JPH08502100A - 開口を有する新不織布 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 布（５０）は、接合部の間に延び、またこの接合部で交差する多数の糸状繊維束（５１）を含む。これらの繊維束と接合部は、通常正方形をなす開口部（５３）のパターンを定める。各繊維束は、稠密化・緻密化された繊維セグメントを含む。これらの繊維束においては、多数の繊維セグメントが互いに平行になっている。図から分るように、隣り合う接合部の間にある繊維束のほぼ中間には、平行に緻密化された繊維セグメント周縁の周りに繊維が周回状に巻き付けられたさらに絡み合った領域（５４）がある。図から分るように、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延び出る。この配置は、以下「蝶結び」あるいは「蝶結び領域」と呼ぶ。

Description

【発明の詳細な説明】開口を有する新不織布 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 をほぐしてカーディングにかけ、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。 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 2,862,251 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。 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 。 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。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定を有する 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。 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。 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か、または交差領域から周回巻き付け絡み合い部へ延びる ねじりと、反対に周回巻き付け絡み合い部から隣の交差領域へ延びるねじりの相 対向する二つのねじりを組合せたものである。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、絡みあり領域で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。 本発明のいくつかの態様においては、絡み合い領域は、二つの接合部のほば中 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。 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。 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。図面の簡単な説明 図１は、本発明の布を説明する斜視図である； 図２は、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は、繊維ウェブとパターニング支持部材の拡散斜視図である： 図４は、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 クダイアグラムである； 図５は、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は、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は、本発明の布を製造する装置の好ましいの態様の説明図である； 図８は、パターニング支持部材の拡大断面図である； 図９は、図８のパターニング支持部材の平面図である； 図１０は、パターニング支持部材の拡大断面図である； 図１１は、図１０のパターニング支持部材の平面図である； 図１２は、パターニング支持部材の拡大断面図である； 図１３は、図１２のパターニング支持部材の平面図である； 図１４は、パターニング支持部材の拡大断面図である； 図１５は、図１４のパターニング支持部材の平面図である； 図１６は、パターニング支持部材の部分平面図である； 図１７は、図１６の１７−１７線断面図である； 図１８は、パターニング支持部材の部分平面図である； 図１９は、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は、図１の布の約２０倍の拡大顕微鏡写真である； 図２１は、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は、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は、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は、本発明の布の約２５倍の拡大顕微鏡写真である； 図２５は、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は、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は、本発明の布の約２５倍の拡大顕微鏡写真である； 図２８は、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は、本発明の布の約２０倍の拡大顕微鏡写真である； 図３０は、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は、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は、本発明の布の約２倍の拡大顕微鏡写真である； 図３３は、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は、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は、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は、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３７Ａないし３７Ｆ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。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縁部の周りで周回状にくるまれている。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」もしくは「蝶結び領域」と呼ぶ。 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-laying；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５ ７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５ ４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１０００p si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。 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、ない炉、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。 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 。 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。 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。 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タ 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）。 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／ １０００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７ ５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７ ７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。 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都径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。 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。このドラムは反都 径方向に回転し、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 が存在したいドラム９５領域を上方を通過するが、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。 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。 図８は図３の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。 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１０ ０は、図８および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１ ０２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 。 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。 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。 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７ ０゜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。 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１２８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。 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。 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６ ５゜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。 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、消耗の繊維再配置が得られなくなる。 図２０から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７ ５゜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。 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。 図２３は、図２０と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、糸状繊維愚ル一部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。 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。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(Appleton 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５６゜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（０．２２９cm）である。 谷フロアの半径は、０．００３インチ（０．００７６cm）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（０．０８ｃｍ）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９ ０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。 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。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６００ps igで１回マニホールドの下を通過させた後、ウエブを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 を含むが、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。 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。 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。 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、糸状繊維部ル 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、テーパの広い部分に おいては、この部分の外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部がある。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、拡がっ 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。 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。 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。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３００グレンの漂白済み綿繊維で、ミクロネール（ micronaire）が４．８、ステープル長さが３０／３２、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 、０．００６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１０ ０psig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（６３．５cm）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。 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てつくった布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、この接合部から延び出る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。 興味深いのは、本発明の布の接合部においては、繊維は極めて緻密に充填され 、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（０．２ １cm）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インチ（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１ ００psig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４ ００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。 図２０ないし３４の顕微鏡写真から分るように、本発明の布は独特の構造的特 性を有している。これらの特性は、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 上がった布の外観は、織布に似ている。また布の交差領域も、従来の布のように 絡み合ってはいない。これは、本発明の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、最終的な布の物理的特性を大いに向上させる。 本発明の布は、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。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０．０ ６５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（９１．４ｍ）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４００psigの圧力で水を噴射し、残 りの８列は１６００psig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。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。 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間放スペース、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。 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、安定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。 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。 このようなイメージ分析は、グレーストアオプションと４．０２バージョンの ソフトウエアを備えたLeica Quantimet 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４ ８１２ビデオカメラを用いた。 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（グ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、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。 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。 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グレーレベルの値は、こ の後の参照時に使用する。 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。 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。白の検出レベルは、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。 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３７ Ｅ参照。 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） 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（ＣＩ）は、明瞭な開口領域区分（ＣＡ）の、 開口内繊維（ＦＡ）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） 織布ガーゼの追加フィールドは、工程１と３で選択した黒検出レベルと白検出 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。 イメージ分析はまた、１平方mm当りの平均開□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。 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） 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。 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、ここ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。 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）。 １０．織布ガーセ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。 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Lotus 1-2- 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。 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。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、繊維カバーパターン領域を表す領域 区分および、繊維束の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。 この分析には、g/cm²単位での布重量の測定と、cm単位での繊維束の厚さ（Ｚ 方向）の測定、および繊維カバーパターン領域を表す領域区分を得るための開放 性指数の分析が必要である。 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 Quan timet Q520イメージアナライザを用いて測定する。 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。 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。 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）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。 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Ａ ＳＴＭ 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、布のバルクを領 域区分（ＦＣ）で除すことにより、布密度を計算する。 に本発明の布は、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ところで、好ましくは０．１７g/cm³以上である。 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。

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．多数の糸状繊維グループを含む不織布であって、前記繊維グループは、この 不織布の所定の穴パターンを区画するため、前記複数の繊維グループの間で共通 の繊維を介して接合部で交差し、前記糸状繊維グループは複数の平行かつ緊密に 緻密化された繊維セグメントを含み、この繊維セグメント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る繊維セグメントを含む不織布。 ２．前記周回状に繊維セグメントを巻き付けられる部分は、前記糸状繊維グルー プに延びて入り込み、かつ少なくともこの繊維グループの一部を貫通する繊維セ グメントを含む請求の範囲第１項記載の不織布。 ３．前記周回状に繊維セグメントを巻き付けられる部分は、前記交差接合部の間 にある繊維グループのほぼ中間に位置する請求の範囲第１項記載の不織布。 ４．前記いくつかの繊維グループにある複数の平行かつ緊密に充填された繊維セ グメントは螺旋状の延びる道筋を有する請求の範囲第１項記載の不織布。 ５．前記交差した接合部の間には配置される、周回状に繊維セグメントを巻き付 けられる部分は複数存在する請求の範囲第１項記載の不織布。 ６．前記接合部は複数の繊維セグメントを含み、この繊維セグメントのいくつか は直線状であり、他の一部は９０゜曲がっており、そしてさらに他の一部は接合 部の内部で対角線状に進む道筋を有する請求の範囲第１項記載の不織布。 ７．前記接合部は、布の「Ｚ方向」に延びる繊維セグメントを含む請求の範囲第 ６項記載の不織布。 ８．糸状繊維グループを形成するための複数の再配置された線を含む不 織布であって、前記繊維グループ内の繊維セグメントは緻密化され、かつほぼ平 行であり、またこの不織布はさらに複数の緊密に絡み合った領域を備え、この絡 み合った領域のいくつかは前記糸状繊維グループと交差し、また他の絡み合った 領域は糸状繊維グループに配置される不織布。 ９．前記糸状繊維グループに配置される絡み合い領域は、糸状繊維グループと交 差して隣り合う絡み合い領域の間のほぼ中間に設けられる請求の範囲第８項記載 の不織布。 １０．多数の糸状繊維グループを備える不織布であって、これらの繊維グループ は、穴の所定のパターンを定めるため、これら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し、前記糸状繊維グループは、複数の平行で緊密に緻密化 された繊維セグメントを含み、前記糸状繊維グループの少なくともいくつかにあ る繊維セグメントはねじりを加えられ、これによって繊維グループは、前記糸状 繊維グループに沿って進むとき、らせん形の道筋に従う不織布。 １１．穴の所定のパターンを有する不織布の製造装置であって、前記穴のパター ンは、出発時の繊維材料の一つの層から、接合部で交差する糸状繊維グループに よって定められ、出発繊維材料の個々の繊維エレメントは流体の力の影響下で移 動することができ、出発繊維材料は、特定のパターン配置を有して繊維ウェブを 支持する三次元の支持部材を含み、前記支持部材はその一面にパターンに従って 配置される複数のピラミッドを備え、各ピラミッドは、頂点と基底、および頂点 から基底に向けて延びる複数の側面を有し、ピラミッド側面は支持部材の水平面 に対して５５゜を越える角度をなし、前記支持部材はピラミッドに関する所定の パターンに従って配置される複数の開口と、繊維層が支持部材上にある間前記ピ ラミッドに対して同時に互いに隣り合う流体の流れを射出する 手段を備える装置。 １２．前記開口は、ピラミッドの側面が前記支持部材に出会う領域に配置される 請求の範囲第１１項記載の装置。 １３．前記開口は、ピラミッドの側面に延び上がる請求の範囲第１２項記載の装 置。 １４．前記各ピラミッドは四つの側面を有する請求の範囲第１１項記載の装置。 １５．前記ピラミッドの頂点は支持部材の長手方向およびこれと直交する方向に 配列される請求の範囲第１４項記載の装置。 １６．前記装置は、ピラミッドの側面に位置する開口とピラミッドの四隅に位置 する開口を有する請求の範囲第１１項記載の装置。 １７．前記開口は楕円形をなす請求の範囲第１１項記載の装置。 １８．前記開口は楕円形をなし、かつ隣り合うピラミッド側面の一部に沿って延 び、また四つのピラミッドが出会う四隅を貫通して延びる請求の範囲第１１項記 載の装置。 １９．前記ピラミッド側面は支持部材の水平面に対して少なくとも７０゜の角度 で延びてピラミッドの側面の一部を形成し、この後この側面の一部からピラミッ ドの頂点までは前記水平面に対し７０゜より少ない角度で延びる請求の範囲第１ １項記載の装置。 ２０．前記ピラミッドの側面は支持部材の水平面に対して６５゜を越える角度を なす請求の範囲第１１項記載の装置。 ２１．前記開口は円形で、隣り合うピラミッドの基底間の距離にほぼ等しい径を 有する請求の範囲第１１項記載の装置。 ２２．出発繊維材料の一層から再配置された不織布を製造する装置であって、個 々の繊維要素は流体の力の影響下で移動することができ、前記出発繊維材料は、 回転可能な中空ドラムであって、ドラムの外表面から 延びる複数のピラミッドを備えるドラムを備え、前記ピラミッドは、ドラムの軸 方向および周方向に配置され、各ピラミッドは、頂点と基底、および頂点から基 底に向けて延びる複数の側面を有し、ピラミッド側面はドラムの面に対して５５ ゜を越える角度をなし、前記ドラムは所定のパターンに従って配置される複数の 開口と、ドラム周縁の一部の上にあるピラミッドの頂点に前記繊維層を位置させ る手段と、ドラムの外側にあって、まず前記繊維層に対し、ついでピラミッドに 対し、そして開口を通してドラムに対し同時に互いに隣り合う流体の流れを射出 する手段と、前記流体がドラムの外表面に対して射出されている間前記ドラムを 回転する手段と、ドラムの内側にあって、流体をドラムの表面から取り出す手段 と、前記再配置された布をドラムの表面から取り外す手段を備えた装置。 ２３．ランダムに配置されて重なり合う互いに摩擦係合する繊維の層から、繊維 セグメントのグループによって定められる互いに離隔した開口を含む不織布の製 造方法であって、前記繊維は流体の力に応じて移動することができ、前記方法は 、その統合性を保つため、影響を受ける領域の到る所において局所的に前記繊維 層を支持する工程と、繊維層がこのように支持されている間、前記離隔した領域 の間に位置する隣り合う繊維セグメントにより近接し、かつ平行の度合いが増す ように、繊維セグメントを、前記繊維層の中で、横方向に離隔された層の領域か ら側方へ、そして互いに長手方向に移動させる工程と、周方向の道筋に沿って、 より近接しまた平行の程度を増すよう移動された繊維セグメントの周りに、繊維 セグメントを同時に移動させる工程と、繊維層の面およびこの面に平行に作用す る回転力成分の一部、繊維層の面に平行に作用する相対向して横方向に並進する 力の成分と、共働する力の回転成分からなる離隔した領域の力のそれぞれ隣接す る対のほぼ中央に適用する工程であ って、このとき他の回転力は繊維層の面とこの面に垂直に作用する工程を含む方 法。 ２４．多数の糸状繊維グループを含む不織布であって、前記繊維グループは、布 の穴の所定のパターンを定めるため、複数の前記繊維グループに共通の繊維を介 して接合部で交差し、前記布は少なくとも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不織布。 ２５．前記開放性指数は少なくとも０．６である請求の範囲第２４項記載の不織 布。 ２６．前記ストランド密度計算値は少なくとも０．１５g/cm³である請求の範囲 第２５項記載の不織布。 ２７．前記開放性指数は少なくとも０．７５である請求の範囲第２４項記載の不 織布。 ２８．前記ストランド密度計算値は少なくとも０．１８g/cm³である請求の範囲 第２７項記載の不織布。