JP3193051B2

JP3193051B2 - 開口を有する不織布

Info

Publication number: JP3193051B2
Application number: JP51400893A
Authority: JP
Inventors: ドレリチ，アーサー; バセット，アルトン・エイチ; ジェイムズ，ウィリアム; ケネッテ，ジョン・ダブリュー; マクミーキン，リンダ・ジェイ
Original assignee: McNeil PPC Inc
Current assignee: Johnson and Johnson Consumer Inc
Priority date: 1990-03-12
Filing date: 1992-02-18
Publication date: 2001-07-30
Anticipated expiration: 2016-07-30
Also published as: BR9207081A; SK281627B6; CA2130177A1; SG89225A1; ZA921174B; EP0626902A4; AU680399B2; BG61879B1; EP0626902B1; SK95194A3; BG98980A; EP0626902A1; US5098764A; FI943781A; GR3029566T3; FI943781A0; CA2130177C; AU2182392A; WO1993015902A1; FI117340B

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の背景】

長い間、織布あるいは編布の強度その他の特性を有す
る布を、織布・メリヤス生地の製造に必要な多くの工程
を経ずに製造する試みがなされてきた。織布あるいは編
布を製造するには、最初に糸をつくらなければならな
い。糸は、普通繊維をほぐして力一ディンクにかけ、繊
維のウェブを製造することによってつくる。繊維のウェ
ブは、スライバーに凝縮され、このスライバーを合糸、
延伸してロービングが形成される。ロービングは、さら
に多数が合糸、延伸されて糸になる。最終的な布を形成
するためには、糸は織機を使って織布に織られるか、あ
るいは複雑な編み機上で編まれる。糸はしばしば、織機
あるいは編み機にかける前に、澱粉その他の材料で糊付
けされる。

【０００２】過去20年ないし30年の間、上述の多くの工程の全部と
はいわないまでも大部分を除去して、繊維のウェブから
直接布を形成するため、様様な試みがなされ、また種々
の方法が開発された。これらの方法の内には、一定のパ
ターンに配置されたピンもしくはニードル（針）を使う
ものもある。ニードルは、ウェブに開口を形成するため
繊維ウェブに通され、織布の外観に似たものを形成す
る。しかし、得られる布は強度にかけ、所望の強度を得
るにはさらに化学的な結合剤を使用しなければならな
い。ところが、結合剤を使用すると、風合い、可撓性、
ドレープ性その他の望ましい物理的特性がかなり変化
し、所望の特性を有する織布あるいは編布の複製をつく
ることはほとんど不可能である。また、得られる生成物
が織布あるいは編布の特性のいくつかを有するように繊
維を操作するため、所定のパターンで繊維状ウェブに向
かう流体・液体の力を使用する技術もある。これら従来
の技術のうちのいくつかにおいては、繊維ウェブを所定
の形状を有する部材上に支持しながら、繊維の配置を変
え、不織布を製造するため流体の力を利用する。不織布
製造方法の例は、米国特許第1,978,620号、同第2,862,2
51号、同第3,033,721号、同第3,081,515号、同第3,485,
706号および同第3,498,874号に記載されている。

【０００３】上述の方法で製造された布のうちには商業的に成功を
収めたものもあるが、それにしても多くの織布あるいは
編布が有する所望の特性のすべてを有するわけではな
い。すなわち、上述の従来の技術においてはすべ．て、
最終生成物たる布において物理的特性の所望の組み合わ
せ、あるいは織布・編布の所望の外観のいずれかまたは
その両方を得ることはできなかった。つまり、これまで
の技術では、繊維の配置と繊維状ウェブに衝突する流体
力を正確に制御することができなかった。

【０００４】一般に、布には均一な構成と強度が必要である。ま
た、布は比較的重量が重い場合でも良好な開放性を有す
ることが望まれ、さらに糸屑が少なく、吸収性をもつこ
とが望ましい。その他、化学的な結合剤を使わなくて
も、所望の特性が得られることも望まれる。そして布の
製造方法は、所望の物理的特性を有する布を製造できる
よう、制御可能なものでなければならない。

【０００５】

【発明の概要】

本発明の目的は、化学的な結合剤を加えなくても優れ
た強度を示す不織布を製造することである。本発明はまた、均一な外観を有し、また均一かつ制御
可能な物理特性を有する布を提供することを目的とす
る。本発明はさらに、開口部の開口度が良好な布を製造
することである。

【０００６】本発明の一つの態様においては、布は、紡績糸のよう
に稠密で微細な多数の糸状繊維グループを含む。これら
の繊維グループは、これら繊維グループの複数に共通な
繊維を介して接合部で交差する。繊維グループは、最終
的な布において所定の開口パターンを定める。各繊維グ
ループは、複数の平行で緊密に緻密化された繊維セグメ
ントを含む。そして繊維グループの少なくともいくつか
は、先の平行で緊密に緻密化された繊維セグメント周縁
の一部の周りに周回状に巻き付けられ、かつこの繊維グ
ループを貫通する繊維セグメントの絡み合った領域を含
む。本発明の布のこれらの態様においては、絡み合い領
域は、これらの絡み合い領域から互いに反対方向に延び
出る繊維束を有する。

【０００７】本発明の新しい不織布のいくつかの態様においては、
平行で緊密に緻密化された繊維セグメントにねじりが加
えられる。このねじりは、一つの交差領域から隣の交差
領域まで延びる。または、相対向する二つのねじりがあ
って、１つのねじりは交差領域から周回巻き付け絡み合
い部へ延び、他のねじりは周回巻き付け絡み合い部から
隣の交差領域へ延びる。本発明の多くの態様において
は、交差接合部は、複数の繊維セグメントを含む稠密で
高度に絡み合った領域である。この接合部における繊維
セグメントは、直線状のものも、また90゜曲がったもの
もある。さらに、接合部を通過する際、その対角線に沿
って進む繊維セグメントもある。いくつかの繊維セグメ
ントは、絡み合い領域でＺ方向に延びる。このＺ方向
は、布の長さあるいは幅と対比される布の厚さに相当す
る方向である。

【０００８】本発明のいくつかの態様においては、絡み合い領域
は、二つの接合部のほぼ中間に位置し、また他の態様に
おいては中心から外れた位置にある。さらに他の態様に
おいては、隣接する交差接合部の間に、多数の絡み合い
領域が設けられる。

【０００９】本発明の布は、特にすぐれた開放性を有する。そして
緻密化された繊維グループと交差接合部の密度は、従来
の不織布のそれよりも大きい。いくつかの態様において
は、繊維グループおよび／または接合部の密度は、織布
あるいは編布における糸の密度に迫るものがある。さら
に、本発明の布の多くにおいては、繊維グループと交差
接合部の密度は、従来の不織布に比してきわめて均一で
ある。本発明の新規な方法は、従来の方法によるより、
繊維をより正確かつ予測可能に絡み合わせるため、この
繊維から製造される布にすぐれた特性を与えることがで
きる。

【００１０】本発明の布は、繊維の一層の一表面に制御された流体
の力を振り向けることによって製造される。この間、繊
維層の反対側は、所定のパターンを有する部材に上に支
持される。この部材は開口についても所定のパターンを
有する。本発明の不織布をつくる方法の一つにおいて
は、繊維ウェブを支持する支持部材が三次元で、支持部
材の一表面に所定のパターンで配置される複数のピラミ
ッドを備える。ピラミッドの側面は、支持部材の水平面
から55゜を越える角度をなす。この角度は65゜を越える
のが好ましく、特に75゜の場合は、布にすぐれた特性が
与えられる。支持部材はまた、複数の開口を含む。この
開口はピラミッドの側面が支持部材と接する領域に配置
される。この手段は、繊維層がピラミッドに支持されて
いる間、隣り合う流体の流れを、ピラミッドの頂点およ
び／または側面に対して、同時に射出するために用いら
れる。

【００１１】図面の詳細な説明図１は、本発明の布50の斜視図である。この図から分
るように、布は多数の糸状の繊維束51を含む。この繊維
束51は接合部52の間で延び、また接合部52で交差する。
これらの繊維束51と接合部52は、普通正方形の形状をな
す開口部53のパターンを定める。繊維束51はそれぞれ、
稠密化された繊維セグメントを有する。これらの繊維束
においては、繊維セグメントの多くは互いに平行であ
る。図１から分るように、隣り合う接合部の間にある繊
維束のほぼ中心には、さらに絡み合った領域54がある。
この領域54では、繊維は平行に充填された繊維セグメン
トの周縁の周りで周回状に巻き付けられている。そして
繊維束は、この周回状に絡み合った領域から、互いに反
対方向に突出している。この配置は、以下「蝶結び」
（bow tie）もしくは「蝶結び領域」と呼ぶ。

【００１２】図２は、本発明の布を製造する装置の模式的な断面図
である。この装置には可動コンベアベルト55があり、こ
のベルト55の上には、このベルト55と一緒に移動する新
規なパターニング用の支持部材56が載置される。支持部
材56は、以下に説明する複数のパターニング部材に配置
される複数の開口を有する。このパターニング支持部材
の頂面には繊維ウェブ57が載置される。この繊維状ウェ
ブ57は、カーディングされた繊維、エアレイ（air−lay
ing;空気なでつけ）にかけられた繊維、あるいはメルト
ブロー（melt−blowing）にかけられた繊維などを用い
る。繊維状ウェブ57の上方にはマニホールド58が設けら
れ、パターニング部材56に支えられた繊維状ウェブがコ
ンベアベルト55上（マニホールド58の下）を移動すると
き、流体59、好ましくは水を繊維状ウェブ57に射出す
る。水圧は随時変更される。コンベアベルト55の下に
は、ウェブとパターニング支持部材が流体マニホールド
58の下を通過するとき、水を領域54から除去する真空マ
ニホールド60が設置される。水を射出するのは、繊維状
ウェブを湿潤させ、その後の処理の際ウェブがパターニ
ング部材上の所定位置から動かないようにするためであ
る。その後、パターニング部材とウェブは、マニホール
ドの下を連続的に通過する。この通過の際、マニホール
ドからの水圧は、射出開始時の約100psiから1000psiな
いしそれ以上に増加させる。マニホールドは、１インチ
当り４ないし100個以上の穴を有する。マニホールドに
おける穴の数は、１インチ当り30〜70個が好ましい。そ
して、マニホールドの穴は、口径が約7/1000インチであ
る。ウェブとパターニング部材がマニホールドの下を連
続的に通過した後は、水の射出は停止されるが、真空マ
ニホールドの方は、ウェブの脱水を補助するため、継続
して作動される。ついでウェブは、図１に示したような
布を製造するため、パターニング部材から取り外され、
乾燥される。

【００１３】図３は、図２に示した繊維状ウェブと支持部材の一部
の拡大斜視図である。ウェブ57は、ほぼランダムに積層
された繊維63を含む。繊維の長さは、1/4インチもしく
はそれ未満から、1.5インチ以上まで種々のものを使
う。短い繊維（木材パルプ繊維を含む）を使うときは、
長い繊維を混ぜるようにした方がよい。繊維は、綿、レ
ーヨン、ナイロン、ポリエステルなど周知の人造、天然
あるいは合成繊維を用いることができる。ウェブは、カ
ーディング、エアレイ、ウェットレイ（wet laying）、
メルトブローなど業界でよく知られた種々の技法を使っ
て形成することができる。

【００１４】本発明の装置の重要な部分は、パターニング支持部材
である。図３にはウェブを本発明独特の布に改造する支
持部材の一つの態様を示す。部材56はピラミッド（四角
錐）61の配列からなる。四角錐の頂点65は、互いに直交
する二つの方向に配列される。以下、四角錐の傾斜面は
「側面」66と呼び、四角錐の間の空間は「谷」67と呼ぶ
ことにする。

【００１５】支持部材を貫通する複数の穴68は、支持部材上でパタ
ーンを形成しながら設けられる。この態様においては、
隣り合う四角錐側面の中央部にある各谷および４つの四
角錐が出会う各隅には穴が設けられる。四角錐の側面に
ある穴は、隣り合う四角錐各側面の少なくとも一部に重
なる。本発明のパターニング支持部材において重要なの
は、四角錐の側面が支持部材の水平な面となす角度、穴
の位置と形状そして谷の大きさと形状である。繊維状ウ
ェブがパターニング支持部材の頂面に置かれ、図２で説
明したように流体を使って絡み合わせると、布は、予想
に反して穴の開放性と規則性にきわめてすぐれた構造を
とるようになる。しかも、図３に示したようなパターニ
ング支持部材を用いると、形成される布は、先に述べた
「蝶結び」構造をとる。四角錐の各側面がパターニング
部材の水平面となす角度は、少なくとも55゜、好ましく
は65゜以上がよい。本発明者らは、この角度が65〜75゜
であると、本発明の布を製造する上できわめて好都合で
あることを見出した。「蝶結び」あるいは周回状に包む
ように絡み合わせた繊維領域を形成するには、パターニ
ング支持部材上の穴は、四角錐の各側面に設ける。穴は
また、四角錐の四隅のような他の場所に設けてもよい。
四隅の穴は、繊維束接合部の絡みと最終的な布の開放性
をよりよいものにする。これは、重い布をつくる場合に
特に顕著になる。各谷の基底の横幅は、各接合部間の糸
状繊維束の幅ないし間隔を決定する。

【００１６】図２の布を形成する場合は、流体は、繊維状ウェブに
衝突する際、繊維を谷の床面（フロア）に圧しつけ、繊
維を利用可能なスペースに圧縮する。流体はまた、繊維
を谷のフロアに圧しつける際、「渦巻き」もしくは円形
の運動を引き起こす。ピラミッド側面の開口と流体の力
の組合せにより、繊維セグメントは他の繊維セグメント
の周りに周回状に巻き付けられる。その流体処理の間、
ほとんどすべての繊維はピラミッドの側面に圧しつけら
れ、ピラミッドの基底に対応する布の領域は、実質的に
は繊維が存在しない状態になる。

【００１７】図４は、本発明の新規な布製造方法における種々の工
程を説明するブロックダイアグラムである。第１の工程
は、パターニング支持部材上に繊維ウェブを位置させる
ことである（ボックス１）。繊維ウェブは、支持部材上
にある間に後続の処理の際支持部材上にとどまるよう、
予備浸漬あるいは予備的に湿らせる（ボックス２）。繊
維ウェブを載せた支持部材は、高圧流体噴射ノズルの下
を通過させられる（ボックス３）。この際の好ましい流
体は水である。噴射された水は、好ましくは真空を使っ
て、支持部材から除去される（ボックス４）。繊維ウェ
ブは脱水処理にかけられる（ボックス５）。形成され、
そして脱水された布は、支持部材から取り外される（ボ
ックス６）。形成された布は、布を乾燥させるため、一
連の乾燥ドラムの上を通過させられる（ボックス７）。
布は、ついでこの製造工程を終了するか、もしくは所望
により他の処理にかける（ボックス８）。

【００１８】図５は、本発明の布製造方法を実行する装置の一つの
態様を示す説明図である。この装置においては、コンベ
アベルト70は、二つの離隔した回転ロール71と72の周り
を連続的に移動する。ベルトは、時計方向と反時計方向
の両方に回転できるようにする。ベルトの上方区域73上
の一つの位置には、適当な水噴射マニホールド74を設置
する。このマニホールドは、非常に径の小さい（約7/10
00インチ）複数の穴（インチ当り約30個）を備える。そ
して、圧力をかけた水をこの穴を通して噴射する。ベル
トの上面には、パターニング支持部材75を載せ、またこ
の支持部材75の上には、処理を施す繊維ウェブを載置す
る。水噴射マニホールドの真下で、ベルト上方区域の下
方には、水の除去を補助し、繊維ウェブがベルトからあ
ふれることのないようにする吸引マニホールド77を設置
する。マニホールドから噴射される水は、繊維ウェブに
衝突し、パターニング支持部材を通過し、最後に吸引マ
ニホールドによって除去される。繊維ウェブを載せたパ
ターニング支持部材は、本発明に従って布を製造するた
めには、所望により何回もマニホールドの下を通過させ
られる。

【００１９】図６は、本発明の他の態様に係る布を連続的に製造す
る装置を示す。この装置は、実際には本発明のパターニ
ング支持部材として働くコンベアベルト80を備える。こ
のベルトは、離隔した部材の周りを反時計方向に連続的
に移動する。このベルトの上方には、複数のオリフィス
のラインもしくはグループ81につながる流体噴射マニホ
ールド79が設けられる。各グループ81は、１インチ当り
30個以上の非常に系の小さい穴の列を一もしくはそれ以
上備える。マニホールドは、各オリフィスラインもしく
はグループに向かう流体の圧力を調整する圧力ゲージ87
と制御バルブ88を据え付けられる。各オリフィスライン
もしくはグループの下には、過剰の水を除去し、水噴射
領域から水があふれ出ないようにするための吸引部材82
が設けられる。本発明により布に変えられる繊維ウェブ
83は、パターニング支持部材を兼ねるコンベアベルト80
に送られる。水は、ウェブを予備浸漬ないし予備散水し
て、繊維がマニホールドの下を通過する際の繊維の制御
を補助するため、適当なノズル84を介して繊維ウェブに
噴射される。吸引スロット85は、過剰の水を除去するた
め、この水噴射ノズルの下方に設けられる。繊維ウェブ
は、好ましくは段々に水圧が上がっていく流体噴射マニ
ホールド列の下を通過する。例えば、穴もしくはオリフ
ィスの第１列目のラインは100psiの圧力で流体を噴射
し、次の列のラインは300psiの圧力で流体を噴射する。
そして、最後の列のラインは700psiの圧力で流体を噴射
するといった具合である。図には６個の流体噴射オリフ
ィスラインを示してあるが、オリフィスラインもしくは
列の数は重要ではない。これは、ウェブの重量、流体の
速度・圧力、各ラインにおける穴の列の数などによって
変わってくる。布は、流体噴射マニホールドおよび吸引
マニホールドの間を通過した後は、余分の水を除去する
ため、さらに追加の吸引スロット86の上方を通過する。
パターニング支持部材は、比較的剛性の材料からつくら
れ、複数のスレート片を含む。各スレート片は、コンベ
アの幅を横断して延び、また片面にリップ（板の溝）、
そしてその反対側の面に肩を備える。一つのスレート片
の肩は、隣接するスレート片のリップに係合することに
より、隣り合うスレート片にまたがる移動を可能にし、
また比較的剛性の部材を図示のようなコンベアに使用す
ることを可能にする。

【００２０】図７には、本発明による布を製造する好ましい装置を
模式的に示す。この装置においては、パターニング支持
部材は回転ドラム90である。このドラムは反時計方向に
回転し、また所望のパターニング形状を有してドラムの
外表面を形成するように配置される複数の湾曲したプレ
ート91を含む。ドラムの周りには、湾曲したプレートの
外表面に載置した繊維ウェブ93に水もしくは他の流体を
適用する複数のオリフィスストリップ92につながるマニ
ホールド89が配置される。各オリフィスストリップは、
5/1000〜10/1000インチの非常に径の小さい穴の列を一
以上備える。そして、この穴は１インチ当り50〜60個、
望むならばさらにそれ以上設けられる。水もしくは他の
流体は、このオリフィスの列を通して噴射される。各オ
リフィスのグループにおける流体の圧力は、繊維ウェブ
が通過する最初のグループから最後のグループにかけて
徐々に増加していく。流体の圧力は、適当な制御バルブ
97と圧力ゲージ98によって制御される。ドラムは水溜め
94に連結され、水溜め94は、水の除去を補助し、ウェブ
のある領域から水があふれるのを防止するため、真空状
態に引かれる。この装置を操作するときには、水噴射マ
ニホールド89の前方において、繊維ウェブ93をパターニ
ング支持部材91の上に置く。繊維ウェブはオリフィスス
トリップの下を通過し、本発明の布に変えられる。形成
した布は、ついでパターニング支持部材の領域と、オリ
フィスストリップが存在しないドラム95領域の上方を通
過するが、このときも水溜め94における真空吸引は継続
する。脱水を終えた布は、ドラムから除去し、乾燥のた
め、一連の乾燥した缶96の周りを通過する。

【００２１】図８ないし図19は、本発明に従って使用される種々の
パターニング支持部材の断面図と平面図である。これら
の図には、支持部材において使用される種々の形状のピ
ラミッドと開口のパターンが示されている。

【００２２】図８は図３に示したパターニング支持部材の断面図で
あり、図９はこの支持部材の平面図である。図８と図９
にある支持部材は、図１に示したような構造の布を形成
する。図９に示すようにピラミッド61は底辺が正方形で
ある。各ピラミッドは本質的にみな同系であり、ピラミ
ッドの各側面66は二等辺三角形をしている。各ピラミッ
ドは一点もしくは頂点65に集約し、各頂点は互いに直交
する二つの方向に整列する。ピラミッドの底面は、各ピ
ラミッドの側面の間に無視できる程度の谷67が形成され
るよう、互いに隣接して配置される。ピラミッドの側面
が水平面となす角度「α」は、約70゜である。パターニ
ング支持部材はまた、ピラミッドの側面とピラミッドの
四隅の両方に開口68を有する。ピラミッド側面にある開
口は、図８に示したようにピラミッド側面の一部に上り
込んでいる。

【００２３】図10と図11は、本発明の他の態様に係るパターニング
支持部材を示す。図10は断面図であり、図11は平面図で
ある。ピラミッド100は、図８および図９とほぼ同様の
配置・配列を有する。しかし、谷101を形成するピラミ
ッドの隣接する側面の間のスペースは、パターニング支
持部材の穴102がピラミッドの側面を上っていかないよ
う、かなり大きくしてある。図10と図11に示したピラミ
ッド配置は、比較的重い繊維ウェブの場合に使用され
る。これは、繊維をピラミッド側面の間に充填・稠密化
する余地が広いからである。

【００２４】図12と図13は、本発明のさらに他の態様に係るパター
ニング支持部材を示す。この態様においては、ピラミッ
ド104の側面は複数の角度をなしている。谷106から立ち
上がるピラミッドの一側面105は、水平面と約80゜をな
す。またピラミッドの頂点108から下りてくるピラミッ
ドの他の側面107は、水平面と約55゜をなす。ピラミッ
ドの形状をこのようにすることの利点は、でき上がる布
がパターニング支持部材から容易に引き剥がせるという
ことである。この態様においては、開口109はピラミッ
ドの側面に配置され、開口110は４つのピラミッドが出
会う隅に形成される。ピラミッドの側面に設けられる開
口は、隅のそれよりもわずかに大きい。

【００２５】図14と図15は、本発明のさらに他の態様に係るパター
ニング支持部材を示す。この態様においては、ピラミッ
ドの側面は均一な形状をしていない。各ピラミッドの先
行端114が水平面と約70゜の角度をなすのに対し、各ピ
ラミッドの後行端113はほぼ垂直である。支持部材は、
図示のように、開口116を含む。このようにピラミッド
の形状を変えることにより、繊維に作用する流体の力
は、ピラミッドの間の谷115により大きな渦巻き作用が
発生するよう、制御することができる。

【００２６】図16は本発明のパターニング支持部材の平面図、また
図17は図16の17−17線に沿ってみた断面図である。この
態様においては、ピラミッド120は、均等な大きさの側
面を有し、各側面は水平面と約70゜をなす。また、各ピ
ラミッドの各側面には二つの開口121がある。この態様
においては、ピラミッドの各側面に二つの開口を設ける
ことにより、最終的な布において隣り合う交差接合部の
間に複数の「蝶結び」が形成される。

【００２７】図18と図19は、本発明の好ましい態様のパターニング
部材を示す平面図である。両図とも、ピラミッドは４つ
の側面を有し、かつ各側面は均一な形状を有する。図18
においては、ピラミッドの各側面の隣に開口126が設け
られる。図19においても、ピラミッドの各側面に開口12
8が設けられるが、さらに４個のピラミッドが出会う四
隅にも開口129が設けられる。図19のピラミッド側面の
開口は、四隅にある開口よりも径がわずかに大きい。

【００２８】本発明のパターニング支持部材は、プラスチック、金
属など種々の材料からつくることができる。使用する材
料は、その表面に衝突する流体の衝撃にも変形すること
があってはならない。支持部材の表面は、粗いでこぼこ
のあるものであってはならず、比較的滑らかでなければ
ならない。しかし支持部材はピカピカに磨かない方が好
ましい。なぜなら、幾分摩擦のある表面の方が、本発明
の布を製造する上では望ましいからである。機械で研磨
した表面は、本発明の布を製造する上で特に好ましいこ
とが分った。

【００２９】いかなる場合でも、パターニング支持部材は、所定の
パターンに沿って配置された複数の開口と、所望により
四面もしくは三面の複数のピラミッドを備える。そし
て、ピラミッド側面の水平面となす角度は少なくとも55
゜、好ましくは65゜と75゜の間である。支持部材のプレ
ートに設けられる開口は、ピラミッドの側面を上ってい
くようにするのが好ましいが、これは必ずしも必要なこ
とではない。しかし、このようにすると、絡み合わされ
る繊維の間で所望の繊維の充填を得るのが容易になる。

【００３０】ところで、支持部材においては、すべての穴もしくは
開口が支持部材を貫通する必要はないということは指摘
しておかねばならない。すくなくともいくつかの穴は、
支持部材を部分的に彫り込んだだけでもよい。ただし、
これはそれらの深さが流体の好ましくない逆流を減少な
いし防止するのに十分であるという条件付きである。も
し多量の流体もしくは力の大きな流体が繊維の再配置領
域に逆流すると、所望の繊維再配置が得られなくなる。

【００３１】図20から図23は、本発明の布の顕微鏡写真である。こ
の布は600グレンの重量を有し、レーヨン製である。ま
た繊維は1.5デニールで、5/4インチのステープル長さを
有する。布は、図３で説明したものに似たプレート上で
形成した。このプレートは、ピラミッドの側面に、ピラ
ミッドの四隅の穴よりもわずかに径の大きい穴を有す
る。プレートは四面のピラミッドを備え、その側面は水
平面と約75゜の角度をなす。図20は、布の20倍の拡大平
面図である。図から分るように、布の繊維部は非常に稠
密であるのに対し、開放領域は繊維端もほとんどなく、
非常に明瞭に繊維領域から区画されている。この布は、
多数の糸状繊維グループ200を含む。これらのグループ
は、複数の繊維グループに共通の繊維を介して接合部で
交差し、正規の正方形の開口パターンを形成する。交差
接合部の間には、「蝶結び」領域202がみられる。

【００３２】図21は、図20の布を76倍に拡大した写真で、布の繊維
グループの一つあるいは「蝶結び」領域を示す。この繊
維グループのほぼ中心には、この糸状繊維グループ、す
なわち「蝶結び」を構成する平行で緊密に充填された繊
維セグメント周縁の少なくとも一部に巻き付けられる繊
維セグメントがみられる。図22は、図20に示した布の接
合部の一つを拡大した写真である。接合部は、複数の繊
維セグメントを含み、その一部は、接合部をほぼまっす
ぐに貫通して延びる。また、他の一部のセグメントは、
接合部内でほぼ90゜に折れ曲がり、さらに他の一部は接
合部を通るとき対角線方向に延びる。

【００３３】図23は、図20と図21の「蝶結び」領域の断面図であ
る。ほぼ平行な繊維セグメントが「蝶結び」領域に入
り、そのうちのいくつかは貫通する。また、「蝶結び」
領域には、糸状繊維グループの周りに周回状に巻き付け
られる繊維セグメントがみられる。

【００３４】以下には、本発明の布を製造する方法の特に４つの例
を挙げる。

【００３５】

【実施例１】布の製造には、図２に示した装置を用いた。300グレ
ンの均等にカーディングされた繊維ウェブ（1.5デニー
ル、ステープル長さ1.25インチのレーヨン繊維からな
る）を、米国特許第4,475,271号に記載された方法に従
って製造した。ウェブは、ワイヤキャリアベルト上に支
えられたプレートの頂面に置かれる。キャリアベルト
は、12×10のプレーンワイヤ・ポリエステル・モノフィ
ラメントベルトである（ウィスコンシン州アップルトン
（Appleton）のアップルトン・ワイヤ・ワークス（Appl
eton Wire Works）製）。ベルトは直径0.028インチ（0.
2cm）のタテ糸と44％の開放領域を有する。プレート
は、図12に示したような構成を有する。ピラミッドの谷
側面（105）は水平面と74゜をなし、ピーク側面（107）
は水平面と55゜をなす。側面（105）の垂直高さは0.045
インチ（0.114cm）であり、谷フロア（106）からピラミ
ッド頂点（108）までの垂直高さは0.090インチ（0.229c
m）である。谷フロアの半径は、0.003インチ（0.0076c
m）である。ピラミッドは、図13に示すように、12×12
の正方形のパターンで配置される。隣り合うピラミッド
の中心間の距離は、0.083インチ（0.21cm）である。ピ
ラミッド側面にある穴は、口径が0.032インチ（0.08c
m）であり、ピラミッドの四隅にある穴は、口径が0.025
インチ（0.064cm）である。マニホールドは１インチ当
り30個（1cm当り11.8個）のオリフィスを含み、このオ
リフィスは径が0.007インチ（0.018cm）である。プレー
ト上の繊維ウェブは、マニホールドの下を通過させら
れ、支持部材上にしっかりと位置するよう水で湿潤され
る。続くマニホールド下の通過は、100psigと600psigで
行われ、最後の３回の通過は1000psigで行われる。マニ
ホールド下の通過はすべて、１分当り10ヤード（9.1m）
の速度で行われ、この間の真空吸引は水柱で24インチ
（61cm）の真空度で行われた。得られた布の顕微鏡写真
を、図24ないし図26に示す。図24はでき上がった布の25
倍の拡大写真である。この図の布は、糸状の繊維グルー
プもしくは繊維束205を多数含む。繊維束は、複数の繊
維束に共通の繊維を介して、ほぼ正方形の開口207のパ
ターンを形成するよう、接合部206で交差する。各繊維
束の中央には、絡み合い領域（「蝶結び」領域）208が
あり、この絡み合い領域からは互いに反対方向に繊維束
が延びる。図25は図24の布の「蝶結び」領域を70倍に拡
大したものであり、この図により明瞭に示されている
が、絡み合い領域は複数の繊維セグメントを含み、これ
らの繊維セグメントは、輪をなして絡み合い、また繊維
を非常に緊密に充填した状態を維持するよう、繊維束周
縁の一部の周りに延びる。図26は、この実施例の布にお
ける交差接合部の一つを70倍に拡大した写真である。繊
維セグメントのいくつかは、接合部を直線的に貫通し、
他の繊維セグメントは接合部を通って90度曲がりながら
延びる。また、さらに他の繊維部は、接合部の内部で輪
をなして緊密に絡み合っている。

【００３６】でき上がった布は、ストランド密度の計算値と開放性
指数を調べるため、試験にかけた。その結果、ストラン
ド密度の計算値は0.192g/cc、開放性指数は1.119であっ
た。

【００３７】

【実施例２】実施例１で説明した装置を用いて布を製造した。製造
条件とパラメータは、最初の出発ウェブの重量が１平方
ヤード当り1600グレンであること以外は、実施例１と同
じである。この実施例においては、100psigで１回およ
び600psigで１回マニホールドの下を通過させた後、ウ
ェブを1000psigで９回マニホールドの下を通した。でき
上がった布の平面顕微鏡写真図を図27に示す。この布は
図24の布の５倍を越える重さがあるにもかかわらず、顕
著な開放性を有し、また繊維部分は非常に緊密に充填さ
れている。布は繊維セグメントのグループを含むか、こ
こでは繊維セグメントは大体において平行で緊密に充填
されている。各繊維セグメントグループの中心には、糸
状繊維グループ、すなわち「蝶結び」領域の周縁の一部
の周りに周回状に巻き付けられた繊維セグメントの一部
を含む絡み合い領域がみられる。これらの繊維グループ
は、ほぼ正方形の開口を有する所定のパターンを区画す
るよう、複数の繊維グループに共通な繊維を介して接合
部で交差する。布の重量が増してもパターンの開放性が
さほど低下しないというのは驚くべきことである。これ
は、従来の絡み合った不織布を製造する方法にはみられ
ないことである。これまでの方法では、布の重量が増す
と、布のパターンは、急速にその明瞭性を失っていた。

【００３８】でき上がった布は、ストランド密度の計算値と開放性
指数を調べるため、試験にかけた。その結果、ストラン
ド密度の計算値は0.256g/cc、開放性指数は0.426であっ
た。

【００３９】図28は、本発明の布の他の態様に係る「蝶結び」領域
の50倍の拡大写真である。この態様においては、布の製
造に用いたパターニング支持部材は、図16に示したもの
と同じである。糸状繊維グループには二つの絡み合い領
域があり、それぞれの絡み合い領域は複数の繊維セグメ
ントを含む。この繊維セグメントは、糸状繊維グループ
の内部で、平行で緊密に充填された繊維セグメント周縁
の一部の周りに周回状に巻き付けられている。

【００４０】図29と図30には、本発明の他の態様に係る布を示す。
図29は、600グレンの繊維ウェブから造られた布の20倍
の平面拡大写真である。繊維ウェブの繊維は1.5デニー
ルで、1.25インチのステープル長さを有するレーヨン製
である。繊維ウェブは、本発明に従い、図10および図11
に似たパターニング支持部材を用いて加工した。ただ
し、支持部材の穴は、円形というよりはむしろ比較的長
くて狭いスロットの形状をとる。スロットは、幅が均一
で端部は丸められている。またこのスロットは、谷のフ
ロアに沿って二つのピラミッドの間の側面中央部から隣
接するピラミッドの側面中央に延びるだけの長さを有す
る。図29においては、布は、繊維セグメントが比較的平
行に充填された多数の糸状繊維グループを含む。繊維束
は、複数の繊維グループに共通の繊維を介して接合部で
交差し、傾斜部のある正方形の開口という所定のパター
ンを形成する。図30の糸状繊維グループの50倍拡大写真
により明瞭に示してあるように、糸状繊維グループは、
一つの交差接合部から隣接する交差接合部にかけてテー
パがかけられている。糸状繊維グループに中間点には、
糸状繊維グループ周縁部の周りに周回状に巻き付けられ
たいくつかの繊維セグメントを含む緊密に絡み合った領
域がある。テーパ付けされた糸状繊維グループの狭隘な
領域では、大部分の繊維セグメントは、隣接する繊維セ
グメントに対してほぼ平行であるが、テーパの広い方の
部分においては、この部分の外側周縁は平行な繊維セグ
メントを含むものの、この周縁の内側には絡み合い領域
がある。糸状繊維グループの狭隘な領域（緊密に絡み合
った領域）は微細な毛管構造を有し、布の吸水速度も速
いが、広がった領域（緊密の程度が低い領域）は、大き
な毛管構造を有して、吸水容量が大きい。このようにし
て、布の吸収特性は、望むように調整することができ
る。

【００４１】織布あるいは編布に優れた強度を与える理由の一つ
は、繊維から構成される糸にねじりが加えられているこ
とである。これは、もちろん糸の繊維をいくらか緻密な
ものにし、繊維を互いの摩擦的な係合を増加させるた
め、より近接した接触状態に置く役割を果たす。この糸
は引っ張られると、摩擦的な係合により糸の強度を増加
させる。本発明のある態様に係る布においては、接合部
間に延びる糸状繊維グループにねじりを付ける。図31と
図32には、交差接合部間の繊維セグメントがねじりを有
する本発明の布を示す。図32は、図31の布を拡大した写
真である。両図とも、布は形成プレート上にある状態で
撮影したものである。

【００４２】以下に述べるのは、繊維セグメントが交差接合部間で
ねじれている本発明の布を製造する方法の実施例であ
る。

【００４３】

【実施例３】この実施例で用いる装置、条件および製造プロセスに
おけるパラメータは、出発ウェブが１平方ヤード当り30
0グレンの漂白済み綿繊維で、ミクロネール（micronair
e）が4.8、ステープル長さが30/32インチ、そして強度
が１テックス当り22gであることを除き、前述の実施例
と同じである。パターニング支持部材は、12×12個の正
方形配置のピラミッドパターンを有する。各ピラミッド
は、谷のフロアからピラミッドの頂点まで測った垂直高
さが0.155インチ（0.39cm）である。ピラミッドの側面
は、水平面と75゜の角度をなす。谷フロアの幅は、0.00
6インチ（0.015cm）である。穴は、ピラミッドの四隅に
あり、その径は0.038インチ（0.1cm）である。布の製造
に当っては、まず真空吸引なしで10psigの流体圧力で一
度マニホールドの下を通し、ついで順に100psigで一
度、600psigで一度、そして1000psigで三度マニホール
ドの下を通す。このときはいずれも水柱25インチ（63.5
cm）の真空度で真空吸引する。図33は、交差部分間に糸
状のねじれを示すでき上がった布の15倍の平面拡大図で
ある。でき上がった布は、ストランド密度の計算値と開
放性指数を調べるため、試験にかけた。その結果、スト
ランド密度の計算値は0.142g/cc、開放性指数は1.080で
あった。

【００４４】これまでの実施例においては、パターニングプレート
にはすべて四角錐のピラミッドを用いたが、図34は、四
角錐の代わりに三角錐のピラミッドを備えたパターニン
グプレートを用いでつくった布の15倍の拡大顕微鏡写真
である。その結果、この実施例においては、布は、通常
の二つの軸の代わりに三本の軸を有する。このため、で
き上がった布は、３軸性の、これまでとは非常に異なっ
た珍しい引張り強度をもつようになる。このような配置
にすると、布のバイアス弾性が減少する。図34に示すよ
うに、各接合部は、この接合郡から延び出る６個の糸状
繊維グループを有する。各糸状繊維グループは、少なく
とも数個の繊維セグメントが糸状繊維グループ周縁の一
部の周りに巻き付けられた絡み合い領域を有する。

【００４５】興味深いのは、本発明の布の接合部においては、繊維
は極めて綿密に充填され、かつ均一に稠密化されている
ということである。接合部を緊密化し非常に絡み合いの
程度が高い領域を形成するため、いくつかの繊維セグメ
ントは、接合部を直線的に貫通し、他の一部の繊維はセ
グメントは、90゜曲がりながら接合部を通り抜け、そし
てさらに他の一部は接合部の「Ｚ」面を通る。図35と図
36は、88倍の断面拡大顕微鏡写真である。図35は、本発
明の布の接合部の顕微鏡写真である。この布は、１平方
ヤード当り400グレンの均等カーディング済みウェブか
らつくられる。このウェブは、1.5デニールで、ステー
プル長さが1.5インチ（3.8cm）のレーヨン繊維からつく
られる。布形成プレートは、中心距離が0.083インチ
（0.21cm）で、12×12の正方形パターンに配置されたピ
ラミッドを含む。ピラミッドの各側面は水平方向に対し
て75゜の角度をなす。ピラミッド側面の中間点にある穴
は、径が0.032イシチ（0.08cm）であり、ピラミッドの
四隅にある穴は、径が0.025インチ（0.06cm）である。
オリフィス、支持ベルト等は、これまで述べた実施例と
同じである。この実施例においては、布を製造する際
は、まず100psigの流体圧力で１回マニホールドの下を
通し、ついで100psigで１回、そして最後に1000psigで
３回マニホールドの下を通す。そしてすべての場合に水
柱で25インチ（63.5cm）の真空吸引を行う。顕微鏡写真
は、平行で接合部を貫通して延びる繊維セグメントを示
す。この繊維セグメントは、接合部で90゜曲がってい
る。また接合部のＺ面を貫通する繊維セグメントも多数
みられる。これらの繊維セグメントは絡み合いの程度が
きわめて高い。これと対照的に、図36は、従来の方法に
従って製造された布の接合部を示す。この布は、米国特
許第3,485,706号に従って製造した。布形成部材は、12
×12の正方形の組織をもつポリエステルフィラメントベ
ルトである。ウェブは、1.5デニール、1.5インチのステ
ープル長さをもつレーヨン繊維からつくった均等カーデ
ィングウェブである。またウェブの重量は１平方ヤード
当り400グレンである。マニホールドは、最初100psig
で、２回目は600psigで、そして３回目から５回目まで
は1000psigで操作した。各マニホールドの下で水柱で25
インチ（63.5cm）の真空吸引を行った。図から分るよう
に、接合部においてはある程度の絡み合いがみられ、ま
た平行な繊維セグメントもいくつかみられる。しかし、
接合は、ほとんど緻密化・稠密化されておらず、この接
合部の繊維の配置も、本発明の布の接合部に比べ、かな
りランダムになっている。

【００４６】図20ないし図34の顕微鏡写真から分るように、本発明
の不織布は独特の構造的特性を有している。これらの特
性は、不織布の繊維領域が、従来の不織布に比べ、きわ
めて稠密かつ緻密であるということである。稠密度ない
し緻密度は、各繊維グループにわたって均一で、同じデ
ニールの同じ繊維の紡績糸で得られるものに類似してい
る。本発明の不織布すべてに表れる他の特性は、布の開
放領域における開放性の程度である。本発明の不織布に
おいては、布の開放性の度合いを低下させる開放領域ま
で延びる繊維端、ループ、セグメントの類はほとんどな
い。このため、でき上がった不織布の外観は、織布に似
ている。また不織布の交差領域も、従来の不織布のよう
に拡大していない。これは、本発明の不織布の外観を織
布のようにみせるのに貢献する。こうした構造的な特性
が、最終的な不織布の物理的特性を大いに向上させる。
本発明の不織布は、良好な強度を有する。また、制御可
能な良好な吸収特性、特に吸い上げ特性を有する。

【００４７】

【実施例４】この実施例は、本発明の布の他の態様に係るものであ
る。漂白された綿のウェブを米国特許第4,475,271号
（ロフグレン（Lovgren）他）の方法に従って製造し
た。ウェブは１平方ヤード当り525グレンで、ミクロネ
ールが5.0、ステープル長さが1.0インチの漂白済み綿繊
維からつくる。出発ウェブは、103×88（通常の100メッ
シュ）のポリエステル、プレーン組織のモノフィラメン
トベルト（テネシー州ポートランド（Portland）のアッ
プルトン・ワイヤ（Appleton Wire）社製）上で支え
た。支持ベルトは径が0.15mmのタテ糸ワイヤと同じく径
が0.15mmのヨコ糸ワイヤを有し、開放領域も全体の17.4
％ある。流体噴射マニホールドは、10列のオリフィスを
備える。そして、オリフィスの各列には、１インチ当り
30個（1cm当り11.8個）のオリフィスがあり、各オリフ
ィスの径は約0.007インチ（約0.018cm）である。オリフ
ィスの各列は、互いに約２インチ（約5.1cm）離され
る。繊維ウェブは、支持ベルトの上に載置され、１分当
り100ヤード（91.4m）の速度で液体噴射マニホールドの
下を通される。第１列のオリフィスは、100psigの圧力
で水を噴射する。次の列のオリフィスは、400psigの圧
力で水を噴射し、そして残りの８列は800psigの圧力で
水を噴射する。支持ベルトと流体噴射マニホールドの下
方に設置された吸引マニホールドは、水柱で25インチ
（63.5cm）の真空度を保たれる。形成した布は、裏返し
て、もう一つの面についても処理を行う。すなわち第１
の工程では支持ベルトに接していた面を今度は噴射する
水に曝す。この第２の工程では、先にでき上がった布を
第２の布形成面上に載置する。この第２の布形成面は、
互いに直交する二つの方向に配列されたピラミッドの列
を備える。各ピラミッドの基底は、通常矩形である。そ
して第２の布形成面の機械押し出し方向には１インチ当
り８個のピラミッド、そしてこれと直交する方向には１
インチ当り20個のピラミッドを配置する。ピラミッドの
基底は、機械押し出し方向では0.125インチ、これと直
交する方向では0.05インチである。ピラミッド間の谷の
フロアは、半径が0.003インチである。そして各ピラミ
ッドの谷からの高さは0.065インチである。穴は、通常
のパターンで第２の布形成面上に配置される。すなわ
ち、隣接するピラミッドの長手の側面中央と４個のピラ
ミッドが出会う箇所に配置される。各穴の径は、0.033
インチである。第２の布形成面に付随して設置する流体
噴射マニホールドは、９列のオリフィスを備える。オリ
フィスの各列には、１インチ当り30個（1cm当り11.8
個）のオリフィスがあり、各オリフィスの径は約0.007
インチ（約0.018cm）である。一度形成された布は予め
水で湿らせた後、１分当り100ヤード（91.4cm）の速度
で液体噴射マニホールドの下を通される。第１列のオリ
フィスは400psigの圧力で水を噴射し、残りの８列は160
0psigの圧力で水を噴射する。この間、支持ベルトの下
方に設置された吸引マニホールドは、水柱で25インチ
（63.5cm）の真空度を保たれる。でき上がった布のスト
ランド密度計算値の平均値は0.154g/cc、また開放性指
数は0.66であった。テスト方法は以下に述べる。

【００４８】

【開放性指数の測定】

以下には、開口のある不織布の開放性指数測定のため
のイメージ分析方法について述べる。開放性指数は、結
合剤を含まない開口性不織布について測定されるもので
ある。結合剤を含まない開口性布の開放性指数は、布中
における繊維分布の関数であり、開放性指数は、布の開
口を取り巻く繊維カバー領域にある繊維の割合が多くな
るにつれて増加する。

【００４９】結合剤を含まない開口性布の開放性指数を測定するに
は、いくつかの領域区分を測定する。繊維カバー（FC）
は、例えば織ったガーゼの糸、あるいは開口性不織布の
明瞭な繊維束を表す領域区分である。開口にある繊維
（FA）は、繊維束には存在せず、例えば織ったガーゼの
糸の間にある開放スペース、あるいは不織布の開口に入
り込んだ繊維を表す領域区分である。明白な開口領域区
分（CA）は、布の穴もしくは開口の領域区分である（開
放領域区分（OA）とFAを合計したもの）。開口性布の開
放性指数（CI）は、以下の式により、CAのFAおよびFCに
対する比として計算される。 CI＝CA/（FA＋FC）得られた開放性指数は、開口性の布の形成が明瞭に行
われている場合に増加する。

【００５０】開口性布の開放性指数は、イメージ分析によって測定
される。このイメージ分析は、本来、像から数値的な情
報を引き出すコンピュータを使用する。布は、顕微鏡セ
ットを介して、いくつかのパターンがスクリーン上で映
像化され、同時に布の各繊維が可視化できる倍率でイメ
ージ化される。布の光学的な像は、ビデオの撮像管のレ
ンズを介して形成され、分析に適した電気信号に変換さ
れる。繊維カーバー領域がグレーから黒までの種々の階
調をとり、また開放もしくは繊維のない領域は白となる
ようなコントラストのモニタ上に像を形成するため、顕
微鏡には、安全な透過光源が使用される。像の各走査線
は、測定用のサンプリングポイントまたは画素に分割さ
れる。

【００５１】平均開口領域も、FC領域によって囲まれた開口を代表
する1mm²当りの平方各領域の平均値としてイメージ分析
によって測定される。

【００５２】このようなイメージ分析は、グレーズドアオプション
と4.02バージョンのソフトウェアを備えだLeica Quanti
met Q520イメージアナライザ（すべてイリノイ州ディア
フィールド（Deerfield）のライカ（Leica）社製）を用
いて行った。使用した光学顕微鏡は、0.5×の対物レン
ズと20×のダイアルセットを用いた倍率10×のOlympus
SZH顕微鏡セットであった。顕微鏡には安定な透過光源
を備えつけた。また、顕微鏡とイメージアナライザの間
の連絡にはCohuモデル4812ビデオカメラを用いた。

【００５３】イメージアナライザ組立てのための参照としては、市
販のU.S.P.III型織布ガーゼが適している。織布ガーゼ
の包装を開いてガーゼを一枚取り出し、一つの層となる
ように折り畳んだものを広げる。織布ガーゼ層は、顕微
鏡の台に置かれる二枚のきれいなガラススライドの間に
はさみ、ビデオスクリーンの上に鮮明な像を得る。布の
パターンは、スクリーン上で数個のパターン全体の繰り
返しが観察できるように配置する。図37A参照。上述の
倍率をもつOlympus SZH顕微鏡とともにLeica Quantimet
Q520イメージアナライザを使うと、アナライザの１画
素につき0.021mmの目盛りが得られ、また１フィールド
にU.S.P.III型織布ガーゼの14個〜24個のパターン全体
の繰り返しを含む領域の分析が可能になる。像の明るさ
とコントラスト（ゲインとオフセット）は．、表示され
た像のグレーレベルの全範囲を包含する（クレーレベル
ヒストグラムがスケール上の可能なすべてのグレーレベ
ルを含む）ようセットする。このようなセッティングを
すると、糸、明瞭な開口領域および糸から開口領域に延
びる繊維を検出できるようになる。つぎに、サンプルを
顕微鏡の台から取り外し、視界を横切る不均一な照明を
除く影の補正を行うため一、二枚のきれいなガラススラ
イドを用いる。サンプルは、その後再度顕微鏡の台に置
く。

【００５４】開放性指数を測定するためには、以下に述べるいくつ
かのイメージング操作を行う。

【００５５】 1.糸から開口に延びる個々の繊維を検出することなく、
黒のイメージ領域における検出レベルを、束になった繊
維ストランドと交差接合部で均等になるようセットす
る。図37B参照。この黒の検出で感知されたクレーレベ
ルの値は、この後の参照時に使用する。

【００５６】 2.補正関数を用いて，検出面１における糸の検出値を、
後の測定のためイメージ面３に格納する。イメージ面３
におけるこの像は、FCを表す。図37C参照。必要なら
ば、FCを完全に検出するため、イメージ面１における像
を、FC内の穴が除去されるまで何回も広げる。この後、
像を先と同じ回数消去して、FC領域の縁を、検出メニュ
ーでセットした当初の境界まで戻す。

【００５７】 3.つぎに、白の検出レベルを個々の開口内の繊維のない
各領域の間で均等にするようセットする。白い検出レベ
ルは、後の参照に使用する。このイメージ面１における
検出したイメージは、布のOAを代表する。図37D参照。

【００５８】 4.ロジック関数を用いて、イメージ面１と３における像
を、次の式に従って組合せる。変換（イメージ面1XORイ
メージ面３）。すなわち、イメージ面１と３のどちらに
もないすべての画素のイメージをつくりだす。この操作
は、糸から布の開口もしくはFAに延びるイメージ面４に
おける像をつくり出す。図37E参照。

【００５９】 5.以下のイメージフィールドの測定を行い、領域区分の
値は、開放性指数の計算のために記憶しておく。イメージ面１（OA）（図37D）イメージ面３（FC）（図37C）イメージ面４（FA）（図37E）

【００６０】明瞭な開口領域区分（CA）は、開放領域（OA）と開口
内繊維（FA）の合計として計算される。開放性指数（C
I）は、明瞭な開口領域区分（CA）の、開口内繊維（F
A）と繊維カバー（FC）の二つの領域区分の合計に対す
る比として計算される。 CI＝CA/（FA＋FC）

【００６１】織布ガーゼの追加フィールドは、工程１と工程３で選
択した黒検出レベルと自検出レベルを用いる同じ方法で
測定される。布の多数の代表的な領域（各布について少
なくとも10領域）から得られた結果は、開放性指数の平
均値を出すため平均される。

【００６２】イメージ分析はまた、１平方mm当りの平均開口領域と
しての開口径を決定するのにも使用される。工程１ない
し５で調べる各フィールドについては、フィールドの測
定後、布を次のフィールドに移動する前に、次の工程を
実行する。

【００６３】 6.図５における明瞭な開放領域区分（CA）の像を形成
するため、イメージ追加（OR）関数を介して、イメージ
面１（OA）（図37B）とイメージ面４（FA）（図37E）の
像を組合せる。図37F参照。イメージ方程式は、イメージ面５（CA）＝イメージ面１（OA）ORイメージ面４（FA）

【００６４】 7.特徴測定メニューにおいては、イメージ面５（CA）を
測定するパラメータをセットする。

【００６５】 8.ヒストグラムメニューにおいては、領域パラメータを
選択し、これをグラフの選択として特に明るくする。つ
いで、個々の特徴的な領域についてイメージ面５の像
（CA）を分析するための測定パラメータを選択する。

【００６６】 9.開放性指数（上述の工程１ないし５）の分析後各フィ
ールドについて工程６ないし８を繰り返すと、平均と標
準偏差とともにCA領域についての累積ヒストグラムがで
き上がる（ヒストグラムは、同じ布サンプルの異なるフ
ィールドの間では鮮明ではない）。

【００６７】 10.織布ガーゼの一連のフィールドの終端に、１平方mm
当りの開口領域の平均値と標準偏差を記録する。

【００６８】開放性指数と開口領域の平均値を、本発明による布と
従来の布との間で、織布ガーゼ分析の際に決定した検出
レベル値を用い、同様の方法で分析した。開放性指数に
ついては、フィールドの測定値を格納しておき、結果を
例えばLotus1−２−３ワークシートで計算した。各布の
開放性指数は、平均値として報告した。各フィールドに
ついて特徴的なデータを累積した後、平均値と標準偏差
をワークシートに記録し、平均開口領域のものとして報
告した。

【００６９】本発明の布は、上述の方法で測定した結果、0.5以上
の開放性指数を有していた。本発明の布は、望ましくは
0.6以上の開放性指数を有するのがよく、より好ましい
開放性指数は0.75以上である。

【００７０】

【ストランド密度計算値の決定】

ストランド密度の計算値は、結合剤を用いない開放性
布における繊維束の密度のことである。ストランド密度
の計算値は、維持カバーパターン領域を表す領域区分お
よび、維持束のcmで表した平均の厚さで除した１平方cm
当りの繊維重量のグラム数を用いて計算される繊維の密
度から決定される。次に、開口のある不織布について、
g/cm³単位で表されるストランド密度計算値を決定する
方法を述べる。

【００７１】この分析には、g/cm²単位での布重量（WT）の測定
と、cm単位での維持束の厚さ（Ｚ）の測定、および繊維
カバーパターン領域を表す領域区分（FC）を得るための
開放性指数の分析が必要である。

【００７２】繊維重量を測定するためには、ASTM Ｄ−3776のよう
な標準的な試験方法を用いる。繊維束の厚さは、繊維束
を貫通する断面積を測定するLeica Quantimet Q520イメ
ージアナライザを用いて測定する。

【００７３】繊維束の厚さのイメージ分析用の布を準備するため、
布の代表的なサンプルを透明な樹脂（例えばAraldite^TM
樹脂）に埋め込み、Buehler Isomet鋸のようなダイヤモ
ンド刃を備えた低速の鋸を使って、布／樹脂ブロックの
断面を形成する。布の機械押し出し方向とこれと直交す
る方向にそれぞれ厚さ0.027cmの断面を連続的に形成
し、装填媒体として例えばNorland光学接着剤60を用い
て顕微鏡のガラススライドに装填する。分析中の布の一
片と比較される一連の断面の顕微鏡観察結果から、繊維
束を表す断面には測定用のマークをつける。不織布の繊
維束は、蝶結び部と交差接合部、あるいは蝶結び部がな
い場合には二つの交差接合部の間のほぼ中間の位置で切
断することにより断面を形成する。従来の不織布におけ
る繊維束の断面は、二つの交差接合部のほぼ中間で形成
する。

【００７４】選択した各繊維束の厚さは、布の一つの表面を代表す
る境界から他の表面を代表する境界までの断面に沿って
引かれるラインの長さとしてとらえる。そして、各糸束
の厚さを代表するラインの長さを測定し、その平均値
（cm単位）を記録する。繊維カバーパターン領域のサン
プルを代表する領域区分（FC）は、開放性指数分析から
得られる。

【００７５】つぎに、g/cc単位で表されるストランド密度計算値
は、以下の式に従って計算される。ストランド密度計算値＝WT/（Ｚ＋FC）

【００７６】

【布密度の決定】

開口のある不織布の布密度決定方法を以下に述べる。
布密度は、単位面積当りの布重量（g/cm²単位）、布の
厚さ（cm単位）、および布カバーパターン領域を代表す
る領域区分から計算される値である。布密度の単位はg/
cm³である。

【００７７】単位面積当りの重量および厚さを測定するには、標準
的な試験方法（例えばASTM Ｄ−1777およびＤ−3776）
を用いる。ついで、単位面積当りの重量を厚さで除すこ
とにより布のバルクを計算し、g/cm³単位で表す。布に
おける繊維カバーパターン領域を代表する面積区分は、
開放性指数分析から得られる繊維カバー（FC）値であ
る。前の説明を参照のこと。つぎに、布のパルクを領域
区分（FC）で除すことにより、布密度を計算する。

【００７８】本発明の布は、上述のように測定した結果、少なくと
も0.14g/cm³のストランド密度計算値を有していた。本
発明の布としては、0.15g/cm³のストランド密度計算値
が欲しいどころで、好ましくは0.17g/cm³以上である。

【００７９】以上本発明を詳細に説明し、かつ実施できるように例
証してきたが、当業者ならば、本発明の精神および趣旨
を逸脱しない範囲で、基本的な原理の無数の変形、他へ
の適用、修正および拡張が可能なことは明らかであろ
う。図面の簡単な説明

【図１】本発明の布を説明する斜視図である。

【図２】本発明の布を製造する装置を説明する断面図である。

【図３】繊維ウェブとパターニング支持部材の拡大斜視図であ
る。

【図４】本発明の布を製造する方法における種々の工程を示す
ブロックダイアダラムである。

【図５】本発明の布を製造する装置の一つの態様の説明図であ
る。

【図６】本発明の布を製造する装置のもう一つの態様の説明図
である。

【図７】本発明の布を製造する装置の好ましい態様の説明図で
ある。

【図８】パターニング支持部材の拡大断面図である。

【図９】図８のパターニング支持部材の平面図である。

【図１０】パターニング支持部材の拡大断面図である。

【図１１】図10のパターニング支持部材の平面図である。

【図１２】パターニング支持部材の拡大断面図である。

【図１３】図12のパターニング支持部材の平面図である。

【図１４】パターニング支持部材の拡大断面図である。

【図１５】図14のパターニング支持部材の平面図である。

【図１６】パターニング支持部材の部分平面図である。

【図１７】図16の17−17線断面図である。

【図１８】パターニング支持部材の部分平面図である。

【図１９】他の態様に係るパターニング支持部材の部分平面図で
ある。

【図２０】図１の布の約20倍の拡大顕微鏡写真である。

【図２１】図20の布における「蝶結び」領域の一つの約４倍の拡
大顕微鏡写真である。

【図２２】図20の布における交差接合部の一つの約４倍の拡大顕
微鏡写真である。

【図２３】図20の布における「蝶結び」領域の一つの断面を約４
倍に拡大した顕微鏡写真である。

【図２４】本発明の布の約25倍の拡大顕微鏡写真である。

【図２５】図24の布における「蝶結び」の一つの約３倍の拡大顕
微鏡写真である。

【図２６】図24の布における交差接合部の一つの約３倍の拡大顕
微鏡写真である。

【図２７】本発明の布の約25倍の拡大顕微鏡写真である。

【図２８】本発明の布における「蝶結び」領域の一つの約50倍の
拡大顕微鏡写真である。

【図２９】本発明の布の約20倍の拡大顕微鏡写真である。

【図３０】図29の布における「蝶結び」領域の一つの約2.5倍の
拡大顕微鏡写真である。

【図３１】繊維セグメントにねじりが加えられた本発明の他の態
様に係る布の約15倍の拡大顕微鏡写真である。

【図３２】本発明の布の約２倍の拡大顕微鏡写真である。

【図３３】本発明の他の態様に係る布の約15倍の拡大顕微鏡写真
である。

【図３４】本発明のさらに他の態様に係る布の約35倍の拡大顕微
鏡写真である。

【図３５】本発明の布における交差接合部の一つの断面を約88倍
に拡大した顕微鏡写真である。

【図３６】従来の布における交差接合部の一つの断面を約88倍に
拡大した顕微鏡写真である。

【図３７】ＡないしＦはそれぞれ、布の開放性を測定するため試
験用の布をイメージ分析する際の一連の工程における布
の顕微鏡写真である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者バセット，アルトン・エイチアメリカ合衆国、08540 ニュージャージー州、プリンストン、ハリエット・ドライブ 73 (72)発明者ジェイムズ，ウィリアムアメリカ合衆国、08520 ニュージャージー州、イー・ウィンザー、ジェイムズタウン・ロード 956 (72)発明者ケネッテ，ジョン・ダブリューアメリカ合衆国、08876 ニュージャージー州、サマービル、デュークス・パークウェイ 192 (72)発明者マクミーキン，リンダ・ジェイアメリカ合衆国、08805 ニュージャージー州、バウンド・ブルック、イースト・ユニオン・アベニュー 217 (56)参考文献特開昭50−25087（ＪＰ，Ａ) 特開平３−19950（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−111170（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−142378（ＪＰ，Ａ) 米国特許3081515（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D04H 1/00 - 18/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ステープル繊維から形成された不織布であ
って、多数の糸状繊維グループ（51;200;205）から成り、前記
糸状繊維グループは交差し、共通の繊維を介して接合部
（52;201;206）で連結されて不織布に所定のパターンの
穴を形成し、前記糸状繊維グループは、複数のほぼ平行かつ緊密に緻
密化された繊維セグメントを含み、この糸状繊維グループの少なくともいくつかは、前記平
行かつ緊密に緻密化された繊維セグメント周縁の少なく
とも一部の周りに周回状に巻き付けられた周回状巻き付
け領域（54;202;208）を有する繊維セグメントを含み、
当該周回状巻き付け領域が前記糸状繊維グループの接合
部（52;201;206）間でほぼ規則的に配設されていること
により、接合部間の繊維セグメントの強度が強化されて
いることを特徴とする不織布。
【請求項２】前記周回状巻き付け領域（54;202;208）
は、前記糸状繊維グループに入り込み、かつこの糸状繊
維グループの少なくとも一部を貫いて延びる繊維セグメ
ントを含む請求項１記載の不織布。
【請求項３】前記周回状巻き付け領域（54;202;208）
は、前記糸状繊維グループを連結する隣り合う接合部
（52;201;206）間のほぼ中央に配設された請求項１記載
の不織布。
【請求項４】前記糸状繊維グループにある前記ほぼ平行
かつ緊密に緻密化された繊維セグメントが、ねじられた
ものであり、この繊維セグメントが当該糸状繊維グルー
プの方向に沿って螺旋状に延びる請求項１記載の不織
布。
【請求項５】隣り合う接合部（52;201;206）間に、複数
の周回状巻き付け領域（54;202;208）が存在する請求項
１記載の不織布。
【請求項６】前記接合部（52;201;206）が複数の繊維セ
グメントから成り、この複数の繊維セグメントの一部は
直線状に延びるものであり、他の一部は90゜曲がって延
びるものであり、そしてさらに他の一部は当該接合部内
で対角線状に延びるものである請求項１記載の不織布。
【請求項７】前記接合部（52;201;206）は、布の厚さ方
向（Ｚ方向）に延びる繊維セグメントを含む請求項６記
載の不織布。
【請求項８】ステープル繊維を流体の力の影響下で再配
置し絡み合わせて形成した不織布であって、多数の糸状繊維グループ（51;200;205）から成り、前記
糸状繊維グループが複数のほぼ平行かつ緊密に緻密化さ
れた繊維セグメントから成り、さらに複数の高度に絡み合わされた領域を有し、この高
度絡み合い領域は、糸状繊維グループを連結する領域
（52;201;206）と、前記糸状繊維グループ（51;200;20
5）の連結領域（52;201;206）間でほぼ規則的に配設さ
れた領域（54;202;208）とから成り、前記ほぼ平行かつ
緊密に緻密化された繊維セグメントおよび前記高度絡み
合い領域（52,54;201,202;206,208）により、不織布に
ほぼ均一なパターンの穴が形成されており、前記高度絡
み合い領域により強度が強化されたことを特徴とする不
織布。
【請求項９】前記糸状繊維グループの各々の連結領域間
でほぼ規則的に配設された領域（54;202;208）が、隣り
合う連結領域（52;201;206）間のほぼ中央において配設
された請求項８記載の不織布。
【請求項１０】前記糸状繊維グループの少なくともいく
つかにある前記ほぼ平行かつ緊密に緻密化された繊維セ
グメントは、ねじられたものであり、この繊維セグメン
トが当該糸状繊維グループの方向に沿って螺旋状に延び
ている請求項８記載の不織布。
【請求項１１】少なくとも0.5の開放性指数と、少なく
とも0.14g/cm³のストランド密度計算値を有する請求項
１記載の不織布。
【請求項１２】前記開放性指数は少なくとも0.6である
請求項11記載の不織布。
【請求項１３】前記ストランド密度計算値は少なくとも
0.15g/cm³である請求項12記載の不織布。
【請求項１４】前記開放性指数は少なくとも0.75である
請求項11記載の不織布。
【請求項１５】前記ストランド密度計算値は少なくとも
0.17g/cm³である請求項14記載の不織布。