JPH10511027A - タフトストリングカーペットの製作方法と装置 - Google Patents

タフトストリングカーペットの製作方法と装置

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JPH10511027A
JPH10511027A JP50860797A JP50860797A JPH10511027A JP H10511027 A JPH10511027 A JP H10511027A JP 50860797 A JP50860797 A JP 50860797A JP 50860797 A JP50860797 A JP 50860797A JP H10511027 A JPH10511027 A JP H10511027A
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JP
Japan
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yarn
tuftstring
strand
tuft
backing
Prior art date
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Application number
JP50860797A
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English (en)
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アグリーン,ロバート,カール
アンジェルッチ,リチャード,ジョーゼフ
ケンナード,ジェフリー,リー
モリン,カール,フレデリック
マスメッチ,マリアーノ,ジョーゼフ
オードル,ジェイムズ,ケントン
サマント,カリカ,ランジャン
スタウントン,ハロルド,フランシス
ヴェーネマ,ピーター
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EI Du Pont de Nemours and Co
Original Assignee
EI Du Pont de Nemours and Co
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 裏張り(50)に接着した複数のタフトストリング(42,44,46,48)からカーペットを製作する方法と装置。タフトストリングを正確に位置づけし、超音波によって複数のタフトストリング(42,4,46,48)を裏張り(50)に接着する方法と装置を開示する。

Description

【発明の詳細な説明】 タフトストリングカーペットの製作方法と装置発明の背景 本願は、1994年8月31日に出願した出願08/298,642号の一部継続出願で ある。 本発明は、パイル帯を作りかつ他のパイル帯とともに整列させ裏張り基材に取 付けることにより床や壁の覆いとして使用できるパイル表面構造物を製作する方 法と装置に関する。 従来のタフトストリングカーペットは、柔軟に織られた主裏張りを機械に通す ことによって作られる。機械は、カーペット・ヤーンを裏張りに通す多数配列さ れた針を有する。そのヤーンは、針が後退される前に多数配列されたフックによ り拘束される。12(フィート)幅に約1400の針がある。裏張りは、損傷を 受けることなく、針を通過させなければならない。その後、裏張りは、短い距離 (一般的な高品質のタフトストリング密度の場合、約1/10インチ)だけ送ら れ、針が再び裏張りに通されて次の一連のタフトが形成される。フックとともに 多数の整列したカッターを用いて、裏張りに通したタフトループを切断してカッ ト・パイル・カーペットを作ることもできる。針とフックが退却した後も摩擦に よってタフトが裏張りに保持され、裏張りは、次のタフト位置に移動する。この 摩擦は、カーペットとして使用する間にタフトを保持するには不十分であるので 、接着剤を十分に塗ってカーペットの裏側(の入り込む側)にタフトの基部のす べての繊維を埋め込み、主裏張りの裏に取付ける。タフト基部を安定させ、堅く し、強くし、剥離の防止を助けるために、このタフトと主裏張り構造は、主裏張 りの裏に装着され、同一の接着剤層または追加の接着剤によって固定される第二 の裏張りを有する。 また、別のカーペット構造物として、織られていない複合シェニール(composi te chenilles)を裏張りに取付けたものが、米国特許第2,475,019号(Faris)、米 国特許第2,680,469号(Ahier)および、米国特許第2,698,044号お よび第2,698,045号(Runton)等に提案されている。これらの構造のいくつかは従 来行われていたバックサイジングやタフト固定を省いている。一般に、これらの 構造は、接着剤を多量に用いており、接着剤は、製造過程において取扱が面倒で あり、タフトにナイロンポリマーを使用した場合、リサイクルが困難である。そ のようなカーペット構造に対して提案された装置は、連続した結合プロセスで全 カーペット幅の材料を扱う一体式の設計か、モジュールの設計かを採用している ため、設置および運転が面倒である。また、これらの装置は、動クリールにおい て普通個別のヤーンが必要であり、広範なヤーンの再補給のためにある間隔毎に 停止するか、あるいは個々のボビンのヤーンがなくなる度にボビン交換のために たびたび停止する必要があった。発明の概要 本発明は、カーペットを製作する方法と装置に関し、特に撚り合わせたヤーン の複数の直立したタフトをストランドに接着してパイル帯を作り、前記複数のパ イル帯を裏張りに横並びに接着してカーペット構造を形成するものである。 ヤーンとストランドとは、好ましくは複数の面(好ましくは4面)を有する心 棒に組付ける。すなわち、1本または2本のヤーンを複数のストランド(好まし くは4本のストランド)の回りに巻き付け、一つの超音波ホーンで1本以上のス トランド(好ましくは2本のストランド)を一度に接着し、ヤーンを切断して複 数の長いパイル帯(好ましくは4つのパイル帯)、あるいは、タフトストリング を作成する。それらを他のタフトストリングと横に並べて裏張りに接着してカー ペット構造を作る。カーペットは、ドラム上に、または、間隔を置いて配置され たロールの間に、裏張りを供給して数本のタフトストリングを一度に裏張りの全 幅に渡ってらせん状に巻き付けることによって、部屋の大きさの一つまたは数個 のカーペットを一括運転で作ることができる。あるいは、カーペットは、無端状 に裏張りを連続して供給し、複数のタフトストリングを縦糸方向に裏張りの全幅 に渡って供給することによって連続して作ることができる。この方法は、従来の タフト製作機と比べて、12フィート幅のカーペットを完成させるのに静止クリ ールに設けなければならないヤーン縦糸の数が、少ないという利点がある。こ れによって、カーペット製作に必要な静止ヤーン・クリールのサイズが低減し、 カーペットのスタイルを変える時にクリールを取り替えるのにかかる時間と労力 が低減する。これは、カーペットの色を変えるたびにクリールを交換しなければ ならないような染色前ヤーンを使う場合に特に重要である。 ヤーンをストランドに接着したり、このようにして形成されたパイル帯または タフトストリングを裏張りに接着するのに超音波エネルギーを使うことがカーペ ット構造の製造方法として好ましい。タフトストリングを正確に位置づけし、一 つの超音波ホーンを裏張りの表側または裏側から作動させて複数のタフトストリ ングを裏張りに接着させるための方法と装置が本発明に含まれる。カーペット作 成装置は製作、組立、保守、よび糸の設定の容易さからモジュール構成となって いる。図面の簡単な説明 図1Aは、タフトストリングと大きなドラムを用いてカーペットを作るための バッチ・システムの斜視図である。 図1Bは、2つのタフトストリンググループが螺旋状に巻かれている状態を示 す概略図である。 図2は、図1Aの2−2矢視側面図で、典型的な単一心棒タフトストリング形 成機を示す。 図3は、超音波接着モジュールの斜視図である。 図4は、タフトストリング形成心棒の部分断面図である。 図5は、図4の5−5線に沿った心棒端の拡大断面図である。 図6A,図6B,図6Cは、図4の心棒に使用される超音波ホーンの前面図、 断面図および側面図である。 図7Aは、心棒上のヤーンを切断するためのカッターの断面図である。 図7Bは、図7Aの心棒の角における溝の拡大詳細断面図である。 図7Cは、図7Aの刃の刃先の拡大図である。 図8は、図7の心棒に係合するカッターの拡大詳細断面図である。 図9は、二つのカッター構成の図2から取った断面図である。 図10は、コンパクトな空間に8つのタフトストリングを作るための二つの心 棒モジュールの斜視図である。 図11は、コンパクトな空間に72のタフトストリングを作るための18心棒 モジュールの前面斜視図である。 図12Aと図12Bは、それぞれ裏張りの上側から接着するために複数のタフ トストリングを導くガイドの正面図と平面図である。 図13A,図13B,図13C,図13D,図13Eは、裏張りの上側からタ フトストリングを裏張りに接着するのに使用する超音波ホーンの図である。 図14は、裏張り材の長い無端ベルトにタフトストリングを接着するためのベ ルト・モジュールの側面図である。 図15は、裏張り材の長いロールにタフトストリングを接着するための縦糸モ ジュールの側面図である。 図16A,図16B,図16C,図16Dは、裏張りの下側からいタフトスト リングを裏張りに接着するために複数のタフトストリングを導くガイドの個別の 図である。 図17A,図17B,図17Cは、裏張りの下側からタフトストリングを裏張 りに接着するのに使う超音波ホーンの個別の図である。 図18は、縦糸モジュールを使ってタフトストリングカーペットを作るシステ ムの概略平面図である。 図19は、染色前のフェースヤーンを使ってタフトストリングカーペットのか さ増しのための仕上システムの概略平面図である。 図20A,図20B,図20C,図20D,図20E,図20Fは、異なった 形のタフトストリング形成心棒の概略図である。発明の詳細な説明 全幅カーペットを製作するための説明のために、選択された実施例を図1Aに 示す。この実施例は、タフトストリング形成モジュール38と、ヤーン・クリー ル62,64,66とストランド・クリール68,70とからヤーンおよびスト ランドが供給されるドラム・モジュール49を含む。カーペット構造の形成は、 ストランド30,32,34,36等複数のストランドをタフトストリング形成 モジュール38の心棒の隆起部分に沿って送り、ヤーン40等のヤーンを前記心 棒の回りおよびストランド上に巻き付け、そのヤーンを複数のストランドに接着 させ、ヤーンを切断して複数の長いパイル、すなわち、タフトストリングを作る ことによって行う。タフトストリング42,44,46,48のような複数のタ フトストリングは横に整列され、ドラム・モジュール49上に支持された裏張り 基材50に接着される。このシステムにおいては、以下に説明するように、4本 のタフトストリングが一つの心棒上に一度に形成される。好ましくは、8本のタ フトストリング(4本のみ図示)を横に整列させてグループにまとめ、ドラム・ モジュール49のドラム52の表面上の位置54,56,58,60のような互 いに間隔をあけた9個の位置にこれらグループを配置させる。ドラム内のクラン プ(図示せず)は、カーペット形成時にドラムが回転する際、裏張りの端部を保 持する。 8本のタフトストリングからなるそれぞれのグループがドラムに案内されると 、ドラムは回転され横方向に移動されるので、タフトストリングは裏張り上に引 き込まれ、複数の超音波ホーン(図示せず)の下に導かれる。超音波ホーンはタ フトストリングを裏張りに対して融合接着させる。ドラムが矢印51の方向に回 転し、かつ、矢印53の方向に横に移動し続けると、8本のタフトストリングか らなる各グループは、ドラム52上にタフトストリングを螺旋状に整列させる。 ドラムが1回転すると、ちょうど接着されたばかりの一つのグループのタフトス トリングは、最初に接着されたタフトストリングの隣に整列し、しかもその8本 のグループ内の一つのタフトストリングと次に隣接するタフトストリングの間隔 と同じ距離だけ離間している。この離間距離は一般的なタフト密度の場合、0. 2インチが普通である。ドラムが10回転すると、8本のタフトストリングの第 一グループは、8本のタフトストリングの第二グループの第一接着端に整列し、 タフトストリングの接合部が突き合わされたところで接合される。この状態は、 一つのタフトストリンググループと次のグループとの間でドラム全体に渡って存 在し、カーペット構造がドラム上に完成される。それから、ドラムの回転が停止 され、タフトストリング形成が停止し、突き合わせ接合部が、切断装置に位 置合わせされる。板が、タフトストリングとそれらの各接着部の下に滑り込んで ドラムからそれらを持ち上げる。切断装置が、整列した突き合わせ接合部に沿っ て横切ってすべてのタフトストリングと裏張りとを切断し、カーペットをドラム から放し、ドラムの円周に相当する15フィートの長さのカーペットをもたらす 。今度は、別の裏張りがドラムに取付けられ、ドラムは再び横方向に移動されて 開始点に位置付けられ、そしてタフトストリング形成および裏張りに対する接着 を再び開始できる。完成したカーペットは、次のカーペットが作られている間に 、その縁を切り取って12′(フィート)×15′(フィート)の四角のカーペ ットにする。図1Bは、タフトストリング59の一つのグループが、隣接する他 のタフトストリング61のグループから離間させた状態で螺旋状に巻かれる様子 を図示している。グループ59は、開始点63を有し、グループ61は、開始点 65を有している。グループ59は、接着されたばかりのタフトストリングの例 えば、位置67がすでに接着されたタフトストリング例えば、位置69に隣接す るように螺旋状に巻かれる。結局は、グループ59のちょうど接着されつつある タフトストリングは、隣接するグループ61のすでに接着されたタフトストリン グに位置71および位置73のような位置で隣接する。最後は、グループ59の ちょうど接着されつつあるタフトストリングは、位置55において、図示のごと く、グループ61の開始点65に、端と端をくっつけて接合し、突き合わせ接合 を形成する。それから、工程は、停止され、完成したカーペット構造物はドラム から切り取られる。 一つの全カーペットは、このように18,36、または54本のヤーン縦糸の みを利用した72のタフトストリングのみを使って作ることができる。ここの説 明では、36本のヤーン縦糸を使って、2つのヤーンが、一度に4本のタフトス トリング用の心棒に巻き付けられるので、タフトストリングは、一つのヤーンが 巻き付けられるときよりもより妥当な巻き付け速度でより速く形成することがで きる。さらに、複数のヤーン縦糸が使われる場合、タフトストリングの長さに沿 ってヤーン縦糸をランダムに混ぜ合わせることが利益をもたらす。このように、 一つのヤーン縦糸から別のヤーン縦糸に染色のわずかな差異があってもタフトス トリングに沿って、また一つのタフトストリングから別のタフトストリング に渡って混ぜ合わされるので、染色の差異による筋欠陥を低減することができる 。さらに速度を上げるために、あるいは、要求されるスタイルの柔軟性のために 3つ以上のヤーン縦糸を一つの心棒に巻き付けることができる。これら3つのヤ ーン縦糸は、例えば、ヤーンの色やタイプが異なったものでもよい。 図1Aにおいて、生産性を高めるために3つのクリール・モジュール62,6 4,66が用いられている。一つのモジュールは、運転ヤーン縦糸用に36個の ヤーン・パッケージとバックアップ・ヤーン縦糸用に36個のパッケージとを有 し、バックアップ・ヤーン縦糸は、従来の方法でトランスファーテイル(transfe r tails)を用いて稼働中のパッケージに結合され、ヤーンが連続して供給できる ようになっている。もう一つのクリール・モジュールは、製品を交換するときの ヤーンの設定を行うためのものである。三番目のクリール・モジュールは、更な る製品交換の設定、あるいは、より多くのヤーン縦糸を使ってより早い運転をし たり、あるいは、前記したスタイリングの変更のためのものである。 2つのストランド・クリール・モジュール68,70は、合計80個のストラ ンド・パッケージを有する。ストランドは大きなパッケージに設けられており、 また、ヤーンよりもはるかに遅い速度で消費されるので、トランスファーテイル の結合のための追加パッケージは、設けなくてもよい。ストランドを巻戻す際、 個々のストランドをねじらないようにすることが望ましい。したがってそれぞれ のパッケージには、回転引出し法を用いるのが好ましい。定期的に、接着された カーペットをドラムから取外すために停止するとき、必要に応じて同時に個々の ストランド・パッケージを補給することができる。もっと多くのクリール・モジ ュールを使って、パッケージ交換を容易にすることもできる。普通、ストランド は、ヤーン生成物の交換のために交換されることはない。 図2は、タフトストリング形成モジュール38の2−2断面の端面図であり、 4タフトストリング心棒74を使った基本単一心棒タフトストリング形成機72 の詳細を示す。タフトストリング形成機72の主要構成要素は、4辺を持つ心棒 74、フレーム75、ヤーン巻き付け装置76、2つの超音波接着モジュール7 8,80、ヤーン送りモジュール82、ストランド送りモジュール84、切断装 置86、および、タフトストリング駆動モジュール88である。ヤーン40 は、遊び送りロール90と被駆動送りロール92を介して送り込まれる。これら 送りロール90,92は、ピボット96を介して油圧シリンダー94によって互 いに圧接されて、各心棒毎に1本または数本のヤーン縦糸からなるヤーン40を 把持する。ストランド30,32,34,36は遊び送りロール98と被駆動送 りロール100を介して送り込まれる。これら送りロール98,100は、ピボ ット104を介して油圧シリンダー102によって互いに圧接されて、ストラン ドを把持する。4本のストランドが、心棒74の入口端106に送られ、そこで 各々のストランドは、心棒内の中央空間に設けられた別々のチューブに案内され 、互いに分離したままで絡まないようになっている。心棒は、巻き付けたヤーン を心棒から解放して4つの別々の切断パイル・タフトストリングを形成する切断 装置86の下流となる心棒の一側面上にあるブラケット107によってフレーム 75に取付けられている。タフトストリング42′,44′,46′,48′は アイドラエキジットロール109とドリブンエキジットロール111を介して送 られる。これらロール109,111は、ピボット121を介して油圧シリンダ ー119によって互いに圧接されてタフトストリングを把持する。ドリブンロー ル111は、U字形状のタフトストリングを保持する溝を有し、アイドラロール 109は、リブを有し、そのリブはリブと溝の間にタフトストリングを挟んだ状 態で前記溝に嵌合する。 図4は、ストランドが入る心棒の入口端106とストランドが出て行く出口端 108とを示す。図5は、出口端の拡大断面であり、心棒74の中央にある中空 通路110から各ストランドを案内する回転プーリを示す。プーリ112は、ス トランド30を案内し、プーリ114は、ストランド32を案内し、プーリ11 6は、ストランド34を案内し、プーリ117はストランド36を案内する。ス トランドは、以下に述べるように、中空通路110から心棒の隅の溝に導かれる 。 ヤーンは、巻き付け装置76によって心棒の隅の溝にある支持ストランド(sup port strand)の上を心棒の回りに巻き付けられる。この巻き付け装置76は、ヤ ーン入口端120とヤーン出口端122とを有する中空スピンドル118で構成 される。スピンドルは、フレーム75に取付けられたベアリング組立体 124によって回転可能に保持される。スピンドルは、プーリ/ベルト装置12 8を介してモーター126によって回転される。ヤーン40が,心棒74に巻き 付くにつれて、ストランド30,32,34,36は、ストランドとヤーンとを 巻き付け装置から離れるように、心棒に沿って軸方向に(下方に)進み、かつ、 超音波接着モジュール78、80に移動する。 図3は、接着モジュール78の斜視図であり、これはモジュール80と同じで ある。これら接着モジュールは、両方とも、ブラケット130,132によって 心棒74の対向する面に整列した状態でフレーム75に取付けられている。基本 接着モジュールは、ブースター135に取付けられた超音波ホーン134とフレ ーム138に取付けられた超音波ドライバー136からなる。フレーム138は 、4棒リンク組立体140(2本の棒が示されている)に取付けられ、この組立 体はブラケット132に取付けられている。油圧シリンダー142は、ロッド端 146のクレビス・ラケット144によってフレーム138に取付けられ、かつ 、シリンダー端のブラケット130に取付けられている。油圧シリンダーロッド 端146は、超音波ドライバー、ブースターおよびホーン組立体を、心棒74に 対して垂直な状態を保ったまま、心棒74に接近および離間する方向に移動させ 、それによってホーンと心棒上のストランドでヤーンを締め付ける。この位置に ある心棒は、超音波金敷(alhasonic anvil)の作用をする。超音波エネルギーを ホーンに加えながらヤーンとストランドを一緒に締め付けることによって、ヤー ンとストランドとは、直ちに熱し、ヤーン・フィラメントは互いに融着し、また それらが接しているストランドに融着する。ヤーンは、ホーンに張り付くことは なく、また、ストランドも心棒に張り付くことはない。油圧シリンダー圧力は、 心棒とホーンおよびそれらの間にあるヤーンとストランドに作用する締め付け力 とを決定する。この力は、ヤーンとストランドに与える超音波エネルギーの量を 決める重要な要素である。他の要素としては、ホーンの振動振幅と振動数とがあ る。 図6A,図6B,図6Cは、一つのホーンで2本のストランドをヤーンに一度 に接着させることのできるホーンの形状を示す。したがって、一つの4側面心棒 に沿って案内された4本のストランドを接着するのに必要なホーンは、2個のみ である。超音波ホーン134は、2つの角度を持った面148,150を有し、 これら面は、ヤーンとストランド(両方とも図示せず)を心棒74の隅152, 154に対してそれぞれ締め付ける。もっと大きい心棒74aを使用しても、同 じホーン134でヤーンとストランドとをその心棒74aの隅に押さえつけるこ とができるように前記面は十分に長くなっている。図示の四方形の心棒の場合、 面148,150は、158で示すように、心棒の側面156に対して45度の 角度を成している。2つの隣接する隅で1つのホーンで接着を行う6角形の心棒 の場合、この角度は30度となる。面154(および156)は、図6Bの拡大 断面図において、ヤーンをホーンの下に案内するために半径160の角度付導入 部を有する。ヤーンは、矢印162の方向に移動している。図6Cにおいて、ホ ーン134の深さ164は、面148,150の長さによって生じるホーン応力 (horn stress)をできるだけ抑えるために小さくなっているが、所望の心棒に使 用すると予想されるすべてのヤーンを通すのに十分な大きさになっている。ホー ン134の幅166は、約0.5インチで、超音波の振幅、周波数とドライバー の出力との相関的要素である。 図5において、それぞれのホーン、例えばホーン134を使って、2本の支持 ストランド例えばストランド30,36を、それらに巻き付けたヤーン40に接 着させる。これは、以下のようにして行うのが望ましい。すなわち、ストランド を通過し、かつ、各々のストランドの両側のヤーンによって定められる夾角を二 等分する想像面に対して、ホーン134の角度付き面148,150をほぼ垂直 に配置することによって行う。このように、ヤーンを切断して切断パイル・タフ トストリングを形成するとき、ストランドの両側にあるタフトは、それらが接着 された基部において同じ角度を形成する。想像面153は、ストランド30を通 過し、ストランド30の上で曲げられたヤーン40の端部157,159の間の 夾角155を二等分する。面150は、161で示すように面153に対してほ ぼ垂直である。同様に、相像面163は、ストランド36を通過し、かつ、スト ランド36の上で曲げられたヤーン40の端部167,169の間の夾角165 を二等分する。面148は、171で示すように面163に対してほぼ垂直であ る。想像面153,163は、また、心棒74の断面の中心または図心を通 る。 図4および図5を参照すると、ヤーン40は、心棒74の側面上の4つのスペ ーサー168,170,172,174の上に巻き付けてある。スペーサーは、 心棒の側面にある浅いスロット内に保持されている。スペーサーの目的は、ヤー ンが接着される前にヤーン側からみた心棒の外周の長さを増やすためである。ス ペーサーは、ホーン134,134′に隣接する位置176で終わる。もし、ヤ ーンがナイロン6−6の場合、音波加熱から冷却するとヤーンは著しく収縮する ことが分かっている。したがって、ヤーンがホーンから遠ざかる際、ヤーンが、 位置176におけるスペーサーを越えて通過し、心棒を締め付けることなく収縮 してその外周が小さくなる。 接着の後に、ヤーン40を切断して、心棒74からそれを解放しなければなら ない。ストランドの間のちょうど中間で切断すると、タフトストリングがカーペ ットに組付けられたとき切断端部がヤーンの最終タフト高さを決定することにな る。正確に切断し組み立てられたならば、最終カーペット製品には、更なるタフ トせん断は必要ないが、いくつかの製品においてはせん断することが好ましい場 合がある。図2切断装置86は、4つの回転円形ブレードからなり、それぞれの ブレードが心棒に固定されたベッド・ナイフに圧接している。そのようなベッド ・ナイフ178が、図4において心棒74内のスロット180に取付けられてい る。図7Aは、図2の7−7から見た断面である。円形ブレード182は、軸1 84にキー固定され軸とともに回転可能であり、軸に沿って軸方向に摺動可能で 、かつ、バネ186によってベッド・ナイフ178に押し付けられている。ブレ ードの両側に1個ずつ配置された円形クランプ188,190は、ヤーンと支持 ストランドを心棒の隅にある溝にしっかり保持する。クランプは、回転可能に軸 184に支持されるが軸184からのトルクを受けない。さらに、クランプは、 軸に沿って軸方向に摺動可能である。クランプは、ストランドの移動により駆動 される軸とは独立して回転可能である。バネ192,194は、クランプ188 ,190をそれぞれ心棒の隅196,198に向けて付勢する。クランプは、ブ レードがフェイスヤーンに切断力を加えてそれを切断する間、トランド(および ストランドに接着されたヤーン)を心棒の隅にある溝内にしっかりと 保持する。軸184は、ハウジング200内に回転可能に支持され、モーター2 02(部分的に図示)によって回転駆動される。図7Bは、心棒74の隅にある 溝197の拡大図である。この溝は、深さ199を有する。この深さ199は、 ストランドをしっかり保持するためにストランドの厚さの約25%から75%の 間でもよく、接着中にホーンの面148,150と干渉することはなく、また、 接着前にヤーンが心棒に沿った移動のためにヤーンが心棒から自由になるように 支持する。 接着されたヤーンとストランドとが、心棒74に沿って移動させられると、ヤ ーンは、回転ブレード182に押し付けられ、ブレードとベッド・ナイフの間に 追い込まれてブレードによって切断される。図8は、ブレード182、ベッド・ ナイフ178、心棒74およびヤーン40の概略断面を示す。ヤーンは、矢印2 04の方向に移動し、ブレードとベッド・ナイフの間の交差部分206に運ばれ 、そこでブレードによって切断される。ナイロン6−6ヤーンを効率よく切断す るために、ブレード材料として、非結晶ダイアモンドで周囲をコーティングした C−11グレードのサブミクロンのタングステン・カーバイド(ニュージャージ 州ロッカウェイのTetrabond,Inc.,Division of Multiarc,Inc.から入手可能 )が、D2高速度鋼のベッド・ナイフに対して良好に動作することが分かってい る。図7Cにおいて、ブレードのコーティングすることが好ましい部分は、20 3,205,207である。非結晶ダイアモンドコーティングは、ビッカース硬 さ約6000を有する。良好な切断を行う別のコーティングとしては、化学蒸着 によって炭化チタンを2ミクロン、さらに窒化チタンを2ミクロンコーティング する方法がある。そのようなコーティングは、ビッカース硬さ約2600を有す る。ブレードとベッド・ナイフとの表面の寿命を改善するために、冷却潤滑剤と しての水やアルキルホスフェートのようなヤーン仕上剤を、点滴システム209 等を使ってフェルト塗布パッド208を湿らせてブレードの表面に塗布すること が良いことが分かっている。そのような仕上剤は、デラウェア州ウィルミントン のE.I.DuPont Co.から帯電防止のヤーン仕上剤として販売されているZelex NK を使うことができる。これは、体積比で0.5〜2.0%の割合で蒸留水と混ぜ 合わせる。このブレードで過度の摩耗を発生させないでヤーン を切断するには、ヤーンの進む方向に、かつ、ブレードの下を通過するヤーンの 速度よりも少し速い(約3〜10%)周速度でブレードを回転するのが最も効果 的であると思われる。この低い速度は、摩耗速度を低減し、この回転方向は、切 断中のヤーン張力を最小にすると考えられる。これは、ブレードの周速度がヤー ン移動速度よりもはるかに速い(約500〜1000%大きい)周速度を持つ場 合に発生するのこ引き作用とは異なり、せん断作用を生じる。しかし、ブレード がヤーンの移動方向とは反対方向に、さらに/あるいはのこ引き作用が生じるよ うな高い速度で回転させた場合でも許容できる切断を行わせることができる。せ ん断作用を利用する場合、ブレードの刃先角度210(図7A,図7C)は、好 ましくは、約75度(のこ引き作用の場合45度)で、刃先のコーティング部2 03,205,207の仕上塗装は、約1〜2マイクロインチrms(自乗平均)で ある。静止ベッド・ナイフとバネ負荷ブレードは、互いに圧接するように構成さ れている場合を説明したが、ブレード182を軸184に固定し、ベッド・ナイ フ178を心棒74内で移動可能にしてバネによってブレード182に対して圧 接させても良い。 心棒上でヤーンを切断する際、心棒の対向側面のカッターは、互いに干渉しな いので心棒の対向面上の同じ長さ方向の位置にあるヤーンを2つのブレードで( 同時に)切断することもできる。また、心棒の長さ方向に沿ってカッターを離し て配置することによっても切断することができる。これは、切断時にカッターが 、ヤーンに対して小さな張力を加える時に、クランプは心棒の隅にある溝にスト ランドとそれに取付けたヤーンとをしっかり保持するからである。クランプは、 この張力がストランドを溝の外に引っ張り出そうとするのをおさえる。図9は、 心棒74の反対側面上の、例えば同じ長さ方向位置にあるブレード212,21 4を有する2つのカッターを示す。これらの場合において、切断する際、回転ク ランプ216,218は、ブレード212に切断されるヤーンを保持し、クラン プ220,22は、ブレード214で切断されるヤーンを保持する。クランプは 、ブレードと並列している状態で示してあるが、クランプをブレードとは異なる 軸に取付けてブレードの上流側に隣接させ、ヤーンが切断される交差部分206 (図8)に接近させて配置しても良い。 図10は、カッター付き2心棒モジュール215を示し、カッター軸を回転さ せる駆動モーターを共用できるものである。一つの構成において、モーター22 4は、ベルト/プーリ装置(図示せず)を介して心棒232用カッター軸230 と心棒228用軸226とを駆動することができる。別の構成において、心棒2 28用ブレード234と心棒232用ブレード236とは、ベルト/プーリ装置 240を介してモータ−242によって駆動される同じ軸238に取付けること ができる。ブラケット107に取付けたこの心棒とカッターとの構成は、コンパ クトで低コストのモジュールを形成し、保守および修理を容易に行うことができ る。この構成において、それぞれの心棒において矢印260で示す同じ長さ方向 位置で2つの切断が最初に行われ、次に、矢印262の位置でそれぞれの心棒に おいて一つの切断が行われ、続いて、矢印264の位置でそれぞれの心棒におい て一つの切断が行われる。ある心棒上で、この切断手順2:1:1は、心棒上の タフトストリングの製作に影響することなく変えることができる。例えば、他の 切断手順1:2:1または1:1:2を採用することもできる。また、2心棒モ ジュール215の品質と動作に影響を及ぼすことなくカッター・モーター、ベル ト・ドライブおよびカッター軸の数を変えることもできる。 図10の2心棒モジュールの底部において、複数のタフトストリングガイド・ プーリが設けられている。心棒228については、プーリ244と246とが、 心棒の隅248,50から離れるタフトストリングをそれぞれを案内し、プーリ 252,254が心棒の隅256,258から離れるそれぞれのタフトストリン グを案内する。心棒232についても同様なプーリ構成が設けられている。それ ぞれのプーリには、ストランド側をプーリのハブに向け、タフトをプーリの外縁 に向けた状態でタフトストリングを受け入れる溝が設けられる。それぞれの2心 棒モジュールは、8本のタフトストリングを形成する。 図11は、図1に示すタフトストリング形成モジュール38の詳細図である。 図10の2心棒モジュール215が、9つの位置、例えば、形成モジュール38 の幅方向の位置54,56,58,60に設けられ、72本のタフトストリング を作るようになっている。形成モジュール38は、72本のタフトストリングす べてに対してストランド用共通入口圧接ロールとパイル・ヤーン用共通入口圧接 ロール、および72本のタフトストリング用の共通出口圧接ロールとを有する。 ストランド入口圧接ロールは図2を参照して説明するが、それらはモーター93 によって回転されるアイドラフィードロール90とドリブンフィードロール92 として示されている。ヤーン入口圧接ロールは、図2を参照して説明するが、そ れらは、モーター101によって回転されるアイドラフィードロール98とドリ ブンフィードロール100として示されている。タフトストリング出口圧接ロー ルは、図2を参照して説明するが、これらは、モーター113によって回転され る遊び出口ロール109と被駆動出口ロール111として示されている。形成モ ジュール38の上部においては、ドラム・モジュール49(図1A)にタフトス トリングを案内するためのタフトストリング案内ロール266が設けられている 。 心棒用巻き付け装置を同時駆動させる構成も可能である。例えば、一つのモー ターで5台の2心棒モジュール用の5対の巻き付け装置を駆動し、別のモーター 1個で残りの4台の2心棒モジュールの4対の巻き付け装置を駆動する。この構 成において、図11に部分的に示されるように矢印268で示すベルト/プーリ システムを使ってもよい。フレーム75は、タフトストリング形成モジュール3 8のすべての要素を一緒に保持する。 ドラム・モジュール49には、複数のタフトストリングガイドが設けられてお り、これらは複数のタフトストリングを、接着するために裏張り上に、かつ、超 音波ホーンの下にタフトストリングを正確に案内する。図12Aは、第一タフト ストリング接着ホーン270と第二ホーン271の拡大側面図であり、これらの ホーンは、間隔の詰まった複数のタフトストリングを接着させる。同図には、ま たタフトストリング接着ガイド272が示されており、これは、間隔の詰まった 複数のタフトストリングを第一ホーン270に整合させるように案内する。それ ぞれのホーンは、図5に示したものと同様に接着モジュールに取付けられて心棒 上の支持ストランドにヤーンを接着させる。それぞれのホーンは、ホーン270 について矢印274で示すように、半径方向に押されて裏張り基材50およびド ラム52に対してタフトストリングを締め付ける。第一ホーン270は、ガイド 272が定めた整合を保ちながらタフトストリングを軽く裏張りにくっつけ、第 二ホーン271は、より大きなエネルギーをまだ熱いタフトストリングに加えて 裏張りにしっかりと接着させる。2つのホーンの相乗効果によって、タフトスト リングを接着するのに多量のエネルギーをすばやく注入することができる。ホー ン270と271との間の距離273は、上記効果を生かすために短くする必要 があるが、この距離は、また第一ホーンからの熱が支持ストランドを通過するた めの時間を与える。多量のエネルギーをすばやく加える必要のない低速において は、第一ホーンのみを設けてもよい。この2ホーン技法は、またタフトストリン グ形成心棒上のストランドにフェイスヤーンを接着する場合にも使用することが できる。ホーン270は、図13A〜Eにより詳細に示してある。図13Aのホ ーンは、4本のフォーク276,278,280,282を有し、それぞれのフ ォークは一つのタフトストリング上のタフト間に入り、それらタフトの基部にお ける支持ストランドに接する。フォーク間の間隔284は、完成カーペット上の 望みのタフトストリングの間隔と同じである。異なるタフトストリング間隔に対 しては、対応するフォーク間隔のホーンを用いる。フォークの高さ286は、完 成カーペットにおける望みの最大タフト高さに対するタフトストリング上のタフ トの最大長さに対応する。図13Bにおけるホーンの長さ288は、超音波振幅 、周波数とドライバーの出力との相関的要素である。図13Cは、フォーク28 2の典型的な前端290と後端292の詳細を示し、ホーン下のタフトストリン グを滑らかに案内するための小さな半径294が設けられている。図13Dは、 別のフォーク形状を示し、半径294′は、フォークの長さまで伸びておりそれ によってタフトストリングがホーンの下に滑り込むとき圧力を緩やかに加えるよ うにしている。フォークの形状は、他の形状でも良いし、また、第一ホーン27 0の形状を第二ホーン271の形状とは異なったものとしてもよい。図13Eは 、フォーク282の典型的な先端296の詳細側面を示し、先端の凹面298が 支持ストランドをフォークの長さ288に沿って案内することにより、接着操作 中にフォークの下から側方にストランドが、滑り出さないようにしている。この 凹面は半径290,294′部分を貫通して伸びており、ホーンの圧力と振動と をタフトストリングに作用させる前に、ホーンの下にタフトストリングストラン ドを案内しやすくしている。 図12Bにおいて、ガイド272は複数のスロット、例えば、スロット300 を有し、これらは、狭い幅302を有しタフトストリング上のタフトを互いに接 近させながら支持ストランド上に移動させる。複数のタフトストリングのスロッ トは、完成カーペット組立体におけるタフトストリングの所望の間隔と等しい間 隔に収束する。スロットは、適切な間隔でタフトストリングを、タフトストリン グ間隔と同じ間隔のフォークを有するホーンに案内し、ホーンは、ガイド272 の端部304に接近して設けられている。タフトストリングは、ドラムの表面に 対して約15度の角度でホーンに接近しているので、ホーンの凹面が、タフトスト リングを分離案内しやすくしている。フォークにおいて、そこまで案内されたタ フトストリングのタフトは分離されて、一列のタフトがフォークの一方の側面に 沿って通過し、もう一つの列が、そのフォークの他方の側面に沿って通過する。 フォークの先端296は、支持ストランド上にあってそれを押し付けている。ホ ーン270の一方の側においては、以前接着したタフトストリングを鋤263に よって側方に寄せることによって、個々のタフトが案内されたタフトストリング の下に捉えられてホーンの下で接着されることがないようにしなければならない 。ホーン270の反対側308においては、普通、以前接着したタフトストリン グは存在しないので、支持フィンガー310をガイド272に取付けてホーンの この第二の側の外側タフトを支持する。フィンガー310は、ホーン271に隣 接してそのホーンを越えて伸びており、接着部が冷えるまでタフトを起立状態に 支持する。もし外側タフトがフィンガー310で支持されなかった場合、外側タ フトは、加熱時に少し横に倒れる傾向があるため、接着したタフトストリングが 冷却するにつれて、タフトをせん断した後でも最終カーペット組立体におけるタ フトのこの列が、隣の列とは異なる目視可能な「筋」を生じるので、カーペット はいわゆる「筋っぽさ(rowiness)」と呼ばれる欠陥を持つことになる。 ドラム52上で接着動作が停止した後、ドラムは、短い距離回転し続ける。ガ イド300の下には、矢印267の方向に付勢することができる板265が設け てある。板265は、案内されているが接着されていないタフトストリングとホ ーン270,271との下に挿入され、それによってガイド、タフトストリング およびホーンが、持ち上げられてタフトストリングを切断したり、完成カー ペットを取外したり、新しい裏張りをドラム上に送り込むことができるようにし ている。ガイド、タフトストリングおよびホーンを降ろし、かつ、板を退却させ ることによって、タフトストリングは、新しい裏張り上に、かつ、ホーンの下に 位置させて接着およびカーペット製作工程を再開できる状態となる。 図14は、ドラム・モジュールに代わってベルト・モジュール311の側立面 図であり、裏張り基材50の無端ループが、図1Aの単一の大きなドラム52の 代わりに複数のロール312,314,316,318で支持されている。この ようにして裏張りの大きなループが収容できるので、大きな直径のドラムを使用 することなしに長いカーペットを作ることができる。ロール316の位置は容易 に変更できるため、カーペットの寸法に合わせてループの長さを変えることがで きる。図14の実施例もまた、タフトストリングが静止状態を保ちドラムがタフ トストリングの複数グループの間の距離を横切るように構成された図1Aのよう に、静止したロール312の長さに渡ってタフトストリングの複数グループを横 切る。キャリッジ320は、タフトストリング案内組立体322,324、第一 接着モジュール326、第二接着モジュール328、および、タフトストリング 接着ガイド272′を運ぶ。接着モジュールは、図5に示すものと似ているが、 図13Aのホーンを有する。キャリッジ320は、静止ロッド330と付属モー ター(図示せず)によって駆動される回転可能なねじ切りロッド332によって 支持される。ねじ切りロッドは、キャリッジ320のネジを切ったナットに嵌合 する。モーター334は、ベルト/プーリシステム336を介してロール312 を駆動する。1つまたは複数のロール314,316,318は、少し凸状部を つけて裏張り基材が支持ロール上の個定位置でトラッキングするようにしてもよ い。裏張り用エッジ・ガイド、例えばエッジ・ガイド338もトラッキングを助 ける。フレーム340は、ベルト・モジュール311のすべての構成要素を支持 する。ベルト・モジュール311を使って図1Aのシステムを作動させるとき、 ベルト・モジュールを図示のタフトストリングの方向に対して90度に向けるこ とにより、ベルトモジュールをこれらタフトストリングを横断運動するキャリッ ジ320の移動方向に一致させてタフトストリングの角度が横断運動中に変わら ないようにすることが望ましい。 ベルト・モジュール311は、図1Aを参照して説明したように、タフトスト リングの複数のグループを使って運転することができる。あるいは、ベルト・モ ジュール311はこのモジュールの超音波金敷きとして作用するロール312の 全長に渡って横断させたタフトストリングの1つのグループを使って運転させる こともできる。このように非常に少ないタフトストリングしか作る必要がなく、 また、フェイスヤーン供給パッケージおよび支持ストランドパッケージも非常に 少なくてすむ。これによって低コストのカーペット組立体システムが可能となる が、しかし、図1Aに示したものよりもはるかに生産性が低いものとなる。場合 によっては、この方が望ましいことがある。例えば、カーペットを販売地で製作 したい場合、この運転モードの低コストでコンパクトな利点は、特に望ましい。 図15は、上記のドラム・モジュール49とベルト・モジュール311に代わ る縦糸モジュール342の側立面図である。縦糸モジュール342において、カ ーペットの全幅に必要な複数のタフトストリングが接着ロール344に案内され 、そこで裏張り基材50の長いロールに接合接着されてカーペットの全ロールが 作られる。あるいは、もし裏張りを継ぎ合わせることができて無端状の裏張りを 供給でき、支持ストランドを継ぎ合わせた無端状の支持ストランドを供給でき、 さらに、カーペットを、横切るように作動中に、切断できるならば、カーペット 製作工程は連続して運転することができる。カーペットは、ロール状に巻き付け るか、あるいは個別の長さに切断して重ねることができる。全幅12フィートの カーペットを作りたい場合、図1Aに示すタフトストリング形成モジュール38 の数を10台に増やして約720本のタフトストリングを供給し、フェースヤー ン・クリール、例えば62の数と支持ストランド、例えば68の数とをそれに応 じて増やさなければならない。あるいは、2心棒モジュールをタフトストリング 形成モジュール38に追加して、これらの変更モジュール38の内5台のみを使 用するようにすることもできる。 図15において、縦糸モジュールは、タフトストリングがフォーク付きホーン の下に案内される説明済みの表側接着技法を用いるか、あるいは、図15および 図16A〜Dを参照して以下に説明する裏側接着技法を用いることができる。縦 糸モジュール342は、接着ロール344と、複数の接着モジュール346,3 48,350,352と、裏張り基材サポート353と、タフトストリングガイ ド・モジュール354,356と、接着ロール駆動モーター358と、カーペッ ト駆動ロール360と、カーペット圧接組立体362とからなり、すべてフレー ム364に取付けられている。 タフトストリングモジュール38から送られてくるタフトストリングは、最初 にガイド・モジュール354において4つの間隔を置いた高さに案内され、この ガイド・モジュールは、それらタフトストリングの間隔をカーペット構造におけ る所望の最終間隔に近づける。4つの隣接するタフトストリングは、取扱が容易 になるように、また、絡まらないようにそれぞれ異なる高さにある。ガイド・モ ジュール354は、異なる深さのスロットを有する静止ロールからなり、ロール は、定期的に部分的に回転させて摩耗を分散させることができる。タフトストリ ングは、ガイド・モジュール356において案内された高さに維持されて、カー ペットにおいて望まれるタフトストリングとタフトストリングとの間の最終的間 隔が得られる。図16Aは、ガイド・モジュール356におけるチャネル、例え ば、下側チャネル363を示す。それぞれのチャネルは、丸みをつけた入口、例 えば、タフト対367,369,375を図示のようにそれらの角度付姿勢から 平行姿勢に案内するチャネル363における入口365を有する。 丸みをつけた入口365の半径部373の一部において、タフトストリングを 角度371だけ下方に向けることによって、タフトがガイド356に入る際、互 いに広がってタフトストリング上のタフトが、絡み合わないようにすることが重 要である。この角度は、約5〜45度の範囲内で、好ましくは約20度とする。 タフトストリングが、ガイド356に入る際、タフトストリングが互いに離れて いて絡み合わないことが大切である。これは、ガイドに複数の段違いアプローチ を設けることによって達成できる。例えば、図示したタフト対367と375の 場合、タフトストリングが、4番目ごとに同じ高さになるのでタフト対367が タフト対375と絡み合わないだけの十分な間隔で隔てられることになる。隣接 するタフトストリング367と369は、垂直方向に段違いに十分な距離隔てら れているのでタフト367はタフト369と絡み合うことはない。複数の丸い ロッド、例えば、ロッド377と379がガイド356の前に配置されて、異な った高さ(2つの高さのみ示す)でタフトにやさしく触れることにより、タフト ストリングがガイド356に接近するときに直立姿勢からねじれることがないよ うにする。これによって、タフトストリングのストランドが、ガイド356のチ ャネル363の中心に位置付けられる。 ガイド・モジュール356は、接着ロール344上の溝にタフトストリングを 案内するが、その際、タフトは、下向きに溝に臨み、また、支持ストランドは、 溝を隔てるリブの頂部に支持される。図16Bは、ガイド356および接着ロー ル344との一部の側断面を示す。タフトストリング、例えば、タフトストリン グ48は、最初に丸みをつけた入口365と丸みをつけた隅とである角度だけ曲 がり、チャネル363を通って下降し鋤370を通り、チャネル363の下端3 96の丸みをつけた隅でさらにある角度372だけ曲がり、その後、リブ374 上に案内され、同時に、タフトは、リブの両側にある溝、例えば、溝376内に 導かれる。接着ロール344は、矢印378の方向に回転している。タフトスト リングがリブ374に接近する際、タフトストリングに対して角度372で定め られる急な曲がりを受けさせることによって、タフトをすばやく、かつ、強制的 にガイドからロールに短い距離で移動させることが大切である。これによって、 タフトを溝、例えば、溝376に供給し、そこに、タフトを保持するという問題 を避けることができる。角度372は、約45〜135度の範囲内で、好ましく は、約90度である。タフトストリングを確実に溝に入れ、ストランドをリブ3 74に乗せるために、ローラー380を使ってタフトストリングをロール344 に押し付けてもよい。ロール344の半径で曲げられたタフトストリングの張力 が、裏張りが張り付けられるまで、タフトストリングをロール344上に適切に 保持する。裏張り50は、ロール344上のタフトストリングの裏に接触するガ イド・ロール382の回りに案内される。裏張りは、張力を受けており、この張 力が、接着ホーン、例えば、ホーン384が裏張りをタフトストリングに接着で きるまで、タフトストリングと裏張りとをロール344上の所定位置に保持する 。その際、ロール344上のリブは、超音波金敷きとして作用する。 図16Cは、タフトストリングがガイド356のチャネルから接着ロール34 4の溝に案内される状態を示す。例えば、支持ストランド386と第一列のタフ ト388と第二列のタフト390とからなるタフトストリング48は、チャネル 363を通って、鋤370の複数のフィンの一つであるフィン391に向かって 下降する。分かりやすくするために隣のチャネルのタフトストリングは省略して ある。チャネル363は、平行な板392と394との間に形成され、これらの 板は、チャネル363の底部の端396を越えてロール344の溝内に下方に延 びている。板392は、溝376内に延び、394は溝、376′内に延びてい る。リブ374は溝内に延びる板392と板394との端部の間に延びている。 フィン391は、リブ374と一列にチャネル363に沿って延びており、タフ トストリング388および390がリブ374に達する前にそれらを分離する。 フィン391は、タフトストリングの移動方向とは反対方向に向く尖った先端3 98を有し、タフトストリングが通過する際、それらを分離させる。リブ374 の頂部には、凹面400が設けられ、凹面400は、ここで支持ストランドを受 けてリブの頂部からストランドが外れ隣接する溝の一つに落ちることがないよう にしている。タフトストリング間の間隔(ピッチまたはゲージ)を最終カーペッ ト構造において変更する場合、ガイド・モジュール356と接着ロール344と を新しい間隔を有するガイドおよびロールに取り替える。もし、タフトストリン グ用に必要な数のスロットが設けられるならガイド354は変えなくてもよい。 図16Dは、接着ロール344の断面で、裏張り50が、タフトストリング、 例えば、タフトストリング48,46上に配置され、超音波ホーン384がそれ らをリブ374,374′に押し付けてタフトストリングと裏張りとを接着結合 する様子を示している。ホーン384は、一つの超音波ドライバーとブースター とを使って複数のタフトストリングを一度に接着することもできる。例えば、単 一のホーン/ドライバー/ブースターによって8本のタフトストリングが、裏張 り50に一度に確実に接着できると考えられる。 図17Aは、縦糸モジュール342上の複数のタフトストリングを裏側接着す るための代表的なホーン384を示す。ホーン384のエッジ402と404と は、接着面406を形成するためにホーンの本体から延ばしてもよい。接着面4 06の長さ408(図17B)は、超音波振幅、周波数とドライバーの出力との 相関的要素であり、接着面は、好ましくは、図17Cの拡大図に示す半径410 で描かれる形状を有する。半径410は、ホーンが裏張りとタフトストリングと を圧接接着する際にそれらをホーンの下に案内し易くする。図15においては、 間隔を密にした信頼性の高い接着を行うために複数の接着モジュールが示されて いる。モジュール346に整列された複数の接着モジュールは、接着ロール34 4のリブ上のガイド・モジュール356によって確立された整列を乱すことなく 、タフトストリングからなるグループを互いに隔てた第一複数グループを軽く裏 張りにくっつける。モジュール350に整列された複数の接着モジュールは、接 着ロール344のリブ上のガイド・モジュール356によって確立された整列を 乱すことなく、タフトストリングからなるグループを互いに隔てた第二複数グル ープ(残りの全タフトストリングを成す)を軽く裏張りにくっつける。モジュー ル352に整列された複数の接着モジュールは、第二の複数のタフトストリング を確実に裏張りに接着する。 接着した後、タフトストリングが取付けられた裏張りは、この段階でカーペッ ト構造物412となって、それがロール414および駆動ロール360を通過す る。遊びロール416は、圧接組立体362によって駆動ロール360の方向へ 回動可能に付勢されており、それによってカーペット構造物412が能動的に縦 糸モジュール342を通過する。カーペット構造物は、フレーム364を越えて 移動し更なる加工を受ける。 図18は、複数のタフトストリング形成モジュール38と一つの縦糸モジュー ル342とを含む完全なカーペット製作システムのレイアウト図である。図示の レイアウトにおいて、5台のタフトストリング形成モジュール38a,38b, 38c,38d,38eが設けられており、その各々が144タフトストリング 、合計720タフトストリングを形成し、幅12フィートのカーペット製品を製 作する。タフトストリングは平行配置(パラレルアレイ)418の状態で、モジ ュールの幅全体に渡って720タフトストリングを受け入れる縦糸モジュール3 42aに送られる。裏張り基材のロールは、符号420に設けられている。 12フィート幅の裏張り基材50は、90度回転ロール422の上を通過し縦糸 モジュール342aに送られ、タフトストリング配列に接着される。各々のタフ トストリング形成モジュールには、ヤーンのクリールおよび支持ストランドのク リールからヤーン・ストランドが供給される。ヤーンのクリールとしては、例え ば、モジュール38a用クリール424に、形成モジュールの各巻き付け装置に ついて最大3本のヤーン縦糸を保持させる、すなわち、108個の運転パッケー ジと108個の継ぎパッケージとを使う構成としてもよい。支持ストランドのク リールとしては、例えばモジュール38a用クリール426に144個の運転パ ッケージと144個の継ぎパッケージとを使う構成としてもよい。運転が継続で きるように従来のウェブ・アキュミュレータが、428と430に設けられてい る。カーペット構造物412aは巻き取り部432においてロールに巻かれる。 カーペット・ロールは、仕上工程に送られるために保持領域434で蓄積される 。装置コントローラー405は、工程全体を制御する。オペレーター・パネル4 07は運転員からの入力を受け付ける。分散配置されたコントローラー409, 411,413,415,417,419はタフトストリング形成モジュール上 の超音波システムと縦糸モジュールを制御する。 このタフトストリング工程は染色前のヤーン(溶液染色ヤーン)を容易に使用 できる。これは要求されるヤーンのクリールが従来のカーペット・タフト操作の 場合よりも大幅に小さくできるからである。クリールが小さいということは、カ ーペットの色を変える際にクリールを交換しなければならないときに有利である 。タフトストリングカーペットに染色前ヤーンを使用すると、カーペット構造は 別のかさ増し工程を受けなければならない。これはカーペット染色操作やラテッ クス乾燥操作等、従来のカーペット・システムにおいて行われるかさ増しのため の工程が必要ないからである。図19は、特殊仕上工程を示す。これは、巻戻し 装置435、かさ増し加熱オーブン(bulking heating oven)436、冷却室43 8、従来のせん断装置440、検査コンベヤー442および巻き取り部444か らなる。巻き取りした後、完成したカーペットのロールは、ストラッパー443 で縛り付け、テーブル445に保持されて輸送される。継続してシステムの運転 を行えるように従来のウェブ・アキュミュレータが446,448, 450に設けられている。かさ増し工程およびその装置は、本明細書の一部を構 成すべくこの中に組み込まれる同時係属出願RD-7035-P1に述べられている。 図2のタフトストリング形成モジュール38と図18のモジュール38a〜e は、いくつかの特殊な制御を必要とするが、これは、図2を参照するのが最も良 く説明できる。超音波接着工程を開始および停止させて受け入れられる製品を製 作するために、タフトストリングの速度が上昇したり下降するにつれて超音波ホ ーン振幅とホーン圧力とを上昇または下降させなければならない。定常運転状態 において、ヤーン、支持ストランドおよびタフトストリングの張力を監視制御し 、また、超音波出力を監視制御して一定にしなければならない。例えば、分散配 置された超音波コントローラ409(図2おいてタフトストリング形成モジュー ル38とともに示す)は、ホーン134,134′に接続された超音波ドライバ ー136,136′に接続されている。装置コントローラ405は、分散配置コ ントローラ409と他の構成要素に接続される。接続される他の構成要素は以下 で説明するが、コイル状の線分で示されている。 図2を参照してすでに説明した要素に加えて、タフトストリング形成モジュー ルはまた切断装置86内に4つのモーターと;接着モジュール78,80にそれ ぞれ電圧−圧力レギュレータ452,454、シリンダー142,142′、超 音波ドライバー136,136′と;シリンダー94,102,119にそれぞ れバルブ456,458460と;さらに完成したタフトストリングの一つの張 力を監視するテンショメーター462および対応するストランド、例えば、スト ランド30の張力を監視するテンショメーター464とを有する。 モーター113は、心棒74に通したストランドを心棒の隆起部分に沿って引 張り、またヤーンがストランド上に接着されて切断された後に、タフトストリン グを引張る役割を有する。タフトストリング形成モジュールを始動するとき、サ ーボモーター113の速度を付属のリゾルバで監視し、シリンダー142,14 2′の力を徐々に上昇させ、超音波ドライバー136,136′のホーン振幅を 徐々に上昇させる。力と振幅の両方ともモーター113の速度の上昇率に正比例 して上昇させる。過度の接着をしたりヤーン繊維を切断することなく、ホーンが 常にすべてのヤーンをストランドに接着するようにホーンとシリンダーの 応答遅れを考慮してわずかな遅れとを設けてもよい。力は、装置コントローラ4 05が各々の接着モジュール上の各超音波ドライバー、例えば、136および1 36′に送る信号を制御することによって制御される。振幅は、装置コントロー ラ405が各接着モジュール上の各超音波ドライバー、例えば、136および1 36′に送る信号を制御することによって制御される。モーター113が、定常 状態の速度に達すると、装置コントローラは、振幅制御から出力あるいはエネル ギー制御に変わり、安定した接着状態を維持する。力を一定に保持し、振幅を変 化させて超音波ドライバとホーンとに対する出力を一定に保つ。連続運転中にユ ニットが熱せられると超音波ドライバーの効率が変化することが分かっている。 一定出力を維持するために振幅を変えることは、この変動する効率に対して調整 することになるので、安定した接着が得られる。ホーン自体も熱せられることが 分かっている。冷却空気を通路455,457に通してホーン接着面での温度上 昇を抑えることができる。冷却空気は、また、ドライバーに向けることもできる 。 タフトストリングを停止するとき、装置コントローラは、一定出力制御を終え て、始動の逆手順を実行しモーター113の速度の降下に応じて振幅と力を減少 させる。振幅に関して基本的なことは、停止する寸前にサンプルした振幅を実行 することである。これは、一定出力制御が実行されているとき、振幅は変化して いるからである。タフトストリング速度を約0〜15YPMから漸減させる典型 的な時間は、約3〜5秒である。場合によっては、始動と停止時に力のみを漸減 漸増させて、振幅は一定に保持すればよいことが分かっているが、好ましい運転 法は、力と振幅の両方を漸減漸増させることである。 ドラム・モジュール49、または、ベルト・モジュール311または、縦糸モ ジュール342のいずれかに直接接続されたタフトストリング形成モジュールを 運転しているとき、これらのモジュールの各々を駆動するとタフトストリングが 引張られる。したがって、タフトストリングの張力を、それぞれのタフトストリ ング形成モジュール38、例えば単一のテンショメータ462によって監視しな ければならない。そこでモーター113の速度を装置コントローラ405によっ て調整し、タフトストリングの張力を一定に保つ。これによって、工程を狂 わせたりタフトストリングを破損させるような過度な張力や緩みを防止する。同 様に、ストランドの張力ともそれぞれのタフトストリング形成モジュール38に ついて単一のテンショメータ464によって監視し、モーター93の速度を装置 コントローラ405によって調整することによってストランドの張力を一定に保 つ。テンショメータ462および458を設置し、ヤーンを接着してタフトスト リングを作る前と後の同じ列のストランドの張力を計測する。 ヤーン送りロールモーター101と巻き付け装置モーター126とを装置コン トローラ405で制御して、心棒74に送り巻き付けられているヤーン40の張 力を一定に保つ。コントローラは、オペレータ・パネル407(図18)から出 されるオペレータの指示にしたがって1インチ当たりの望ましいストランドの数 を達成するように巻き付け速度を設定する。モーター101の速度は、試行錯誤 により望ましい張力を達成するように巻き付け装置モーター126の速度に比例 させて設定される。必要に応じてテンショメータを送りロール92とスピンドル 入口端120との間のヤーン上に使用して、張力の調整および制御を容易にする ことも可能であるが、張力の調整は固定速度比を使って十分に対処できることが 分かっている。 心棒74は、中空で支持ストランド(および/またはキャリヤストランド)が フェースヤーンの巻き付けの内部の中心を通っている構造を有することを示した 。これ以外の“中空”心棒構造でも良い。図20Aは、3つのアームを有する星 型心棒66を示し、支持ストランド(あるいは、すべての支持ストランドが心棒 に巻き付けられたヤーンの外側に接着される場合、キャリヤストランド)が心棒 のアーム、例えば、470,472の間の谷部、例えば、468を通っている。 アームの中心から隆起部までのストランドの通路は、互いに交差している。47 4のようなカッターと476のような超音波ホーンは、心棒の回りに配置されて いる。図20Bは、星型4アーム心棒478を示し、中心から隆起部までのスト ランドの通路は、アームの中心に対して完全には一致していない。別の心棒を図 20Cに示すが、ここでは心棒480は、2本のタフトストリングのみを形成し 、ストランド用のガイド・チューブ482,484が設けられている。ストラン ドが平坦または楕円側面を有する場合、隆起部分の面486,488をスト ランド通路に対して垂直に構成することによりストランドのねじれを最小に抑え ることができる。図20Dは、1タフトストリング心棒490で、支持ストラン ドを案内しかつ切断するための溝を構成するために一つのエッジに沿ってスロッ ト492が設けられている。図20Eは、図20Dの心棒の側面図であるが、超 音波ホーンへのヤーンの移動を助けるための傾斜端494が一つの心棒エッジ上 に設けられている。これは、このエッジにはヤーンに接合してヤーンの移動を助 ける支持ストランドがないために設けられている。上記で説明した代案の心棒の 例においては、カッター・ブレードは、ヤーンを切断するためにベッド・ナイフ を必要としない。図20Fは、中空でない心棒496の側面図である。ヤーンは 、心棒496の回りに回転する別々の供給源498,500から送られる。この ように、ストランド502,504は、心棒の中を通過させないで供給すること ができるので、心棒は、支持ストランドまたはキャリヤ・ストランドの通路を有 する中空または星型の形状とする必要がない。 本発明は、切断パイル・カーペットを製作する場合を説明したが、タフトスト リング形成モジュール38は、ループパイル・タフトストリングを作るのに適合 した心棒モジュールを取付けることができる。そのような心棒モジュールは、参 考のためにここに添付した本出願人の出願08/331,074号(1994年10月28 日出願)に述べられているループパイル・タフトストリング装置およびその工程 に基づいている。この場合、一つの心棒は、たった一つのパイルタフトストリン グを作るだけなのでより多くの心棒が必要となる。しかし、それぞれのループパ イル・タフトストリングは、2列のループを有するので、同じカーペット領域を 製作する場合、切断パイル・タフトストリングと比べてタフトストリングの数は 少なくて済む。ループパイル・タフトストリングは必要に応じてカーペット形成 モジュール49,311,342の一つに送られ、ループパイル・タフトストリ ングカーペットを作る。切断パイル・タフトストリングに用いた案内および接着 方法と類似の方法を用いる。カーペットの使用目的によって異なった仕上工程を ループパイル・カーペットに用いる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アンジェルッチ,リチャード,ジョーゼフ アメリカ合衆国 19064−3126 ペンシル ヴァニア州 スプリングフィールド セッ ジウッド ロード 365 (72)発明者 ケンナード,ジェフリー,リー アメリカ合衆国 19707−1807 デラウェ ア州 ホッケシン ウエストオーヴァー チェイス チェルテナム ロード 103 (72)発明者 モリン,カール,フレデリック アメリカ合衆国 19810−2304 デラウェ ア州 ウィルミントン ブランディーウッ ド グリーン ストーン ロード 2202 (72)発明者 マスメッチ,マリアーノ,ジョーゼフ アメリカ合衆国 19804 デラウェア州 ニューポート ウォルナット ストリート 114 (72)発明者 オードル,ジェイムズ,ケントン アメリカ合衆国 19711−2426 デラウェ ア州 ニューアーク ファッション サー クル 316 (72)発明者 サマント,カリカ,ランジャン アメリカ合衆国 19707−1145 デラウェ ア州 ホッケシン ナタリー コート 36 (72)発明者 スタウントン,ハロルド,フランシス アメリカ合衆国 19311−9306 ペンシル ヴァニア州 アヴォンデイル ガーデン ステーション ロード 402 (72)発明者 ヴェーネマ,ピーター アメリカ合衆国 19803−4125 デラウェ ア州 ウィルミントン ノービー ドライ ブ 1211

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.カーペットを製作する方法であって、 ヤーンを支持ストランドに接着することによって複数のタフトストリングを形 成する工程と、 タフトストリングを複数のグループに分け、各グループのタフトストリングを 横に並べ、これらグループを互いに隔てて配置する工程と、 無端ループ状裏張りの全幅に渡って、他のタフトストリンググループの開始点 に一致する開始点から各グループのタフトストリングを無端ループ状裏張り基材 に接着させる工程と、 各タフトストリンググループを螺旋状に巻き付ける際に、接着直後の各グルー プのタフトストリングは無端ループ状裏張りに沿った第一回目のら旋回転の後の そのグループにおけるすでに接着されたタフトストリングと横に並び、無端ルー プ状裏張りに沿った最後のら旋回転中において接着直後の各グループのタフトス トリングは、隣接グループにおけるすでに接着されたタフトストリングと横に並 び、さらに接着直後の各グループのタフトストリングは、前記隣接グループの開 始点において、最初に接着された前記隣接グループのすでに接着されたタフトス トリングと端と端とを突き合わせた状態で相接するように、各タフトストリング グループを螺旋状に巻き付ける工程と、 接着を停止する工程と、 前記複数の開始点が無端ループ状裏張りの全幅にわたって一致する位置におい て前記タフトストリングと前記裏張りとを切断する工程と、を含んでなることを 特徴とするカーペットの製作方法。 2.請求項1において、前記ヤーンと前記ストランドとの接着は超音波駆動され るホーンと金敷きとの間に前記ヤーンとストランドとを圧接して一体化させるこ とによって行い、一つの超音波ホーンは、複数のストランドを前記ヤーンに同時 に接着させることを特徴とするカーペット製作方法。 3.請求項1において、タフトストリングの複数のグループの前記裏張り基材へ の接着は、超音波駆動されるホーンと金敷きとの間に前記タフトストリングと裏 張りとを圧接して一体化させることによって行い、一つの超音波ホーンは、複数 のストランドを前記裏張り基材に同時に接着させることを特徴とするカーペット 製作方法。 4.請求項1において、前記裏張り基材に複数のタフトストリンググループを接 着しているとき、各タフトストリンググループの縁に沿う外側タフトが、隣接タ フトによって支えられている内側タフトストリングのタフトの位置と同じ位置に 接着中において支持されることを特徴とするカーペット製作方法。 5.2本の支持ストランドをその上に巻き付けたヤーンに接着する方法であって 、 超音波金敷きとして作用する心棒の隣接する隆起部分に溝を形成し、第一スト ランドを第一溝に、また第二のストランドを第二溝に配置する工程と、 ヤーンを前記第一ストランド上に巻き付けて、前記第一ストランドの両側の前 記ヤーンが第一夾角を定めるようにする工程と、 ヤーンを前記第二ストランド上に巻き付けて、前記第二ストランドの両側の前 記ヤーンが第二夾角を定めるようにする工程と、 単一超音波ドライバによって駆動される超音波ホーンが、前記第一ストランド を通り、かつ、前記第一夾角を二等分する第一想像面に対してほぼ垂直となるよ うな、前記ヤーンに接する第一面を有し、さらに前記第二ストランドを通りかつ 前記第二夾角を二等分する第二想像面に対してほぼ垂直となるような、前記ヤー ンに接する第二面を有するように構成されたホーンで前記2本のストランドに対 して巻き付けたヤーンを押し付ける工程と、を含んでなることを特徴とする接着 方法。 6.請求項5において、前記心棒の外周長さを変えることによって前記ヤーンが 前記ストランド上に最初に巻き付けられた第一位置から前記ホーンに隣接する第 二位置までの巻き付けヤーンの外周長さを変え、それによって前記第一ストラン ドから前記第二ストランドまでのヤーンに沿った距離が前記第二位置におけるよ りも前記第一位置における方が長くなって接着中のヤーンの収縮を許容できるよ うにする工程を含むことを特徴とする接着方法。 7.支持ストランドに取付けられ前記ストランドの長手方向の軸に平行な心棒に 沿って移動されるヤーンを切断する方法であって、 前記ヤーンの長手方向の軸が、前記ストランドの長手方向の軸にほぼ垂直な前 記ヤーンを長い心棒の軸に沿った移動路で移動させる工程と、 前記ヤーンに接する第一面と前記第一面にほぼ垂直な第二面を有し、前記第一 面と第二面との交差部分がベッド・ナイフ刃先を形成する静止ベッド・ナイフを 前記ヤーンの移動路における心棒上に設ける工程と、 回転円形ディスク・ブレードの側面の一部がビッカース・スケールで少なくと も2500の硬さのコーティングを有し、前記ブレードが前記側面に対して鋭角 の交差面を有してブレード刃先を形成し、前記回転円形ディスク・ブレードの側 面の一部と前記ベッド・ナイフの前記第二面とを圧接させる工程と、 前記回転ブレードが前記ベッド・ナイフに圧接される位置で前記ヤーンを前記 回転ブレードに押し付けることにより、前記通路に沿って前記ヤーンが運ばれる ときに前記ヤーンを切断する工程と、を含んでなることを特徴とするヤーン切断 方法。 8.請求項7において、前記ブレードの側面にヤーン非染色液を塗布することに より前記液が前記ベッドナイフに接触して前記ブレードを潤滑かつ冷却する工程 を含むことを特徴とするヤーン切断方法。 9.請求項7において、前記通路に沿った前記ヤーンの移送を助ける方向に、か つ、前記通路に沿った前記ヤーンの速度を超える周速度で前記ブレードを回転さ せ、さらに前記ヤーンを把持することによって前記ヤーンが前記通路に沿って前 記ブレードに到達する際、前記通路に対して前記ヤーンが横に移動するのを防止 す る工程を含むことを特徴とするヤーン切断方法。 10.請求項8において、前記液は水であることを特徴とするヤーン切断方法。 11.請求項7において、前記ブレードのコーティング材料は非結晶ダイヤモン ドであることを特徴とするヤーン切断方法。 12.タフトストリング上のタフトの列を平行リブの間のロール上に設けた溝の 中に案内する方法であって、 平行な板の間に形成されるチャネルに沿ってタフトストリングを案内する工程 と、 前記板を前記溝内に延ばす工程と、 フィンが前記リブに整列し、かつ、隣接するようにチャネル内のタフトの列の 間に前記フィンを挿入する工程と、 前記タフトストリングが前記ロール上の前記リブに到達する瞬間に45〜13 5度の範囲の急な角度でタフトストリングを引張ることにより、前記ロールの短 い弧の範囲において前記チャネルから前記溝に前記タフトをすばやく移動させる ことを特徴とする案内方法。 13.請求項12において、前記タフトストリングが前記溝内に案内される位置 に隣接する前記ロール上のタフトストリング上に裏張り基材を案内し、前記裏張 り基材に張力を与えて前記ロールの周囲に前記タフトストリングと裏張り基材と が接するように保持する工程を含むことを特徴とする案内方法。 14.請求項13において、前記タフトストリングを複数の高さに段違い状に隔 てて前記タフトストリングを前記チャネル内に案内することによって、それぞれ のタフトストリングが前記チャネルに入る前に他のタフトストリングと絡まらな いようにし、さらに各タフトストリングが前記チャネルに入るときに前記タフト ストリングに半径部の一部分上を通過させる工程を含むことを特徴とする案内方 法。 15.カーペットを製作する装置であって ヤーンを支持ストランドに接着することによって複数のタフトストリングを形 成する手段と、 タフトストリングを複数のグループに分け、各グループのタフトストリングを 横に並べ、これらグループを互いに隔てて配置する手段と、 無端ループ状裏張りの全幅に渡って、他のタフトストリンググループの開始点 に一致する開始点から各グループのタフトストリングを無端ループ状裏張り基材 に接着させる手段と、 各タフトストリンググループを螺旋状に巻き付ける際に、接着直後の各グルー プのタフトストリングは、無端ループ状裏張りに沿った第一回目のら旋回転の後 のそのグループにおけるすでに接着されたタフトストリングと横に並び、無端ル ープ状裏張りに沿った最後のら旋回転中において接着直後の各グループのタフト ストリングは隣接グループにおけるすでに接着されたタフトストリングと横に並 び、さらに接着直後の各グループのタフトストリングは、前記隣接グループの開 始点において、最初に接着された前記隣接グループのすでに接着されたタフトス トリングと端と端とを突き合わせた状態で相接するように、各タフトストリング グループを螺旋状に巻き付ける手段と、 接着を停止する手段と、 前記複数の開始点が無端ループ状裏張りの全幅にわたって一致する位置におい て前記タフトストリングと前記裏張りを切断する手段と、を含んでなることを特 徴とするカーペットの製作装置。 16.請求項15において、前記タフトストリングの複数のグループを前記裏張 り基材に接着する手段は超音波駆動されるホーンと金敷きであり、また一つの超 音波ホーンは複数のタフトストリングを前記裏張り基材に同時に接着することを 特徴とするカーペット製作装置。
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