(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの熱可塑性成分を含む、平面の圧密化された多層不織ウェブを形成するための方法であって、前記方法は、先駆体不織ウェブを少なくとも一つの熱可塑性成分の軟化点と融点との間の温度へ加熱し、同時に、ウェブを縦方向に延伸させ、ここにおいて、ウェブは、第１の層と第３の層及び第２の層を含み、第１の層及び第３の層は、各々ランダムに構成され互いに結合した非エラストマー性熱可塑性人造繊維の層を含み、前記熱可塑性繊維は、少なくとも30％の結晶度を有し、前記第２の層は、前記第１の層と第３の層に挟まれ且つ非木性セルロース系ステープル繊維を含み、ここにおいて、前記第１及び第３の層の少なくとも一つは、繊維の大部分が、一般に延伸方向に整列され、そして小割合の繊維は、延伸方向に対して横断方向へ配列され、そして、圧密化する前のウェブよりも少なくとも20％減少された最小細孔サイズを有する圧密化されたウェブを作ることを含む、方法。
【請求項２】
先駆体不織ウェブから製造された不織ウェブであって、先駆体不織ウェブが非エラストマー性熱可塑性人造繊維を有する第１及び第２の個々の不織ウェブ及び第１及び第２の層の間に挟まれたセルロース系ステープル天然繊維から成る第３の層から成る積層体を含みそして一軸的に延伸され熱接着され、一軸的な加熱と延伸は先駆体不織ウェブを加熱しながら第１の線速度で横方向延伸機構に送ること及び横方向延伸機構からの先駆体不織ウェブを第２の線速度で引き出すことによって連続的に行われ、それによって繊維の大部分が圧密化され一般に延伸の方向に整列させられそして小割合の繊維が延伸の方向に対して横方向又は横断方向に置かれ、それによって不織ウェブが先駆体ウェブの最大細孔サイズの80％未満の最大細孔サイズによって特徴付けられそして横方向50％伸びからの少なくとも70％の回復率で定義される横方向弾性を有する、不織ウェブ。
【請求項３】
圧密化する前のウェブに比べて少なくとも20％小さく、減少された最大細孔サイズを有する、横断方向に圧密化される平面の圧密化された多層不織ウェブであって、そしてウェブは、第１の層と第３の層及び第２の層を含み、第１の層及び第３の層は、各々、ランダムに構成され互いに結合した非エラストマー性熱可塑性人造繊維の層を含み、前記熱可塑性繊維が、圧密化前に少なくとも30％の結晶度を有し、前記第２の層は、前記第１の層と第３の層に挟まれ且つ非木性セルロース系ステープル繊維を含み、ここにおいて、前記第１の層と第３の層の少なくとも一つは、繊維の大部分が一般に延伸方向に整列され、そして繊維の小割合は延伸方向に対して横断方向に配置されている、ウェブ。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、一般に、外側の不織布層の間にサンドウィッチされた少なくとも１つのセルロース材料の内側層から成る積層されたウェブに関し、このウェブはウェブ中の細孔サイズ（pore size）を小さくするため及び／又はウェブにその他の所望の特性を付与するために後処理されたものである。１つの面において、本発明は、種々の用途に関してウェブの特性を改善するための積層された先駆体のウェブの後処理に関する。本発明のもう１つの面において、人造の熱可塑性繊維の不織ウェブを第１にセルロース繊維の少なくとも１つの内側層と積層し、第２に熱条件下に延伸し、そして第３に機械的に圧縮してウェブを形成する繊維の幾何学的配列を効率的に変えて減少した細孔サイズ及び／又はその他の所望の特性を有するウェブを得る。
発明の背景
上述したように、本発明は、外側の不織非エラストマー層とそれらに挟まれたセルロース繊維の層を含むウェブの後処理に関し、この後処理は少なくとも不織非エラストマーウェブのフィラメントの間隔と構造を変化させるためのものである。「ウェブ（web）」と「層（layer）」は本明細書中においてしばしば互換的に使用されるが、それらの区別はそれらが使用されている文脈から明らかである。いずれにせよ、「ウェブ」と「層」は繊維又はフィラメントから形成された自立性の（self−supporting）平らな部材を意味する。また、不織布中の「繊維（fibers）」は一般に不連続のストランドを意味し「フィラメント（filaments）」は連続のストランドを意味するが、本明細書においては「フィラメント」及び「繊維」という用語は互換的に使用される。本発明は、人造繊維の非エラストマー性不織層中において連続の合成熱可塑性フィラメント及び／又は不連続の繊維を有するウェブを意図する。本発明においては、人造の繊維、即ち、合成の熱可塑性非エラストマー性の繊維の外側層の間に挟まれたステープル長さ（staple−length）のルロース繊維の内側層から形成された先駆体ウェブを加熱と縦方向（machine direction）（MD）に延伸により圧密化して、減少した細孔サイズと改善された通気性、強度、風合い、吸収能力、吸上げ作用（wicking）、及びバリヤー特性を有する圧密化したウェブを提供する。人造繊維の層は溶融ブロー（meltblowing）又はスパンボンディング（spunbonding）技術によって形成するのが好ましい。これらの人造繊維の溶融ブローされた繊維は約0.5乃至約10.0マイクロメーターの直径のものであるのが好ましく、一方、スパンボンディングされたウェブ中の繊維の直径は約8.0マイクロメーターの下端において溶融ブローされたウェブと重なるがそれらの直径範囲の上端においては50マイクロメーターまで或いはそれ以上までの範囲である。スパンボンディングされたウェブは、溶融ブローされたウェブよりも一般に粗いが強い。なぜならば、スパンボンディングされた繊維は急冷後顕著な配向を与えられるからである。いずれの場合も、繊維は自立性のウェブに形成される。本発明において使用するための溶融ブローウェブの好ましいウェブ重量は軽いものであり、約0.05乃至約10oz/yd2の範囲内が好ましく、約0.25乃至約2oz/yd2の範囲内が最も好ましい。本発明において使用するためのスパンボンドウェブの好ましいウェブ重量も軽いものであり、約0.1乃至約10oz/yd2の範囲内が好ましく、約0.3乃至約2oz/yd2の範囲内が最も好ましい。約0.05oz/yd2より軽い重量のウェブは、セルロース繊維を包含し、複合ウェブ中において望ましい強度及びその他の特性を提供するには不十分な繊維密度となる傾向がある。より重いウェブ、即ち、約10oz/yd2より重いウェブは、セルロース繊維層と組み合わされたとき、望ましくないほどざらざらした複合ウェブを生じさせる傾向がある。スパンボンディング及び溶融ブロープロセス並びにそれらによって製造されたウェブのより詳細な説明は、“Proceedings,Fiber Producer Conference 1983"、1983年４月12、13、14日というタイトルの刊行物の６−１頁〜６−11頁に与えられている。この刊行物は引用によって本明細書中に組み入れられる。
1951のthe Naval Research Laboratoryによる溶融ブロープロセスの開発以来（1954年にthe U.S.Department of Commerceによって“MANUFACTURE OF SUPERFINE ORGANIC FIBERS"というタイトルの記事中で発表された）（これは引用によって本明細書中に組み入れられる）、ミクロサイズの繊維を有する不織布生成物の新規な用途を探し出そうとするかなりの試みが産業的に操業を行っている幾つかの会社によって成されてきた。繊維のランダムで幾何学的な集成又は構造、及び比較的小さい繊維サイズのために、このような繊維はフィルターとして広く使用されてきた。これらの溶融ブローウェブのその他及び／又は異なる用途が望まれている。
最もランダムな配置又は無秩序な繊維のウェブの形成プロセスにおいては、生じる細孔サイズは繊維の直径の２乗に直接関係する。スパンボンディングプロセスは、ウェブの形成するフィラメントの自己接着と不均一な引落比（可塑性変形）によって、溶融ブローから区別される。溶融ブローウェブは繊維直径の比較的広い分布を有する。溶融ブローによって製造された典型的な不織ウェブは0.5乃至20ミクロンの直径を有し、好ましくは0.5乃至８ミクロンの直径を有し、それによって５ミクロンの粒子を80％以上の効率で濾別するのに適するものとなる。多孔度及び厚さのようなその他の形成パラメーターを制御しながらより小さい直径の繊維を製造するようにウェブ形成プロセスを実施することによって濾過が改善できることは公知である。上述したように、これはより小さい細孔サイズをもたらし、それによって濾過中の粒子の除去の効率が改善される。極限的な条件下で溶融ブロープロセスを行うことによって、0.1乃至５ミクロンのオーダーの繊維サイズを達成できる。しかしながら、このプロセスは以下のような欠点を有する：低い生産速度、高いエネルギー利用。不織ウェブの特性を改善するために、種々の方法によってウェブを後処理する努力が成されてきた。そのような努力には、ウェブの引張り強度を改善するためのウェブの後カレンダリング処理、及び米国特許第4,592,815号に記載されているようなウェブの濾過性能を改善するための後帯電（post electrification）が含まれる。これらの従来技術はいずれもウェブ中の細孔のサイズを減少させるための平面圧密化に特に関するものではないことは重要である。特にセルロース繊維の層のような別個の繊維層と積層された場合にこれらのウェブの積層体を圧密化させる試みは知られていない。
不織布のカレンダリングは繊維を平らにし、ウェブの平面に対して垂直の方向にウェブを圧密化させ、そして厚さを減少させる。しかしながら、これは、通気性及び濾過のような多くの目的に対して重要な特性である透過性を低下させる。米国特許第4,048,364号は、溶融ブローウェブを縦方向（MD）に延伸して延伸後のウェブの引張り強さを10倍に増加させる方法を開示している。しかしながら、この特許において必要とされる先駆体ウェブが比較的粗い繊維（10乃至約40ミクロンの平均繊維直径）と低結晶性のポリマーを含んでいるという点は重要である。低結晶性とは一般に約22％以下を意味する。ウェブの大幅の延伸は縦方向の繊維の直径を2:1乃至10:1、好ましくは5:1乃至7:1の延伸比で１乃至８ミクロンの平均直径まで減少させる。この方法の主要な目的は、分子の配向を増加させて大きく延伸された繊維の強度を改善することである。ウェブの延伸プロセス中に繊維が破断するのを防ぐために、非常に高い後加工延伸比能力の先駆体ウェブが必要とされる。試験は、約5:1乃至10:1の高温（例えば、先駆体ウェブの融点よりも10゜F低い温度）延伸能力を有する先駆体ウェブの延伸はウェブの細孔サイズの寸法を変化させないことを示した。これは、おそらく、繊維の高い容易な延伸性が、ウェブ中の頑丈な繊維を曲げ細孔の寸法と一般的な細孔サイズ分布を減少させるのに十分な圧縮力が発生するのを防ぐという事実によるものだろう。
不織ウェブ（布）は、「機械的、熱的、化学的、又は溶媒的手段によって繊維、糸、又はフィラメントを結合及び／又は絡み合いさせることによって製造されたシート状又はウェブ状構造体」として定義される。これらのウェブは繊維の糸への転換を必要としない。不織ウェブ（non−woven web）はbonded web又はengineered webとも呼ばれ、紡糸、製織、又は編成以外の方法によって製造され、従って、「不織布（nonwovens）」と呼ばれる。不織ウェブの繊維は実質的にランダムに置かれてウェブを形成し、そこで繊維の幾らかは、繊維対繊維の融着、又は繊維の絡み合い、又は点接着のような熱的結合によって結合されている。全ての不織布の基本的構造は繊維又はフィラメントのウェブである。単一種類の繊維又はフィラメントが不織布の基本要素でよい。数センチ又はインチの長さを有する繊維又はそれらのフラクションはステープルファイバー（staple fibers）と呼ばれる。極めて長い繊維はフィラメント繊維と呼ばれる。フィラメント繊維は一般にキロメーター又はマイルの単位で測定される。実際に、フィラメント繊維の長さは何キロにも及ぶので、簡単に測定できない。繊維において、長さは直径よりもかなり大きくなければならず、例えば、長さの幅（直径）に対する比率は少なくとも100であり、通常はそれよりもかなり高い。綿繊維は0.5インチ未満から２インチ以上の長さであり、約1400の典型的長さ対直径比率を有する。その他の天然繊維は以下の典型的比率を示す：亜麻−1200;ラミー−3000;及びウール−3000。本願において、「繊維（fiber又はfibers）」という用語は、特にステープル又はフィラメントと特定しない限り、短い繊維と長い繊維、即ち、ステープルファイバーとフィラメント繊維の両方を包含する。例えば、スパンボンドウェブはフィラメント繊維から形成され、一方、溶融ブローウェブは種々の長さの繊維を含み、このようなウェブは一般にステープル長さの繊維とフィラメント長さの繊維の両方を含む。不織布中において、個々の繊維は組織化されていてもよいし或いはランダム配置でもよい。引張り、伸び、及び風合い特性は、結合の種類並びに繊維対繊維の凝集力及び構成成分による強化によってウェブに与えられる。不織ウェブを製造する技術は以下の主要な要素に基づく：種々の長さと直径の繊維；形成及び加工方法に従って配置されたウェブ；ウェブ内部の繊維の結合；及び構成成分による強化。組み合わせにおいて１つ以上の要素を変化させることによって不織繊維の種類の範囲が非常に広くなる。製造方法の選択と組み合わせて、繊維の種類と長さ及び結合の種類をコントロールすることによって、高度に技術的で、しかも融通性のある選択の組み合わせが得られる。
人造、即ち、合成ポリマー繊維（綿、ラミー、ウール、その他の「天然」繊維とは区別される）の不織ウェブは、医療産業において、従来の再使用可能な綿製試験ガウン、外科用ガウン、外科用ドレープ、顔面用マスク、靴カバー、殺菌ラップ、その他の製品の使い捨て代替品として、不織布製品のこの市場が年間百万ドルを越えるだろうと見積もられる程度まで、受け入れられることが見出だされた。さらに、不織ウェブは、衛生ナプキン、使い捨ておむつ、失禁パッド、及びその他の類似製品のような衛生製品における用途も見出だされている。従来、不織ウェブの利点の１つは織物ウェブと比較してコストが低いことである。不織ウェブと織物ウェブとの間のコストの相違は、従来、最終のユーザーが１回使用した後不織ウェブを捨てることができ、なおかつ織物ウェブを多数回使用した場合よりもそのとき有利であると認識するような程大きい。
医療用途及び衛生製品用途において使用するための不織ウェブの望ましい特性には、ウェブの風合い（柔軟性とドレープ適正）、吸上げ作用、液体保持、吸収能力、及び強度がある。最終のユーザーに不織ウェブが受け入れられるために重要なことには、不織ウェブが織物ウェブ、特に、織物綿ウェブの望ましい特性にどの程度近付けるかということもある。人造繊維の不織ウェブは一般に織物天然繊維ウェブの多くの特性、特に、風合い、吸上げ作用、及び液体の吸収と保持、を欠いているという悪評がある。溶融ブロー不織ウェブは、例えば、約85％の気孔率を示し、スパンボンド不織ウェブは約90乃至95％の気孔率を有する。さらに、これらのウェブは疎水性のような望ましくない化学的特性を有し、これはウェブを例えば医療用途で使用するには望ましくないものにする。さらにこれらの不織ウェブの表面特性は滑らかである傾向があり、従って、つるつる又は油様の感触及び外観を示す。従来技術の不織ウェブの人造繊維材料は最も一般的には低い表面張力を示し、従って、水性液体はそれには引き付けられず、そのためこれらの従来技術の不織ウェブは水性液体の吸上げと保持が悪い。これらのウェブは液体忌避剤（liquid repellents）で処理するのが難しい。さらに、多くの従来技術のウェブの人造繊維のフィラメント特性及びそれらの製造方法は、ウェブの平面に対して実質的に平行に配向された繊維の長さで繊維をウェブ中に置くので、そのようなウェブはウェブ内部への液体の吸収が悪い。不織ウェブのこれらの特性を改善するためにこれまで多くの努力がはらわれてきたが、それらには、ウェブの製造及び／又は加工方法の改良が含まれる。しかしながら、これらの努力は不織ウェブのコストを増加させ、天然繊維の織物ウェブに対する一時的な優位性を損なう可能性がある。さらに、不織ウェブの人造繊維は最も一般的には石油に基づくものであり、この原料の市場価格のかなりの変動及び使用後製品の最終的な廃棄おける重要な考慮にさらされている。
発明の要約
特定の特性に関して先駆体積層不織ウェブを選択すること及びこのウェブを特定の条件下で後延伸（post−drawing）することによって、先駆体ウェブの少なくとも合成人造繊維が再構成されて、ユニークな度合いの細孔サイズ、方向性吸収、弾性回復特性、強度、吸い上げ性、液体吸収能力、通気性及びバリヤー特性、並びに良好なドレープ性と風合いが積層ウェブに与えられることが驚くべきことに判明した。これらの特性はウェブを、防護用衣服、顔面マスク、おむつ又は衛生ナプキンの部材、傷の手当て用品、呼吸マスク、ワイプ、化学薬品溜め、灯心、及び外科用ドレープのような種々の最終用途に対して理想的に適するものにする。
本発明の１面によれば新規な多層先駆体ウェブが提供され、その全ての層が好ましくは不織布であり、このウェブは天然繊維の織物ウェブの望ましい特性と人造繊維の不織ウェブの経済的な長所を示す。本発明の先駆体ウェブは多層化されており、熱可塑性溶融ブロー人造繊維、熱可塑性スパンボンド人造繊維、熱可塑性人造ステープルファイバー、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される非エラストマー性人造繊維材料の第１層（この第１層は軽量であり、約0.05乃至約10oz/yd2の重量を有する）及び木繊維を除くセルロース系天然ステープルファイバーから成り約0.1乃至約10oz/yd2の重量を有する第２層（この第２層の繊維は約0.5乃至約3.0インチの繊維長さと約３乃至５ミクロネア（Micronaire）単位に相当する繊度を有する）を含む。好ましい実施態様において、先駆体ウェブは、熱可塑性溶融ブロー人造繊維、熱可塑性スパンボンド人造繊維、熱可塑性人造ステープルファイバー、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される非エラストマー性人造繊維材料から成る第３の層を少なくとも１つ含む。この第３層も軽量で約0.05乃至約10oz/yd2の重量を有するのが好ましく、第１層と第３層の間に第２層が挟まれるように、第２層の第１層とは反対側の面に付けられ少なくとも第２層に熱により接着される。類似の材料から成るその他及び追加の類似の層が積層体中に含まれてもよい。これらの層は熱によって接着されて密着したウェブを形成するのが好ましく、各層間の接着面積は積層ウェブの１つの平らな表面の面積の約５乃至約75％である。先駆体ウェブ中において使用される結合は、風合い及び液体吸上げ性及び吸収能力のような製品ウェブのその他の物理的特性に悪影響を与えない種類のものである。従って、結合は積層体の一方の側のみから行われるのが好ましい。感触、ドレープ適性、及びその他の特性において天然繊維の織物ウェブに近付くために、本発明の積層先駆体ウェブは、その製造に使用される層の数にかかわらず、約0.5乃至約24oz/yd2の最終複合体重量を示すのが好ましい。本発明のウェブに関するこの制約は、強度、吸上げ性、液体の吸収及び保持、及びバリヤー特性（ウェブの厚さを通して蒸気又は気体の移動を可能にするか或いはさらに促進するが、液体は排除する能力）のようなその他の望ましいか又は必要な特性を与える先駆体ウェブの個々の層の重量を注意深く選択することを必要とする。この積層先駆体ウェブは従って本明細書に記載されているように圧密化される。
本発明の方法は、先駆体ウェブの結合された層、特に人造熱可塑性繊維又はフィラメントの層（これらの層は（破断時おける低い延伸比率に反映されているように）後加工中に比較的低い伸長性を有する）に高温において第１の延伸又は横方向の歪みにさらすことを含む。MDにおける一方向の延伸は横方向に先駆体ウェブを大幅に圧密化し、一方、CDにおける横方向の歪みは長さ方向に先駆体ウェブを大幅に圧密化し、いずれの場合もウェブの平均細孔サイズを減少させ細孔サイズ分布を狭くし、さらに強度、吸上げ性、液体吸収能力、通気性、及びバリヤー特性のような予想されなかったが望ましい特性をウェブに付与する。得られる圧密化されたウェブは、細孔サイズの改善された均一性と破断まで約120％の伸びを有する「延伸布（stretch fabric）」の高い横方向弾性特性を示す。さらに、得られるウェブは、通気性が改善されているにもかかわらず、良好なバリヤー特性を示し、例えば、天然のステープルファイバーによって圧密化されたウェブに与えられた特性のために液体のしみ通りに対して抵抗する。従って、本発明の複合体ウェブは、とりわけその優れたバリヤー特性、風合い、通気性、強度、吸上げ性、及び液体の吸収及び保持のために、使い捨て医療用製品の製造において特に有用である。
別の実施態様においては、引張られているウェブを追加の機械的圧縮手段に通して第１のウェブの圧密化を誘導及び／又は改善してもよい。
本発明は溶融ブローウェブ及びスパンボンドウェブに関して説明され例示されるが、ハイドロエンタングルド（hydro−entangled）ウェブ、ニードルド（needled）ウェブ、及びこれら及びその他のウェブ形態（例えば、エアーレイド（air laid）、その他）との積層された組み合わせのような人造繊維のその他の不織布にも適用されることは理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、溶融ブローウェブを製造するための装置の斜視図である。
第２図は、本発明のウェブ圧密化を実施するための装置の斜視図である。
第３図は、本発明のウェブ圧密化を実施するための装置の別の実施態様の斜視図であり、圧密化されたウェブに圧縮力を可変的に与えるための円環体表面上を延伸されたウェブが通っているのを示している。
第４図は、溶融ブローウェブの小平面セグメントの拡大された平面図であり、本発明において使用可能な先駆体ウェブの人造繊維の層のランダム性を示している。
第５図は、本発明に包含されるメカニズムの分析を容易にする、先駆体ウェブの人造繊維の層の１つの繊維の理想化された描写を示す平面図である。
第６図は、ウェブが延伸された後の第５図と同様な図である。
第７図は、延伸前後のウェブの人造繊維の層の細孔サイズ分布を示す２つの曲線を表している。
第８図は、８ミクロン以下の平均繊維直径（第Ｉ及びII表からのサンプルデータ）を有する先駆体溶融ブローウェブ（丸）が後延伸によって次第に緻密化されていくこと（四角）を示すブロックである。
第９図は、約８ミクロンより大きい繊維直径を有する先駆体溶融ブローウェブ（丸）が後延伸後（四角）粒子の濾過の効率においてほとんど改善を示さないことを示すグラフである。
第10図は、本発明の種々の特徴を組み入れた積層された先駆体ウェブの１つの実施態様を表す概略図である。
第11図は、本発明の種々の特徴を組み入れた積層された先駆体ウェブを形成するための方法を表す概略図である。
第12図は、本発明の種々の特徴を組み入れた積層された先駆体ウェブを製造するための別の方法を表す概略図である。
第13図は、本発明の種々の特徴を組み入れた積層された先駆体ウェブを製造するためのさらに別の方法を表す概略図である。
第14図は、本発明に従ってウェブを長手方向に圧密化するための装置を表す概略平面図である。
第15図は、第14図に示した装置の概略側面図である。
第16図は、第15図に示した装置内でウェブが圧密化されるのを表した概略図である。
好ましい実施態様の説明
上述したように、本発明は、ウェブの繊維を再構成又は再構造化するため、細孔サイズの度合いを減少させるため、及びウェブにその他の有利な特性を付与するための、積層された先駆体不織ウェブの後処理に関する。「細孔サイズ（pore size）」という用語は、ウェブの平面に対して一般に垂直な方向に配向した通路（channels）の物理的寸法の量化を意味する。本明細書中に記載する細孔サイズの値は標準的試験方法ASTM F 316−86に基づく。
好ましいウェブとして特に言及される本発明は溶融ブローウェブであるが、本発明の方法及びそれによって製造される生成物には、人造繊維のその他の不織ウェブ、特に、スパンボンドウェブ、ハイドロエンタングルドウェブ、ニードルドウェブ、及びこれらの組み合わせが含まれることは強調されなければならない。また、本発明に従って製造された圧密化されたウェブは、エラストマー性ポリマー、ミクロ多孔性フィルム、又はCD伸長性を100％未満に制限するため及び追加の用途用のさらに別の性能を与えるために後積層された延伸制限材料からのウェブのようなその他のウェブ又は支持体と組み合わせて使用することができる。
溶融ブローはよく知られている方法であり、第１図に概略的に示されている装置を一般に使用する。この方法は、熱可塑性樹脂を押出し機10に導入することによって行われ、そこでポリマーは加熱され、溶融され、そしてダイ11を通して押し出されて複数の並列のフィラメント12に成形され、一方、集中する高温空気の層（フィラメントの列の各々の側のスロット13から放出される）がフィラメントと接触し、抗力（drag force）によってフィラメント12をミクロンサイズまで延伸し細くする。繊維12は回転するスクリーン15のようなコレクター上に集束されて不織ウェブ17を形成し、このウェブは後加工用に引取りロール上に回収することができる。コレクター15は真空スクリーンを含むことができ、そこではライン18を通して真空ポンプ19によって真空に引かれる。
高温空気（第１ジェット空気）はライン14を通してダイの両側に導入される。図面上には示されていないが、第１空気／繊維流れに吸い込まれる第２空気がダイ11から排出されるフィラメントを冷却する働きをする。
上述の方法及び装置は本発明の一部を構成するものではないが、この方法における変動要素（使用される樹脂の種類、第１空気とポリマー溶融物の量と温度、及びダイの吐出しとコレクター15の間隔を含む）は先駆体ウェブの特性にかなりの影響を及ぼす。
簡単に述べると、本発明の１つの実施態様の方法は、（ａ）少なくとも２つの層の間に挟まれたステープル長さのセルロース天然繊維から成る少なくとも１つの層を含む複数の層から形成された積層不織先駆体ウェブを選択する工程であって、前記少なくとも２つの層の内の少なくとも１つの層は合成の熱可塑性非エラストマー性繊維又はフィラメントから形成され、これらの層は本明細書に記載の方法において圧密化するのに適する密着したウェブに結合されており、積層された先駆体ウェブは実質的な繊維の結合と比較的低い加工伸長性を有する工程、及び（ｂ）積層不織先駆体ウェブを加熱された領域に通してウェブの温度をウェブの１つ以上の熱可塑性成分の軟化点まで上昇させ、それと同時にウェブを縦方向（MD）に延伸して、それによって、ウェブの合成熱可塑性繊維の横方向（CD）を大幅に可塑性的に曲げ、これによってCDにおいてウェブを圧密化し先駆体ウェブの最大細孔サイズを少なくとも20％減少させ、そしてより重要なことには、細孔サイズ分布を少なくとも20％減少させ、そして改善された強度、通気性、吸上げ性、液体吸収能力、及びバリヤー特性をウェブに付与する工程、を含む。以下で詳細に説明するように、先駆体ウェブは圧密化を改善するための特定の特性を有していなければならない。
好ましい圧密化プロセスを行うための装置が第２図に概略的に示されており、ここでは先駆体ウェブ17がロール20から巻き出され、逆転供給ロール22のニップを通してオーブン23に供給され、そして最後に逆転ロール24のニップに送られる。オーブン23は、先駆体ウェブ17を加熱するために、ウェブ中のポリマーの軟化点と融点の間の温度に維持される。ウェブが、ウェブの少なくとも１つの熱可塑性成分の融点の10乃至15゜Fの範囲内の温度に加熱されるのが好ましい。回転ロール24は回転供給ロール22を越える速度で駆動され、そのためウェブの出力速度（V2）は供給速度（V1）を越える。延伸比は速度比V2/V1の関数である。加熱条件下でのウェブ17の初期延伸はウェブをオープン23内部において第２図に示されている供給幅17aからウェブ部分17bまで収縮させる。この収縮は、主に、ウェブの一般にCDの熱可塑性繊維の平面圧縮による可塑性曲げ変形によるものであり、ウェブの細孔サイズの度合いを減少させる。延伸中に低いMD歪みにおいて生じた高いMD引張り力は、ウェブ中の繊維−繊維結合の網目構造性とともに、第６図に示されているような、ほとんどのCD熱可塑性繊維セグメント27を容易に曲げCDおいてウェブを圧縮するのに十分な圧縮応力の発生を増加させることが重要である。熱可塑性繊維の繊維曲げ剛性は繊維の直径の４乗に関係するので、小さい平均直径を有するウェブのみが、細孔サイズの度合いの減少をともなって、利用可能な応力によって圧密化できる。溶融ブローウェブの平均繊維直径は約９ミクロン未満であるのが好ましく、スパンボンドウェブに対しては約50ミクロン未満である。
細孔サイズの減少をもたらす横方向の収縮は、MD繊維の大幅な平均繊維直径の減少を伴わない。ウェブの細孔サイズの減少に必要な程度を越えて続けられるウェブの延伸が繊維直径の減少を生じさせることができる。ウェブ17がオーブン23を出るとき又はウェブ17がロール24のニップを通過するとき、ウェブは最小幅17cまで収縮される。オーブン23の出口とロール24のニップの間でウェブを冷却するか又は冷却させて応力下の再構造化された繊維の熱硬化又はアニーリングを制御するのが好ましいが、これは必須ではない。
ウェブ17が（PPの場合）130乃至90℃の間まで冷えると、ウェブは静電気を帯びてウェブの製品に耐久性のある改善された濾過効率を付与することが可能である。（ロール24によってかけられる引張り力とロール22によってかけられる抵抗が単一方向（例えば、一軸）になるように、ロール24のニップとロール22のニップが平行であるのが好ましい。）
細孔サイズの分布をさらに制御するか又は狭くするために、第３図に概略的に示されているように、追加又は別のウェブ幅圧縮手段を17aと17cの間に追加することができる。第３図は別のウェブ加工手段を示しており、ここでは、ウェブは円環体25の（傾斜した）部分から成る追加又は別のウェブ圧縮装置に送られる。ウェブ17の圧密化区間と円環体棒25はオーブン中で加熱されるか又はウェブを延伸し圧密化するのに適当な温度を与えるために加熱される。ウェブは円環体の（直径Ｄの）外側の表面に幅寸法17dで入り、より短い幅寸法17eを有する円環体の内側表面の近くから出る。円環体の回りの通路の次第に細くなる表面は入口幅17dのウェブの表面において横断方向の圧縮力をかける。加えられた圧縮力は（もし使用された場合は）第１の圧密化の後ウェブ17中に残っている非効率的に変形した大きいCD繊維セグメント又はショット欠陥の曲げ抵抗に打ち勝つ。これは細孔のサイズの均一性を改善する。第２図（全体的延伸）及び第３図（二次的延伸）の装置の加熱と延伸は連続して行うことができる。第１の加熱−延伸工程は全体的な圧密化を与えるが、第２の円環体圧密化装置はこの処理を改善する。円環体表面の周りに約180゜進むことによってウェブに与えられる最大圧縮歪みは（Ｄ−ｄ）/Dによって与えられ、式中、Ｄは入口幅17dに関連した外側又は入口円周であり、ｄは円環体25の内側又は出口円周である。追加の圧密化の大きさは、第３図に示されている円環体25圧密化装置、即ち、「Ｃ−ロール」の２つの直径を調節することによって調節できる。Ｃ−ロールが真っ直ぐに作られた場合（即ち、半径が無限大）、横方向の圧縮が生じず、ロールはただ単にアニーリング時間を増加させウェブの厚さを維持する。円環体表面は固定されていてもよいし、又は回転可能な曲げられた屈曲性の棒でもよい。表面とウェブの間に空気軸受けを有する固定された円環体25は、高い横方向の圧縮歪みと追加のMD延伸に対する低い摩擦を可能にする。次第に広くなる幅の表面の回りを布が進むときに布を横方向に延伸することによって運動する布からしわを取るために、回転する「曲りロール」は織物の用途においてのみ使用されていることは注意されなければならない。
先駆体ウェブの物理的特性は、合成熱可塑性非エラストマー性人造繊維の層によって基本的に決定される。ステープル長さのセルロース天然繊維の層は熱可塑性繊維から成る挟む方の層の強度特性と比較して低い強度のものであり、そのため先駆体ウェブが圧密化に対して許容可能であるかどうかの判定において見られる人造繊維の高いMD引張り強さ及びCD人造繊維の高い曲げ合成のような物理的特性に対するセルロース層の寄与は本質的に効果のないものである。先駆体ウェブの非エラストマー性不織人造繊維層は、それらの寸法、及び高温加工引張り特性（即ち、破断点伸び）に基づいて選択される。一般に、2500％／分より大きい歪み速度及び軟化点より高くポリマーの溶融温度より少なくとも10゜F低い温度での高温延伸中、高温加工中の先駆体の破断延伸比は約4.0未満でかつ約1.4より大であるべきである。これは、本発明の方法によってウェブの細孔サイズ分布の度合いを減少させるためのCD熱可塑性繊維の座屈（buckle）と曲げ用に十分な応力の達成されることに関して、先駆体分子の配向状態の重要な指針である。室温破断点伸び（歪み）は、インストロン（Instron）引張り試験機を使用する試験方法ASTM D 1117−77に基づいて、２乃至40％であるべきであり、５乃至20％が好ましい。米国特許第4,048,364号に開示されている先駆体ウェブは本発明で使用するには全く不十分なものであることを注意されたい。その理由は、この特許の先駆体ウェブは少なくとも50％、好ましくは70％の標準化された破断前伸び、５を越える好ましい最大加工延伸比を有することによって特徴付けられるからである。低モジュラス、低結晶性（22％未満）のものから成るウェブは、必要な応力の発生を可能にする加熱及び延伸工程において、低い張力で伸び過ぎる。米国特許第4,048,364号の方法において有用なウェブは、上述の高温延伸条件下で４をはるかに越える最大延伸比を有する。これらの延伸比は５より大きいと見積もられる。
本発明においてCD熱可塑性繊維を座屈させ曲げる圧縮応力は繊維の引張り応力のサイン関数によって与えられ、含まれる角度（第４図及び５図を参照のこと）はMD加工延伸比が大きくなるにつれて小さくなり、従って圧縮力は延伸比とともに減少する。さらに、上述の先駆体ウェブ中のフィラメントの直径の分布は本発明のものよりも大きい度合いのものであり、従って、CD熱可塑性繊維の曲げ剛性は非常に大きいが、加工中の圧縮応力は比較的小さい。エラストマー性ポリマーウェブ（例えば、エラストマー又はゴムのゴム状特性を有するエラストマー、即ち、室温で元の長さの少なくとも２倍まで伸びて収縮する能力を有するエラストマー）は本発明において使用できない。
先駆体不織ウェブの合成熱可塑性繊維層は、溶融ブローが可能な人造熱可塑性プラスチックの多くから製造できるが、但し、選択されたポリマーはウェブ上において高い横方向の圧縮力の発生を可能にする十分に高い引張り加工モジュラスの繊維を形成するものである。人造繊維の不織布の製造において使用可能な熱可塑性樹脂には、ポリエチレン、ポリプロピレン（高密度ポリエチレンを含む）、エチレンコポリマー（高い引張りモジュラスを有するEVA及びEMAコポリマーを含む）のような非エラストマー性ポリオレフィン、ナイロン、ポリアミド、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ−４−メチルペンテン−１、ポリメチルメタクリレート、ポリトリフルオロクロルエチレン、ポリウレタン、ポリカーボネート、シリコーン、及びポリフェニレンスルフィドが含まれる。
先駆体ウェブの熱可塑性繊維の結晶度は、40％未満の先駆体ウェブの室温破断点伸びを与えるのに十分なほど高いのが好ましい。本発明において使用可能な溶融ブローウェブは、ASTM試験法D 5035−90に従って、40％未満の歪みで破断しなければならない。30乃至70％の結晶度が好ましい。一般に、先駆体の適切な高いモジュラスと分子配向の状態は、後処理中のウェブの最大、即ち、破断延伸比が約4.0未満であることによって最もよく反映される。
後処理プロセスにおいて、先駆体ウェブの厚さは少なくとも２ミル（mils）で約200ミルまでであるのが好ましい。ウェブの幅はもちろん広い範囲内で変化することができるが、５乃至150インチが好ましい。ウェブの先駆体溶融ブロー繊維層の平均繊維直径は0.5乃至８ミクロンであるのが好ましいが、PPウェブに対しては加工引張り剛性の適する範囲を与えるために２乃至６ミクロンが好ましい。先駆体ウェブの多孔度は通常50乃至95％の範囲内である。カレンダリングされた先駆体ウェブは50％に近い。
必須のものではないが重要なウェブのその他の特性には、大きいショット又は過剰なローピネス（ropiness）の発生が少ないことが含まれる。
先駆体ウェブのもう１つの重要な特徴は、人造繊維の層の各々が少なくともある程度の繊維対繊維の結合を含むことであり、これは溶融ブロー及びスパンボンドウェブにおいては一般的である。結合は、固有の繊維対繊維の融着、又は点接着、カレンダリング、又は繊維の絡み合いによって達成される。選択されたポリマーの特性は、溶融ブロー又はスパンボンディングプロセスの操作によってある程度コントロールできる。これらのコントロール変動要素の幾つかを以下の実験において開示する。
従来技術の熱可塑性人造繊維の溶融ブロー及びスパンボンドウェブは使い捨ての医療用及び衛生製品において有用なウェブを製造するためにそれらの形成に続いて特別な追加の処理を必要としたが、本発明者らは、これらのウェブの選択されたものを天然繊維の選択されたセルロース系層と結合された圧密化ウェブ中において組み合わせることによって、人造繊維のウェブを特別に別個に処理する必要がない圧密化したウェブを製造することができ、これらの選択されたウェブはむしろ先駆体ウェブ、従って、本発明の圧密化されたウェブに直接的に組み入れることができることを発見した。この能力は本発明にかなりの経済的な利点を提供する。
上述したように、本発明に従って好ましい先駆体ウェブは、人造の熱可塑性繊維の外側層の間に挟まれたセルロース系天然繊維の内側層を含む。従って、先駆体ウェブは層の異なる組み合わせを含むことができる。例えば、必要なセルロース系繊維の層に加えて、先駆体ウェブはセルロース繊維の一方の表面に面する溶融ブロー人造繊維の第１の層及びセルロース繊維層の反対側の表面に面するスパンボンド人造繊維を含む第３の層を含むことができる。同様に、第１及び第３の層は両方又は一方が溶融ブロー又はスパンボンド繊維でよい。さらに、複数のセルロース繊維の層が設けられてもよく、これらの層は溶融ブロー又はスパンボンドの人造繊維の追加の内側層によって分離されていてもよいし全くされていなくてもよい。いずれにしても、セルロース繊維は人造繊維の外側層によって保護されていなければならない。先駆体ウェブへのさらに別の層の追加はウェブのコストを上昇させ、圧密化されたウェブの風合い及びその他の望ましい特性を劣化させる可能性があることが理解されるだろう。第10図にはウェブ40が示されており、これは熱可塑性層42及び44とそれらの間に挟まれたセルロース繊維層50を含んでいる。示されているように、これらの層は菱形パターンの結合点46によってお互いに結合されており、これらの結合点は各々実質的に同じ大きさでありお互いに離れている。
第11図においては、予め形成された層45、47、及び49をコンベヤー51上を前進する１つのウェブになるように重ね、その後１組の加熱されたロール56及び58のニップ54にウェブを通すことによってこれらの層を密着したウェブ40になるように結合する方法が概略的に示されている。この実施態様において、上側のロール58には表面突起60のパターンが設けられており、これらの突起は所望の間隔の結合領域46の形成を改善する。示されているように、複合体ウェブ40は貯蔵及びその後の利用のためにロール62に回収される。所望により、ウェブ45と49の各々は、例えば、スパンボンディング、溶融ブロー、又は密着した自立性のウェブを与えるその他の方法によって、人造繊維から形成される。
第12図においては、本発明のウェブ製造方法が概略的に示されており、ここでは、人造熱可塑性繊維の第１の層70が従来的な溶融ブロー又はスパンボンディングプロセス74を使用して形成され、その後前進するコンベヤー72上に置かれる。第13図に示されているようにオフラインか又はインラインで製造されたセルロース系繊維の層78が、移動するコンベヤー72上に置かれている第１の層70の上に重ねられる。熱可塑性人造繊維の第３の層80が従来的な溶融ブロー又はスパンボンディングプロセス81によって形成され、セルロース系繊維層78の上に重ねられて３層のウェブが提供されるが、このウェブ中においてセルロース系繊維層78は人造熱可塑性繊維材料の外側層70と80の間に置かれている。示されているプロセスにおいては、これらの幾つかの重ねられた層は１組の加熱された圧力ロール84及び86のニップを通して供給され、圧力ロールの一方はその外側表面上に突起88のパターンを有し、幾つかの層を密着したウェブ89に加熱結合する。複合体ウェブはさらに使用するためにロール92上に回収することができる。本明細書中において説明したように、第１及び第３の層70及び80の一方又は両方が、人造ステープルファイバーの加熱結合を含む、従来的な溶融ブロー、スパンボンディング、又は類似の方法によって形成できる。
第13図を参照すると、本発明に従うウェブの製造方法の別の実施態様が示されている。示されているプロセスにおいては、人造繊維の第１のウェブ94はオンラインの従来的な溶融ブロー又はスパンボンディング装置96によって形成され、アイドラーロール95を経由して送られ、第１のコンベヤー97の動いている上に置かれる。示されているように、このプロセスはインラインのカーディング部分98を含み、そこではセルロース系繊維材料のベール99がインラインカーディング装置100に導入され、カーディング装置からカーディングされたウェブ101が第２のコンベヤー102上に直接供給される。コンベヤー102から、セルロースウェブは前方に供給されてコンベヤー97の上のウェブ94の上に置かれる。さらに、人造繊維の第３のウェブ104が別のインラインの従来的な溶融ブロー又はスパンボンディング装置105によって形成され、アイドラーロール106を経由して送られ、セルロースウェブ101の表面上に重ねられ、そこでセルロース層101は人造繊維のウェブ94及び104の間に挟まれることになる。これらのウェブの層は１組の加熱されたロール108及び109のニップ107を通して前方に供給され、上側のロール108の外側円柱状表面上には、少なくとも上のウェブ104とセルロースウェブ101との間に間隔の開いた熱接着を行って層は複合体ウェブにするための突起111が設けられている。結合された複合体113はその後の貯蔵及び使用のためにロール115に回収することができる。所望により、人造ステープルファイバーの層を従来的なエアーレイイング（air laying）ウェブ形成機119によってウェブ117に形成して、セルロースウェブ101と人造繊維ウェブ94と104の一方又は両方との間で複合体113の中に挟み込むことができる。
本発明の特徴を使用する先駆体ウェブのサンプルを、第11図に概略的に示されたプロセスを使用して製造した。本発明のサンプルの製造において、セルロース系繊維をオープナー−ミキサー（opener−mixer）に供給したが、そこでベールからの繊維は解放され均一に混合された。オープナー−ミキサーからの繊維をカード（card）に送り、そこで繊維はカーディングされてウェブになり、ウェブは巻き取ることなくカードから直接的に取り外し、コンベヤー上で運ばれている熱可塑性人造繊維の層の上に供給した。本発明のサンプルの製造に使用したカードはその出口端に結合したランダム化装置を有しており、そのため繊維は、縦方向に好ましく配向することがほとんどか或いは全くなく、ウェブ中でランダムに配向されていた。その後、熱可塑性人造繊維を含む第３の層を、セルロース繊維層が熱可塑性人造繊維の２つの外側層の間に挟まれるように、セルロース繊維層の上に重ねた。この積層体をその後１組の加熱されたロールの間のニップに送った。ロールの一方は滑らかな表面のものであったが、もう一方には間隔の開いた突起のパターンが設けられており、突起の各々は菱形の横断面のものであった。第Ｉ表及び第II表に、これらのサンプルの製造において使用した運転パラメーターと種々のサンプルの組成に関する詳細なデータを与える。
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第Ｉ表及び第II表に示したようにして製造された先駆体ウェブサンプルを以下に示す種々の特性に関して試験した。
バリヤー  バリヤーは液体及び微生物のしみ通り（strike−through）に抵抗する布の能力を意味する。バリヤー特性は手術室のスタッフ及び患者を感染から保護する。
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強度  医療用不織布は、製造工程から仕上げ製品の使用を通じて引裂及び破裂を防ぐのに十分なほど強いことも必要である。
試験 試験方法
破断荷重（Breaking Load）   IST 1110.0−70（82）
エルメンドルフ引裂強さ      IST 100.0−70（R82）
ムレン破裂強さ               IST 30.0−70（R82）
（Mullen Bursting Strength）
引張り伸び                   IST 110.0−70（82）
ドレープ適性及び快適性  不織布のドレープ適性は覆っている物体の形状に順応する能力を意味する。物体には、患者、手術室のスタッフ、及び装置が含まれる。
快適性は、通気性、材料の選択、及び製品のデザインに関係する。
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これらの試験の結果を第III表に示す。
1INDA（Association of the Nonwovens Fabrics Industry）標準試験。
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上述したように、本発明の第１の目的は、先駆体ウェブを横方向に圧密化して、ウェブ中の平均細孔サイズと細孔サイズ分布を減少させてウェブに改善された通気性、強度、風合い、ドレープ性、吸収能力、及びバリヤー特性を付与することである。横方向のウェブの圧密化は、カレンダリングによる圧密化とは区別されなければならない。なぜならば、カレンダリングのような厚さを減少させる圧密化は繊維を平らにし流れの通路を塞ぎ、従って、ウェブの通気性をウェブ延伸圧密化と比較して大幅に低下させるからである。
低延伸溶融ブローウェブのランダム性は、熱結合及び／又はフィラメントの絡み合いとともに、繊維を再配向させそして繊維を横方向に圧密化するか又は強く押すのに十分な圧縮応力を生成させるためのMD応力を発生させ、それによって一軸延伸中に気孔の大きさを減少させることを可能にする。これは、ウェブの平面団結性（planar integrity）を分裂させることなくウェブ幅を狭くし、ユニークな特性の製品を作り出す。後延伸プロセス中に、フィラメントセグメントが延伸されているときの実際のモジュラスは加工時間−温度効果に依存する。CDにおける最大の圧密化は、試行錯誤によって、圧縮応力がウェブ中のCDセグメントの総体（population）に関して最大限の臨界座屈応力（critical buckling stresses）に打ち勝ったときのモジュラスで得られる。これは、後延伸プロセスがポリマーがゴム状態である温度で好適に行われることに示される。このことは第４、５、及び６図に最もよく説明されており、これらの図はそれぞれ不織布繊維のランダムな配置、圧密化されていない不織布繊維の理想化された表現、及び圧密化された不織布繊維の理想化された表現を示している。溶融ブローウェブの薄い平面層を形成するフィラメントのランダムな配置は第４図に示されており、ここでは、長手繊維26がMDに大きく伸び、横繊維27がCDに伸び、そして繊維28の中間セグメントがMDとCDに対してある角度で伸びている。
分析の目的で、この平面的配置を第５図に示されているような典型的な格子（cell）で表すことができる。第５図の理想化された表現又はモデルにおいて、繊維26、27、及び28は繊維の交点29においてゆるい網目構造のように相互に連結又は結合しているように示されている。ここでも、結合は溶融ブロープロセス中の融着、又は繊維の絡み合い、又は熱点カレンダリング（thermal point calendaring）技術によるものであることは強調されなければならない。第５図に示されたウェブ構造がMDの張力にさらされた場合、中間繊維28はMDに容易に一列状態になって細孔の寸法を減少させるが、CD繊維27はそれが加わっている格子の圧縮に抵抗する傾向があり、第６図に示されているように座屈するか又は曲がる可能性がある。このことは、本発明による先駆体ウェブの横方向圧密化が、CD繊維が座屈する程度に応じて、ウェブ層全体にわたって細孔空間を残すことになる。長さ対直径の高い細長比を有する繊維はより容易に座屈する。理想的には、第６図中の要素27上の圧縮力は2Tsin（θ）であり、式中Ｔは要素28中の引張り力であり、θは要素28とMDの間の角度である。交点29において結合していない場合、横方向（CD）の圧縮を生じることなくウェブは容易に破裂するだろう。実際のウェブは第５図及び第６図に示されているような理想化された構造のみをふくむものではないが、第２図及び第３図に示されているような加熱延伸プロセスの後多孔度を減少させるのに十分な結合と発生した応力が選択された先駆体ウェブ中に存在する。座屈したCD繊維27は、MD引張り延伸力により得られる圧縮力によって発生した残留多孔度及び細孔寸法を限定するスペーサーとして機能することに注意されたい。大きい直径の繊維及びショットの圧縮を補足するために、外部的機械的手段を組み入れて高温の延伸されているウェブを17c近くまでさらに延伸して、高温延伸のみで得られるものを越えてCD繊維の曲げ及び座屈を増大させることができる。そのような装置の１例が上述の第３図に示されており、ここではおおむね延伸されたウェブを円環体の次第に細くなる表面に通すことによって、ウェブに横方向の圧縮力がかけられている。
オーブンから引き出され好ましくは熱硬化された後延伸ウェブは以下のような驚くべきかつ非常に有用な特性を示す。（１）細孔空間及び細孔サイズ分布の全ての度合いが減少している。（２）ウェブがCDにおいて顕著な弾性を示す。（３）ウェブが改善された強度、吸上げ性、吸収性能、通気性、及びバリヤー特性を示す。これらの特性は以下で詳細に説明する。
上述の改善された特性を有するウェブを達成するための後延伸加工条件及び先駆体特性は以下の通りである。
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第５図の理想化されたウェブの完全な横方向圧密化に対する幾何学的最小MD歪みは42％、即ち、DR＝1.42であることが観測されなければならない。しかしながら、最も好ましい実施態様において、本発明は約1.42を越える延伸比（DR）を意図する。なぜならば、より高い延伸比は多孔度の減少を改善するからである。多孔度は部分的座屈したCD繊維のスペーサー効果によって限定される。
樹脂と溶融ブロー操作条件の選択を通じて、必要な特性を有する先駆体ウェブが上述の説明に基づいて得られる。
溶融ブローにおいて使用されるどのような熱可塑性ポリマー（但し、必要な特性は有していること）から製造された先駆体ウェブの人造繊維層も使用できるが、先駆体ウェブの以下のポリプロピレン溶融ブロー層は、テネシー大学で行った実験において優れた結果をもたらした。
PPグレード  （エクソングレード）PD−3495 G
MFR  800
厚さ  13ミル
幅  14インチ
基本重量  1.5oz/yd2
多孔度  87％
結晶度  50％
ウェブの破断点伸び  10％
第２図に示されているように、一般に平らな配置の先駆体ウェブ17は、本発明に従って、ポリマーの軟化点と融点の間の温度（例えば、PPの場合約310゜F）でオーブンに平らなウェブを通すことによって処理される。ライン速度と延伸比は、オーブンに入るウェブの幅17aのオーブンを出るウェブの幅17cに対する比（第２図中のa/c）で表される所望の横方向圧密化を与えるように選択される。a/cの値は1.3乃至４であり、1.5乃至３が好ましく、２乃至2.5が最も好ましい。オーブンに入るウェブの厚さは２乃至100ミルの範囲内であり、オーブンを出るウェブの厚さは２乃至150ミルの範囲内であり、これは特定条件下で厚さが増加する可能性があることを示している。満足のいく圧密化を達成するために、1.05乃至3.00、好ましくは1.10乃至2.00、そして最も好ましくは1.2乃至1.8の延伸比を使用することができる。ライン速度（V2）は10乃至400fpmの範囲内でよい。上述したように、約４より大きい破断延伸比で高温加工できるウェブは適さない。
オーブンを出る圧密化されアニーリングされたウェブを、環境温度又は追加の空気のいずれかによって冷却して変形した状態で繊維を硬化させるのが好ましい。圧密化され熱硬化されたウェブは、最終用途生成物に後で加工するために巻き取ることができる。
ウェブの圧密化はMDの繊維の多くを整列させることによってウェブの熱可塑性繊維を再構造化する。繊維の結合は、上述したような方法で引張り応力をCD圧密化に変形し、それによって細孔サイズ分布のウェブの目安の全てを減少させる。ウェブの細孔サイズ分布のこれらの目安は、コールターポロメーター（Coulter Porometer）によって測定した、最大細孔サイズ（MAX）、平均流れ細孔サイズ（mean flow pore size）（MFP）、及び最小細孔サイズ（MIN）である。
定義：本明細書中で使用した用語、特に、後述の実験における用語の理解を高めるために、工業界において受け入れられている技術的定義と以下の定義を示す。
ウェブの細孔空間（Web Pore Space）（多孔度）−材料の境界内に含まれる空気又は気孔の体積の全体積に対する比率。百分率で表される。充填密度（packing density）は１−多孔度である。
コールターポロメーター−ASTM F 316−86に従って液体置換技術を使用してサンプルの細孔サイズの目安と分布を測定するための半自動化された装置。
ウェブの細孔サイズ分布−コールターIIポロメーター上でASTM F 316−86によって測定した最大細孔サイズと最小細孔サイズの間の細孔サイズの分布。（最大細孔サイズ（即ち、バブルポイント）は、それが本発明者らが研究した溶融ブローウェブの群全体に関して透過性、圧力降下、及び濾過効率性能特性に強く関係する点で区別される。）
細孔サイズ分布のASTM F 316−86の目安−MAXはウェブを通る流れを支持する細孔サイズの分布中の最も大きい細孔の通路の直径の標準化された目安である。MFPは全体的流れを支持する細孔についての中間（又は平均）細孔通路直径の目安である。MINはウェブの測定された最小細孔サイズである。
ポリマーの結晶度−秩序の乏しい非晶質領域と比較した高度に秩序だった分子構造の領域の相対分率。結晶度はＸ線又はDSC分析によって測定される。
ポリマーの複屈折−材料が異方性であるとき、即ち、その屈曲率が方向性を有するときに光学顕微鏡で通常観察される特性。より高い軸方向性の分子鎖を有する繊維ほど高い複屈折性と比較的低い引張り破断点伸びを有する。
軟化温度−材料が溶融する前に粘着性、粘稠、又は弾性（柔らかい）になり、その室温モジュラスを失い（そして可塑性伸びを経験する可能性がある）最大の分子の配向と破損に通じる温度によって特徴付けられる熱特性。
平均繊維直径−対照となる繊維ウェブの走査型電子顕微鏡写真の焦点における繊維直径の個々の測定から得られるウェブ中の繊維の平均繊維直径。約100本の繊維を測定する。より細い繊維は一般に溶融ブローにおけるより大きい引落率から生じ、より高い複屈折性を有する。
ウェブの破断点伸び−結晶性ポリマーについては歪み速度と温度に依存する。破断点伸びは、初期状態から始まってポリマーの分子配向（MO）の最終のよく秩序だった状態で終わる可塑性変形のプロセスの程度を主に評価する。高い結晶度と秩序を有する繊維を有する先駆体ウェブは低い破断点伸びを有する（R.J.SamuelsのStructured Polymer Properties、John Wiley ＆ Sons、1973より）。溶融ブローウェブについては、破断伸びによる先駆体MO状態の評価は、標準化されたASTM D 5035−90の室温試験よりむしろ高温で最も良好で行われる。なぜならば、溶融ブローウェブの繊維直径、MO状態、及び結合の範囲が広いからである。溶融ブロー先駆体ウェブは、少なくとも25分−１（又は2500％／分）の歪み速度及び先駆体の熱可塑性ポリマーの融点より少なくとも10゜F低い温度で高温延伸したときに得られる破断延伸比（高温破断延伸比）の大きさにによって特徴付けられた。
ウェブの引張りモジュラス（Tensile Modulus）−小さい伸び（又は圧縮）を生じさせるのに必要な力の目安である。非常に伸長しにくい材料は通常高いモジュラスを有する。
ウェブの弾性−物体の変形後に元の大きさと形状を回復する傾向に関する特性。伸びからの弾性回復率は（延伸された長さ−回復した長さ）／（延伸された長さ−元の長さ）によって与えられる。初期の伸び率からの回復率は、例えば、100％CD歪みからの47％の回復率、のように表現される。
評価用に所望の溶融ブローサンプルを製造するためのプロセス条件は以下の用にコントロールした。
（ａ）複屈折性と加工中の引張りモジュラスに関連する高温延伸性の水準はライン中の第１空気水準（primary air level）を70から95％まで変化させることによって制御した。
（ｂ）ウェブ中の結合の水準は、空気対ポリマー比、ダイとコレクターの距離、空気温度、溶融物温度、及びコレクターの真空を調節することによって制御した。
圧縮にさらされる繊維セグメントの細長比（slendarness）並びに延伸によって発生する曲げ力の大きさは上述のものに最終的には関係する。
先駆体ウェブの後延伸は第２図及び第３図に示したものと同様な実験装置上で行った。ロールには速度制御装置が付いていた。
全ての試験において使用されたポリマーはポリプロピレン（PP）であった。試験において使用されたPP先駆体ウェブサンプルを第IV表に示す。
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ウェブの測定：繊維の直径はサンプルの走査型電子顕微鏡写真によって測定した。
最大、平均流れ細孔サイズ、最小、及び最大と最小の間に広がる細孔サイズ分布は、ASTM F 316−86に従うコールターポロメーターに基づいた。
細孔空間（Pore Space）：測定は、乾燥サンプルの重量と公知の密度の液体で湿らせたサンプルの重量に基づいた。平面の緻密化は、乾燥ウェブ重量の気孔を含まないウェブに対する比によって与えられるウェブの充填密度（PD）の増加によって証明される。ウェブの多孔度又は細孔空間は１−充填密度によって与えられる。
圧密化されたウェブの弾性の測定試験は以下の通りであった：与えられた（CD）伸び％の直後に元の（CD）長さに対して回復したサンプルの百分率を測定。例えば、サンプルＡは100％CD伸びに続いて元の長さの92％を回復した。圧密化されたウェブに関するもう１つの試験には液体の方向性吸収が含まれる。水吸収試験の前に繊維の水湿潤性を改善する界面活性剤をPPウェブに塗布した。界面活性剤は、非イオン性ポリオキシエチレン化tert−オクチルフェノール、アニオン性アンモニウムラウリルスルフェート、及びカチオン性スルホベタインのような非イオン性及びその他の種類のものであった。方向性吸収は、水平な表面上に保持されたサンプルの１点に１ミリリットルの液体が塗布されたときに得られる吸収パターンのアウペクト比によって特徴付けられる。種々の溶融ブロー及びスパンボンドサンプルについて、吸収アスペクト比は1.7乃至約５の範囲内である。２のDRで圧密化されたウェブに関して行った試験の結果を第Ｖ表に示す。1.0（未延伸先駆体ウェブ）及び２（先駆体延伸100％）の延伸比で様々に圧密化した溶融ブローウェブについての濾過効率値を第９図にプロットした。
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第Ｖ表のデータ及びDR＝２で圧密化されたウェブの特性はサンプルＡからＤの細孔サイズが38乃至65％減少し、同じサンプルについての充填密度が163乃至302％増加したことを示している。
最大高温延伸比は、高温加工中の破断延伸比の大きさであり、先駆体溶融ブローウェブのフィラメント中に存在する分子配向を定義するのみである。約3.5を越える最大DRを有するPPのウェブは本発明に従って圧密化されない。第IV表中の細孔の度合いと第Ｖ表中のDR＝2.0で生じた変化とを比較されたい。第９図のデータは、８ミクロン未満、特に６ミクロン未満の繊維直径（これらは好ましい繊維サイズ及び最も好ましい繊維サイズである）について濾過効率がかなり改善されることを示している。これらの小さい繊維サイズは米国特許第4,048,364号とさらに異なるものであることは注意されたい。
別の実施形態
スパンボンドウェブ：上記で示した通り、本発明で具体化される原理は溶融ブローウェブ以外の人造繊維の不織ウェブにも適用される。例えば、平均繊維直径が７〜50ミクロンでASTM試験D5035−90による破断点伸びが約200％未満であることを特徴とするスパンボンドウェブに対してである。スパンボンドウェブは、塑性変形引落しによって分子配向させた多数のフィラメントを溶融紡糸し、それを移動式コレクター上に沈積させて、図４に示したものと同様に配置された均一フィラメントのランダムな集合体を形成させることによって製造される。沈積させたフィラメントは次に、スパンボンド材料に一体性と強度を与えるため、機械的なエンタングリング（entangling;交絡加工）、ニードリング（needling）、高温カレンダリング或いは熱接合法により複数の点で接合する。なお、フィラメントはコレクターに堆積又は沈積させただけでは通常は融合又は十分に交絡しないので、熱的又は機械的接合のような接合が通常必要とされる。スパンボンド加工された先駆体に関しては、延伸フィラメントは比較的高いテナシティーとモジュラスを有しているので、ウェブの一体性を損なわずにフィラメントセグメントが局所的に伸び、座屈し、曲がるように（図５及び図６参照）、接合は強くなければならない（高温点接合のように）。点接合では、接合点と接合パターンは一般に次の通りである：加熱接合点の面積はロール面積の５〜25％であって、隆起点の形状は菱形でもその他様々な形状でもよく、点分布である。
本発明によればスパンボンド（SB）ウェブの圧密化は次のようにして起こる:SBウェブの熱延伸で細孔サイズの寸法の縮小が起こり、CD弾性が生まれる。これは、引張力によって、フィラメントのCDセグメントが塑性座屈及び曲げを起こして細孔寸法の縮小をもたらすのに十分な圧縮力が生じるためである。CD方向の弾性は、図６で理想化したものと同様に配置された強化フィラメントの十分に接合された網目構造の曲げからの弾性回復の結果である。
スパンボンドプロセスの一例は次の通りである：スパンボンドウェブは、テネシー大学（University of Tennessee）においてレイコフィル（Reicofil）装置を用いて90〜140℃で接合したMFR35のPPから製造した幅１メートルで１オンス／平方ヤードのものであった。オーブン温度は315゜Fで、延伸比は1.20であり、生産速度（V2）は50FPMであった。
帯電ウェブ：本発明で考えられるもう一つのヴァリエーションは、圧密化ウェブの濾過性能を改良するために圧密化ウェブに静電荷を与えることである。エレクトレットの製造の際の帯電法を特許文献記載の様々な技術で適用することができる。例えばば米国特許第4,592,815号を参照されたい。これは引用によって本明細書中に組み入れられる。高温圧密化ウェブ中の繊維の充填密度が高いほど、ウェブへの電子及びイオン移入効率が並外れて高くなる。圧密化試料を帯電させたときのウェブの濾過効率（FE）に対する効果の一例として、1.0オンス／平方ヤードの先駆体溶融ブロー試料が30％のFEを有したのに対して、このウェブを1.5のDRで圧密化しただけのもののFEは79％であり、最終的にこの圧密化ウェブを帯電させた後のFEは99.8％であった。
米国ニュージャージー州ヒルサイドのアキュレート・プロダクツ社（Accurate Products Company）で重さ0.25、0.50及び0.75オンス／平方ヤードの数種類の40インチ幅の溶融ブローポリプロピレン（PP）先駆ウェブを製造し、米国テネシー州ノックスヴィルのテネシー大学で0.6オンス／平方ヤードのスパンボンドPPウェブを製造した。米国サウスカロライナ州グリーンヴィルのジョン・Ｄ・ホーリングスワース社（John D.Hollingsworth Company）で40インチ幅の綿素材不織布を10種類製造した（36インチの幅にトリミングした）。1.0オンス／平方ヤードの重さの綿（ヴェラテック・イージー・ストリート（Veratec Easy Street）精練漂白綿）芯ウェブを製造するために、ホーリングズワース社のフラットトップ付き40インチカード及びウェブ・マスター・テイクオフ（Web Master Take−Off）を利用した。1.5、2.0及び3.0オンス／平方ヤードの綿芯ウェブは、ホーリングズワース社の2.5メートル・マスターカードを用いてランダムカード綿ウェブをハーゲス（Hergeth）モデル6.430クロスラッパー（Crosslapper）に送ることによって製造した。これらのウェブには、フォスター（Foster）ニードル（15×18×３スタイル）を用いたディロ（Dilo）モデルODRニードルループで軽くニードリングした（１枚板を用いて１平方インチ当り125か所のパンチ）。これらのウェブが40インチカーディング及び熱接合ラインに移動した時点で、カードウェブ用コンベヤー系の後部にMB（又は場合により必要とされればSB）ウェブを載せた。カード下側のコンベヤーに乗って移動するMB（又はSB）ウェブの上に特定重量の綿芯ウェブを巻き出した。上記の通り、ウェブ・マスター・テイクオフを利用して上記カード上で1.0オンス／平方ヤードのウェブをカーディングした。この綿ウェブの上に上層MB（又はSB）ウェブを巻き出して、この三層積層体を、16.6％の接合面積を与える隆起菱形パターンを持つ加熱鋼製トップロールをもつカスターズ（Kusters）社２本ロール1.5メートル加熱カレンダーのニップに45度の角度で運搬した。加熱ボトムロールは平滑鋼製表面をもっていた。
表VIには三層積層体の性状、特にそれらの組成を示す。表VIIには、圧密化前の三層積層体の幾つかの性質と、上述の通り圧密化した後の性質の数値との比較を示す。表VIIIは、三層積層体の圧密化の前後における液体吸収能力と保持能力の結果を示す。表IXは、圧密化三層積層体の弾性回復、破断強度及び伸び率の試験結果を示す。
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表IXから、三層積層体の圧密化によって一般に圧密化ウェブのMD破断強度が増大し、ほとんどの場合ウェブのCD破断強度に関する材料変化がみられなかったことが分かるであろう。ウェブの圧密化によって一般にMD方向のウェブの伸び率（％）が低下したが、ウェブのCD方向の伸び率（％）は大幅に増大した。
表VIIにみられる通り、圧密化ウェブでは非圧密化ウェブに比べて気体透過性が増大し静水圧値が減少したが、このことは、本発明の圧密化ウェブでは蒸気又は気体がウェブ層の中を流通する能力が改善されていることを示しており、したがってその通気性が向上していることの指標である。この知見は、ウェブの圧密化前後における吸上比及び撥油度と併せて勘案すると、ウェブが圧密化ウェブ層への液体（例えば血液）及び細菌の浸透に対して増大した抵抗性を呈することを示している。表VIIIに示す通り、非圧密化ウェブよりも圧密化ウェブの液体吸収能力の増大した数値は、それぞれの保持能力と併せて、圧密化ウェブが液体を圧密化ウェブ中に吸収し保持する能力の尺度であり、したがって、ウェブの片側の表面から逆側の面へと液体がしみ通るのを防止する能力の尺度である（すなわち、液体はウェブのセルロース製の芯層の中に容易に捕獲される）。
表IXから、圧密化ウェブがCD歪みからの良好な弾性回復を示すこと、したがって、例えば医療用使い捨て包帯やピローケースなど、ウェブの弾性が何らかの重要性をもつ多種多様な物品の製造に有用なウェブができることも分かるであろう。
三層積層体の曲げ長さは一般に１〜2cmの範囲内にあり、１層又は２層のSBを含んだ三層積層体の曲げ長さはそれよりも低かった。同様に、１つのSB層を含んだ三層積層体では気体透過性の値が高かった。２つのSB層（SCS）を含んだ試料II CはMCM型及びSCM型三層積層体のおよそ10倍の気体透過性を有していた。
セルロース繊維の内層を含んだ圧密化ウェブの視覚的及び物理的検査からそれらが優れた風合いをもっていることが判明した。こうした検査では、ウェブは柔らかな感触を示し、MB又はSBウェブ或いはMB及び／又はSBウェブの組合せでしばしば経験される特徴的なザラツキを示さなかった。確実に判明しているわけではないが、綿の内層ウェブをもつ三層積層体の圧密化によってウェブの平面内及びウェブの平面に対して様々な角度で綿繊維のさらに一段とランダムな配向が生じ、それによって綿繊維がウェブ全体に見掛けの嵩高さと柔らかさを与えるものと思料される。いずれにせよ、圧密化三層積層体は非圧密化三層積層体に比べて明確に改善された風合いを示す。さらに、圧密化ウェブは良好な適合性を示す。
本発明の圧密化ウェブ中のセルロース層の存在は、セルロース繊維が比較的迅速に分解されるという点で本発明のウェブを環境面で望ましいものにする。そうすると、その分解によってウェブ中のポリマー成分の崩壊が促進されるので、本発明のウェブは環境に対して有害性の少ないものになる。
本明細書中において実験データで実証した通り、本発明の方法で、不織布に様々な分野での用途を与えるような独特かつ有用な性質をもつ不織布が製造される。細孔サイズが縮小され細孔サイズ分布が狭くなるという性質のため、ウェブは濾過及び吸収用に理想的に適している。CD弾性の性質は、濾過（例えば、顔の輪郭への適合が重要性をもつ外科用マスクなど）並びに可撓性ガウンやおむつや衛生用品などのその他の用途におけるウェブの有用性を高める。強度の性質は、ほとんどすべての用途における圧密化ウェブの有用性を高める。
本明細書中で開示した思想のさらに別の実施形態では、本発明らは本明細書中に記載したタイプのウェブの処理を、幅方向、すなわち横方向（CD）にウェブを圧密化するのとは対照的に、ウェブが長手方向、すなわち縦方向（MD）に圧密化されるように行うことができることも発見した。この実施形態によれば、ウェブを、ウェブの供給源から、ウェブの両側縁部をつかんでウェブを横方向に引伸ばす機構に送るが、その間ウェブが当該機構を通って前方に移動するときにウェブが加熱される。この実施形態で重要なことは、ウェブが横方向歪み機構に掛合し始める前又は最中に、横方向歪み機構によるウェブの受入れ速度を超えるようなウェブの前方移動速度にウェブの前方への移動を速めて、ウェブの両側の縁部が横方向歪み機構に掛合するときに超過ウェブ長が「ひだつけ」されるようにする。横方向歪み機構の操作環境に存在するこのようなウェブの「過剰」長さが存在しない場合、ウェブ本体は長手方向に圧迫されると同時に横方向に引張られてウェブがウェブ平面内での一様な歪みにさらされることになる。すなわち、ウェブは横方向圧迫と長手方向の張力の組合せによってもたらされるウェブ全域での不均一な歪みを受けるようになるが、このような不均一性は本発明によって防止されたものである。
ウェブをそのMDに圧密化する（すなわちウェブの長手方向への圧縮）ための方法の典型的な実施形態では、横方向歪み機構に送られるウェブの過剰長さの程度は、圧密化プロセスにおいてウェブが加えられる横方向の張力の関数である。例えば、１単位長のウェブの幅を100％引伸すような値の横方向張力をウェブに加えることを望む場合、横方向歪み機構にウェブを２単位長まで導入するであろう。同様に、１単位長のウェブをその横方向に25％引伸ばすことを望む場合、横方向歪み機構にウェブを1.25単位長まで導入するであろう。こうした手段によって、横方向歪み機構から送り出される圧密化ウェブは横方向の寸法は増しているものの、望ましい均一な平面内での歪みを保持していて、換言すれば横方向に伸長していて長手方向に収縮している。さらに、超過ウェブ長によって、上述したウェブの横方向への圧密化の場合とは逆に、ウェブの長手方向の繊維構造が崩壊する。
好ましくは、ウェブの長手方向にそってのウェブの圧密化の非均一性を防止すると共に圧密化ウェブの生産の経済性を高めるために、ウェブへの横方向の張力の適用は本質的に連続的である。その目的のため、図14〜図16に、本発明のこの実施形態の長手方向に圧密化されたウェブの製造に有用な装置の具体例を示す。
図14〜図16を具体的に参照すると、図示した装置には、150という数字で総括的に示す上部構造が含まれ、これには、水平部材160、162、164、166、168及び170を支持するための複数の直立部材152、154、156及び158が含まれている。さらに、これらの水平部材は、装置の各種要素を受容し支持する機能をもつ。具体的には、図示した装置には、１組のマッチングスプロケット172及び174が含まれており、これらは横断部材164の上に回転可能な状態で載置されている。これらのスプロケットは同じ平面内に置かれていて、それらのスプロケットの互いに向き合った部分の歯176及び178の間の間隔が横方向の歪みが加えられるウェブ180の未伸長状態での幅よりも若干短くなるように離して置かれている。チェーン手段182が、第一のスプロケット172に対して部分的に巻き付くような関係で与えられており、そこからチェーンは部分的に巻き付くような関係でアイドラースプロケット184へと張られ、そこから別のアイドラースプロケット186の周りに張られており、チェーンはそこからスプロケット172の外側部分188に戻って部分的に巻き付き、そこから駆動スプロケット190の周りに張られて、そこからアイドラースプロケット192の周りに張られ、チェーンはそこから一組みのマッチングスプロケット172と174の第二のスプロケット174に部分的に巻き付き、そこからアイドラースプロケット194に部分的に巻き付き、そこから別のアイドラースプロケット196の周りに張られており、チェーンはそこからスプロケット174の外側部分198に戻って部分的に巻き付き、そこからアイドラースプロケット200の周りに張られて、次にアイドラースプロケット200に巻き付いて、そこから第一のスプロケット172に至る。重要なことに、アイドラースプロケット184及び194の各々は、装置の長手方向の中心線202に対して、第一のスプロケット172の歯176の上記長手方向の中心線に向かって内側の部分よりも外側の位置に置かれている。これらのスプロケット184及び194は、横断部材162に沿った各々の横方向の位置が調節可能で各スプロケットの横方向の位置が選択できるように載置されている。こうした手段により、これらのスプロケット184及び194の各々の横方向の位置を調節して、スプロケット172及び174それぞれの最も内側に向いた歯176及び178の周りのチェーン182の巻き付きの程度を選択することができる。以降でさらに十分に明らかになるであろうが、１組のスプロケット172及び174の最も内側に向いた歯176及び178の周りのチェーン182の巻き付きの程度によって、ウェブが装置の中を前方（矢印“A"）に進行するときにウェブに加わる横方向の張力の程度が決まる。アイドラースプロケット192及び200は横断部材168の上に、これらのスプロケットがチェーン182の張力を調節するための張力調整スプロケットとして作用し得るように載置される。
図14〜図16をさらに参照すると、図示した装置には、縦方向（矢印“A"）に圧密化するためのウェブ180のロール204が含まれており、このロールは横断部材170に固定された適当な支持部材206に載置される。ウェブ180のロールからの巻き出しは変速モーター210によって行われるが、この変速モーターは、ウェブがロールから所定の制御された前進速度で送り出されるようにするため、ロール204の搭載シャフト212と伝動して接続されている。ウェブ180はアイドラーロール214（図15）の下を移動し、そこから１対のフリクションローラー216及び218とチェーン182との間で形成されるニップを通過する。図示した通り、これらのフリクションローラーの各々はウェブ180の両側の縁部220及び222と隣接して位置する。これらのフリクションローラーの各々はそれぞれの変速モーター224及び226によって所定の制御された速度で回転するが、各変速モーターはそれぞれのフリクションローラーと伝動して接続されている。モーター224及び226の各々からの制御用リード線228及び230はモーターとコンピューター化コントローラー232とを接続しており、そのコントローラー232によってフリクションローラーの回転速度が選択され維持される。
モーター手段234には駆動スプロケット190が伝動するように施設されており、それによって幾つかのスプロケットに張られたチェーン182を動かす動力を与える。チェーンはひと続きのループであるので、その進行速度はその長さのどの点においても一定である。
送風機（図示せず）を含んだヒーター手段236はダクト238と接続しており、ダクトの出口240は１組のスプロケット172及び174と隣接しかつ両スプロケット間の間隔まで横に広がった位置で終わる。こうして、ヒーターからの熱風はウェブの下側に当るように向けられており、ウェブが加熱されるようにウェブはその出口240の上を通過するように運搬される。所望により、圧密化の遂行に必要とされるある限られた時間熱風がウェブと接触状態のまま保持されるように、出口240から放出される熱風をフード付きチャンバー又は類似物の中に放出してもよい。
１組のスプロケット172及び174の下流には、冷風源246と出口をつなぐダクト244の出口242が位置している。
ウェブがフリクションローラーとチェーンとの間で形成されるニップを通過するとき、フリクションローラーの回転は当該ローラーの接線速度がチェーンの前進速度よりも大きくなるように選択する。この速度差によって、ウェブがスプロケット172及び174に送られるときフリクションローラーでウェブの前方への移動が促進され、そのため、ウェブの幅全体に横方向に伸びた一連の嶺248と谷250（図16）ができるが、これらの嶺と谷はウェブの超過長に相当する。
ウェブを長手方向に圧密化するためのこの方法によれば、図15及び図16を参照して、ウェブ180は供給ロール204から、チェーン182の前方への移動速度と実質的に等しくかつ自由なMD収縮のために必要なウェブの超過長を与えるように調節されたウェブ前進速度で引き出される。ウェブがフリクションローラー216及び218に近付くと、ウェブの両側縁部220及び222はそれぞれチェーンに少なくとも部分的に巻き付く。こうしたウェブ両端のチェーンへの巻き付きは、ウェブをチェーンとフリクションローラーとの間に位置させ、ウェブ両側縁部の一部がチェーンの外側（装置の中心線から離れた方向）にはみ出し、かかるウェブ両側縁部がチェーンとスプロケット172及び174の歯の間に取り込まれるようにする働きをする。ウェブの挟み込まれた縁部がスプロケット172及び174の回転に伴って前方に移動するにつれて、チェーンとスプロケットの弧状運動の作用として、ウェブの幅が広がる（すなわち、ウェブが横方向に引伸ばされる）。こうした横方向の歪みはウェブの長手方向の圧密化をともなう。横方向への引伸ばしの間に超過長のウェブが利用できるので、ウェブの繊維構造は長手方向において崩壊（すなわち圧密化）し、その結果、ウェブは望み通り長手方向に圧密化されることになる。横方向へのウェブの圧密化の場合と同様、こうした長手方向への圧密化の場合にも、ウェブの前進速度は歪みを与える過程において変化（減少）する。より詳細には、横方向への圧密化の場合、ウェブが圧密化されるにつれてウェブの長さが長くなる。長手方向への圧密化の場合、ウェブが長手方向に圧密化されるにつれてウェブの長さは短くなる。このようなウェブ長の短縮は、横方向のウェブ圧密化に伴うウェブ長さの増大と基本的に同じ程度である。したがって、ウェブが最初に横方向の歪みを経験するときのウェブの線速度と横方向の引伸ばしが停止したときのウェブの線速度との比は1.1:1〜2:1の範囲内にあり、これは横方向の圧密化では速度が増大するのとは対照的に、ウェブの前進速度がウェブの長手方向の圧密化の過程で減少することを示している。各スプロケット172及び174の周りへのチェーンの巻き付きの程度は、スプロケット172及び174に対するアイドラースプロケット184及び194の相対的な位置によって選択され維持される。チェーンがスプロケット172及び174を離れてアイドラースプロケット184及び194に巻き込まれるようになると、ウェブの両側縁部はチェーンとスプロケット172及び174から解放される。解放されたウェブはロール252に回収してもよいし、或いは別の装置又は処理ステーションに送ってもよい。
重要なことは、ウェブがチェーンとスプロケット172及び174の間に取り込まれる領域にウェブが進入したときに、ウェブの下側からウェブに向かって熱風を吹き付けることによって、ウェブが加熱されることである。こうしたウェブの加熱は、好ましくは、ウェブが所望の大きさに横方向に引伸ばされるまで継続する。しかる上に、ウェブを好ましくは、自然気流により或いは冷風をウェブの上側表面及び／又はウェブの下側表面に向かって吹き付けることによって、冷却する。
上述のウェブの長手方向の圧密化を遂行するためのさらに別の実施形態（図示せず）では、ウェブの両側縁部を間隔をおいた掴み具（例えばチェンジ（change）、ピンなど）の列によって掴んでもよい。ウェブの両側にあるこれらの掴み具は送路手段の上に搭載されており、送路手段は掴み具を前方に移動させ、ウェブを加熱ゾーンへと運んで通過させる。加熱ゾーンに先だって、掴み具は各々（装置のMDに）距離Ｘで離隔されている。掴み具がウェブを加熱ゾーンに移動させるにつれて、掴み具の各列の一連の掴み具の間の距離が減少する。このような掴み具同士の間隔の減少の程度及び速度は、ウェブが横方向に引伸ばされる際のウェブ長の長手方向の収縮に適応した分だけウェブの速度が減少するように選ばれる。ウェブの両側に配置された２列の掴み具の掴み具の前方への移動が末広状の経路をとるように選択することによって、ウェブが横方向の引伸ばされることになる。この実施形態では、掴み具及びその移動式搭載手段は、図14及び図16に示した横方向歪み機構と同じ結果を与えるような横方向歪み機構を画定する。
上述の実施形態で使用したウェブは、ウェブの横方向の圧密化に関して本明細書中で前述したものと同一であってもよい。さらに、ウェブの繊維構造の再配列並びにそれと同様に起こるウェブの性質の向上などの結果は、ウェブの繊維構造に加わる歪みの方向、したがって、繊維構造の崩壊の方向及びそれと同時に起こるウェブの長手方向の圧密化の方向が横方向の圧密化の場合に起こる崩壊などの方向から90度配向していること以外は、ウェブの長手方向の圧密化について説明したものと同じである。横方向に引伸ばしたウェブの濾過及びその他の性質は、長手方向に引伸ばしたウェブのものと均等である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１５】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１６】
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