[发明专利]用于毡制三维物体的方法及装置

说明书

技术领域

本发明整体涉及毡制法。本发明具体涉及用于毡制三维物体的装置及方法。

背景技术

羊毛絮(即从羊身上剪下来的羊毛)在与碱性溶液、加热和搅拌处理相结合时具有压缩并连结成所谓毡制品的致密材料的独特能力。毡制羊毛的方法起源于亚洲北部的高地，迄今已有2000年的历史，该方法已经受到全世界气候寒冷的地方的欢迎。毡制法传统上用于制造诸如毛毯、墙帷和制衣织物等扁平物体。

毛毡制品存在很多优点。在美学上，毛毡制品触摸舒服，能够保持美丽的颜色，并且暖和而舒适。在物理学上，毛毡制品具有一致的项部，能够在不拆解的情况下进行切割，耐用而具有防护性，隔离温度、声波和振动，带走水分并且在浸湿情况下也能保持其隔离能力。根据毡制品的厚度不同，毡制品可以如丝一般柔软而轻盈，或者如皮革一般厚重而刚硬。所有这些都是适于家居、商业和工业应用所需的特性。

毡制品可以以很多方式使用。例如在制衣领域中，构造衣服和毛毡制品的附属物的方法受限于模切扁平毡制品的样件，将这些样件进行划线、折叠并粘结或缝合在一起以制成成形件。工业上通过将树脂注入纤维中，并将其压在模具中以获得所需成形件的形状，从而制造诸如立体声扬声器的纸盆等毡制部件。另一种方法涉及在车床上车削厚的扁平毡制件以形成管，将管切割并弯成圆形，将端部缝合在一起以形成“O”形圈。

在毡制之前，冲洗、洗涤或清洗羊毛纤维以从纤维上去除任何杂质，从而使得纤维能够接受另外的处理(纺制、染色、机织、毡制)。羊毛也可以进行碳化，这是涉及浸入稀硫酸中以从纤维上去除粘附物的过程。原始纤维上含有的任何天然蜡、油和油脂以及工厂用于进行润滑的任何油都分解并溶解在溶液中，并借助于肥皂保持在悬浮(乳化)状态，直到将纤维再次漂净为止。该过程与毡制过程是分开的。将羊毛纤维梳制(梳理)整齐并卷制成羊毛絮。然后在毡制过程中应用羊毛絮。通过对羊毛纤维的表面应用碱性溶液、加热和搅拌处理(反复施加压力)而实现毡制。暴露于水分和热量使得羊毛纤维膨胀并舒展，鳞片打开，从而使其容易搅拌，这是毡制过程中的关键因素。

通常来说，如Tom Beaudet^1998在“清洗羊毛纤维和纺织品(Washing Wool Fibre and Textiles)”中所提出的，人们一致认为，并非单个因素而是多个因素的组合导致羊毛毡制。来源参见：www.fibrearts.org。毡制过程中的第一个最常见因素是羊毛纤维表面上的表皮鳞片的连结。当纤维彼此作用时，鳞片连结在一起。第二个因素是蠕变。在外应力的作用下，纤维趋于朝向其根部滑移或移动，从而将相邻的纤维拉向自己。第三个因素是在弱碱性溶液中羊毛纤维具有优良的伸长和恢复特性。其原理在于，在某些条件下并且在相同的空间中具有大量纤维的情况下，纤维将拉伸并恢复从而与其相邻纤维形成越来越紧密的聚集体。第四个因素是纤维的自然扭曲。当置于水中或者饱和氛围中时，纤维趋于扭曲并非常快速地旋转直到静止。当相同的纤维置于干燥氛围中时，其趋于恢复到其初始干燥形式，并向回扭曲和旋转。第五个因素与第四个因素类似，但是涉及在浸湿条件下纤维的毛表皮与毛皮质的反应程度之间的区别。其原理在于，在浸湿条件下毛皮质趋于比毛表皮更大程度地收缩，因此导致纤维卷曲，当纤维干燥时这种卷曲停止。

人们相信，上述全部因素都在一定程度上有助于羊毛纤维的毡制质量。举例来说，第一个因素并非单独地决定毡制，因为在受控条件下去鳞的羊毛纤维样品仍然具有良好的毡制质量。人们基本上一致地认为，在存在碱性溶液(pH7至pH9)的情况下应用加热和搅拌处理将产生最佳的毡制条件。强碱性化学制品对于羊毛具有腐蚀性，通常应该避免。参见Tom Beaudet^1998在“清洗羊毛纤维和纺织品(Washing Wool Fibre and Textiles)”中所述。来源参见：www.fibrearts.org。

可以通过将温和的肥皂或清洁剂添加到水中来简单地制备可以用于进行毡制的碱性溶液。这种溶液用作表面活性剂，从而使水能够渗入纤维中，并且提供润滑作用，从而减少纤维的损伤并允许形成更紧密的纤维聚集体。

制成三维毡制品成形件