(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持ストランドと、複数のフィラメント束とを具え、各フィラメント束は一対のループ・パイル形成タフトを形成しており、前記各フィラメント束はフィラメントが互いに結合されかつ前記支持ストランドに固定される密な部分を有し、前記フィラメント束の各々は、前記密な部分に隣接する脆弱部分を有しており、前記脆弱部分の強度は、前記フィラメント束の結合前の強度より低いことを特徴とするパイル体。
【請求項２】
支持ストランドと、複数のフィラメント束とを具え、各フィラメント束は一対のループ・パイル形成タフトを形成しており、前記一対のタフトは
ある角度に基部で折り曲げられて前記基部から上方に延在し、かつある離間距離をタフト間に前記基部に隣接する位置で限定し、前記各フィラメント束はフィラメントが互いに結合されかつ前記支持ストランドに前記基部で固定される密な部分を有しており、前記支持ストランドは、対をなす前記タフト間の距離と等しいか、または該距離より小さい幅を有することを特徴とするパイル体。
【請求項３】
支持ストランドと、複数の「Ｕ字」形フィラメント束とを具え、各フィラメント束は一対のループ・パイル形成タフトを形成しており、各対のタフトはある角度に基部で折り曲げられて前記基部から上方に延在し、
前記フィラメント束の各々はフィラメントが互いに結合され、かつ前記「Ｕ字」形の内側かつ基部で前記支持ストランドに固定されることを特徴とするパイル体。
【請求項４】
前記ストランドは、熱可塑性ポリマーの表面を有し、各々のフィラメント束の前記フィラメントは、熱可塑性ポリマーであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパイル体。
【請求項５】
前記ストランドの前記表面および前記フィラメント束の前記フィラメントは、同じ熱可塑性ポリマーであることを特徴とする請求項４に記載のパイル体。
【請求項６】
前記ストランドの前記表面および前記フィラメント束の前記フィラメントは、ナイロンであることを特徴とする請求項４に記載のパイル体。
【請求項７】
前記ストランドの前記表面および前記フィラメント束の前記フィラメントは、ポリプロピレンであることを特徴とする請求項４に記載のパイル体。
【請求項８】
前記フィラメントは、前記支持ストランドおよび前記フィラメントの熱可塑性ポリマーの溶融により、互いに結合され、かつ前記支持ストランドに固定されることを特徴とする請求項４に記載のパイル体。
【請求項９】
表面から外方に延在し、張出し部分を形成して終端する複数の突起を有する基布と、
支持ストランドを具えており、前記支持ストランドに基部で取り付けられるループ・パイル形成タフトの形態をとる複数のフィラメント束を前記支持ストランドに取り付けられて有する複数の各パイル体とを具え、
前記パイル体は、互いに隣り合わせに前記基布上に配置されており、前記支持ストランドは、前記突起間に配置されて、前記フィラメント束の基部を前記基布に隣接させて前記張出し部分と前記基布との間に保持され、前記タフトは、前記張出し部分を超えて延在することを特徴とするパイル面構造。
【請求項１０】
突起部分を有する基布を含み、前記突起部分は、パイル体に係合して該パイル体を前記基布に取り付ける張出し部分を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパイル体。
【請求項１１】
基布を含み、複数のパイル体が互いに隣り合わせに配置されて、パイル体の前記フィラメントの前記密な部分を前記基布に隣接させて前記基布に取り付けられており、パイル体の前記タフトは、前記基布から外方に延在することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパイル体。
【請求項１２】
基布と、
前記基布に取り付けられており、対をなすループが支持ストランドの各側部に１つずつ結合される一対のループの形態をとる複数の各フィラメント束を支持ストランドに取り付けられて具えた複数の各パイル体とを具え、
前記パイル体は、互いに隣り合わせに配置されて、前記基布に取り付けられることを特徴とするパイル面構造。
【請求項１３】
前記ストランドの表面と、前記フィラメント束の前記フィラメントと、前記基布とは、熱可塑性ポリマーであることを特徴とする請求項９または請求項１２に記載のパイル面構造。
【請求項１４】
前記熱可塑性ポリマーは、ナイロンであることを特徴とする請求項１３に記載のパイル面構造。
【請求項１５】
前記熱可塑性ポリマーは、ポリプロピレンであることを特徴とする請求項１３に記載のパイル面構造。
【請求項１６】
前記熱可塑性ポリマーは、ポリエステルであることを特徴とする請求項１３に記載のパイル面構造。
【請求項１７】
前記フィラメント束は、交絡フィラメント束であることを特徴とする請求項１２に記載のパイル面構造。
【請求項１８】
前記フィラメント束は、合撚フィラメント束であることを特徴とする請求項１２に記載のパイル面構造。
【請求項１９】
細長支持ストランドに取り付けられる複数のフィラメント束を具え、各々のフィラメント束は、対をなすループが前記ストランドの各側部に１つずつ結合される一対のループの形態をとり、前記フィラメント束は、少なくとも１つのストランドがその他のストランドとは異なる外観を有する複数のマルチフィラメント・ストランドを具えたことを特徴とする細長パイル体。
【請求項２０】
前記フィラメント束は、溶液染色ナイロンであることを特徴とする請求項１２に記載のパイル面構造。
【請求項２１】
細長支持ストランドを、前記細長支持ストランドの各側部に１つずつ配置される一対のループを具えた複数の各フィラメント束と接触させることと、
前記一対のループを前記細長支持ストランドに対して偏位させて、前記対の１つのループが該対のもう１つのループと異なる長さを有するようにすることと、
前記フィラメント束を前記細長支持ストランドの上で折り曲げることと、
各々のフィラメント束の前記フィラメントを、これらのフィラメントが前記細長支持ストランドに接触する位置で結合させて、前記フィラメント束内に前記フィラメントが互いにかつ前記細長支持ストランドに結合される密な部分を形成させること
とを具えたことを特徴とする細長ループ・パイル体製作方法。
【請求項２２】
前記結合は、超音波結合工程により達成されることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記ストランドの前記表面および前記フィラメント束の前記フィラメントは、ポリエステルであることを特徴とする請求項４に記載のパイル体。
【請求項２４】
基布と；
前記基布に取り付けられており、支持ストランドと複数のフィラメント束とを具えた請求項１９に記載の複数の各パイル体とを具えたことを特徴とするパイル面構造。
【請求項２５】
前記異なる外観は、異なる色であることを特徴とする請求項２４に記載のパイル体。
【請求項２６】
前記異なる外観は、異なる光沢であることを特徴とする請求項２４に記載のパイル体。
【請求項２７】
前記異なる外観は、少なくとも１つの前記ストランドが合撚されていることであることを特徴とする請求項２４に記載のパイル体。
【請求項２８】
前記一対のループの１つは、該一対のループのもう１つとは異なるループ長さを有することを特徴とする請求項１２に記載のパイル面構造。
【請求項２９】
細長支持ストランドに取り付けられる複数のフィラメント束を具え、各々のフィラメント束は、対をなすループが前記ストランドの各側部に１つずつ結合されかつ一対のループの１つが該対のもう１つのループと異なるループ長さを有する一対のループの形態をとることを特徴とする細長パイル体。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本出願は、１９９５年５月１７日出願の特許出願第４４３，３０２号の一部継続出願であり、この特許出願第４４３，３０２号はさらに１９９４年１０月２８日出願の特許出願第０８／３３１，０７４号の継続出願であり、この特許出願第０８／３３１，０７４号はさらにまた１９９４年８月３１日出願の特許出願第０８／２９８，２６４号の継続出願であり、この特許出願第０８／２９８，２６４号はさらに１９９３年２月２２日出願の特許出願第０８／０１７，１６２号の一部継続出願である。本発明は、他の細長パイル体と整列されかつ基布に取り付けられてパイル面構造を構成する場合に床および壁の被覆体として用いられる細長パイル体と、細長パイル体および該パイル体の製造工程で用いられる支持マンドレルを製作する方法とに関する。
慣例的に、細長パイル体は、シェニール・タイプの糸として使用するため、またはパイル状ウェザーストリップとして使用するために製作されるか、あるいはまた支持ストランドとパイル糸とをカーペットの大きさのｘ−ｙ配列体にする工程により完成品カーペットとなる該配列体の一部として製作されていた。シェニール・タイプの糸は、時間のかかる高費用の製織工程によらなければ、カーペット構造に組み立てるのには適さない。ウェザーストリップ体は、個別のかさ高糸束をストランドに沿って構成せず、連続給糸源を用いる工程で製作されるようには設計されておらず、かつ狭幅ストランドを用いて緻密な横並びの組立体を得るようには設計されていない。カーペットの大きさのｘ−ｙ配列体を得る工程は複雑な工程であり、個別のパイル体の工程内張力および結合品質を制御することは困難であり、かつカーペットに使用したときに高いタフト密度／平方インチを達成し得るパイル体は得られない。
ストランド幅およびストランド上の糸のピッチは、使用される糸束の直径に比べて大きい。この工程はさらにまた、供給材料として包装してカーペット製造業者に販売され得る中間製品の直立パイル体を生産するのには適さない。ｘ−ｙ配列工程により製作されるパイル体は、通常的に接着剤を用いて糸を支持ストランドに、パイル体を基布に取り付けており、この接着剤は、また別のポリマー成分を構造に添加し、煩雑かつ加工処理困難であり、しかもパイル体の基本材料を使用後に再生するときに問題を引き起こす。
高密度に配置される複数の糸束を具えており、単純な低費用の方法で製作され得、かつ基布と組み合わされてパイル面構造を構成する供給材料として包装されるかまたは直接使用されるように設計される低費用の細長パイル体が求められている。さらにまた、包装され得かつカーペット製作工程で取り扱われ得る、強くて信頼性のある細長パイル体が求められている。
発明の要約
本発明のパイル体は、支持ストランドと、一対のループ・パイル形成タフトを形成し、かつ複数のフィラメントが互いに結合されかつ前記支持ストランドに固定される密な部分を有する複数の各フィラメント束とを具え、このフィラメント束の各々は、前記密な部分に隣接する脆弱部分を有し、この脆弱部分の強度は、結合前のフィラメント束の強度より低いことを特徴とする。
本発明のパイル体はさらにまた、細長支持ストランドに取り付けられる複数のフィラメント束を具えた細長パイル体を具え、各々のフィラメント束は、対をなすループがストランドの両側に１つずつ結合されかつ対をなすループの１つが同じ対のもう１つのループとは異なるループ長さを有する一対のループの形態をとることを特徴とする。
異なる長さのループを有するパイル体を製作する方法は、細長支持ストランドを、このストランドの両側に１つずつ配置される一対のループを具えた複数の各フィラメント束と接触させることと、この一対のループをストランドに対して偏位させて、該対の１つのループが同じ対のもう１つのループとは異なるループ長さを有するようにすることと、前記フィラメント束をストランドの上で折り曲げることと、各々のフィラメント束のフィラメントを、それらがストランドと接触する位置で結合させて、フィラメントが互いにかつストランドに結合される密な部分をフィラメント束内に形成させることとを具えたことを特徴とする。
本発明はさらにまた、複数のループ・パイル体が互いに隣り合わせに基布上に配置されるパイル面構造を含む。このような基布の１つは、表面から外方に延在して、ループ・パイル体を係止する張出し部分で終端する複数の突起を有し得る。さまざまな材料をループ・パイル体およびパイル面構造内の糸に用いることができる。ある場合には、フィラメント束は、糸同士が低値の撚り数で緩く交絡される異なる色の複数の糸であり、そのために異なる色が対をなすループの中に見え隠れする。
【図面の簡単な説明】
図１は、細長パイル体を製作する工程の線図である。
図２Ａ、図２Ｂおよび図２Ｃは、本発明の細長パイル体の斜視図および異なる端面図である。
図３Ａおよび図３Ｂは、本発明のパイル体のさらに他の具体例の端面図である。
図４Ａ、図４Ｂおよび図４Ｃは、本発明の細長パイル体を製作するのに用いられる支持マンドレルの端断面図および側断面図である。
図５Ａ〜図５Ｄは、張出し部分を持つ突起部を有する基布の斜視図である。
図６Ａ〜図６Ｄは、図５Ａ〜図５Ｄに示された基布に取り付けられた細長パイル体の端面図である。
図７は、本発明の細長パイル体でカーペットを製作する方法を示す線図である。
図８Ａは、タフト強度および結合強度と、超音波ホーンにより加えられる圧力との関係を示すグラフである。
図８Ｂおよび図８Ｃは、強度を試験するための力の付与を示す、パイル体の略図である。
図９は、複数のパイル体を一度に形成させる工程の線図である。
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１１Ａは、タフティング機で製作されるカーペットにおけるタフトの分布を示す模式図である。
図１１Ｂは、本発明のタフトストリングで製作されるカーペットにおけるタフトの分布を示す模式図である。
図１２Ａは、ストランドに単一層状に結合される束を示す、タフトストリング支持ストランドの中心における断面の模式図である。
図１２Ｂは、ストランドに互いに重なり合って結合される束を示す、タフトストリング支持ストランドの中心における断面の模式図である。
図１３は、本発明の概念を例証するのに役立つ、Ｐ／ＤとＷ／Ｄとの対比を示すグラフである。
図１４Ａは、２ループ・パイル体をマンドレル上で製作する方法を示す略図である。
図１４Ｂは、２ループ・パイル体の略図である。
図１５Ａは、１ループ・パイル体を製作する方法を示す略図である。
図１５Ｂは、１ループ・パイル体の略図である。
図１５Ｃは、図１５Ｂの１ループ・パイル体で形成される単一タフト・カット・パイル体の略図である。
図１６は、回転リングおよびガイドを用いてマンドレル上に糸を巻き付けるさらに他の具体例を示す線図である。
図１７は、マンドレルから偏心的に離間する別々の導管を用いて複数の糸を巻き付けるさらにまた他の具体例を示す線図である。
図１８は、細長パイル体を製作する単純な工程の線図である。
図１９は、ループ・パイル形細長パイル体の平面略図である。
図２０は、図１９のループ・パイル形細長パイル体の斜視図である。
図２１は、図２０のループ・パイル体を製作する工程の線図である。
図２２は、図２０のループ・パイル体をさらに他の具体例の端面図である。
図２３は、ループ・パイル形細長パイル体のさらにまた他の具体例の斜視図である。
好ましい具体例の詳細な説明
図１を参照すると、糸２０は、２２で示される給糸源からテンショナ２４を経て加工処理工程に送給される。この糸は、一般的に、合撚を固定するために熱処理されたマルチフィラメントけん縮かさ高合撚糸であってもよい。この糸は、ナイロンやポリプロピレン等の熱可塑性ポリマーである。糸は、１本または複数本の合撚糸であってもよく、図には２本が図示されている。糸２０は、自身の中心のまわりを回転する中空案内導管２６を通り抜ける。この導管は折り曲げられており、糸を回転中心から半径方向に変位した２８で示される位置に案内する。マンドレル３０は、固定支持部２９により支持されかつ前記回転中心位置に固定的に保持されており、導管から２８の位置に送給されると同時にマンドレルのまわりに巻き付けられる糸を受け入れる。糸が回転導管を通り抜けるときに、若干の撚りが糸に付与され得、そのために２本のストランドを給糸源に用いると、これらのストランドは、２８の位置で導管から脱出するときに互いに低ピッチで巻き付き合うことがある。
支持ストランド３２は、マンドレルに３４の位置で送給され、マンドレル内の通路３６を通って送られる。このストランドは、前記通路を３８の位置で脱出し、この位置でマンドレルの外側へと縁部４０に沿って案内される。マンドレルは、２つ、３つ、４つまたは４つを超えるこのような縁部を有していてもよく、これらの縁部で、マンドレル上に巻き付けられる糸は、９０度未満であることが好適な０度〜１８０度の間の夾角で折り曲げられる。糸を頂点間で下方に案内する手段を持つ星形マンドレルを用いると、糸が縁部のまわりで９０度未満の角度で折り曲げられる４つを超える縁部を得ることができる。糸２０は、ストランド３２の上に巻き付けられ、このストランドはマンドレルに沿って糸巻き４１により引かれる。モータ駆動式プーリ１３５により推進される１３４および１３６のようなさらに他のストランドまたは糸搬送体を用いて、糸をマンドレルのその他の縁部に沿って移送する。糸を制御下で均等に移動させるためには、このような移送手段をマンドレルの各々の縁部に沿う糸に関して用いることが重要である。糸はある程度の張力を受けながら巻き付けられて、マンドレルの外形に沿い、ストランドおよび搬送体と摩擦的に係合して結合前および結合後に移送される。糸が結合されるストランドと摩擦係合することは、結合後は必要ではない。巻き付けられた糸およびストランドは、一緒にマンドレルに沿いかつ超音波ホーン４２の下を移動し、この超音波ホーンのところで十分なエネルギーが糸に加えられて、糸は圧密化され、複数のマルチフィラメントは互いに融着し、糸は支持ストランドに融着される。糸をマンドレルのまわりで折り曲げたまま結合させると、糸は、取り外されたときもマンドレルの角度に折り曲げられたままとなる。この折曲は、マンドレルに直接押しつけられる結合部に隣接する糸束フィラメントで特に顕著である。マンドレル縁部４０は、超音波アンビル面(anvil sarface)として機能する。巻き付けられた糸は、ストランドに結合された後もマンドレルに沿って移動し続けて、カッター４４（マンドレル縁部１４２および１５０の中間に位置し、マンドレル内のカッタースロット４７に割り込む）に達し、このカッターは糸を剪断して、互いに対向する端部を有し、これらの端部の中間でストランドに取り付けられた個別の各糸束が形成される。切断された糸束は、ストランドの片側にストランドの周縁部上のある位置で取り付けられ、これらの端部は、鋭角に基部７３で折り曲げられて、２つの脚部であるタフトを形成する。これらの鋭角は、糸束が取り付けられるストランド沿いの前記位置に正接する基準面７１に対して測定される。切断された糸は、マンドレルから縁部１４２および１５０の間で捲回解除され、マンドレル支持部２９をマンドレルに到達させかつストランドを３４の位置で上述されたように送給することが可能となる。これで図１の基本的な細長パイル体であるタフトストリング４５は完成し、リール上に巻き取られるか、または容器内に振り畳まれるか、あるいはさらに他の加工処理装置に直接送給され得る。図９に示されるさらに他の具体例では、３本のストランドが糸に結合されており、この組立体は一旦切断されてマンドレルから取り外され、さらに切断されて個別のタフトストリングが形成される。
さまざまな方法で糸をマンドレル上に巻き付けることができる。たとえば、図１６では、中空案内導管を、糸ガイド２７４を保持するモータ駆動式リング２７２に置き換えることができ、この糸ガイドが糸をマンドレル３０上に、図１と同じ方法で案内する。糸２０は、依然として、無端給糸を供給し得る給糸源２２から送られてくる。糸が送り出される鳩目２７５は、糸ガイド２７４の回転中心線上またはマンドレル３０の中心線上にあってもよく、または該中心線上になくてもよい。このため、給糸源を配置する上で柔軟性が得られ、かつ糸２０に接近して糸製品の交換を行なうのが容易となる。
これに代わる方法として、図１７では、２つ以上の中空案内導管を用いて、これらの導管をマンドレルの中心線２８０と整合しない２７６および２７８等を中心として回転させることができる。このようにすると、複数の糸を互いに撚り合わせることなしにマンドレル上に同時に巻き付けることができ、そのために色または糸の種類の混合が制御下で行なわれ得る。この場合も、糸２０ａおよび２０ｂは、依然として、無端給糸を供給し得る給糸源２２ａおよび２２ｂから送られて来得る。
さらにまた、図１のマンドレルを支持部２９による以外の方法で取り付けることもできる。たとえば、マンドレルは、糸が巻き付けられる端部で、マンドレルを図１の回転導管の延長上にある回転軸受け上に取り付けることにより支持され得る。このマンドレルはさらに、回転軸受け支持部との磁気結合等の当該技術分野で知られている手段またはマンドレルの１つの平坦側部を、支持ストランドおよび糸と同じ速度で移動して該ストランドおよび糸をマンドレルに沿って移送するのを補助する扁平ベルトと整合させることにより回転抑止され得る。マンドレル上に巻き付けられた糸を図１のように切断してもよく、またはこの糸を切断せずに、その代わりに糸が巻き付けられる端部と反対側のマンドレル非支持端部から送り出してもよい。後者の場合は、支持体を、支持ストランド３２ａに対して図１に示されたように、巻き付けられる糸の外側に結合させ、細長パイル体をループ・パイル構造とすることができる。
図２Ａ、図２Ｂおよび図２Ｃに、本発明の典型的な細長パイル体（タフトストリング）４５の異なる図が示されている。図２Ａには、「Ｕ字」形に折り曲げられて、この「Ｕ字」の内側で支持ストランド３２に取り付けられる複数の糸束４６、４８、５０等が示されている。この糸束は折り曲げられて、糸束４６に関して一対の直立脚部であるタフト５２および５４を形成し、これらのタフトは自身の基部７３でストランド３２に取り付けられる。タフト５２および５４の切断端部５６および５８は、それぞれこのタフト以外のタフトの端部と共通の平面上に位置するが、これらの端部を異なる平面上に位置させて異なる特殊効果を得ることもできる。
図２Ｂには、図２Ａのタフトストリングの拡大部分端面図が示されており、図２Ｃには、結合部分を研究しやすくするために図２Ｂのタフトが下方に折り返されて図示されており、いずれの図も糸束４６とストランドとの結合を示す詳細図である。糸束は、その長手に沿ってマルチフィラメント６０の圧密部分を有しており、この圧密部分は、フィラメントが互いに結合される密な部分６２と、６８で示されるような表面フィラメントが基準面７１に対して鋭角７０ａおよび７０ｂにタフトの基部で固定される対向側部分６４および６６とを有する。重要なのは、圧密部分の内側フィラメントが鋭角に固定され、これらのフィラメントが同じ糸束のその他のフィラメントに「接続」されて、パイル体を組み立ててカーペットにするときにタフトが直立に保たれるようになることである。この鋭角は、支持ストランドの表面が前記密な部分に結合されるストランド３２の周縁部上の位置６９に正接する基準面７１に対して４５〜９０度の角度であることが好適であり、この角度は約６０度であることがさらに好適である。固定角フィラメントは、たとえ保存またはカーペット製造業者への出荷のためにパイル体が平らに管上に巻き付けられて、そのためにタフトが図２Ｃに示されるように折り返されても、タフトが直立状態に戻るのに役立ち得る。対向側部分６４および６６は、密な部分に隣接して、該密な部分の両側に位置する。密な部分は、ストランド３２の幅７４に近い幅７２を有しており、この密な部分は、ストランド３２の周縁面の１つの表面部分７６に結合される。ストランドの幅は、ストランドの長手に対して垂直かつ基準面７１に対して平行にストランドを横断する距離である。鋭角の折曲角は、折曲部の内側にある内側フィラメントで最大となるため、これらの内側フィラメントが糸束の残りの全てのフィラメントに「接続」されて、糸束全体が確実に鋭角に保たれることが重要である。このような接触は、給糸２０において撚糸、合撚、交互撚り、流体交絡、のり剤等の塗布、機械交絡等を行なうことにより達成され得る。このような接続は、さらにまた給糸におけるフィラメント間の凝集を引き起こし、そのために給糸の主体性(identity)は、支持ストランドと組み合わされてタストストリング製品が形成された後も維持されて、各フィラメント束をタフトストリング製品内で識別し得るようになる。このことは、給糸におけるフィラメント間の「接続」がないために支持体との組立後は識別可能な糸束がなくなるウェザーストリップ用細長パイル体とは対照的である。このような状態は、均等な天候遮断用遮蔽体(homogeneous weather blocking barrier)が望まれるウェザーストリップには望ましいが、個別の糸束が形成されることが好ましいカーペットではあまり望ましくない。
ストランドは、「Ｕ字」形の内側にある好適な位置に図示されているが、ストランドと糸束とは、さらにまた図３Ａおよび３Ｂに示されるようにストランドを「Ｕ字」形の外側に配置して取り付けられ得る。結合部分の特徴は、なお図２Ｂおよび図２Ｃを参照して説明された特徴と同じである。図３Ａおよび図３Ｂの細長パイル体を製造するためには、ストランド３２、１３４および１３６を、糸に結合されない搬送体ストランドとし、これらの搬送ストランドを糸より高い融点を有する材料で製作し（たとえば、Du Pont製Kevlar（登録商標）アラミド繊維をナイロン等の糸と一緒に用いる）、糸２０を搬送体およびマンドレル３０のまわりに巻き付ける。支持ストランド３２ａは、糸上にホーン４２の位置で送給されて、糸に結合される。このホーンは、浅溝を縁部４０と整合する面に有しており、ストランドを結合動作時に案内する。
糸束の結合部分は、複数の細長パイル体が基布上で組み立てられてパイル面構造であるカーペットを形成するときの細長パイル体の機能にとって重要な構造的特徴を有する。本発明のパイル体のタフト（脚部）に力を加えると、タフトは、タフトストリングが基布から引き剥がされる前に、ストランドとの結合部の縁部で破断し、これは糸束が密な部分６２の各々の端部に隣接する位置で脆弱であることを表す。このことは、たとえ単一のタフトが使用中に真空掃除機や家庭用愛玩動物、子供の玩具等により引きむしられても、重大な損傷がパイル面構造に生じないようにするために望ましい。単一タフトの損失はカーペット上では気付かれないが，基布への取付部が破断することによってタフトストリングの一部分が引き抜かれると、非常に目立ち、適宜修理してそれ以上の損傷を防がなければならない。本発明のタフトストリングのこうした特徴は、糸束４６をストランド３２に、糸束の圧密部分６０の密な部分６２で適切に結合させることによって達成される。適切に結合させると、密な部分の幅７２の各縁部にあるフィラメントは、タフトの基部にある９８および１００等の糸束の脆弱部分で細くなり、そのために脆弱部分の強度は結合前の糸束の強度より弱くなる。さらにまた、単一のタフトがストランドから抜け落ちることは、糸束がストランドから分離されて、２つのタフトが抜けてしまうことより望ましいかもしれない。タフティング機で製作される従来のカット・パイル・カーペットの単一のタフトを引くと、２つのタフトが抜けてしまう。こうしたことは、タフトストリングで製作されるカーペットでは、脆弱部分の強度を糸束とストランドとの間の結合部の強度より低くすることによって防がれ得る。すなわち、糸束の引張り強さは、糸束とストランドとの間の結合部の剪断強さまたは剥離強さより低い。糸束の１つの脚部であるタフトを引くと、そのタフトは、タフト基部で細くなる脆弱部分のところで破断することによって脱落する。結合が弱すぎると、単一のタフトを引くことにより糸束４６とストランド３２との間の結合部が破断し得、タフトである脚部５２および５４のいずれもを含む糸束４６全体がストランドから抜け落ちてしまう。糸束全体の抜落は、パイル面構造上では単一タフトの損失より目立つ。結合が強すぎる場合および糸束が脆弱部分を欠いている場合には、１つのタフトを引くことで、ストランドのまわりに巻き付けられた糸束が１つの単位体として機能して、タフトストリングがカーペット基布から引き剥がされる可能性もある。
超音波結合は、たとえばホーンに付与される超音波エネルギーと、ホーンと糸との間の圧力と、糸束を超音波ホーンの下で圧縮するのに費やされる時間とを変化させることによって制御され得る。ホーン・チップ形状、超音波周波数および超音波エネルギー結合剤（仕上げ剤）を糸フィラメントに加えること等のその他の変数もまた調整され得る。同じ糸に対する結合工程を変化させて、異なる厚さを有する異なる密度の結合部を形成させることで、所望の脆弱性を達成することができる。結合部の密な部分の密度は、フィラメントが超音波ホーンの作用により互いに密接に圧縮されかつ加熱されるにつれて、糸ポリマーの密度に近づき得る。一部の事例では、適切なバランス（脆弱部分の強度と、糸束とストランドとの結合部の強度との間の）は、ある程度のポリマーの「はみ出し(flash)」すなわち「かす(debris)」が、糸束の密な部分の両縁部で糸束が超音波ホーンに接触する側に認められるときに生ずるということが観察されている。たとえば、２５００デニールの双糸合撚ストランドは、超音波励振器を用いて４０ＫＨｚの周波数および１〜２ミル／振幅で約１秒間にわたってホーンと糸との間に約５ポンドの力を加えて結合されると、結合強度より低い脆弱強度を有した。本発明において良好に機能する超音波励振器は、４０ＫＨｚで３５０ワットの能力を持つDukane Corp.の型式40A351の電源をDukane Corp.製41C28変換器に接続したものである。さらにまたDukane製ブースタを用いてもよい。
超音波結合以外の結合手段を糸束の圧密部分に使用して、フィラメントを相互にかつストランドに結合させてもよい。このような手段は、溶剤接着またはたとえば加熱棒による熱結合、あるいは溶剤接着と伝熱結合と超音波結合との何らかの組合せであってもよい。
図８Ａに、脆弱糸強度および結合強度は超音波ホーン圧力等の制御可能な工程変数とどのように関係づけられるかが示されている。このグラフは、図１の組立工程によりナイロン・モノフィラメント支持ストランドに取り付けられた合撚ナイロン・カーペット糸に関する限定された試験結果に基づく仮定的な例である。曲線１６０は、脆弱糸強度すなわちタフト強度と超音波ホーン圧力との対比を示し、曲線１６２は、結合強度とホーン圧力との対比を示す。いずれの軸の単位も力の単位である。このタフト強度に関する情報は、異なるホーン圧力で製作される試料を収集し、単一の糸束４６の両端部を図８Ｂに示されるように引き、１つのタフト５２または５４が糸束から分離されるときの力の大きさを記録することによって得られ得る。結合強度に関する情報は、異なるホーン圧力で製作される試料を収集し、５４等の１つのタフトおよびストランド３２を図８Ｃに示されるように引き、糸束４６が密な部分６２での結合遮断によりストランドから分離されるときの力の大きさを記録することによって得られ得る。圧力を増加させると、最終的に、糸束全体が分離されるのではなしに、タフト５４がストランドから１００で示される脆弱部分で分離され始め、この時点で最大結合強度に達したと見なされる。
図１の工程に関しては、実行性を維持することができない工程上限値および工程下限値がある。下限値１６４は、ホーン圧力の下限値を表しており、この下限値より下では結合強度が低すぎて、タフトを支持ストランドから剥離させることなしに確実にカッター４４で切断することができない。上限値１６６は、ホーン圧力の上限値を表しており、この上限値より上では、結合動作により、結合部のはみ出したポリマーがマンドレル３０に付着するために、工程が一時中断されてしまうか、または脆弱部分が弱すぎて、個別のタフトが切断時にストランドから剥離されてしまう。それぞれ１６４および１６６で示される下限値と上限値との間に斜線領域１６７があり、この領域内で工程を実効することで、ストランドへの結合部で低下する糸強度を有するタフトストリングを製作することができる。
カーペット用パイル体を製作するときの好適な動作領域は、線１０８および１１０間の領域１０７であり、この領域では、タフト強度１６０は、結合強度１６２より低いが、最小限タフト強度値１７０よりは高い。最小限タフト強度値は、カーペット等の最終用途において良好なタフト抜脱抵抗を得るために必要な強度値であってもよい。図示された例では、タフト強度は、最大限結合強度の約５０％〜１００％の間であるべきであり、約６０％〜８０％の間であることが好適である。脆弱タフト強度に関する曲線１６０は、糸強度と等しい結合前の値を始点として、略１７２の位置で、結合強度が増して糸が結合部で圧密化されるのに伴って下降し始め、略１７４の位置で、結合強度が最大限に増大して糸が結合部の密な部分でさらに変形されるのに伴って結合強度未満に低下する。
図４Ａおよび図４Ｂに、マンドレル３０およびマンドレル・キャップ１２０（わかりやすくするために図１には図示せず）の詳細図が示されている。マンドレル３０は、その全長にわたって延在して、ストランド３２をマンドレル３０の内側で搬送する通路３６を有する。搬送体１３４および１３６もまた通路３６を通って搬送される。マンドレル３０の非支持端部には、ストランドおよび搬送体を通路３６からそれぞれマンドレル３０の縁部４０、１４２および１５０に案内するプーリ１４４、１４６および１４８がある。低摩擦曲面もまたストランドおよび搬送体の案内部として機能し得る。キャップ１２０はマンドレル３０の端部に取り付けられて、ストランドおよび搬送体を縁部に沿って案内するのを補助し、かつショルダ１５２を形成して、特に工程不調(process upset)時に糸２０がマンドレルの非支持端部の方へと移動する傾向をいずれも制限する。
図４Ｃに、ストランド３２および糸２０が縁部４０を跨いでマンドレル３０上にどのように配置されるかが示されている。この縁部は、ストランドの外面に係合して該ストランドを引張りながら支持して、ストランドが縁部のいずれの側部にも滑落しないようにする案内面１１９を有する。ストランド３２に関して図示されているかすかに楕円形の形状のために、縁部の面１１９はかすかな凹曲面となっており、このこともまたストランドが超音波結合中に横移動するのを抑止する。この具体例のマンドレルは三角柱であるために、糸２０が折り曲げられる夾角１２１は約６０度である。糸は、テンショナ２４により引き起こされる若干の張力と、導管２６内での摩擦抵抗とを受けながらマンドレル上に巻き付けられるため、マンドレルおよびストランドの外形に従う。結合時に、ストランドおよび該ストランドに取り付けられる糸束の密な部分の断面図は、ホーンの表面とアンビルとにより限定される形状を帯び得る。たとえば、図１に示された工程では、矩形のストランド３２は、図４Ｃに示されるようなかすかな凹面１１９を有するアンビル３０により支持され、糸は、平坦な表面１１７を有するホーン４２によって圧縮される。その結果として、ストランド３２および密な部分６２の断面は、図２Ｂおよび図２Ｃに示されたようになる。丸い断面を有するストランドを図１の工程に送給して良好な結合部を形成させた場合、結果的には図２Ｂおよび図２Ｃに示されたストランドおよび密な部分の断面と略同じ断面となり、ストランドの当初の丸い形状はもはや明確ではなく、ストランドおよび糸の密な部分は矩形の断面を呈した。
図７に、本発明のタフトストリングを用いてカーペットを製作する方法が示されている。ドラム７８は、たとえば基布の端部８２および８４をドラムのスロット８６内に把持させることによって基布８０が取り付けられて回転するように設定される。基布の外向きの表面８７は、熱可塑性接着剤等の付着性被膜で被覆される。ブロック８８は、ドラムの回転軸に沿って横移動しかつタフトストリング案内部９０および加熱手段９２を担持するように設定されて、タフトストリングとの接触直前または接触と同時に熱可塑性接着剤を局所的に軟化させる。このような加熱手段は、熱風噴射、輻射加熱器、炎等であってもよい。タフトストリング４５は、リール９４から供給されるか、または図１のマンドレル３０から直接供給され得る。ドラム８０が時計回りに回転すると、タフトストリングは案内部９０を介して引かれ、加熱手段９２は基布８０上の接着面８７を局所的に加熱する。タフトストリングは、高温の接着剤と接触して、基布に結合される。ブロックはドラム軸に沿ってゆっくりと横移動して、ら旋配列のタフトストリングを基布表面に配置していき、このら旋の隣接する各列は近接的に離間されるために、配置されたばかりのタフトストリングが以前に配置された同じら旋配列のタフトストリングに近接して位置してパイル面構造を形成するようになる。タフトストリングがドラム軸の全長に及ぶと、巻き付けは停止されて、タフトストリングと基布との組立体は、２つの基布端部がスロット８６のところで合わさる線９６等の位置でドラム軸に沿って切断される。この図示された具体例では、タフトストリングのみを９６の位置で切断して、基布端部を抜き取るだけで、組立体を取り外すことができる。その後、この組立体をドラムから取り外して、平らに広げると、パイル面構造であるカーペットが形成され得る。この方法で製作されるカーペット製品は、隣接する各列のタフトストリングが同じタフトストリングの異なる細長部分で構成されており、そのために１つのカーペット内における糸のロット変化が解消されるという特徴を有する。たとえば、約３．３オンス／平方フィートの糸を有するカーペットは、最初にストランドに沿って１５巻／インチの巻数および５／８インチのタフト長さで巻き付けられる２３５０デニールの双糸合撚糸からタフトストリングを製作し、次にこのタフトストリングを基布上に５タフトストリング／インチのピッチで取り付けることにより製造され得る。糸の大部分はストランドより上に現れるため、ごくわずかな糸しか無駄にならない。たとえば、０．０５５インチの幅のストランドを用いる場合は、「無駄」になる糸の長さは、ストランドのまわりに巻き付けられる長さだけであり、この長さは、本例に関しては、２１／１６インチの糸束長さの約４．７％にあたる約１／１６インチである。このため、糸は、本例では糸の約７．４％が基布の下になる従来のタフテッド・カーペットと比べてより有効利用される。
上記以外の手段でタフトストリング・カーペット構造を製作することも可能である。たとえば、熱可塑性基布を使用して、タフトストリングを超音波結合工程を用いて取り付けてもよい。複数組のタフトストリングをら旋状にドラム上に同時に巻き付け、互いに横方向かつ周方向に纏まるように配置すると、ドラムを数回転させるだけでカーペットを完成させることができる。これに代わる方法として、完成時のカーペットの幅と同じ幅に配列される複数のタフトストリングを連続的な基布に縦糸として取り付けるように構成することで、連続的な長さのカーペットを製作することができる。複数の単一超音波ホーンを用いて、複数のタフトストリングを基布に、基布の表側または基布の裏側のいずれからでも同時に結合させることができる。このようなタフトストリング・カーペット製作装置は、１９９５年８月１０日出願のタフトストリング・カーペットを製作する方法および装置と題する同時係属出願ドケット番号６９８０号に説明されており、この出願を参照することにより本明細書の一部とする。
超音波工程に用いられる基布は、譲受人を同じくする１９９４年６月１０日出願の同時係属米国特許出願第０８／２５８，１２０号に説明されたような不織ナイロンとガラス繊維スクリムとの複合布であることが好適であり、前記特許出願の開示を参照することにより本明細書の一部とする。この複合布は、湿度安定性基布であることが好適である。支持ストランドは、ガラス繊維のマルチフィラメント束の芯を、この芯を取り巻くナイロンの鞘で被覆されて具えており、譲受人を同じくする１９９４年７月５日出願の同時係属米国特許出願第０８／２７０，８６１号に説明されているような湿度安定性構造材付着ストランドとなる構造であることが好適であり、特許出願の開示を参照することにより本明細書の一部とする。
タフトストリング・カーペット構造は、譲受人と同じくする１９９５年８月１０日出願の湿度安定性タフトストリング・カーペットと題する同時係属米国特許出願ドケット番号ＲＤ−６８１０−Ａ号に説明されているような湿度安定性カーペット構造であることが好適であり、前記特許出願の開示を参照することにより本明細書の一部とする。タフト糸である表糸として用いられるマルチフィラメント糸は、当該技術分野で知られているさまざまな方法により製造され得る。これらの糸は、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンおよびアクリロニトリル等の合成熱可塑性ポリマーおよびコポリマーまたはこれらの混合物から作られるフィラメント（繊維）を含有することが好適である。さらにまた、羊毛等の天然繊維を使用してもよい。好ましい具体例では、タフト糸は、顔料または染料がポリマー融解物またはポリマー溶液中に混ぜ込まれた後に、この混合物が紡糸口金から押し出される溶液染色ナイロン糸である。カーペット構成においては、これらの糸は、糸を着色した後にカーペットにタフティング加工またはそれ以外の形態の加工が施されるために、先染ナイロン糸とも呼ばれ得る。
本発明のタフトストリングの数多くの特徴は独特のものであり、かつこのタフトストリングを用いてパイル面構造を製作するときに重要である。独特の幾何学形体的特徴は、このタフトストリングで製作される標準カーペット配列における独特のタフト分布となって反映される。タフティング機で製作される従来の住居用カーペットでは、糸は、針棒上に等間隔に配置される何百本もの針に通され、基布は、均等な増分ずつ寸動されながら、この針棒を通過する。基布が停止すると、針は基布を貫通して、糸ループを基布に刺し通す。その後、針は引き戻され、糸ループはそのまま残留してタフトを形成するか、またはこのループが切断されて、対をなす個別タフトで構成されるカット・パイル面が形成される。このようなカーペットにおける糸タフトの一般的な配列は、いわゆる「縦横同密度」配列であり、針は１／１０インチの間隔（ゲージ）で配置され、基布は１／１０インチの増分（目数／インチ）ずつ寸動される。これにより、１０×１０配列の針穴または糸ループが形成される。ループを切断すると、個別タフトの配列は、１０×２０となる。カーペット業界では、タフトは、タフテッド・カーペットまたは織カーペットの表面を形成する切断または未切断ループとして定義される。これと同じタフト配列を本発明のタフトストリングを用いて製作し得ることが望ましい。このことは、寸法的特徴を自由糸束直径に対する比として表現することにより「正規化」されて示される下述の独特の幾何学形体により達成される。糸束直径は、糸が特にカット・パイル・カーペット構造となって効率的な態様で床を覆う能力を大きく左右するパラメータである。測定における繰返し性を得るために、糸束直径を、切断端部から遠い長さ１インチの真っすぐな糸束部分の無張力時の平均直径とすることで、切断端部の拡開が測定を行なう際に引き起こし得る不明瞭さを回避している。糸束直径は、格子線付き顕微鏡またはOpticom製「Qualifier 30」等の光学比較器を用いて繰返し可能に測定された。図１０に、Qualifier 30上での糸の図が示されている。切断端部の拡開がない１インチの真っすぐな糸片（糸がほとんど圧縮されない程度のごく低い張力を用いて真っすぐにされてもよい）は、比較器の光路上に配置される扁平ブロック１８１の頂面上に置かれる。２０倍の倍率では、試料１８２は、比較器の焦点板上の水平線１８４と整合しており、この水平線は、山および谷を通って試料の縁部に沿って延在して、平均縁部位置を限定する。この線を位置１８６で示される糸の反対側の平均縁部に移動させ、移動距離１８８を、その長さ１インチの試料の平均「直径」として記録する。この作業を給糸の複数の試料に関して繰り返して、さらに「直径」を平均化する。異なる直系の糸束がストランドに沿って存在する場合は、糸束直径は、異なる直径がパターンをなして繰り返される代表的な長さに沿った全ての異なる糸束直径の平均直径となる。
糸束ピッチ／糸束直径比（Ｐ／Ｄ比）
この比は、支持ストランドのある長さに沿って配置される隣接する糸束間の距離（ピッチ）と糸束直径との比を表す。本発明の独自の工程によれば、製品は、当該技術分野で教示された本発明以外の細長パイル体よりはるかに密な分布の糸束をストランドに沿って有し得る。糸を支持ストランド上に巻き付ける場合、高い糸束密度をストランド上で達成する方法として、少なくも３つの方法がある。１つの方法は、十分な張力を糸束に付与して直径を縮小させて、縮径された糸がストランドに沿って当接配置されるときに、ピッチが自由無張力時の糸束直径より小さくなるようにすることであり、もう１つの方法は、複数層の糸束をストランド上に巻き付けることであり、第３の方法は、最初の２つの方法を組み合わせたものである。上述されたタフティング機によるカーペットと同様のカーペットを製作するときは、１／２０インチ（２０糸束／インチ）のピッチおよび約０．１１４インチの直径を有する糸を使用することが望ましい。これによって、０．０５インチ／０．１１４インチ＝０．４４のＰ／Ｄ比が得られる。良品の低価格カーペットを製作し得る最大Ｐ／Ｄ比は、Ｐ／Ｄ＝１．０であり、この場合には、糸束は糸束直径と同じピッチで離間する。これは、糸を低張力下で巻き付けてストランドに沿って当接させることで達成され得る。本発明のタフトストリング法は、１．０未満のＰ／Ｄ比を有するタフトストリングを製作するにはどうすればよいかを教示する。したがって、本発明のタフトストリングにおけるＰ／Ｄ比は、Ｐ／Ｄ＜１．０すなわちＰ＜１．０Ｄである。Ｐ／Ｄ比は、０．７未満であることが好適であり、０．５未満であることがさらに好適である。本発明によれば、細長パイル体で製作されるカーペットにおいて、切断されたタフトの拡開に依存しなくても良好な被覆性が得られる密なパイルのカーペットを実現することが可能となり、望ましいタフト形成および一体性が維持される。
Ｐ／Ｄ比は、図１２Ａおよび図１２Ｂを参照すると、さらによくわかる。糸束は、ストランド３２の遠位側に２０４ａ、２０６ａおよび２０８ａ等のタフトとして、ストランド３２の下側に２０４ｂ、２０６ｂおよび２０８ｂ等の結合糸束の密な部分として示されている。ストランドに沿った糸束のピッチ「Ｐ」は、図１２Ａを参照して、隣接する糸束の密な結合部分間のピッチ２１０である当接中心間隔に注目すると最もよくわかる。タフト端部は、どちらかと言えば自由に動き回るため、ピッチは、タフト端部ではなしに、この部分で測定されることが好適である。糸束の直径「Ｄ］は、無張力時の糸束を横断する距離である直径７５で表される。ピッチに関しては、ある程度の局所的変動が予想されるため、１インチの長さにおける平均を取って、代表値を得なければならないかもしれない。図１２Ｂに、複数層の糸束がストランドに沿って存在しており、糸束結合部の密な部分が互いに重複し得るときに、ピッチをどのように判断するかが示されている。２０４ａ、２０６ａ、２１４ａおよび２１５ａ等の糸束タフトは、ストランド３２の上に図示されており、これらの糸束に関する糸束結合部の重複する密な部分は、それぞれ密な部分２０４ｂ、２０６ｂ、２１４ｂおよび２１５ｂ等のように、ストランド３２の下に図示されている。ピッチ「Ｐ」は、ストランドに沿ってピッチ２１０で連続的に配置される隣接する糸束の密な部分間の距離である。この場合も、１インチの区間における糸束結合部の個数の平均を取って、「Ｐ」に関する代表的な個数を得る必要があるかもしれない。異なる直径の糸束がストランドに沿って存在しており、おそらくそのことがピッチを著しく変動させている場合は、ピッチは、異なる直径が１つのパターンをなして繰り返す代表的な長さ毎の糸束の個数の逆数で表される平均値となる。
支持ストランド幅／糸束直径比（Ｗ／Ｄ比）
支持ストランドの幅は、次のような理由から、本発明における重要なパラメータとなっている。すなわち、１）この幅が広すぎる場合には、単一タフト上のタフト間にストランドが見えることがあり、このことはカーペット構造では好ましくないため、２）この幅が広すぎる場合には、パイル面構造を製作するときに隣接タフト間の間隔が過大となり得、そのためにカーペット上での糸タフトの密な配列が達成され得ないため、３）この幅が狭すぎる場合には、糸束をストランド表面に結合させる面積が繰返し可能な強い結合を得るには過小となり得、かつタフトストリングが糸束またはカーペット基布に結合させる上で取扱い困難となり得るためである。本発明のタフトストリング法は、糸束を確実に狭幅支持ストランドに取り付けるにはどうすればよいかを教示する。したがって、本発明のタフトストリングにおけるストランド幅は、平均糸束直径より小さいＷ／Ｄ＜１．０であり、これはさらにまたＷ＜Ｄとも記述され得る。たとえば、０．０５５インチのストランド幅および０．１１４インチの糸束直径の場合は、Ｗ／Ｄ比は０．４８である。ストランドを十分に隠蔽しかつ隣接するタフトをパイル面構造上に近接配置するためには、Ｗ／Ｄ比を０．７未満とすることが好適である。Ｗ／Ｄ比は、０．５未満であることがさらに好適である。０．０３２インチのストランド幅でも、０．２８のＷ／Ｄ比を与えると、良好に機能することがわかった。
Ｗ／Ｄ比は、ストランド幅「Ｗ］が７４で示され、糸束を横断する距離である直径「Ｄ」が７５で示された図２Ａを参照すると、さらによく理解され得る。
ストランド面積／糸束面積比（Ａｓ／Ａｂ比）
一部の場合には、１．０より大きいＷ／Ｄ比でも良好なパイル面構造を得ることができ、その場合は、たとえば形成時に小直径の糸束を支持ストランドのまわりに複数の層状に巻き付けることで小さいＰ／Ｄ比を得て、大きい糸束が用いられないことを補償する。逆に、１．０より大きいＰ／Ｄ比でも良好なパイル面構造を得ることができ、その場合は、大直径の糸束を狭幅支持ストランドに沿って離間させて、小さいＷ／Ｄ比を得る。補償するためには、隣接するタフトストリングを互いに近接させてカーペット上に配置して、離間する糸束を互いに入れ子状にするとよい。これらの場合には、本発明のタフトストリングは、支持ストランドの単位長さの投影面積と、その単位長さに沿って取り付けられる各切断糸束端部の面積の合計との比であるＡｓ／Ａｂ比を用いて設計され得る。ループ・パイルの場合は、この投影面積は、糸がカット・パイルの場合のように切断されたときと同じであると仮定する。ある長さに沿って多様な糸直径を有するタフトストリングの場合は、その長さに沿った全ての異なる各タフト直径に関する面積を加算することにより総面積を計算する。
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Ｗ／ＤおよびＰ／Ｄがいずれも１．０の限度に近づくと、
Ａｓ／Ａｂ＜２／π、すなわちＡｓ／Ａｂ＜０．６４
Ａｓ／Ａｂ＝０．６４は、支持ストランドが幅広であり、ストランド上の糸束のピッチが大きくて、単位長さ毎の糸束の個数が少ない場合を表す。２０糸束／インチで０．１１４インチの直径の糸束が０．０５５インチの幅のストランドに取り付けられる場合は、Ａｓ／Ａｂ比は０．１９である。Ａｓ／Ａｂは０．３未満であることが好適であり、低い部分である支持ストランドが高い部分であるタフト端部を通して見られ得ない密なパイル面を有する高価格カーペットを製作するためのタフトストリングに関しては、０．２未満であることが最も好適である。
Ａｓ／Ａｂ比は、ストランド幅「Ｗ］が７４で示された図２Ａを参照すると、さらによく理解され得る。糸束ピッチ「Ｐ」は２１０で示され、糸束直径「Ｄ」は７５で示され、単位長さ「Ｌ」は７７で示されている。
図１３に、この面積比を利用して本発明のタフトストリングの１つの具体例を設計する方法がグラフで表されている。式Ａｓ／Ａｂ＝２／π（Ｗ／Ｄ）（Ｐ／Ｄ）をＰ／Ｄに関して解くと、その結果として次のような式が得られる：
Ｐ／Ｄ＝（π／２）（Ａｓ／Ａｂ）／（Ｗ／Ｄ）
Ａｓ／Ａｂ＝２／πのとき、Ｐ／Ｄ＝１／（Ｗ／Ｄ）
この式を、Ｐ／Ｄを縦軸に、Ｗ／Ｄを横軸に取ってグラフで示すと、図１３のグラフが得られる。この本発明のタフトストリングの具体例においてＡｓ／Ａｂ＜２／πのとき、Ｐ／ＤおよびＷ／Ｄの各値は、曲線２１６より下の斜線部分２１８内にくる。このグラフは、Ｐ／Ｄが高値であることは、Ｗ／Ｄを相応に低い値にして、１インチ毎により多くのタフトストリングをカーペット上に配置し得るようにすることによって補償され得、さらにまたＷ／Ｄが高値であることは、Ｐ／Ｄを相応に低い値にして、１インチ毎により多くのタフトをストランドに沿って配置することにより補償され得ることを示す。ほとんどのカーペット構造では、それぞれ破線２２０および２２２で示されるように、Ｐ／Ｄを一般的に２．０以下かつＷ／Ｄを４．０以下とし、Ｐ／ＤおよびＷ／Ｄを１．０以下とすることが最も好適である。Ｐ／ＤおよびＷ／Ｄに関しては、さらにまた、狭幅ストランドが取扱い困難となるか、または複数の層をなす小直径の糸が取扱い困難となる何らかの極めて低い限度値がある。しかし、このような限度値は、まだ明らかになっていない。データ点２２４は、高価格カーペットに関する前述のＡｓ／Ａｂ＝０．１９を示す。
脆弱タフト強度
この本発明のタフトストリングの特徴は、すでに述べたように、糸束とストランドとの結合部を調整して、単一タフトの抜脱強度が結合前のフィラメント束の強度より低くなるようにし得る「フェールセーフ」カーペット構造を製作するのに利用され得る。この特徴により、タフト抜脱力を調節して、タフトストリング構造がカーペット基布から引き剥がされる前にタフトが破断するようにすることができる。下端部では、タフト抜脱力は、ＨＵＤ（米国住宅・都市開発庁のカーペットに関する製品規格）およびＡＳＴＭ（アメリカ材料試験協会）が定めるカーペット使用時の通常要件を超えるべきである。さらにまた、単一タフトの抜脱強度を糸束の結合強度より低くして、糸束がストランドから分離されることによって２つのタフトがカーペットから抜け落ちることがないようにすることが望ましい。この特徴は、１）タフトを通常の磨耗および引裂きに耐えさせ、２）異常な力でタフトが引かれることによって引き起こされる損傷を最小限に抑える独自の特徴である。タフティング機で作られる従来のカット・パイル・カーペットでは、単一タフトに過大な力が加えられると、２つのタフトを含む糸束の抜脱が引き起こされる。本発明の脆弱タフトという特徴を用いると、単一タフトに過大な力が加えられても、１つのタフトの抜脱しか引き起こされず、そのためにカーペットの損傷は最小限に抑えられる。この特徴が望ましくないパイル面構造においては、結合部を本発明の工程を用いて調整して、タフト強度が糸束結合強度と等しいかまたは糸束結合強度を超えるが、依然として結合前のフィラメント束の強度より低くなるように増大させることができる。要約すると、次のように表される：
タフト強度＜糸強度
好適条件：最小限抜脱力＜タフト強度＜結合強度
脆弱タフト強度は、図８Ａ、図８Ｂおよび図８Ｃの説明を参照すると、さらによく理解され得る。
カーペットにおけるタフト分布
本発明のタフトストリングを用いて製作されるカーペットは、カーペット基布に隣接するタフトの基部、またはタフトストリングの場合には支持ストランドに隣接するタフトの基部で吟味すると、独特のタフト分布を有する。図１１Ａに、タフティング機で製作されるカット・パイル・カーペットのタフト基部が図示されており、基布の１平方インチ内におけるタフトの分布が示されている。基布の上面にあるタフト基部は、円１９０で表されている。これらのタフト基部は、２つのタフトが基布内の各針穴毎に存在するために、対をなして分布しているように見えることに注意されたい。これらの対は、各対間にそれぞれ間隔１９２および１９４を挟んでＸ方向およびＹ方向に１０×１０配列で配置されて、１０×２０配列の個別タフトを形成している。図１１Ｂに、本発明のタフトストリングで製作される図７に示されたカーペットのタフト基部が図示されており、ここでＰ／Ｄ＜１．０であり、１インチ毎に５つのタフトストリングが間隔１９６をあけて配置されている。図１１Ｂでは、図１１Ａと同じ１０×２０の分布の個別タフトが基布の１平方インチ内に示されているが、タフトの分布は、各列がＸ方向にのみ離間しているのに対して、従来のカーペットの各対はＸ方向およびＹ方向のいずれにも離間しているという具合に、従来のカーペットとは異なる。支持ストランドの上面にあるタフト基部は、円１９８で表されている。これらのタフトは、Ｙ方向に当接する各列のタフトがＸ方向にそれぞれ間隔２００および２０２をタフト間およびタフトストリング間に挟んで配列されているように見える。Ｙ方向に当接するタフト間には、タフトのピッチがタフトの直径より小さいことを表すＰ／Ｄ＜１．０であるために、いかなる間隔も存在しない。これは、タフティング機で製作されるカーペットでは、針は必ず基布を互いに交差しない離間位置で貫通しなければならないために実現不能な独自の分布である。このような独自の分布の結果として、パイル面構造が湾曲面上にＹ方向に載置される場合には特に、基布はタフトによりさらにうまく隠蔽されることになる。
図５Ａ〜図５Ｄに、細長パイル体と組み合わせて、特に床用カット・パイル・カーペットであるカーペット等のパイル面構造を製作するのに用いられる４つの異なる基布９９ａ、９９ｂ、９９ｃおよび９９ｄが図示されている。これらの基布は、Fischerの米国特許第４，７７５，３１０号に説明されているようなフック／ループ形締結具に用いられるフック組立体に類似し得、この特許を参照することにより本明細書の一部とする。たとえば、図５Ａには、基板１００ａと、細長パイル体の支持ストランドに係合する張出し部分１０４ａを有する突起部分１０２ａとを具えた基布９９ａが示されている。これらの突起部分は、平面基板上に均等な配列でＸ方向およびＹ方向に配置されており、突起部間の間隔１０３および１０５（図１５Ｃ）はいずれの方向にも略同じとされ、この間隔は、本発明の細長パイル体等の細長パイル体を受け入れるのに十分な幅である。
図６Ａ〜図６Ｄには、それぞれ図５Ａ〜図５Ｄの基布に挿入された本発明の細長パイル体（タフトストリング）の端面図が示されている。タフトストリング４５は、隣接する突起部分１０２ａ間に、ストランド３２が張出し部分１０４ａと基板１００ａとの間に位置するまで押し込まれる。突起部分は、妥当な力により、糸束をまわりに折り曲げられて有するストランドを受け入れ得る程度に大きくかつ協働して該ストランドおよび糸束の組立体を不測の離脱力に抗して確実に保持し得る程度に小さい間隔をあけて配置される。この間隔はさらにまた、その他のタフトストリング組立体が、隣接する突起部分間に配置されたときに、均等なタフト分布を表面全体にわたって有する連続パイル面構造を形成するような間隔である。突起部分１０２ａは可撓性であり、タフトストリング組立体の挿入を補助する。張出し部分１０４ａは、タフトストリング組立体に係合して離脱に抵抗するように設計される。基布である基板と突起部分と張出し部分とは、低費用で再生するために糸およびストランドと同じである同じ材料で作られることが好適であり、かつ単一部品として成形されることが好適である。１００ａ等の基板は、取扱い時におけるパイル面構造の不必要な伸長を防ぎ得る程度に剛直であることが好適である。基布をタフトストリングと組み立てた後に、基布を床面または壁面に取り付けてもよく、または基布を最初に床／壁面に取り付けておき、タフトストリングを本来の位置に取り付けてもよい。基布が永久的に床に取り付けられる場合は、基布はタフトストリングと一緒には再生されないため、基布をタフトストリング組立体と同じ材料で製作する必要性はさほど重要ではなくなる。タフトストリングは、図５Ａの場合には張出し部分が突起部分から全方向に延在するため、１０２ａ等の突起部分の配列体にさまざまな方向に取り付けられ得る。突起部分の間隔およびタフトストリングに用いられるストランドの可撓性に応じて、タフトストリングの長手を湾曲配列、斜方配列または直交配列で基布上に配置して、異なる色または風合いのタフトストリングを用いて異なるデザインを創出することができる。
図９に、図１のものを改良した形態が示されており、この形態では、マンドレル３０は、マンドレル支持体２９により配向されて図示されており、支持ストランド３２ａ、３２ｂおよび３２ｃは、マンドレル３０の３つの縁部４０、１４２および１５０のいずれにも送給される。２０ａ、２０ｂおよび２０ｃ等の１つまたは複数の糸は、長手方向に案内部２６から送給されて、マンドレルのまわりに巻き付けられる。超音波ホーン４２ａ、４２ｂおよび４２ｃは、マンドレルのまわりに取り付けられており、それぞれ縁部４０、１５０および１４２上の糸に当接して該糸を押圧することで、糸を支持ストランド３２ａ、３２ｂおよび３２ｃに結合させる。カッター４４ａは、糸を切断して、糸がマンドレルから３つのストランドとそれらに接続された糸との配列体１８０として捲回解除され得るようにする。補助カッター４４ｂおよび４４ｃは、この配列体をさらに切断して、一緒に巻取部４１上に巻き取られて示される３つの細長パイル体（タフトストリング）４５ａ、４５ｂおよび４５ｃを形成させる。このような構成は、図１の工程の生産性を高める。これ以外の形態に変化させて、マンドレルを交換してより多くの縁部を含ませることによって一層多くのタフトストリングを生産することも可能である。
４つのタフトストリングを一度に製作する手段は、マンドレルの４つの角の各々の縁部上に溝を有する方形マンドレルの上に糸を巻き付けることである。２つの超音波ホーンを用いて、各々のホーンに方形マンドレルの２つの縁部上の糸およびストランドに同時に接触する２つの傾斜面を設けることにより、各々のホーンで２つのストランドを一度に糸に結合させることができる。これらのマンドレルは、マンドレルに押し付けられて、タフトストリングがマンドレル上に留まっている間に糸を縁部間で切断する円形ブレードを有するベッドナイフを含む。このような装置は、前述の同時係属出願ドケット番号ＲＤ−６９８０号に開示されている。
細長パイル体に用いられる糸は、フィラメントが互いに「接続」されるマルチフィラメント・ストランドである。これらのフィラメントを少なくとも１撚り／インチの撚り数で撚って、結合（特に超音波結合）を促進するフィラメント交差を実現してもよく、またはフィラメントを交絡させて交差を実現してもよい。糸は、互いに合撚されるマルチフィラメントの２つ以上のストランドを具え得る。合撚は、「純粋な」Ｓ撚りまたはＺ撚りの下撚りおよび合撚か、またはＳ撚りおよびＺ撚りの下撚りと合撚りとが交互し、結合が合撚と下撚りとの反転部にある逆撚りであってもよい。逆撚糸は、米国特許第５，０１２，６３６号に説明されるように、撚りを反転させる前の双糸間に結合を有することが好適である。糸は、ストランドと同じ組成を有する熱可塑性ポリマーから製作されることが好適であり、これによって糸およびストランドは、接着剤を用いることなしに結合され得るようになる。糸は、カーペット糸として共通に使用されるけん縮かさ高熱処理フィラメントから製作されることが好適である。糸のフィラメントは、中空であってもよいさまざまな断面を有し得、かつ帯電防止剤等を含有し得る。糸は、超音波結合に役立つ仕上げ剤を施されて有し得る。糸は、ナイロン・ポリマーであることが好適である。糸は、ポリ（アリールエーテルケトン）または溶剤、超音波または熱を用いて結合可能なポリアラミドまたはメタアラミドであってもよい。
細長パイル体に用いられるストランドは、方形、矩形、楕円形、長円形、丸形、三角形、多葉形、扁平リボン形等のさまざまな断面形状を有し得る。ストランドは、糸に結合可能でなければならず、かつ結合部がストランドの伸長により過大な応力を受けない程度の十分な伸び安定性を有していなければならない。ストランドは、パイル体に十分な安定性を付与して、パイル体を基布への取付け等の意図される用途に使用する際に取り扱うことができるようにしなければならない。ストランドは、モノフィラメント、複合構造、鞘／芯構造、強化構造または撚りマルチフィラメント構造であってもよい。ストランドは、取り付けられる糸と同じ組成を有する熱可塑性ポリマーで製作されて、糸およびストランドが接着剤を用いることなしに結合され得るようになることが好適である。ストランドは、長手方向に配向される分子構造を有し、かつ湿度の増加または減少あるいは穏やかな温度変化による配向方向の寸法変化率が低いポリマーであることが好適である。支持ストランドは、E. I. du Pont de Nemours and Company製Hyten(登録商標)等のナイロン／ポリマーであることが好適である。
ストランドのアスペクト比（高さ／幅）は、１未満として、タフトストリングが安定し、カーペット上に取り付けられて家具または踵の高い靴による重負荷を受けても降伏しにくくなるようにするべきである。さらにまた、超音波結合工程では、肉厚のストランドは、肉薄ストランドより多くのエネルギーを吸収し得、そのために超音波工程の効率が低くなってしまう。しかしながら、ストランドの厚さを、カーペットを製作するのに必要な後続の加工処理段階で取り扱いにくくなるほど薄くするべきではない。たとえば、図５Ａ〜図５Ｄに示された基布では、ストランドを突起部分に取り付けられた張出し部分間に押し込むためには、ある程度の剛直性がストランドに求められる。０．１〜１．０の間のアスペクト比にすると、本発明に用いられるストランドは良好に機能するはずである。５６ミルの幅と１９ミルの厚さとを有するストランドは、０．３４のアスペクト比を与え、本発明のタフトストリングを用いて製作されるカーペット試料として組み立てられたときに良好に機能した。
ループ・パイルの細長パイル体または単一パイルの細長パイル体を製作する本発明のさらに他の具体例がある。図１４Ｂに、３つの支持ストランド２３１、２３２および２３４と、２つのループ２３８および２４０で構成される糸束２３６等の複数の糸束とを有する２ループ細長パイル体２３０の断面図が示されている。このパイル体２３０を基布上でその他の２ループ・パイル体と組み合わせて、ループ・パイル面を有するパイル面構造を形成することができる。２ループ・パイル体２３０は、図１４Ａに断面図で示される中空マンドレルで製作され得る。糸２０は、給糸から送給されて、図１の装置と同様に支持ストランド２３１、２３２および２３４をそれぞれ縁部２４４、２４６および２４８に沿って案内するマンドレル２４２のまわりに巻き付けられる。糸は、これらの縁部で３つのストランドのいずれにも結合され、次にストランド２３１および２３４間の位置２５０で切断されて、巻き付けられた糸はマンドレルから取り外される。パイル体２３０を形成させるためには、接続糸を折り曲げて図１４Ｂに示されるようにループ状にすることにより、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。
１ループ・パイル体２５２を製作する本発明の細長パイル体のもう１つの具体例が図１５Ｂに示されており、この具体例では、元来は単一ストランド２５４であったものの半分体から作られる２つの支持ストランド２５４ａおよび２５４ｂは、糸束２５５のループ２５６により接続される。同様に、この１ループ・パイル体を基布上でその他の１ループ・パイル体２５２または２ループ・パイル体２３０と組み合わせて、ループ・パイル面を有するパイル面構造を製作することができる。この１ループ・パイル体２５２は、図１５Ａに断面図で示される中空マンドレル２５８で製作され得る。糸２０は、図１の装置と同様に支持ストランド２５４および搬送ストランド２６０をそれぞれ縁部２６２および２６４に沿って案内するマンドレル２５８のまわりに巻き付けられる。糸は、ストランド２５４にのみ縁部２６２上で結合され、次に位置２６６で切断されて、以て結合された糸およびストランド２５４が分断され、パイル体２５２はマンドレルから取り外される。これによって、ストランド２５４は、均等なストランド２５４ａおよび２５４ｂに分割され、これらのストランドは糸束２５６により接続されたままとなる。これらのストランド２５４ａおよび２５４ｂは、これらを基布に取り付けてループ・パイル面を形成させるときに、図１５Ｂに示されるように離間され得る。
本発明の細長パイルのさらにまた他の具体例は、図１５ｃに示される１ループ・パイル体２５２をカット・パイルの形態にしたものであり、この具体例では、図１５Ｂのループが位置２６８で切断されて、以て一対の１タフト・カット・パイル体２７０ａおよび２７０ｂが作られ、これらのカット・パイル体は、それぞれ支持ストランド２５４ａおよび２５４ｂに結合される２５５ａおよび２５５ｂ等のタフトを持つ複数の糸束を有する。これらを基布上で、図１５Ｂに示されるように配置して、カット・パイル面を有するパイル面構造を製作することができ、このカット・パイル面は、ストランド２５４ａおよび２５４ｂを真上から見ても見えないようにするのに好適かもしれない特殊効果のための任意の「性質」をタフトに有し得る。この本発明の１タフト形態は、ストランドの周縁部上のある位置に固定されており、ストランドから外方に延在しかつ前記位置に正接する基準面に対してある角度をなすタフトを有し、かつフィラメントが互いに結合されかつストランドに前記位置で結合される密な部分を持つ複数の各フィラメント束を有するストランドを具えた本発明の細長パイル体の基本的な「構成単位」を定義する。
ループ・パイル・タフトストリングを製作するもう１つの具体例が、図１９に略図で示されており、この具体例では、パイル糸２０は、ストランド３２の上にループをなして配置される。これらのループは、ある角度にストランドの上で折り曲げられ、ループと糸とが超音波ホーンの下を通されて、この超音波ホーンにより、折り曲げられた糸はストランドに、ループがストランドと交わる位置で結合される。これにより、一対のループ３００および３０２をストランド３２のそれぞれ右側および左側に形成する「Ｕ字」形糸束等の直立ループ・タストをストランドの両側に有する図２０のループ・パイル・タフトストリング構造が作られる。この「Ｕ字」形直立ループ・タフトの基部にある糸は、フィラメントが互いに結合される密な部分と、表面フィラメントがタフトの基部で基準面に対して鋭角に固定される対向側部分とを有するマルチフィラメントの圧密部分等の、上述されたカット・パイル・タフトストリング構造と同じ特徴を有する。カット・パイル・タフトストリングでは、糸束は、２つの接続されたタフトの切断端部間にある糸のＵ字形の長さ部分により定義された。切断端部がないループ・パイルの場合は、糸束は、支持ストランドをループの中間に取り付けられて有する２つの連続形成ループを具えた糸のＵ字形の長さ部分として定義される。たとえば、２つの連続ループは、糸が以下で述べるフォーク等のループ形成装置のまわりに１周だけ巻き付けられるときに形成される。
図２０のループ・パイル体を製作するのに用いられるパイル糸は、ステープル糸または合撚糸または交絡糸または連続フィラメント撚糸であってもよい。１インチ毎に複数の撚りを有する撚糸を用いると、単一ループの２つの脚部をなす糸が互いに撚り合わされて、糸の撚回エネルギーが軽減され得る。このような「合撚ループ」構造は図２２のような外観を呈しており、タフト３２６および３２８は、カット・パイル・タフトのように見えるが、３３０等の小さいループをタフトの最上部に切断端部の代わりに有する。
図２１に、図２０のループ・パイル・タフトストリングを製作する１つの手段が示されている。この装置は、図１の装置を改変したものであり、同じ参照符号が適宜用いられている。１つの違いは、中空案内導管２６に取り付けられる回転軸受け３０８により支持される軸３０６を有するフォーク３０４があることであり、この回転軸受けは、さらにまたフォークを軸方向の移動に対して拘束する。フォーク３０４は、マンドレル３０′の両側に延在する歯３１０および３１２を有しており、これらの歯は、導管２６が回転して、糸が導管から２８の位置で送給されるときに、フォーク上にループ３１３として巻き付けられる糸２０の支持体となる。支持ストランド３２は、マンドレル３０′に該マンドレルの遠位端部で送給され、通路３６を通って案内されて、３８の位置で脱出する。ストランド３２は、マンドレルの外側にかつ縁部４０に沿って案内される。歯３１０および３１２は、マンドレル３０′に近接して、それぞれプーリ３１８および３２０等のプーリのまわりで案内される移動ベルト３１４および３１６に接触しており、これらのプーリは、マンドレル３０′に取り付けられるか、または外部支持体（図示せず）に取り付けられ得る架台３２２により回転可能に支持される。歯とベルトとの接触はフォーク３０４の回転を防ぐ働きをしており、代案としてフォーク３０４を回転支自体２７に磁気結合させて回転を阻止することもできる。その場合、湾曲導管２６は回転時にフォークの磁気結合を妨害することなしに磁場を通過する。フォーク上に糸が蓄積されることにより、糸はベルト３１４および３１６の方へと押しやられ、これらのベルトは移動して、糸ループがフォークに沿ってマンドレルの方へと移動するのを補助する。さらにまた、フォークの歯を若干相近させていき、糸ループがフォークに沿って初期移動するのを補助してもよい。また、フォークの歯を互いに平行にし、個別の歯を、糸が巻き付けられる位置における第１の直径から、糸が歯から抜け出す位置における第２の直径へと先細にしてもよい。さらにまた、糸をある程度の張力下で巻き付けることで相近形または先細形の歯上で糸の収縮を生じさせて、これらの歯に沿った前記初期移動を補助するべきである。ループ３１３がマンドレルに達すると同時に、これらのループは、ループがマンドレルに沿ってかつ超音波ホーン４２の下を移動するのを補助する移動ストランド３２にも接触する。マンドレル３０′は、支持ストランド３２を縁部４０上の溝面に案内して糸と接触させる傾斜面３２６を有する。ホーン４２は、縁部４０に沿って配置されて、ホーンの前縁部４２ａが、傾斜面３２６と縁部４０とが出合う位置の上にくるようになっていることが好適である。そうすることにより、糸はストランドに、糸とストランドとが互いに組み合わさった後の出来るだけ早い時点で結合されて、ストランドは糸を積極的に推進させるのを補助し得るようになる。ホーンは、パイル糸のループをストランド３２の表面にループの略中間点で結合させて、ストランドの各側部に１つずつ配置される２つの均等な長さの直立ループ・タフトを形成させる。ループがホーン４２を通過すると、これらのループ・タフトは、端部３２４等のフォーク歯の端部から摺動脱出し、タフトストリングをマンドレル３０′から取り外すことができる。
さらにまた、ループを支持ストランド３２に対して偏位させて、ストランドがループの中間点から偏位して結合されるようにして一対のループを形成させることで、特殊効果を持つループ・パイル・タフトストリングを創出することも可能である。この場合は、図２３を参照すると、ストランドの右側にあるループ３００′は、ストランドの左側にあるループ３０２′より、たとえば距離３２８だけ短い（したがってより低い高さを持つ）。このタイプのタフトスプリングを基布にこれと同じタフトストリングと隣り合わせに取り付けてカーペットにすると、全体としての効果は、コール天布またはサイザル麻カーペットの様式と同様となり、ループ・パイル・タフトの高い列と低い列とが交互に配置される。このような高低ループ・パイル・タフトストリング構造は、回転支持体２７を変位させて、マンドレル３０′の縁部４０から矢印３３０の方向に若干偏心させることにより製作され得る。フォークの歯は、最終的に支持体２７に（軸３０６と軸受け３０８と導管２０６とを介して）取り付けられるため、この支持体を移動させても歯は偏心し、そのために歯から抜け出る１つのループは、同じ対のもう１つのループより支持ストランド３２と糸とを結合ホーン２２の下に案内する縁部に対して長くなる。ベルト３１４および３１６もまた変位させて、歯上の糸との良好な接触を保たせなければならないかもしれない。
ベルト３１４および３１６以外の手段を用いて、糸がフォーク歯に沿って移動するのを補助してもよい。上述された糸の張力および歯の相近は、一部の糸および動作条件では十分な手段となり得る。それ以外のこのような手段として、ねじ要素を歯の一部として含ませて、これらのねじを軸３０６および回転軸受け３０８に歯車接続することにより回転させてもよい。さらにまた他の手段は、歯上に巻き付けられた糸に穏やかに係合する回転ブラシ、またはマンドレル内に取り付けられて、巻き付けられた糸に歯とマンドレル縁部との間の空間で係合するベルトであってもよい。
本発明のカット・パイルまたは単一ループのタフトストリングは、図２１の装置等の自動化装置で製作されるものとして説明されたが、本発明は、さらにまた手動的手段またはいかなるその他の適切な手段によっても実現され得ることが予測される。たとえば、糸を手で、支持ストランドを縁部に沿ってテープ止めされて有する薄形矩形マンドレル上に縁部（稜）の全長にわたって載置される一対の平行棒（図１８と同様）のまわりに巻き付けてもよい。これらの棒は、マンドレルの各側部上に配置され、糸は縁部の上で折り曲げられる。超音波ホーンは、糸に沿って、糸がストランドの上で折り曲げられた位置を通過して、糸をストランドに結合させる。その後、棒を取り外して、ループ・パイル・タフトストリングをマンドレルから抜き取ることができる。
ストランドは、「Ｕ字」形の内側にある好適な位置に図示されているが、ストランドと糸束とを、図３Ａに示されたカット・パイル体と同様に、ストランドを「Ｕ字」形の外側に配置して取り付けることもできる。「Ｕ字」形の糸束の外側にストランドを有するループ・パイル体を作るためには、図２１にストランド３２を糸に結合されない搬送ストランドとし、破線で３２ａに示されるストランド等の支持ストランドを、この支持ストランドを、図１のさらに別の具体例を参照してカット・タフトストリングに関して述べたように糸に結合させる。
また、フォークを用いてループ・パイル・タフトストリングを製作する上述の方法は、パイル糸ループがまだ歯に沿って移動している途中等にパイル糸ループを切断する手段を用いると、カット・パイルまたはカットおよびループ・パイルのタフトストリングを製作するのにも用いられ得る。全てのループを切断すると、カット・パイル・タフトストリングが得られ、一部のループだけを切断すると、カットおよびループ・パイル・タフトストリングが得られる。１つの切断手段は、山形剃刀刃をプーリ３２０の後ろの歯の端部に付加的に配設して、各々のループが歯に沿って移動されて、この剃刀刃を渡るときに、ループが剃刀刃により切断されるようにすることである。また、図４Ｂに示されるカッター４４と対向するアンビル３０内のスロット４７と同様のスロットを歯またはマンドレルに回転カッターに対向して設けてもよい。このカッターをスロットの中または外へ移動させて、交互にループの切断と非切断とを行なうことができる。この切断は、ループの中間で行なわれるか、またはカット・パイル内で特殊なパイル高さの変化を得るためにループの中間以外の位置で行なわれ得る。
これ以外にも、本発明の対ループ工程および装置を用いて達成され得るさまざまな様式がある。工程に送給される糸を変化させることにより、いくつかの味のあるタフトストリング・カーペット様式を実現し得る。糸は、カット・パイル・タフトストリングのように切断されないので、給糸が凝集されて、切断後も良好なタフトを形成するために凝集性のある糸束のままとなる必要はない。ループ・パイル・タフトストリングの場合は、単に包装を剥ぎ取る際にうまく処理されることおよびからまることなしに案内されることのために緩く交絡されたにすぎない糸を使用し得る。たとえば、非常に甘い撚りを有する単一の交絡マルチフィラメント糸ストランドは、糸が絞り染め色をあるパターンで糸の長手に沿って有する霜降りタイプの糸である場合には特に、かさ高加工されたような外観をタフトストリング・ループ・パイル・カーペット構造に与える。さらに他の様式は、ストランドの少なくとも１つが残りのストランドと異なる外観を有する複数の糸ストランドが捲回導管に送給される場合に得られ得る。この異なる外観は、異なる色、光沢、撚り数、交絡、スペース染色、霜降りおよび合撚と非合撚等であってもよい。たとえば、各々のストランドが異なる色の溶液染色糸であってもよく、あるいは５つのストランド内の１つが異なる色の溶液染色糸であってもよい。複数の糸ストランドが巻き付けられるため、捲回工程で、甘い撚りが１組となった複数のストランドに与えられ、そのために１つの色と異なる色とが次々に周期的に隠蔽されることが対をなす糸ループの中で起こって、霜降り糸またはスペース染色糸の場合と同様の外観が得られるようになる。この外観は、霜降り糸またはスペース染色糸に必要な給糸を用意する余分な段階を経ることなしに達成され得る。この外観は、さらにまた、霜降り給糸またはスペース染色給糸では達成され得ない判明な色斑を生み出す。さらに他の様式は、本発明の実施者により予測され得る。もう１つの様式は、交互撚りの合撚糸を給糸として対ループ工程に用いる場合に達成され得る。この場合には、異なる外観は、ループＳ撚り合撚糸またはＺ撚り合撚糸を含むかどうかに依存してループ上で認められ得る。糸が約５フィートのＳ撚り合撚糸部分と５フィートのＺ撚り合撚糸部分とを反復して含む場合は、ループ・パイル・タフトストリングは、約３インチのＳ撚り合撚糸ループに続いて約３インチのＺ撚り合撚糸ループを有する。これらのループを隣り合わせに並べてループ・パイル・タフトストリング・カーペットを作ると、杢目タイプのパターンが、Ｓ撚り合撚ループが隣接するＳ撚り合撚ループと周期的に整合し、Ｚ撚り合撚ループが隣接するＺ撚り合撚ループと周期的に整合する位置で視認され得る。
本発明は、図１の装置等の自動化装置で実施されるものとして説明されたが、本発明が手動手段またはいかなるその他の適切な手段によっても実施され得ることは予想される。たとえば、図１８において、糸２０は手で、それぞれ縁部２８８および２９０に沿って正位置にテープ止めされるか、またはその他の方法で保持される支持ストランド２８４および２８６を有する薄形矩形マンドレル２８２のまわりに巻き付けられ得る。糸が正位置に配置された後に、超音波ホーン２９２を縁部２８８および２９０のまわりに折り曲げられた糸に沿って通過させて、糸をストランド２８４および２８６に結合させる。糸は、次にカッター２９４により、マンドレル２８２の両側にあるストランド間の中間で切断される。このようにして、２つのタフトストリング組立体を容易に製作することができる。単一のタフトストリング組立体だけが望まれる場合は、一方の縁部に沿う第２のストランドを除外し、糸束をその縁部に沿って切断するか、または組み立てられた糸およびストランドをマンドレルから切断せずに摺動離脱させて、ループ・パイル・タフトストリングを形成させる。マンドレルは、タフトストリングが使用されるカーペットの幅と同じ長さ２９６を有し得る。
糸の捲回を補助するために、マンドレルを回転式チャックに取り付けて、糸を回転するマンドレルに沿って移動させてもよい。直交するクロスヘッドを有するレース(lathe)は、糸をマンドレル上に上述のように配置するのに有利に用いられ得る。最も普遍的な意味では、製品は、一度に１つの事前切断された糸束をマンドレルの縁部上で折り曲げて、この糸束を結合させることにより製作され得るため、捲回段階は必要とされない。したがって、本発明の細長パイル体を製作する最も単純な方法は、細長支持ストランドを複数のフィラメント束と該ストランドの周縁部沿いのある位置で接触させることと、これらのフィラメント束をストランド沿いの前記位置に正接する基準面に対してある角度に折り曲げることと、フィラメントを互いに結合させて、フィラメントが互いに結合される密な部分をフィラメント束内に形成させ、かつストランドにストランド沿いの前記位置で結合させることとを具える。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２１】
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