(57)【要約】【課題】　本発明は、カーペット形成のためのガイドが容易で、巻いてパッケージにするのに適した平らなリボン様の外形に形成するのが容易である、自動車用パイル製品構造体を提供することを目的とする。【解決手段】　本発明は、離間したモノリシックパイル列において緩く絡み合ったフィラメントを有するビロード様のパイルを形成するためのマルチフィラメント糸の取り付け用の支持ストランドと、出荷および保管のためのらせん状に巻かれた配向されたパイル製品のパッケージと、基布の上に離間した列として配置されたパイル製品を含むパイル表面構造とを有するパイル製品、およびパイル製品を裏地基布の中に埋め込むことによってパイル表面構造体を作製するための方法を提供する。パイル表面構造体は、自動車用のマット、カーペット、およびパネルに有用に使用することができる。【選択図】　　　　　図２Ａ
2004003119.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　パイル表面マット用のプレフォームとして配置された自動車用パイル製品において、
　熱可塑性外表面を有し、幅と高さを有する細長い支持ストランドであって、前記ストランドが、連続ガラスフィラメントの心材と、この心材の周りに少なくとも部分的に巻きつけられた少なくとも１つのマルチフィラメントスフ糸を含むものと
　該ストランド表面の１つの周囲領域に前記ストランドの長さに沿って接着された複数の熱可塑性でバルキ出し可能な連続フィラメントを含み、
　前記領域はストランドベースを画定し、該フィラメントは、ベース領域によって連結された２つの離間したパイル列においてストランドから外向きに延びた細長い絡み合ったフィラメントの配列を形成し、該ベース領域は、フィラメントが互いに密集した部分を有し、該フィラメントの密集した部分は、前記ベースで支持ストランドの前記表面に固定され、各列中の該フィラメントは、ストランドから測定して２．５ミリメートル（０．１インチ）と１２．７ミリメートル（０．５インチ）の間のパイル長を有し、
　前記ストランドの長さに沿った前記周囲領域は、前記細長いパイル製品のベース平面を画定し、該ベース平面に隣接する各列の下側に沿ったパイルフィラメントは、前記ベース平面に対して１０度以内の角度方向にある各列の下側フィラメント平面を画定し、この角度はストランドの幅に整列されたベース平面内に原点を有し、各列の対向する上側にあるフィラメントは、前記ベース平面に対して４５〜９０度の角度方向にある各列の上側フィラメント平面を画定して、それにより、前記ストランドに接触できるように、前記離間した列中に絡み合ったフラメントの配列を含有し、
　前記パイル製品は、ストランドの片側と該ストランドの反対側において、該ストランドと対応するパイル列との間にガイド溝を有し、それにより、該ストランドによって形成された、前記離間した列の間で該ストランドに接触できるようにするための細長いガイドリッジを提供し、
　前記パイル製品が、センチメートルあたり２．４〜３．９（インチ当り６〜１０）パイル製品の密に離間した列に配置され、０．８〜５．０ｍｍ（３０〜２００ミル）の厚さを有する粘着性の未硬化ゴムシートに直接取り付けられており、この場合において、パイル製品のベース領域がゴムシート中に０．１３〜０．６４ｍｍ（５〜２５ミル）の深さに埋め込まれていることを特徴とするパイル製品。
【請求項２】
　パイル表面マット用のプレフォームとして配置された自動車用パイル製品において、
　熱可塑性外表面を有し、幅と高さを有する細長い支持ストランドであって、前記ストランドが、連続ガラスフィラメントの心材と、この心材の周りに少なくとも部分的に巻きつけられた少なくとも１つのマルチフィラメントスフ糸を含むものと
　該ストランド表面の１つの周囲領域に前記ストランドの長さに沿って接着された複数の熱可塑性でバルキ出し可能な連続フィラメントを含み、
　前記領域はストランドベースを画定し、該フィラメントは、ベース領域によって連結された２つの離間したパイル列においてストランドから外向きに延びた細長い絡み合ったフィラメントの配列を形成し、該ベース領域は、フィラメントが互いに密集した部分を有し、該フィラメントの密集した部分は、前記ベースで支持ストランドの前記表面に固定され、各列中の該フィラメントは、ストランドから測定して２．５ミリメートル（０．１インチ）と１２．７ミリメートル（０．５インチ）の間のパイル長を有し、
　前記ストランドの長さに沿った前記周囲領域は、前記細長いパイル製品のベース平面を画定し、該ベース平面に隣接する各列の下側に沿ったパイルフィラメントは、前記ベース平面に対して１０度以内の角度方向にある各列の下側フィラメント平面を画定し、この角度はストランドの幅に整列されたベース平面内に原点を有し、各列の対向する上側にあるフィラメントは、前記ベース平面に対して４５〜９０度の角度方向にある各列の上側フィラメント平面を画定して、それにより、前記ストランドに接触できるように、前記離間した列中に絡み合ったフラメントの配列を含有し、
　前記パイル製品は、ストランドの片側と該ストランドの反対側において、該ストランドと対応するパイル列との間にガイド溝を有し、それにより、該ストランドによって形成された、前記離間した列の間で該ストランドに接触できるようにするための細長いガイドリッジを提供し、
　前記パイル製品が、センチメートルあたり２．４〜３．９（インチ当り６〜１０パイル）製品の密に離間した列に配置され、複合裏地を形成するために熱可塑性接着薄膜で覆われた１つの表面を有する０．８〜５．０ｍｍ（３０〜２００ミル）の厚さの熱可塑性シートに取り付けられ、パイル製品が薄膜に直接取り付けられており、この場合において、前記パイル製品のベース領域が複合裏地の中に０．１３〜０．６４ｍｍ（５〜２５ミル）の深さに埋め込まれることを特徴とするパイル製品。
【請求項３】
　パイル表面成形可能カーペット用のプレフォームとして配置された自動車用パイル製品において、
　熱可塑性外表面を有し、幅と高さを有する細長い支持ストランドであって、前記ストランドは、連続した外表面を有する支持ストランドを含み、該ストランドが、１５０℃の牽伸温度とこの牽伸温度において９．０ニュートン（２ポンド）以下の牽伸力で、最大１５％までの破断のない永続的な牽伸が可能であり、これによってパイル製品の牽伸に必要な牽伸力を制限するものと、
　該ストランド表面の１つの周囲領域に前記ストランドの長さに沿って接着された複数の熱可塑性でバルキ出し可能な連続フィラメントを含み、
　前記領域はストランドベースを画定し、該フィラメントは、ベース領域によって連結された２つの離間したパイル列においてストランドから外向きに延びた細長い絡み合ったフィラメントの配列を形成し、該ベース領域は、フィラメントが互いに密集した部分を有し、該フィラメントの密集した部分は、前記ベースで支持ストランドの前記表面に固定され、各列中の該フィラメントは、ストランドから測定して２．５ミリメートル（０．１インチ）と１２．７ミリメートル（０．５インチ）の間のパイル長を有し、
　前記ストランドの長さに沿った前記周囲領域は、前記細長いパイル製品のベース平面を画定し、該ベース平面に隣接する各列の下側に沿ったパイルフィラメントは、前記ベース平面に対して１０度以内の角度方向にある各列の下側フィラメント平面を画定し、この角度はストランドの幅に整列されたベース平面内に原点を有し、各列の対向する上側にあるフィラメントは、前記ベース平面に対して４５〜９０度の角度方向にある各列の上側フィラメント平面を画定して、それにより、前記ストランドに接触できるように、前記離間した列中に絡み合ったフラメントの配列を含有し、
　前記パイル製品は、ストランドの片側と該ストランドの反対側において、該ストランドと対応するパイル列との間にガイド溝を有し、それにより、該ストランドによって形成された、前記離間した列の間で該ストランドに接触できるようにするための細長いガイドリッジを提供し、
　前記パイル製品が、センチメートルあたり２．４〜３．９（インチ当り６〜１０パイル）製品の密に離間した列に配置され、複合裏地を形成するために熱可塑性接着薄膜で覆われた１つの表面を有する０．８〜５．０ｍｍ（３０〜２００ミル）の厚さの熱可塑性シートに取り付けられ、パイル製品が薄膜に直接取り付けられており、この場合において、前記パイル製品のベース領域が複合裏地の中に０．１３〜０．６４ｍｍ（５〜２５ミル）の深さに埋め込まれ、
　前記パイル製品が、センチメートルあたり２．４〜３．９（インチ当り６〜１０）パイル製品の密に離間した列に配置され、複合裏地を形成するために熱可塑性接着薄膜で覆われた１つの表面を有する０．４〜５．０ｍｍ（１５〜２００ミル）の厚さの熱形成可能なシートに取り付けられ、パイル製品が薄膜に直接取り付けられることを含み、この場合において、パイル製品のベース領域が複合裏地の中に０．１３〜０．６４ｍｍ（５〜２５ミル）の深さに埋め込まれていることを特徴とするパイル製品。
【請求項４】
　熱形成可能なシートが炭酸カルシウムを充填した熱可塑性物質であり、接着薄膜がポリエチレン樹脂であることを特徴とする請求項２または３に記載のパイル製品。
【請求項５】
　自動車車体アセンブリの、原型のカーペットで覆った床を形成するための、三次元非平面輪郭形状に形作られた成形カーペットモジュールであって、
　前記カーペットモジュールは、タフトストリングと反対側にある複合裏地の表面が、複合裏地に埋め込まれている延伸可能な織物安定化層によって覆われている請求項３に記載のパイル製品プレフォームを含むことを特徴とする成形カーペットモジュール。
【請求項６】
　熱形成可能なシートが炭酸カルシウムを充填した熱可塑性物質であり、接着薄膜がポリエチレン樹脂であり、織物がスパンレースマルチフィラメントの不織不接着ウェブであることを特徴とする請求項５に記載のパイル製品。
【請求項７】
　自動車用パイル表面構造体であって、
　熱可塑性外表面を有し、幅と高さを有する細長い支持ストランドであって、前記ストランドが、連続ガラスフィラメントの心材と、この心材の周りに少なくとも部分的に巻きつけられた少なくとも１つのマルチフィラメントスフ糸を含むものと
　該ストランド表面の１つの周囲領域に前記ストランドの長さに沿って接着された複数の熱可塑性でバルキ出し可能な連続フィラメントを含み、
　前記領域はストランドベースを画定し、該フィラメントは、ベース領域によって連結された２つの離間したパイル列においてストランドから外向きに延びた細長い絡み合ったフィラメントの配列を形成し、該ベース領域は、フィラメントが互いに密集した部分を有し、該フィラメントの密集した部分は、前記ベースで支持ストランドの前記表面に固定され、各列中の該フィラメントは、ストランドから測定して２．５ミリメートル（０．１インチ）と１２．７ミリメートル（０．５インチ）の間のパイル長を有し、
　前記ストランドの長さに沿った前記周囲領域は、前記細長いパイル製品のベース平面を画定し、該ベース平面に隣接する各列の下側に沿ったパイルフィラメントは、前記ベース平面に対して１０度以内の角度方向にある各列の下側フィラメント平面を画定し、この角度はストランドの幅に整列されたベース平面内に原点を有し、各列の対向する上側にあるフィラメントは、前記ベース平面に対して４５〜９０度の角度方向にある各列の上側フィラメント平面を画定して、それにより、前記ストランドに接触できるように、前記離間した列中に絡み合ったフラメントの配列を含有し、
　前記パイル製品は、ストランドの片側と該ストランドの反対側において、該ストランドと対応するパイル列との間にガイド溝を有し、それにより、該ストランドによって形成された、前記離間した列の間で該ストランドに接触できるようにするための細長いガイドリッジを提供し、
　前記パイル製品が、センチメートル当り１．６個のパイル製品（インチ当り５個のパイル製品）未満のピッチで離間され、支持ストランドから離間したパイル表面を作成するように配置されたパイル形成フィラメントによって配向された第１平行列に配置され、
　前記パイル製品が、センチメートル当り１．６個のパイル製品（インチ当り５個のパイル製品）未満のピッチで、前記第１平行列と交差する第２平行列に配置され、第１平行列に配置されたパイル製品に取り付けられ、ストランドへの取り付位置で糸が、支持ストランドから離間したパイル表面を作成するために配置された第２列のパイル製品形成フィラメントによって第１平行列に取り付けられ、
　これによって、パイル製品のパイルと、第１平行列と第２平行列の間の交差部に隣接して形成される複数の竪穴とによって、パイル表面にハチの巣模様が作られることを含むことを特徴とするパイル製品。
【請求項８】
　ストランドへの糸の取付け位置において、パイル表面の反対側でパイル製品の糸に取り付けられた裏地基布をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載のパイル製品。
【請求項９】
　自動車用パイル表面構造体において、
　少なくとも１．０ｇ／ｃｃの密度と、少なくとも０．４ｍｍ（１５ミル）の厚さを有する熱可塑性吸音シートを含む裏地基布と、
　前記基布の一表面上にある接着表面と、
　前記接着表面とは反対側の前記裏地の表面上にある織物安定化層と、
　複数のパイル製品であって、各々が熱可塑性重合体のフィラメントを含むパイル糸をこれらに接着した支持ストランドを含み、前記の糸が支持ストランドの熱可塑性重合体とフィラメントとの融着によって、ベースにおいて支持ストランドの表面に、共に接着され固定された密なフィラメント部分を有する、複数のパイル製品とを含み、
　パイル製品は次々に並べられ、前記ベースは前記裏地基布の接着表面に接着され、タフトは裏地から広がって延びており、
　細長いパイル製品の前記ベース表面は前記裏地基布の接着表面の下に埋め込まれ、このため前記接着表面は前記ベース表面を越えてパイル糸とかみ合うことを特徴とする自動車用パイル表面構造体。
【請求項１０】
　前記接着表面が、前記の細長いパイル製品の各々のベース表面に整列された、離間している接着リボンを含むことを特徴とする請求項９に記載のパイル表面構造体。
【請求項１１】
　裏地基布とこれに取り付けられたパイル製品とを含み、各パイル製品が、マルチフィラメントを含む複数のパイル形成糸を取り付けた支持ストランドを含み、ストランドへの取付け位置における糸が裏地基布に取り付けられ、パイル形成糸が裏地基布から離間するパイル表面を作成するように配置された、タフトストリングカーペットにおいて、
　マルチフィラメント糸とブレンドされ、前記支持ストランドに取り付けられてパイル表面に分布した堅いフィラメントを形成するモノフィラメント糸を含むことを特徴とするタフトストリングカーペット。
【請求項１２】
　パイル表面製品プレフォームを形成する方法であって、
　ａ）裏地基布を実質的に覆うようにパイル製品を配置するステップであって、前記パイル製品が、絡み合ったパイルフィラメントの対向する列を取り付けたストランドを含み、これらの列が離間してストランドへの接触を可能にし、これらの列が互いにまたベースにおいてストランドに連結されているステップと、
　ｂ）前記列の間の前記ストランドに圧力を加えて、前記パイルを前記裏地基布に対して押圧するステップと、
　ｃ）前記パイル製品のベースを前記裏地に埋め込み、前記列を互いの方に向かって回転させてパイル製品上の前記の列間隔を小さくするステップと
　を含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
　ｄ）前記パイルフィラメントに熱を加えて、これにより前記フィラメントをバルキ出しし、次いで前記列間隔を実質的になくすステップをさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
　前記圧力を加えるステップｂ）が、
　前記パイル製品に対して超音波ホーンを作用させるステップを含み、
　前記方法が、ホーンに超音波エネルギーを加えて、前記パイル製品と前記裏地との間の境界面を加熱するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
　パイル表面製品プレフォームを形成する方法であって、
　ａ）円筒状ドラム上の裏地基布を、前記ドラムに接触する裏地の側方に真空を加えることによって保持するステップと、
　ｂ）パイル製品のベース領域に取り付けられたストランドとパイル糸とを備えるパイル製品を、裏地基布の表面上にらせん状に巻き、それによってパイル製品のパイル糸が裏地基布を覆うステップと
　ｃ）裏地基布に対してパイル製品のストランドを押圧し、０．１３〜０．６４ｍｍ（５〜２５ミル）の深さまで、裏地のパイル製品のベース領域に埋め込むステップと
　を含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
　多辺マンドレルの隅部に位置するリッジ上のガイド溝に沿って支持ストランドをガイドし、パイル糸をマンドレルの周りに、リッジとこの上にガイドされるストランドに重ねて巻きつけて糸ループを形成し、ループとストランドを、支持ストランドに整列させた接着手段の下に運び、糸をストランドに接着することによってパイル製品を形成する方法において、
　ａ）マンドレル上のリッジ間でマンドレルの各側に追加ガイド溝を設けて、追加溝において追加支持ストランドをガイドするステップと、
　ｂ）マンドレルのコーナー部でガイドされるストランドに糸を接着し、これによりコーナーのストランドがこれに取り付けられた糸を積極的に運ぶステップと、
　ｃ）コーナー部での前記の接着の後に、マンドレルの側方にガイドされるストランドに糸を接着して、追加のストランドを糸に取り付けるステップと、
　ｄ）支持ストランドの間の、前記の糸ループをカットして複数のパイル製品を形成し、パイル製品を進めてマンドレルから離すステップと
　を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、カーペットマットおよび成形可能な自動車用カーペットに関する。
【背景技術】
【０００２】
　成形可能な自動車用のカーペットおよびマットは、タフテッド構造を使用して作られるのが一般的であり、この場合、パイル糸をタフト状にして平面スパンボッデッドのシートにし、タフトをシートに固定し、それからシートを消音裏地に取り付けて平面カーペットを形成する。タフト化工程では、大量の高価なパイル糸が、裏地に取り付けたスパンボンデッドのシートの側にある。パイルの高さは非常に短いので、使用されるパイル糸の大部分が裏地の中に無駄に埋め込まれたパイル糸となる。
【０００３】
　カーペットを形作るには、これをプレスの中の定盤の間に置く。裏地に接触する定盤を加熱して、カーペットを裏地に永久的に固定する。カーペットは、プレスの中で希望の形状に成形および形成することもできる。カーペットを成形して形状化しようとする場合には、裏地は変形可能でなければならない。
【０００４】
　パイル糸は一般的に、ビロードの外観を呈するようにカットされた比較的まっすぐなフィラメントを有する「単糸」（プライ撚りされた複数の糸に対して）のバルキ出しした連続フィラメント（bulk continuous filament）（ＢＣＦ）糸である。このようなカーペットは、個別のタフテッドシート形成段階と、これを裏地に接着するための貼り合わせ段階を必要とする。ある形状に成形する間、ある型では必要とされる過酷な変形のときにタフトの列が分離するという問題がある。これはタフテッドシート全体にさらにタフトの列を加えることによって補償することができるが、これはカーペットをより高価にする結果となる。
【０００５】
　パイル糸の無駄を減らし、品質を犠牲にせずにコストを下げるためには、この工程を簡略化することが必要である。
【０００６】
　タフトストリングおよびタフトストリングカーペットは、特許文献１（Ｅｄｗａｒｄｓ他）に開示されているが、この特許に示されている好ましい実施形態は住宅の平らな床面の上で使用することを目的とし、再加熱や形成に適合するものではない。この特許は、強消音裏地の使用も形成中の引伸ばしに適応するタフト間隔の変化も教示していない。これは、支持ストランドに取り付けたフィラメントを含む糸を使用して作った細長いパイル製品または「タフトストリング」を開示している。ある好ましい実施形態では、糸は、パイルの高さが３８．１ｍｍ（１／２インチ）のカットパイル住宅用カーペットにおいて使用するために適したフィラメントのプライ撚り束である。この好ましいパイル糸は、自動車用カーペットまたはマットのために好ましいビロード状外観を呈しない。この特許に記載の、ある実施形態では、個々の糸は切られるときに互いに撚られたままであるから、パイルは、タフトストリングがカーペットに組み立てられた後にカーペットの上表面に明確なタフト状をもたらす。ストランドの長さに沿ったパイル糸を検査した場合、個々のパイル糸を識別することができ、またストランドの長さに沿った個々のパイル糸間の絡み合いは非常に少ないかまたは全くない。またパイル糸におけるフルメントはすべて、マンドレルの上に折り曲げて接着されるので上向きに偏向しており、またフィラメントはすべて互いに絡み合うかまたはプライ撚りされて１つの束になることが好ましい。パイル糸のこのような好ましい構成は、最終カーペット構造に配置されるときは有用であるが、カーペットに組み立てる前にタフトストリングを巻かれたパッケージに貯蔵するとき、およびカーペットに組み立てる間に高速でタフトストリングを取り扱うときに問題となる可能性がある。
【０００７】
　Ｅｄｗａｒｄｓ他の特許の好ましいタフトストリングでは、巻きあげるためにすべてのフィラメントをリボン状の平面に横たえようとするときに、いくつかの糸がストランドの上または下のいずれかを越えて交差することなく、同じ方向に整列した個別のパイル糸を得ることは困難である。個別の糸が、一方向に向かういくつかの糸および他の方向に向かう他の糸とともに個別に作用する可能性がある。これは、選択されたストランドが有意な捩り安定性を全く持っていない場合の特定の問題である。パイル糸におけるすべてのフィラメントの上向きの配置も、効率的な巻きあげのために平坦なリボンに個別のパイル糸すべてを曲げることの困難性に寄与する。カーペットに組み立てるために好ましいタフトストリングをガイドするときに、個別に作用する個別パイル糸に係わる上記の問題は、捩り安定性が低いストランドの場合にはとくにガイドを困難にする。関連した刊行物（特許文献２（Ｐｏｐｐｅｒ他）および特許文献３（Ａｇｒｅｅｎ他））に開示されているカーペット製造工程において、Ｅｄｗａｒｄｓ他の特許に記載のタフトストリングを取り扱うための特別のガイドが開示されている。特許文献３はここに参照として組み込まれる。
【０００８】
　カーペットアセンブリにおいてすべてのパイル糸が直立して配列されていることは重要である。捩り安定性がないためにタフトストリングがさっとひっくり返り、この配向で裏地に接着される場合には、カーペットアセンブリは不良として排除される。
【０００９】
　Ｐｏｐｐｅｒ他の刊行物はまた、タフトストリングを裏地基布に接着するために超音波エネルギーを使用して、湿気に安定なタフトストリングカーペットを製造する工程も教示している。好ましいナイロンカーペット構築物はナイロンタフトストリングを使用しており、このナイロンタフトストリングは、ガラス繊維の心材を有するナイロン被覆ストランドに取り付けられたＥｄｗａｒｄｓ他の特許のナイロンプライ撚りタフトを有する。このタフトストリングは、２層の非接着不織ナイロンシートの間に置かれたガラス繊維スクリムを含む裏地基布に接着されて、湿気に安定なカーペットを作る。このような裏地は軽量で可撓性があり、住宅用カーペットのための最終裏地となるように設計される。パイル糸は自動車用カーペット用の希望の外観に欠け、裏地は、裏地のための強音吸収材料層を必要とする自動車用カーペット構造の中間裏地として使用するには高価である。裏地の中のガラススクリムとストランドの中のガラスはカーペットを非弾性にするので、延伸や牽伸は不可能になろう。
【００１０】
【特許文献１】米国特許第５５４７７３２号明細書
【特許文献２】国際公開第９６／０６６８５号パンフレット
【特許文献３】国際公開第９７／０６００３号パンフレット（現在は米国特許第５８０４００８号明細書）
【特許文献４】米国特許第５１０８６８４号明細書
【特許文献５】米国特許第３７４５０６１号明細書
【特許文献６】米国特許第５２３０９５７号明細書
【特許文献７】米国特許第３１８６１５５号明細書
【特許文献８】米国特許第３５２５１３４号明細書
【特許文献９】米国特許第５４７０６２９号明細書
【特許文献１０】米国特許第４９２５７０７号明細書
【特許文献１１】米国特許第５１５３０４６号明細書
【特許文献１２】英国特許第２２８４１５２号明細書
【特許文献１３】米国特許第４７７９４１０号明細書
【特許文献１４】米国再発行特許発明第２９２８５号明細書（米国特許第３９３６５７７号の再発行）
【特許文献１５】米国特許第５４７０６４８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
　本発明は、カーペット形成のためのガイドが容易で、巻いてパッケージにするのに適した平らなリボン様の外形に形成するのが容易である、自動車用のパイル表面構造（カーペット、マット、またはドアパネル）に適したパイル製品（タフトストリング）構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
　本発明は、カーペット形成のためのガイドが容易で、巻いてパッケージにするのに適した平らなリボン様の外形に形成するのが容易である、自動車用のパイル表面構造（カーペット、マット、またはドアパネル）に適したパイル製品（タフトストリング）構造体を対象とする。タフトストリングはＢＣＦ単糸から成るパイル糸を有し、パイル糸は撚られていないか、プライ撚りされているか、またはそうでなければ絡み合って個々のタフトを形成し、パイル高さが１２．７ｍｍ（１／２インチ）以下に、好ましくは６．４ｍｍ（１／４インチ）以下に切られている。ストランドは、捩りに対して安定性があるものであって、外側表面が中断されていないもの、または捩り安定性がわずかである巻かれたスフ糸シースを有するガラス心材を持ったものにすることができる。このようにして作られたタフトストリングは意外にも、高速取扱いおよび平坦巻き付けには有利な形状寸法を有する。糸の中のフィラメントは、２つの離間したパイル列においてストランドから外向きに延びるフィラメントのモノリシックな緩く絡んだ配列の中で、ストランドの長さに沿って分布され、２つの離間したパイル列はタフトストリング構造に、ある程度の捩り安定性を提供する。捩り安定性によって、３８．１ｍｍ（１−１／２インチ）の長さをストランドの軸の周りに１８０度撚ることができ、そしてパイル糸はフィラメントが分離することなくモノリシック構造を保持することができ、タフトストリングは独力で、それが撚られたという証拠も残さず元の形状近くに戻ることになる。
【００１３】
　ストランドの周りにおけるフィラメントの分布は驚くべき形状を有する。タフトストリングの断面を見ると、各列の下側に沿ってフィラメントが存在し、これはタフトストリングのベースで画定された平面に対して１０度以内にある。各列の残りのフィラメントは、ストランドの幅に整列されたベース平面に原点を有する角扇形部分を通って連続的に分布され、この扇形部分は列の下側からベースより４５度と９０度の間にあり、少なくともストランドの幅に等しい２つの列の間のスペースを残して上側に延びている。この列の間のスペースは、ガイド部材とストランドとの間にフィラメントを巻き込む（trap）ことなくストランドと接触するガイド部材を挿入するために重要である。列の下側におけるフィラメントは、平らな巻き付けに適した位置にあり、残りのフィラメントと絡み合っており、これは平らな巻き付けのためにパイル列を平坦化することを容易にすると考えられる。上側のフィラメントと下側のフィラメントとの絡み合いはまた、列の上側におけるフィラメントがいっしょになって、タフトストリングの高速のガイド用に開いた状態に保つべきストランド上のスペースを閉じることを抑止すると考えられる。列の上側におけるフィラメントは、裏地基布と組み合わせるときにカーペットパイル表面を形成するのに適した位置にある。上側のフィラメントと下側のフィラメントとの絡み合いは、カーペット形成中に下側フィラメントを上向きに再配向することを容易にすると考えられる。
【００１４】
　このフィラメントの配置は、使用されるストランドが捩りに対して低い抵抗を有するが、このストランドが、連続ガラスフィラメントの心材と、この心材の周りに少なくとも部分的に巻き付けられた少なくとも１つのマルチフィラメント糸とから構成されているときには、自動車用カーペットマットにおいて特に有用である。このストランドによって作られた結果として得られるタフトストリングは、パイル構造体におけるフィラメントの配置によって捩りに安定である。タフトストリング中のガラスは、重力の下では平坦にならなければならず、牽伸成形されないマット用の、あるレベルの湿気安定性と熱安定性を提供する。
【００１５】
　このフィラメントの配置は、ストランドが中断されない外側表面（モノフィラメントまたは押出しシース／心材を含むことがある）を有する支持ストランドを含むときには、自動車用成形カーペットにおいて特に有用である。このようなストランドはまた、１５０℃の牽伸温度とこの温度において８．９Ｎ（２ポンド）またはこれ以下の牽伸力によって、１５％までの破損がないようにして永続的に牽伸可能であり、これによってタフトストリングに必要な牽伸力を制限するべきである。このようなストランドでは、タフトストリングを牽伸するために必要な力は１３０℃から１８０℃までの希望の牽伸温度において低いレベルに保たれる。これは成形中の総合的なカーペット構造のゆがみを制限するので、隣接タフトストリングの横方向分離またはバンチングは裏地基布によって均一に抑えられ、裏地基布は損傷を受けない。
【００１６】
　タフトストリングにおけるフィラメントの配置は、裏地基布によって覆われた回転ドラムの上に高速でタフトストリングをガイドし、タフトストリングを裏地基布の中に埋め込むことによって、自動車用マットまたはカーペット用のプレフォームなどのパイル表面構造プレフォームを作るときに、特に有用である。このような作業の間に、離間したモノリシックパイル列を形成するフィラメントはタフトストリングの捩れに対する抵抗をもたらして、取り扱いとガイドを助け、プレス工具のための列間の開放スペースを維持して、ストランドと工具との間またはタフトストリングのベースと裏地基布との間にパイル列フィラメントを巻き込む（trap）ことなくストランドとかみ合う。タフトストリングが埋め込まれている裏地基布の表面は、粘着性であってもよく、またはたとえば加熱によって粘着性にすることもできる。
【００１７】
　種々の裏地基布が、自動車用マットまたは成形可能なカーペットプレフォームを作るために、タフトストリングとともに有用である。プレフォームは一般的に、プレス定盤の間で熱と圧力の下で順次に加工されて、完成マットまたは成形カーペットを形成する。一実施形態では、織布層を成形の前に裏地に加えて、成形の間およびその後に構造を安定化する。タフトストリングを裏地基布に取り付けた後の任意の時間に、バルキ出し可能なパイル糸を熱または熱と湿分によって処理し、パイル糸をバルキ出しし、パイル列間のスペーシングを除去し、こうして完成製品の中に均一のパイル表面が形成される。
【発明の効果】
【００１８】
　本発明のタフトストリングは意外にも、高速取扱いおよび平坦巻き付けには有利な形状寸法を有する。
【００１９】
　本発明では、フィラメントの配置は、使用されるストランドが捩りに対して低い抵抗を有するが、このストランドが、連続ガラスフィラメントの心材と、この心材の周りに少なくとも部分的に巻き付けられた少なくとも１つのマルチフィラメント糸とから構成されているときには、自動車用カーペットマットにおいて特に有用である。このストランドによって作られた結果として得られるタフトストリングは、パイル構造体におけるフィラメントの配置によって捩りに安定である。タフトストリング中のガラスは、重力の下では平坦にならなければならず、牽伸成形されないマット用の、あるレベルの湿気安定性と熱安定性を提供する。
【００２０】
　本発明では、成形中の総合的なカーペット構造のゆがみを制限するので、隣接タフトストリングの横方向分離またはバンチングは裏地基布によって均一に抑えられ、裏地基布は損傷を受けない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
　下記の詳細な説明の全体にわたって、図面のすべての図において類似の参照番号は類似の要素を指す。
【００２２】
　図１は、自動車用のマットまたは型で成形するために有用な従来技術によるタフテッドカーペット構造体を示す。カーペット構造体３１は、スパンボンデッドポリエステルの一次裏地３５に房状化されたタフト糸３３を含み、スパンボンデッドポリエステルは、デラウェア州ＷｉｌｍｉｎｇｔｏｎのＥ．Ｉ．ｄｕ　Ｐｏｎｔ　ｄｅ　Ｎｅｍｏｕｒｓ　ａｎｄ　Ｃｏｍｐａｎｙ（「Ｄｕｐｏｎｔ」）から入手可能な商標Ｅｌｖａｘ（登録商標）で販売されているエチレン酢酸ビニルのホットメルト樹脂の接着層３７で吹付け塗布されている。これはさらに、やはりＥ．Ｉ．ｄｕ　Ｐｏｎｔ　ｄｅ　Ｎｅｍｏｕｒｓ　ａｎｄ　Ｃｏｍｐａｎｙから製造され、入手可能な商標Ｋｅｌｄａｘ（登録商標）で販売されている充填剤入りの熱可塑性エチレン重合体の押出し被覆された層３９を含む。層３９はカーペット保護層および遮音壁として機能する。タフト工程は製作中に糸の大きなクリールを必要とし、タフト針が動いてタフトのある列から他の列へ糸を運ぶときに、一次裏地３５の裏側に多量の糸３３を置く。一次裏地３５の使用、タフト段階、および一次裏地の裏側における糸の廃棄は、マットまたは成形カーペットにコストを追加する。これらのコストは、このような目的に適合したタフトストリングを使用し、自動車用カーペットを形成するための新しい工程を使用してマットまたは成形カーペットを作ることによって、排除または軽減することができる。
【００２３】
　図２Ａは、本発明において有用な細長いパイル製品またはタフトストリング４１を示す。これは、幅６９と高さ６１３を持ち、熱可塑性の外側表面４７を有する細長い支持ストランド４５を含む。フィラメント４９のような複数の熱可塑性でバルキ出し可能な連続フィラメントが、ストランド４５の長さに沿って延びるストランド表面４７の１つの周囲領域６０８に接着されている。領域６０８はストランドベース６１０を画定する。フィラメント４９のようなフィラメントは、ストランド４５からカット端６１９まで延びるスペース６１７によって離間された２つのパイル列６１６、６１８において、ストランドから外向きに延びる細く、緩く絡み合ったフィラメントの配列６１４を形成する。これらの列は、列ベース領域６２０において連続する共通のフィラメントによって互いに連結されている。フィラメントのベース領域６２０は、ストランドベース６１０において互いに接着されて支持ストランドの表面４７に固定されたフィラメントの密な部分６２２を有する。各列６１６、６１８におけるフィラメントは、ストランド４５からカット端６１９まで測定して、２．５ｍｍ（０．１インチ）から１２．７ｍｍ（０．５インチ）の間のパイル長６２４を有する。
【００２４】
　ストランド４５の長さに沿った周囲領域６０８は、タフトストリングのための仮想ベース平面６２６を画定する。ベース平面６２６に隣接する下側６２８に沿った列６１６のパイルフィラメントは、列６１６のための仮想下側フィラメント平面６３０を画定する。このフィラメント平面６３０はベース平面６２６に対して角度６３２を成している。角度６３２は、ストランドの幅６９に整列されたベース平面内において、ストランド側６３６に原点６３４を有する。角度６３２はベース平面６２６からプラス又はマイナス１０度以内にあるのが好ましく、約０度またはベース平面とほぼ整列していることが最も好ましい。列６１６の対抗する上側６３８におけるフィラメントは、列６１６の仮想上側フィラメント平面６４０を画定し、これはベース平面６２６に対して６３４を原点にして角度６４２を成す。角度６４２は４５〜９０度であることが好ましく、これによって絡み合った配列の形で列６１６の中にフィラメントを含み、この配列はほとんどのフィラメントをスペース６１７の外に保ち、こうしてストランド４５は列６１６、６１８の間で自由にアクセス可能である。
【００２５】
　ベース平面６２６に隣接する下側６４４に沿った列６１８のパイルフィラメントは、列６１８のための仮想下側フィラメント平面６４６を画定する。このフィラメント平面６４６もまたベース平面６２６に対して角度６４８を成している。角度６４８は、ストランドの幅６９に整列されたベース平面内において、ストランド側６５２に原点６５０を有する。角度６４８は、角度６３２と同様に、ベース平面６２６からプラス又はマイナス１０度（＋／−１０）以内にあるのが好ましく、また角度６３２と同じであることが好ましく、約０度またはベース平面とほぼ整列していることが最も好ましい。列６１８の対向する上側６５４におけるフィラメントは、列６１８の仮想上側フィラメント平面６５６を画定し、これはベース平面６２６に対して６５０を原点にして角度６５８を成す。角度６５８は、角度６４２と同じく４５〜９０度であることが好ましく、これによって絡み合った配列の形で列６１８の中にフィラメントを含み、この配列はほとんどのフィラメントをスペース６１９の外に保ち、こうしてストランド４７は列６１６、６１８の間で自由にアクセス可能である。しかし、角度６３２、６４２は、列６１８について角度６４８、６５８とそれぞれ同じである必要はない。
【００２６】
　図２Ｂに最もよく示されているように、タフトストリング４１は、ストランド４５の側部６３６に隣接するガイド溝６６０とストランド４５の反対の側部６５２に隣接するガイド溝６６２とを有する。溝６６０、６６２はそれぞれストランド４５と対応するパイル列６１６、６１８との間にあり、これによってストランド４５の上部分によって形成された細長いガイドリッジ６６４を提供し、これは、ガイド工具６６６へのアクセスを可能とし、フィラメントをまず列から邪魔にならないように退けることを必要とせずに、このガイド工具を離間した列の間のスペース６１７に通過することができる。ストランドによって形成されたガイドリッジが、ベースから測って０．１３〜０．７６ｍｍ（５〜３０ミル）間の高さと、ベース領域におけるパイル列間の距離に等しいかこれより小さな幅とを有することが好ましい。ストランドによって形成されたガイドリッジが、０．１３〜０．７６ｍｍ（５〜３０ミル）間の幅を有することが好ましい。
【００２７】
　図２Ｃは、図２Ａのものに類似のタフトストリングを示しており、この場合、パイル列６１６、６１８は、カットパイルタフトストリングがカーペットに組み立てられるときに発生するようなビロード状外観を有するパイル表面を形成するように、上向きに強制されており、これについては後述する。列におけるフィラメントは、最初は複数の糸によるフィラメントである。各糸は細長いストランド４５を被って曲げられ、ストランドに沿って周囲領域６０８において表面４７に接着されている。曲げられた糸は、フィラメントの各列６１６、６１８の部分を形成するパイル糸４３のタフト５１、５２のような、一対のタフトを形成する。タフトは検討の目的のために、各タフトの頂部に見える影線によって示されている。タフトの対を形成する複数の糸はストランドの長さに沿って組み立てられ、列６１６、６１８を形成する。フィラメント４９などの個々のフィラメントは、自由に隣接タフトのフィラメントと混ざり合い、緩く絡み合うことができ、これらはストランドの長さに沿って接触することになる。影線によって示されるタフト本体は、隣接タフトが一般的には同一であるから、ブレンドと絡み合いによって各フィラメント列の内部には視覚的には存在しない。隣接するタフト糸の色彩が異なる場合には、これらは接着とカットの後に区別することができるが、これらのすべての態様が同じであるときには、接着とカットの後にタフトストリングの最上部から、または組み立てられたタフトストリングから作られたカーペットにおいて、たやすく識別することはできない。
【００２８】
　図３Ａは、裏地基布３４に取り付けられたタフトストリング４１などの、タフトストリングアセンブリを示す。タフトストリング４１、４１ａ〜ｃは、カーペット上のタフトの希望密度に基づいて３６のような選択された距離だけ離間しており、これらの長さに沿って裏地３４の表面７１に接着されている。支持ストランド４５はＵ形糸の内側に接着され、タフトストリングの底側すなわち接着されたＵ形糸の底部は、裏地の表面７１に接着されている。図では、パイル表面は、フィラメントが単一フィラメントの長さに沿ってタフトストリングから他のタフトストリングへ混ざり合っているので、ビロード状外観を有し、こうして個々のタフトストリングおよび個々のタフトはカーペットの最上パイル側４０から区別することはできない。図示される実施形態では、裏地３４は、接着層４２、支持層４４、およびカバー層の積層体を構成する。
【００２９】
　図３Ｂは、タフトストリングのベースの拡大図、およびこのベースがどのように裏地３４へ部分的に埋め込まれているかを示す。タフトストリングの底表面またはベース６３は、裏地４３の最上表面７１より距離７１ａだけ下にある。この埋込みは、裏地基布の最上表面が、この場合は接着層４２であるが、タフトストリングのベース６３周囲の大部分とかみ合って、これを裏地に確実に取り付けることを保証するために重要である。裏地基布の全体厚さ５４は、タフトストリングの埋込みを可能にするために取付け中に大きな圧力が発生できるように十分に大きいことが必要である。
【００３０】
　タフトストリングカーペットの保全性偵察テストでは、カーペットを抑えて、単一のタフトストリングを一端で掴んで、これを裏地から分離するまで引っ張る。一般的に３つの破損様式が観察される。第１様式は、タフトストリングが裏地と接着している境界面が弱くなることである。第２様式は、境界面は無傷のままであり、裏地基布が弱くなって層間剥離することである。第３様式は、境界面が無傷のままであり、密な領域が弱くなり、密な領域のフィラメントは互いに分離し、裏地とともに残っているものもあり、タフトストリングと残っているものもある状態である。第４様式は、他の様式の１つが一時的に存在し、それからストランドが破損することである。第１および第２の様式は、通常結果的に破損に対して高い力が得られるので好ましいことがわかった。第３様式は通常結果的に低い剥離力破損となる。第４様式は稀である。
【００３１】
　第３様式の破損を避けるために、所与のパイル高さについては、タフトストリングの長さに沿ってより小さな重量の糸を置き、カーペット構造体においてセンチメートル（インチ）当りより多くのタフトストリングを置いて、完成カーペットにおいて所望のパイル重量を得ることが有益であるとわかった。所与のパイル長では、これはベース領域の密な部分においてセンチメートル（インチ）当りフィラメントがより少ないことを意味する。これはパイル糸のストランドへの接着を容易にするので、ベース領域における密な部分は容易に引き離されることはなく、偵察テストでは第１または第２の破損が起こる。この場合には、カーペットはＶｅｔｔｅｒｍａｎドラムテストのような正規のカーペット耐久摩耗試験によく耐えることがわかった。この理由にしたがって、裏地の上にセンチメートル当り２．４〜３．９のタフトストリング（インチ当り６〜１０のタフトストリング）を置くことが好ましい。これはまた結果的に均一のパイル付着量を有し、列状のむら（ｒｏｗｉｎｅｓｓ）のない視覚的に魅力のあるカーペットとなる。
【００３２】
　好ましい応用例では、パイル表面構造体は、自動車におけるカーペットとして使用され、この場合これは自動車の床板の単一および複合曲面にぴったり合うように成形される。図４は、必要なある形成を図解するためにこのような成形カーペット４８の一部分を示す。カーペットは平坦な形状または事前に形状化された形に作られて、加熱され、型の中に置かれて、三次元自動車用カーペットを製造することができる。二次元の平坦形状から三次元輪郭の形状を得るためには、カーペットを牽伸し、ある場合には複合曲面５０におけるように圧縮またはマイクロフォールドを行わなければならない。
【００３３】
　図３Ａのカーペット構造体３８において牽伸を達成するには、裏地３４はすべての方向に牽伸可能でなければならず、４１のようなタフトストリングは伸長できなければならない。タフトストリングの伸長を達成するには、ストランド４５は破損することなく牽伸可能であり、熱と圧力の下で永続的に変形可能でなければならない。使用温度は、成形中にパイルが損傷しないように、カーペットのパイル糸の変形温度よりも低くしなければならない。
【００３４】
　成形可能なカーペットの好ましい牽伸可能なストランドは、低い力での希望の成形延伸を達成できるように、裏地と比較して高すぎる溶融温度を有してはならない。タフトストリングの牽伸力は主としてタフトストリングストランドの牽伸力であり、これは裏地基布を損傷しないために十分に低いものでなければならない。複合凸面上で成形するときの高いストランド牽伸力は、タフトストリングに対して横向きの高い合力を生じさせ、裏地はこの合力に抵抗してタフトストリングの延びを抑えなければならない。この力が高すぎて裏地が変形温度において十分に強くない場合には、裏地は過度に薄くなり、タフトストリングは不均一に拡がって離れることがある。最悪の場合には裏地が裂けることもあり、カーペットに孔が開いて、これはパイル側から見える。１５０℃の温度および１０ポンド以下のストランド牽伸力において１５％だけ永続的に牽伸するストランドは、タフトストリングに形成されて、カーペットに組み立てられ、そして成形されて三次元に形状化された自動車用タフトストリングカーペットになったときには、過剰な牽伸力を発生しないと思われる。
【００３５】
　裏地３４は、成形プレスにおいて加熱され加圧されたときにすべての方向に牽伸可能であることに加えて、自動車用カーペットとして使用したときに吸音または騒音減衰の機能をもたらすことが好ましい。適当なこの種の材料は、Ｋｅｌｄａｘ（登録商標）でＥ．Ｉ．ｄｕ　Ｐｏｎｔ　ｄｅ　Ｎｅｍｏｕｒｓ　ａｎｄ　Ｃｏｍｐａｎｙによって製造されている。この材料は、４５０％の破断点伸びと、中密度製品のためには１．９ｇ／ｃｃの密度または高密度製品のためには２．２ｇ／ｃｃの密度を有する充填剤入り熱可塑性エチレン重合体である。［Ｋｅｌｄａｘ（登録商標），６８６８は、炭酸カルシウム充填剤７０％までを加えたＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合体）である］。Ｋｅｌｄａｘ（登録商標）重合体材料は、押出し被覆すなわち射出成形表面としてタフトストリングに接着させることができ、または予備成形シートもしくは予備成形フィルムとして積層することができる。フィルムとしては、表面密度は、高密度製品が使用されるときには１．５〜４．４ｋｇ／ｍ2（０．３〜０．９ｌｂ／ｆｔ2）の範囲にすることができる。好ましい実施形態では、Ｋｅｌｄａｘ（登録商標）は少なくとも１ｇ／ｃｃの密度と少なくとも０．４ｍｍ（１５ミル）の厚さを有する。
【００３６】
　支持層４４に対するタフトストリング４１のような、タフトストリングのすぐれた接着を達成するために、Ｋｅｌｄａｘ（登録商標）重合体材料の上に接着層４２が必要である。Ｋｅｌｄａｘ（登録商標）重合体材料支持層にナイロンパイル糸を取り付けるための１つの好ましい接着層４２は、Ｂｙｎｅｌ（登録商標）　ＣＸＡの商標でＥ．Ｉ．ｄｕ　Ｐｏｎｔ　ｄｅ　Ｎｅｍｏｕｒｓ　ａｎｄ　Ｃｏｍｐａｎｙから販売されている無水マレイン酸改質エチレン共重合体によって改質された厚さ０．０８ｍｍ（３ミル）のポリエチレンフィルムである。（ＣＸＡ　４１Ｅ５５７として好ましい商品がＤｕＰｏｎｔから販売されている。）
　図５は、細長い支持ストランド４５にパイル糸４３を取り付けることによって単一の細長いパイル製品または「タフトストリング」を作るための、タフトストリング成形モジュール５５および方法を示す。ストランド４５はマンドレル５８の縁部またはリッジ５６に沿って導かれ、糸４３は回転偏心ガイド６０によってマンドレルおよびストランドの周りに巻きつけられる。１本または複数本の糸を一度に巻くことができ、この２つが４３ａ、４３ｂで示されている。糸４３は、これがストランド４５と他の支持体６４、６６の動きによって超音波ホーン６２の下で引っ張られるときに、ストランド４５に超音波接着される。巻きつけられた糸４３は、マンドレルスロット７０と交差する回転刃６８によって切られ、こうして糸が接着されたストランドをマンドレル５８から除去して、７２で示すように次の処理ステップに導くことができる。上記の工程および製造されたタフトストリング製品は、引用文献としてここに組み込まれている特許文献１（Ｅｄｗａｒｄｓ他）においてさらに考察されている。
【００３７】
　図６は、タフトストリングに対して後続の処理ステップを実施するための装置を示す。図５のタフトストリング成形モジュール５５を図６の左側に示し、後続の処理ステップは位置７２から始まる。単一タフトストリング４１はスロット付き被駆動ロール７４の上を通過し、ここでタフトストリングは電気せん断器７６によって１２．７ｍｍ（１／２インチ）以下の希望の高さに切りそろえたパイル高さを有することができ、次いで前進引張りアセンブリ７８に進む。タフトストリング４１はカーペット成形モジュール７３に進み、カーペット成形モジュール７３は、タフトストリングを裏地織物の上にらせん配列の形に巻くための大きなシリンダ８２を取り付けた旋盤形式の装置８０から構成される。旋盤状装置８０の案内路に沿って移動するために運び台８４が取り付けられ、この運び台は引張り及び案内装置８６と、シリンダ８２の上に保持された裏地９０にタフトストリングを取り付けるための超音波接着装置８８とを含む。９２に示す可撓性の管路は、電力、制御信号、および圧縮空気を移動する運び台８８に、および運び台８８から導くためのものである。
【００３８】
　図６では、タフトストリング４１が（図６の左から右へ矢印９４の方向に）シリンダ８２の長さを横切って、タフトストリングの長さに沿って裏地９０に接着された後に、パイル表面構造体（タフトストリングカーペットアセンブリ）がシリンダの上で製造される。カーペット構造体をシリンダの軸に沿って分割することによって、構造体をシリンダから外して通常のカーペットのように平坦に横たえることができる。カーペットを、シリンダから外した後に染色やバルキ出しのような追加処理にかけることもでき、またはシリンダから外す前にいくつかの処理を完成することもできる。たとえば、シリンダの一部分の周りにハウジングを置いて接着されたカーペットを囲み、加熱された流体をハウジングに供給してカーペットをオンラインでバルキ出しすることが可能である。
【００３９】
　図６のシリンダ８２は、超音波加熱されたカーペット要素からシリンダへの熱流を遅くする断熱被覆で被われていることが好ましい。これは超音波加熱の効率を上げると思われる。このように働くことが判明したこの種の被覆の１つは、プレミアムシリーズ３５０−６Ａで示されるニューハンプシャー州ＭｅｒｒｉｍａｃｋにあるＣＨＥＭＦＡＢ社によって作られるＴＦＥ被覆ガラス繊維である。被覆を金属製シリンダに取り付けるためにアクリル接着剤を使用することもできる。ＴＦＥ表面は裏地基布が被覆に粘着することを防ぐ。被覆の厚さはシリンダ表面にいくらか弾力性を与えて、タフトストリングが裏地に接着されると「ホットスポット」を起させることのあるエレメントの寸法変化による力の集中を減らす。接着中に多少の荷重分布をもたらすより厚い裏地構造を使用する場合、またはホーンの下におけるタフトストリングの速度が約９．１ｍ／分（１０ヤード／分）より大きく、このためシリンダーへの十分な熱移動が利用可能時間内に起こり得ないような場合には、このような被覆は必要ではない。
【００４０】
　本発明のタフトストリングおよびタフトストリングカーペットの他の有用な実施形態も可能である。図２２にこのような実施形態の１つを示すが、この場合、タフトストリングは、図５におけるようなタフトストリングの製造中に正規のカーペットパイル糸の中にブレンドされたモノフィラメント糸で作られている。モノフィラメント糸は、カーペット糸のフィラメントよりも大きなｄｔｅｘ（デニール）を有する。カーペットパイル用の供給糸４３は、糸４３ａを含む２本のＢＣＦパイル糸と、糸４３ｂを含む透明ナイロン６モノフィラメントの２本のストランドを含む（図５）。裏地の上で切られて組み立てられると、モノフィラメント糸のカット端はフィラメント７５、７７、７９、８１、８３などの直径の大きなフィラメントとして出現する。これらの大きなカットフィラメントは、フィラメント４９のような周囲のパイル糸フィラメントよりもはるかに堅い。より堅いフィラメントは、カーペットが設置された自動車の中では居を定めているので、人の靴がカーペットを横切って滑るときにブラシとして作用する可能性がある。これは効率的な「ドアマット」の有用な新しい機能を提供し、人は自動車を出入りするときに靴からごみをかき落すことができ、それでもなお同時に立派な自動車用カーペットの外観を維持する。より堅いフィラメントはまた自動車用カーペットの摩耗寿命を大幅に延ばすであろうと期待できよう。より堅いフィラメントはまた、カーペットの上表面にごみ粒子を保持する傾向があるが、より堅いフィラメントが自動車用マットの中に組み込まれて、このマットを容易に自動車から取り出してごみを振り落とすことができる場合にはとくに、ごみを容易に掃除することができる。
【００４１】
　パイル糸またはタフト糸として使用されるマルチフィラメント糸４３は、本技術分野で周知のさまざまな方法によって製造することができる。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などの合成熱可塑性重合体、および共重合体、またはこれらの配合物から得られるフィラメント（繊維）を含む。羊毛のような天然繊維も使用することができる。好ましくは、ポリアミド（ナイロン）は、ナイロン６，６またはナイロン６ホモポリマーまたはこれらの共重合体、芳香族スルホネートまたはこのアルカリ金属塩から誘導された構成単位を含むスルフォン化ナイロン６，６またはナイロン６，２−メチル−ペンタメチレンジアミン（ＭＰＭＤ）とイソフタル酸とから誘導された構成単位を含むナイロン６，６またはナイロン６共重合体、イソフタル酸とテレフタル酸とから誘導された構成単位を含むナイロン６，６共重合体、およびＮ，Ｎ´−ジブチルヘキサメチレンジアミンとドデカン二酸とから誘導された構成単位を含むナイロン６，６共重合体から成る群から選択される。一つの好ましいナイロン６，６共重合体は、５−スルホイソフタル酸のナトリウム塩から誘導された構成単位を約１．０〜約４．０重量パーセント含む。
【００４２】
　ポリオレフィンは、プロピレン／エチレン共重合体配合物のようなポリプロピレンホモポリマーまたは共重合体またはこれらの配合物であることが好ましい。
【００４３】
　ポリエステルは、ポリ（エチレンテレフタレート）、ポリ（トリメチレンテレフタレート）、ポリ（ブチレンテレフタレート）およびこれらの共重合体、および配合物から成る群から選択されることが好ましい。ポリ（トリメチレンテレフタレート）は、すぐれたカーペットテクスチャ保持力と耐摩耗特性とを有する繊維を作るために使用することができるので、とくに好ましい。
【００４４】
　これらの重合体を使用して、上に参照した応用例で説明したものなどの、本技術分野では周知の技法によってフィラメントを形成するために紡糸口金を通じて押し出される重合体の溶融物または溶液を準備する。重合体の溶融物または溶液は、ＵＶ安定剤、消臭剤、難燃剤、艶消剤、抗微生物剤などの添加剤を含んでもよい。
【００４５】
　ある場合には、これらのフィラメントを含むマルチフィラメント糸を、引き続いて染色して、着色されたタフト糸を形成する。これらの糸は、カーペットを製造する前に着色されているので事前染色糸と呼ぶこともできる。
【００４６】
　別の例では、溶液染色と呼ばれる方法を使用して着色フィラメントを作り、次いで、これを使用してマルチフィラメント着色タフト糸を作ることもできる。一般に溶液染色法には、紡糸口金を通じて配合物を押し出す前に重合体の溶融物または溶液の中に顔料または染料を入れることが含まれる。カーペットについては、カーペットを房状化または形成する前に色彩を糸に入れるので、これらを事前染色糸と呼ぶこともできる。
【００４７】
　顔料を、上記添加剤との混合物として、または濃縮物としてニートフォーム（neat foam）に加えることもでき、顔料は重合体マトリックスの中に分散する。着色剤濃縮物のためには、１つまたは複数の顔料を重合体マトリックスの中に拡散させる。また、この重合体マトリックスには、潤滑剤や艶消剤（ＴｉＯ2）などの添加剤が含まれる。次いで着色剤濃縮物をフィラメント形成重合体と混合し、混合物を紡いで着色されたフィラメントにする。たとえば、引用文献としてここに組み込まれる特許文献４は、顔料をナイロン６／６，６／６，１０のターポリマーの中に分散させ、顔料で着色されたターポリマーのペレットを形成する工程に関するものである。次にこれらのペレットを同量またはもっと大量のナイロン６の中で再溶融または「降下（let-down）」させ、十分に混合して均一な分散液を形成し、再凝固し、ペレット化する。得られた着色剤濃縮物を、芳香族スルホネートまたはこのアルカリ金属塩を含むナイロン共重合体と混合する。それからナイロン溶融液ブレンドを紡いで、耐汚染性の着色されたナイロンフィラメントを形成する。
【００４８】
　一般的にはナイロンフィラメント製造工程では、溶融したナイロンを紡糸口金から急冷（quench）チムニーの中に押し出し、ここで冷却された空気を新たに形成された熱いフィラメントに吹き付ける。フィラメントの断面形状は紡糸口金の設計に依存する。フィラメントは、変更比（ＭＲ）が約１．０〜約４．０の三葉断面を有することが好ましい。フィラメントの断面は、タフト糸の艶（反射光によるフィラメントの輝き）、汚れ隠し、嵩、および手触り特性に影響する。フィラメントは、特許文献５または特許文献６に記載されているように、その軸心を通じて延びる空隙を含むこともできる。フィラメント中の空隙の存在は、タフト糸の艶と汚れ隠しの特性に影響する。
【００４９】
　フィラメントを供給ロールによって急冷ゾーンを通じて引き出し、仕上げアプリケータからの紡糸牽伸仕上げ剤によって処理する。それからフィラメントを加熱された牽伸ロールの上を通す。次いで、フィラメントを捲縮させて嵩張った連続フィラメント（ＢＣＦ）糸を作る。これらの糸は無作為に離間した三次元曲線をなすクリンプを有する。代替案として、フィラメントを捲縮させて、短い長さに切ってステープルファイバを作ることもできる。特許文献７または特許文献８に記載されているような熱風噴射嵩高法を、糸の捲縮とバルキ出しのために採用することもできる。一般に、本発明の目的のためには、各糸は約２０％〜５０％の嵩高クリンプ延伸（bulk crimp elongation）（ＢＣＥ）と、約１７．６〜２７．５の（１６〜２５）のフィラメント当りｄｔｅｘ（フィラメント当りデニール（ｄｐｆ））を有する。すぐれた嵩張りを持つ、絡み合ったフィラメントのループパイルタフトストリングカーペットについては、ＢＣＥ％は上記のＢＣＥ％範囲の高い端に向かう。手触りのよいプライ撚りのカットパイルタフトストリングカーペットでは、ＢＣＥ％は２７％〜４９％の範囲、好ましくは３１％〜４３％の範囲にすべきである。フェルト化に対してすぐれた耐性を有するビロードカットパイルカーペットでは、ＢＣＥ％は上記のＢＣＥ％範囲の低い端に向かう。
【００５０】
　最終カーペットアセンブリでは、タフトは、たとえばループパイルまたはカットパイルなどの種々の形を有することができる。ループパイルタフトは、引用文献としてその開示がここに組み込まれる特許文献９に記載されているように、カットされないループの形をなす糸を有することを特徴とする。しかし、この場合の糸はプライ撚りされていない直線糸であろう。カットパイルタフトは、タフト糸のループをカットするか、または好ましくは図５に示す工程によって得ることができる。
【００５１】
　最終タフトストリングカーペットアセンブリはまた、酸性染料によるパイル糸の耐汚染性をもたらす耐汚染剤で処理することもできる。これらの耐汚染剤はたとえば、特許文献１０に記載されているように、スルホン化フェノールまたはナフトールホルムアルデヒド縮合生成物と、加水分解されたビニル芳香族無水マレイン酸重合体とを含む。タフトストリングカーペットアセンブリはまた、パイル糸に耐汚水性をもたらす耐汚水剤で処理することもできる。これらの耐汚水剤はたとえば、特許文献１１に記載されているように、フルオロケミカル組成物を含む。
【００５２】
　好ましくは、タフト糸またはパイル糸は、熱融合または溶剤融合などによってストランドの選択された重合体に融着させることのできる重合体から作られたフィラメントを含み、これによって、ストランドとタフトに使用される元の重合体がストランドとタフトとを接着するための手段を提供し、個別の接着物質を追加する必要はない。しかし、融着を強化するために少量の接着物質を加えることは望ましい。タフト重合体とストランド重合体を、同じ重合体または同じ重合体系にしてもよい。ストランド重合体の融点は、接着中にパイル糸フィラメントへの損傷を最低に抑えるためにパイル糸の融点よりも低いことが好ましい。
【００５３】
　図３Ａを参照して上に説明したように、タフトストリングと裏地基布との間の接着を向上させるために、裏地基布の内表面をポリエチレンまたはポリプロピレン接着薄膜で被覆することもできる。この薄膜は１００℃以上の融点を有するが、マルチフィラメントナイロンパイル糸の融点よりも低い。薄膜は、スロットダイを通して冷却したロールの上に樹脂を押し出して作ることもできる。樹脂は固化して自立する薄膜を形成し、これは巻心に巻いて将来の使用のために貯蔵することができる。代替案として、樹脂を直接裏地基布の上に押し出して薄膜を形成することもできる。裏地基布上の薄膜の厚さは約０．０８ｍｍ〜０．１３ｍｍ（３ミル〜５ミル）の範囲にあることが好ましい。
【００５４】
　樹脂を含むポリエチレンまたはポリプロピレン組成物を、Ｃ３−Ｃ１０炭化水素アルファオレフィン、酢酸ビニル、アルキルアクリレート、またはエチレン性飽和ジカルボン酸およびこの無水物から選んだモノマーでグラフト化されたアルキルメタクリレートのうち少なくとも１つを有する、エチレン共重合体またはプロピレン共重合体から形成することができる。炭化水素アルファオレフィンの例には、ブテン―１、ヘキセン−１、オクテン−１が含まれる。メタ（アクリレート）のアルキル基の例には、メチル、エチル、プロピル、ブチルが含まれる。グラフト用モノマーは、エチレン性不飽和カルボン酸とエチレン性不飽和カルボン酸無水物から選択された少なくとも１つのモノマーである。これらの酸および無水物の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、イタコン酸無水物、メチルナド酸無水物（methyl nadic anhydride）、マレイン酸無水物および置換マレイン酸無水物がある。グラフト用マレイン酸無水物重合体組成物が本発明の目的に使用できることが好ましい。このようなエチレン共重合体およびプロピレン重合体の市販されている例には、ＤｕＰｏｎｔ　Ｃａｎａｄａ社から入手できる「Ｆｕｓａｂｏｎｄ」接着樹脂が含まれ、特許文献１２に記載されている。マレイン酸無水物によってグラフト化されたエチレン共重合体の組成物が本発明の目的に使用されることが好ましい。
【００５５】
　接着樹脂を形成するために、これらのグラフト化された重合体組成物を濃縮物の形でそれ自体使用することもでき、またはこれらをグラフト化されていない重合体と混合することもできる。とくに、これらのグラフト化された重合体組成物は、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、およびポリプロピレン、およびこれらのブレンドなどの、グラフト化されていない重合体と混合して、融点、粘性、および樹脂のマレイン酸無水物含有量などの特性を変更させることもできる。このようなエチレン共重合体ブレンドとプロピレン共重合体ブレンドの市販されている例には、Ｄｕｐｏｎｔ（デラウェア州Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ）から入手できる「Ｂｙｎｅｌ」接着樹脂が含まれる。エチレン共重合体を本発明の目的に使用することは好ましい。
【００５６】
　グラフト化された重合体組成物を接着樹脂としてそれ自体濃縮物の形で使用する場合には、樹脂は約１００℃より高い融点を持たなければならず、ポリエチレンベースの組成物では約１００〜１３０℃の範囲、ポリプロピレンベースの組成物またはエチレン／プロピレンベースの組成物では約１３０〜１７０℃の範囲に融点を有するべきである。さらに、このような濃縮物樹脂のメルトインデックスは、１９０℃において約０．５〜３０ｄｇ／分の範囲にあるべきであり、樹脂のマレイン酸無水物含有量は樹脂の約０．０１〜５．００重量％の範囲にあるべきである。これらの融点とメルトインデックスの範囲は、カーペット構造体において良好な安定性を有する薄膜を提供する。続いてカーペットをバルキ出しすることができ、裏地離層の問題なしに完成したカーペットを蒸気洗浄することができる。
【００５７】
　グラフト化された重合体配合物を上記のようなグラフト化されない重合体、すなわち（ＭＤＰＥ）、（ＬＤＰＥ）、（ＬＬＤＰＥ）、（ＶＬＤＰＥ）、またはポリプロピレン、またはこれらの混合物と混合する場合には、混合された樹脂は約１００℃より高い融点を持つべきであり、ポリエチレンベースの組成物では約１００〜１３０℃の範囲に、ポリプロピレンベースの組成物またはエチレン／プロピレンベースの組成物では約１３０〜１７０℃の範囲にあるべきである。さらに、このような濃縮物樹脂のメルトインデックスは、１９０℃において約０．５〜３０ｄｇ／分の範囲であるべきであり、樹脂のマレイン酸無水物含有量は樹脂の約０．０５〜１．００重量％の範囲であるべきである。
【００５８】
　また、樹脂が、１００℃よりも高くナイロンパイル糸の融点より低い融点を有するという条件で、接着樹脂は、未改質ポリエチレン重合体、またはポリエチレン重合体もしくは共重合体、およびこれらのブレンドから形成することができると考えられる。裏地基布をポリエチレン薄膜で被覆する場合には、タフトストリングを裏地基布に超音波接着し、タフトストリングカーペットを下記のバルキ出し法によって１２５℃〜１８０℃の温度でバルキ出しすることができる。
【００５９】
　本発明に有用なさまざまなストランド形状がある。このようなストランドの１つは、心材がポリエチレンの共重合体であり、シースがナイロンの共重合体であるシース／心材構造である。心材は、ポリエチレン（Ｆｉｎａ３８６８）とグラフト化されたポリプロピレン（ＰＯＸＴ１０１５）との８０／２０ブレンドを含み、シースは、Ｅ．Ｉ．ｄｕ　Ｐｏｎｔ　ｄｅ　Ｎｅｍｏｕｒｓ　ａｎｄ　ＣｏｍｐａｎｙからＣａｐｒｏｎ（登録商標）１５９０として利用可能なナイロン６とナイロン６，６を含む。ポリプロピレン共重合体心材とナイロン共重合体シースとの重量比は５０／５０である。
【００６０】
　ナイロン６−６の好ましいパイル糸のためには、ストランド４５を、ナイロン６／１２重合体にＳｃｈｅｎｅｃｔａｄｙ　ＣｈｅｍｉｃａｌからＨＪＲ１２７００として得られるノボラック樹脂１５％を溶融ブレンドしたものと、Ｃａｐｒｏｎ（登録商標）１５９０樹脂とのモノフィラメントにしてもよい。成分の比率は重量にしてそれぞれ６０／２０／２０である。これは、パイル糸重合体よりも低い融点を有するパイル糸重合体と接着するストランドを提供し、これによってパイルフィラメントの損傷を最小限に抑える。
【００６１】
　もう１つのこのようなストランドは、ＭＰＭＤ（２−メチルペンタメチレンジアミン）から誘導された構成単位を３０重量％含むナイロン６，６共重合体のナイロンスフ糸シースと、延伸されうる重合体フィラメントまたは成形や延伸を必要としないカーペットマット用の連続ガラスフィラメントの心材とを有する、シース／心材ストランドである。シースとして使用するためにＭＰＭＤから誘導された構成単位を３０重量％含むナイロン６，６共重合体のナイロンスフ糸を巻きつけたストランドは、従来の手段で作ることができる。たとえば、１５９５ｄｔｅｘ（１４５０デニール）の連続マルチフィラメントガラス心材の上に、３８．１ｍｍ（１．５インチ）ステープル長、ナイロン糸２．０　ｄｔｅｘ／ｆ（１．８ｄｐｆ）の単一ステープルスライバを巻きつけて作ることができる。ストランドの全ｄｔｅｘ（デニール）は、約０．５８のガラス対ナイロン面積比で約２９７０（２７００）となる。これはガラスの良好な被覆となり、表糸への良好な接着のためには十分であろう。より多くのステープルファイバを有し、より低いナイロン／ガラス比を有する、より高いｄｔｅｘ（デニール）のストランドも使用される。この巻き付けられたストランドを作るために使用される機械は、オーストリア国ＬｉｎｚにあるＴｅｘｔｉｌｍａｃｈｉｎｅｎｆａｂｒｉｋ　Ｄｒ．Ｅｒｎｓｔ　Ｆｅｈｒｅｒ　ＡＧが製造する「ＤＲＥＦ摩擦紡糸機」である。同様な機械が特許文献１３（Ｆｅｈｒｅｒ）に記載されている。
【００６２】
　ストランドシースに使用されるナイロンスフ糸は、特別の目的のためにステープルフィラメントのブレンドにすることもできる。たとえば、ナイロン６，６／ＭＰＭＤスフ糸または未改質ナイロン６，６スフ糸によって（約２０％のポリプロピレンフィラメントなどの）低溶融接着剤フィラメント５〜２５％のブレンドを作って、ガラス心材の上に巻きつけられるステープルブレンドを製造することが望ましい。超音波接着の場合には、より低い溶融接着剤フィラメントがストランドのためのより高い凝集性を軸方向にもたらす結果となり、これは加工引張り中のタフトストリング損傷に耐えるため、および設置や取扱いでの引張りによるカーペットの損傷および使用中の摩耗に耐えるために役立つ。別の可能なブレンドされたステープルフィラメントとしては帯電防止性を有するものもあり、このようなフィラメントはタフトの中の帯電防止フィラメントとともに、完成カーペットにおける静電気発生を減少する働きをする。
【００６３】
　他の巻付け構造を有するストランドも使用することができる。たとえば、ナイロンバルキ出し連続フィラメント（ＢＣＦ）糸を、マサチューセッツ州ＮａｔｉｃｋにあるＯＭＭ　Ａｍｅｒｉｃａ社が製造するゴム被覆機を使用して、連続フィラメント心材の周りに巻き付けることができる。たとえば、２本のＢＣＦ糸をガラス繊維の心材の周りに逆方向の回転で巻き付けて、心材の被覆およびバランスのとれた撚り構造を達成することができる。この巻付けストランドは、ナイロンスフ糸巻付けストランドと同様に機能するが、工程には、特別の機能性を目的とする他の重合体フィラメントにおける同様のブレンドの容易さはない。
【００６４】
　支持ストランドは、シース付きの中央心材から構成することができる。心材は、複数の細長いガラス繊維フィラメントとスフ糸フィラメントとから形成することができる。シースは、心材の周りに巻き付けたスフ糸であってもよい。ストランドのナイロンスフ糸シースは、ＭＰＭＤ（２−メチルペンタメチレンジアミン）から誘導された構成単位を約３０重量％含むナイロン６，６共重合体から作られたナイロン６，６フィラメントを含んでいてもよい。心材のステープルストランドは、シースと同じ材料になることもある。シースとして使用されるＭＰＭＤから誘導された構成単位を約３０重量％含むナイロン６，６共重合体から作られたナイロン６，６フィラメントを含むナイロンスフ糸は、従来の手段によって作ることができる。ストランドは、３８．１ｍｍ（１．５インチ）ステープル長、ナイロン糸２．０／ｄｔｅｘ（１．８ｄｐｆ）のステープルスライバを、１５９５ｄｔｅｘ（１４５０デニール）の連続マルチフィラメントガラス心材と、ガラス繊維マルチフィラメントと同一の広がりを持つ引張られたステープルストランドとの上に巻き付けることによって作ることができる。ストランドの全ｄｔｅｘ（デニール）は約２９７０（２７００）となる。心材はストランドの約４０〜６０重量％であることが好ましい。残りはステープルフィラメントにより構成され、ステープルフィラメントの約５０〜８０％がシースの中に存在することが好ましい。スフ糸のフィラメントとガラス繊維のフィラメントは同じ方向に延びる。巻き付けられたステープルシースフィラメントはステープル心材フィラメントとかみ合う。このかみ合いは接着前の摩擦によるもので、さらに、ストランドへのパイル糸の超音波結合中に融合かみ合いとなる。これは、シースの表面（接着前）またはタフト（接着後）がカーペット成形機におけるストランドとタフトストリングの取扱いにおいてロールまたはガイド上の抵抗に遭遇するときに、心材に沿って巻付けスフ糸シース（および取り付けられたパイル糸）の剥離を防止するために重要である。タフトを取り付けるための超音波工程中にシースフィラメントの大部分は共に接着されるようになり、またこれらの一部はタフトフィラメントに接着されると考えられる。これは、巻き付けられたステープルが、同一の広がりを持ったステープル心材被覆の存在しない心材の中のガラス繊維によく接着しない場合、ストランドとタフトストリングに対する改良となる。巻き付けられたストランドを作るために使用できる１つの機械は、オーストリア国ＬｉｎｚのＴｅｘｔｉｌｍａｃｈｉｎｅｎｆａｂｒｉｋ　Ｄｒ．Ｅｒｎｓｔ　Ｆｅｈｒｅｒ　ＡＧが製造する「ＤＲＥＦ　３摩擦紡糸機」である。
【００６５】
　上記のように、ナイロンスフ糸は特別の目的のためにステープルフィラメントのブレンドにすることもできる。ステープルは、パイル糸のフィラメント当りのｄｔｅｘ（デニール）未満またはこれに等しいステープルのフィラメント当りのｄｔｅｘ（デニール）を保ち、これによりステープルストランドフィラメントの優先的溶融があることが望ましいが、フィラメント当り異なるｄｔｅｘ（デニール）を有するステープルも使用することができる。この文脈では、心材に使用されるステープルフィラメントは、シースに使用されるステープル（またはステープルブレンド）フィラメントと異なってもよい。
【００６６】
　上述のステープル巻き付けストランドを使用する場合、スラブまたは繊維の凝集がストランドの長さに沿って無作為の間隔で発生するときにステープルスライバの均一性が使用されるという問題がときどきある。これらの凝集は、ストランドの取扱いおよび超音波を使用してストランドを正しく接着する場合に問題を起す可能性がある。先の議論で作成したように、２つのｄｔｅｘ（デニール）の低い巻き付けストランドを使用して、及び、これらを互いに撚り合わせて単一の長い撚り合わせ糸支持構造体を作ることによって、スラブに対するこの感度を減らすことができる。たとえば各ストランドは、複数の細長い連続の熱可塑性または熱安定性フィラメント（ガラス繊維）から形成された心材と、心材の周りに巻き付けられたスフ糸のシースとから成ることもできる。［ガラス繊維を使用する場合には各々約９９０ｄｔｅｘ（９００デニール）の］各ストランドの心材を、ステープルシースによって巻く（これで、各ストランドに対しては約１６５０〜２２００（１５００〜２０００）の全ｄｔｅｘ（デニール）を、２プライ支持構造体に対しては３３００〜４４００（３０００〜４０００）の全ｄｔｅｘ（デニール）を提供する）。個々のストランドは、ノースカロライナ州ＢｕｒｌｉｎｇｔｏｎのＬｅｅｓｏｎａ　Ｃｏｒｐ．によって製造される商用の環状紡糸機などにおいて従来の方法で、センチメートル当り約０．８〜１．６巻回（インチ当り２〜４巻回）で撚り合わせられる。撚り合わせはまた、心材に沿ったシースの剥離を防止する助けとなる。
【００６７】
　図６を再度参照すると、タフトストリングが注意深くシリンダ８２の上および超音波接着装置８８の下にガイドされることが重要である。図７は、タフトストリング４５を示す図６の一部分の拡大図であり、これは、引張りガイド装置８６によって裏地９０で被われたシリンダ８２の上に導かれる。超音波接着装置８８は、少なくとも１つの超音波ホーン９６と可撓性取付け台１００に取り付けられた超音波駆動部９８とから構成され、可撓性取付け台１００は、シリンダの半径方向にホーンと駆動部を自由に動くようにする。取付け台１００上のアーム１０２は、分銅１０４のような重りが加えられて、ホーンがタフトストリング上に働かせる力を制御できるようにする。引張りガイド装置は、Ｖ形溝付きの引張り車輪１０６、１０８、ガイド車輪１１０、ガイド溝１１２、および図８、９にもっとよく示された他のガイドから成る。車輪１０６、１０８におけるＶ形溝はタフトストリングを直立するように保ち、これを掴むので、引張り車輪の磁気トルクは回転するシリンダによりタフトストリングの引張りに抵抗することができ、これによって引張りを加える。磁気引張り車輪は、ノースカロライナ州ＭｏｎｒｏｅのＴｅｘｔｒｏｌ，Ｉｎｃ．から入手することができる。タフトストリングは、引張り車輪１０８とやはりＶ形溝を有する引張り車輪１１０との間で９０度捩れる。引張りガイド装置８６および接着装置８８は、移動運び台８４に取り付けられたフレーム部材１１４に取り付けられている。
【００６８】
　図８は、タフトストリングがどのように導かれるかを詳細に示す、図７の８−８から見た図である。すでにシリンダ上にある隣接するタフトストリングの直立するタフトが、入ってきたタフトストリングがシリンダ上の裏地に接着され間に、巻き込まれないことが重要である。入ってくるタフトストリングは、タフトを直立させ、ストランドを超音波ホーンの真下に配置されることも重要である。これらの目的を達成するために、図８では、ガイドロッド１１６が、フレーム部材１１４に取り付けられ、裏地の近くでシリンダの輪郭に追随し、側路をタフトストリング４１ｄの直立したタフトに対して押して、入ってくるタフトストリング４１ｅと超音波ホーン９６から離れた状態に保つ。ガイド板１１８をガイドロッド１１６に取り付けて、裏地９０の近くで、かつ、接着されたタフトストリング４１ｅに対してある角度で置く。別のガイドロッド１２０をフレーム部材１１４に取り付けて、入ってくるタフトストリングの近くに置き、直立したタフトを直立に保ち、入ってくるタフトストリング４１ｅをホーン９６の下に導く助けとする。好ましい実施形態では、ガイド１２０は、超音波ホーン９６でありうるタフトストリングを接着するための最後の超音波ホーンのかなり先まで延びて、タフトストリング用の接着層が十分に冷却してガイドから外した後に移動したり傾いたりしなくなるまで、直立したタフトを直立に保つ。この入ってくるタフトストリング４１ｅが、隣接するタフトストリングのタフトによって支持されていない外側タフトを有し、冷却の前にガイドによって開放される場合には、外側タフトは加熱中に僅かに被る傾向があり、接着されたタフトストリングが冷えると最終カーペットアセンブリにおいてこのタフト列が隣接列とは異なる目に見える「条痕」を作るので、タフトをせん断した後でもカーペットは乱雑さと呼ばれる欠陥を有することがわかった。
【００６９】
　図９は、ホーン９６のちょうど前にあるガイドロッド１１６、１２０を示す図８の９−９から見た他の図である。タフトストリング４１ｄ、４１ｅを導くことで、タフトが屈曲して接着中にホーン９６の下またはタフトストリング４１ｅと裏地９０との間に巻き込まれないようにする。ホーンの下におけるタフトストリングの整列を助けるために、ホーン９６の先縁部１２２（図８）は丸みが付けられ、この縁部と底縁部は、ガイドツールとして作用するホーンの表面と直接接触するストランドガイドリッジを受け入れるように輪郭付けられている。（糸と接着した後）楕円形ストランド表面の場合には、これらのホーン縁部は、底表面１２４において図９で見ることができる凹状の丸みを付けた表面にする。ホーンが高エネルギーで振動している間は、この輪郭付けられた表面は、ストランドがホーンの下から滑って出ないようにする助けとなる。ストランドに対するホーンの圧力は、タフトストリングを裏地基布に対して押圧し、タフトストリングを裏地表面の中に埋め込む。裏地は、タフトストリングが裏地表面の下に０．１３〜０．６３ｍｍ（５〜２５ミル）埋め込まれるように、十分に厚く十分に変形可能である。裏地表面がタフトストリングの近くで上向きに部分的に変形して、この実施形態が達成されるという場合もある。
【００７０】
　図８はまた、約９．１〜２２．９ｍ／分（１０〜２５ヤード／分）のような高速度でタフトストリングを裏地に取り付けるとき、および高い接着の信頼性が要求されるときに有用な別の超音波ホーン１２６を示している。ホーン１２６はホーン９６の近くにあるので、タフトストリング４１ｅはホーン１２６によって接着されるときには、ホーン９６によってまだ熱い。こうして、加熱は部分的に蓄積されて、接着のための全エネルギー所要量を２つのホーンで共有することができる。これによって、高い接着エネルギーを要する高速での作業が可能になる。低速度では、第２ホーン１２６は、タフトストリングを「再接着」するため、およびホーン９６によって接着されなかったかもしれない接着区域を接着することによって接着の信頼性を向上させるために有用である。また低い振動と力によってタフトストリングを適所に正確に留め付けるためにのみホーン９６を使用すること、および接着の前にホーンの下でタフトストリングが動きまわるという問題がないように、高いエネルギーと力でタフトストリングをしっかり取り付けるためにホーン１２６を使用することも有用である。この２つのホーンを使用する技法は、パイル糸を支持ストランドにとくに高速で取り付けるためにも有用である。
【００７１】
　超音波接着以外の接着手段も、糸をストランドに取り付けるため、およびタフトストリングを裏地に取り付けるために採用することができる。このような手段は、溶剤接着、またはたとえばホットバーによる熱接着、または油剤、導電、および超音波接着の組合せであってもよい。良好に働くことがわかった１つの手段は、裏地として未硬化ゴムを使用するときにわかるような、裏地の上に粘着性の表面を設けることである。タフトストリングストランドを裏地の中に埋め込むには、タフトストリングストランドに多少の圧力を加えなければならない。タフトストリングを裏地に接合するときにタフトストリングまたは裏地に接着材料を個別に追加することなく、接着を起こさせることは可能であるが、異なる熱可塑性重合体間の接着を達成するため、または超音波接着を強化するために、接着区域において接着剤の追加を含めることが好ましい。各タフトストリングのベース表面に整列された離間した区域に接着剤を使用する接着も、上に引用した特許文献１に記載の方法を使用して達成することができる。
【００７２】
　図５、６の装置の作業では、供給源１２８からの糸とロール１３０からのストランドはマンドレル５８に送られ、ここでストランドはリッジ５６に沿って移動し、前進引張りアセンブリ７８の駆動ロール１３２に向かう。糸５２はマンドレルとストランドの周りに巻き付けられ、超音波ホーン６２によってストランドに接着され、タフトストリング５１を作る。タフトストリングはシリンダ８２へ向けて装置の間を縫うように進む。裏地９０はテープ１３４によってシリンダ８２に取り付けられ、シリンダの周りに巻き付けられ、カットされて突合せ継目を形成し、図８に示すようにテープ１３６によってそれ自体に貼られる。タフトストリングの端部はホーン９６の下を通り、ホーン１２６が使用されている場合にはこの下を通り、シリンダ８２の最左端で裏地にテープ留めされ、この位置に運び台８４は開始のために位置付けられる。ここでシリンダ８２の回転を開始することができ、超音波ホーンが電圧を印加されてタフトストリングを裏地に接着し、シリンダ８２は超音波アンビルとして作用する。運び台８４はシリンダの回転に連動され、したがって１回転に対して望みのピッチたとえば約５．１ｍｍ（０．２インチ）で横移動し、シリンダに沿ってタフトストリングを前進させ、シリンダ上の裏地の上にタフトストリングのらせん配列を作り出す。運び台がシリンダの右側までの全通路を渡りきると、この工程は停止し、シリンダ上に巻かれたカーペットは裏地用のテープ継目に沿ってカットされ、シリンダから外される。次にこの工程を繰り返すことができる。工程中に速度と張力を制御するために、シリンダ８２の速度を一定にすることができ、タフトストリング駆動ロール１３２の速度を僅かに変えて、張力計１３８によって監視される張力を一定に保つことができる。ストランド前進ロールアセンブリ１４０の速度も変えて、他の張力計１４２によって監視される張力を一定に保つことができる。
【００７３】
　カーペット製造用の図６に示すシステムは単一のタフトストリングのみを巻き付けているが、複数のタフトストリングを巻き付けること、単一の超音波エネルギー付与装置を使用して複数のタフトストリングを同時に接着するための、密に離間した複数のブレードを有する超音波ホーンを備えることも、本発明の範囲内である。複数のこれらの多数のブレードホーンをシリンダに沿って配置し、したがって多くのタフトストリングをすべて一度に接着し、シリンダの僅かな完全回転回数のみで急速に完全なカーペットを作ることもできる。
【００７４】
　図６に示すシステムは、カーペットアセンブリを作るためのバッチ方式を示しているが、カーペットの全幅に対して十分なタフトストリングがシリンダに供給されるたて糸に整える方法によって連続長のカーペットを作ることも、本発明の範囲内であり、シリンダは工程においてアンビルおよび運搬ロールとして働く。裏地は、複数の超音波ホーンを使用してシリンダの周りに複数のタフトストリングを接着するのに十分な部分的な外皮を作るだけである。図６の実施形態では、タフトはシリンダから外向きに面し、１つのホーンは複数のタフトストリングを１度に接着するための複数のブレードを有する。タフトストリングは、複数のマンドレルからインラインで供給されるか、またはタフトストリングはオフラインで作られて、巻かれたパッケージ、ロール、ピドル（ｐｉｄｄｌｅ）缶、またはビームから供給される。
【００７５】
　パイル糸は溶液染色されたナイロン６，６にすることができ、ラテックス取付けタフテッドカーペットで要求されるような乾燥工程は、アセンブリを作るときには必要ない。カーペットパイル糸は組立て中に完全な加熱を受けていないので、バルキ出しされていない。本発明のタフトストリングカーペットは、組み立てた後にバルキ出しすることができる。このバルキ出しはカーペットにさらに大きな被覆力を与える。パイル糸はさらにタフトストリングカーペットのパイルを加熱することによってバルキ出しされる。あるバルキ出し作業では、タフトストリングカーペットを幅出機の上に置き、炉を通過させ、ここでパイル糸を熱空気の急速な流れによって加熱し、それから冷却する。ナイロン６，６マルチフィラメントパイル系の場合には、空気温度は約９０〜１５０℃の範囲にすることができ、これはパイル糸の全体にわたってタフトフィラメントの温度を少なくとも９０℃に上昇させる。本発明の目的のためには、温度は約１２５〜１８０℃の範囲にあることが好ましい。図６におけるようなバッチ操作では、パイル糸を熱空気、または熱空気と水霧、または低温水蒸気を供給されるカバーの下を通すことによって、カーペットをバルキ出し可能することができる。ドラムが回転すると、カバーはドラムに沿って横移動され、連続的にカーペット表面全部を処理する。
【００７６】
　本発明はまた、タフトストリングを裏地に取り付けるために超音波エネルギーを利用しないカーペット構造を作製するためにも有用である。たとえば、裏地をまだ付着性のある通常の未硬化ゴム裏地にすることができる。裏地はドラム側に剥離シートを有することになり、タフトストリングが取り付けられる側は覆われない。付着性表面の裏地を使用する場合、超音波ホーンは電圧が印加されず、単にプレス手段およびガイドとして作用することになる。
【００７７】
　糸のストランドへの超音波接着中およびタフトストリングの裏地基布への超音波接着中は、超音波ホーンと超音波駆動部に冷気の噴射を当てて、始動中および連続運転中に首尾一貫した温度を保つことが有利であり、熱の蓄積は接着部に変化性を引き起こす可能性がある。超音波駆動部の昇温が連続運転中に発生して、装置の効率を変える場合もある。一定の出力を維持するためにホーンの振幅を変えることは、この変化する効率を是正し、こうして安定した接着部が作られる。超音波接着工程を開始して停止し、そして合格製品を製造するためには、タフトストリングの速度が上昇低下するときに、超音波ホーン振幅とホーン圧力を上昇低下させなければならない。安定状態で作動している間は、糸、支持ストランド、およびタフトストリングの張力を監視し制御すべきであり、高音波出力を監視して一定になるよう制御しなければならない。
【００７８】
　図１０は、４つのタフトストリングマンドレル１５２を使用する基本的な単一マンドレルタフトストリング成形機１５０の端面図である。これは、図５に関して論じたような唯１本の代わりに４本のタフトストリングが一度に作られる代替実施形態である。タフトストリング成形機１５０の主要な要素は、四面マンドレル１５２、フレーム１５６、糸巻付け器１５８、２つの超音波接着モジュール１６０、１６２、糸供給モジュール１６４、ストランド供給モジュール１６６、カッタ―配置１６８、およびタフトストリング駆動モジュール１７０である。糸４３はアイドラ供給ロール１７２と被駆動供給ローラ１７４を通って供給され、これらのロールは、ピボット１７８の周りに作用する流体シリンダ１７６によって共に挟まれて、糸４３を掴み、糸４３は各マンドレルについて１つまたは数本の素糸を含む。ストランド４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄはアイドラ供給ロール１８０と被駆動供給ローラ１８２を通って供給され、これらのロールは、ピボット１８６の周りに作用する流体シリンダ１８４によって共に挟まれて、ストランドを掴む。４本のストランドはマンドレル１５２の入口端１８８に供給され、ここで個別の管を通ってマンドレルの中空部の中に導かれ、分離したストランドを保持して絡み合いを防止する。マンドレルは、カッター装置１６８からマンドレルの下流の１つの側でブラケット１９０によってフレーム１５６に取り付けられ、カッター配置１６８は巻き付けられた糸をマンドレルから解放し、４本の個別のカットパイルタフトストリングを形成する。タフトストリング４１ｆ、４１ｇ、４１ｈ、４１ｉはアイドラ出口ロール１９２と駆動された出口ロール１９４とを通って供給され、これらのロールは、ピボット１９８の周りに作用する流体シリンダ１９６によって共に挟まれて、タフトストランドを掴む。駆動されたロール１９４は、Ｕ形タフトストリングを保持するための溝を有し、アイドラロール１９２は溝の中にはまるリブを有し、その間にはタフトストリングがある。
【００７９】
　図１２はマンドレル１５２の入口端１８８と出口端２００を示しており、ストランドは入口端１８８に入り、出口端２００から出る。図１３は出口端の拡大断面図であり、マンドレル１５２の中心における中空通路２０２からストランドを導く、各ストランドのための回転プーリーを示す。プーリー２０４はストランド４５ａを導き、プーリー２０６はストランド４５ｂを導き、プーリー２０８はストランド４５ｃを導き、プーリー２１０はストランド４５ｄを導く。ストランドは後述するように、通路２０２からマンドレルの隅における溝に導かれる。
【００８０】
　糸は、糸入口端２１４と糸出口端２１６とを有する中空スピンドル２１２を含む巻付け器１５８によって、マンドレルの周りに、マンドレルのコーナーの溝の中の支持ストランドを被って巻き付けられる。スピンドルは、フレーム１５６に取り付けられた軸受アセンブリ２１８によって回転式に保持されている。スピンドルは、プーリーとベルト装置２２２とを通じて作用するモータ２２０によって回転する。糸４３がマンドレル１５２の周りを包むと、ストランド４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄはマンドレルに沿って軸方向（下方）に進み、ストランドと糸を巻付け器から離して超音波接着モジュール１６０、１６２の方へ運ぶ。
【００８１】
　図１１は、モジュール１６２と同じ接着モジュール１６０の等角図であり、両モジュールとも、ブラケット２２４、２２６のようなブラケットによって、マンドレル１５２の対向する側に整列した関係でフレーム１５６に取り付けられている。基本的接着モジュールは、ブースタ２３０に取り付けられた超音波ホーン２２８とフレーム２３４に取り付けられた超音波駆動部２３２とを含む。フレーム２３４は、ブラケット２２６に取り付けられた４つのバーが結合されたアセンブリ２３６（２本のバーが示されている）に取り付けられている。流体シリンダ２３８が、ロッド端２４２ではクレビスブラケット２４０によってフレームに、またシリンダ端ではブラケット２４２に取り付けられている。流体シリンダロッド端２４２の動きは、マンドレル１５２に直角方向に位置したままで、超音波駆動部、ブースタ、およびホーンアセンブリをマンドレル１５２に向かったり離れたりする方向に移動させ、これによってマンドレル上でホーンとストランドとの間で糸を圧搾し、この位置においてマンドレルは超音波アンビルとして作用する。超音波エネルギーをホーンに加えながら糸とストランドを共に圧搾すると、糸とストランドは急速に熱くなり、これによって糸フィラメントが互いに、また接触しているストランドに融合する。糸はホーンに付着せず、ストランドもマンドレルに付着しない。流体シリンダ圧は、マンドレルとホーンとの間およびこれらの間の糸とストランドとの間に行使される圧搾力を決定する。この力は、糸とストランドにつながる超音波エネルギーの量を決定するための重要な要素である。他の要素はホーンの振動の振幅と振動数である。
【００８２】
　図１４Ａ〜１４Ｃは、１つのホーンが２本のストランドを糸に一度に接着させることを可能にするホーン形状を示す。この方法で、１つの四面マンドレルに沿って導かれる４本のストランドを接着するために、必要なホーンはたった２つである。ホーン２２８は、マンドレルの隅２４８、２５０に対してそれぞれ糸とストランド（両方とも図示せず）を圧搾する２つの角度をなす表面２４４、２４６を有する。これらの表面は、より大きなマンドレル１５２′を使用する場合に同じホーン２２８がやはり糸とストランドをマンドレル１５２′のコーナーに対してかん合させることができるように十分に長い。図示するように正方形マンドレルでは、表面２４４、２４６は、２４５で示すようにマンドレルの側面２５２に対して４５度を成す。２つの隣接するコーナーの上で接着を行う１つのホーンを有する六角形マンドレルでは、この角度は３０度になる。表面２４６（および表面２４４）の形状は図１４Ｂに拡大断面図で示され、糸をホーンの下に導くために半径２５６で引込み角を成している。摩耗に耐えるために、角度を付けた表面は、ニュージャージー州のＲｏｃｋａｗａｙにあるＴｅｔｒａｂｏｎｄ，Ｉｎｃ．，Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　ｏｆ　Ｍｕｌｔｉａｒｃ，Ｉｎｃ．から入手できる無定形ダイヤモンドで被覆されることが好ましい。うまく働くことのできる別の被覆は、チタニウムカーバイドの化学蒸着被覆と、窒化チタンのさらなる被覆である。さらに別の被覆は、ニュージャージー州のＲｏｂｉｎｓｖｉｌｌｅにあるＳｕｒｆａｃｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．によって実用化された特許文献１４によるダイヤモンド被覆である。糸は矢印２５８の方向に移動している。図１４Ｃでは、ホーン２２８の深さ２６０は、表面２４４、２４６の長さによって生ずるホーン応力を最小限にするために小さく、また望みのマンドレルによって使用されると期待されるすべての糸をクリアーするのに十分に大きい。ホーン２２８の幅２６２は約１２．７ｍｍ（０．５インチ）であり、超音波の振幅、周波数、および駆動部の出力の関数である。
【００８３】
　図１３において、ホーン２２８などの各ホーンは、ストランド４５ａ、４５ｂのような２本の支持ストランドを、この上に巻き付けられた糸４３に接着するために使用される。これは好ましくは、ホーン２２８の角度を付けた表面２６４、２６６を配列することによって行われ、そのため、これらの表面は、ストランドを通過し、各ストランドの２つの側に糸によって定義されるきょう角を二等分する仮想平面に本質的に直角をなす。こうして、糸が切断されてカットパイルタフトストリングを形成すると、ストランドの各側のタフトはタフトのベースにおいて同じ角度を形成し、ここでこれらは接着される。仮想平面２６８はストランド４５ａを通過して、ストランド４５ａの上に曲がった糸４３の端２７２、２７４間のきょう角を二等分する。表面２６６は、２７６において示すように平面２６８に本質的に直角である。同様に、仮想平面２７８はストランド４５ｄを通過して、ストランド４５ｄの上に曲がった糸４３の端２８２、２８４間のきょう角を二等分する。表面２６４は、２８６において示すように平面２７８に本質的に直角である。仮想平面２６８、２７８はまた、マンドレル１５２の断面の中心または重心において交差することに注目されたい。
【００８４】
　図１２、１３において、糸１３は、マンドレル１５２の側部における４つのスペーサ２８８、２９０、２９２、２９４の上に巻き付けられている。スペーサはマンドレルの側部にある浅いスロットの中に保持されている。スペーサの目的は、糸が接着される前に糸によって見えるマンドレルの周囲を増やすことである。スペーサはホーン２２８、２２８′に隣接する位置２９６で終わっている。糸がナイロン６−６である場合には、糸は超音波加熱から冷却される際に、著しく収縮するので、糸はホーンから離れて、２９６においてスペーサの先に移り、マンドレルの上で接着することなく収縮して周囲が小さくなる可能性があることがわかっている。
【００８５】
　接着の後に、糸４３を切断してマンドレル１５２から解放しなければならない。ストランドの中間で正確に切断する場合、切断端は、タフトストリングをカーペットに結合するときの最終タフト高さを決定する。正確に切断され結合される場合、最終カーペット製品においてさらにタフトを切り揃える必要はないが、一部の製品については切り揃えがなお好ましいかもしれない。図１０におけるカッター装置１６８は、４枚の回転円形刃から成り、各々の刃はマンドレルに固着された固定ナイフを圧迫している。図１２において、このような固定ナイフ２９８の１つが、マンドレル１５２のスロット３００の中に取り付けられることが示されている。図１５Ａは、図１０の１５−１５の断面図である。円形刃３０２が軸３０４に回転式に調節され、軸に沿って軸方向に滑動可能であり、ばね３０６によって固定ナイフ２９８に対して押されている。刃の各側に１つづつある円形クランプ３０８、３１０が糸を保持し、マンドレルのコーナー部にある溝の中にストランドを確実に支持する。クランプは軸３０４によって回転式に支持されているが、軸３０４からのトルクは受けず、軸に沿って軸方向に滑動可能である。クランプは、ストランドの動きによって駆動される軸とは独立して自由に回転できる。ばね３１２、３１４は、クランプ３０８、３１０をそれぞれマンドレル１５２のコーナー部３６１、３１８に向かって促す。クランプはストランドをマンドレルのコーナー部の溝の中に保持（糸はストランドに接着されている）し、同時に刃は表糸の上に切断力を行使してこれを切断する。軸３０４はハウジング３２０の中に回転式に支えられ、モータ３２２（一部を図示）によって回転駆動される。図１５Ｂは、マンドレル１５２のコーナー部にある溝３２４の拡大図である。溝はストランドの大直径とほぼ等しい深さ３２６と幅３２８を有する。深さ３２６の底部は、ストランドの円滑な滑りをもたらすためにクロームメッキを施すべきである。深さ３２６は、ストランドの厚さまたは小直径の約２５％〜７５％にして、これを確実に保持し、さらに接着中にホーンの表面２４４、２４６を妨げず、またそれでも糸を接着の前にマンドレルに沿って運搬するためにマンドレルからは自由にして支持する。０．７１ｍｍ（２８ミル）直径のストランドのためには、０．６６ｍｍ（２６ミル）の溝幅と０．２０ｍｍ（８ミル）の深さがうまく働くことがわかっている。
【００８６】
　接着された糸とストランドがマンドレル１５２に沿って推進されるにつれて、糸は回転刃３０２に対して引っ張られ、糸が刃と固定ナイフとの間に閉じ込められたときに回転刃３０２は糸を切断する。ナイロン６−６糸の効率的な切断のためには、（ニュージャージー州のＲｏｃｋａｗａｙにあるＴｅｔｒａｂｏｎｄ，Ｉｎｃ．，Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　ｏｆ　Ｍｕｌｔｉａｒｃ，Ｉｎｃ．から入手できる）無定形ダイヤモンドで周囲が被覆されたＣ−１１等級のサブミクロンタングステンカーバイドの刃材料が、Ｄ２高速度工具鋼の固定ナイフに対してうまく働くことがわかっている。図１５Ｃにおいて、被覆されることが好ましい刃の部分は、部分３３０、３３２、３３４である。無定形ダイヤモンド被覆は約６０００単位のビッカース硬度を有する。うまく働くことのできる別の被覆としては、チタニウムカーバイドの２ミクロンの化学蒸着被覆があり、さらに窒化チタンの２ミクロンの被覆がある。このような被覆は約２６００℃のビッカース硬度を有する。刃の表面とナイフの表面の耐用期間を延ばすためには、静脈内点滴装置などを使用して湿潤に保たれたフェルト製塗布パッドを用いて、冷却水潤滑剤とアルキルホスフェートなどの糸仕上剤とを刃の側面に塗布することが有用であるとわかった。このような仕上剤として、Ｅ．Ｉ．ｄｕ　Ｐｏｎｔ　ｄｅ　Ｎｅｍｏｕｒｓ　ａｎｄ　Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＺｅｌｅｘ（登録商標）ＮＫ帯電防止糸仕上剤がある。この帯電防止糸仕上剤は、蒸留水と混合して仕上剤が０．５〜２．０重量％の混合物にする。刃は、糸の進行方向に、刃の下を通過する糸の速度より僅かに（約３〜１０％）高い周速度で刃を回転することによって、過度の摩耗なしに糸を切断する場合に最も効果的になると考えられる。低速度は摩耗を減少し、回転方向は切断中のあらゆる張力上昇を最小限に抑えると考えられる。これは鋸引き作用に対するせん断作用を引き起こし、この場合、刃の周速度は糸の進行よりはるかに速い（約５００〜１０００％）。しかし容認できる切断は、刃が糸の前進方向と反対の方向に、および／または高速で回転するときに発生し、こうして鋸引き作用が生ずる。せん断作用を使用するときには、刃の上の切込み角３３６（図７Ａ、図７Ｃ）は約７５度（鋸引きのためには４５度）であることが好ましく、切削刃の被覆された部分３３０、３３２、３３４上の仕上塗りは実効値で約１〜２マイクロインチｒｍｓである。定置式の固定ナイフとばねで押えられた刃を、刃と固定ナイフを共に働かせること説明したが、刃３０２を軸３０４にしっかり取り付けて、固定ナイフ２９８をマンドレル１５２の中で移動可能にして、刃３０２に対してばねで押されるようにすることも可能である。また、図１９を参照して下に説明するように、刃を固定ナイフに接触せずにこの近くに置き、また図１５Ｃにおいて点線で示すように形状化された刃を有することも可能である。
【００８７】
　マンドレルの上で糸を切断するときには、カッターが対向する側で互いに妨害し合わないので、２つの刃が同じ縦位置で（また同時に）糸を切ることができる。切断は、マンドレルに沿って縦方向に離間したカッターによって行うこともできる。これは、切断中にカッターが糸に僅かな張力をかけるとクランプがマンドレルのコーナー部にある溝の中にストランドと取り付けられた糸を確実に保持するので、可能である。クランプは、この張力の傾向に対向してストランドを溝から引き出す。図１６は、マンドレル１５２の対向側の同じ縦位置に置くことのできる刃３３８、３４０を有する２つのカッターを示す。この場合には、切断が行われているときに、回転クランプ３４２、３４４は刃３３８によって切られる糸を保持し、クランプ３４６、３４８は刃３４０のために糸を保持する。クランプは刃と整列して示されているが、クランプが刃から離れて軸の上に配置されて、糸が切られる刃と固定ナイフの交差部に近い刃の上流側近くに置かれている場合も、クランプは働く。
【００８８】
　同時にシリンダ８２の上にいくつかのタフトストリングを巻いてカーペット製造の速度を上げることが望ましい。この場合、複数のガイドストリングを裏地の上および接着用超音波ホーンの下に正確に導くために、複数のタフトストリングガイドがある。図１７Ａは、接近して離間した複数のタフトストリングを接着するための第１タフトストリング接着ホーン３５０および第２ホーン３５２と、接近して離間した複数のタフトストリングを導いて第１ホーン３５０と整列させるためのタフトストリング接着ガイドとを示す拡大図である。各ホーンは、マンドレルの支持ストランドに糸を接着するための図１０に示すものと類似の接着モジュールの中に取り付けられている。各ホーンは、ホーン３５０の矢印３５６で示すように放射方向に、タフトストリングを裏地基布９０およびドラム８２に対して圧搾するよう強制される。第１ホーンは、ガイド３５４によって決定される整列を維持しながらタフトストリングを裏地に軽く留め付けるために使用され、ホーン３５２は、すでに加熱されたタフトストリングにさらにエネルギーを加えて、これを裏地に確実に取り付ける。２つのホーンの相加的効果によって、大量のエネルギーをタフトストリングの接着に急速に投入することができる。ホーン３５０、３５２間の間隔２７３はこの効果を利用するために十分に短く保つべきであるが、この間隔はまた、第１ホーンからの熱が支持ストランドを貫通するための、ある程度の時間を提供する。大量のエネルギーを急速に加える必要のない低速では、第１ホーンのみを必要としてもよい。この二ホーン式技法はまた、表糸をタフトストリング形成マンドレル上のストランドに接着するときにも有用となり得る。たとえば、ホーン３５０を図１８Ａ〜Ｅにさらに詳細に示す。図１８Ａのホーンは４本のフォーク３６０、３６２、３６４、３６６を有し、各々は、単一タフトストリング上のタフト間に合致し、タフトのベースで支持ストランドに接触するように設計されている。フォークの間隔３６８は完成品カーペット上の望みのタフトストリング間隔と同じである。さまざまなタフトストリング間隔のために、さまざまなフォーク間隔のホーンが使用される。フォークの高さ３７０は、完成品カーペットにおける所望の最大タフト高さのためのタフトストリングに関しては、タフトの最大長に相当する。ホーンは図１８Ｂにおいて長さ３７２を有し、この長さは、超音波振幅、周波数、および駆動部の出力の関数である。図１８Ｃは、タフトストリングをホーンの下に円滑に導く助けをするために僅かな半径３７８を示すフォーク３６６の、前端３７４と後端３７６との代表的な詳細を示す。図１８Ｄはフォークの別の可能な形状を示し、半径３７８′はフォークの長さに及んでいるので、タフトストリングがホーンの下を滑るにつれて圧力が次第にかかる。他の形状にも有利なものがあり、第１ホーン３５０は第２ホーン３５２とは形状が異なってもよい。図１８Ｅは、フォーク３６６の先端３８０の輪郭の代表的な詳細を示し、これはフォークの長さ３７２に沿って支持ストランドを導き、該ストランドが接着中に側方に滑ってフォークの下から出ないようにする凹状表面３８２を有する。この凹状表面は半径３７８、３７８′全体にわたって延び、ホーンの圧力と振動がタフトストリングに作用する前にホーンの下のタフトストリングストランドをたどるのに役立つ。
【００８９】
　図１７Ｂにおいて、ガイド３５４はスロット３８４のような複数のスロットを有し、このスロットは、タフトストリング上のタフトを互いに向かい合わせ、支持ストランドを覆うように強制する狭い幅３８６を有する。複数のタフトストリング用のスロットは収束して、最終カーペットアセンブリにおけるタフトストリングの所望の間隔に等しい間隔になる。スロットは適正な間隔でタフトストリングをホーンに導き、ホーンは同じ間隔でフォークを有し、ガイド３５４の端部３８８とは接近して離間している。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近付くので、ホーンにおける凹状表面はタフトストリングの追跡に役立つ。フォークにおいて、これに導かれるタフトストリングのタフトは分離するので、タフトの１つの列はフォークの１つの側に沿って通り、他の列はフォークの他の側に沿って通り、フォーク３８０の先端は支持ストランドの上にあって、これをプレスする。ホーン３５０の１つの側では、事前に接着されたタフトストリングはプラウ３９２によって側方に押されるはずであるから、個々のタフトは導かれるタフトストリングの下に閉じ込められず、ホーンの下で接着される。ホーン３５０の反対側３９４では、事前に接着されたタフトストリングは通常存在しないので、支持フィンガ３９６がガイド３５４に取り付けられて、ホーンのその側で外側タフトを支持する。フィンガ３９６はホーン３５２の近くとその先にまで延びて、接着個所が冷却するまでタフトを立てて保持する。外側タフトがフィンガ３９６によって支持されていない場合には、外側タフトは加熱中にわずかに被さる傾向があり、接着されたタフトストリングが冷却すると、最終カーペットアセンブリにおいてこのタフト列は、タフトを切り揃えた後でも隣接列とは異なる目に見える「条痕」を生じさせることがわかっており、こうしてカーペットは「列状のむら」と呼ばれる欠陥を有する。
【００９０】
　ドラム８２の上で接着が停止したあとに、ドラムは短距離の回転を続け、そして矢印４００の方向に促すことのできるガイド３５４の下に取り付けられたプレート３９８がある。プレート３９８は、導かれるが接着されていないタフトストリングとホーン３５０、３５２の下に促されるので、ガイド、タフトストリング、およびホーンは、タフトストリングを切断し、完成品カーペットを取外し、新しい裏地品をドラムの上に装着するために持ち上げられうる。ガイド、タフトストリング、およびホーンを下げて、プレートを引込めることができるので、タフトストリングは新しい裏地に対して、また接着とカーペット製造工程の再始動に準備完了したホーンの下で適所に置かれている。
【００９１】
　タフトストリング工程は、必要な糸のクリールを従来のカーペットタフト作業によるよりも著しく小さくすることができるので、予備染色された糸（溶液染色された糸）の使用には特に従うものである。小さなクリールは、カーペットのために色が変化する毎にクリールを換えなければならないときに有利である。予備染色された糸をタフトストリングカーペットで使用するときには、カーペット構造体は、カーペット染色作業やラテックス乾燥作業のような従来のカーペットシステムにバルキ出しを提供する他のステップを必要としないので、個別のバルキ出し工程を通らなければならない。
【００９２】
　図１０における単一マンドレルタフトストリング成形機または図５のモジュールは、図１０を参照して最もよく論ずることのできるいくつかの特別な制御の考察を必要とする。超音波接着工程を開始および停止して合格製品を製造するために、超音波ホーン振幅とホーン圧をタフトストリング速度の上下に合わせて上下させなければならない。定常状態での操作では、糸、支持ストランド、およびタフトストリングにかかる張力を監視および制御しなければならず、また超音波出力を監視し、一定に制御しなければならない。たとえば、配置された超音波制御装置４０９（図１０のタフトストリング成形モジュール１５０とともに示す）は、ホーン２２８、２２８′に接続された超音波制御装置２３２および２３２′に接続されている。機械制御装置４０５は配置された制御装置４０９と、下に述べるらせん状の線セグメントと共に示されている他のエレメントに接続されている。
【００９３】
　図１０を参照してすでに論じたエレメントに加えて、タフトストリング形成モジュールは、カッター配置１６８における４つのモータ、電圧対圧力調整装置４５２、４５４、シリンダ２３８、２３８′、および接着モジュール１６０、１６２それぞれのための超音波駆動部２３２、２３２′、シリンダ１７６、１８４、１９６それぞれのためのバルブ４５６、４５８、４６０、および完成したタフトストリングの１つの張力を監視するための張力計４６２、および対応するストランド、たとえばストランド４５ａにおける張力を監視するための張力計４６４も含む。
【００９４】
　モータ４０２は、マンドレル１５２を通じてマンドレルのリッジに沿ってストランドを引っ張り、糸がストランドに接着されて切断された後にタフトストリングを引っ張る役目を持つ。タフトストリング形成モジュールを始動すると、サーボモータ４０２の速度は取り付けられたレゾルバーによって監視され、シリンダ２３８、２３８′によって超音波モジュールに行使される力は上昇され、次いで超音波駆動部２３２、２３２′によって行使されるホーン振幅が上昇される。力と振幅は両方ともモータ４０２の速度上昇率に線形比例して上昇する。ホーンとシリンダにおける応答遅延を説明するためのわずかな遅延があるが、ホーンは常にどの糸フィラメントも過剰接着および切断することなく糸をすべてストランドに接着するという目的を持っている。力は、各接着モジュールにおいて４５２、４５４のような各電圧対圧力調整器への個々の信号を制御する機械制御装置４０５によって制御される。振幅は、各接着モジュールにおいて２３２、２３２′のような各超音波駆動部への個々の信号を制御する機械制御装置４０５によって制御される。モータ４０２が定常状態の速度にまで上ると、機械制御装置は振幅制御から出力またはエネルギー制御に変わって、安定した接着条件を維持する。出力は一定に保たれ、振幅は変化して各超音波駆動部への一定の出力を維持する。連続作業中にユニットが熱くなると超音波駆動部の効率が変わることがわかった。振幅を変えて一定の出力を維持することは、この変化する効率を修正することになり、したがって安定した接着部が得られる。ホーン自体もまた熱くなることが観察された。導管４５５、４５７を通じて冷却空気を送り出し、ホーン接着表面が受ける温度上昇を抑制することができる。冷却空気も駆動部に向けることができる。
【００９５】
　タフトストリングを停止すると、機械制御装置は一定の出力制御から変化し、開始とは逆の手順が行われて、モータ４０２の速度が低下するにつれて、振幅と出力を低下させる。振幅のベースラインは、一定の出力制御で操作されているときは、振幅が変化しているので、停止が行われる直前の振幅である。約０から１５ヤード／分までタフトストリング速度を上げるための代表的な時間は約３〜５秒である。ある場合には、開始時と停止時に出力だけを上げる必要があり、振幅は一定に保たれるが、好ましい作業は出力と振幅の両方を上げることであるとわかっている。
【００９６】
　シリンダ８２に直接結合されているタフトストリング形成モジュール５５あるいは１５０の作業中は、シリンダ用の駆動部はタフトストリングも引っ張るので、タフトストリングの張力は、もっと多いタフトストリング用の追加のモジュールが使用される場合にも、モジュール１５０用の張力計４６２などの単一張力計によって監視される必要がある。それからモータ４０２の速度は機械制御装置４０５によって調節され、タフトストリングの張力を一定に保つ。これは、工程を狂わせタフトストリングを破断することのある過剰張力と弛みを防ぐ。同様にストランドの張力も、各タフトストリング形成モジュール１５０用の単一張力計４６４によって監視されなければならず、モータ４０４の速度は機械制御装置４０５で調節され、ストランドの張力を一定に保たなければならない。張力計４６２、４６４は、糸が接着されてタフトストリングを作製する前と後で同じストランドラインを測定するように設定される。
【００９７】
　糸供給ロールモータ４０６と巻付けモータ２２０は機械制御装置４０５によって制御されるので、供給されてマンドレル１５２の上に巻き付けられる糸４３における張力は一定に維持される。制御装置は巻付け速度を設定して、オペレータパネル４０７からのオペレータ命令ごとに、ストランドに沿った希望のセンチメートル（インチ）当りのストランド数を達成する。モータ４０６の速度は巻付けモータ２２０の速度に比例するように設定され、試行錯誤に基づいて希望の張力を達成する。張力計は、供給ロール１７４とスピンドル入口端２１４の間で糸のラインに対して使用し、希望する場合には、張力を設定してこれを制御する助けにすることができるが、固定した速度比がうまく働くことがわかった。
【００９８】
　本発明をカットパイル作製の点から説明したが、タフトストリング形成モジュール１５０または５５に、ループパイルタフトストリング作製に適したマンドレルモジュールを備え付けることができる。このようなマンドレルモジュールは、引用してここに組み込んだ特許文献９に記載のループパイルタフトストリングの装置と方法に基づく。この場合には、各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カットパイルタフトストリングと同じ被覆面積を得るためには、カーペットにおいて必要なタフトストリングはより少ないが、１つのマンドレルはただ１つのループパイルタフトストリングしか作製しないので、より多くのマンドレルが必要となる。ループパイルタフトストリングは希望に応じてカーペット形成シリンダ８２に進められ、ループパイルタフトストリングカーペットを形成する。カットパイルタフトストリングについて説明したものに類似したガイド接着技法が使用できる。
【００９９】
　ストランドに取り付けたタフトを使用して裏地に取り付けたタフトストリングを形成する本発明のカーペットアセンブリには、別の可能な変形もある。図５に示すように、４３ａや４３ｂなどの糸供給部４３に複数本の糸を準備し、これらをマンドレル１５２の上に巻くことによって、カーペットの面全体にわたって制御された方法で糸の中に変化を分布させることが可能である。幅方向（ＸＤ）における変化は、ＸＤにおいてストランド毎に次々に、またはタフトストリング毎に次々に糸の中に変化を作ることによって、従来のカーペットにおいてもタフトストリングカーペットにおいても可能であるが、機械方向（ＭＤ）における変化は、カーペットの機械方向（ＭＤ）に直線またはジグザグのラインで単一の連続ストランドを反復して導入する従来のタフトカーペットの場合には不可能である。たとえば、カーペットの面全体にわたって特定の効果をまばらに導入することが望ましい。このような効果は、着色糸、帯電防止糸、抗菌性糸、または他の化学的特徴を有する糸、安価な糸、異なる織地、撚りレベル、仕上げ、ｄｔｅｘ（デニール）を有する糸などにすることができる。たとえば、１つのタフトストリング用の糸が３本の糸から成り、このうちの１本だけが希望する効果を持つ糸であり、裏地に取り付けられた次に隣接する２つのタフトストリングは全く効果のある糸を持っていない。こうして効果はカーペットのＭＤとＸＤの両方においてまばらに分布される。
【０１００】
　カーペットアセンブリにおける連続ストランドの使用は、カーペットが形成された後に高価な追加ステップを伴うことなく、従来のタフトカーペットでは可能ではなかった本発明のカーペットにおいて追加の変化をもたらす可能性を提供する。たとえば、帯電防止フィラメントを、ストランド形成中にストランドのコアの中に配置することによって、タフトストリング支持ストランドの一部分またはすべてに組み込むことができる。これはタフト糸の一部分またはすべておいて帯電防止フィラメントと組み合わせて、発生する静電電圧は低いことが重要である特殊な車両のために、強化帯電防止自動車用カーペットを提供する。ストランドすべてにおける帯電防止フィラメントは車両のフレームに接地される。
【０１０１】
　また、光ファイバなどの伸張可能な要素をタフトストリングの一部分または全部のストランドに組み込むことによって、カーペットの一方の縁部から他方の縁部へストランドを通して信号を伝送することも可能である。タフトストリングカーペットアセンブリによって本質的に可能な効果や機能性における他の効果は、ここに挙げる教示を使用する当業者には明白であろう。
【０１０２】
　図１９は、自動車用タフトストリングカーペットにおいて有用なタフトストリングを作製する代替工程を示す。このマンドレルの上で、ストランドはさらにガイド溝の中でマンドレルの平坦な表面に沿って導かれ、巻き付けられたパイル糸に、そこに位置するホーンによって接着される。図１９は、４６６、４６８、４７０で概略的に示すような１２本のタフトストリングを作製するためのマンドレルを示す。マンドレル４７２は、４本の支持ストランドを導くための、コーナー部４７４、４７６のようなコーナー部に位置するリッジ上にガイド溝と、表面４７８、４８０のようなリッジ間の側面上にガイド溝とを有する。この側面上のガイド溝は、さらに８本のストランド全部のための、各表面上の２本の追加の支持ストランドを導くためのものである。表面４７８の上には２本のストランド４８２、４８４が示され、各々はガイド溝（図示せず）の中にある。糸４８６は巻付け器４８８によってすべてのストランドの上に巻き付けられて、マンドレルと支持ストランドの上に糸のループを形成する。コーナー部接着用超音波ホーン４９０、４９２は、図１３、１４Ａ〜１４Ｃを参照して先に説明したように、糸４８６をコーナー部ストランドに接着する。代替案として、各タフトストリングについて接着パラメータを個々に制御するために各コーナー部に１つづつ、４つの個別のホーンを使用することができる。コーナー部の接着は、側面上で接着の前に巻き付けられた糸を運ぶために重要である。超音波ホーン４９４、４９６、４９８、５００は、マンドレルを超音波アンビルとして使用して、巻き付けられた糸を側面上のストランドに接着する。ホーンの真下で溝部分の取替え可能なインサート（図示せず）を使用することができるので、マンドレル全体を取り替えずに摩耗した溝区域を簡単に取り替えることができる。図１２、１３によって先に説明したように、接着中に糸の収縮に適応するためにスペーサ（図示せず）設けることもある。
【０１０３】
　ストランドをすべて糸４８６に接着した後に、モータ５１０によって駆動される１本の軸５０８の上にある刃５０２、５０４、５０６のような、マンドレル４７２の長さに沿った同じ位置にある刃によって、糸４８６をストランドの間で切る。各刃は、各側において約０．２５ｍｍ（１０ミル）の隙間でマンドレル（図示せず）におけるスロットと交差する。刃は、ニューハンプシャー州Ｃｅｎｔｅｒ　ＣｏｎｗａｙのＣｅｒａｍｃｏ，Ｉｎｃ．から入手可能なイットリア安定化ジルコニアなどのセラミックを含む前述の種々の材料から作製することができる。スロットに入る刃は、周辺部に鋭利な端部をもつ０．８〜１．６ｍｍ（０．０３〜０．０６インチ）の厚さであり、これは２０〜４５度の刃先角を有する。刃がすべてマンドレルに沿って同じ位置で切っているときには、ストランドはコーナー部と側面の上で溝の中に肘される必要はない。ストランド用の溝と、取り付けられた糸４８６が、切断中にすべてのストランドの横移動を抑える。切断後に、ストランドが溝の中に残る事は重大ではない。刃のストランドに対する位置はタフトストリングのパイル高さを決定する。タフトストリング４６６、４６８、４７０のような切断で分離されたタフトストリングは、リールまたはスプール（図示せず）の上に巻くために個別にマンドレルから取り出される。
【０１０４】
　マンドレル４７２は、さまざまな異なるパイル高さを有するタフトストリングを作製するために、さまざまな溝を備えることができる。図２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは、さまざまなパイル高さを作るためのマンドレル４７２の２つのコーナー部と１つの側面の端面図である。図２０Ａは、片側３８．１ｍｍ（１．５インチ）のマンドレルに対して９．７ｍｍ（０．３８インチ）のパイル高さをもたらす、３つのタフトストリング５１２、５１４、５１６を示す。ストランド５１１、５１３、５１５はそれぞれ溝５１７、５１９、５２１によって導かれる。マンドレルは、超音波ホーン４９４などの側面接着装置の近くでマンドレル上のガイド溝の間に延びるチャネル５２３、５２５のような、浮き上がったチャネルを有する。これらのチャネルは、マンドレルの側部に沿って支持ストランドの間で１つのパイル糸ループが、隣接するパイル糸ループに接着することを防止する。刃５１８、５２０、５２２、５２４がタフトストリングをマンドレルから切るために、それぞれスロット５２６、５２８、５３０、５３２の中に準備されている。図２０Ｂは、６．４ｍｍ（０．２５インチ）のパイル高さを有する４つのタフトストリング５３４、５３６、５３８、５４０を伴う同じマンドレルを示す。図２０Ｃは、４．８ｍｍ（０．１９インチ）のパイル高さを有する５つのタフトストリング５４２、５４４、５４６、５４８、５５０を伴う同じマンドレルを示す。この方法で、１つのマンドレルはすべての必要な溝とカッタスロットを備えており、さまざまなパイル高さの製品を作製することができる。ストランドと刃の数は、特定のパイル高さのために必要な数だけ準備される。
【０１０５】
　図６では、タフトストリングモジュール５５は本質的に連続的に操作されるが、カーペット形成モジュール７３は断続的工程として操作され、一度に１つのカーペットを作り、その後に停止し、カーペットは除去され、そしてシステムは、次のカーペットを作るためにセットアップされる。製造効率のためには、連続機能を断続機能から分離することが望ましい。これは、自動的に変えることのできる位置７２において、パッケージ上のタフトストリングを巻きあげることによって行うことができるが、タフトストリングモジュールはタフトストリングを作り続ける。タフトストリングの巻かれたパッケージがカーペット作製モジュール７３の中に供給され、容易に開始でき、カーペットが製造され、完成されたときには停止することができる。
【実施例】
【０１０６】
　　　（実施例）
　例１：熱可塑性裏地とストランドに基づく成形自動車用構築物
　カーペット構造体は次の方法で製造される。まず、図５、６に示すものと類似の三角形マンドレルの上でタフトストリングを製造した。タフトストリングは、全部で１５４６ｄｔｅｘ（１４０５全デニール）の２本のストランドを三角形マンドレルの周りに巻き付けて、１分当り１．８メートル（２ヤード）で形成した。このストランドは、Ｅ．Ｉ．ｄｕ　Ｐｏｎｔ　ｄｅ　Ｎｅｍｏｕｒｓ　ａｎｄ　Ｃｏｍｐａｎｙによって商業生産されたメーカー着色のバルキ出しした連続マルチフィラメントナイロン６，６糸で作られた。タフトストリングストランドにはモノフィラメントシース／コアストランドを使用した。パイル糸をストランドに接着するために使用した超音波電力は３０ワットで、長さ１９．１ｍｍ（３／４インチ）のツール上の超音波ツール荷重は約１０，５００ｋｇ／ｍ2（１５ｐｓｉ）であった。使用されたストランドのセンチメートル（インチ）当り１５４６ｄｔｅｘ（１４０５デニール）の１０．２（２６）回の単一巻き付けによって、タフトストリングを作った。接着後直ちにディスクナイフで糸を切ってマンドレルから放し、カットパイルを作り、パイルをせん断装置でさらに切り揃えて、ストランドのベースから測って７．９ｍｍ（５／１６ｔｈインチ）のパイル高さにした。この結果、直線メートル当り２．８グラム（直線ヤード当り２．６グラム）のタフトストリングが得られた。
【０１０７】
　使用したストランドは、全直径０．７１ｍｍ（２８ミル）の円形断面を有するシース／コアモノフィラメントであった。コアは、ポリプロピレン（Ｆｉｎａ３８６８−ポリプロピレンホモポリマー）とグラフト化されたポリプロピレン（ナイロンへの付着を向上させるＰＯＸＴ１０１５無水物改質ポリプロピレン）との８０／２０ブレンドのポリプロピレン共重合体から成り、シースは、ナイロン６とナイロン６，６とのある比率による共重合体から成り、これはＥ．Ｉ．ｄｕ　Ｐｏｎｔ　ｄｅ　Ｎｅｍｏｕｒｓ　ａｎｄ　ＣｏｍｐａｎｙからＣａｐｒｏｎ（登録商標）１５９０樹脂として入手可能である。ポリプロピレン共重合体とナイロン共重合体との重量比は５０／５０であった。ストランドの外面は途切れがなかった。すなわち単一の円筒状で連続した重合体方面で、複数の小さなフィラメントまたは複数の撚られたフィラメントから成る表面の包旋状態や割れ目はない。このような途切れのない表面は、マルチフィラメントパイル糸と接着させ、次いでパイル糸との接着部を破壊することなく牽伸加工して引き伸ばすために適している。さらなる加工のために、タフトストリングをドラム上に緩くらせん状にした。
【０１０８】
　次に、ガイドを通じて単一タフトストリング素糸を供給し、単一刃を有する単一超音波ホーンを使用して図６、７、８、９に示すようなドラムマンドレルの上に取り付けた裏地にこれを接着することによって、パイル構築物を形成した。低速を採用したので、図８に示す第２ホーンは使用しなかった。
【０１０９】
　裏地９０は３枚の個別の層から構成された。シリンダに対して取り付けられた１つの層は、０．０３４ｋｇ／ｍ2（１オンス／平方ヤード）のＳｏｎｔａｎａ（登録商標）不織布、すなわち水添絡み合わせを行ったナイロン６６ステープルファイバのスパンレースマルチフィラメントで作られた非接着ウェブから構成された。Ｓｏｎｔａｎａ（登録商標）不織布はＥ．Ｉ．ｄｕ　Ｐｏｎｔ　ｄｅ　Ｎｅｍｏｕｒｓ　ａｎｄ　Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能である。中間層は、一般的に自動車用カーペット業界において自動車フロアの消音に使用されているような、厚さ０．６４ｍｍ（２５ミル）の炭酸カルシウムを充填した熱可塑性物質Ｋｅｌｄａｘ（登録商標）（これもやはりＥ．Ｉ．ｄｕ　Ｐｏｎｔ　ｄｅ　Ｎｅｍｏｕｒｓ　ａｎｄ　Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）の押出シートであった。最上層は、ＤｕＰｏｎｔ　ＣＸＡ　４１Ｅ５５７無水マレイン酸改質のポリエチレン樹脂から形成された厚さ０．０２５ｍｍ（１ミル）のＤｕＰｏｎｔ　Ｂｙｎｅｌ＊薄膜であった。タフトストリングをガイド装置に通して供給し、それからシリンダに供給して、ここで超音波ツールに５８ワットを設定して、約１．８ｍ／分（２ヤード／分）の速度で、裏地幅センチメートル当り２．０本のタフトストリング（５本／インチ）で連続的にタフトストリングを３層裏地に超音波接着した。
【０１１０】
　それからこのカーペット構造の複数の部分を、３５，１５０ｋｇ／ｍ2（５０ｐｓｉ）の圧力の下で１分間プレスの中に置いてさらに処理した。この場合、試料のパイル側に触れる定盤を室温に保ち、裏地側に触れる定盤を１５０℃に保った。熱と軽い圧力を加えたことによって、圧力処理の前には背面にはっきり見えた不織布裏地は、Ｋｅｌｄａｘ（登録商標）材料によって内側層を含浸され、これと密に積層した。さらに、タフトストリングのベースは０．６４ｍｍ（２５ミル）のＫｅｌｄａｘ（登録商標）材料層の表面に圧縮されて、タフトストリングと反対側の裏地表面に僅かなリブ付け効果を生じさせ、タフトストリングのベースと裏地材料との間の接触面積を効果的に増加した。タフトストリングを裏地の中にプレスすることは、裏地に対するタフトストリングの付着を向上させるための重要なステップである。この処理の後に、タフトストリングは裏地に非常にうまく付着して、この結果裏地から個々のタフトストリングが非常に剥がれ難くなったことが観察された。
【０１１１】
　織物被覆層をＫｅｌｄａｘ（登録商標）材料支持層に取り付ける他の手段としては、タフトストリングを裏地基布に接着する前にこれらを積層プレスの中またはロールの間で予備積層する方法がある。タフトストリングを裏地基布の中に埋め込む他の手段として、裏地基布を局部的に軟化させ、タフトストリングに十分な張力をかけて、シリンダ上の裏地基布の上に巻き付けるにつれて裏地を変形させるものもある。
【０１１２】
　このカーペット構造を加熱および変形する能力を判定するための偵察テストを行った。これは以下のようにして行った。上記カーペット構築物の直径２６．７ｃｍ（１０．５インチ）の円形試料を切って、２つの環状に機械加工したアルミニウム製支持枠の間に取り付け、環状支持枠の２つの環状部片を連結する数個のボルトを使用して、カーペット縁部の外径１２．７ｍｍ（０．５インチ）のリングをきっちりと固定した。次に支持枠に固定されたカーペットを、裏地側を上にして、１５０℃の温度に設定された約２立方フィート（約０．０５６ｍ3）の容量の小さな炉の中に置いた。Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）接着テープの小片によって試料中央の裏側に取り付けられた熱電対を使用して、温度を監視した。約５分間の炉内滞留時間の後、熱電対の読みは１５０℃であった。まだ環状支持リングに固定されているカーペット試料を、断熱手袋を使用してすばやく除去し、裏地が上になるように、インストロン試験機に取り付けた環状支持物上に置いた。直径２５．４ｍｍ（１インチ）のロッドに取り付けた直径１０．２ｃｍ（４インチ）の磨かれたアルミニウムの半球から成る、インストロン運動アームに取り付けたプランジャを、１分間に５０．８ｃｍ（２０インチ）の速度でカーペット試料に衝突させた。プランジャが試料に衝突すると、試料のカーペットは変形され、負荷とストローク距離を記録した。カーペットのパイル側を観察することによって、試料を延伸中に目視監視した。タフトストリングパイル列の間に暗い裏地が現われると、または引裂破壊が発生するとすぐに動きを止めた。この点での変形距離を、自動車用床材料のためにしばしば行われるように、カーペット構築物を成形加工する最大能力の示度として記録した。
【０１１３】
　上記のカーペット製造と試験手順を、タフトストリングに使用されるストランドの組成材料を変えて、他のタフトストリング構築物についても繰り返した。次のストランド材料をカーペット試料で評価したが、すべて上に説明したのと同じ裏地構造を有する。
【０１１４】
　例２：５０／５０重量組成のシース／コア；コア：Ｃｒｙｓｔａｒ　１９９５ポリエチレンテレフタレート、シース：Ｃａｐｒｏｎ（登録商標）１５９０ナイロン６／６６共重合体。ストランドシースの融点は約１６５℃である。
【０１１５】
　例３：ナイロン６，１２／Ｎｏｖｏｌａｃ／Ｃａｐｒｏｎ（登録商標）１５９０（それぞれ６０／２０／２０重量％）の共重合体から成るナイロン６，１２モノフィラメント。Ｎｏｖｏｌａｃは、Ｓｃｈｅｎｅｃｔａｄｙ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏ．から入手可能なポリフェノール重合体添加物であり、このブレンドでは溶融温度を下げ、ストランドにおけるナイロン６，１２のナイロン６，６パイル糸への付着を改善するために有用である。ストランドの融点は約２１５℃である。
【０１１６】
　例４：ナイロン６モノフィラメント。ストランドの融点は約２２３℃である。
【０１１７】
　例５：ＤＲＥＦ機械で作られた全３４１０ｄｔｅｘ（３１００全デニール）のシース／コアステープル巻きストランド；コア：連続ガラスモノフィラメントコア−１５９５ｄｔｅｘ（１４５０デニール）；シース：ナイロン６６／ＭＰＭＤ（それぞれ７０／３０重量％）の共重合体を含む２．０ｄｔｅｘ／ｆ（１．８ｄｐｆ）、３８．１ｍｍ（１．５インチ）ステープル長のファイバ。ストランドシースの融点は約１５０℃である。
【０１１８】
　例６：タフトコントロール：３．２ｍｍ（１／８インチ）ゲージのタフテッド１５４６ｄｔｅｘ（１４０５デニール）単一ＢＣＦを含む０．４７ｋｇ／ｍ2（１４オンス／ｙｄ2）のパイル糸、織られたスリットポリプロプレン一次裏地、ＥＬＩＶＡＸ樹脂接着剤プレコートと共に積層された０．６４ｍｍ（２５ミル）Ｋｅｌｄａｘ（登録商標）６８６８遮音層。次の表は、記録された破損限界と最大変形力とを示す。
【０１１９】
　カーペット試料（ストランド）　　　　変形　　　　　　　　最大力
　　　　　　　　　　　　　　　　（ｃｍ）（インチ）　（Ｎ）　（Ｌｂｓ）
例６）タフトテッドコントロール　１０．２（４．０）　２１１３（４７５）
例１）ポリプロピレン／ナイロン　　９．５（３．７５）　４４５（１００）
例３）ナイロン６，１２　　　　　　８．９（３．５０）　６６７（１５０）
例４）ナイロン６　　　　　　　　　６．４（２．５０）１１１２（２５０）
例２）ポリエステル／ナイロン　　　５．５（２．１５）　４４５（１００）
例５）ナイロン／ガラス　　　　　　３．２（１．２５）　２２２　（５０）
【０１２０】
　自動車への適用におけるカーペットの成形適性に関する成功の尺度は、さまざまなカーペット適用について異なる可能性がある。しかし、少なくとも７．６ｃｍ（３．０インチ）変形できるカーペット材料は自動車用に形成されたさまざまなカーペットに適用するために有用であろうと期待される。７．６ｃｍ（３．０インチ）以下の変形で破損した試料を見ると、試料２、４は、Ｋｅｌｄａｘ（登録商標）重合体の溶融温度（１５０℃）より僅かに高い融点を持ったストランドを有していたので、変形に対する大きな抵抗をもたらし、したがって破損は低い力と小さな変形で発生した。試料５では、シースは１５０℃の融点を有していたが、これと同じ温度でやはり変形に耐える連続ガラスフィラメントのコアを持ったストランドを有していた。試料１、３は、１５０℃に十分に近いストランドの融点を有し、１５０℃の試験温度で容易に変形した。したがって、約２２０℃以下の融点を有する熱可塑性ストランド構造は、業界においては通常約１５０℃で加工されるＫｅｌｄａｘ（登録商標）６８６８消音材料の組合せを含めて、上記の成形構築物に適用可能であろうと推測される。上記の偵察試験によれば、試料１のポリプロピレン／ナイロンシース／コアストランドと試料３のナイロン６，１２モノフィラメントストランドは、成形タフトストリングカーペットのすぐれたストランド候補になり得ることがわかる。
【０１２１】
　この試験は、延伸および成形を受けないタフトストリングマットに適切ではない。この場合には、試料１、２、３、４、５におけるストランドが受入れ可能な候補であろうと予期される。
【０１２２】
　試料タフトストリング用のストランドをインストロン試験機で延伸破壊して、予期される牽伸力性能を検査した。
【０１２３】
【表１】
2004003119.tif 000003
【０１２４】
　＊この値は異常であり、有効とは考えない。
【０１２５】
　Ｎ６，６のストランドは、特許文献１（Ｅｄｗａｒｄｓ）に提案されたストランドを示す基準点である。
【０１２６】
　試料１および３は、すぐれた性能を示したカーペット試料であり、これらは、１５％の伸長において、低モジュラスおよび８．９ニュートン（２．０ポンド）又はこれ以下の低荷重のストランドを使用したものである。この値は、成形タフトストリングカーペットの合格性能と考えられる７．６ｃｍ（３．０インチ）のラム撓みにおいてタフトストリングでは最大である。選別試験としては、これが成形タフトストリングカーペット用のすぐれたストランド候補を確認するための容認できる方法であると考えられる。
【０１２７】
　例７：剛毛を含む自動車用マット構造のためのタフトストリング
　広範囲のさまざまなｄｔｅｘ（デニール）の２つのパイル繊維のブレンドを含む自動車用マットの製造に適したタフトストリングを製造した。１つのパイル繊維は、１５４６全ｄｔｅｘ（１４０５全デニール）、１９．４ｄてｘ／ｆ（１７．６ｄｐｆ）のメーカー着色バルキ出しした連続フィラメント自動車用カーペット糸であり、第２のパイル繊維は、７４３ｄｔｅｘ（６７５デニール）のモノフィラメントナイロン繊維であった。
【０１２８】
　タフトストリングを次の方法で形成した。１５４６全ｄｔｅｘ（１４０５全デニール）、１９．４ｄｔｅｘ／ｆ（１７．６ｄｐｆ）の２本のマルチフィラメント供給ストランドと、糸と、７４３ｄｔｅｘ（６７５デニール）ナイロン６６モノフィルの２つの供給材料とを、クリールから供給して、撚りを加えず（クリールの端を越えて取り出されるとごく僅かな撚りが与えられる）アイレットの中で一緒にして、さらに図６の三角マンドレルタフトストリングモジュールの巻付け機構に供給した。まとめられたパイル糸を三角マンドレルの上に巻き付け、こうして、各々が１５４６ｄｔｅｘ（１４０５デニール）のＢＣＦ糸のセンチメートル（インチ）当り約８．７（２２）回の単一巻付け、およびモノフィラメントパイル繊維のセンチメートル（インチ）当り約８．７（２２）回の単一巻付けとなった。タフトストリングを１分間当り１．８メートル（２ヤード）で形成した。４４ワットの出力に設定された例１に説明したような超音波工具を使用して、パイル繊維をストランドに接着した。パイル繊維を回転ディスクナイフで切ってマンドレルから放し、カットパイルを形成し、さらにせん断装置において７．９ｍｍ（５／１６ｔｈインチ）のパイル高さに切り揃えた。
【０１２９】
　２つのパイル繊維構成部分を接着したストランド材料は、１５９５ｄｔｅｘ（１４５０デニール）の連続ガラスマルチフィラメントコアと１８１５全ｄｔｅｘ（１６５０全デニール）のステープルファイバシースとから成る３４１０全ｄｔｅｘ（３１００全デニール）のストランドであった。シース繊維はフィラメント当り２．０ｄｔｅｘ（１．８ｄｐｆ）、カット長３８．１ｍｍ（１．５インチ）のナイロン共重合体繊維であって、ドレフト編織法を用いて連続ガラス繊維の上に巻き付けてガラス繊維の周りにシースを形成したものである。ナイロン共重合体の組成はナイロン６６とＭＰＭＤが７０／３０のものであった。１５９５ｄｔｅｘ（１４０５デニール）、１９．４ｄｔｅｘ／ｆ（１７．６ｄｐｆ）のパイル繊維と重い７４３ｄｔｅｘ（６７５デニール）のモノフィルの両方が、このタフトストリングを集めてさらに加工することができるように、このストランド材料にしっかり接着されていることが認められた。図２２は、密に離間した列をなして配置され、図３を参照して説明したものに類似の裏地基布に取り付けられた、上記の方法で形成したタフトストリングを示す。これは、すぐれた自動車用カーペットの美観、これを踏む者の靴をきれいにするための目新しい泥除去の特徴、および剛毛によって得られる向上した耐磨耗性を組み合わせた特徴を有する自動車用および工業用カーペットとして、有用に採用することができる。
【０１３０】
　例８：タフトストリングを使用する自動車用／フロアマット
　カーペットマット構造を次の方法で製造した。まず、タフトストリングを図５、６に示すものに類似の三角マンドレルの上で製造した。Ｅ．Ｉ．ｄｕ　Ｐｏｎｔ　ｄｅ　Ｎｅｍｏｕｒｓ　ａｎｄ　Ｃｏｍｐａｎｙによって商業生産された１５４６全ｄｔｅｘ（１４０５全デニール）のメーカー着色バルキ出し連続マルチフィラメントナイロン６，６糸の２つのストランドをマンドレルの周りに巻き付けて、タフトストリングを毎分１．８メートル（２ヤード）で形成した。タフトストリングストランドのためにステープル巻きシース／コアストランドを使用した。パイル糸をストランドに接着するために使用した超音波出力は約３０ワットであり、長さ１９ｍｍ（３／４インチ）のツールにおける超音波ツール荷重は約１０，５００ｋｇ／ｍ2（１５ｐｓｉ）であった。ストランドのセンチメートル（インチ）当り約１０．２（２６）回の単一巻き付けの１５４６ｄｔｅｘ（１４０５デニール）糸を使用してタフトストリングを作製した。接着の後にディスクナイフが直ちに糸を切り、糸をマンドレルから放してカットパイルを作り出し、そして、三角マンドレルの場合には、せん断装置によってパイルをさらに切り揃えて、ストランドのベースから測って約３．２ｍｍ（１／８ｔｈインチ）のパイル高さにした。これによって、重量が直線メートル当り約２．８グラム（直線ヤード当り２．６グラム）のタフトストリングが得られた。
【０１３１】
　使用したストランドは、ＤＲＥＦ機械において作製された３４１０全ｄｔｅｘ（３１００全デニール）のシース／コアステープル巻きストランドで、コアは１５９５ｄｔｅｘ（１４５０デニール）の連続ガラスマルチフィラメントコア、シースはナイロン６６／ＭＰＭＤ（それぞれ７０／３０重量％）の共重合体を含む２．０ｄｔｅｘ／ｆ（１．８ｄｐｆ）、３８．１ｍｍ（１．５インチ）ステープル長のファイバであった。ストランドシースの融点は約１５０℃である。タフトストリングを、さらに加工するためにドラムの中で緩く渦巻状に巻いた。
【０１３２】
　次に、ガイドを通じて単一タフトストリング素糸を供給し、これを、単一刃を有する単一超音波ホーンを使用して図６、７、８および９に示すようなシリンダの上に取り付けた裏地に超音波によって接着することによって、パイル構築物を形成した。図８に示す第２ホーンは、低速を採用したので使用しなかった。
【０１３３】
　裏地９０は、厚さが約２．５４ｍｍ（１００ミル）の未硬化スチレンブタジエンゴムの単一層から成る。これを、剥離薄膜で覆われたシリンダ８２に取り付けた。ガイド装置を通じてタフトストリングを供給し、それからシリンダの上に供給して、ここで超音波を利用して、超音波ツール用に約５８ワットの出力設定値を使用し、約２２．２ニュートン（５ポンド）の圧力をツールにかけて、約１．８ｍ／分（２ヤード／分）の速度で、裏地幅センチメートル当り２．８タフトストリング（７タフトストリング／インチ）で、タフトストリングを裏地材料に連続的に接着した。ホーン上の力と使用出力は、さらに処理するためにタフトストリングを裏地９０に一時的に粘着させるのに必要な程度のみである。しかし、これはタフトストリングを裏地の表面に約０．１３〜０．７６ｍｍ（５〜３０ミル）だけ埋め込むために十分な出力と圧力でなければならない。これは、超音波ホーンがタフトストリング下の裏地を変形させたり弱めたりしないように、圧力とエネルギーは十分に低いものでなければならない。こうして形成されたタフトストリングと裏地の組立品は、損傷なく成形作業用に取扱いと出荷ができるカーペットマットのプレフォームに相当する。
【０１３４】
　それから、このカーペット構造の切片（約３０．５×４０．６ｃｍ（１２×１６インチ））を、試料の上に約７，０３０〜３５，１５０ｋｇ／ｍ2（１０〜５０ｐｓｉ）の圧力を発生させる約９０００〜４４，５００ニュートン（２０００〜１０，０００ポンド）の力を約２０分間行使するプレスにおける成形板の上に置いて、さらに処理した。試料のパイル側に接触する定盤を室温に保ち、裏地側を支持する成形型に接触する定盤を１７０℃に保った。この試料では、７，０３０ｋｇ／ｍ2（１０ｐｓｉ）の圧力を使用して、カーペットパイル糸を圧潰しそうな過剰圧力を使用することなくニブを成形するための必要圧力を達成する。タフトストリングを裏地の中に予備埋め込みすることにより、高い圧力を必要とせずに、ＳＢＲをタフトストリングのパイル糸の中に確実にうまく含浸させる。成形板は、マットの底に複数の離間したニブを形成するための穴を有するアルミニウム板であった。強化テフロン（登録商標）被覆シートを成形板と定盤の間に置いて、ＳＢＲが不注意で熱い定盤に触れないようにした。アセンブリを加熱するときは圧力を加えてこれを平坦に保ち、熱との組合せは、タフトストリングの裏地の中へのさらなる含浸、裏地の底側におけるニブの押出し、およびＳＢＲ材料の硬化に役立つ。約２分を超える成形時間が、ＳＢＲ裏地を硬化するためにのみ必要である。成形後に、試料をプレスから除去して、パイル側を下にして置き、冷却できるようにした。タフトストリングのベースを２．５４ｍｍ（１００ミル）ＳＢＲ裏地の表面の中に約０．５８ｍｍ（２３ミル）だけ押し込めたが、これはパイル糸を含むタフトストリングと裏地材料との間の接触面積を増加するために重要である。タフトストリングを裏地の中へ埋め込むことは、タフトストリングの裏地への付着を向上させる重要なステップである。この処理の後に、タフトストリングは裏地に非常に良好に付着し、これにより個々のタフトストリングを裏地から剥離することが非常に困難であることを認めた。プレスの中で熱と圧力を加える前に、接着ステップ中にタフトストリングを裏地に予備埋め込みすることによって、プレスの中の低圧を使用してＳＢＲを硬化することができ、パイル糸の圧潰は明らかに少なくなる。
【０１３５】
　試料の耐久性を試験するために、試料をＶｅｔｔｅｒｍａｎドラム試験機の中に置いて２０，０００サイクルを加えた。裏地からのタフトストリングの分離は観察されなかった。もう１つの複製試料もまたＳｗｉｖｅｌ　Ｃａｓｔｅｒ試験機の中において２０，０００サイクルを加えた。裏地からのタフトストリングの分離は観察されなかった。
【０１３６】
　例９：超音波を使用せず粘着性ゴム裏地にタフトストリングを埋め込んで作製したマットプレフォーム
　成形して完成品マットにするために適したカーペットマットプレフォームを次の方法で製造した。まず、タフトストリングを、（図１０におけるようなタフトストリング成形モジュールにおけるように）四角マンドレルの上で、ＤＲＥＦ機械で作製したナイロンステープルシースとガラスコアから成るシース／コアストランドに取り付けたナイロンＢＦＣ１５４６ｄｔｅｘ（１４０５デニール）糸から９．１ｍ／分（１０ｙｐｍ）の速度で形成した。
【０１３７】
　糸供給品は、Ｅ．Ｉ．ｄｕ　Ｐｏｎｔ　ｄｅ　Ｎｅｍｏｕｒｓ　ａｎｄ　Ｃｏｍｐａｎｙ製の１５４６ｄｔｅｘ（１４０５デニール）ＢＣＦ単一メーカー着色糸である２本の素糸で、３０９１全ｄｔｅｘ（２８１０デニール）であった。ＤＲＥＦストランドは、１５４６ｄｔｅｘ（１４５０デニール）連続ガラス繊維のガラスマルチフィラメントコアと３．３ｄｔｅｘ／ｆ（３．０ｄｐｆ）ナイロン６６／ＭＰＭＤ共重合体のステープルファイバシースから構成され、全シースｄｔｅｘは１８１５（デニールは１６５０）であり、個々のフィラメントは３．３ｄｔｅｘ（３ｄｐｆ）で４５ｍｍ（１．７７インチ）の一定長に切ったものであった。ＤＲＥＦストランドの全ｄｔｅｘ（デニール）は３４１０（３１００）であった。
【０１３８】
　タフトストリングを本特許の本文に説明したように四角マンドレルの上に形成し、中心をずらすようにカッタを移動させることにより２つの対向するコーナーで６．４ｍｍ（１／４インチ）のパイル高さに切って、各々が１．９ｇ／ｍ（１．７ｇ／ヤード）の全重量を有する２本のタフトストリングを作り出した。残りのコーナーからの２本のタフトストリングは、この試験には適さない長いパイル高さを有し、これらは廃棄された。タフトストリング上のパイルは２つの連続列に分散し、またストランドは交錯するフィラメントによって遮られない列の間にはっきり現われることが認められた。各列のフィラメントはストランドの基面から１０度と８０度の間の角度で分散し、明確な緩く絡み合った２つの列を形成した。
【０１３９】
　成形ゴム裏付けマット用のプレフォームを次の方法で形成した。クレー充填物が約６０％、カーボンブラック５％、ナフタレニックオイル１０％、およびＳＢＲゴム２５％の組成を有する厚さ１．５２ｍｍ（６０ミル）の未硬化ＳＢＲゴムを、図６におけるシリンダ８２に類似の周辺長９１ｃｍ（３６インチ）で長さ９１ｃｍ（３６インチ）の鋼製シリンダの上に取り付けた。両面接着テープを使用して、未硬化ゴムをロールに縁部でシートに沿った間隔で固定した。
【０１４０】
　上記の接着工程から得たタフトストリングを缶の中に入れて、翌日使用するために一昼夜保存した。それから、このストリングの素糸をいくかの簡単なｚ経路ガイドに通して僅かな逆張力を作り出し、それからストランドに圧力をかけるブレードガイドの下に通した。ブレードガイドはそのベースにおいて厚さが２．５４ｍｍ（１００ミル）であり、ベースにガイド溝を有し、ブレードのベースの上を中心としたガイド溝の半径は０．６４ｍｍ（２５ミル）であり、深さは０．６４ｍｍ（２５ミル）であった。ブレードは２５．４ｍｍ（１インチ）の長さであり、入口縁における曲率半径は２５．４ｍｍ（１インチ）であった。ガイドブレードの中心は、タフトストリングがガイドの下を通過するときにタフトストリングのベースがゴムの中に埋め込まれるように、ストランドの上にあった。ゴムの厚さは１．５２ｍｍ（６０ミル）であった。埋め込みガイドはシリンダ表面から１．２７ｍｍ（５０ミル）の距離に固定されて、タフトストリングベースをゴムの中へ０．２５ｍｍ（１０ミル）埋め込む初期埋め込みを達成した。この方法でゴムの中へ埋め込まれたタフトストリングは、ゴムに十分に貼り付いて、インチ当り８タフトストリングのゲージでゴムの上にタフトストリングの平行な列を連続して巻くことを可能にすることが認められた。また、タフトストリングをゴムの中へ引込めることによって外側パイル列が回転して多少直立し、これによってタフトストリング上の列の間の空間を小さくすることも認められた。これによってデフレクションガイドが、ブレードガイドによって次のパイル列を下に置く直前にパイル列を効率よくさらに直立させて、均一な直立パイル列を作り出した。この方法で、ゴムマットの全表面にパイル表面を敷いて取り付けた。さらに、タフトストリングの巻き取りを終えた後にパイル表面に水を噴霧し、ヒートガンを使用してパイル表面の水を蒸発させ、さらにパイル繊維の嵩を強化し、列の間の空間を実質的に除去した。これは、均一なパイル表面材料を作り出すと認められた。パイル表面を１点でシリンダの長さ全体にわたって切り、ゴムシートとパイルの表面をシリンダから取り除いた。タフトストリングとゴムとの付着部はシリンダからの除去においても無傷のままで、このゴムとパイルの表面プレフォームを定盤プレスに正規の方法で運送できることが認められた。図２３は、未硬化ゴム裏地５８２に取り付けられたタフトストリング４１を有する、上記のようなプレフォームを示す。
【０１４１】
　このパイルで覆った未硬化ゴム裏地の９２９平方センチメートル（１平方フィート）切片を油圧プレスの定盤の間に置き、下定盤を１６０℃に加熱し、２５．４ｍｍ（１インチ）毎の中心に２．５ｍｍ（０．１インチ）直径のニブ穴を配したパターンを含めた。上定盤は室温に保った。３５２，０００ｋｇ／ｍ2（５００ｐｓｉ）の圧力を２０分間ゴムとパイルの製品に加え、その後定盤を開いてマット製品を取り出した。タフトストリングはゴムによく付着し、またパイル表面に発生するゴムの滲みはないことが認められた。
【０１４２】
　図２３はまた上に説明したような硬化カーペットマット（５８４）も示すもので、今硬化された裏地（５８８）の底表面の中に成形されたニブ５８６（点線で示す）を有する。図２３はまた、超音波を使用してタフトストリングとゴム裏地を結合したプレフォームと例８の完成マットも示す。
【０１４３】
　図２４は、図２３に示すような例９のカーペットマットプレフォーム／完成カーペットの変形を示す。プレフォーム／完成マット５９０は、タフトストリングに直角に挿入された補強ストランド５９２を有する。これらの補強ストランド５９２は、タフトストリングストランド４５と同じ材料で作製することができる。これらを、タフトストリングを適所に押し込む前に裏地の粘着性表面に加える。補強ストランドは、タフトストリングに直角方向の裏地の強度を増加して、タフトストリングの方向に荷重を支えるタフトストリングストランドを有する完成マットの荷重支持強度の釣合いを取る。
【０１４４】
　図２５は、成形作業において延伸加工を意図しないカーペットマットの別の変形を示す。これは、Ｋｅｌｄａｘ（登録商標）５９６とＢｙｎｅｌ（登録商標）付着層５９８の複合物から成る裏地基布５９４に結合されたタフトストリング４１である。タフトストリングストランドはシース／コア構造であり、ガラス繊維マルチフィラメントのコアを含むことが好ましい。これは複合裏地を図６のシリンダ８２に取り付けて、超音波を使用してタフトストリングを裏地の付着性表面に取り付けて、図２５に示すプレフォームを作製することができよう。それから、Ｋｅｌｄａｘはゴムの場合のような硬化を必要としないので、プレフォームを例８に述べたものと類似のプレスの中に一時的に短時間置く。プレスの熱と圧力は付着性Ｂｙｎｅｌ層を軟化させ、さらに、タフトストリングと裏地の間の取付け強度を向上させる裏地基布にタフトストリングを埋め込む。
【０１４５】
　図２６は、成形作業において延伸加工を意図しないカーペットマットの別の変形を示す。これは、熱可塑性シート材料６００を含む裏地基布にまず取り付けられたタフトストリング４１を含み、熱可塑性シート材料６００は補強繊維とタフトストリング４１に面する付着性薄膜を含むことができる。タフトストリングストランド４５は、ガラス繊維のコア６０２を有するシース／コア構造であることが好ましい。このシート材料６００は従来のタフトカーペット一次裏地材料から構成することができ、または引用によってここに組み込んだ特許文献１５（Ｐｅａｒｌｍａｎ）に記載の特別のタフトストリングカーペット裏地材料から構成することもできる。Ｐｅａｒｌｍａｎの特許の裏地は、ガラス繊維スクリムの上側と下側に付着させた不接着不織布ナイロンシート層の複合構造体から構成される。それから、このタフトストリングとシート材料の副集成物を、Ｂｙｎｅｌ（登録商標）の付着層６０９で被覆されたＫｅｌｄａｘ（登録商標）の副裏地６０４に貼り合わせる。カーペットアセンブリを定盤プレスの中に置いて、アセンブリが確実に一体化するまで加熱する。これによって、著しく強くて安定しているマットが生産されるが、図２３、２４、２５のマットよりも生産コストは高い。
【０１４６】
　図２７は、タフトストリングの巻かれたパッケージ５５２の拡大した部分を示す。意外にも、タフトストリング４１を、パイル糸の撚りまたは破損なしに、Ｌｅｅｓｏｎａ　Ｃｏｒｐ．製などの従来の糸巻取り機によって導きパッケージ表面の上に置くことができる。またタフトストリングをパッケージから巻き戻して、きれいな外観を有するカーペットを作製するために使用することができる。これは、低い張力（約１００グラム）の下でパッケージ巻取り軸に直角な規準線５５６から測定された小さな捩れ角５５４で巻き取ることによって可能である。捩れ角５５４はプラスまたはマイナス１０から３０（±１０〜３０）度であることが好ましい。モノリシックパイル構造は撚りに耐える捩り安定性を提供し、交差部において、および巻き戻し中にフィラメントを一緒に保つ。図は、ストランド４５は外側に面し、タフトストリングのベース領域は内側に面して巻き付けられたタフトストリングを示す。列６１６、６１８におけるフィラメントの実質的な部分はパッケージ表面５５８にほぼ平行に向いているので、ストランドはアクセス可能のままである。従来のトラバースとガイドを使用してパッケージ上でタフトストリングをガイドする。ストランドは内側に面し、タフトストリングのベース領域は外側に面して、タフトストリングを巻き付けることもできる。この配向では、ストランドの張力がパイル列を偏平にする傾向があるので、各列のフィラメントの大部分はパッケージ表面にほぼ平行に配列される。
【０１４７】
　図２８は、本発明による独特のタフトストリング構造である。これは、タフトストリング４１と４１ａが裏地基布の上でそれぞれ０度と９０℃に配置されているカーペット構造５６０である。この結果、カーペットの上にパイル糸の「ハチの巣」パターンが生じ、このパターンは、パイル糸のリッジ５６６の間にくぼみ５６２と谷５６４を持った三次元表面を有する。この構造はカーペットの上に作製され、まずシリンダ８２の上に裏地基布を置き、それから第１タフトストリングをらせん状に巻いて、約１２．７ｍｍ（１／２インチ）の広いピッチで超音波を使用して裏地に接着することによって、図６におけるモジュール７３を形成する。それから裏地をシリンダから切り離して再配向するので、タフトストリングはシリンダ８２の軸に沿って配置される。それから第２タフトストリングを約１２．７ｍｍ（１／２インチ）のピッチでらせん状に巻いて、超音波を使用して裏地と第１タフトストリングに接着し、ここで２つのタフトストリングが交差する。これと同じパターンはまた、単一タフトストリングを約４５度の捩れ角でらせん状にシリンダ８２に沿って前後に巻いて、両捩れ方向においてタフトストリングが１２．７ｍｍ（１／２インチ）毎にすべてできるまで、タフトストリング被覆物を構築することによって作製することもできる。この方式で、模様のバイアスをシリンダ軸と整列させる。捩れ角をプラスまたはマイナス２０（±２０）度変えて、タフトストリングが０度と９０度以外の角度をなすパターンを作ることもできる。一般にパイル製品は、複数の交差するタフトストリング列として配置され、これらを次の方法で裏地基布に取り付けることによってパイル表面構造を形成することができる。
【０１４８】
　第１群のタフトストリングを、センチメートル当り１．６タフトストリング（インチ当り４タフトストリング）より小さなピッチで離間した第１平行列として配置し、裏地基布に取り付け、ストランドへの取り付け点における糸は裏地基布に取り付けられ、パイルは裏地基布から離間したパイル表面を作るために配置されたフィラメントを形成し、
　第２群のタフトストリングを、センチメートル当り１．６タフトストリング（インチ当り４タフトストリング）より小さなピッチで第１平行列を横切る第２平行列として配置し、裏地基布に、また第１平行列として配置された第１群のタフトストリングに取り付け、ストランドへの取り付け点における糸は裏地基布に取り付けられ、パイルは裏地基布から離間したパイル表面を作るために配置されたフィラメントを形成し、
　これによって、ハチの巣パターンが、第１平行列と第２平行列の間の交差部近くに形成された複数のくぼみによってパイル表面に生成される。ピッチはタフトストリング上におけるパイル糸の嵩高さと長さに応じて変わることができるので、パイルは実質的に裏地基布を覆う。センチメートル当り約０．３タフトストリング（インチ当り０．７５タフトストリング）が、従来の自動車用パイルのための実用的な最低ピッチである。
【０１４９】
　図２８では、０度の方向におけるタフトストリング４１用のタフトストリングストランドは暗い線として現われており、同様に９０度の方向におけるタフトストリング４１ａ用のタフトストリングストランドも暗い線として現われている。これらは三次元における谷の領域５６４である。三次元では、くぼみ５６２は、タフトストリング４１と４１ａ用のタフトストリングストランドが交差したところで、これらは暗いスポットとして現われている。パターンの明るい領域は、１つのタフトストリングの列１１６（認識できず）が隣接タフトストリングの列１１８（認識できず）と混ざるときに、隣接するタフトストリングからのパイル糸が共に混ざり合う所である。このような三次元カーペット構造は、興味あるパターンを表示するほかに、くぼみ領域におけるごみを捕えて隠し、または谷領域の液体を導き出すために機能できる。
【０１５０】
　未硬化ゴムの裏地基布の上にカーペットマットを作製するときに、未硬化ゴムは弾性でありすぎ、これをシリンダ８２の上に縁部にだけ貼り付けたテープによって確実に保持することができないという問題もときにはある。圧力を加えてタフトストリングを裏地に埋め込むとき、裏地は伸びてガイドツール（付勢されていない超音波ホーン）の背後で波しわが形成される。この問題はいくつかの方法で解決することができる。１つの方法は、両面接着テープを貼り付けてシリンダの表面を実質的に覆い、裏地をテープに貼り付けることである。これは組み立てられたカーペットをシリンダからきれいに取り出すという問題があり、テープを頻繁に取り替えなければならない。もう１つの方法は、シリンダに多孔性表面を備え、多孔性表面に真空を適用することである。裏地を多孔性表面に当てると、裏地は真空によって確実に保持されることになる。これはうまく働くが、シリンダを製造して真空源を連続的に作動させるためには高い費用がかかることになる。
【０１５１】
　第３の解決法は図２１を参照して議論するが、これは、未硬化ゴムの裏地５６８をシリンダ８２の上に置き、次いで裏地の表面の上に保持コード５７０をらせん状に巻き付けることを含む。コード５７０を第１回転方向５７２に望みのタフトストリングピッチと同じピッチで巻き付ける。それからタフトストリング４１を裏地５６８の上に、保持コード５７０の方向とは逆の第２回転方向５７４にらせん状に巻き付ける。タフトストリング４１を裏地５６８上で５７６の方向に巻き付けるので、保持コード５７０は、タフトストリング４１の直前において、５７８の方向で、裏地５６８からほどかれ、このため、コード５７０はタフトストリングの配置を妨げない。裏地の上にまだ残っているコード５７０´はタフトストリングを置く位置に十分に近いので、裏地はまだ確実に保持され、裏地の波しわまたは伸びは発生しない。
【０１５２】
　タフトストリングを、保持用コードの経路から離間した裏地上の所定経路に置くことができ、または、タフトストリングは保持コードの経路をたどることもできる。保持コードは、ピッチがタフトストリングのピッチと同じである限り、裏地の正確な経路に置く必要はない。保持コードを正確に置く場合には、タフトストリングを保持コードから離間し、保持コードはタフトストリングがすべて裏地に接着されるまで裏地上の適所に残される。次いで、保持コードはタフトストリングの間から除去されうるか、または、保持コードは粘着性の未硬化ゴムの表面により適所に保持されたままとなっていてもよい。適所に残っている場合には、これは裏地の補強に役立つ。裏地をタフトストリングに対してある角度の方向に補強したい場合には、保持ストランドを、タフトストリングの配列と交差するらせん配列の形に巻いて、タフトストリングを保持ストランドと交差させて接着することになる。
【図面の簡単な説明】
【０１５３】
　本発明は、添付図面に則して行う下記の詳細な説明から一層完全に理解されるであろう。
【図１】従来技術における周知の自動車用カーペットを示す図である。
【図２Ａ】本発明の自動車用カーペットに有用なタフトストリングを示す図である。
【図２Ｂ】本発明の自動車用カーペットに有用なタフトストリングを示す図である。
【図２Ｃ】本発明の自動車用カーペットに有用なタフトストリングを示す図である。
【図２Ｄ】図２Ａに示すタフトストリングのさまざまな特徴の幾何学的関係を示す拡大線図である。
【図３Ａ】自動車用タフトストリングカーペット構造体の実施形態を示す等角図である。
【図３Ｂ】タフトストリングの裏地への取り付けを示す拡大図である。
【図４】自動車用成形カーペット構造体の一部の等角図である。
【図５】１本のタフトストリングを作成するタフトストリング形成装置の等角図である。
【図６】タフトストリングカーペット形成システムの立面図である。
【図７】タフトストリングカーペット形成システムの一部分の等角図である。
【図８】カーペット形成システムの別の一部の等角図である。
【図９】タフトストリングカーペットの一部の端面図である。
【図１０】４本のタフトストリングの作製を示すタフトストリング形成装置の別の実施形態の立面図である。
【図１１】超音波接着モジュールの等角図である。
【図１２】タフトストリング形成マンドレルを部分的に断面で示した図である。
【図１３】図１２の線１３−１３に沿って取ったマンドレルの端部の拡大断面図である。
【図１４Ａ】図１２のマンドレルによって有用な超音波ホーンの前面図、断面図、および側面図である。
【図１４Ｂ】図１２のマンドレルによって有用な超音波ホーンの前面図、断面図、および側面図である。
【図１４Ｃ】図１２のマンドレルによって有用な超音波ホーンの前面図、断面図、および側面図である。
【図１５Ａ】マンドレル上において糸を切るためのカッタの断面図である。
【図１５Ｂ】図１５Ａに示すマンドレル隅部における溝の詳細拡大断面図である。
【図１５Ｃ】図１５Ａに示すブレードの切削刃の拡大図である。
【図１６】図１５Ａに示すマンドレルと嵌合した２つのカッタの拡大断面図である。
【図１７Ａ】それぞれ、裏地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ためのガイドの立面図および平面図である。
【図１７Ｂ】それぞれ、裏地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ためのガイドの立面図および平面図である。
【図１８Ａ】裏地材料の上側からタフトストリングを接着するために有用な超音波ホーンのさまざまな図である。
【図１８Ｂ】裏地材料の上側からタフトストリングを接着するために有用な超音波ホーンのさまざまな図である。
【図１８Ｃ】裏地材料の上側からタフトストリングを接着するために有用な超音波ホーンのさまざまな図である。
【図１８Ｄ】裏地材料の上側からタフトストリングを接着するために有用な超音波ホーンのさまざまな図である。
【図１８Ｅ】裏地材料の上側からタフトストリングを接着するために有用な超音波ホーンのさまざまな図である。
【図１９】１２本のタフトストリングを作製するための別のタフトストリング接着装置の等角図である。
【図２０Ａ】マンドレルを使用してさまざまなパイル高さを作製するためのさまざまな配置を示すマンドレルの各概略断面図である。
【図２０Ｂ】マンドレルを使用してさまざまなパイル高さを作製するためのさまざまな配置を示すマンドレルの各概略断面図である。
【図２０Ｃ】マンドレルを使用してさまざまなパイル高さを作製するためのさまざまな配置を示すマンドレルの各概略断面図である。
【図２１】シリンダの上に裏地を保持するための代替方法を示す図６のシリンダの概略側面図である。
【図２２】図３のタフトストリングカーペットの代替実施形態を示す図である。
【図２３】ゴム基布から成る裏地を有するタフトストリングカーペットマットを示す図である。
【図２４】交差方向の補強ストランドを有する図２３のマットを示す図である。
【図２５】接着剤で覆われたＫｅｌｄａｘ基布から成る裏地を有するタフトストリングカーペットマットを示す図である。
【図２６】接着剤で覆われたＫｅｌｄａｘ基布に積層された薄い裏地に取り付けられたタフトストリングを有するタフトストリングマットを示す図である。
【図２７】巻かれたタフトストリングパッケージの部分側面図である。
【図２８】裏地の上に０度〜９０度で配向されたタフトストリングによって作製されたタフトストリングカーペットの一部分の平面図である。
【符号の説明】
【０１５４】
４１　　細長いパイル製品
４５　　支持ストランド
４７　　ストランド表面
４９　　フィラメント
６０８　　周囲領域
６１０　　ストランドベース
６１６、６１８　　離間したパイル列
６２０　　ベース領域
６２２　　密な領域
６３０、６４６　　下側フィラメント平面
６４０、６５６　　上側フィラメント平面
６６０、６６２　　ガイド溝
６６４　　ガイドリッジ
【図１】
2004003119.tif 000004
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
2004003119.tif 000007
【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2004003119.tif 000015
【図９】
2004003119.tif 000016
【図１０】
2004003119.tif 000017
【図１１】
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【図１２】
2004003119.tif 000019
【図１３】
2004003119.tif 000020
【図１４Ａ】
2004003119.tif 000021
【図１４Ｂ】
2004003119.tif 000022
【図１４Ｃ】
2004003119.tif 000023
【図１５Ａ】
2004003119.tif 000024
【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１８Ｄ】
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【図１８Ｅ】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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