JP3668724B2 - 細長いパイル製品を製造する方法 - Google Patents
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Description
[産業上の利用分野]
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。
【0002】
[従来の技術及びその課題]
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。
【0003】
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、信頼性ある細長いパイル製品が要求されている。
【0004】
【課題を解決するための手段】
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。束の各々は参照平面とある角度を形成する。
【0005】
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)。
【0006】
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)。
【0007】
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。
【0008】
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。
【0009】
【実施例】
図1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。
【0010】
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。図1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。図9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。
【0011】
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、図16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は図1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。
【0012】
あるいは、図17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。
【0013】
図1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、図1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図1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について図1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。
【0014】
図2A、図2Bおよび図2C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。図2A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。
【0015】
図2Bは図2Aのタフトストリングの拡大部分端面図を示し、そして図2Cは結合した領域をよりよく研究するために下に曲げた図2B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図2C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。
【0016】
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、図3Aおよび図3B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図2Bおよび図2Cを参照して説明したのと同一のままである。図3Aおよび図3B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(KevlarR)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、そして糸に結合する。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。
【0017】
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。
【0018】
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.)41C28トランスデューサーに接続された、40KHzにおいて350ワットが可能なデュケイン・コーポレーション(Dukane Corp.)40A351型電力供給である。デュケイン(Dukane)ブースターをまた使用することができる。
【0019】
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。
【0020】
図8A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、図1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図8B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図8C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。
【0021】
実施可能性が持続できない図1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。
【0022】
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。
【0023】
図4Aおよび図4Bは、マンドレル30およびマンドレルキャップ120(図1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。
【0024】
図4C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は図4C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。結果は図2Bおよび図2C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図1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、それは図2Bおよび図2C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。
【0025】
図7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、あるいは図1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。
【0026】
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ーである。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(Qualfier)30」を使用して反復可能に測定することができる。図10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。
【0027】
P/D比は図12Aおよび図12B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。図12A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。図12B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、206a、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、206b、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。
【0028】
W/D比は図2A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。
【0029】
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。
【0030】
As/Ab比は図2A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。
【0031】
図13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、図13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(Housing and Urban Developmentproduct standards for carpet)およびASTM(American Society for Testing 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、図8A、図8B、および図8C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。図11A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。図11Bは本発明のタフトストリングから作られた図7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。図11Bは裏材料の1平方インチにおいて図11A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。 図5A〜図5D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、図5A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(図15C)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。
【0032】
図6A〜図6Dは、それぞれ、図5A〜図5D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、図5A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。
【0033】
図9は図1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、42b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。このような配置は図1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。
【0034】
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。
【0035】
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(HytenR)である。
【0036】
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、図5A〜図5D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の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。
【0037】
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。図14B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は図14A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、図1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、図14B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。
【0038】
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図15B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は図15A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、図1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、図15Bに示すように間隔を置いて分離させることができる。
【0039】
本発明の細長いパイル製品のなお別の態様は図15C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、ここで図15B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。これらは図15B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、図1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、図18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。
【0040】
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。
【図面の簡単な説明】
【図1】細長いパイル製品を製造する方法の線図である。
【図2】図2A、図2Bおよび図2C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。
【図3】図3Aおよび図3Bは、本発明のパイル製品についての別の端面図である。
【図4】図4A、図4Bおよび図4C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。
【図5】図5A〜図5D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。
【図6】図6A〜図6Dは、図5A〜図5D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。
【図7】図7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。
【図8】図8A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り、図8Bおよび図8C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。
【図9】図9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。
【図10】図10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。
【図11】図11A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り、 図11B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。
【図12】図12A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り、図12B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。
【図13】図13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。
【図14】図14A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り、図14Bは、2ループのパイル製品の概略的図解である。
【図15】図15A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り、図15Bは、1ループのパイル製品の概略的図解であり、図15Cは、図15B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。
【図16】図16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。
【図17】図17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。
【図18】図18は、細長いパイル製品を製造する方法の線図である。
【符号の説明】
20 糸
22 源
24 テンショナー
26 中空導管
30 マンドレル
32 支持ストランド
36 通路
40 うね
42 超音波ホーン
44 カッター
Claims (9)
- 周囲表面を有する連続長さの支持ストランドと、基部から上方に延びかつ互いからある距離を置いて位置する1対の直立するタフトにより定められた「U」の形状で曲がったフィラメントの複数の束であって、各々が一緒に結合しかつ支持ストランドの周囲表面に超音波によって固定されたフィラメントの密な部分を有する束とを具備し、前記支持ストランドは直立するタフトの間の距離に等しいか、あるいはそれより小さい幅を有することを特徴とするパイル製品。
- 周囲表面を有する連続長さの支持ストランドと、基部から上方に延びる1対の直立するタフトにより定められた「U」の形状で曲がったフィラメントの複数の束であって、各々が一緒に結合しかつ前記「U」内およびその基部の支持ストランドの周囲表面に超音波によって固定されたフィラメントの密な部分を有する束とを具備することを特徴とするパイル製品。
- フィラメントが絡み合いにより接続されて束とされている、請求の範囲1または2のパイル製品。
- フィラメントがマルチフィラメントの少なくとも2本のストランドのプライ撚りにより接続されて束とされている、請求の範囲1または2のパイル製品。
- フィラメントの各束が密な部分に隣接して脆い部分を有しそして前記脆い部分の強度は結合前のフィラメントの束の強度より小さい、請求の範囲1または2のパイル製品。
- 前記複数の束の各々がある直径を有し、そして束の間のピッチを定める隣接する束からある距離で支持ストランドに沿って結合されており、そして前記ピッチは前記束直径より小さい、請求の範囲1または2のパイル製品。
- 隣接する「U」形束を接続する糸はループの形態で曲がっている請求の範囲1または2のパイル製品。
- 支持ストランドが幅×ストランド長さの単位により定められた投影面積を有し、そしてストランド長さの単位に沿って固定された複数の束はストランド長さの単位に沿ってストランドから延びるタフトの数×束直径の面積により定められた合計の投影面積を有し、ここで投影されたストランドの面積/合計の投影されたタフトの面積の比は1.0より小さく、そして束のピッチ/束直径の比は2.0より小さく、そしてストランドの幅/束直径の比は4.0より小さい、請求の範囲6のパイル製品。
- 突起部分を有する支持体を含み、ここで前記突起部分は前記パイル製品とかみ合ってパイル製品を支持体に取り付けるオーバーハング部分を有する、請求の範囲1のパイル製品。
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