一种无纱网棉被胎的制造方法及其磨棉机 所属技术领域
本发明属于使用棉花纤维制造纺织品技术领域，应用于人们睡眠时所用被子的棉被胎生产。
背景技术
以往人们制造的棉被胎表面是有纱网的。纱网的作用是防止构成棉被胎的棉花纤维分裂进而脱落。纱网经磨棉机压磨后处处同其内的棉花纤维结合在一起，因而能将棉花纤维成型制成耐折叠或皱折的被胎。但这种有纱网的棉被胎，其柔软度不够，使用时间长了以后易结块，致使人们盖在身上睡觉时，在人体与被子之间局部常有较大距离的空隙。这样就产生了人们睡觉时对外界感到不够暖和的感觉。
这种有纱网的棉被胎制造包括如下工序：A.梳花成卷。就是将皮棉用梳花机进行梳花，使皮棉纤维经梳理后按一定的水平方向排列，减少竖向纤维的数量，因而梳理后的皮棉相当膨松。由于皮棉在梳花机入口处按一定宽度连续地喂棉，出口处总是按相应宽度连续地产出梳花棉。为了备用，可用一根细竹杆将一定长度梳花棉卷起来。B.展铺压平。根据用户需要尺寸，将所需尺寸的纱网平铺在磨棉机地工作平台上，再将成卷的梳花棉在纱网上展开平铺。展铺时，同层的梳花棉方向相同，相邻梳花棉的边略有重叠；相邻层的梳花棉之间垂直地纵横交错。这样层层重叠直到完成用户所需的重量。最后，再盖一层相同尺寸的纱网。进而用浅底大网眼的竹箩器具将重叠的梳花棉粗略地手工压平。C.压磨修边。它具有如下两个步骤：(1)将磨棉机的压磨板放下，开机旋转。这种旋转被限制在同一水平面进行。待梳花棉同纱网粘结后停机。(2)通过磨棉机的升降机构，将压磨板移开到高处；把被加工物翻一面，用手把边修直、角修方。之后再把压磨板放下开机磨棉，待梳花棉同纱网粘结后停机。
上述所用磨棉机带有一个电机推动的升降机构和一个电机推动的匀速转动的机构；它还带有一块方形的压磨板，该板由质地较密的天然植物板材拚制而成，面积与人们日常生活用的棉被大小相当。质地较密的天然植物板材，其性能必须保证压磨时不粘梳花棉纤维。我国传统的制造棉被胎技术，是采用乌桕树板材，它是从众多的木材中选择出来的材料，历经数百千年。如今能见到的乌桕树压磨板，只是一块近半平方米大小，仅适合于手工操作压磨，由小作坊生产者使用。他们通常是从继承上一代人的作业那里得到那么一小块乌桕树压磨板。但这种板材，今天已很稀缺，几乎找不到足够多块拚成上述面积大小的压磨板。压磨板的几何中心通过一轴承垂直地固定一转轴；此转轴经一段距离的横向弯曲后再弯曲到原来的方向，因此转轴的上部用一轴承被限制在原处旋转时，经弯曲后的下部端点所扫描的轨迹是一半径为该段距离的圆。一般来讲，此圆的半径只有十公分左右。由于压磨板的几何中心与转轴通过一轴承相固定，压磨板上每一质点同时参与两种分运动：(1)一是绕自身几何中心的转动；(2)二是转轴带动的转动；对于后一分运动，其转动中心并不是在自身的几何中心上，而是转轴上部分在压磨板上的垂直投影位置。由于压磨板绕自身的几何中心转动是自由的，该垂直投影位置可以组成绕几何中心点的一个圆，它的半径与上述圆的半径相等；圆周上每一点，皆代表此分运动的某一瞬时旋转中心。对于压磨板上的任一质点，它的某一时刻的运动方向是绕几何中心的转动与绕所述任一瞬时旋转中心转动的合成方向。又因为绕几何中心转动的能量，系由绕瞬时旋动中心的能量通过与被加工物的摩擦做功转化而来，此功的大小与压磨板同被加工物之间的摩擦性质有关；当质点离几何中心点的距离给定时，这种能量大时，相应质点的线速度就大，反之线速度就小。这样当我们考察相对于工作平台或地面为静止的与压磨板平面相重叠平面上的点时，两种分运动的合成结果，使先后经过此点的压磨板上的质点的速度方向在一段时间内构成一个集合，此集合的元素代表了经过此点的质点的无限个运动方向；其图象是由此点向外辐射，辐射范围可以是360度或小于此角度，但在相应的辐射角内，其速度方向总是无限多个。正因为先后经过此点的质点的运动方向是无限多个，当被加工物受压磨板运动的驱使时，梳花棉纤维才被拉向各个方向与其它物如纱网粘结在一起。
长期以来，人们的直觉是外表面不用纱网的棉被胎不可能牢固。总是认为制作出来的棉被胎稍经拉扯就会分裂，不能满足人们日常生活的使用。因而，在纱网不能从市场上购买到时，制造者总是用纱线如蜘蛛结网般在梳花棉纤维表面编织手工纱网，借以提高棉被胎的抗拉扯性能。为了制造无纱网棉被，研究开发者又总是偿试了得到的结果总是失败的各种方法，其中包括上已述及的有纱网棉被胎的制造方法，只是在它的展铺压平的工序里省去了平铺纱网。结果发现，经压磨板压磨后，就是用国家上等的优质皮棉制造也未能成功；被加工物的棉花纤维松散，表面无法结皮成型。从理论上讲，使用优质的棉花纤维制造无纱网被胎，只要其表面结皮，它的抗拉扯性能就足以满足人们日常生活的使用需要。基于所述的失败，人们认为要制造无纱网棉被胎，它的方法与制造有纱网的方法相比一定有本质上的差异，因而相应的设备也一定存在相当大的悬殊。
【发明内容】
本发明的目的在于克服上述的不足之处，提供一种表面结皮的无纱网棉被胎的制造方法及其磨棉机。
本发明的目的可以这样达到：
一种无纱网棉被胎的制造方法，它包括如下工序：
(1)优质皮棉梳花成卷；
(2)展铺压平；
(3)压磨修边，它具有：
(3.1)一定的压磨转速，和
(3.2)由压磨板自身产生的一定的压强，以及
其特征在于：
(3.3)在压磨板与棉花纤维二者之间具有贴在压磨板板面上的一层福建省青山纸业股份有限公司生产的337克牛全木浆牛皮卡纸与棉花纤维之间所确定的动态磨擦性能。
所述(1)优质皮棉梳花成卷，就是将符合国家一级标准的皮棉用梳花机进行梳花，使皮棉纤维经梳理后按一定的水平方向排列，减少竖向纤维的数量，因而梳理后的皮棉相当膨松。由于皮棉在梳花机入口处按一定宽度连续地喂棉，出口处总是按相应宽度连续地产出梳花棉。为了备用，可用一根细竹杆将一定长度的梳花棉卷起来。
所述(2)展铺压平，就是将成卷的梳花棉根据用户需要的尺寸，在磨棉机的工作平台上展开平铺。展铺时，同层的梳花棉方向相同，相邻梳花棉的边略有重叠；相邻层的梳花棉之间垂直地纵横交错。这样层层重叠直到完成用户所需的重量。最后用浅底大网眼的竹箩器具将重叠的梳棉花粗略地手工压平。
所述(3)压磨修边，就是将展铺压平好的梳花锦即被加工物，在满足下面即将述及条件的情况下，依次进行如下两个步骤：一是将磨棉机的压磨板放下，使压磨板自身的重量完全落在被加工物上，把被加工物夹在压磨板与工作平台之间，然后开机旋转。显然，这种旋转受工作平台台面的约束，被限制在同一水平面上进行。待梳花棉纤维自行粘结成皮后停机。二是通过磨棉机的升降机构，将压磨板移开到高处；把被加工物翻一面，用手把边修直、角修方。之后再把压磨板放下开机旋转，待梳花棉纤维自行粘结成皮后停机。
所需满足的条件包括(3.1)一定的压磨转速和(3.2) 由压磨板自身产生的一定的压强，以及(3.3)在压磨板与棉花纤维二者之间具有贴在压磨板板面上的一层福建省青山纸业股份有限公司生产的337克牛全木浆牛皮卡纸与棉花纤维之间所确定的动态磨擦性能。正如背景技术部分指出过的，被加工物平铺在工作台面上相对于地面是静止的，位于其表面上任意点所确定的位置上的任意一根棉纤维，先后都受压磨板板面上相对应的一系列不同运动方向质点的作用；任意时刻所对应的质点对它作用的结果是将它拉向自己的运动方向同其它棉纤维结合在一起。从这种微观机理看，每根棉纤维运动的能量来源于自身同压磨板面的摩擦做功，而运动的速度或者动量则来源于所接受的冲量。所以压磨板的转速与给付冲量的时间有关，而压磨板对被加工物产生的压强同单根棉花纤维与压磨板之间的动态摩擦系数的乘积则与给付冲量的力有关。因此，每根棉纤维都能得到一定的冲量是梳花棉纤维自行粘结成皮的条件。当压磨转速和压磨板自身产生的压强给定时，如果压磨板与棉花纤维二者之间的动态磨擦性能达不到，因而所需的冲量也达不到，被加工物表面就无法形成一层皮。但不要误以为只要压磨板表面要求粗糙就可以。事实上，当表面粗糙时，从微观机理看，位于被加工物表面上的任意一点的两根或是更多的梳花棉纤维同时得到相同的冲量，因为它们组成一股足够粗的纤维，而无法在表面相互粘结进而结出一层皮。这正是人们所称的粘棉现象。讲(3.3)所确定的动态磨擦性能，其含义是指压磨板板面不仅不粘棉，而且还能通过磨棉机的压磨板的运动给付位于被加工物表面每一个点上的每根梳花棉纤维以一定的大小的冲量，但它们的方向却可以互不相同，因而表现出不同梳花棉纤维相互粘结的性质进而具有完成表面结一层皮的功能。一种无纱网棉被胎的制造方法所用的磨棉机，它带有：
(1)一个电机推动的升降机构；
(2)一个电机推动的匀速转动机构；
(3)一个方形的工作平台，和
(4)一块面积与工作平台相配套的位于工作平台正上方的方形质地较密的天然植物压磨板；以及
(5)一端通过一轴承垂直地固定在方形压磨板几何中心的转轴，此转轴经一段距离的横向弯曲后再弯曲到原来的方向；转轴的另一端由(2)转动机构驱动；压磨板(4)通过与自身四个角相连的软绳由(1)的升降机构驱动；
其特征是：
(4.1)在(4)中所述的方形质地较密的天然植物压磨板板面上贴一层福建省青山纸业股份有限公司生产的337克牛全木浆牛皮卡纸。
方形工作平台的用途是用于展铺成卷的梳花棉，支撑被加工物。板面上贴层福建省青山纸业股份有限公司生产的337克牛全木浆牛皮卡纸的压磨板通过电机推动的升降机构可盖在被加工物上，而将它夹在工作平台与压磨板之间。此时压磨板自身的重量全部施加在梳花棉被加工物上。当电机推动的匀速转动机构工作时，由于转轴的匀速转动以及压磨板自身可以绕几何中心旋转，压磨板同时参予两个分运动：一是转轴带动的匀速圆周运动；二是绕自身几何中心的圆周运动，此转动的动力来自压磨板与被加工物之间的摩擦力。正如背景技术部分所分析的，被加工物表面上的任意一点，它相对于地面是静止的，压磨板面上的众多质点由于同时参予所述的两个分运动，先后经过此点的众多乃至于无限多个质点，它们的运动方向是互不相同的，其速度图象是由此点向外辐射。正因为如此，位于此点的梳花纤维才有可能被拉向各个方向同其它梳花纤维结合在地起。
本发明相比现有技术具有如下优点：
1、被加工物表面成皮迅速；
2、磨棉机可用于生产带纱网的棉被胎；
3、与本发明最相近的生产带纱网棉被胎的工艺相比，从工序上看无差别，这样就保证了相应的现有带纱网棉被胎生产者操作技能上的延续性；
4、设备改进简单，只要贴一贴纸即可；
5、所得产品为优质纯棉制品，为我们人类自身生活增添了一款天然绿色环保产品，由于设备改进简单，生产技术就容易推广和普及，因而有好的社会效益。
【附图说明】
附图是本发明压磨机省略电机驱动的升降机构和匀速转动机构后的结构示意图
图中1是地平面3是方形工作平台5是方形质地较密的天然植物压磨板7是长条形方构件9是转轴11是轴承13是牛皮卡纸
【具体实施方式】
本发明下面将作进一步的说明。兹以生产一床重3Kg、长2米宽1.5米的无纱网棉被为例。(1)优质皮棉梳花成卷。将优质皮棉在宽度为1米的梳花机上进行梳花，喂棉时，按重量0.3Kg为一卷方式进行，长度按所欲加工的棉被宽度控制。这样得到宽度为1米、长为1.5米的梳花棉，共10卷。(2)展铺压平。将成卷的梳花棉在磨棉机的工作平台上展开平铺。展铺时按长2米宽1.5米的尺寸进行。同层的梳花棉方向相同，相邻梳花棉的边略有重叠；相邻层的梳花棉之间垂直地纵横交错。这样层层重叠直到用完10卷为止。最后，用浅底大网眼的竹箩器具将重叠好的梳花棉粗略地手工压平。(3)压磨修边。通过升降机构将贴有一层福建省青山纸业股份有限公司生产的337克牛全木浆牛皮卡纸的压磨板放下，此压磨板的尺寸为长2.2米、宽1.85米，重量约为55公斤。磨棉机的转轴转速控制在每分钟69转。开机磨棉。待表面结皮后停机。通过磨棉机的升降机构，将压磨板移开到高处；把被加工物翻一面，用手把边修直、角修方。之后再把压磨板放下开机磨棉，待梳花棉结皮后停机即成。
上面所述及的棉磨机，方形工作平台(3)位于地平面(1)上，台面至少1.85米宽、2.2米长。由厚度约为2公分的质地较密的天然植物压磨板块组成的方形压磨板(5)，面积大小与工作台面相对应，长2.2米、宽1.85米，重量约为55公斤用纵横两条十字长条形方构件(7)将它们固定。轴承(11)装在压磨板(5)的几何中心的正上方，位于长条形方构件(7)内。轴承(11)内套转轴(9)的下端头，上部与电机推动的匀速转动机构相固定。压磨板(5)四角用软绳与电机推动的升降机构相连接。当电机推动的升降机构工作时，压磨板(5)垂直升降，将压磨板连同固定的转轴(9)上端的电机推动的匀速转动机构从工作平台(3)上抬起或放下。当电机推动的匀速转动机构转动时，转轴(9)绕自身上部的轴中心线旋转，转速以每分钟70转左右为宜。压磨板(5)板上贴一层福建省青山纸业股份有限公司生产的337克牛全木浆牛皮卡纸(13)。