13.根據權利要求12所述的系統，其中所述第一穿刺深度比所述第二穿刺深度延伸到 更低的高度。
14.根據權利要求12所述的系統，其中所述多個刺針的所述第一系列刺針和所述第二 系列刺針被設置成沿單個針板在一條直線內。
15.根據權利要求12所述的系統，其中所述多個刺針的所述第一系列刺針和所述第二 系列刺針被設置成橫向間隔開的行。
16.根據權利要求12所述的系統，其中所述刀片具有與所述割絨彎鉤的拾取部分相對 側的切割。
17.根據權利要求15所述的系統，其中所述刀片是右側切割並且所述彎鉤是左側拾取。
18.根據權利要求15所述的系統，其中所述刀片是左側切割並且所述彎鉤是右側拾取。
19.一種形成人造/合成草草皮產品的簇絨機，包括第一組刺針，所述第一組刺針能往復運動出入襯底材料，其中所述第一系列刺針承載 一系列合成草紗線通過所述襯底材料到達第一穿刺深度；第二組刺針，所述第二組刺針與所述第一系列刺針橫向間隔開並且能往復運動出入所 述襯底材料，其中所述第二系列刺針承載另一系列合成草紗線通過所述襯底材料到達第二 穿刺深度；一系列彎針，所述彎針被安裝在所述襯底材料下方並且適於接合所述第二組刺針中的 選定刺針從而在所述襯底材料內形成圈絨簇絨；以及一系列割絨彎鉤組件，所述割絨彎鉤組件被安裝在所述襯底材料下方與所述彎針成相 對的面對設置且與所述彎針間隔開，所述割絨彎鉤組件均包括適於接合所述第一系列刺針 中的選定刺針並從其拾取紗線毛圈的一系列割絨彎鉤以及均對齊於一個所述彎鉤從而接合併切割由割絨彎鉤拾取的毛圈的一系列刀片以便在所述襯底材料內形成割絨簇絨；其中所述割絨彎鉤位於對應所述第一組刺針的所述第一穿刺深度的高度，並且所述彎 針位於對應所述第二組刺針的所述第二穿刺深度的高度，從而形成具有不同絨面高度的合 成草紗線的割絨簇絨和圈絨簇絨以便足以提供所需密度從而使得能夠在單次穿過的過程 中形成所述人造/合成草草皮產品。
20.根據權利要求19所述的簇絨機，其中所述刀片具有與所述割絨彎鉤的拾取部分相 對側的切割。
21.根據權利要求19所述的簇絨機，還包括一對針板。
22.根據權利要求21所述的簇絨機，其中所述第一組刺針被安裝於所述針板中的下遊 針板，並且所述第二組刺針被安裝於所述針板中的上遊針板。
23.根據權利要求19所述的簇絨機，其中所述第一組刺針和所述第二組刺針被安裝成 沿單個針板在一條直線內。
全文摘要
用於形成合成/人造草或草皮產品的系統和方法，其中在襯底材料內形成一系列人造/合成草絲或紗線的簇絨。該系統通常將包括沿簇絨區安裝的間隔開的刺針行，並且所述刺針往復穿過襯底到達不同穿刺深度。一系列彎針和一系列彎鉤被對齊於且接合於刺針以便在襯底材料中形成具有不同長度的紗線的割絨和圈絨簇絨。
文檔編號E01C13/08GK101835931SQ200880112987
公開日2010年9月15日 申請日期2008年8月25日 優先權日2007年8月24日
發明者A·尼利, C·戈德弗裡, W·霍爾 申請人:卡德-門羅公司