JP3468522B2 - パイル製品を製造する方法および装置およびその製品 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、他の細長いパイル製品と整列させそして裏
材料支持体に取り付けてパイル表面構造体を構成すると
き、床および壁のカバーとして有用である細長いパイル
製品、および細長いパイル製品を製造する方法および前
記製品の製造方法において有用な支持マンドレルに関す
る。

従来、細長いパイル製品は、シュニール型糸として、
パイルウェザーストリップとして使用するために製造さ
れてきているか、あるいは支持ストランドおよび加工か
ら仕上げられたカーペットとして生ずるパイル糸のカー
ペット大きさのｘ−ｙ配列の一部分として製造されてき
ている。シュニール型糸は、時間を消費する経費のかか
る製織方法による以外、それら自体カーペット構造体に
アセンブリングすることができない。ウェザーストリッ
プ製品はストランドに沿って嵩高糸の個々の束を提供せ
ず、そして連続糸源を使用する方法により製造するよう
に設計されず、そしてコンパクトな並列アセンブリーの
ための狭いストランドを使用して設計されない。カーペ
ット大きさのｘ−ｙ配列法は複雑な方法であり、ここで
プロセスの張力および個々のパイル製品の結合品質をコ
ントロールすることは困難であり、そしてこの方法は高
い密度のタフト／平方インチを生成するためにカーペッ
トにおいて使用できるパイル製品を製造しない。ストラ
ンドの幅およびストランド上の糸のピッチは、使用する
糸束の直径と比較して大きい。この方法は、また、包装
しそしてカーペットの製造業者への供給材料として販売
できる、中間の直立パイル製品を製造しない。ｘ−ｙ配
列法により製造されたパイル製品は、通常、接着剤を使
用して糸を支持ストランドに取り付けそしてパイル製品
を裏材料に取り付け、これは他のポリマー成分を構造体
に添加し、そして厄介であり、加工が困難であり、そし
て使用後製品の基本材料をリサイクルするとき問題を生
ずる。

簡単な費用のかからない方法により製造することがで
きそしてパイル表面構造体の製造のための裏材料支持体
と組み合わせるための供給材料として包装または直接使
用するように設計される、高い密度で配置された束から
なる低いコストの細長いパイル製品が要求されている。
また、包装しそしてカーペット製造法において取り扱う
ことができる、強い、信頼性のある細長いパイル製品が
要求されている。

発明の要約 本発明のパイル製品は、周囲表面を有する連続長さの
支持ストランド、支持ストランドの表面上のある位置に
対して接線方向の参照平面、および支持ストランドに固
定されたフィラメントの複数の束からなる。束の各々
は、ループの形態または個々のタフトの形態であること
ができ、一緒に結合しかつ周囲表面上の前記位置に沿っ
て周囲表面に固定されたフィラメントの密な部分を有す
る。束の各々の参照平面とある角度を形成する。

支持ストランドに沿った互いに対する束の関係は、支
持ストランド（ピッチ）に沿った結合の間の距離および
束の直径により規定される。本発明のパイル製品は、次
の関係に従う特徴を有することができる： １）束の直径と比較した支持ストランドの長さに沿った
フィラメントの隣接する束の間の距離の間の比を記載す
る束のピッチ／束の直径の比（P/D）。

２）束の直径と比較した支持ストランドの幅の間の比を
記載する支持ストランドの幅／束の直径の比（W/D）。

３）ストランドの幅×支持ストランドの単位長さに沿っ
た糸束の単位長さおよび面積により定められた投影され
た支持ストランドの面積の間の関係を記載するストラン
ドの面積／束の面積の比（SA/BA比）。

本発明のパイル製品を製造する方法は：連続長さのフ
ィラメント束を張力下に偏心ガイドの回転中心に供給
し；ガイドを回転させて前記フィラメント束を複数の細
長いうねを有する中空支持体の回りに巻付けて前記束の
ループを形成し；材料の連続ストランドを前記うねの少
なくとも１つに沿って支持体と支持体上に巻付けられて
いるフィラメントの束との間に供給し；束中のフィラメ
ントを互いにかつストランドに結合し；前記ループを切
断して細長いパイル製品を形成し；そして前記細長いパ
イル製品をさらに加工するために前進させる；ことから
なる。

ストランドの回りに巻付けられたフィラメントのため
の支持マンドレルは：複数の細長いうねをもつ細長い本
体部材、前記本体部材は中央の通路を有しかつ少なくと
も１つの細長いうねと整列し、前記中央の通路から前記
うねに沿って動くストランドを案内するガイドを有す
る；からなる。

図面の簡単な説明 第１図は、細長いパイル製品を製造する方法の線図で
ある。

第2A図、第2B図および第2C図は、本発明の細長いパイ
ル製品の斜視図および異なる端面図である。

第3A図および第3B図は、本発明のパイル製品について
の別の端面図である。

第4A図、第4B図および第4C図は、本発明の細長いパイ
ル製品の製造において有用な支持マンドレルの断面端面
図および側面図である。

第5A図〜第5D図は、張出し部分をもつ突起部分を有す
る支持体の略斜視図である。

第6A図〜第6D図は、第5A図〜第5D図に表した支持体に
取り付けられた細長いパイル製品の端面図である。

第７図は、本発明の細長いパイル製品からカーペット
を製造する方法の概略的図解である。

第8A図は、タフト強度および結合強度／超音波ホーン
により発揮された圧力に関するグラフである。

第8B図および第8C図は、力を加えて強度を試験するこ
とを図解するパイル製品の略線図である。

第９図は、複数のパイル製品を同時に形成する方法の
線図である。

第10図は、パイル糸の直径を測定する１つの方法を示
す線図である。第11A図は、タフティング機械で製造し
たカーペット中のタフトの分布の簡素化表示である。

第11B図は、本発明のタフトストリングから製造され
たカーペットの簡素化表示である。

第12A図は、単一層でストランドに結合した束を示す
タフトストリング支持ストランドの中心に沿った断面の
簡素化表示である。

第12B図は、オーバーラップの関係でストランドに結
合した束を示すタフトストリング支持ストランドの中心
に沿った断面の簡素化表示である。

第13図は、本発明の概念の例示を促進するためのP/D
対W/Dの比のグラフである。

第14A図は、マンドレル上の２ループのパイル製品を
製造する方法の概略的図解である。

第14B図は、２ループのパイル製品の概略的図解であ
る。

第15A図は、１ループのパイル製品を製造する方法の
概略的図解である。

第15B図は、１ループのパイル製品の概略的図解であ
る。

第15C図は、第15B図の１ループのパイル製品から形成
された単一のタフト切断パイル製品の概略的図解概略的
図解である。

第16図は、回転するリングおよびガイドを使用するマ
ンドレルの上に糸を巻付ける別の態様の線図である。

第17図は、マンドレルから中心からはなれて間隔を置
いて位置する別の導管を使用して複数の糸を巻付ける別
の態様の線図である。

第18図は、細長いパイル製品を製造する方法の線図で
ある。

図解するの態様の詳細な説明 第１図を参照すると、糸20をテンショナー24を通して
源22からプロセスの中に供給する。糸は典型的には熱固
定されてプライ−撚りを保持する、マルチフィラメント
の、けん縮された、嵩高の、プライ−撚り糸であること
ができる。糸は熱可塑性ポリマー、例えば、ナイロン、
ポリプロピレンなどである。糸は１または数本のプライ
−撚り長さ糸であることができる;2つの長さの糸が示さ
れている。糸20はその中心の回りに回転する中空ガイド
導管26を通過する。導管は曲がって回転中心から半径方
向に変位した位置28に糸を案内する。マンドレル30は回
転中心において支持されており、そして糸が導管から28
において供給されるとき、マンドレルの回りに巻取られ
る糸を受容する。糸が回転する導管を通過するとき、わ
ずかの撚りが糸に付与されることがあるので、２つのス
トランドが糸の源のために使用される場合、ストランド
は導管を28において去るとき互いの回りに低いピッチの
巻付けを有することがある。

支持ストランド32をマンドレルに34において供給し、
そしてマンドレル中の通路36に通過させる。ストランド
は通路を38から出、ここでストランドはマンドレルの外
側にうね40に沿って案内される。マンドレルは２、３、
４またはそれ以上のこのようなうねを有することがで
き、ここでマンドレル上に巻付く糸は０〜180゜、好ま
しくは90゜より小さいの夾角で曲がる。ピークの間に下
方に案内する手段をもつ星形マンドレルを使用して４よ
り大きいうねを提供することができ、糸はうねの回りに
90゜より小さく曲がる。糸20はストランド32の上に巻付
けられ、マンドレルに沿って巻取装置41により引かれ
る。追加のストランドまたは糸のキャリヤー、例えば、
モーターにより駆動されるプーリー135により推進され
る134および136を使用して、マンドレルの他のうねに沿
って糸を輸送する。制御された均一な糸の動きにとっ
て、このような輸送手段を糸のためにマンドレルの各う
ねに沿って設けることは重要である。糸を多少の張力下
に巻付けて、こうしてマンドレルに順応させそして結合
の前後に輸送のためにストランドおよびキャリヤーと摩
擦的にかみ合わす。ストランドおよびそれに結合する糸
との摩擦的かみ合わいは、結合後には不必要である。巻
付けられた糸およびストランドはマンドレルに沿って超
音波ホーン42の下を一緒に移動し、ここで十分なエネル
ギーが圧縮された糸に付与され、マルチフィラメントは
一緒に融合され、そして糸は支持ストランドに融合され
る。糸がマンドレルの回りに曲がっている間に結合され
るとき、糸は取り出すときマンドレルの角度で曲がった
ままである。この曲がりは直接マンドレルに対してプレ
スされた結合に隣接した束フィラメントにおいてことに
顕著である。マンドレルのうね40は超音波アンビル表面
として作用する。巻付けられた糸は、ここでストランド
に結合されており、マンドレルに沿ってカッター44（マ
ンドレルのうね142および150の中間に存在しそしてマン
ドレル中のカッタースロット47の中に挿入されている）
へ進行し、カッター44は糸を切断して、対向する端を有
する糸の個々の束を形成し、各束は端の中間のストラン
ドに取り付けられている。切断された束はストランドの
１つの側にストランドの周囲上のある位置において取り
付けられており、そして端は基部73において鋭角で曲げ
られて２つの足またはタフトを形成する。鋭角はストラ
ンドに沿って束が取り付けられた位置に対して接線方向
の参照平面71に関して測定する。切断された糸をマンド
レルからうね142および150の間において巻戻し、そして
マンドレルの支持体29のためのマンドレルへのアクセス
および論じたようにストランド中の供給を可能とする。
第１図の基本的細長いパイル製品またはタフトストリン
グ45はここで完成し、そしてリール上に巻取り、容器の
中に入れるか、あるいは他の加工装置に供給される。第
９図に示す別の態様において、これらのストランドを糸
に結合し、そしてこのアセンブリーを１回切断してそれ
をマンドレルから取り出し、そしてさらに切断して個々
のタフトストリングを形成する。

マンドレル上に糸を巻付けるために可能な異なる方法
が存在する。例えば、第16図において、中空ガイド導管
をモーター駆動リング272と置換することができ、この
リング272は第１図におけるのと同一の方法でマンドレ
ル30上に糸を案内する糸ガイド274を保持する。糸のエ
ンドレス供給を提供することができる源22から糸20はな
お来る。糸を供給するアイレット275はガイド274の回転
中心上にあるいはマンドレル30の中心上に存在するか、
あるいは存在しなくてもよい。これは糸の源を位置する
ときの柔軟性を提供し、そして糸の製品を変化するため
の糸20への容易なアクセスを与える。

あるいは、第17図において、中心上で回転する使用す
る２本またはそれ以上の中空ガイド導管、例えば、マン
ドレルの中心280と整列しない276および278が存在する
ことができる。このようにして、数本の糸をプライの撚
りなしに同時にマンドレル上に巻取ることができるの
で、色または糸の種類のコントロールしたブレンドを発
生させることができる。もう一度、糸のエンドレス供給
を提供することができる源22aおよび22bから、糸20aお
よび20bはなお来ることができる。第１図のマンドレル
は、また、支持体29以外の方法で取付けることができ
る。例えば、第１図の回転する導管の延長部上の回転ベ
アリング上にマンドレルを取付けることによって、糸を
巻付ける端にマンドレルを支持することができる。次い
でマンドレルはこの分野において知られている手段によ
り、例えば、ロータリーベアリングの支持体との磁気カ
ップリング、あるいは支持ストランドおよび糸のサルフ
ァイドで移動しかつマンドレルに沿ったストランドおよ
び糸の輸送を促進する平らなベルトとマンドレルの１つ
の平らな側を整列させることによって、回転しないよう
にすることができる。マンドレル上の巻付けられた糸は
第１図におけるように切断することができるか、あるい
は糸を切断せず、その代わり、ここで糸が巻付けられる
端と反対のマンドレルの支持されない端に供給すること
ができる。後者の場合において、支持体は、支持ストラ
ンド32aについて第１図に示すように、巻付けられた糸
の外側上に結合され、そして細長いパイル製品はループ
パイル構成体であることができる。

第2A図、第2B図および第2C図は、本発明の典型的な細
長いパイル製品（タフトストリング）の異なる図面を示
す。第2A図は「Ｕ」形で曲がりそして支持ストランド32
に「Ｕ」の内側で取り付けられている糸の複数の束46、
48、50などを示す。束は曲がって束46について１対の直
立する足またはタフト52を形成し、タフトはそれらの基
部73においてストランド32に取り付けられている。タフ
ト52および54の切断端56および58はそれぞれ他方のタフ
トの端と共通の平面に入るが、端は異なる特別の効果の
ための異なる平面に入ることができる。

第2B図は第2A図のタフトストリングの拡大部分端面図
を示し、そして第2C図は結合した領域をよりよく研究す
るために下に曲げた第2B図のタフトを示す；両方の図面
はストランド32への束46の結合の詳細を示す。束は、そ
の長さに沿って、マルチフィラメント60の圧縮した領域
を有し、この領域はフィラメントが一緒に結合した密な
部分62、および表面のフィラメント、例えば、68がタフ
トの基部における参照平面71に対して鋭角70aおよび70b
を設定する対向する部分64および66を有する。圧縮領域
における内部のフィラメントは鋭角に設定され、そして
これらのフィラメントは束において他のフィラメントに
「接続」されており、こうしてタフトはパイル製品のカ
ーペットへのアセンブリーの間に直立して保持されるこ
とが重要である。鋭角は参照平面71に対して好ましくは
45〜90゜であり、参照平面71はストランド32の周囲上の
位置69に対して接線方向であり、ここで支持ストランド
の表面は密な部分に結合している；より好ましくはこの
角度は約60゜である。パイル製品が巻管上に平らに巻取
られる場合、設定角度のフィラメントはタフトを直立状
態に戻すことを促進することができるので、タフトは貯
蔵およびカーペット製造業者への輸送のために第2C図に
おけるように曲がる。対向する側面の部分64および66は
密な部分の次に、およびいずれかの側面に横たわる。密
な部分はストランド32の幅74に近づく幅72を有する；密
な部分はストランド32の周囲表面の１つの表面部分76に
結合される。ストランドの幅はストランドの長さに対し
て垂直でありかつ参照平面71に対して平行であるストラ
ンドを横切る距離である。曲がる鋭角は曲がりの内側の
内部のフィラメント上で最大であるので、これらのフィ
ラメントを糸束を通してフィルムの残部に「接続」し
て、束の全体を鋭角で保持することを保証することが重
要である。このような接続は供給糸20において撚り、プ
ライ、交互の撚りプライ、流体インターレース、サイジ
ング接着剤などの適用、機械的からみ合いなどにより達
成される。このような接続は、また、供給糸におけるフ
ィラメントの間の凝着を生ずるので、支持ストランドと
アセンブリングしてタフトストリング製品を形成した
後、供給糸の同一性が保持される、すなわち、フィラメ
ントの束をタフトストリング製品において同定すること
ができる。これは、供給糸中のフィラメント間の「接
続」が存在せず、その結果、支持体とのアセンブリー
後、糸の同定可能な束が存在しないウェザーストリップ
の細長いパイル製品と対照的である。このような条件は
均質なウェザーブロックバリヤーを望むウェザーストリ
ップのために望ましいが、個々の束の明確さが好ましい
カーペットにおいて望ましさが低い。

ストランドは「Ｕ」形の内側の好ましい位置にあるこ
とが示されているが、ストランドおよび束は、また、第
3A図および第3B図に示すように「Ｕ」形の外側でストラ
ンドとともに取り付けることができる。結合した領域の
特性は第2B図および第2C図を参照して説明したのと同一
のままである。第3A図および第3B図の細長いパイル製品
を製造するために、ストランド32、134および136はキャ
リヤーストランドであり、糸に結合されていず、糸より
高い融点を有する材料（例えば、糸、例えば、ナイロン
とともに使用するデュポン社のケブラー（Kevlar^R）ア
ラミド繊維）から作られ、そして糸20はキャリヤーおよ
びマンドレル30の回りに巻付けされるであろう。支持ス
トランド32aをホーン42において糸上に供給し、そして
糸を結合する。ホーンは表面の中にうね40と整列した浅
いみぞを有して結合操作の間にストランドを案内する。

束の結合領域は、複数の束が裏材料支持体上でアセン
ブリングされてパイル構造体またはカーペットを形成す
るとき、細長いパイル製品の官能性に対して重要な構造
的特徴を有する。力を本発明のパイル製品のタフト
（足）加えるとき、タフトはストランドへの結合のへり
において破壊した後、タフトストリングは裏材料支持体
から引いて分離される、すなわち、束は密な部分62の各
端に隣接して脆い。単一のタフトとが使用の間に、例え
ば、真空クリーナー、家庭のペット、子供のおもちゃな
どが引っ掛かった場合、主要な損傷がパイル表面の構造
に起こらないので、これは望ましい。単一のタフトの損
失はカーペットにおいて認められないが、裏材料への取
り付けを破壊することによってタフトストリングの一部
分のプルアウトは非常に感知されそして時を得て修理し
てそれ以上の損傷を防止しなくてはならないであろう。
本発明のこの特徴は束の圧縮領域60の密な部分62におけ
るストランド32への糸束46の適切な結合により達成され
る。適切になされると、密な領域の幅72のへりにおける
フィラメントはタフトの基部における束の脆い部分、例
えば、98および100において薄くされ、こうして脆い部
分の強度は結合前の束の強度より弱い。また、ストラン
ドから束を分離させるよりストランドから単一のタフト
を引き離すようにすることが望ましいことがある。普通
のタフト形成装置で製造されたパイルカーペット上の単
一のタフトを引くするとき、２つのタフトは除去され
る。これは、脆い部分の強度を束とストランドとの間の
強度より小さくすることによって、タフトストリング製
造カーペット上で回避される。すなわち、束の引張強さ
は束とストランドとの間の結合の剪断または剥離強さよ
り小さい。束の１つの足またはタフトが引かれると、そ
れはタフト基部における薄くされた脆い部分において破
壊することによって破損するであろう。結合が弱過ぎる
と、単一のタフトを引くと、束46とストランド32との間
の結合は破壊し、そしてタフトまたは足52および54を含
む全体の束46はストランドから取れる。これは単一のタ
フトの損失よりいっそうパイル表面構造体において感知
できるであろう。結合が強過ぎそして束が脆い部分を欠
如する場合、１つのタフトを引くと、ストランドの回り
に巻付けられた糸束はカーペットの裏材料から離れる方
向にタフトストリングを多分引くことができる単位とし
て作用することができる。

超音波結合は、例えば、ホーンに適用するエネルギ
ー、ホーンと糸との間の圧力、および超音波ホーンの下
で絞られる糸束が費やす時間を変化させることによっ
て、コントロールすることができる。他の変数、例え
ば、ホーン先端の形状、超音波の周波数、および糸のフ
ィラメントへの超音波エネルギーのカップリング剤（仕
上げ剤）をまたコントロールすることができる。所定の
糸についての結合法を変化させて異なる厚さを有する異
なる密度の結合を生成して、所望の脆性を達成すること
ができる。フィラメントを緊密に絞りそして超音波加熱
するとき、結合の密な領域の密度は糸のポリマーの密度
に近づくことができる。ある場合において、超音波ホー
ンと接触した側の束の密な領域のへりにおいて、多少の
ポリマー「フラッシュ」または「破片」の証拠が存在す
るとき、適切な釣り合い（脆い部分の強度と束対ストラ
ンドの強度との間）が発生することが観察された。例え
ば、2500デニールの２プライの撚られたストランドは、
40KHzの周波数および１〜2mil/振幅において約1.0秒
間、ホーンと糸との間の約５ポンドの力で超音波駆動装
置を使用して結合したとき、結合強度より小さい脆性強
さを有した。この用途においてよく働く超音波駆動装置
は、デュケイン・コーポレーション（Dukane Corp.）4
1C28トランスデューサーに接続された、40KHzにおいて3
50ワットが可能なデュケイン・コーポレーション（Duka
ne Corp.）40A351型電力供給である。デュケイン（Duk
ane）ブースターをまた使用することができる。

フィラメントを互いにかつストランドに結合するため
に束の圧縮部分に、超音波の結合以外の結合手段を使用
することができる。このような手段は溶媒の結合また
は、例えば、ホットバーを使用する、熱的結合；あるい
は溶媒、導電性および超音波の結合の組み合わせである
ことができる。

第8A図は、脆い糸の強度および結合強度がコントロー
ル可能なプロセスのパラメーター、例えば、超音波ホー
ンの圧力に関係づける方法を示す。このプロットは、第
１図の方法に従いアセンブリングしたナイロンのモノフ
ィラメントの支持ストランドに取り付けられた、プライ
撚りのナイロンカーペットについての制限された試験結
果に基づく仮説の実施例である。曲線160は脆い糸の強
度またはタフトの強度／超音波ホーンの圧力を示し、そ
して曲線162は結合の強度／ホーンの圧力を示す。両方
の軸上の単位は力の単位である。タフトの強度について
情報は、異なるホーンの圧力において作った試料を集め
そして第8B図におけるように単一の束46の対向する端を
引きそしてタフト52または54の１つを束から分離すると
きの力のレベルを記録することによって得ることができ
る。結合強度についての情報は、異なるホーンの圧力に
おいて作った試料を集めそして第8C図におけるように１
つの束、例えば、54を引きそして密な部分62における結
合の破損による束46をストランドから分離するときの力
のレベルを記録することによって得ることができる。圧
力が増加するとき、究極的にタフト54は全体の束が分離
する代わりに脆い部分100においてストランドから分離
し始め、そしてここで最大の結合強度が到達したと仮定
する。

実施可能性が持続できない第１図の方法についての上
限および下限が存在する。下限164はホーン圧力の下限
を表し、これより低い圧力において結合強度は非常に低
いので、支持ストランドから分離しないでタフトをカッ
ター44で信頼性をもって切断することができない。上限
166はホーン圧力の上限を表し、これより高い圧力にお
いてマンドレル30への結合において変位したポリマーの
粘着を引き起こすことによって、結合はこの方法に対し
て崩壊的であるか、あるいは脆い部分は非常に弱いの
で、個々のタフトは切断の間にストランドから分離す
る。それぞれ、下限164と上限166との間に、この方法を
実施してストランドへの結合において減少した糸の強度
を有するタフトストリングを製造できるハッチング区域
167である。

カーペットのためのパイル製品を作るとき好ましい操
作区域は線108と110との間の107であり、ここでタフト
の強度160は結合強度162より下であるが、最小タフトの
強度レベル170より上に低下する。最小タフトの強度の
レベルは、最終用途、例えば、カーペットにおいてすぐ
れたプルアウト抵抗のために要求されるレベルである。
示した実施例において、タフトの強度は最大結合強度の
約50％〜100％、あるいは好ましくは約60％〜80％であ
る。脆いタフトの強度についての曲線160は糸強度に等
しい結合前から開始し、結合強度が増加しそして糸が結
合において圧縮されるとき約172において減少し始め、
そして結合強度が最大に増加しそして糸が結合の密な部
分においてさらに変形するとき174において結合強度よ
り下に低下する。

第4A図および第4B図は、マンドレル30およびマンドレ
ルキャップ120（第１図において明瞭のために図示され
ていない）の詳細を示す。マンドレル30はその長さに沿
って延びてマンドレル30の内側のストランド32を運搬す
る通路36を有する。キャリヤー134および136は、また、
通路36を通して運搬される。マンドレル30の支持されな
い端に、ストランドおよびキャリヤーを通路36から、そ
れぞれ、マンドレル30の外側うね40、142および150に案
内するプーリー144、146および148が存在する。低い摩
擦の湾曲した表面は、また、ストランドおよびキャリヤ
ーのためのガイドするとき作用する。キャップ120はマ
ンドレル30の端に取り付けられていて、うねに沿ったス
トランドおよびキャリヤーの案内促進しそして、とくに
プロセスのアプセットの間において、マンドレルの支持
されない端に向かって糸20が動く傾向を制限する肩152
を提供する。

第4C図は、マンドレル30上のうね40の上にストランド
32および糸20を配置する方法を示す。案内表面119を有
し、この表面はストランドの輪郭とかみ合って張力下に
ある間にそれを支持するので、ストランドはうねのいず
れの側においてもスリップしない。ストランド32につい
て示すわずかに楕円形の形状について、うねの表面119
はわずかに凹形に湾曲表面であり、これは、また、超音
波結合の間にストランドが横方向に動くのを拘束する。
この態様におけるマンドレルは３側面のプリズムである
ので、糸20がその上に曲がる夾角121は約40゜である。
糸はテンショナー24により引き起こされるわずかの張力
および導管26中の摩擦抗力下にマンドレル上に巻付けら
れるので、マンドレルおよびストランドに順応する。結
合の間に、ストランドおよびそれに取り付けられた糸束
の密な部分の断面はホーンおよびアンビルの表面により
定められた形状を取ることができる。例えば、長方形の
ストランド32は第4C図に示すようにわずかに凹形の表面
119を有するアンビル30により支持される；そして糸は
平らな表面117をもつホーン42により絞られる。結果は
第2B図および第2C図におけるストランド32および密な部
分62の断面で見られる。丸い断面を有するストランドが
第１図のプロセスの中に供給されそしてすぐれた結合が
生成されたとき、それは第2B図および第2C図に見出され
るストランドおよび密な部分のほぼ同一の断面形状を生
じた；ストランドの初期の丸い形状はもはや明らかでな
く、そしてストランドおよび糸の密な部分は長方形の形
状の断面を取った。

第７図は本発明のタフトストリングを使用してカーペ
ットの製造方法を示す。ドラム78を、例えば、ドラムに
おけるスロット86の中の裏材料の端82および84をクラン
プすることによって、取り付けられた裏材料80とともに
回転するように構成する。外方に面する裏材料の表面87
は接着剤のコーティング、例えば、熱可塑性接着剤で被
覆する。ブロック88をドラムの回転軸に沿って横切りか
つタフトストリングのガイド90および加熱手段92を支持
するように設置して、タフトストリングとの接触の直前
にあるいはそれと同時に熱可塑性接着剤を局所的に加熱
する；このような加熱手段は熱空気噴射、放射ヒータ
ー、火炎などであることができる。タフトストリング45
はリール94から供給するか、あるいは第１図のマンドレ
ル30から直接供給することができる。ドラム80が時計回
りに回転するとき、タフトストリングはガイド90から引
かれ、そして加熱手段92は裏材料80上の接着剤表面87を
局所的に加熱する。タフトストリングは熱接着剤と接触
しそして裏材料に結合される。ブロックはドラム軸に沿
ってゆっくり横切りそしてタフトストリングの螺旋の配
列で裏材料表面上に堆積させ、螺旋の隣接する走行は密
接に間隔を置いて位置するので、ちょうど適用したタフ
トストリングはその配列中の前に適用したタフトストリ
ングに密接して横たわってパイル表面構造体を定める。
タフトストリングがドラム軸の長さを横切った後、巻取
りは停止し、そしてタフトストリングおよび裏材料のア
センブリーはドラム軸、例えば、線96に沿って切断さ
れ、ここで２つの裏材料端はスロット86において一緒に
なる。示すこの態様において、タフトストリングのみを
96において切断し、そして裏材料端を解放してアセンブ
リーを取り出すことが必要であるだけである。次いで、
このアセンブリーをドラムから取り出し、そして平らに
横たえてパイル表面構造体またはカーペットを形成する
ことができる。この方法により製造されたカーペット製
品は、カーペット内の糸のロットの変動を排除する同一
のタフトストリングの異なる細長い部分からタフトスト
リングの隣接する列が来るという特徴を有する。例え
ば、約3.3oz/ft2の糸を有するカーペットは、まずスト
ランドに沿って15巻付け／インチおよび5/8インチの長
さで巻付けられた、2350デニールの、２本のストランド
の、プライ撚りの糸からタフトストリングを作り、次い
でタフトストリングを裏材料上に５タフトストリング／
インチのピッチで取付けることによって製造することが
できる。糸の大部分はストランドの上に現れているの
で、非常にわずかの糸が廃棄されるだけである。例え
ば、幅0.055インチのストランドでは、「廃棄の」糸の
長さはストランドの回りに巻付けられる長さだけであ
り、これはこの実施例について21/16インチの束長さの
うちの約1/16インチ、すなわち、約4.7％である。これ
は、この場合について裏材料より下で糸の約7.5％を有
する普通のタフテッドカーペットと比較して、糸の使用
をいっそう効率よくする。

本発明のタフトストリングの多数の特徴は独特であ
り、そしてそれをパイル表面構造体の製造に使用すると
き重要である。独特の幾何学的特徴はタフトストリング
から作られる標準のカーペットの配列において独特のタ
フトの分布において反映される。タフティング機械で作
られた普通の住宅用カーペットにおいて、糸をニードル
バー上に等しく間隔を置いて位置する数100本の針を通
し、そして裏材料をニードルバーを過ぎて等しい増分で
割出す。裏材料が停止したとき、針は裏材料を突き通
し、そして裏材料を通して糸のループを運ぶ。次いで針
を抜き出し、そして糸のループを残してタフトを形成す
るか、あるいはループを切断して個々のタフトの対から
構成された切断パイル表面を形成する。このようなカー
ペット中の糸のタフトのよく知られた配列はいわゆる
「釣り合った」配列であり、ここで針は1/10インチの間
隔（ゲージ）でありそして裏材料は1/10インチの増分
（ステッチ／インチ）で割出される。これは針の孔また
は糸のループの10×10の配列を生成する。ループが切断
されるとき、個々のタフトの配列は10×20となる。カー
ペット工業において、タフトはタフテッドまたは織製カ
ーペットの面を形成する切断または未切断のループとし
て定義される。本発明のタフトストリングを使用して、
この同一のタフトの配列を作ることができることが望ま
しい。これは後述する独特の形状寸法により達成され、
この形状寸法は遊離の糸束の直径に対して比として寸法
の特徴を表すことによって「正規化」されて表されてい
る。糸束の直径は、ことに切断パイルのカーペットの構
成において、効率よい方法で床をカバーする糸の能力を
扱うロットを有するパラメータである。測定の反復可能
性のために、糸束の直径は、測定を行うとき切断端のフ
レアが引き起こすことがある不明確さを回避するため
に、切断端から遠い糸束の１インチの長さの直線とされ
た区画の張力を加えない平均直径である。糸束の直径
は、格子線をもつ顕微鏡または光学コンパレーター、例
えば、オプチコム（Opticom）製の「コリファイアー（Q
ualfier）30」を使用して反復可能に測定することがで
きる。第10図はコリファイアー30上の糸の観察を示す。
切断端のフレアをもたない直線の糸の１インチの片（こ
れは糸を感知しうる程度に圧縮しない非常に低い張力で
直線とすることができる）を、コンパレーターの光路に
位置した平らなブロック181の上部に配置する。20×の
倍率で、試料182をコンパレーターのスクリーン上の水
平線184と整列させ、水平線184は試料のへりに沿ったピ
ークおよび谷を通過する。この線を糸の反対の平均へり
の位置186に動かし、そして動いた距離188を１インチの
長さの試料の平均「直径」として記録する。これを供給
糸のいくつかの試料を使用して反復して「直径」をさら
に平均する。ストランドに沿って異なる直径の束が存在
する場合、束の直径は異なる直径のパターンが反復する
代表的な長さに沿ったすべての異なる束の直径の平均直
径である。

束のピッチ／束の直径の比（P/D比） これは糸束の直径と比較した支持ストランドの長さに
沿って堆積された糸の隣接する束の間の距離（ピッチ）
を記載する。本発明の独特の方法によると、製品はこの
分野において教示される他の細長いパイル製品より非常
に密な束の分布を有することができる。糸を支持ストラ
ンド上に巻付けるとき、ストランド上に束の高い密度を
達成する少なくとも３つの方法が存在する:1つは直径が
ネックダウンするために十分な張力を糸束に加え、こう
してネックダウンした糸がストランドに沿って堆積接触
するとき、ピッチは遊離の張力を加えない束の直径より
小さい；他の方法は糸束の多数の層をストランド上に巻
付けることである；そして第３は最初の２つの組み合わ
せである。前述のタフティング機械のカーペットに類似
するカーペット作るとき、1/20インチのピッチ（20本の
束／インチ）および約0.114"の直径の糸を使用すること
が望ましい。許容できる低い値のカーペット作ることが
できる最高のP/D比はP/D＝1.0であり、ここで束は束の
直径に等しいピッチで間隔を置いて位置する。これは低
い張力下に巻付けられかつストランドに沿って接触する
糸を使用してなすことができる。タフトストリング法の
本発明は1.0より小さいP/D比をもつタフトストリングの
製造方法を教示する；したがって、本発明のタフトスト
リングのP/D比はP/D＜1.0すなわちＰ＜1.0Dである。好
ましくは、P/D比は0.7より小さく、より好ましくはそれ
は0.5より小さい。本発明は切断タフトのフレアに頼る
ことを必要としないで密なパイルカーペットを可能とし
て、細長いパイル製品から作られるカーペットにおいて
すぐれた被覆を得ることができる；望ましいタフトの明
確さおよび一体性が維持される。

P/D比は第12A図および第12B図を参照するとさらに理
解することができる。糸の束はストランド32の遠い側に
タフト、例えば、204a、206a、および208aとして、そし
てストランド32の下に結合した束の密な部分、例えば、
204b、206b、および208bとして示されている。第12A図
を参照しそして隣接する束の密な結合した部分の間の接
触した中心対中心の間隔すなわちピッチ210を見ると、
ストランドに沿った束のピッチ「Ｐ」は最もよく理解さ
れる；タフト端は多少動きまわるのが自由であるので、
タフト端の代わりにここで測定することが好ましい。束
「Ｄ」の直径は張力を加えない束を横切る距離または直
径75で表される。多少の局所的変動が期待されるとき、
１インチの長さに沿ってピッチを平均して代表数を得な
くてはならないことがある。第12B図は、ストランドに
沿って束の多数の層が存在しそして束の結合の密な部分
が互いにオーバーラップすることができるとき、ピッチ
を決定する方法を示す。束のタフト、例えば、204a、20
6a、214a、および215aはストランド32の上に示されてお
り、そしてこれらの束について束の結合のオーバーラッ
プした密な部分、例えば、それぞれ、密な部分204b、20
6b、214b、および215bはストランド32より下に示されて
いる。ピッチ「Ｐ」はピッチ210でストランドに沿って
連続的に配置された束の隣接する密な部分の間の距離で
ある。もう一度、１インチの区画に沿った束の結合の数
を平均して「Ｐ」について代表的な数を得ることが必要
であることがある。ストランドに沿って異なる直径の束
が存在する場合において、多分ピッチをかなり変化さ
せ、ピッチは束の数の逆数／異なる直径のパターンが反
復する代表的な長さで表される平均であろう。

支持ストランドの幅／束の直径の比（W/D比） 支持ストランドの幅は次の理由で本発明において重要
なパラメーターである:1）それが広過ぎる場合、それは
カーペットの構造において望ましくない単一のタフトス
トリング上のタフトの間で見ることができる、２）それ
が広過ぎる場合、それはパイル表面構造体を作るとき隣
接するタフトストリングの間の間隔を過度とであること
があるので、カーペット中の糸のタフトの密な配列を達
成することができない、３）狭ま過ぎる場合、ストラン
ド表面に糸束を結合するための区域は反復可能な強さ結
合のために小さ過ぎることがありかつタフトストリング
は糸束またはカーペットの裏材料への結合のために取り
扱うことが困難であることがある。タフトストリング法
の本発明は、狭い支持ストランドに糸束を信頼性をもっ
て取り付ける方法を教示する。したがって、本発明のタ
フトストリングのためのストランドの幅は平均糸束直径
より小さい、すなわち、W/D＜1.0、これはまたＷ＜Ｄと
述べることができる。例えば、ストランド幅0.055"およ
び束直径0.114"について、W/D比は0.48である。好まし
くは、パイル表面構造体におけるストランドのすぐれた
隠蔽および隣接するタフトストリングの密接な配置のた
めに、比W/Dは0.7より小さい。より好ましくは、W/D比
は0.5より小さい。0.28のW/D比を与える、0.032のスト
ランド幅は、また、よく働くことが発見された。

W/D比は第2A図を参照するとさらに理解することがで
き、ここでストランド幅「Ｗ」は74として示されてお
り、そして糸束を横切る距離すなわち直径「Ｄ」は75と
して示されている。

ストランドの面積／束の面積の比（As/Ab比） ある場合において、1.0より大きいW/D比は、例えば、
小さい直径の糸束を支持ストランドの回りに多層の形態
で形成の間に巻付けて小さいP/D比を提供しそして糸の
大きい束を使用しないことを補償する、すぐれたパイル
表面構造体を提供することができる。逆に、1.0より小
さいW/D比は、大きい直径の糸束が狭いストランドに沿
って間隔を置いて位置して小さいP/D比を提供する、す
ぐれたパイル表面構造体を提供することができる；補償
するために、隣接するタフトストリングはカーペットの
中に一緒に密接に位置することができ、それゆえ間隔を
置いて位置する糸束を一緒にネスチングする。これらの
場合において、本発明のタフトストリングはAs/Ab比を
使用することによって設計することができ、ここで支持
ストランドの単位長さの投影面積がその単位長さに沿っ
て取り付けられた切断糸束端の面積の合計と比較する。
ループパイルについて、糸を切断パイルにおけるように
切断した場合、投影した面積が同一であると仮定する。
ある長さに沿って種々の糸の直径をもつタフトストリン
グについて、前記長さに沿ったすべての異なるタフト直
径についての面積を加えることによって合計の面積を計
算する。

ストランドの面積、As＝Ｗ×Ｌ 糸の面積、Ab＝１タフト端の直径の面積×長さＬに沿
った単一のタフトの数＝（πD²/4）×２（L/P） As/Ab＝（Ｗ×Ｌ）／［（πD²/4）×２（L/P）］ ＝Ｗ×2P/（πD²） ＝2/π（W/D）（P/D） W/DおよびP/Dの両方は1.0の限界に近づく、 次いで： As/Ab＜2/πまたは0.64 0.64に等しいAs/Abは、支持ストランドが広くかつス
トランド上の束のピッチが大きい、すなわち、数本の束
／単位長さが存在する場合を表す。幅0.055"のストラン
ド取り付けられた20本の束／インチの直径0.114"の束が
存在する場合について、As/Ab比は0.19である。支持ス
トランドの低い面積がタフト端の高い面積にを通して見
ることができない密なパイル表面をもつ、高い値のカー
ペットを製造するためのタフトストリングについて、好
ましくは、As/Abは0.3より小さく、より好ましくは0.2
より小さい。

As/Ab比は第2A図を参照するとさらに理解することが
でき、ここでストランドの幅「Ｗ」は74で示されてい
る。束のピッチ「Ｐ」は210で示されており、糸束の直
径は「Ｄ」で75で示されており、そしてストランドに沿
った単位長さ「Ｌ」は77で示されている。

第13図は、本発明のタフトストリングの１つの態様を
設計するための面積の比の使用をグラフで記載する。P/
Dについて方程式As/Ab＝2/π（W/D）（P/D）を解くと、
次の解が得られる： As/Ab＝2/π、P/D＝1/（W/D）について、 P/D＝（π/2）（As/Ab）／（W/D） P/Dを垂直軸としそしてW/Dを水平軸としてこの方程式
をグラフにすうと、第13図のグラフが得られる。As/Ab
＜2/piである本発明のタフトストリングの態様につい
て、P/DおよびW/Dの値は陰影区域218における曲線216よ
り下に入るであろう。このグラフが示すように、P/Dに
ついて高い値はより多くのタフトストリング／インチを
カーペットの中に配置できるようにするW/Dについての
相応してより低い値により補償することができる；ま
た、W/Dについて高い値はストランドに沿ってより多く
のタフト／インチが存在するP/Dについての相応して低
い値により補償することができる。ほとんどのカーペッ
トのの構成について、それぞれ、破線220および222で示
すように、P/Dは通常2.0を越えずそしてW/Dは4.0を越え
ず、最も好ましくはP/DおよびW/Dは1.0を越えない。ま
た、P/DおよびW/Dについて多少非常に低い下限が存在す
ることができ、ここで狭いストランド幅は取り扱いが困
難であるか、あるいは小さい直径の糸の多数の層は取り
扱いが困難であろう；しかしながら、このような限界は
同定されてきていない。データの点224は高い値のカー
ペットについて前述したようにAs/Ab＝0.19を示す。

脆いタフトの強度 本発明のタフトストリングのこの特徴は、前述したよ
うに、ストランドへの束の結合を単一のタフトのプルア
ウト強度が結合前にフィラメントの束の強度より小さい
ように要求通りに生成することができる、「フェイルセ
ーフの」カーペット構造を製造するために有用であるこ
とができる。これにより、タフトストリング構造体がカ
ーペットの裏材料から離れる方向に引かれる前にタフト
が破損するように、タフトのプルアウト力を調節でき
る。下端において、タフトのプルアウト力はHUD（Housi
ng and Urban Development product standards f
or carpet）およびASTM（American Society for Te
sting and Materials）により確立されたカーペット
の用途についての通常の要件を越えるべきである。ま
た、束がストランドから分離せず、これによりカーペッ
トから２つのタフトを除去するように、単一のタフトの
プルアウト強度はファブリックについての結合強度より
小さいことが望ましい。これは次を可能とする独特の特
徴である:1）タフトは通常の摩耗および引裂きに耐え
る、および２）タフトをプルオンする異常の力により引
き起こされる損傷を最小とする。タフティング機械で作
られた普通の切断パイルのカーペットにおいて、単一の
タフト上の過剰の力は２つのタフトを含む束をプルアウ
トさせる。本発明の脆いタフトの特徴では、単一のタフ
ト上の過剰の力は１つのタフトをプルアウトさせるのみ
であり、これによりカーペットへの損傷を最小とさせ
る。この特徴が望ましくないパイル表面の構造におい
て、タフトの強度が束の結合強度に等しいか、あるいは
それを越えて増加するが、なを結合前の束フィラメント
の強度より小さいように、本発明の方法を使用して結合
を要求どおりに生成することができる。要約すると： タフトの強度＜糸の強度 好ましくは：最小のプルアウト＜タフトの強度＜結合
強度 脆いタフトの強度は、第8A図、第8B図、および第8C図
を参照すると、さらに理解することができるであろう。

カーペットにおけるタフトの分布 本発明のタフトストリングを使用して作られたカーペ
ットは、カーペットの裏材料に隣接するか、あるいはタ
フトストリングの場合において支持ストランドに隣接す
るタフトの基部において検査したとき、タフトの独特の
分布を有する。第11A図は、タフティング機械で製造し
切断したパイルカーペットのタフトの基部を表し、そし
て裏材料の平方インチの中のタフトの分布を示す。裏材
料の上部表面におけるタフトの基部は円190で表されて
いる。裏材料の中に各針の孔の中に２つのタフトが存在
するので、それらは対として分布して見えることに注意
すべきである。対は10×10の配列でそれぞれＸおよびＹ
方向においてタフトの対の間の間隔192および194で配置
されて、個々のタフトの10×20の配列を提供する。第11
B図は本発明のタフトストリングから作られた第７図に
示すカーペットのタフトの基部を表し、ここでP/D＜1.0
でありそしてタフトストリングは間隔196で5/インチで
堆積られている。第11B図は裏材料の１平方インチにお
いて第11A図と同一の個々のタフトの10×20分布を示す
が、タフトの分布は普通のカーペットと異なる、すなわ
ち、ＸおよびＹの両方の方向において間隔を置いて位置
する対に対して、列はＸ方向のみにおいて間隔を置いて
位置する。支持ストランドの上部表面におけるタフトの
基部は円198により表されている。タフトは、それぞ
れ、支持ストランド上のタフトの間およびタフトストリ
ングの間の間隔200および202によりＸ方向において分離
された、Ｙ方向における接触した列の配列として現れ
る。P/D＜1.0、すなわち、タフトのピッチはタフトの直
径より小さいので、Ｙ方向において接触したタフトの間
の間隔は存在しない。これは独特の分布であり、タフテ
ィング機械で製造したカーペットでは不可能である。な
ぜなら、針は問題ではない間隔を置いて離れた位置にお
いて裏材料に常に侵入しなくてはならないからである。
このような独特の分布は、ことにパイル表面構造体がＹ
方向に湾曲した表面の上に堆積されるとき、タフトによ
り裏材料のよりすぐれた隠蔽を生ずることができる。第
5A図〜第5D図は、細長いパイル製品とアセンブリングし
てパイル表面構造体、例えば、カーペット、ことに床に
ついて切断パイルカーペットを製造するために有用であ
る４つの異なる裏材料99a、99b、99cおよび99dを図解す
る。裏材料をフック／ループ型ファスナーにおいて有用
なフックアセンブリー、例えば、Fischerへの米国特許
第4,775,310号（ここに引用によって加える）に記載さ
れているものに類似することができる。例えば、第5A図
は突起部分102aをもつ支持体100aからなる裏材料99aを
示し、突起部分102aは細長いパイル製品のみ支持ストラ
ンドとかみ合うオーバーハング部分104aを有する。突起
部分は平の支持体上にＸおよびＹ方向で均一な配列で配
置されており、ここで突起の間の間隔103および105（第
15C図）は両方の方向においてほぼ同一であり、そして
その間隔は細長いパイル製品、例えば、本発明の細長い
パイル製品を受け入れるのために十分に広い。

第6A図〜第6D図は、それぞれ、第5A図〜第5D図の裏材
料の中に挿入された本発明の細長いパイル製品（タフト
ストリング）の端面図である。タフトストリング45は，
ストランド32がオーバーハング部分104aと支持体100aと
の間に存在するまで、隣接する突起部分102aの間にプレ
スされる。突起する部分は、合理的な力で、束をストラ
ンドの回りに曲げてストランドを受け入れるために十分
に離れて位置する；そして偶発的除去力に抗してストラ
ンドおよび束のアセンブリーをしっかり保持するために
一緒に十分に密接している。間隔は、また、他のタフト
ストリングのアセンブリーが、隣接する突起部分の間に
配置されたとき、表面全体を通じて均一なタフトの分布
を有する連続的パイル表面構造体を形成するようにもの
である。突起部分102aは柔軟性であってタフトストリン
グのアセンブリーの挿入を促進する。オーバーハング部
分104aは、タフトストリングのアセンブリーとかみ合っ
て除去に抵抗するように設計されている。支持体、突起
部分およびオーバーハング部分、すなわち、裏材料は、
好ましくは、低いコストのリサイクルのために糸および
ストランドと同一である同一材料から作られ、そして好
ましくは単一の部分として成形される。支持体、例え
ば、100aは好ましくは取り扱いの間にパイル表面構造体
の望ましくない伸長を防止するために十分に剛性であ
る。裏材料は裏材料を床または壁表面に取付ける前に裏
材料をタフトストリングとアセンブリーすることができ
るか、あるいは裏材料をまずについて／壁表面に取付け
そしてタフトストリングを現場でアセンブリングするこ
とができる。裏材料が床に永久的に取り付けられる場
合、それをタフトストリングのアセンブリーと同一材料
から作る必要性は重要性に劣る。なぜなら、それはタフ
トストリングとともにリサイクルされないであろうから
である。タフトストリングは突起部分、例えば、102aの
配列で種々の方向に配置することができる。なぜなら、
第5A図の場合において、オーバーハング部分はすべての
方向に突起部分から延びているからである。突起部分の
間隔およびタフトストリングにおいて使用されるストラ
ンドの柔軟性に依存して、種々の長さのタフトストリン
グを裏材料上に湾曲した配列、対角線配列、あるいは直
交する配列で配置して、異なる色またはテキスチャーの
タフトストリングを有する異なるデザインをつくること
ができる。

第９図は第１図の変更されたバージョンを示し、ここ
でマンドレル30はマンドレル支持体29により垂直に配向
されていることを示し、そして支持ストランド32a、32b
および32cはマンドレル30のすべての３つのうね40、142
および150に供給される、１またはいくつかの糸長さ、
例えば、20a、20bおよび20cはガイド26から供給されて
マンドレルの回りに巻付けられる。超音波ホーン42a、4
2bおよび42cはマンドレルの回りに取付けられていて、
それぞれ、うね40、150および142上の糸をプレスして、
糸を支持ストランド32a、32bおよび32cに結合する。カ
ッター44aは糸を切断するので、糸はマンドレルから３
本のストランドおよび接続された糸の配列180として解
放することができる。補助カッター44bおよび44cはさら
に配列を切断して、巻取装置41上に一緒に巻取られるこ
とが示されている３つの細長いパイル製品（タフトスト
リング）45a、45bおよび45cを形成する。このような配
置は第１図のプロセスの生産性を増加する。マンドレル
を変化させてより多くのうねを含めることによって、な
おより多くのタフトストリングを製造する他の変法は可
能である。

細長いパイル製品において使用する糸はマルチフィラ
メントのストランドであり、ここでフィラメントは互い
に「接続」されている。フィラメントを少なくとも約１
回／インチのレベルで撚って結合（ことに超音波結合）
を増強するフィラメントの交錯を形成することができる
か、あるいはフィラメントをインターレースして交錯を
形成することができる。糸は一緒にプライ撚られるマル
チフィラメントの２本またはそれ以上のストランドから
なることができる。プライ撚りは「真の」ＳまたはＺス
トランドおよびプライ撚りであるか、あるいはＳおよび
Ｚストランドおよびプライ撚りが交互しかつプライの中
に結合しそしてストランドの撚りが逆転する逆撚りであ
ることができる。好ましくは、逆撚りの糸は、米国特許
第5,012,636号に記載されているように撚りを逆転する
前に、諸撚糸の中に結合を有する。糸は好ましくはスト
ランドと同一の組成を有する熱可塑性ポリマーから作
り、こうして接着剤を使用しないで糸およびストランド
を結合できるようにする。糸は好ましくはカーペット糸
として普通に使用される、けん縮した、嵩高の、熱処理
した糸から作られる。糸のフィラメントは中空である種
々の断面を有し、そして静電防止剤などを含有すること
ができる。糸は超音波結合を促進する適用された仕上げ
剤を有することができる。糸は好ましくはナイロンポリ
マーである。糸は溶媒、超音波、または加熱で結合可能
であるポリ（アリールエーテルケトン）またはポリアラ
ミドまたはメタ−アラミドであることができる。

細長いパイル製品において有用なストランドは、種々
の断面形状、例えば、正方形、長方形、楕円形、長円
形、円形、三角形、多裂片、平らなリボン様などを有す
ることができる。ストランドは糸に結合することがで
き、そして結合がストランドの延伸のために過度に応力
を受けないように十分な伸びの安定性をもたなくてはな
らない。製品がその意図する用途、例えば、裏材料の支
持体への取り付けのために取り扱い可能であるように、
ストランドは製品に対して十分な安定性を提供しなくて
はならない。ストランドはモノフィラメント、複合構造
体、シース／コア構造体、強化構造体、または撚ったマ
ルチフィラメント構造体であることができる。ストラン
ドは好ましくは取り付けた糸と同一の組成を有する熱可
塑性ポリマーから作り、こうして接着剤を使用しないで
糸およびストランドを結合できるようにする。ストラン
ドは好ましくは細長い方向に配向された分子構造を有
し、そして湿分の獲得または適度の温度変化のために延
伸方向に低い寸法変化を有するポリマーである。支持ス
トランドは好ましくはナイロンポリマー、例えば、イー
・アイ・デュポン社（E.I.du Pont de Nemours ＆
Co.）製のハイテン（Hyten^R）である。

ストランドのアスペクト比（高さ／幅）は、タフトス
トリングが安定でありそしてカーペットの中に取り付け
そして家具または高いヒールの靴による重い荷重に暴露
されたとき先端を上にしないように、１より小さくある
べきである。また、超音波結合法において、厚いストラ
ンドは薄いストランドより多いエネルギーを吸収するの
で、超音波法は効率が低い。しかしながら、ストランド
がカーペットの製造に必要な引き続く加工工程において
取り扱いが困難となるので、ストランドの厚さはそれほ
ど薄くすべきではない。例えば、第5A図〜第5D図に示す
裏材料では、突起部分に取り付けられたオーバーハング
部分の間にストランドを強制的に入れることができるよ
うに、多少の剛性がストランドにおいて要求される。0.
1〜1.0アスペクト比は本発明において使用するストラン
ドについてよく働くであろう。厚さ19ミルである幅56ミ
ルのストランドは、0.34のアスペクト比を与え、よく働
き、本発明のタフトストリングを使用して作ったカーペ
ットの試料においてアセンブリングされた。

ループパイルの細長いパイル製品または単一のタフト
の細長いパイル製品を製造する本発明の別の態様が存在
する。第14B図は２ループの細長いパイル製品230の断面
を示し、この製品は３本の支持ストランド231、232、お
よび234および糸の複数の束、例えば、２つのループ238
および240で配置された束236を有する。この製品230は
裏材料上で他の２ループの製品と組み合わせて、ループ
のパイル表面を有するパイル表面構造体を作ることがで
きる。２ループの製品230は第14A図に断面で示す中空マ
ンドレル上に作ることができる。糸20は供給源から供給
されそしてマンドレル242の回りに巻付けられ、マンド
レル242は、第１図におけるシステムに類似して、それ
ぞれ、うね244、246および248に沿って、支持ストラン
ド231、232および234を案内する。糸はすべての３本の
ストランドにうねにおいて結合され、次いでストランド
231および234の間の位置で切断されて巻付けられた糸を
マンドレルから取り出す。製品230を形成するために、
第14B図に示すように接続する糸をループに曲げること
によって、ストランド231および234を再配向してストラ
ンド232と整列させることができる。

１ループのパイル製品252を製造する本発明の細長い
パイル製品の別の態様は第15B図に示されており、ここ
で糸束255のループ256により接続された２本の支持スト
ランド254aおよび254bが存在し、これらの支持ストラン
ドは本来単一のストランド254であった半分から作られ
る。同様に、この１ループの製品は裏材料上で他の１ル
ープの製品252、または２ループの製品230と組み合わせ
て、ループパイル表面を有するパイル表面構造体を製造
することができる。１ループの製品252は第15A図に断面
で示す中空マンドレル258上で作ることができる。糸20
はマンドレル258の回りに巻付けられ、マンドレル258
は、第１図におけるシステムに類似する、支持ストラン
ド2549およびキャリヤーストランド260を、それぞれ、
うね262および264に沿って案内する。糸はうね262上の
ストランド254にのみ結合し、次いで位置266で切断し、
これにより結合した糸およびストランド254を切断して
製品252をマンドレルから分離できるようにする。これ
はストランド254を糸束255により接続されたままである
等しいストランド254aおよび254bに分割する。ストラン
ド254aおよび254bは、それらを裏材料に取付けてループ
パイル表面を形成するとき、第15B図に示すように間隔
を置いて分離させることができる。

本発明の細長いパイル製品のなお別の態様は第15C図
に示す１ループの製品252の切断パイルのバージョンで
あり、ここで第15B図のループは位置268において切断さ
れ、これにより、それぞれ、タフト、例えば、支持スト
ランド254aおよび254bに結合した255aおよび255bを有す
る複数の束を有する、１対の１タフトの切断パイル製品
270aおよび270bを製造する。これらは第15B図に示すよ
うに裏材料上に配置して、切断パイル表面をもつパイル
表面構造体を作ることができ、切断パイル表面は特別の
効果のためにタフトに優先的な「しぼ模様」を有するこ
とができ、そしてストランド254aおよび254bを直接のオ
ーバーヘッドの眺めから隠蔽するために好ましいことが
ある。本発明のこの１タフトの形態は本発明の細長いパ
イル製品の基本的「建築用ブロック」を形成し、これは
ストランドの周囲上のある位置に固定されたフィラメン
トの複数の束を有するストランドからなり、各束はスト
ランドから外方に延びかつ前記位置に対して接線方向の
参照平面とある角度を形成するタフトを有し、そして各
束はフィラメントが一緒に結合しそしてその位置でスト
ランドに結合した密な部分を有する。本発明を自動化装
置、例えば、第１図の装置で製造されるとして記載した
が、本発明は、また、手動的手段または任意の他の適当
な手段により製造できることが考えられる。例えば、第
18図において、糸20は、それぞれ、うね288および290に
沿ってテープまたは他の方法で所定位置に保持された支
持ストランド284および286を有する、薄い長方形のマン
ドレル282の回りに手により巻付けることができる。糸
が所定位置に存在した後、超音波ホーン292は糸に沿っ
て進行し、うね288および290の回りに曲げられて、糸を
ストランド284および286に結合することができる。次い
で、糸はカッター294によりマンドレル282の両側でスト
ランドの中央で切断することができる。このようにし
て、２つのタフトストリングのアセンブリーは容易に作
ることができる。単一のタフトストリングのアセンブリ
ーのみを望む場合、第２のストランドを１つのうねに沿
って省略し、そして糸束をそのうねに沿って切断する
か、あるいはアセンブリングした糸およびストランドを
切断しないでマンドレルからすべらせて取り出して、ル
ープパイルのタフトストリングを形成する。マンドレル
は、タフトストリングを使用すべきカーペットと同じ広
さである長さ296を有することができる。

糸の巻付けを促進するために、マンドレルを回転可能
なチャックに取付け、そして糸は回転するマンドレルに
沿って横切ることができる。横切るクロスヘッドをもつ
旋盤は、マンドレル上に糸を配置するために有用に使用
することができる。最も一般的意味において、１本の前
もって切断した糸の束をマンドレルのへりの上に１回曲
げ、そして束を結合して巻付け工程が必要でないように
することによって、製品をまた作ることができる。次い
で、本発明の細長いパイル製品を製造すう最も簡単な方
法は：細長い支持ストランドをフィラメントの複数の束
とストランドの周囲に沿ったある位置において接触さ
せ；フィラメントの束をストランドに沿ったそれらの位
置に対して接線方向の参照平面に対してある角度で曲
げ；フィラメントを互いに結合して、フィラメントが一
緒に結合されている密な部分を束の中に形成し、そして
ストランドに沿ったその位置においてストランドに結合
することからなる。

フロントページの続き (72)発明者 ポツパー，ピーター アメリカ合衆国デラウエア州19810ウイ ルミントン・モーニングサイドロード 3319 (72)発明者 サドラー，ドナルド・モンゴメリー アメリカ合衆国ペンシルベニア州19015 パークサイド・ウエストフオレストビユ ウロード110 (72)発明者 サビツジ，トツド・ジエイムズ アメリカ合衆国デラウエア州19734― 9142タウンセンド・ブラツクバードラン デイングロード1016 (72)発明者 ストーントン，ハロルド・フランシス アメリカ合衆国ペンシルベニア州19311 エイボンデイル・ボツクス332エイ・ア ールアール２ (72)発明者 ウオーカー，ウイリアム・チヤールズ アメリカ合衆国デラウエア州19802ウイ ルミントン・ウエストサーテイエイスス トリート16 (72)発明者 イングベ，ポール・ウエスリー アメリカ合衆国サウスカロライナ州 29036―8869チヤピン・フオーテイラブ ポイントドライブ117 (56)参考文献 特開 平４−245954（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−147864（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−76849（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−183820（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−128744（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−13091（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−6516（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D04D 1/00 - 11/00 D05C 1/00 - 17/02 D02G 1/00 - 3/48 D02J 1/00 - 13/00 Ｆターム（４Ｌ０４９，４Ｌ０４４，４ Ｌ０３６)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】連続長さのフィラメント束を張力下に偏心
   ガイドに供給し；前記偏心ガイドを回転させて前記フィ
   ラメント束を静止中空マンドレルの回りに巻付けて前記
   束のループを形成し、前記中空マンドレルは複数の細長
   いうねを有し；材料の連続ストランドを前記うねの少な
   くとも１つに沿ってかつマンドレル上に巻付けられてい
   るフィラメント束と接触させて供給し；前記ループのた
   めのキャリヤーストランドを前記マンドレルの中空部分
   を通して供給しかつキャリヤーストランドを前記うねの
   各々に沿って前記ループと前記静止中空マンドレルとの
   間に案内し、前記連続ストランドが前記ループと前記静
   止中空マンドレルとの間に配置されるとき、前記キャリ
   ヤーストランドの少なくとも１本は前記連続ストランド
   であることができ；前記キャリヤーストランドを前記静
   止マンドレルの前記うねに沿って推進させることによっ
   て、うねおよび前記連続ストランドと整列した結合手段
   の下に前記ループを輸送し；ループがうねの上に曲がっ
   ている間、束中のフィラメントを互いにかつ連続ストラ
   ンドに結合し；前記ループを切断して細長いパイル製品
   を形成し；前記細長いパイル製品をさらに加工するため
   に前進させる；ことからなる細長いパイル製品を製造す
   る方法。
2. 【請求項２】フィラメントを互いにかつ連続ストランド
   に結合することを超音波結合法により１工程で達成し、
   そして静止中空マンドレルが超音波アンビルとして作用
   する、請求の範囲１の方法。