PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69517590T2 08.03.2001
EP-Veröffentlichungsnummer 0778903
Titel VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR HERSTELLUNG EINES POLARTIKELS UND DIE HERGESTELLTEN PRODUKTE
Anmelder E.I. du Pont de Nemours and Co., Wilmington, Del., US
Erfinder GORRIE, Joseph Edward, Klingerstown, US;
MOKHTAR, Ahmed M., Laquey, US;
POPPER, Peter, Wilmington, US;
SASSANO, Elizabeth Mary, West Chester, US;
WALKER, William Charles, Wilmington, US;
YNGVE, Paul Wesley, Chapin, US
Vertreter derzeit kein Vertreter bestellt
DE-Aktenzeichen 69517590
Vertragsstaaten CH, DE, ES, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 30.08.1995
EP-Aktenzeichen 959302993
WO-Anmeldetag 30.08.1995
PCT-Aktenzeichen US9510933
WO-Veröffentlichungsnummer 9606965
WO-Veröffentlichungsdatum 07.03.1996
EP-Offenlegungsdatum 18.06.1997
EP date of grant 21.06.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.03.2001
IPC-Hauptklasse D04D 5/00
IPC-Nebenklasse D04G 3/00   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft Langflorerzeugnisse, die als textiler Fußboden- und Wandbelag geeignet sind, wenn sie mit anderen Langflorerzeugnissen ausgerichtet und auf einem Teppichgrundsubstrat befestigt werden, um eine Floroberflächenstruktur zu bilden, und sie betrifft Verfahren zur Herstellung eines Langflorerzeugnisses und ein Dornsystem, das in dem Verfahren zur Herstellung des Erzeugnisses von Nutzen ist.

Diese Erfindung ist eine Verbesserung gegenüber der Erfindung von US-A-5472762, die eine Verbesserung gegenüber vorhandenen Langflorerzeugnissen und Verfahren zu ihrer Herstellung darstellt.

Herkömmlicherweise sind Langflorerzeugnisse für den Einsatz als Chenille-Garne, als textile Wetterabdichtung hergestellt oder als Teil eines teppichgroßen x-y-Schemas von Stützsträhnen und Florfäden ausgeführt worden, das als fertiger Teppich aus dem Verfahren hervorgeht. Die Chenille-Garne eignen sich nicht besonders für die Konfektionierung zu einer Teppichstruktur, wenn nicht ein zeitraubender, kostspieliger Webvorgang ausgeführt wird. Erzeugnisse zur Wetterabdichtung weisen keine einzelnen Bündel von Hohlprofilfäden längs eines Strähns auf und sind nicht so aufgebaut, daß sie durch ein Verfahren unter Verwendung einer kontinuierlichen Garnquelle hergestellt werden können, und sie sind nicht mit einem schmalen Strähn für eine kompakte Nebeneinanderanordnung aufgebaut. Bei dem Verfahren mit dem teppichgroßen x-y-Schema handelt es sich um ein komplexes Verfahren, bei dem es schwierig ist, die Verarbeitungsspannung und die Bindungsqualität der einzelnen Florerzeugnisse zu kontrollieren, und mit diesem werden keine Florerzeugnisse hergestellt, die in einem Teppich eingesetzt werden, um eine große Dichte von Flornoppen/Quadratzoll zu erreichen. Die Strähnbreite und der Abstand des Garnes auf dem Strähn sind im Vergleich zum Durchmesser des eingesetzten Garnbündels groß. Außerdem eignet sich das Verfahren nicht besonders für die Herstellung eines Zwischenerzeugnisses mit hochstehendem Flor, das verpackt und als Ausgangsmaterial an Teppichhersteller verkauft werden kann. Bei Florerzeugnissen, die nach dem x-y-Schema-Verfahren hergestellt werden, wird in der Regel ein Kleber eingesetzt, um das Garn am Stützsträhn und das Florerzeugnis am Teppichgrund zu befestigen, wodurch der Struktur eine weitere Polymerkomponente hinzugefügt wird, was umständlich ist, schwierig in der Verarbeitung ist und Probleme aufwirft, wenn die Ausgangsmaterialien des Erzeugnisses nach der Nutzung recycelt werden sollen.

US-A-5472762, die WO-A 9419521 entspricht, die den bekannten technischen Stand im Sinne von Artikel 54(3) EPC darstellt, legt ein preiswertes Langflorerzeugnis offen, das Garnbündel umfaßt, die in großer Dichte längs eines langgestreckten Strähns angeordnet sind. Das Erzeugnis kann nach einem einfachen, billigen Verfahren hergestellt werden, bei dem das Garn über einen Dorn gewickelt wird, der den Strähn führt, und ein durch Ultraschall erregtes Horn dafür eingesetzt wird, das Garn kontinuierlich zu verdichten und an dem Strähn zu befestigen. Dieses Produkt umfaßt ein Florfadenerzeugnis oder ein Schlingenflorerzeugnis, bei dem jedem Strähn eine einzelne Reihe von Schlingen zugeordnet ist. Das Langflorerzeugnis kann für die spätere Verwendung getrennt verpackt werden oder direkt als Ausgangsmaterial für die Kombination mit einem Teppichgrundsubstrat eingesetzt werden, um eine Floroberflächenstruktur herzustellen. (Das Wort "Reihe" wird im allgemeinen Sinn und so verwendet, wie das auf (Orig.-) S. 26, Zeile 24 und folgende, ausgeführt wird.)

Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen formuliert ist, ist darauf gerichtet, das Problem der Bereitstellung eines Schlingenflor-Herstellungsverfahrens und eines Produktes zur Herstellung eines Langflor-Schlingenproduktes von größerer Dichte und insbesondere eines Produktes zu lösen, bei dem jedem Strähn mehr als eine Reihe von Schlingen zugeordnet ist. Sie ist außerdem darauf gerichtet, ein Schlingenflor-Herstellungsverfahren bereitzustellen, das leicht variiert werden kann, um die Höhe der Schlingen zu ändern, und sie ist darauf gerichtet, ein Schlingenflor-Herstellungsverfahren und ein Produkt für spezielle Schlingenflorerzeugnisse bereitzustellen.

Das Florerzeugnis dieser Erfindung umfaßt eine Vielzahl von Fäden, die Endlosfäden umfassen, die an einem Stützsträhn angebracht sind, bei dem jedes Garn die Form eines Paares von Schlingen hat, die an dem Strähn verklebt sind, wobei sich auf jeder Seite des Strähns eine Schlinge des Paares befindet. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel haben die Schlingen auf einer Seite des Strähns eine andere Länge als die Schlingen auf der anderen Seite des Strähns. Bei noch einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein Schlingenflorerzeugnis aus Zwirn hergestellt, der sich nach der Schlingenbildung zusammenfacht, um auf jeder Seite des Strähns ein Paar gefachter Schlingen zu bilden. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel werden einige der Schlingenpaare aufgeschnitten, wodurch einige der Fäden auf dem Tuftsträhn ein Schlingenpaar mit jeweils einer Schlinge auf jeder Seite des Strähns aufweisen und einige der Fäden aufgeschnittene Flornoppen aufweisen. Bei noch einem anderen Ausführungsbeispiel weist das Garn eine Vielzahl von Strähnen auf, wobei sich wenigstens ein Strähn zur Erzielung einer speziellen visuellen Wirkung von den anderen unterscheidet, so beispielsweise, wenn verschiedenfarbige Strähne eingesetzt werden und bei der Herstellung des Erzeugnisses ein geringes Maß an Drehung auftritt, so das verschiedene Farben in paarweisen Schlingen verschwinden und wieder auftauchen.

Die Erfindung sieht auch eine Floroberflächenstruktur ähnlich der Floroberflächenstruktur von US- A-5472762 vor, mit der Ausnahme, daß die Florerzeugnisse, die auf einen Teppichgrund aufgebracht werden, um einen Florteppich herzustellen, die neuartigen Schlingenflorerzeugnisse dieser Erfindung sind.

Die Erfindung sieht auch ein Verfahren zur Herstellung eines Schlingenflorerzeugnisses vor, das folgende Schritte umfaßt: die Kontaktherstellung eines Stützsträhns mit einer Vielzahl von Endlosfäden umfassenden Garnen, bei dem jedes Garn ein Paar Schlingen mit jeweils einer Schlinge auf jeder Seite des Strähns umfaßt, die Biegung der Garne über dem Strähn und das Verkleben der Endlosfäden jedes Garnes an der Stelle, wo sie den Strähn berühren, um einen dichten Abschnitt in dem Garn zu bilden, dessen Endlosfäden miteinander und mit dem Strähn verklebt sind.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt das Verfahren folgendes: die Zuführung eines kontinuierlichen Garnes, das Endlosfäden umfaßt, unter Spannung zu einer Exzenterführung, die Drehung der Führung zum Wickeln des Garnes um eine Gabel, um Schlingen des Garnes zu bilden, wobei die Gabel eine Vielzahl von Zinken mit einem stützfreien Ende hat, die Anordnung der Zinken auf den Seiten eines Dorns, wobei sich auf dem Dorn zwischen den Zinken ein länglicher Grat befindet, die Zuführung eines Trägersträhns für die Schlingen längs des Dorns und die Führung des Trägersträhns längs des Grates zwischen den Schlingen und dem feststehenden Dorn, wobei der Trägersträhn wahlweise der Stützsträhn ist, wenn der Stützsträhn zwischen den Schlingen und dem feststehenden Dorn angeordnet ist, den Transport der Schlingen unter Verklebemittel, die mit dem Grat und dem Stützsträhn ausgerichtet sind, durch Antreiben des Trägersträhns längs des Grates des feststehenden Dorns, das Biegen der Schlingen über dem Grat, das Verkleben der Endlosfäden in dem Garn miteinander und mit dem Stützsträhn während des Biegens über dem Grat, um ein Schlingenflorerzeugnis zu bilden, die Vorvärtsbewegung der verklebten Schlingen weg vom freien Ende der Zinken und die Vorwärtsbewegung des Florerzeugnisses weg vom Dorn.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung des Verfahrens zur Herstellung eines Langflorerzeugnisses,

Fig. 2A, 2B und 2C sind perspektivische und unterschiedliche Seitenansichten eines Langflorerzeugnisses mit aufgeschnittenen Florgarnen,

Fig. 3A und 3B sind Seitenansichten eines alternativen Ausführungsbeispiels des Florerzeugnisses von Fig. 2B bzw. 2C,

Fig. 4 ist eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Teppichs aus dem Langflorerzeugnis, das einen aufgeschnittenen oder Schlingenflor hat,

Fig. 5 ist eine schematische Draufsicht eines Schlingenflor-Langflorerzeugnisses,

Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht des Schlingenflor-Langflorerzeugnisses von Fig. 5,

Fig. 7 ist eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung des Schlingenflorerzeugnisses von Fig. 6,

Fig. 8 ist eine Seitenansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels des Schlingenflorerzeugnisses von Fig. 6, und

Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht eines anderen Ausführungsbeispiels des Schlingenflor- Langflorerzeugnisses.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN

Das Verfahren und das Produkt, die in US-A-5472762 beschrieben werden, sind in vielerlei Hinsicht denen der vorliegenden Erfindung ähnlich, vor allem in der Art des Einsatzes eines Garnwicklers, eines als Ultraschallamboß wirkenden Dorns, eines Trägersträhns und eines Stützsträhns und in den Einzelheiten der Verklebung zwischen dem Garn und dem Stützsträhn. Die Art der Einsatzes eines Tuftsträhns und dessen Befestigung an einem Teppichgrund ist die gleiche, unabhängig davon, ob es sich um die Tuftsträhne in US-A-5472762 oder die verbesserten Schlingenflor-Tuftsträhne dieser Erfindung handelt. Da viele der Konzeptionen und die Sprache zur Beschreibung dieser Erfindung die gleichen wie die in US-A-5472762 sind, ist es notwendig, unten auf Fig. 1 bis 3 und Fig. 7 Bezug zu nehmen, die den Tuftsträhn und den Teppich aus US-A-5472762 beschreiben.

Es wird auf Fig. 1 Bezug genommen, ein Garn 20 wird von einer Quelle bei 22 durch eine Spannvorrichtung 24 in das Verfahren eingeführt. Das Garn kann im typischen Fall ein multifiles, gekräuseltes, zwirngedrehtes Hohlprofilgarn sein, das thermofixiert worden ist, um die Mehrfachdrehung aufrechtzuerhalten. Das Garn ist ein thermoplastisches Polymer, wie beispielsweise Nylon, Polypropylen usw. Das Garn kann aus einer oder mehreren zwirngedrehten Längen bestehen, gezeigt werden zwei Längen. Das Garn 20 wird durch ein hohles Führungsrohr 26 geführt, das um seine Mitte gedreht wird. Die Rohrleitung ist gebogen, um das Garn zu einer Position unter 28 zu führen, die in Radialrichtung gegenüber der Rotationsmitte verschoben ist. An der Rotationsmitte wird ein Dorn 30 getragen und durch eine feststehende Auflage 29 stationär gehalten und nimmt das Garn auf, das um den Dorn gewickelt wird, wenn es bei 28 aus der Rohrleitung zugeführt wird. Beim Durchgang durch die rotierende Rohrleitung kann dem Garn eine leichte Verdrehung mitgegeben werden, so daß beim Einsatz von zwei Strähnen als Garnquelle die Strähne eine Windung mit geringem Abstand zueinander aufweisen, wenn sie die Rohrleitung bei 28 verlassen.

Ein Stützsträhn 32 wird bei 34 in den Dorn und durch einen Durchgang 36 im Dorn zugeführt. Der Strähn tritt bei 38 aus dem Durchgang aus, wo er längs eines Grates 40 zur Außenseite des Dorns geführt wird. Der Dorn kann zwei, drei, vier oder mehr solcher Grate haben, an denen das Garn, das sich auf den Dorn wickelt, an einem eingeschlossenen Winkel zwischen 0 und 180º, vorzugsweise von weniger als 90º, gebogen wird. Es kann ein sternförmiger Dorn mit Mitteln zur Führung des Garnes zwischen den Spitzen nach unten eingesetzt werden, um mehr als vier Grate bereitzustellen, wobei das Garn um weniger als 90º um den Grat gebogen wird. Das Garn 20 wird über den Strähn 32 gewickelt, der durch die Aufwickelvorrichtung 41 längs des Dorns gezogen wird. Zusätzliche Strähne oder Garnträger, wie beispielsweise 134 und 136, die durch eine motorgetriebene Riemenscheine 135 angetrieben werden, werden dafür genutzt, das Garn längs der anderen Grate des Dorns zu transportieren. Für die kontrollierte, gleichmäßige Garnbewegung ist es wichtig, daß derartige Mittel für den Transport des Garns längs jedes Grates des Dorns bereitgestellt werden. Das Garn wird unter einer gewissen Spannung gewickelt, so daß es sich dem Dorn anpaßt und für den Transport vor und nach dem Verkleben mit dem Strähn und den Trägern zum Reibungseingriff kommt. Ein Reibungseingriff mit dem Strähn, mit dem das Garn verklebt wird, ist nach dem Verkleben nicht erforderlich. Das gewickelte Garn und der Strähn bewegen sich gemeinsam längs des Dorns und unter das Ultraschallhorn 42, wo dem Garn genügend Energie mitgeteilt wird, so daß dieses verdichtet wird, die Multifilfäden miteinander verschmolzen werden und das Garn mit dem Stützsträhn verschmolzen wird. Wenn das Garn verklebt wird, während es um den Dorn gebogen wird, bleibt das Garn im Winkel des Dorns gebogen, wenn es abgenommen wird. Diese Biegung ist besonders ausgeprägt in den Bündel-Endlosfäden im Anschluß an die Klebestelle, die direkt gegen den Dorn gedrückt worden sind. Der Dorngrat 40 wirkt als Ultraschall-Amboßfläche. Das gewickelte Garn, das nun mit dem Strähn verklebt ist, bewegt sich längs Dorns weiter bis zur Schneidvorrichtung 44 (zwischen den Dorngraten 142 und 150 liegend und eingesetzt in einen Schlitz 47 für die Schneidvorrichtung im Dorn), die das Garn trennt, um einzelne Garnbündel mit gegenüberliegenden Enden zu bilden, wobei jedes Bündel zwischen den Enden am Strähn befestigt ist. Das geschnittene Bündel wird an einer Stelle auf dem Umfang des Strähns auf einer Seite des Strähns befestigt, und die Enden werden an einer Basis 73 in einem spitzen Winkel gebogen, um zwei Schenkel oder Flornoppen zu bilden. Der spitze Winkel wird im Verhältnis zu einer Bezugsebene 71 gemessen, welche die Stelle längs des Strähns tangiert, an der die Bündel angebracht sind. Das aufgeschnittene Garn wickelt sich zwischen den Graten 142 und 150 vom Dorn ab und erlaubt den Zugang der Dornauflage 29 zum Dorn und die Zuführung des Strähns 34, wie das ausgeführt worden ist. Damit ist das Langflorbasiserzeugnis oder der Tuftsträhn 45 von Fig. 1 fertig und kann auf eine Spule aufgewickelt, in einen Behälter eingepackt oder direkt einem anderen Teil einer Verarbeitungsanlage zugeführt werden.

Fig. 2A, 2B und 2C zeigen verschiedene Ansichten eines typischen Langflorerzeugnisses (eines Tuftsträhns) 45 der Erfindung. Fig. 2A zeigt eine Vielzahl von Bündeln des Garns 46, 48, 50 usw., die zu einer "U"-Form gebogen und an der Innenseite der U-Form an einem Stützsträhn 32 befestigt sind. Das Bündel ist gebogen, so daß ein Paar hochstehender Schenkel oder Flornoppen 52 und 54 für das Bündel 46 gebildet wird, wobei die Flornoppen an ihrer Basis 73 am Strähn 32 befestigt sind. Die aufgeschnittenen Enden 56 und 58 der Flornoppen 52 bzw. 54 fallen in eine gemeinsame Ebene mit den Enden der anderen Flornoppen, obwohl die Enden zur Erzielung verschiedener Spezialeffekte auch in unterschiedliche Ebenen fallen können.

Fig. 2B zeigt eine vergrößerte partielle Seitenansicht des Tuftsträhns von Fig. 2A, und Fig. 2C zeigt die Flornoppen von Fig. 2B nach unten gebogen, um den verklebten Bereich besser untersuchen zu können, beide Figuren zeigen Details des Verklebens des Bündels 46 mit dem Strähn 32. Das Bündel hat auf seiner Länge einen verdichteten Bereich von Multifilfäden 60, die einen dichten Abschnitt 62 mit untereinander verklebten Endlosfäden und gegenüberliegende Seitenabschnitte 64 und 66 mit Oberflächen- Endlosfäden, wie unter 68, haben, die in spitzen Winkeln 70a und 70b zur Bezugsebene 71 an der Basis der Flornoppen angeordnet sind. Die gegenüberliegenden Seitenabschnitte 64 und 66 liegen neben dem dichten Abschnitt und auf dessen beiden Seiten. Der dichte Abschnitt hat eine Breite 72, die der Breite 74 des Strähns 32 nahekommt, der dichte Abschnitt ist mit einem Oberflächenabschnitt 76 der Umfangsfläche des Strähns 32 verklebt. Die Breite des Strähns ist der Abstand quer zum Strähn, senkrecht zur Strähnlänge und parallel zur Bezugsebene 71.

Der Strähn wird in der bevorzugten Position gezeigt, die sich auf der Innenseite der U-Form befindet, aber der Strähn und die Bündel können auch so angebracht sein, daß sich der Strähn auf der Außenseite der U-Form befindet, wie das in Fig. 3A und 3B gezeigt wird. Die Eigenschaften des verklebten Bereichs bleiben dieselben wie die unter Bezugnahme auf Fig. 2B und 2C beschriebenen. Um das Langflorerzeugnis von Fig. 3A und 3B herzustellen, würden die Strähne 32, 134 und 136 als nicht an das Garn verklebte Trägersträhne eingesetzt, die aus einem Material mit einem höheren Schmelzpunkt als das Garn hergestellt werden (beispielsweise eine Kevlar®-Aramidfaser von Du Pont, die mit einem solchen Garn wie Nylon eingesetzt wird), und das Garn 20 würde um die Träger und den Dorn 30 gewickelt. Am Horn 42 würde ein Stützsträhn 32a auf das Garn aufgebracht und mit dem Garn verklebt. Das Horn hätte in der Oberfläche eine flache Rille, die mit dem Grat 40 ausgerichtet ist, um den Strähn während des Klebevorgangs zu führen.

Der verklebte Bereich des Bündels hat ein strukturelles Merkmal, das wichtig für die Wirkungsweise des Langflorerzeugnisses ist, wenn eine Vielzahl von diesen auf ein Teppichgrundsubstrat konfektioniert wird, um eine Floroberflächenstruktur oder einen Teppich zu bilden. Wenn auf die Flornoppe (den Schenkel) des Florerzeugnisses der Erfindung eine Kraft ausgeübt wird, bricht die Flornoppe am Rand der Verklebung mit dem Strähn, bevor der Tuftsträhn von dem Teppichgrundsubstrat abgezogen wird, d. h., das Bündel ist im Anschluß an jedes Ende des dichten Abschnitts 62 brüchig. Das ist gewollt, weil dadurch kein größerer Schaden an der Floroberflächenstruktur auftritt, wenn während der Benutzung eine einzelne Flornoppe herausgezogen wird, wie beispielsweise durch einen Staubsauger, ein Haustier, Kinderspielzeug oder dergleichen. Das Fehlen einer einzelnen Flornoppe im Teppich würde nicht bemerkt werden, das Herausreißen eines Abschnitts des Tuftsträhns durch den Bruch der Befestigung am Teppichgrund dagegen wäre sehr augenfällig und müßte rechtzeitig repariert werden, um weitere Schäden zu verhindern. Dieses Merkmal des Tuftsträhns der Erfindung wird durch ein entsprechendes Verkleben des Garnbündels 46 mit dem Strähn 32 am dichten Abschnitt 62 des verdichteten Bereich des Bündels erreicht. Wenn dieser Vorgang richtig ausgeführt wird, werden die Endlosfäden an den Rändern der Breite 72 des dichten Bereichs an einem brüchigen Abschnitt des Bündels an der Basis der Flornoppe ausgedünnt, wie beispielsweise unter 98 und 100, so daß die Festigkeit des brüchigen Abschnitts geringer als die Festigkeit des Bündels vor dem Verkleben ist. Es kann auch wünschenswert sein, daß nur eine einzelne Flornoppe vom Strähn abgezogen wird, statt das Bündel vom Strähn abzuziehen, wobei zwei Flornoppen entfernt würden. Wenn bei einem Tournaiteppich, der auf einer herkömmlichen Tufting-Maschine hergestellt worden ist, eine einzelne Flornoppe herausgezogen wird, werden zwei Flornoppen entfernt. Das kann bei einem Teppich auf Tuftsträhnbasis dadurch vermieden werden, daß die Festigkeit des brüchigen Abschnitts geringer als die Festigkeit der Verklebung zwischen dem Bündel und dem Strähn gewählt wird. Das heißt, die Zugfestigkeit des Bündels ist geringer als die Scher- oder Abziehfestigkeit der Verklebung zwischen dem Bündel und dem Strähn. Wenn ein Schenkel oder eine Flornoppe des Bündels herausgezogen wird, erfolgt der Ausfall durch Bruch an dem ausgedünnten, brüchigen Abschnitt an der Flornoppenbasis. Wenn die Klebestelle zu schwach ist, kann durch das Ziehen an einer einzelnen Flornoppe die Verklebung zwischen dem Bündel 46 und dem Strähn 32 brechen, und das ganze Bündel 46, einschließlich der beiden Flornoppen oder Schenkel 52 und 54, wird vom Strähn gelöst. Das wäre in der Floroberflächenstruktur stärker augenscheinlich als der Ausfall einer einzelnen Flornoppe. Wenn die Klebestelle zu fest ist und das Bündel keinen brüchigen Abschnitt aufweist, kann das Garnbündel, das um den Strähn gewickelt ist, beim Ziehen an einer Flornoppe als eine Einheit wirken, die möglicherweise den Tuftsträhn vom Teppichgrund abzieht.

Das Ultraschallkleben kann beispielsweise gesteuert werden durch Variieren der Ultraschallenergie, die dem Horn zugeführt wird, des Drucks zwischen dem Horn und dem Garn und der Zeit, während der ein Garnbündel unter dem Ultraschallhorn zusammengequetscht bleibt. Außerdem können auch andere Variable, wie beispielsweise die Form der Hornspitze, die Ultraschallfrequenz und der Zusatz von Ultraschallenergie-Kupplungsmitteln (Appreturen), gesteuert werden. Der Klebevorgang für ein gegebenes Garn kann variiert werden, um Verklebungen unterschiedlicher Dichte zu erzeugen, die eine unterschiedliche Stärke haben, um die gewünschte Brüchigkeit zu erreichen. Die Dichte des dichten Bereichs der Klebestelle kann sich der Dichte des Garnpolymers annähern, wenn die Endlosfäden durch die Wirkung des Ultraschallhorns eng zusammengequetscht und erhitzt werden. In einigen Fällen wurde festgestellt, daß das ausgewogene Gleichgewicht (zwischen der Festigkeit des brüchigen Abschnitts und der Klebefestigkeit zwischen Bündel und Strähn) erreicht wird, wenn an den Rändern des dichten Bereichs des Bündels auf der Seite, auf der dieses mit dem Ultraschallhorn in Kontakt kommt, eine Art "Polymergrat" oder "Polymertrümmer" sichtbar sind. Beispielsweise hatte ein zweilagiger, gezwirnter Strähn von 2750 dTex (2500 den) eine unter der Haftfestigkeit liegende Bruchfestigkeit, wenn das Verkleben mit einem Ultraschalltreiber bei einer Frequenz von 40 kHz und einer Amplitude von 0,025 bis 0,05 mm (1 bis 2 Mil) für die Dauer von etwa 1,0 s mit einer Kraft von etwa 22,6 N (5 Pounds) zwischen dem Horn und dem Garn erfolgte. Ein gut für diese Anwendung geeigneter Ultraschalltreiber ist eine Energiequelle der Dukane Corp., Modell 40A351, die 350 W bei 40 kHz bringen kann, verbunden mit einem Transducer der Dukane Corp., Modell 41C28. Eingesetzt werden kann auch ein Dukane-Verstärker (booster).

Am verdichteten Abschnitt des Bündels können auch andere Klebeverfahren als das Ultraschallkleben für das Verkleben der Endlosfäden untereinander und mit dem Strähn angewendet werden. Dabei kann es sich um das Lösungsmittelkleben oder das thermische Kleben mit beispielsweise einem Warmstab oder um eine Kombination aus Lösungsmittel-, Leitungs- und Ultraschallkleben handeln.

Ein Ausführungsbeispiel für die Herstellung eines Schlingenflor-Tuftsträhns wird schematisch in Fig. 5 gezeigt, wobei das Florgarn 20 in Schlingen über den Strähn 32 gelegt und über diesem angeordnet wird. Die Schlingen werden in einem Winkel über dem Strähn gebogen, und die Schlingen und das Garn werden unter ein Ultraschallhorn geführt, welches das gebogene Garn dort, wo die Schlingen den Strähn kreuzen, mit dem Strähn verklebt. Dadurch wird die Schlingenflor-Tuftsträhnstruktur aus Fig. 6 hergestellt, die hochstehende Schlingenflornoppen auf beiden Seiten des Strähns hat, wie beispielsweise das U-förmige Bündel, das ein Paar Schlingen 300 und 302 auf der rechten bzw. der linken Seite des Strähns 32 bildet. Das Garn an der Basis der U-förmigen, hochstehenden Schlingenflornoppen hat dieselben Eigenschaften wie die oben beschriebenen Florfaden-Tuftsträhnstrukturen, wie beispielsweise den verdichteten Bereich aus Multifilfäden, der einen dichten Abschnitt mit untereinander verklebten Endlosfäden und gegenüberliegende Seitenabschnitte hat, bei denen die Oberflächen-Endlosfäden einen spitzen Winkel zu einer Bezugsebene an der Basis der Flornoppen bilden. Beim Florfaden-Tuftsträhn wurde das Bündel durch den U-förmigen Abschnitt des Garns zwischen den aufgeschnittenen Enden von zwei miteinander verbundenen Flornoppen definiert. Beim Schlingenflor, bei dem keine aufgeschnittenen Enden vorhanden sind, wird das Bündel als der U-förmige Abschnitt des Garns definiert, der zwei nacheinander gebildete Schlingen umfaßt, bei denen der Stützsträhn zwischen den Schlingen befestigt ist. Beispielsweise werden zwei aufeinanderfolgende Schlingen gebildet, wenn das Garn um eine Umdrehung um eine schlingenbildende Vorrichtung, wie beispielsweise die unten behandelte Gabel, gewickelt wird.

Bei dem Florgarn, das für die Herstellung des Schlingenflorerzeugnisses von Fig. 6 eingesetzt wird, kann es sich um ein Stapelgarn oder ein zwirngedrehtes Garn oder ein Filzfasergarn oder ein kontinuierliches, gezwirntes Endlosfadengarn handeln. Wenn ein gezwirntes Garn mit mehreren Drehungen je Zoll eingesetzt wird, kann das Garn in den beiden Schenkeln einer einzelnen Schlingen zusammenfachen und die Drehungsenergie im Garn verringern. Eine solche "gefachte Schlingenstruktur" hätte das in Fig. 8 gezeigte Aussehen, wobei die Flornoppen 326 und 328 als Florfadennoppen, aber statt eines aufgeschnittenen Endes mit einer kleinen Schlinge wie unter 330 am oberen Ende erscheinen.

Fig. 4 veranschaulicht ein Verfahren zur Herstellung eines Teppichs unter Einsatz des Tuftsträhns der Erfindung. Eine Trommel 78 wird zur Drehung aufgestellt, wobei auf dieser ein Teppichgrundmaterial 80 angebracht ist, beispielsweise durch Festklemmen der Enden 82 und 84 des Teppichgrunds in einem Schlitz 86 in der Trommel. Die Oberfläche 87 des Teppichgrunds, die nach außen zeigt, wird mit einer Klebeschicht, wie beispielsweise einem thermoplastischen Kunstharzleim, versehen. Ein Block 88 wird so angeordnet, daß er sich längs der Rotationsachse der Trommel verschiebt, und trägt eine Tuftsträhnführung 90 und Heizmittel 92, um den thermoplastischen Kunstharzleim unmittelbar vor oder gleichzeitig mit dem Kontakt mit dem Tuftsträhn lokal weichzumachen; bei diesen Heizmitteln kann es sich um einen Warmluftstrahl, einen Heizstrahler, eine Flamme oder dergleichen handeln. Der Tuftsträhn 45 kann von einer Spule 94 oder direkt vom Dorn 30 in Fig. 1 zugeführt werden. Wenn die Trommel 80 im Uhrzeigersinn gedreht wird, wird der Tuftsträhn durch die Führung 90 gezogen, und die Heizmittel 92 erhitzen lokal die Kleberoberfläche 87 auf dem Teppichgrund 80. Der Tuftsträhn kommt mit dem warmen Kleber in Kontakt und wird auf dem Teppichgrund verklebt. Der Block verschiebt sich langsam längs der Trommelachse und legt eine spiralförmige Anordnung des Tuftsträhns auf der Oberfläche des Teppichgrunds ab, wobei nebeneinanderliegende Gänge der Spirale nur einen geringen Zwischenraum aufweisen, so daß der gerade aufgebrachte Tuftsträhn eng an dem vorher aufgebrachten Tuftsträhn in der Anordnung anliegt, um eine Floroberflächenstruktur zu bilden. Nachdem der Tuftsträhn über die Länge der Trommelachse geführt worden ist, wird das Wickeln beendet, und die Einheit aus Tuftsträhn und Teppichgrund wird längs der Trommelachse, beispielsweise an der Linie 96, bei der die beiden Enden des Teppichgrundes am Schlitz 86 zusammentreffen, geschnitten. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel brauchen bei 96 nur der Tuftsträhn geschnitten und die Enden des Teppichgrundes freigegeben zu werden, um die Einheit abzunehmen. Die Einheit kann dann von der Trommel abgenommen und flach ausgelegt werden, um eine Floroberflächenstruktur oder einen Teppich zu ergeben. Das nach diesem Verfahren hergestellte Teppicherzeugnis weist das Merkmal auf, daß die nebeneinanderliegenden Reihen des Tuftsträhns von verschiedenen Längsabschnitten desselben Tuftsträhns kommen, wodurch Schwankungen des Garnpostens innerhalb des Teppichs vermieden werden. Beispielsweise kann ein Teppich mit etwa 1 kg/m² (3,3 Unzen/Fuß²) Garn hergestellt werden, indem zuerst ein Tuftsträhn aus einem zweisträhnigen, zwirngedrehten Garn zu 2585 dTex (2350 den) hergestellt wird, das mit 6 Windungen/cm (15 Windungen/Zoll) und einer Flornoppenlänge von 1,6 cm (5/8 Zoll) längs des Strähns gewickelt wird, und dann der Tuftsträhn mit einem Abstand von 2 Tuftsträhnen/cm (5 Tuftsträhnen/Zoll) auf den Teppichgrund aufgebracht wird. Es wird nur sehr wenig Garn vergeudet, da der größte Teil des Garns oberhalb des Strähns erscheint. Beispielsweise ist bei einem 1,4 mm (0,055 Zoll) breiten Strähn nur die Länge, die um den Strähn gewickelt wird, "vergeudetes" Garn, was in diesem Beispiel etwa 1,59 mm (1/16 Zoll) bei einer Bündellänge von 3,33 cm (21/16 Zoll) oder etwa 4,7% sind. Dadurch wird das Garn im Vergleich zum herkömmlichen Tufting-Teppich effektiver genutzt, bei dem sich etwa 7,4% des Garns unter dem Teppichgrund befinden würden.

Möglich sind auch andere Formen der Herstellung einer Tuftsträhn-Teppichstruktur. Beispielsweise kann ein thermoplastischer Teppichgrund bereitgestellt und der Tuftsträhn unter Anwendung eines Ultraschall-Klebeverfahrens aufgebracht werden. Eine Vielzahl von Tuftsträhngruppen kann gleichzeitig um eine Trommel gewickelt und so angeordnet werden, daß diese seitlich und über den Umfang zusammengeführt werden, um den Teppich mit nur wenigen Umdrehungen der Trommel fertigzustellen. Alternativ dazu kann eine vollständige Anordnung von Tuftsträhnen in Teppichbreite in einer Wicklung auf einem kontinuierlichen Teppichgrundsubstrat aufgebracht werden, um eine kontinuierliche Teppichlänge herzustellen. Es kann mit einer Vielzahl von einzelnen Ultraschallhörnern gearbeitet werden, um eine Vielzahl von Tuftsträhnen gleichzeitig entweder von der Oberseite des Teppichgrundes oder von der Rückseite des Teppichgrundes auf den Teppichgrund aufzubringen. Derartige Systeme zur Herstellung von Tuftsträhnteppichen werden in US-A-5804008 beschrieben.

Das Teppichgrundsubstrat, das für das Ultraschallverfahren geeignet ist, ist vorzugsweise eine Verbundware aus Nylon-Vliesstoff und Glasfasergarngelege, wie es in US-A-5470648 beschrieben wird.

Die Verbundware ist vorzugsweise ein feuchtigkeitsstabiles Teppichgrundsubstrat. Der Stützsträhn ist vorzugsweise eine Struktur, die einen Kern aus einem Multifilfadenbündel aus Faserglas, ummantelt mit einer den Kern umgebenden Nylonhülle, umfaßt, um einen feuchtigkeitsstabilen, strukturellen Klebesträhn zu ergeben, wie das in US-A-5479656 beschrieben wird.

Die Tuftsträhn-Teppichstruktur ist vorzugsweise eine feuchtigkeitsstabile Teppichstruktur, wie sie in WO-A-96/06685 mit dem Titel "Moisture Stable Tuftstring Carpet". (Feuchtigkeitsstabiler Tuftsträhnteppich) beschrieben wird. Die Multifilfädengarne, die als Flornoppengarnme oder Vorderseitengarne eingesetzt werden, können nach verschiedenen, auf dem Fachgebiet bekannten Verfahren hergestellt werden. Diese Garne enthalten vorzugsweise Endlosfäden (Fasern), die aus thermoplastischen synthetischen Polymeren, wie beispielsweise Polyamiden, Polyestern, Polyolefinen oder Acrylnitrilen und deren Copolymeren oder Verschnitten hergestellt werden. Eingesetzt werden können auch Naturfasern wie Wolle. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Flornoppengarne lösungsgefärbte Nylongarne, bei denen die Pigmente oder Farbstoffe vor dem Strangpressen der Mischung durch die Spinndüse in die Polymerschmelze oder -lösung einbezogen werden. Im Zusammenhang mit Teppichen können sie auch als vorgefärbte Nylongarne bezeichnet werden, da die Farbe in das Garn eingebracht wird, bevor der Teppich getuftet oder auf andere Weise hergestellt wird.

Das Merkmal der brüchigen Flornoppenfestigkeit des Tuftsträhns der Erfindung kann, wie bereits erwähnt worden ist, bei der Herstellung einer "ausfallsicheren" Teppichstruktur von Nutzen sein, wobei das Verkleben des Bündels mit dem Strähn so abgestimmt werden kann, daß die Abziehfestigkeit einer einzelnen Flornoppe geringer als die Festigkeit eines Endlosfadenbündels vor dem Verkleben ist. Dadurch ist es möglich, die Flornoppen-Abziehkraft so abzustimmen, daß die Flornoppe ausfällt, bevor die Tuftsträhnstruktur vom Teppichgrund abgezogen wird. Am unteren Ende der Skala sollte die Flornoppen- Abziehkraft die normalen Anforderungen an die Teppichnutzung, wie sie durch die HUD (Housing and Urban Development product standards for carpet) und die ASTM (American Society for Testing and Materials) festgelegt sind, übersteigen. Wünschenswert ist es auch, daß die Abziehfestigkeit einer einzelnen Flornoppe geringer als die Klebefestigkeit für das Garnbündel ist, so daß sich das Bündel nicht vom Strähn ablöst, wodurch zwei Flornoppen aus dem Teppich entfernt würden. Das ist ein einzigartiges Merkmal, das folgendes ermöglicht: 1) die Flornoppen können dem normalen Verschleiß und Abrieb standhalten, und 2) es werden die Schäden auf ein Minimum verringert, die durch ungewöhnlich starke, an den Flornoppen ziehende Kräfte verursacht werden. Bei herkömmlichen Tournaiteppichen, die auf einer Tufting-Maschine hergestellt werden, bewirkt eine übermäßige Kraft auf eine einzelne Flornoppe, daß ein Bündel, das zwei Flornoppen einschließt, herausgezogen wird. Durch der Merkmal der brüchigen Flornoppe dieser Erfindung bewirkt eine übermäßige Kraft auf eine einzelne Flornoppe, daß nur eine Flornoppe herausgezogen wird, wodurch der Schaden am Teppich auf ein Minimum verringert wird. Bei Floroberflächenstrukturen, bei denen dieses Merkmal nicht wünschenswert ist, kann das Verkleben unter Anwendung des Verfahrens der Erfindung so abgestimmt werden, daß die Flornoppenfestigkeit so erhöht wird, daß sie gleich der Bündelklebefestigkeit oder größer als diese ist, aber immer noch unter der Festigkeit der Endlosfäden des Bündels vor dem Verkleben liegt. Zusammenfassend heißt das:

Flornoppenfestigkeit < Garnfestigkeit

vorzugsweise: Minimales Herausziehen < Flornoppenfestigkeit < Klebefestigkeit

Das Garn, das bei dem Langflorerzeugnis eingesetzt wird, kann ein Multifilfadensträhn sein, bei dem die Endlosfäden miteinander "verbunden" sind. Die Endlosfäden können in einem Maße von wenigstens etwa 0,4 Windungen/cm (1 Windung/Zoll) gezwirnt sein, um Überkreuzungen von Endlosfäden zu schaffen, welche das Verkleben (vor allem das Ultraschallkleben) unterstützen, oder die Endlosfäden können verfilzt sein, um Überkreuzungen zu bilden. Das Garn kann zwei oder mehr Strähne von Multifilfäden aufweisen, die miteinander zwirngedreht sind. Die Zwirndrehung kann ein "echter" S- oder Z- Strähn mit Zwirndrehung oder eine Linksdrehung sein, bei der sich der 5- und Z-Strähn und die Zwirndrehung abwechseln und eine Bindung in der Umkehrung von Fach- und Strähndrehung vorhanden ist. Vorzugsweise hat das linksgedrehte Garn eine Bindung im gefachten Garn, bevor die Drehung umgekehrt wird, wie das in US-A-5012636 beschrieben wird. Das Garn wird vorzugsweise aus einem thermoplastischen Polymer hergestellt, daß dieselbe Zusammensetzung wie der Strähn hat, so daß das Garn und der Strähn ohne den Einsatz von Klebemitteln verklebt werden können. Das Garn wird vorzugsweise aus gekräuselten, wärmebehandelten Hohlprofil-Endlosfäden hergestellt, wie sie üblicherweise als Teppichgarne verwendet werden. Die Endlosfäden des Garnes können eine Reihe von Querschnitten haben, sie können hohl sein und können antistatische Mittel oder dergleichen enthalten. Auf das Garn kann eine Appretur aufgebracht worden sein, die das Ultraschallkleben unterstützt. Das Garn ist vorzugsweise ein Nylonpolymer. Das Garn kann ein Poly(aryletherketon) oder ein Polyaramid oder ein Metaaramid sein, die durch Lösungsmittel, Ultraschall oder Wärme verklebt werden können.

Der Strähn, der für das Langflorerzeugnis eingesetzt werden kann, kann eine Vielzahl von Querschnittsformen haben, er kann beispielsweise quadratisch, rechteckig, elliptisch, länglich, rund, dreieckig, mehrlappig, flachbandförmig usw. sein. Der Strähn muß mit dem Garn verklebbar sein und eine ausreichende Längsstabilität haben, so daß die Klebestellen nicht auf Grund einer Dehnung des Strähns überbeansprucht werden. Der Strähn muß dem Erzeugnis eine ausreichende Festigkeit geben, damit es der vorgesehenen Anwendung entsprechend behandelt werden kann, wie beispielsweise die Befestigung an einem Teppichgrundsubstrat. Der Strähn kann ein Monofil, eine Verbundstruktur, eine Struktur aus Hülle und Kern, eine verstärkte Struktur oder eine gedrehte Multifilstruktur sein. Der Strähn wird vorzugsweise aus einem thermoplastischen Polymer mit derselben Zusammensetzung wie das daran befestigte Garn hergestellt, so daß das Garn und der Strähn ohne die Verwendung von Klebemitteln verklebt werden können. Der Strähn ist vorzugsweise ein Polymer, das ein in der Längsrichtung orientiertes Molekülgerüst hat und das eine geringe Maßänderung in der Orientierungsrichtung auf Grund von Feuchtigkeitszunahme oder -verlust oder mäßigen Temperaturänderungen aufweist. Der Stützsträhn ist vorzugsweise ein Nylonpolymer, wie beispielsweise Hyten®, das von E. I. du Pont de Nemours and Company hergestellt wird.

Das Längenverhältnis (Höhe/Breite) des Strähns sollte weniger als 1 betragen, so daß der Tuftsträhn stabil ist und nicht zum Überkippen neigt, wenn er in einem Teppich eingesetzt und schweren Belastungen durch Mobilar oder hochhackige Schuhe ausgesetzt ist. Außerdem kann ein dicker Strähn bei einem Ultraschall-Klebeverfahren mehr Energie absorbieren als ein dünner Strähn, so daß das Ultraschallverfahren weniger effizient ist. Die Stärke des Strähns sollte jedoch nicht so gering sein, daß es schwierig wird, die notwendigen Handhabungsschritte in den anschließenden Verfahrensschritten zur Herstellung eines Teppichs auszuführen. Ein Längenverhältnis zwischen 0,1 und 1,0 sollte für einen in der Erfindung eingesetzten Strähn gut geeignet sein. Ein 1,42 mm (56 Mil) breiter Strähn, der 0,475 mm (19 Mil) stark war, was ein Längenverhältnis von 0,34 ergibt, erwies sich in einer Teppichprobe, die mit dem Tuftsträhn der Erfindung hergestellt worden ist, als gut geeignet.

Fig. 7 zeigt eine Möglichkeit zur Herstellung des Schlingenflor-Tuftsträhns von Fig. 6. Diese Vorrichtung ist eine Variante der Vorrichtung von Fig. 1, soweit es angezeigt ist, werden gleiche Bezugszahlen angewendet. Ein Unterschied besteht darin, daß eine Gabel 304 mit einem Schaft 306 vorhanden ist, der von einem rotierenden Lager 308 getragen wird, das an dem hohlen Führungsrohr 26 angebracht ist; außerdem schränkt das rotierende Lager die Gabel gegen eine Axialbewegung ein. Die Gabel 304 hat Zinken 310 und 312, die sich auf beiden Seiten des Dorns 30' erstrecken und Auflagen für das Garn 20 bilden, das in Form von Schlingen 313 auf die Gabel gewickelt wird, wenn sich die Rohrleitung 26 dreht und bei 28 Garn von der Rohrleitung zuführt. Am entfernten Ende des Dorns 30' wird ein Stützsträhn 32 in den Dorn eingeführt, und dieser wird durch den Durchgang 36 geführt und tritt bei 38 aus. Der Strähn 32 wird zur Außenseite des Dorns und längs des Grates 40 geführt. Die Zinken 310 und 312 befinden sich dicht am Dorn 30' und sind mit beweglichen Bändern 314 bzw. 316 im Kontakt, die um Riemenscheiben, wie beispielsweise die Riemenscheiben 318 und 320, geführt werden, die drehbar durch einen Rahmen 322 getragen werden, der am Dorn 30' befestigt oder an einer äußeren Auflage (nicht gezeigt) angebracht werden kann. Der Kontakt der Zinken mit den Bändern wirkt dahingehend, die Drehung der Gabel 304 zu verhindern, oder die Gabel 304 könnte magnetisch mit einer drehbaren Auflage 27 gekuppelt werden, um der Drehung entgegenzuwirken, die gebogene Rohrleitung 26 würde dann bei ihrer Drehung das Magnetfeld passieren, ohne die Magnetkupplung der Gabel zu beeinträchtigen. Durch die Ansammlung des Garns auf den Gabeln wird das Garn hin zu den Bändern 314 und 316 gedrückt, die sich bewegen, um die Bewegung der Garnschlingen längs der Gabel hin zum Dorn zu unterstützen. Außerdem könnten die Zinken der Gabel leicht konvergieren, um die Anfangsbewegung der Garnschlingen längs der Gabel zu unterstützen. Alternativ dazu könnten die Zinken der Gabel parallel zueinander verlaufen, und die einzelnen Zinken könnten sich von einem ersten Durchmesser, bei dem das Garn aufgewickelt wird, hin zu einem kleineren zweiten Durchmesser, bei dem das Garn die Zinken verläßt, verjüngen. Außerdem sollte das Garn unter einer gewissen Spannung gewickelt werden, um das Zusammenziehen des Garnes auf den konvergierenden oder sich verjüngenden Zinken zu bewirken und diese Anfangsbewegung längs der Zinken zu unterstützen. Wenn die Schlingen 313 auf den Dorn treffen, kontaktieren sie auch den sich bewegenden Strähn 32, was die Bewegung der Schlingen längs des Dorns und unter das Ultraschallhorn 42 unterstützt. Der Dorn 30' hat eine ansteigende Oberfläche 326, die den Stützstrang 32 auf eine geriffelte Oberfläche auf dem Grat 40 und zum Kontakt mit dem Garn führt. Das Horn 42 ist vorzugsweise längs des Grates 40 angeordnet, so daß sich die Vorderkante 42a des Horns über der Stelle befindet, an der die ansteigende Oberfläche 326 auf den Grat 40 trifft. Dadurch wird das Garn sobald wie möglich mit dem Strähn verklebt, nach dem diese zusammengeführt worden sind, so daß der Strähn die positive Vorwärtsbewegung des Garns unterstützen kann. Das Horn verklebt die Schlingen des Florgarns etwa in der Mitte der Schlingen mit der Oberfläche des Strähns 32, um so zwei hochstehende Schlingenflornoppen von gleicher Länge, eine auf jeder Seite des Strähns, bereitzustellen. Nachdem die Schlingen das Horn 42 passiert haben, gleiten die Schlingenflornoppen von den Enden der Gabelzinken, wie beispielsweise am Ende 324, und der Tuftsträhn kann vom Dorn 30' abgenommen werden.

Außerdem ist es möglich, ein Schlingenpaar herzustellen, bei dem die Schlingen im Verhältnis zum Stützsträhn 32 außermittig sind, so daß der Strähn gegenüber dem Mittelpunkt der Schlingen außermittig verklebt wird, um einen Schlingenflor-Tuftsträhn mit Spezialwirkung zu schaffen. In diesem Fall wäre, unter Bezugnahme auf Fig. 9, die Schlinge 300' auf der rechten Seite des Strähns beispielsweise um eine Strecke 328 kürzer (und hätte damit eine geringere Höhe) als die Schlinge 302' auf der linken Seite des Strähns 32. Wenn ein Tuftsträhn dieser Art bei einem Teppich Seite an Seite mit gleichen Tuftsträhnen auf einen Teppichgrund aufgebracht wird, ist die Gesamtwirkung der eines Teppichs aus Cordware oder Sisal ähnlich, es entstehen abwechselnde Reihen von hohen und niedrigen Schlingenflornoppen. Eine solche Hoch-Tief-Schlingenflor-Tuftsträhnstruktur kann dadurch hergestellt werden, daß die drehbare Auflage 27 in der Richtung des Pfeils 330 geringfügig gegenüber der Ausrichtung mit dem Grat 40 auf dem Dorn 30' verschoben wird. Da die Zinken der Gabel letztendlich an der Auflage 27 (über den Schaft 306, das Lager 308 und die Rohrleitung 26) verbunden sind, werden dadurch die Zinken gegenüber der Ausrichtung verschoben, so daß nun eine Schlinge, die von den Zinken gleitet, im Verhältnis zu dem Grat, der den Stützsträhn 32 und das Garn unter das Klebehorn 42 führt, länger als die andere des Paares ist. Gegebenenfalls müssen auch die Bänder 314 und 316 verschoben werden, um den guten Kontakt mit dem Garn auf den Zinken aufrechtzuerhalten.

Es können andere Mittel als die Bänder 314 und 316 eingesetzt werden, um die Bewegung des Garns längs der Gabelzinken zu unterstützen. Die oben genannte Garnspannung und Konvergenz der Zinken können bei bestimmten Garnen und unter bestimmten Betriebsbedingungen ausreichende Mittel sein. Andere derartige Mittel können die Einbeziehung von Schraubelementen für die Zinken sein, wobei die Schrauben durch Zusammenwirken mit dem Schaft 306 und dem rotierenden Lager 308 gedreht werden. Noch weitere Mittel können rotierende Bürsten sein, die sanft in das auf die Zinken gewickelte Garn eingreifen, oder Bänder, die innerhalb des Dorns angebracht sind und in dem Raum zwischen den Zinken und dem Dorngrat mit dem gewickelten Garn ineinandergreifen.

Obwohl der erfindungsgemäße Schlingenflor-Tuftsträhn in der Herstellung auf einer automatischen Anlage, wie beispielsweise der Anlage von Fig. 7, beschrieben worden ist, ist es vorgesehen, daß die Erfindung auch mit manuellen Mitteln oder anderen geeigneten Mitteln ausgeführt werden kann. Beispielsweise kann das Garn von Hand um ein Paar paralleler Stäbe gewickelt und quer über einen Grat (eine Kante) auf einen dünnen rechteckigen Dorn gelegt werden, bei dem ein Stützsträhn längs des Grates gelegt wird (ähnlich wie Fig. 18 in US-A-5472762). Die Stäbe würden an den Seiten des Dorns angeordnet, und das Garn würde über dem Grat gebogen. Längs des Garns kann an der Stelle, an der dieses über dem Strähn gebogen wird, ein Ultraschallhorn geführt werden, um das Garn mit dem Strähn zu verkleben. Die Stäbe können dann entfernt und der Schlingenflor-Tuftsträhn vom Dorn abgenommen werden.

Der Strähn wird in der bevorzugten Position gezeigt, die sich auf der Innenseite der U-Form befindet, aber der Strähn und das Bündel können auch so angebracht werden, daß sich der Strähn auf der Außenseite der U-Form befindet, ähnlich wie bei dem Tournaierzeugnis, das in Fig. 3A gezeigt wird. Um das Schlingenflorerzeugnis mit dem Strähn auf der Außenseite des U-förmigen Bündels herzustellen, dient der Strähn 32 in Fig. 7 als Trägersträhn, der nicht mit dem Garn verklebt ist, und es wird ein Stützsträhn, wie er in Phantomlinien unter 32a gezeigt wird, bereitgestellt und mit dem Garn verklebt, wie das in US-A- 5472762 unter Bezugnahme auf dieses alternative Ausführungsbeispiel von Fig. 1 für einen aufgeschnittenen Tuftsträhn behandelt wird.

Das eben beschriebene Verfahren unter Einsatz einer Gabel zur Herstellung eines Schlingenflor- Tuftsträhns kann auch für die Herstellung eines Florfaden- oder eines Florfaden- und Schlingenflor- Tuftsträhns angewendet werden, wenn Mittel zum Schneiden der Florgarnschlingen, beispielsweise während diese noch längs der Zinken transportiert werden, bereitgestellt werden. Wenn alle Schlingen aufgeschnitten werden, erhält man einen Florfaden-Tuftsträhn, wenn nur einige der Schlingen aufgeschnitten werden, erhält man einen Florfaden- und Schlingenflor-Tuftsträhn. Ein Mittel zum Schneiden wäre das Hinzufügen einer angewinkelten Rasierklinge am Ende des Zinkens hinter der Riemenscheibe 320, so daß jede Schlinge längs des Zinkens und über die Klinge transportiert und dabei durch die Klinge geschnitten wird. Als Alternative dazu könnte im Zinken oder im Dorn gegenüber einer rotierenden Schneidvorrichtung ein Schlitz, ähnlich dem Schlitz 47 im Amboß 30 gegenüber der Schneidvorrichtung 44 in Fig. 1, angeordnet werden. Die Schneidvorrichtung könnte dann in den oder aus dem Schlitz bewegt werden, um die Schlingen abwechselnd zu schneiden und nicht zu schneiden. Der Schnitt könnte in der Mitte der Schlinge oder, für spezielle Veränderungen in der Florhöhe im Florfaden, nicht in der Mitte ausgeführt werden.

Es gibt andere Ausführungsvarianten, die unter Anwendung des Schlingenpaar-Verfahrens und der -Vorrichtung der Erfindung möglich sind. Änderungen im Garn, das in das Verfahren eingeführt wird, können zu einigen interessanten Gestaltungen von Tuftsträhnteppichen führen. Da das Garn nicht wie bei einem Florfaden-Tuftsträhn geschnitten wird, braucht das Einsatzgarn nicht verdichtet zu werden, um zu gewährleisten, daß nach dem Schneiden kohäsive Garnbündel für eine gute Flornoppenausbildung verbleiben. Für einen Schlingenflor-Tuftsträhn kann Garn eingesetzt werden, das nur lose verfilzt wurde, was eine gute Handhabung beim Abstreifen eines Packens und eine gute Führung ohne Verhaken ermöglicht. Beispielsweise ergibt ein einzelner verfilzter Multifilfaden-Garnsträhn mit einem sehr geringen Maß an Drehung in einer Schlingenflor-Tuftsträhn-Teppichstruktur ein voluminöses, strukturiertes Aussehen, besonders wenn es sich um ein Melange-Garn mit verschiedenfarbigen Farbmustern auf seiner Länge handelt. Eine andere Variante kann erreicht werden, wenn dem Wickelrohr Mehrfachgarnsträhne zugeführt werden, wobei wenigstens einer der Strähne ein anderes Aussehen als der Rest hat. Bei dem unterschiedlichen Aussehen kann es sich um eine andere Farbe, einen anderen Glanz, Grad an Drehung, Verfilzung, Space-Dying-Farbstoff, Melange-Effekt, eine Zwirndrehung im Vergleich zu fehlender Zwirndrehung usw. handeln. Beispielsweise kann jeder Strähn eine andere Farbe eines lösungsgefärbten Garnes aufweisen, oder einer von fünf Strähnen kann eine andere Farbe eines lösungsgefärbten Garns haben. Wenn die Mehrfachgarnsträhne gewickelt werden, wird durch den Wickelvorgang ein geringes Maß an Drehung in die Gruppe der Mehrfachsträhne eingeführt, so daß regelmäßig eine Farbe verdeckt wird und dann eine andere Farbe in den paarweisen Schlingen des Garns erscheint, um ein Aussehen wie bei einem Melange- oder nach dem Space-Dying-Verfahren gefärbten Garn zu erreichen. Das kann erreicht werden, ohne die zusätzlichen Schritte für die Herstellung des Einsatzgarnes auszuführen, die bei einem Melange- oder nach dem Space-Dying-Verfahren gefärbten Garn notwendig sind. Dieses Aussehen ergibt außerdem ein besonderes Aufleuchten der Farben, wie es mit Melange- oder nach dem Space-Dying-Verfahren gefärbten Einsatzgarnen nicht erreicht werden kann. Von den Ausführenden der Erfindung können andere Veränderungen in Betracht gezogen werden. Eine andere Ausführung kann erreicht werden, wenn ein abwechselnd zwirngedrehtes Garn als Einsatzgarn für das Verfahren der paarigen Schlingen eingesetzt wird. In diesem Fall ist ein unterschiedliches Aussehen bei den Schlingen in Abhängigkeit davon feststellbar, ob die Schlingen Garn mit S-Drehung oder Z-Drehung enthalten. Wenn das Garn sich wiederholende Segmente von etwa 152,4 cm (5 Fuß) S-Drehung und 152,4 cm (5 Fuß) Z-Drehung enthält, hat der Schlingenflor-Tuftsträhn etwa 76,2 mm (3 Zoll) Schlingen mit S-Drehung, gefolgt von etwa 76,2 mm (3 Zoll) Schlingen mit Z-Drehung. Wenn diese nebeneinander gelegt werden, um einen Schlingenflor- Tuftsträhnteppich herzustellen, kann mit dem Auge ein moiréartiges Muster gesehen werden, bei dem die Schlingen mit S-Drehung regelmäßig mit angrenzenden Schlingen mit S-Drehung ausgerichtet sind und die Schlingen mit Z-Drehung regelmäßig mit angrenzenden Schlingen mit Z-Drehung ausgerichtet sind.


Anspruch[de]

1. Florerzeugnis, das folgendes aufweist:

eine Vielzahl von Garnen (20), die Endlosfäden aufweisen, die an einem Stützsträhn (32) angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Garn die Form eines Paares von Schlingen (300, 300', 303, 302') hat, die mit dem Strähn (32) verklebt sind, wobei sich eine der Schlingen jedes Paares auf jeder Seite des Strähns (32) befindet.

2. Florerzeugnis nach Anspruch 1, bei dem eine Schlinge (302') des Paares eine andere Länge als die andere Schlinge (300') des Paares hat.

3. Florerzeugnis nach Anspruch 1, bei dem die Garne ein verzwirntes Garn aufweisen, das auf jeder Seite des Strähns (32) ein Paar gefachter Schlingen (326, 328) bildet.

4. Florerzeugnis nach Anspruch 1, bei dem einige der Paare von Schlingen aufgeschnitten werden, wodurch einige der Garne ein Paar von Schlingen (300, 300', 302, 302') mit einer Schlinge auf jeder Seite des Strähns (32) aufweisen und einige der Garne geschnittene Florfadennoppen (46) aufweisen.

5. Florerzeugnis nach Anspruch 1, bei dem die Garne (20) aus einer Vielzahl von Multifilfadensträhnen bestehen, wobei wenigstens einer der Strähne ein anderes Aussehen als die anderen Strähne hat.

6. Florerzeugnis nach Anspruch 5, bei dem das andere Aussehen eine andere Farbe ist.

7. Florerzeugnis, das folgendes hat:

einen Stützsträhn (32); und eine Vielzahl von Garnen (20), die Endlosfäden aufweisen, wobei jedes der Garne einen dichten Abschnitt (62) von Endlosfäden hat, die miteinander verklebt und an dem Stützsträhn (32) befestigt sind; wobei jedes der Garne im Anschluß an den dichten Abschnitt (62) einen brüchigen Abschnitt (98, 100) hat, worin die Festigkeit des brüchigen Abschnitts geringer als die Festigkeit der Garne (20) vor dem Verkleben ist, dadurch gekennzeichnet, daß

jedes Garn (20) die Form eines Paares von Schlingen (300, 300', 302, 302') hat, die mit dem Strähn (32) verklebt sind, wobei sich eine Schlinge des Paares auf jeder Seite des Strähns (32) befindet.

8. Florerzeugnis, das folgendes hat:

einen Stützsträhn (32),

eine Vielzahl von Garnen (20), die Endlosfäden aufweisen, wobei jedes Garn ein Paar florbildender Flornoppen (52, 54) definiert, wobei die Flornoppen in dem Paar an der Basis (60) um einen Winkel gebogen sind und von dieser nach oben führen, wobei die Flornoppen im Anschluß an die Basis zwischen sich einen räumlichen Abstand (72) bilden, wobei jedes der Garne einen dichten Abschnitt (62) von Endlosfäden hat, die miteinander verklebt und an der Basis (60) an dem Stützsträhn (32) befestigt sind, wobei der Stützsträhn eine Breite (74) hat, die gleich dem Abstand zwischen den Flornoppen (52, 54) in dem Paar oder kleiner als dieser ist, dadurch gekennzeichnet, daß

jedes Garn (20) die Form eines Paares von Schlingen (300, 300', 302, 302') hat, die mit dem Strähn (32) verklebt sind, wobei sich eine Schlinge des Paares auf jeder Seite des Strähns (32) befindet.

9. Florerzeugnis nach Anspruch 7 oder 8, bei dem der Strähn (32) eine Oberfläche aus thermoplastischem Polymer hat und die Endlosfäden jedes Garnes (20) aus demselben thermoplastischen Polymer gebildet werden.

10. Florerzeugnis nach Anspruch 9, bei dem die Oberfläche des Strähns und die Endlosfäden der Garne aus Nylon sind.

11. Florerzeugnis nach Anspruch 9, bei dem die Oberfläche des Strähns und die Endlosfäden der Garne aus Polyester sind.

12. Floroberflächenstruktur, die folgendes hat:

ein Teppichgrundsubstrat,

eine Vielzahl von Florerzeugnissen, die jeweils eine Vielzahl von Garnen (20) umfassen, die Endlosfäden aufweisen, die an einem Stützsträhn (32) befestigt sind,

wobei die Florerzeugnisse einer neben dem anderen angeordnet und an dem Substrat befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß

jedes Garn (20) die Form eines Paares von Schlingen (300, 300', 302, 302') hat, die mit dem Strähn (32) verklebt sind, wobei sich eine Schlinge des Paares auf jeder Seite des Strähns (32) befindet.

13. Floroberflächenstruktur nach Anspruch 12, bei der eine Schlinge (302') des Paares von Schlingen eine andere Länge als die andere Schlinge (300') des Paares hat.

14. Verfahren zur Herstellung eines Schlingenflorerzeugnisses (73), das folgende Schritte aufweist:

Kontaktherstellung eines Stützsträhns (32) mit einer Vielzahl von Endlosfäden umfassenden Garnen (20), bei dem jedes Garn ein Paar Schlingen (300, 300', 302, 302') mit jeweils einer Schlinge auf jeder Seite des Strähns (32) umfaßt,

Biegung der Garne (20) über dem Strähn (32),

Verkleben der Endlosfäden jedes Garnes (20) an der Stelle, wo sie den Strähn (32) berühren, um einen dichten Abschnitt (62) in dem Garn (20, 46) zu bilden, dessen Endlosfädern miteinander und mit dem Strähn (32) verklebt sind.

15. Verfahren nach Anspruch 14, das außerdem folgendes aufweist:

Verschieben des Paares von Schlingen im Verhältnis zum Strähn, so daß eine Schlinge (302') des Paares eine andere Länge als die andere Schlinge (300') des Paares hat.

16. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem das Verkleben einen Ultraschall-Klebevorgang aufweist.

17. Verfahren zur Herstellung eines Schlingenflorerzeugnisses nach Anspruch 14, das folgende Schritte aufweist:

Zuführung eines Abschnitts eines Garnes (20), das Endlosfäden umfaßt, unter Spannung zu einer Führung (26),

Drehung der Führung zum Wickeln des Garnes um eine Gabel (304), um Schlingen (313) des Garnes zu bilden, wobei die Gabel eine Vielzahl von Zinken (310, 312) mit einem stützfreien Ende hat,

Anordnung der Zinken (310, 312) auf den Seiten eines feststehenden Dorns (30'), wobei sich auf dem Dorn (30') zwischen den Zinken (310, 312) ein länglicher Grat (40) befindet,

Zuführung eines Trägersträhns (32) für die Schlingen (313) längs des Dorns und Führung des Trägersträhns (32) längs des Grates zwischen den Schlingen und dem feststehenden Dorn, wobei der Trägersträhn wahlweise der Stützsträhn ist, wenn der Stützsträhn zwischen den Schlingen und dem feststehenden Dorn angeordnet ist,

Biegen der Schlingen (313) über dem Grat (40),

Verkleben der Endlosfäden in dem Garn (20) miteinander und mit dem Stützsträhn (32) während des Biegens über dem Grat (40), um ein Schlingenflorerzeugnis (73) zu bilden,

Vorwärtsbewegung der verklebten Schlingen weg vom freien Ende (324) der Zinken, und Vorwärtsbewegung des Florerzeugnisses weg vom Dorn (30').

18. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem das Verkleben der Endlosfäden miteinander und mit dem Stützsträhn einen Ultraschall-Klebevorgang umfaßt.

19. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem sich der Stützsträhn zwischen dem Grat und dem auf den Dorn gewickelten Garn befindet.

20. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem sich der Stützsträhn längs des Grates (40) zwischen dem auf den Dorn gewickelten Garn und den Klebemitteln befindet.







IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com