(57)【要約】少なくとも一面の比較的平坦な面と少なくとも一個の波状要素を内部結合一体化複合体内に有する一体化複合構造物を直接形成するための簡易製造技法を提供する。繊維及び／又は他の材料のマトリックスを堆積させて層状とした後、波型（波様）形状に成形し、活性化工程に曝露する。少なくとも一要素は活性化（例えば、オーブンによる加熱）の際に収縮して比較的平坦になる収縮性材料で構成されており、活性化工程後に波状形状を維持する少なくとも一層の他の非収縮性層と任意的に結合させる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
二以上の層を有する構造物を含む複合体であって、前記二以上の層の少なくとも一層は波状層であり、前記二以上の層の少なくとも一層は比較的平坦な層であり、比較的平坦な層は波状層と融着する収縮材料で構成されている複合体。
【請求項２】
少なくとも一層は予め作られたロール品材料である、請求項１に記載の複合体。
【請求項３】
少なくとも一層はその場で製造された不織材料である、請求項１に記載の複合体。
【請求項４】
少なくとも一層の波状層は二層の波状層であり、前記波状層の各々は前記複合体の二箇所の外側位置の各々に設けられている、請求項１に記載の複合体。
【請求項５】
少なくとも一層の平坦層は二層の平坦層であり、前記平坦層の各々は前記複合体の二箇所の外側位置の各々に設けられている、請求項１に記載の複合体。
【請求項６】
波状層と平坦層との間に形成され、任意的に粒子を含むことができる比較的開いた空洞を有する、請求項１に記載の複合体。
【請求項７】
該空洞は粒子を含んでおり、前記粒子は十分に局在化されて実質的に移動しない、請求項６に記載の複合体。
【請求項８】
前記粒子は炭素又は炭素と他の粒子の混合物である、請求項６に記載の複合体。
【請求項９】
前記粒子はセメント、プラスター、又は、水や他の何らかの流体や剤を前記粒子に添加した際に反応して結合する類似の材料である、請求項６に記載の複合体。
【請求項１０】
開いた空洞は粒子を含んでおり、粒子は選択された所定の条件で反応させることができる材料である、請求項６に記載の複合体。
【請求項１１】
前記粒子は熱硬化性、熱可塑性又はセメント質から選択される、請求項１０に記載の複合体。
【請求項１２】
少なくとも一層を有する一体化構造物を含む複合体であって、前記少なくとも一層は内部と二面の外表面を有し、前記二面の外表面の少なくとも一方は突出した繊維を有する複合体。
【請求項１３】
複合体を製造するためのプロセスであって、少なくとも一層を基材に堆積させることと、前記少なくとも一層を波状形状にすることと、前記少なくとも一層を活性化して該層内の要素を収縮させる、及び／又は複合体内の他の要素と結合させることとを含むプロセス。
【請求項１４】
基材に少なくとも一層を堆積させるためのプロセスはドライレイドプロセス又は他の不織プロセスである、請求項１３に記載のプロセス。
【請求項１５】
前記複合体は一体化される、請求項１３に記載のプロセス。
【請求項１６】
複合体を製造するためのプロセスであって、収縮性要素を含む少なくとも一層と非収縮性要素を含む少なくとも一層を組み立てて層状アセンブリにすることと、前記層状アセンブリを波状形状に成形することと、前記層状アセンブリを活性化して一体化複合体を形成し、収縮性要素が収縮して比較的平坦な層を形成し、前記非収縮性要素を含む少なくとも一層が未収縮の波状状態を維持するようにすることとを含むプロセス。
【請求項１７】
組み立てプロセスはエアレイドプロセスであり、前記収縮性要素はルーズファイバーを含み、前記非収縮性要素はルーズファイバーを含む、請求項１６に記載のプロセス。
【請求項１８】
複合体を製造するためのプロセスであって、熱可塑性材料の収縮性繊維堆積物を含む少なくとも一層と熱可塑性材料の非収縮性繊維堆積物を含む少なくとも一層を組み立てて層状アセンブリにすることと、前記層状アセンブリを波状形状に成形することと、前記熱可塑性材料の収縮性繊維堆積物を前記熱可塑性材料の非収縮性繊維堆積物に対して収縮させると共に、前記熱可塑性材料の収縮性繊維堆積物を含む少なくとも一層と前記熱可塑性材料の非収縮性繊維堆積物を含む少なくとも一層が冷却によって結合するのに十分な温度でオーブンにて前記層状アセンブリを活性化することとを含むプロセス。
【請求項１９】
複合体を製造するためのプロセスであって、収縮性ルーズファイバーを含む少なくとも一層と非収縮性ロール品を含む少なくとも一層を組み立てて層状アセンブリにすることと、前記層状アセンブリを波状形状に成形することと、前記層状アセンブリを活性化して前記収縮性繊維を収縮させる、及び／又は複合体内の他の要素と結合させることとを含むプロセス。
【請求項２０】
複合体を製造するためのプロセスであって、非収縮性ルーズファイバーを含む少なくとも一層と収縮性ロール品を含む少なくとも一層を組み立てて層状アセンブリにすることと、前記層状アセンブリを波状形状に成形することと、前記層状アセンブリを活性化して前記収縮性ロール品を収縮させる、及び／又は複合体内の他の要素と結合させることとを含むプロセス。
【請求項２１】
複合体を製造するためのプロセスであって、ルーズファイバーを含む少なくとも一層と組み立てプロセス時にその場で製造され不織材を含む少なくとも一層を組み立てて層状アセンブリにすることと、前記層状アセンブリを波状形状に成形することと、前記層状アセンブリを活性化することとを含むプロセス。
【請求項２２】
複合体を製造するためのプロセスであって、収縮性材料を含む少なくとも一層と非収縮性材料を含む少なくとも一層を組み立てて層状アセンブリにすることと、移送ワイヤ装置と成形オーブンワイヤから成る設備を用いて前記層状アセンブリを波状形状に成形することと、前記層状アセンブリを活性化して収縮性材料を収縮させる、及び／又は収縮性材料を複合体内の他の要素と結合させることとを含むプロセスにおいて、前記移送ワイヤ装置は前記成形オーブンワイヤに対してｚ方向に引上げられており、前記成形オーブンワイヤは前記移送ワイヤ装置よりも低速度で作動するプロセス。
【請求項２３】
複合体を製造するためのプロセスであって、少なくとも一層が粒子を含んでいる一以上の層を組み立てて層状アセンブリにすることと、層状アセンブリを波状形状に成形することと、層状アセンブリを結合させて一体化複合体を得ることとを含むプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、米国特許法第１１９条（ｅ）の規定に基づき、２００６年６月１４日出願の米国仮特許出願第６０／８１３，４３３号（発明の名称「一体化複合体における平坦面に結合した波様構造物及びその製造方法」）の優先権を主張するものであり、該出願の全開示内容を本明細書の一部を構成するものとしてここに援用する。
【０００２】
本発明は、少なくとも一個の波状要素と少なくとも一個の比較的平坦な要素が互いに付着した一体化複合ファブリック構造物の製造に関する。
【背景技術】
【０００３】
通常製造される不織布やフィルム、織物、紙、板紙材料は、表面が比較的平滑、平坦であり、密度が均一で、その長さや幅に比べて薄い。少なくとも一面の平滑側面を有する厚い構造物が望まれる場合には、通常、周知のコルゲート加工及びラミネート加工プロセスを用い、少なくとも一個の比較的平坦なロール品材料（roll good material）に波状（起伏）形状にした少なくとも一個の他の比較的平坦なロール品材料を、通常ある種の結合剤を用いて結合し一体化させる。
【０００４】
このラミネート加工によって、ロール品をコルゲート加工せずに元の平坦形状のまま一体化、結合させた場合よりも比較的厚く、従って、総密度の低い一体化結合ラミネート構造物が得られる。また、一以上の波型要素を一以上の平坦な支持要素に結合して一体化させるラミネート加工の場合、原料をかなり効率良く用いながら、得られるラミネート構造物に更なる有利な特性、例えば、制御可能なｚ方向圧縮性や総構造的剛性、耐荷重性、クッション性、絶縁性、他の様々な構造的機能的利点等がもたらされることが多い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
出荷時や保管時に製品を保護するのに広く利用される通常の段ボール箱は、一般に用いる確立されたラミネート加工及びコルゲート加工プロセスの説明に役立つ一例である。少なくとも一面の比較的平坦な面を少なくとも一層の波型（波状又は起伏型）層と結合一体化させた場合、得られる一体化構造物においては総密度が低くなり、剛性制御や構造的剛性、耐荷重強度等の望ましい機能特性が付与され、印刷性や外観の望ましい平滑外面がもたらされる。ラミネート加工技法は有用であるが、別々に形成したロール品が必要であり、また、隆起した波型要素を他の平坦なロール品要素に結合するにはコルゲート加工及びラミネート加工プロセス用設備が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一様相によると、一以上の比較的平滑で平坦な面要素を一以上の波型（波状）要素に結合させて単一の一体化複合体を直接製造する。
【０００７】
本発明の他の様相によると、このような一体化複合体の別個の層状要素は各繊維要素を他の繊維要素上に載置して組み立てることができ、必要に応じて組み立てた未結合層は個々の層として圧縮され、また、必要に応じて多層アセンブリとして全体が圧縮される。
【０００８】
本発明の他の様相によると、収縮性要素と非収縮性要素の組合せは単一の成分又は各種繊維混合物から構成することができ、不織や他の技術によってその場で製造されてもよく、予め形成されたロール品として導入される要素でもよい。
【０００９】
本発明の他の様相によると、多層アセンブリの少なくとも一要素は一以上の熱可塑性材料から形成することができる。
【００１０】
本発明の他の様相によると、層状アセンブリの少なくとも一要素は、オーブンにて比較的高温（材料の融点付近）に曝露した際に、又は必要に応じて収縮挙動を活性化させるための他の何らかのデバイスや方法によって収縮させることができる収縮性（収縮可能）材料の大部分を含む材料から形成することができ、層状アセンブリの少なくとも一層は比較的非収縮性とすることができる。
【００１１】
本発明の他の様相によると、該アセンブリの波状形状への成形は、コルゲートロールを用いるか、所望の形状に三次元的に成形された面（例えば、パターンロールやベルト等）を用いるか、折り畳み技法を用いるか、クレープ加工を用いるか、又はＭｉｃｒｅｘｉｎｇ（登録商標）技法や同様の機械的技法を用いることによって行うことができる。
【００１２】
本発明の他の様相によると、層アセンブリの波状形状への成形は、オーブン面コンベアの水平面上方に引上げることができる移送ワイヤ又は他の移送デバイスを用いることによって行うが、このオーブン面コンベアは引上げ移送デバイスよりも低速で作動する。
【００１３】
本発明の他の様相によると、波状形状に成形された未結合層アセンブリ全体をオーブンにて加熱するか、又は他の活性化デバイスや方法に付して、収縮性層が非収縮性層に対して収縮し比較的平坦になる一方、冷却した際に非収縮性層が波状形状を維持し平坦層に結合するようにする。
【００１４】
本発明の他の様相によると、組み立ての際に粒子を層に対して且つ層間に任意的に添加する。
【００１５】
本発明の他の様相によると、一部の実施形態においては、材料や条件を注意深く選択することによって非常に高い剛性や耐穿刺性を示すことができる。交互に設けられる平坦層と波状層の数を増加させれば好ましい効果を増大させることができる。耐火性化学品（fire resistant chemistry）を材料内に又は別個の化学添加物（chemical addition）として含めるように材料を選択することは、構造的応用において具体的に意図されている。
【００１６】
本発明の他の様相によると、単位長さ当りの起伏の数は、収縮可能な層が平坦になるまで十分に収縮できなくても、収縮層に起因する高い剛性や好ましい構造特性がもたらされる程度に多くすることができる。収縮可能な層は波状層と比べて波状特性が低いであろうが、活性化後に完全な平坦層とはならない。
【００１７】
本発明の他の様相によると、金属要素、炭素質要素、セラミック要素又は他の非伝統的要素を用いて非常に独特な望ましい複合体が製造可能であることが意図されている。
【００１８】
当業者であれば、以下の明細書の記載や特許請求の範囲、添付図面を参照することによって本発明の上述の及び他の特徴や利点、目的について更に把握し理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
本発明の例示的実施形態について以下図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
【図１】予め形成された二種のファブリックを結合するのに用いられるラミネート加工技法の例示的二次元図を示す。
【図２】平坦面構造物に付着した波状構造物の三次元図を示す。
【図３】二種の平坦面ロール品ファブリックを一体化させて波状要素が平坦面要素に付着した結合三次元ラミネート構造物を得るための公知プロセスを示す。
【図４】平坦なロール品ファブリックを一体化させて波状要素が平坦面要素に付着した三次元ラミネート構造物を得るためのより複雑なプロセスを示す。
【図５Ａ】平坦要素と波状要素から成り、外側面が平坦な結合アセンブリを示す。
【図５Ｂ】平坦要素と波状要素から成り、外側面が平坦な結合アセンブリを示す。
【図５Ｃ】平坦要素と波状要素から成り、外側面が平坦な結合アセンブリを示す。
【図５Ｄ】平坦要素と波状要素から成り、外側面が平坦な結合アセンブリを示す。
【図６Ａ】平坦要素と波状要素から成り、外側面が波状のアセンブリを示す。
【図６Ｂ】平坦要素と波状要素から成り、外側面が波状のアセンブリを示す。
【図６Ｃ】平坦要素と波状要素から成り、外側面が波状のアセンブリを示す。
【図７】一個の平坦要素から繊維要素が突出して低密度の毛羽立った表面を形成している比較的連続した面を有するアセンブリを示す。
【図８】二個の比較的毛羽だった面要素と一個の波型要素を有するアセンブリを示す。
【図９Ａ】複合アセンブリにおける比較的波長が短い（波数が大きい）波状構造物を示す。
【図９Ｂ】複合アセンブリにおける比較的波長が長い（波数が小さい）波状構造物を示す。
【図１０Ａ】複合アセンブリにおける比較的振幅が大きい波状構造物を示す。
【図１０Ｂ】複合アセンブリにおける比較的振幅が小さい波状構造物を示す。
【図１１】本発明の様相に係る一体化複合体を形成するためのプロセスのフローチャートを示す。
【図１２】必要に応じて圧縮されるルーズファイバー層から成るエアレイドアセンブリを示す。
【図１３】必要に応じて圧縮されるルーズファイバー層から成るエアレイドアセンブリを示す。
【図１４】必要に応じて圧縮されるルーズファイバー層から成るエアレイドアセンブリを示す。
【図１５】必要に応じて圧縮されるルーズファイバー層から成るエアレイドアセンブリを示す。
【図１６】必要に応じて圧縮されるルーズファイバー層から成るエアレイドアセンブリを示す。
【図１７】必要に応じて圧縮されるルーズファイバー層から成るエアレイドアセンブリを示す。
【図１８】必要に応じて圧縮されるルーズファイバー層から成るエアレイドアセンブリを示す。
【図１９】必要に応じて圧縮されるルーズファイバー層とその場製造の不織要素層から成るエアレイドアセンブリを示す。
【図２０】必要に応じて圧縮されるルーズファイバー層とその場製造の不織要素層から成るエアレイドアセンブリを示す。
【図２１】必要に応じて圧縮されるルーズファイバー層とその場製造の不織要素層から成るエアレイドアセンブリを示す。
【図２２】必要に応じて圧縮されるルーズファイバー層とその場製造の不織要素層から成るエアレイドアセンブリを示す。
【図２３Ａ】ルーズファイバー層を結合させて一体化複合体としたアセンブリを示す。
【図２３Ｂ】ルーズファイバー層と不織層を結合させて一体化複合体としたアセンブリを示す。
【図２４Ａ】ルーズファイバー層と、不織プロセス層と、ロール品ファブリックとを結合させた一体化複合体を示す。
【図２４Ｂ】ルーズファイバー層と、不織プロセス層と、予め形成したロール品ファブリックとを組み立てた後に結合させた一体化複合体を示す。
【図２４Ｃ】収縮性層と非収縮性層を示すが、活性化工程によって収縮性要素は収縮して比較的平坦な面となる一方、非収縮性要素は未収縮で波状状態を維持する。
【図２５】ルーズファイバー収縮性材料と二種の非収縮性層を組み立て、コルゲートロールで成形し、活性化させるエアレイドプロセスを示す。
【図２６】ルーズファイバー収縮性要素と非収縮性層要素を組み立て、得られたアセンブリ全体を波状形状に成形した後、活性化を行う他のエアレイドプロセスを示す。
【図２７】非収縮性ルーズファイバーとその場で製造される他の比較的収縮性の不織要素を組み立て、波状構造物に成形した後、活性化工程を行う他のエアレイドプロセスを示す。
【図２８】非収縮性ルーズファイバー層と他の収縮性ロール品を堆積させ波状構造物に成形した後、活性化工程を行うことによって得られる他の一体化複合体を示す。
【図２９】凹型表面を有するパターンロールを用いてアセンブリを三次元波状構造物に成形する例示的方法を示す。
【図３０】プリーツ加工技法又は折り畳み技法によってアセンブリをよりはっきりと折り畳まれた（又は波状の）構造物に成形する例示的方法を示す。
【図３１Ａ】クレープ加工技法によって三次元隆起構造物を製造する他の方法を示す。
【図３１Ｂ】Ｍｉｃｒｅｘ（登録商標）ミクロクレープ加工プロセスの様相によって三次元隆起構造物を製造する方法を示す。
【図３１Ｃ】Ｍｉｃｒｅｘ（登録商標）ミクロクレープ加工プロセスの様相によって三次元隆起構造物を製造する方法を示す。
【図３２Ａ】波形構造物に成形される収縮性層と非収縮性層から成るルーズアセンブリを積み重ねて作られる一体化複合体を形成する方法であって、成形オーブンワイヤよりもｚ方向上側に設けられた移送ワイヤデバイスが用いられ、成形オーブンワイヤを移送ワイヤよりも低速で移動させて組立体に波形形状を付与する方法を示す。
【図３２Ｂ】波形構造物に成形される収縮性層と非収縮性層から成るルーズアセンブリを積み重ねて作られる一体化複合体を形成する方法であって、成形オーブンワイヤよりもｚ方向上側に設けられた移送ワイヤデバイスが用いられ、成形オーブンワイヤを移送ワイヤよりも低速で移動させて組立体に波形形状を付与する方法を示す。
【図３２Ｃ】波形構造物に成形される収縮性層と非収縮性層から成るルーズアセンブリを積み重ねて作られる一体化複合体を形成する方法であって、成形オーブンワイヤよりもｚ方向上側に設けられた移送ワイヤデバイスが用いられ、成形オーブンワイヤを移送ワイヤよりも低速で移動させて組立体に波形形状を付与する方法を示す。
【図３２Ｄ】波形構造物に成形される収縮性層と非収縮性層から成るルーズアセンブリを積み重ねて作られる一体化複合体を形成する方法であって、成形オーブンワイヤよりもｚ方向上側に設けられた移送ワイヤデバイスが用いられ、成形オーブンワイヤを移送ワイヤよりも低速で移動させて組立体に波形形状を付与する方法を示す。
【図３３】形成ヘッド内に粒子を導入することによる層内部への粒子の添加を示す。
【図３４】形成ヘッド間への任意の例示的な粒子の添加を示すと共に、活性化及び結合後に得られる一体化複合体内での粒子の位置を示す。
【図３５】形成ヘッド間への任意の例示的な粒子の添加を示すと共に、活性化及び結合後に得られる一体化複合体内での粒子の位置を示す。
【図３６】形成ヘッド間への任意の例示的な粒子の添加を示すと共に、活性化及び結合後に得られる一体化複合体内での粒子の位置を示す。
【図３７】形成ヘッド間への任意の例示的な粒子の添加を示すと共に、活性化及び結合後に得られる一体化複合体内での粒子の位置を示す。
【図３８】形成ヘッド間への任意の例示的な粒子の添加を示すと共に、活性化及び結合後に得られる一体化複合体内での粒子の位置を示す。
【図３９】形成ヘッド間への任意の例示的な粒子の添加を示すと共に、活性化及び結合後に得られる一体化複合体内での粒子の位置を示す。
【図４０】形成ヘッド間への任意の例示的な粒子の添加を示すと共に、活性化及び結合後に得られる一体化複合体内での粒子の位置を示す。
【図４１】形成ヘッド間への任意の例示的な粒子の添加を示すと共に、活性化及び結合後に得られる一体化複合体内での粒子の位置を示す。
【図４２】形成ヘッド間への任意の例示的な粒子の添加を示すと共に、活性化及び結合後に得られる一体化複合体内での粒子の位置を示す。
【図４３】形成ヘッド間への任意の例示的な粒子の添加を示すと共に、活性化及び結合後に得られる一体化複合体内での粒子の位置を示す。
【図４４】形成ヘッド間への任意の例示的な粒子の添加を示すと共に、活性化及び結合後に得られる一体化複合体内での粒子の位置を示す。
【図４５】形成ヘッド間への任意の例示的な粒子の添加を示すと共に、活性化及び結合後に得られる一体化複合体内での粒子の位置を示す。
【図４６】形成ヘッド間への任意の例示的な粒子の添加を示すと共に、活性化及び結合後に得られる一体化複合体内での粒子の位置を示す。
【図４７】形成ヘッド間への任意の例示的な粒子の添加を示すと共に、活性化及び結合後に得られる一体化複合体内での粒子の位置を示す。
【図４８】形成ヘッド間への任意の例示的な粒子の添加を示すと共に、活性化及び結合後に得られる一体化複合体内での粒子の位置を示す。
【図４９】曲げ強度試験装置を示す。
【図５０】例示的一体化複合体の光学顕微鏡写真である。
【図５１】例示的一体化複合体の光学顕微鏡写真である。
【図５２】例示的一体化複合体の光学顕微鏡写真である。
【図５３】例示的一体化複合体の光学顕微鏡写真である。
【図５４】例示的一体化複合体の光学顕微鏡写真である。
【図５５】例示的一体化複合体の光学顕微鏡写真である。
【図５６】例示的一体化複合体の光学顕微鏡写真である。
【図５７】例示的一体化複合体の光学顕微鏡写真である。
【図５８】例示的一体化複合体の光学顕微鏡写真である。
【図５９】例示的一体化複合体の光学顕微鏡写真である。
【図６０】例示的一体化複合体の光学顕微鏡写真である。
【図６１】例示的一体化複合体の光学顕微鏡写真である。
【図６２】例示的一体化複合体の光学顕微鏡写真である。
【図６３】例示的一体化複合体の光学顕微鏡写真である。
【図６４】例示的一体化複合体の光学顕微鏡写真である。
【図６５】例示的一体化複合体の光学顕微鏡写真である。
【図６６】例示的一体化複合体の光学顕微鏡写真である。
【図６７】例示的一体化複合体の光学顕微鏡写真である。
【図６８】例示的一体化複合体の光学顕微鏡写真である。
【図６９】例示的一体化複合体の光学顕微鏡写真である。
【図７０】例示的一体化複合体の光学顕微鏡写真である。
【図７１】例示的一体化複合体の光学顕微鏡写真である。
【図７２】例示的一体化複合体の光学顕微鏡写真である。
【図７３】例示的一体化複合体の光学顕微鏡写真である。
【図７４】例示的一体化複合体の光学顕微鏡写真である。
【図７５】例示的一体化複合体の光学顕微鏡写真である。
【図７６】例示的一体化複合体の光学顕微鏡写真である。
【図７７】例示的一体化複合体の光学顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
具体的な実施形態を参照しつつ本発明について説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されない。即ち、本発明を逸脱せずに特許請求の範囲と均等な範囲内で実施形態において様々な変更を行うことができる。また、説明のために選択された実施形態は正確な縮尺では図示されておらず、図示の比率には限定されない。
【００２２】
本明細書で用いる用語「不織材（nonwovens）」とは、織布や編物のように規則的又は識別可能には織られていない、互いに挿入された個々の繊維から成る構造を有するウェブを意味する。不織産業を代表する事業者団体であるＩＮＤＡで定義されているように、不織材とは一般には、機械的に、熱的に又は化学的に繊維やフィラメントを絡ませて（且つフィルムに穴を開けて）結合させたシート又はウェブ構造物である。
【００２３】
不織ウェブは、例えば、エアレイイングやカーディンイグ、メルトブローイング、スパンボンディング、スパンメルティング、Ｃｏ-ｆｏｒｍｉｎｇ（登録商標）、湿式成形、スクリム及びネット押出し、穿孔フィルム、その他同様のプロセス等の様々なプロセスによって形成される。「エアレイド」という用語は、ドライエアレイイングプロセス（即ち、空気によって多孔性集合ワイア（porous collecting wire）等の基材にルーズファイバー（loose fibers）アセンブリを運び堆積させるプロセス）によって不織ウェブを形成することを意味する。
【００２４】
本明細書で用いる用語「二成分繊維」とは、二成分を有する繊維、例えば、一材料（ポリマー等）から成るコアが他の材料（融点が異なる他のポリマー等）から成るシース内に包み込まれた繊維等を意味する。ある種の「二成分」繊維はバインダー繊維として用いることができるが、このようなバインダー繊維は互いに結合し、更に他の繊維や成分と結合し、オーブンにて加熱後、又は他の活性化方法によって一体化構造物を形成する。例えば、二成分ポリマー繊維の場合、シースを構成するポリマーが、コアを構成するポリマーとは異なる温度（通常はそれより低い温度）で融解することが多い。その結果、このようなバインダー繊維の場合、シースポリマーの融解に起因して、適切な加熱（活性化）及びその後の冷却により熱的結合が得られる一方、融解しないコアポリマーの望ましい強度や繊維構造特性が保持される。二成分バインダー繊維を用いる代わりに、ニードリングやヒドロエンタングリング等の機械的結合方法に加え、様々な化学的性質や形状の多成分繊維や単成分フィラメント、押出し物、フィルム、スクリム、網状織物（nettings）、粒子、粉末、エマルジョンポリマー、樹脂を用いて繊維構造物やロール品を結合することもできる。
【００２５】
本明細書で用いる用語「要素」とは、一体化構造物、アセンブリ、複合体又はラミネートの各成分、即ち、一体化構造物、アセンブリ、複合体又はラミネートに組込む（例えば、溶融結合や接着結合、絡み合い等による物理的結合、閉塞）ことが可能な層や繊維、粒子、フィラー、その他の成分を意味する。
【００２６】
本明細書で用いる用語「アセンブリ」とは、一体化構造物又はラミネート構造物の二以上の成分や要素から成る層状の組合せを意味する。本発明に係る複合アセンブリは、必要に応じて、エアレイイングやカーディング、直接不織プロセス（スパンボンディングやスパンメルティング、メルトブローイング等）、Ｃｏ−ｆｏｒｍｉｎｇ（登録商標）、押出し、スクリムやフィルムを用いる技法、その他の技法等の組み立て技法によってウェブ様材料を必要に応じて含めるように形成する。これらの材料を繊維アセンブリと一体化させて多層層状アセンブリとした後に結合させて一体化複合構造物を製造し、結合後、オーブンや他の活性化工程によって層を互いに接着させて一体化複合体を形成することができる。
【００２７】
本明細書で用いる用語「一体化構造物」又は「一体化複合体」は互いに交換可能であり、オーブン又は複数の層を結合させる他のデバイスや方法によってアセンブリを結合させて得られる構造物を意味する。
【００２８】
本明細書で用いる用語「層」は、アセンブリにおける各層又は層状物を包含するが、他の層と完全に区別されていてもされていなくてもよい。
【００２９】
本明細書で用いる用語「収縮性」又は「収縮可能」は互いに交換可能であり、オーブン又は他の活性化デバイスやプロセスによって加工した際に実質的に収縮する要素を意味する。
【００３０】
本明細書で用いる用語「非収縮性」又は「収縮不能」は互いに交換可能であり、オーブン又は収縮可能な要素を収縮させる他の活性化工程によって加工した際に、収縮性要素に対して実質的に収縮しない要素を意味する。
【００３１】
本明細書で用いる用語「波型」、「波状」、「起伏型」及び「波様」は全て互いに交換可能であり、図２の２１００で模式的に示したような、波型（波様）形状に類似したアセンブリの一以上の要素を説明するのに用いる。
【００３２】
用語「波状」又は「起伏型」とは、実質的に周期的な波形（必ずしも正弦波ではない）によって特徴付けられ、更に波長（即ち、連続する波の対応する２点間の距離（例えば、波形の隣接する２頂点間の距離））及び振幅（即ち、起伏の高さ）によっても特徴付けられ得る波様要素を意味する。或いは、波長によって波形を特徴付けるのではなく、波数（波長に反比例し、単位長さ当りの波パターンの繰り返し単位の数を意味する）によって特徴付けてもよい。波数は周波数の空間的アナログ（spacial analogue）である。波状又は起伏型の波形は完全に繰り返されたり完全に平行である必要はなく、繰り返す波形の大きさや形状等において多少の変化があってもよい。
【００３３】
本明細書で用いる用語「活性化」は、加熱したオーブンを用いようと、電磁エネルギーの放射や他の何らかの方法によろうと、一層内の要素間で結合を生じさせ、二以上の層内の要素間で結合を生じさせ、及び／又は収縮性要素が存在する場合にはその収縮挙動を起こさせる如何なるプロセスであってもよい。
【００３４】
以下に図面を参照しつつ本発明の例示的実施形態について説明する。
【００３５】
図１は、予め形成された比較的平坦な二種のロール品ファブリック１００１と１００２を結合剤１００３によってラミネート加工するための簡易な公知プロセスを示す。圧縮ロール１００４間で結合が生じ、比較的平坦で厚さ方向（即ちｚ方向）に薄い結合ラミネート１００５が得られる。このような構造物は、図２に示し後述する波型（波状）要素を用いる類似のラミネートに比べて、比較的密で、縦方向（machine direction）（ＭＤ）と横方向（cross machine direction）（ＣＤ）において曲げ耐性が異なる。
【００３６】
図２は、厚さ方向（ｚ方向）２１０５に隆起し、比較的表面が平坦な要素２１０１と結合している波型（波状）要素２１００の３次元図を示す。このような結合構造物は密度が低く、圧縮に対する耐性が比較的高く、このラミネート構造物に印加される曲げ強度に対する反応が異なる。
【００３７】
また、図２では、本明細書で用いるｘ、ｙ及びｚ方向についての取り決めについても言及しており、連続アセンブリの長さ２１０４（ｘ方向、即ち、縦方向（ＭＤ））、幅２１０３（ｙ方向、即ち、横方向（ＣＤ））及び垂直高さ２１０２（ｚ方向）を示す。図３〜３８は図２の取り決めに従っており、垂直厚さ（ｚ方向）及び長さ（ｘ方向）については二次元的側面図に示されているが、図２に記載した横幅（ｙ方向）については示されていない。
【００３８】
図３は、予め形成された二種の表面が平坦なロール品ファブリックを一体化させるための例示的なコルゲート加工及びラミネート加工技術を示すが、この場合、ロール品２３００はロール品２３０１に比べて縦方向に速く移動する。ファブリック２３００はコルゲートロール２００７を通過してファブリック２３０１と結合し、一般に図２で示されるように、表面が平坦な要素にｚ方向隆起の波型要素が付着した三次元ラミネート構造物となる。得られる結合構造物は図２に示したものと同様であり、図１に示したフラットラミネート加工技法に従って製造される他の同様な結合構造物に比べて総密度が低く、総厚さが大きい。このような所望の特性を有する一体化構造物を得るための製造技法を用いて、例えば、物品を収容し出荷時に物品を保護するのに広く用いられている通常の段ボール箱を製造する。公知の技法では所望の構造物を製造することができるが、別々のプロセスで予め形成されたロール品を組合せた後にそれらを結合する必要があるため、効率が悪く費用がかかる。
【００３９】
図４は、予め形成された平坦なロール品ファブリック２３００、２３０１、２３０３、２３０４及び２３０５を一体化させて、表面が平坦な要素に波型要素が交互に付着した三次元ラミネート構造物２３０６（例えば、段ボール箱を組立てるのに通常用いられる構造物）を得るための例示的でより複雑な加工技術を示す。当業者であれば、個々の波型要素の波の頂点を他の波型要素の波の頂点とｚ方向において位置合わせする（又は位置合わせしない）ことは任意であることや、コルゲートロール２００７のパターン形状やロール速度の同期パラメータを変えることによって波型（起伏型）要素の多数の波長及び振幅の組合せを多数の平坦面要素と組合わせることができることを理解するであろう。図４に示すように、図３と比べて平坦要素及び波型要素の層の所望の数が増加するにつれてコルゲート加工及びラミネート加工プロセスの複雑さやコストが増大する。
【００４０】
本発明は、上述の技法の実施とは異なり、このように平坦要素に起伏型要素が結合した複雑な組合せを形成するための簡易なワンパス直接プロセスを提供し、製造上の複雑さや予め形成したロール品を用いる必要性を回避するものである。
【００４１】
本発明の一様相においては、別々に形成したロール品ファブリックを一体化させるコルゲート加工及びラミネート加工プロセスを回避する、一体化複合材料を直接製造するための改良製造方法が見出された。層状ルーズファイバーやファブリックの組合せのアセンブリを形成するが、層状要素の少なくとも一個は熱的に敏感な又は収縮性の材料から成り、層状要素の少なくとも一個は一以上の非収縮性材料から成る。未結合の層状アセンブリをコルゲート加工又は波状に成形した後、収縮性要素層を比較的平坦な面に収縮させながら非収縮性要素層を未収縮の波型状態のままで収縮性要素層と結合させて一体化複合体を得るのに十分な高温プロセス又は他の活性化プロセスに付す。本発明においては、予め形成した複数のファブリックロールを別々のコルゲート加工プロセス、ラミネート加工プロセス及び結合プロセスにおいて組合わせる従来公知の技法を用いずに、単一の製造プロセスによって平坦面要素と波型（波状）要素が内部で結合された所望の組合せが得られる。
【００４２】
本発明によると、平坦要素と起伏型要素の両方を同時に用いてワンパス製造技法により一体化複合体を製造することによって、必要な材料の量を低減させることもでき、また、転化プロセスに伴う費用や複雑さを低減又は排除することもできることが見出された。より具体的には、コストや複雑さがもたらされるのは、異なる材料から成る複数のロール品層を別々に製造した後、原料を最終製品に転化するプロセスの際に該層を一体化させる必要がある場合であることが分かった。このようなアセンブリには、成分のウェブが縦方向に沿って連続的に移動する際の成形及びその位置の同期を行うように構成された機械が必要である。また、このような原料を最終製品に転化するためのプロセスは、異なるロール品材料が様々な強度や伸び特性を有し得るという事実によって複雑化することも分かった。従って、転化プロセスにおいて最終製品を形成するために一体化させる必要のある原料の数を低減させるか、又はロール品成分を組み立てる必要性を排除することによって、このような複雑な最終製品の製造に伴うコストや複雑さは低減する。
【００４３】
更に、一体化エアレイド複合体を利用することによっても総原料コストは低減することが見出された。ロール品原料は様々な企業によって供給されることが多く、特定の仕様に対して製造する必要があるため、後の転化プロセスにおいて用いる材料の調達に伴って材料の無駄が多くなる。また、このような材料を製造業者から購入する場合、その業者に関する諸経費や利鞘が最終製品のコストに追加される。
【００４４】
更に、別々に形成したロール品ウェブを組み立ててラミネートにする場合、ラミネート加工設備やロール品を互いに付着させて最終ラミネートにするのに通常必要な結合材料（接着剤等）に伴う追加コストがかかる。より具体的には、このようなラミネートの場合、ロール品がコルゲート加工及びラミネート加工プロセスの過酷さに耐えるのに必要な最小強度を得るために更なる原料が必要となることもある。
【００４５】
本発明によって、多数のロール品層の必要性が排除され、プロセス応力に耐え得る一体化複合体の総重量が低減し、用いる材料の総量やその材料に伴うコストが低減する。
【００４６】
図１１は、本発明の一実施形態に係る一体化エアレイド複合体を製造するための例示的工程のフローチャート８００である。ブロック８０２は、第一の量の繊維を堆積させて第一の層を形成する工程を示す。ブロック８０４は、第一の量の繊維上に第二の量の繊維を堆積させる工程を示すが、この工程においては、第一の量の繊維上に第二の量の繊維が積層され、第二の未結合（比較的分離している）層を形成する。ブロック８０６は、上述の層上に更なる濃度の繊維を堆積させて更に複数の層を構築する工程を示す。ブロック８０７は、層状アセンブリを波型（波状）形状に成形する更なる工程を示す。ブロック８０８は、上述の層を活性化し結合させて一体化複合構造物を形成する最終工程を示す。活性化によって該アセンブリ内の収縮可能な要素は収縮して比較的平坦な状態になるが、該アセンブリの非収縮性要素は波状を維持する。
【００４７】
図５Ａ〜１０Ｂは、本発明の実施によって得られる一体化複合構造物の望ましい非限定的な例を示す。
【００４８】
図５Ａは、二個の比較的平坦な要素５０００及び５００１と一個の波型（波状）要素５００２から成る比較的簡単な例示的結合アセンブリを示し、垂直方向（ｚ方向）及び左から右に向かう縦方向長さ（ｘ方向）を示す。
【００４９】
図５Ｂは、比較的平坦な要素５００３、５００４及び５００５と二個の波型（波状）要素５００６及び５００７から成るより複雑な例示的結合アセンブリを示し、垂直方向（ｚ方向）及び長さ（ｘ方向）を示す。当業者であれば、各波型要素５００６、５００７の頂上及び谷間を他の波型要素とｚ方向において任意的に位置合わせしてもしなくてもよいこと、また、実現可能な多くの更なる層形成においてこのような組合せの多くが可能であることを理解するであろう。
【００５０】
図５Ｃ〜６Ｃは、平坦要素と波状要素を他の方法で一体化させて得た層状アセンブリの他の非限定的な例を示すが、これらは全て、従来公知のラミネート加工技法を用いずに本発明によるワンパス製造プロセスにおいて直接製造することができる。
【００５１】
図５Ｃは、比較的平坦な要素と波状要素から成る更に複雑な他の例示的な結合アセンブリを示すが、二面の比較的表面が平坦な要素５０１０及び５０１１は互いに接触している。
【００５２】
図５Ｄは、比較的平坦な要素と波状要素から成る例示的な結合アセンブリを示すが、二個の波状要素５０２０及び５０２１は互いに接触している。
【００５３】
また、本発明は、隆起した外側面と内部に比較的平坦な要素を有する一体化複合体も意図している。
【００５４】
図６Ａは、比較的平坦な要素６００３と二個の波状要素６００１及び６００２から成るアセンブリ６００５を示すが、比較的平坦な要素６００３は結合複合体アセンブリの内部に存在する。
【００５５】
図６Ｂは、一個の比較的平坦な要素６００７と一個の波状要素６００６で一体化複合体を構成しているより簡単なアセンブリ６００８を示す。
【００５６】
図６Ｃは、一個の隆起波状面６００９と、一個の平坦面６０１２と、内部波状要素６０１０と、一個の内部平坦要素６０１１とが結合して一体化複合体を構成しているより複雑なアセンブリ６０１３を示す。
【００５７】
当業者であれば、コルゲート加工及びラミネート加工技法を用いて（例えば、図３及び４に示すコルゲートロール２００７を用いて）波状（波型）要素の振幅や波長を変える場合には、複数のコルゲートロールを設置して用い、速度を同期させ、且つ所望の形状、波長及び振幅に対応させて、最終ラミネート加工において所望の波状形状を得る必要があることも理解するであろう。コルゲート加工及びラミネート加工技法を用いてこのようなアセンブリを製造する際には、別々に形成した嵩高いロール品が圧縮を受けるためにその嵩高い低密度特性を維持するのが困難であることや、結合用接着剤によって表面が変化すること、更に、巻解してラミネート加工機械内を移動する必要のある各種ロール品の伸び特性や圧縮特性の変化によってもたらされる加工上の困難さによって制限を受ける場合がある。本発明の様相を用いることによって、密度が非常に低く、アセンブリ内の他の要素に比べて密度や物性が大きく異なっている要素であっても、平坦面に要求通りに有効に付着させることができる。
【００５８】
本発明の一様相によると、繊維を堆積させるために用いるエアレイイング技法によって、このような加工上の制限を回避しながら、望ましくない圧縮や密度の増加、毛羽立った突出部の平坦化を生じさせることなく、要求通りにアセンブリの各要素の表面を必要に応じて毛羽立たせる上での利点や適応性がもたらされる。更に、オーブン条件や用いる繊維の処方、また、必要に応じて、エアレイプロセスの際に各層に適用する圧縮条件を適切に選択することによって、各層内で繊維が突出する度合いを容易に制御することができる。
【００５９】
図７は、一個の波型（波状）ファブリック要素７００１とｚ方向７００２に部分的に突出して延在する繊維から成る比較的「毛羽立った」面である外側面７０００とを有する例示的な望ましいアセンブリ７００５を示す。
【００６０】
図８は、内側面及び外側面が共に比較的連続した低密度の毛羽立った面である要素８００４及び８０００と波状要素から成るより複雑な例示的アセンブリ８００５を示す。層要素８０００及び８００４の表面上の繊維は内部空洞８００２及び８００３に部分的に突出している。当業者であれば、本発明の精神を逸脱せずに、結合複合構造物内の波状要素間に形成された開放空洞は、大きくても小さくてもよく、はっきりと中空であっても、起伏した波の波長や振幅の変化に応じて要求通りに貫入する毛羽立った繊維で部分的又は完全に満たされていてもよく、また、様々な層状アセンブリや要素の組合せにおいて一体化していてもよいことを理解するであろう。
【００６１】
図９Ａ〜１０Ｂは、本発明の様相を用いることによって容易に変わる波状要素のｚ方向高さ及び繰り返し波長の例示的な変化を示す。
【００６２】
図９Ａは、複合アセンブリ９００４において比較的平坦な要素９００１に結合した比較的波長の短い（波数の大きい）波型（波状）要素９０００の例を示す。
【００６３】
図９Ｂは、結合複合アセンブリ９００５において比較的平坦な要素９００３に結合した比較的波長の長い（波数の小さい）波型（波状）要素９００２の例を示す。
【００６４】
図１０Ａは、結合複合アセンブリ１０００４において比較的平坦な要素１０００１に結合した比較的振幅の大きい波型（波状）要素１００００の例を示す。
【００６５】
図１０Ｂは、結合複合アセンブリ１０００５において比較的平坦な要素１０００３に結合した比較的振幅の小さい波型（波状）要素１０００２の例を示す。
【００６６】
図１１のプロセスフロー図に示すように、本発明の一様相によると、比較的平坦な要素に付着した波状要素から成るアセンブリは、多層要素の堆積物を組み立てることによって直接製造することができるが、その内の少なくとも一要素はアセンブリ内の他の要素に対して実質的に収縮させ、活性化後に他の要素と結合させることができる。層状アセンブリ全体を成形プロセスに付す（例えば、アセンブリ全体を三次元波状（波型）形状にする）。次に、成形したアセンブリを活性化工程（オーブン等）を通過させ、収縮可能な要素を収縮させて比較的平坦な面とする一方、非収縮性要素は波状形状を維持し、活性化工程から取り出す際に他の要素と結合する。
【００６７】
複合層状アセンブリ内の各収縮性又は非収縮性要素の位置、処方及び量を容易に変更できることは本発明に係るエアレイド方法の利点である。特別な利点は、本発明が混合処方において様々な原料や形態（例えば、不規則な粒子や塊）に対応できることであり、このうような対応は、活性化の前にある種の隆起起伏形状に成形したアセンブリにおいて、要求に応じて収縮及び結合挙動を生じさせるのに用いる如何なる方法によっても少なくとも一個の層状要素を他の要素に対して実質的に収縮させ、これらの要素を結合することができる限り可能である。実際、本発明の実施に用いることのできる様々な原料成分の使用は、望ましいものとして具体的に意図されている。
【００６８】
本発明は様々な坪量、形態及び組合せにおいて遂行可能であるが、この遂行は、アセンブリを先ずある種のｚ方向隆起形状又は他の波様形状に成形した後、少なくとも一層を他の層に対して収縮させることができる限り可能である。活性化工程においては、如何なる形態であっても、他の同様な成形層の収縮挙動の差を利用する。活性化アセンブリにおいて要素層全てを互いに結合させることが一般には望ましいが、このような結合は任意であり、使用する材料の選択に応じて変更することができ、一体化複合体において二以上の層間の結合を減らすこと（又は結合を行わないこと）も具体的に意図されている。
【００６９】
本発明で用いる層の要素を堆積させる例示的な方法はエアレイド形成方法であるが、様々な組み立て方法が具体的に意図されている。更に、成形及び活性化前にアセンブリの要素を堆積し層形成するための特定な組み立て方法の仕様は本明細書に記載の方法に限定されず、また、各層に用いる各層要素の量や処方についても本明細書に記載の方法に限定されない。
【００７０】
本発明の様相によると、層のエアレイドや他のアセンブリを形成するのに用いる機械やシステムの詳細とは関係なく、一体化エアレイド構造物は、他のプロセス（例えば、多数のファブリックをラミネート加工するために用いるプロセス等）によって製造された製品と匹敵するか又はそれを超える性能特性を示す。更に、一体化エアレイド構造物を利用することによって利点が得られるが、これは、ラミネート加工に伴うコスト（例えば、ラミネート加工プロセスの複雑さによるダウンタイムに起因する製造効率損失や無駄の転換に由来するコスト等）が低減されるためである。ラミネート加工プロセスには約５％以上（恐らくは１５％以上）の損失の転換が伴うと考えられている。また、結合対象ファブリックの伸び強度、ネックイン強度及び引張強度が互いに異なると、ラミネート加工速度が制限される場合がある。また、ラミネート加工用接着剤の準備や浄化に伴うコストもある。更に、ラミネート構造物におけるファブリックの総厚さの低下（密度の上昇）も生じ得るが、これは望ましくない。ラミネート加工プロセスにおいては、数種のロール品の保存やそれに伴う品質管理が必要となる場合があり、更に、多数のロール品業者を用い、ロール品の出荷や配送、試験、保証にかかるコストが必要となる場合がある。また、各ファブリックには、それ自身の製造プロセスの結果生じるファブリック材料廃棄の問題もある。
【００７１】
当業者であれば、唯一の化学種や材料形態を用いて本発明に従って機能する製品を設計することが可能なことも理解できるであろう。例えば、異なる要素に同一の化学繊維を用いる場合であっても、他の同様なルーズファイバーやその場堆積要素の製造のための繊維製造プロセス時に熱処理や繊維引取パラメータを変えることによって、活性化の際に層状アセンブリ内の各要素の収縮挙動の相対的差異をもたらすことができる。また、例示的構造物の製造には、非収縮性材料で実質的に希釈し相対的に非収縮性の層に用いた収縮性材料を含む他層に、その収縮性材料を積層化することもできる。十分な重量濃度（％）の層処方を含めて、活性化の際に希釈層材料が高濃度収縮層に対して実質的に収縮しないようにすることができる。本発明の様相によると、様々な処方（即ち、種や量）の繊維要素（その内の少なくとも一種は熱可塑性）を堆積させるためのエアレイドプロセスを用いることによって、繊維の選択や、多孔性形成ワイヤ、移送ワイヤ及びオーブンワイヤの織パターンの詳細、オーブンの設定、添加物、及び収縮層の収縮挙動の活性化前に行う層組み立てプロセスに用いる圧縮方法に基づいてアセンブリの各層の様々な収縮特性、強度特性、表面構造及び密度を得ることが可能である。
【００７２】
エアレイド形成プロセス例により複数の形成ヘッドや別々の繊維供給口（feeds）を用いることによって、製造の際に最大限の適応性が得られ、急速な変更をより容易に行うことができる。
【００７３】
例えば、複合体の場合、第一の帯におけるバインダ繊維の坪量と他の帯における繊維の坪量が異なる場合があり、また、組み立てた層のいずれか又は全てにおいて異なることがある。各層における収縮性要素及び非収縮性要素の重量濃度は、所望の一体化複合体の所望の収縮挙動や表面構造、強度、性能特性に応じて選択する。各層における堆積材料の量や使用材料の処方及び特性は、最終的な一体化複合体の機能的要求や他の設計やコスト、加工についての考えに対応するよう、広い範囲に亘って必要に応じて調整する。
【００７４】
ｚ方向への表面繊維の突出は、一体化複合体の他の領域とは異なる特性を付すことによって可能であるが、これは、繊維デニールやクリンプ、形状、化学組成といった可変項目がある中で、エアレイドプロセスにおいて各層へ合わせた量の材料を形成ヘッドに供給することによって行われる。これらの層の各々の密度を組み立ての際に圧縮ロールを用いて所望の値に調整することは任意であるが、これも活性化工程における挙動に影響を及ぼす。
【００７５】
更に、高価な繊維層を他層内に隠れた安価な成分に隣接させることができ、また、アセンブリの各層の特性は最終用途特性の要求に応じて選択することができるが、多くの場合、用いる材料の量は少なくても、得られる最終複合体には、コルゲート加工及びラミネート加工方法によって別々に形成した後に一体化させた構造物と比べて機能性が同等か又はそれより優れている。
【００７６】
図１２〜２２には、本発明の様相に係る一体化エアレイド複合体の形成に用いることができる例示的なシステムを概略的に示す。
【００７７】
即ち、図１２〜２２は、例示的ウェブと相補的ウェブ形成システムの概略側面図であり、一体化エアレイド層の各帯が各々のウェブ形成システムを移動しながらどのように互いに接触するように積層されるのかを示すものである。例示的ウェブの帯は特定の比率や縮尺では示しておらず、説明の目的のみに概略的に示している。また、ウェブ形成プロセスの際に一体化エアレイド構造物の帯間で多少の繊維の混合（ブレンド）が生じるため、帯は必ずしも図示したように完全に区別されるとは限らない。
【００７８】
一般に、図１２〜２２に示すウェブ形成システムの各々は、エアレイド複合体が形成される多孔性ワイヤスクリーンを含むコンベア面を有する機械である。繊維導入ヘッドは該ワイヤスクリーンの上方に位置し、エアレイド複合体の成分を該スクリーンに制御的に送るようになっている。図１２〜２２にクロスハッチングで概略的に示すように、繊維導入ヘッドは、同一又は異なる繊維を如何なる組合せでも導入するように構成されている。例えば、二以上の（又は全ての）ヘッドによって同一の繊維又は繊維混合物を導入することができ、或いは、全ての（又は一部の）ヘッドによって異なる繊維又は繊維混合物を導入することができる。また、ウェブがシステムを通過する際にウェブを選択的に修正するため、ロールも設けられている。得られる一体化エアレイド複合体のウェブの概略図（図１２〜２２の各々において機械の下方に並置）には、各ヘッドによって供給され、縦方向（ＭＤ）に沿って積層されて一体化エアレイド複合体のウェブを形成するウェブ部分を示す。また、説明目的のために図１２〜２２で概略的に示した別個の帯とは対照的に、実際のエアレイドシステムにおいてはウェブ部分は一体化される。
【００７９】
図１２に具体的に示すように、例示的な一システムでは機械１００４ａを用いてエアレイド複合体１０００ａのウェブを形成する。機械１００４ａは、エアレイド複合体の成分が堆積するワイヤスクリーン１０２０を支持するコンベア機構１００６を有する。一対の上流ロール１００８と他対の下流ロール１０１０が設けられ、ワイヤスクリーン１０２０がロール１００８及び１０１０の各対間を通過するようになっている。機械１００４ａの長さ方向に沿ってワイヤスクリーン１０２０の上方に複数のヘッドが設けられている。具体的には、機械１００４ａは四個のヘッド、即ち、第一のヘッド１０１２、第二のヘッド１０１４、第三のヘッド１０１６及び第四のヘッド１０１８を有する。第一及び第二のヘッド１０１２、１０１４は上流ロール１００８の上流に位置し、第三及び第四のヘッド１０１６、１０１８は上流ロール１００８の下流且つ下流ロール１０１０の上流に位置する。上流ロール及び下流ロール１００８、１０１０は必要に応じて圧縮ロールとして用い、また、図１３〜２２の説明で明らかになるように、ロール１００８間のギャップ及びロール１０１０間のギャップは調整可能である。図１３に示す機械１００４ａは、実質的に等量の同一繊維組成物を供給するヘッド１０１２、１０１４、１０１６及び１０１８の四個のヘッドを有するエアレイド機械である。或いは、ヘッド１０１２、１０１４、１０１６及び１０１８の一以上は必要に応じて実質的に異なる量の繊維を供給してもよく、実質的に異なる繊維又は繊維組成物を供給してもよい。図１２に示すように、機械１００４ａでは上流ロール及び下流ロール１００８、１０１０を圧縮ロールとして用いない（即ち、ロール１００８間及びロール１０１０間のギャップは、その間を通過するウェブの圧縮を排除する（又は最小限にする）ように維持される）。従って、機械１００４ａは、比較的厚く比較的低密度のファブリックを得るように構成されている。
【００８０】
次に図１３に示す例示的なシステムは、ウェブ１０００ｂの形成に用いる機械１００４ｂを有する。機械１００４ｂは、上流ロール１００８を圧縮ロールとして用いる一方、下流ロール１０１０をそのように用いないように構成されている。即ち、第一及び第二のヘッド１０１２、１０１４によって導入された帯は上流ロール１００８によって圧縮されて該帯の密度が増加する一方、下流ロール１０１０は第三及び第四のヘッド１０１６、１０１８によって堆積した帯の圧縮を最小限にする（又は排除する）ように間隔を置いて配置されており、該帯の密度は増加しないため、機械１００４ｂは様々な密度のファブリックを形成するように構成されている。
【００８１】
次に図１４に示すシステムは、一体化エアレイドウェブ１０００ｃの形成に用いる機械１００４ｃを有する。このシステムにおいては、上流ロール１００８及び下流ロール１０１０の両方を圧縮ロールとして用いて比較的高密度の薄いファブリックウェブを得る。
【００８２】
次に図１５に示す機械１００４ｄはウェブ１０００ｄの形成に用い、下流ロール１０１０のみを圧縮ロールとして用いる（上流ロール１００８はそのように用いない）。従って、図１４に示すシステムによって形成されるウェブ１０００ｃの場合と同様に、機械１００４ｄによってウェブ全体が圧縮されて比較的高密度の薄いファブリックが得られる。
【００８３】
次に図１６に示すように、機械１００４ｅを用いてウェブ１０００ｅを形成する。機械１００４ｅでは上流ロール１００８及び下流ロール１０１０の両方を圧縮ロールとして用いるが、圧縮の度合いが異なる。より具体的には、上流ロール１００８を圧縮ロールとして用いる一方、下流ロール１０１０は部分的圧縮に用いる。従って、機械１００４ｅによって密度勾配のあるウェブが得られる（ウェブ１０００ｅの帯の相対厚さによって概略的に示す）が、ウェブ１０００ｅは、帯の厚さや密度に関して図１３に示すウェブ１０００ｂや図１４に示すウェブ１０００ｃとは異なる（例えば、各ウェブの上部二個の帯は厚く、通常密度が低い）。
【００８４】
図１７に示すように、機械１００４ｆによって図１６に示すウェブ１０００ｅと同様のウェブ１０００ｆが形成される。ウェブ１０００ｆは下流ロール１０１０による圧縮度合いがウェブ１０００ｅとは異なり、第三及び第四のヘッド１０１６、１０１８によって堆積される材料の帯が厚くなる。
【００８５】
次に図１８に示すように、機械１００４ｇによってウェブ１０００ｇが得られる。図１８に示すシステムは、一個のヘッドから弾性繊維が導入される以外は図１５に示すシステムと同様である。具体的には、弾性繊維は第三のヘッド１０１６によってウェブに導入され、ヘッド１０１６によって導入された繊維は、少なくとも弾力性がヘッド１０１２、１０１４及び１０１８によって導入された繊維とは異なる。第三のヘッド１０１６によって導入される繊維は弾力性を有するため、得られる帯は下流ロール１０１０を通過した後に元の形状に「回復する」傾向を示し、嵩ばった低密度の中央帯が実質的に薄い帯に囲まれるようになる。このような帯はウェブの厚さ方向の如何なる位置（例えば、ウェブの頂部や底部等）にも必要に応じて設けられる。当業者であれば、層内に用いる各要素がルーズファイバーアセンブリである必要はなく、また、エアレイド形成プロセスは材料の様々な形状や形状因子に対応し得ることを理解するであろう。
【００８６】
図１９〜２２にはシステムのアセンブリを示すが、これらのシステムは、組み立てプロセス内に一以上の別の原料成分を必要に応じて導入する点で図１２〜１８で示したものとは異なる。別の成分は不織材等の材料のプレ形成ウェブであってもよい。別の成分はエアレイプロセスと組合わせてその場で形成し、製造コストを低減させるのが好ましい。
【００８７】
図１９に示すように、機械１００４ｈを用いてウェブ１０００ｈを形成するが、第二及び第三のヘッド１０１４、１０１６によって形成されたウェブ１０００ｈの隣接する帯間に材料のウェブが存在する。より具体的には、追加ヘッド１０１１が機械１００４ｈ内に設けられ、第二のヘッド１０１４と第三のヘッド１０１６との間の位置に材料１００９が導入され、第二のヘッド１０１４及び第３のヘッド１０１６によって形成されたウェブ１０００ｈの帯間にウェブ材料が挿入される。従って、得られるウェブ１０００ｈは、追加ウェブ材料１００９がウェブ１０００ｈ内の帯間に導入された以外は機械１００４ａ（図１２）によって形成されるウェブ１０００ａと同様である。
【００８８】
図２０に示すように、機械１００４ｉによってウェブ１０００ｉが製造される。ウェブ１０００ｉは、上流ロール１００８が圧縮ロールとして用いられ、第一のヘッド１０１２及び第二のヘッド１０１４によって堆積した第一の二個の帯が圧縮される点でウェブ１０００ｂ（図１３）と類似している。また、ウェブ１０００ｉは、第二及び第三のヘッド１０１４、１０１６によって堆積した帯間に別のウェブ材料１００９が追加ヘッド１０１１によって導入される点でウェブ１０００ｈ（図１９）とも類似している。
【００８９】
図２１に示すように、機械１００４ｊを用いてウェブ１０００ｊを形成する。ウェブ１０００ｊは圧縮比の点でウェブ１０００ｆ（図１７）と類似しており、また、別のウェブ材料１００９が追加ヘッド１０１１によって導入される点でウェブ１０００ｈ（図１９）と類似している。
【００９０】
次に図２２に示すように、機械１００４ｋを用いてウェブ１０００ｋを形成する。図２２の概略図では、多成分（同一又は異なる成分）をエアレイド形成ヘッド間に位置するヘッド１０１１Ａ〜１０１１Ｅによって供給できることが示されている。例えば、ヘッド１０１２、１０１４、１０１６及び１０１８の上流及び下流位置の一箇所又は如何なる組合せにおいてもウェブ材料１００９Ａ〜１００９Ｅ（例えば、スパンボンド、スパンメルト又はメルトブロー材料やフィルム）を導入するようにヘッドを設けることができる。機械１００４ｋにおいては、このような追加ヘッド１０１１Ａ〜１０１１Ｅは、第一のヘッド１０１２の上流、第一のヘッド１０１２と第二のヘッド１０１４との間、第二のヘッド１０１４と第三のヘッド１０１６との間、第三のヘッド１０１６と第四のヘッド１０１８との間、そして第四のヘッド１０１８の下流且つ下流ロール１０１０の上流の位置に設けられている。このような追加ヘッドは如何なる組合せでも用いることができ、該ヘッドを用いて同一又は異なる成分を如何なる組合せでも導入することができる。また、図２２には示していないが、得られるウェブ１０００ｋの選択した帯を圧縮するよう、上流ロール１００８と下流ロール１０１０を圧縮ロールとして如何なる組合せでも用いることができる。また、ロール品基材に一体化エアレイド複合体を直接形成することによって、例えば、多孔性基材（軽量スパンボンドウェブや他の好適な基材等）に一体化エアレイド複合体を直接形成することによって物品を製造するのが任意であることも意図されている。
【００９１】
一体化エアレイドウェブの他の利点（製造されるウェブには実質的に方向性がない、即ち、引張強度や他の物性が縦方向ＭＤと横方向ＣＤでほぼ同じである）を用いることによって一体化エアレイド構造物に対して更なる機能性が得られる。これは、例えば、カーディングやスパンボンディング等のプロセス（このようなプロセスの場合、強度や構造的耐荷重挙動がＣＤ方向よりもＭＤ方向に実質的に高いウェブが製造される傾向にある）によって製造された多種の不織材の場合や紙の場合には当てはまらない。
【００９２】
従って、このような方向性を伴った一体化構造物の場合、ラミネート加工によって製造されようと一体化複合体技法によって製造されようと、ＭＤ方向及びＣＤ方向（ｘ方向及びｙ方向）の両方において十分な強度を得るには大量の材料が必要となるであろう。一体化エアレイドシステムはこのような他の形成システムや構造物と比べて有利であるが、このような他のシステム（ラミネート加工を含む）は、特にエアレイドシステムと併用した場合には本発明の範囲内である。一部の材料（例えば、スパンボンドウェブ）は、別々に製造されるロール品として、また、エアレイプロセスと同時に他の繊維状又は未捲縮ロール品アセンブリを製造する際にその場で得られるウェブ要素としてどこにでもあり安価であることが分かる。従って、このような材料を用いることは有益であり、エアレイド繊維材料と併用するのが好ましく、また、粒子状材料を添加して一体化複合構造物としてもよい。
【００９３】
エアレイイング及び本発明の実施に適した例示的なエアレイド機械は、Ｍａｒｋｅｔｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｓｅｒｖｉｃｅ社（ミシガン州カラマズー）において、又はＮｅｕｍａｇ  Ｄｅｎｍａｒｋ  Ａ／Ｓ（デンマーク、ヘルステンス（Huerstens））やＤａｎ−Ｗｅｂ  Ａ／Ｓ（デンマーク、アールス）を通じて使用可能である。
【００９４】
図２３Ａ〜Ｂ及び図２４Ａ〜Ｂは収縮可能な要素を用いずに製造した比較的平坦な一体化複合体を示し、図２４Ｃは収縮可能な要素を用いたアセンブリを示す。
【００９５】
図２３Ａは、ルーズファイバー層２３１０を互いに接するように組み立てた後、オーブン又は他の活性化工程２３１１によって結合して単一の一体化複合体２３１２とした例示的なアセンブリを示す。
【００９６】
図２３Ｂは、ルーズファイバー層２３０７及び２３０９と同時に形成された直接プロセス不織層２３１５及び２３１６とを互いに接するように組み立てた後、オーブン又は他の活性化工程２３１１によって結合して単一の一体化複合体２３１８とした例示的なアセンブリを示す。
【００９７】
図２４Ａは、アセンブリ２４１５を構成する、ルーズファイバー層２４０８と、同時に形成された不織プロセス層要素２４０７及び２４０９と、予め形成したロール品ファブリック２４１０とを互いに接するように組み立てた後、オーブン又は他の活性化工程２３１１によって結合して得た単一の一体化複合体２４１０を示す。
【００９８】
図２４Ｂは、アセンブリ２４２５を構成する、ルーズファイバー層２４２０と、同時に形成された不織プロセス層２４１８及び２４２１と、予め形成したロール品ファブリック２４１９及び２４２２とを互いに接するように組み立てた後、オーブン又は他の活性化工程２３１１によって結合して得た単一の一体化複合体２４２６を示す。
【００９９】
図２４Ｃは、成形した波状（波形）アセンブリ２３３６を構成する収縮性層２３３１、２３３３及び２３３５と比較的非収縮性の層要素２３３２及び２３３４とを予め互いに接するように組み立てた後、オーブン又は他の活性化工程２３１１によって活性化し結合して得た単一の一体化複合体２３４０を示すが、活性化工程から取り出す際に収縮性要素は収縮して比較的平坦な面２３４５、２３４７及び２３４９となる一方、非収縮性要素２３４６及び２３４８は収縮せず波型（波状）形状を維持しながら平坦面要素２３４５、２３４７及び２３４９に付着する。
【０１００】
公知の技術を用いて未結合層アセンブリを隆起した波様（起伏型）形状に成形した後、本発明に係る組み立てた要素の所望の収縮挙動を活性化させるには様々な可能性がある。当業者であれば、一体化複合体アセンブリにおいて少なくとも多少規則正しい波状形状を形成する上で、起伏型要素の形状や振幅、波長が特に均一である必要がないことも理解するであろう。
【０１０１】
また、図２４Ｃには空隙領域２３５０、２３５１、２３５２及び２３５３も示す。用いる材料によっては、これらの空隙領域が平坦層表面の繊維突出部又は波状層、或いはこれらの両方で満たされる場合もある。様々な理由で空隙領域がつぶれる（又は部分的につぶれる）こともあるが、これも具体的に意図されている。
【０１０２】
図２５は、本発明に係る他の例示的実施形態を示すが、ルーズファイバー収縮性要素２５１２と二層の非収縮性ルーズファイバー層２５１０及び２５１４から成る層アセンブリがエアレイド形成部２５５０によって互いに接するように組み立てた後、コルゲートロール２００７によって波状形状にコルゲート加工され、その後、オーブン又は他の活性化工程２３１１によって結合する様子を示す。該アセンブリは結合して単一の一体化複合体２５２０となるが、一体化結合複合体２５２０の内部において収縮性要素２５２４は収縮して比較的平坦な面となる一方、二個の非収縮性要素２５２２及び２５２６は実質的に収縮せず波型形状を維持しながら比較的平坦な面の収縮性要素２５２４に結合して空洞２５２８及び２５３０を形成する。
【０１０３】
図２６は、より複雑な例示的エアレイド形成方法を示すが、エアレイド形成部２６５０によって収縮性要素２６１０、２６１４及び２６１８と非収縮性要素２６１２及び２６１６から成るルーズファイバーアセンブリのエアレイド形成を行い、アセンブリ全体をコルゲートロール２００７によって波状形状にコルゲート加工した後、オーブン２３１１又は他の活性化工程を行い、非収縮性要素２６１２及び２６１６に対して収縮性要素２６１０、２６１４及び２６１８を収縮させ、比較的平坦な収縮層２６２２、２６２４及び２６２６が波状を維持した未収縮要素２６３２及び２６３０に付着して空洞２６３４、２６３６、２６３８及び２６３９を形成している結合一体化複合体２６２０を得る様子を示す。
【０１０４】
当業者であれば、本発明の精神を逸脱せずに、熱可塑性材料又は非熱可塑性材料を押出し等によってその場で繊維状又は他の形状に製造した層要素を必要に応じて本発明に含めてもよいこと、更に、予め形成したロール品要素を必要に応じて組込んでもよいことも理解するであろう。
【０１０５】
図２７は、例示的なエアレイド形成方法を示すが、エアレイド形成部２７５０によって非収縮性ルーズファイバー２７１２及び２７１６を堆積させると共に、比較的収縮性の直接プロセス不織要素２７１０、２７１４及び２７１８を堆積させ、コルゲートロール２００７によって層アセンブリ全体を波状構造物に形成した後、オーブン又は活性化段階２３１１によって非収縮性要素２７３２及び２７３０に対して収縮性要素２７２２、２７２４及び２７２６を収縮させ、比較的平坦な収縮層２７２２、２７２４、及び２７２６が波状を維持した未収縮要素２７３２及び２７３０に付着して空洞２７２８、２７３９、２７３６及び２７３８を形成している結合複合体２７２０を得る様子を示す。
【０１０６】
図２８は、他の例示的なエアレイド形成方法を示すが、ルーズファイバーから成る非収縮性層２８１２及び２８１６と予め形成した収縮性ロール品２８１０、２８１４及び２８１８から解アセンブリのエアレイド形成を行い、アセンブリ全体を先ず波状形状に形成した後、オーブン又は活性化段階２３１１によって非収縮性要素に対して収縮性要素を収縮させ、比較的平坦な収縮層２８２２、２８２４及び２８２６が波状を維持した未収縮要素２８３０及び２８３２に付着した結合複合体２８２０を得る様子を示す。
【０１０７】
図２９は、凹型表面を有するパターンロール２９７０と圧縮ロール２９８０を用いたコルゲート加工又は成形によって要素のアセンブリ２９６６を波状構造物にし、三次元形状（コルゲートロールによって形成されるものと類似であってもよい）を形成する例示的一方法を示す。パターンロール２９７０は凹型形状の代わりに隆起表面形状を有していてもよく、また、吸引ゾーン２０７１を設けてアセンブリ２９２０に付与するパターンを更に引き立たせてもよい。
【０１０８】
当業者であれば、アセンブリに望ましい起伏（波型）形状を付与するために様々な方法があること、また、このような成形はｚ方向だけでなくｘ方向やｙ方向にも変更可能であることを理解するであろう。例えば、本明細書に開示の本発明の精神を逸脱することなく、このような形状イメージをアセンブリに付与することを意図してロール、ベルト、ワイヤ又は他のデバイスに設けられた隆起パターンや凹型パターンを用いてアセンブリに様々なこうしたパターンや特定の隆起形状を付与することができ、また、こうした隆起パターンや凹型パターンはｘ、ｙ及びｚ方向において連続的であっても不連続であってもよい。更に、得られる成形アセンブリ２９２０の上面と底面はパターンや構造が互いに類似している必要はなく、製造される一体化複合体の頂部と底部が同じである必要はなく、また、横方向において連続した波形状が得られるようにパターン形成する必要はない。
【０１０９】
図３０は、プリーツ加工技法３０３０によってアセンブリを波状の比較的はっきりと折り畳まれた構造物に成形し、コルゲートロールによって形成可能な波状構造物とほぼ類似の三次元波様形状３０２０を形成する他の方法を示す。
【０１１０】
図３１Ａは、通常ティッシュペーパーの製造に用いるようなクレープ加工技法を用いて不規則な三次元隆起状構造物を製造するための他の方法を示す。加圧ロール３１７０を用いてアセンブリ３１６６をドライヤ３１７２に接着させる。クレーピングブレード３１５４によってウェブを三次元波様形状３１６０にした後、低速作動巻取りロール３１５５によってクレープアセンブリの三次元形状が維持される。
【０１１１】
図３１Ｂ〜Ｃは、ファブリックアセンブリにｚ方向波様形状や柔軟さを付与するために製紙業や不織業で用いられるＭｉｃｒｅｘ（登録商標）ミクロクレープ加工プロセスによって三次元隆起状構造物３１９８を得る他の方法を示す。一般に、Ｍｉｃｒｅｘｉｎｇ（登録商標）技法や他の同様のプロセスは、二以上の移動面又は固定面、ロール又は異なる速度（通常低速）で作動するベルト間のウェブの差動変速に依存し、その後、低速作動巻取りワインダによってアセンブリの三次元形状が維持される。このようなミクロクレープ製造用の公知技法も本発明の実施のためのアセンブリの成形に好適である。
【０１１２】
図３２Ａ〜Ｄは、Ｄａｎ−Ｗｅｂ  Ａ／Ｓ（デンマーク、アールス）によって販売されているような引上げ移送（raised transport）ワイヤデバイスを用いた、活性化工程前にエアレイド層状アセンブリを成形するための本発明に係る好ましい一方法の実施を示す。移送デバイスは、吸引ボックス３２６４を用いて、オーブンワイヤ３２５９及び形成ワイヤ１００６の両方と速度を密接に同期させた多孔性作動ワイヤベルト３２１０を介して真空を作用させることによって機能する。通常の操作における移送デバイスの機能は、脆いルーズファイバーアセンブリを形成部ワイヤから引上げた後、該アセンブリを（無傷で）続く活性化及び結合が生じるオーブンワイヤへ載せることである。
【０１１３】
エアレイ技法の通常の操作においては、移送デバイスワイヤ３２１０をオーブンワイア３２５９の面上方へルーズファイバーアセンブリの厚さとほぼ等しい高さまでごくわずかに引上げ、移送ワイヤ及びオーブンワイヤの両方をほぼ同速度で移動させ、オーブンにおける活性化及び結合後、業界で通常行われているように平坦な一体化複合ファブリックを製造する。本発明の一様相においては、移送デバイスワイヤ３２１０をオーブンワイヤ３２５９よりもｚ方向に実質的に高くまで引上げ、更にオーブンワイヤの速度を移送デバイスワイヤに対して実質的に低下させることによって、アセンブリ内の材料は波様（波型）形状に積み重なる。この技法の更なる利点は、簡単な機械制御ソフトウェア設定を用いて移送高さやオーブンワイヤ速度に対する移送デバイス速度を即座に且つ簡単に調整することによりアセンブリに所望の振幅や波数又は波長が付与されることである。
【０１１４】
図３２Ａは、ルーズファイバー層アセンブリ３２１６を堆積させて一体化複合体を形成する好ましい例示的な方法を示すが、この場合、オーブンワイヤ３２５９の面に対してｚ方向に引上げた移送ワイヤ３２１０を用いてアセンブリ全体を波状構造物３２２６とし、オーブンワイヤを移送ワイヤ３２１０よりも低速度で作動させて所望の振幅の三次元波様形状を要素のアセンブリに付与する。
【０１１５】
図３２Ｂは、ルーズファイバーアセンブリを堆積させて一体化複合体を形成する例示的な方法を示すが、ここでは、図３２Ａの場合と比べてｚ方向への引上げが相対的に少ない移送ワイヤ３２１０を用い、アセンブリ全体を図３２Ａの構造物３２２６と比べて振幅の小さい波状構造物３２３６とする。
【０１１６】
図３２Ｃは、ルーズファイバーアセンブリを堆積させて一体化複合体を形成する例示的な方法を示すが、この場合、移送ワイヤ３２１０よりは低速で作動しながら図３２Ａのオーブンワイヤ３２５９よりも高速で作動するオーブンワイヤ３２５９を用い、アセンブリ全体を図３２Ａの構造物３２２６と比べて周波数の低い波様構造物３２４０とする。
【０１１７】
図３２Ｄは、ルーズファイバーアセンブリを堆積させて一体化複合体を形成する例示的な方法を示すが、この場合、図３２Ａのオーブンワイヤ３２５９よりも低速で作動するオーブンワイヤ３２５９を用い、アセンブリ全体を図３２Ａの構造物３２２６と比べて周波数の高い波様構造物３２８６とする。
【０１１８】
当業者であれば、移送デバイスの引上げ高さとオーブンワイヤに対する移送ワイヤの相対速度の両方を独立して変化させることによって、波状形状の振幅や波数又は波長を広い範囲に亘って調整することができ、厚さや坪量が大きく異なるアセンブリにもうまく対応させることが可能であることは理解できるであろう。
【０１１９】
本発明のある実施形態の他の様相においては、一体化複合体への粒子の添加が意図されている。各層内又は各層間に様々な粒子や他の材料を導入することは、層内及び収縮挙動の活性化後に得られる空洞内の両方において高濃度の粒子状材料を安定化させる非常に望ましい方法をもたらす特別な利点としても意図されている。
【０１２０】
図３３は、各層３３０２、３３０６、３３１０、３３１４及び３３１８を組み立てる際に行う位置３３２０における形成ヘッド１０１２、１０１４、１０１６、１０１８及び１０１９による該層全てに対する粒子３３３０の例示的な任意添加を示すと共に、結合後に得られる一体化複合体３３４８内での該層の通常の位置を示す。空洞３３０４、３３０８、３３１２及び３３１６は比較的空の状態を維持しており、粒子は存在しない。粒子の有無に関わらず、層の如何なる組合せも意図されている。
【０１２１】
図３４〜４８は、層アセンブリを波型（波状）形状に成形する前に各層を組み立てる際に五個の形成ヘッド１０１２、１０１４、１０１６、１０１８及び１０１９により粒子３４３０を添加することによって形成した例示的複合体を示す。得られた構造物においては、活性化後に一体化複合体内の要素間に形成された空洞内に粒子が存在する。該構造物においては、粒子を十分に空洞内に局在させて実質的な移動を防ぐことができる。
【０１２２】
当業者であれば、様々な各平坦面要素をｚ方向において他の波状要素と必要に応じて組合わせてもよいこと、また、得られる空洞の多くの可能な組合せが本発明の精神の範囲内であると意図されていることを理解するであろう。更に、当業者であれば、本発明の精神を逸脱せずに、様々な種や形態の粒子を様々な組合せで添加可能であることを理解するであろう。実際、様々な空洞内の多くの場所に粒子を注意深く選択して配置することは、粒子によって得られる機能性を有効利用する上での利点をもたらすものとして具体的に意図されている。一体化複合構造物内においては、混合粒子が意図されていると共に、他の異種粒子から分離したままにすべき単成分粒子も意図されている。開いた（又は比較的開いた）空洞や中身のない空洞（このような空洞が繊維や低密度の毛羽立った面で必要に応じて部分的に満たされている場合を含む）を設けることは、例えば、膨潤性粒子（乳幼児用おむつに用いる高吸水性粒子等）や、後のプロセスで用い必要に応じて活性化することのできる架橋性樹脂や発泡性材料がｚ方向に膨張する空間を得る上で望ましい。更に、本発明の実施によってアセンブリ内の遊離粉体の安定性が高まることが見出された。更に、非常に高濃度の粒子が大きく移動することなく空洞内に保持され得る。
【０１２３】
波状層と平坦層との間に形成される開いた空洞内に組込むことのできる粒子の例としては、一体化複合体を活性化させる（例えば、完成構造物において比較的平坦となる少なくとも一層の材料層を収縮させる）のに用いる条件と実質的に異なる条件で反応し得る熱硬化性粒子や熱可塑性粒子、セメント質粒子が挙げられる。このような異なる条件下で、粒子は化学反応（例えば、熱硬化性粒子の場合には架橋）や相変化（例えば、熱可塑性粒子の場合には融解）、又は硬化（例えば、セメント質粒子の場合には水分の影響）を受け得る。セメント質粒子の例としては、セメント様、セメンチング又は結合型特性を有する材料や、ポートランドセメント、プラスター等が挙げられる。
【０１２４】
本発明の実施を説明する表１の例示的実施形態は、活性化及び結合用のスルードライヤオーブンと一般に図３２Ａ〜Ｄに示すような、オーブンワイヤに比べて高速で作動する引上げ移送ワイヤデバイスとを用いたルーズファイバーアセンブリのエアレイド形成によってなされる。五個の形成ヘッドと、中間圧縮ロールと、ｚ方向に引上げ可能なルーズファイバーアセンブリ移送デバイスと、本発明の実施形態を製造するために構成された四ゾーン調整可能オーブン（Ｍａｒｋｅｔｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｓｅｒｖｉｃｅ社（ミシガン州カラマズー）より公共利用可能）とを有する好適なエアレイド形成システムを用い、表１に示す処方及び記載の機械設定に従って表２のサンプルを製造した。
【０１２５】
また、表２には活性化によって生じる一体化複合体の一般的な形状や得られる一般的な構造を示す参照図面も記載されている。図５０〜７７は例示的構造物の側面を示す光学顕微鏡写真である（倍率：２×又は４×）。
【０１２６】
例示的実施形態で用いる熱可塑性バインダ繊維はエアレイド業界で市販されている代表的な二成分結合繊維であるが、本発明の実施に適した他の多くの繊維も利用可能である。Ｔｒｅｖｉｒａ  Ｔ−２５５グレード（１．５５デニール）はＴｒｅｖｉｒａ  Ｇｍｂｈ（ドイツ、アウゲブルク（Augeburg））より購入可能であり、表１では「Ｔｒｅｖ」と略記する。ＥＳＣ８０６Ａ  ＡＬ  ＡＤグレードはＦｉｂｅｒｖｉｓｉｏｎ  Ａ／Ｓ（米国、ジョージア州アテネ）より購入可能であり、表１では「ＡＬＡＤ」と略記する。Ｆｏｒｔｒｅｌ  ６デニールポリエステル繊維はＷｅｌｌｍａｎ社（米国、サウスカロライナ州ダーリントン）より購入可能であり、表１では「ＰＥＴ」と略記し、１５デニールポリエステルを用いる場合には「１５ｄＰＥＴ」と略記する。用いた合成繊維の長さは約６ｍｍであったが、それよりも遥かに長い又は短い繊維を本発明の実施に選択してもよく、様々な種類の繊維を結合繊維として用いることができる。針葉樹セルロースフラッフパルプグレード（Ｒａｙｆｌｏｃ−Ｊ−ＬＤ−Ｅ、Ｒａｙｏｎｉｅｒ社（ジョージア州ジェサップ）より購入可能、「ｐｕｌｐ」と略記）の平均長さは約３ｍｍである。本発明は、様々な繊維が使用可能であり、本明細書に記載のものより遥かに長くても短くてもよいことを意図している。本発明の実施に有用な成分は親水性であっても、疎水性であっても、親水性材料と疎水性材料の組合せであってもよい。本発明で用いるのに適した繊維としては、様々なセルロース繊維（木材パルプや綿等）や修飾セルロース繊維（レーヨンやリヨセル等）、セルロースアセテート、麻、ジュート、亜麻、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ＰＬＡ、他の様々な合成品、鉱物（例えば、ガラス）、単独で又は他の非繊維物質と混合して利用可能な天然物質が挙げられる。また、これらの成分を様々な処方で混合して所望の特性を得ることもできる。
【０１２７】
表１には、組み立ての際に各エアレイド形成ヘッドに堆積させた各繊維成分のｇ／ｍ２（ｇｓｍ）、圧縮ロールに付した条件及び圧力（表１では「ＣｏｍｐＡ」、「ＣｏｍｐＢ」と表示）、オーブンワイヤの面に対する引上げ移送ワイヤの高さ、及び移送ワイヤとオーブンワイヤの速度を示す。表１に記載の処方及び機械条件（引上げ移送高さや移送ワイヤとオーブンワイヤの相対速度を含む）は、一般に図３２Ａに示すようなエアレイド繊維堆積構成に従う。表１に示す全実施例において、活性化工程に用いるオーブン温度は最初の三オーブンゾーンでは１４０℃に設定し、第四オーブンゾーンでは１５５℃に設定した。
【０１２８】
【表１】
2009539660.tif 000002
【０１２９】
図４９は、比較的厚い複合体の耐曲げ強度を評価するのに適した試験装置４９００を示す。この装置は、紙や他のファブリックの引張強度を評価するのに通常用いられるＴｈｗｉｎｇ−Ａｌｂｅｒｔ  ＱＣ−１０００引張試験機モデルＯＣ−１０００の変形である。Ｔ−Ａロードセル（モデル：ＲＳＢ−１）４９７０（容量：２０００グラム）にはピボットホルダ４９０１が装着され、ピボットホルダ４９０１にはフレキシブルワイヤ４９０５が装着され、フレキシブルワイヤ４９０５はアイボルト４９８５によってクランプ４９１０に装着されている。このクランプは、Ｑｕｉｌｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能な通常の事務用紙用バインダクリップ（中型）をクランプの中心にアイボルトが固定されるように変形したものである。クランプアセンブリ全体は重さが１８ｇであり、サンプル４９６０をその先端から１ｃｍの箇所４９２０で把持している。試験対象サンプル４９６０はサポートブロック４９４０（高さ：５．２ｃｍ、幅：１５．５ｃｍ）に固定されており、該ブロックは移動サポート４９５０へ４９９０に示すその中心から１．５ｃｍの所に装着されている。サポートブロック４９４０にはサポート板４９５５（重さ：４００ｇ、サイズ：１５．５ｃｍ×５．５ｃｍ）が固定されており、圧縮されていないサンプル４９６０と厚さが等しいシムスペーサ４９３０が挿入されている。サンプル４９６０（サイズ：５ｃｍ×１０ｃｍ）は４９１５に示すようにサポートブロック４９４０の端から５ｃｍだけ張り出している。
【０１３０】
試験の際には、先ずロードセルをゼロに設定し、移動サポート４９５０を３．８７ｃｍ／分の速度で２ｃｍ降下させてロードセル４９７０に力が加わるようにサンプル４９６０を撓ませることによって試験を開始する。試験時の力の最大測定値（即ち、２ｃｍ終点での測定値）を曲げ強度として表２に記載する。
【０１３１】
表２には、ＭＤ方向とＣＤ方向の両方で測定した曲げ強度及びＭＤ／ＣＤ曲げ強度比を示すと共に、表１に記載の処方及び条件に従って製造した一体化複合体の最終坪量及び最終密度を示す。
【０１３２】
【表２】
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【０１３３】
表１に示す例示的実施形態によって本発明の好ましい実施形態について記載、説明してきたが、本発明の特別な適応性によって多数の材料種から非常に多種多様の構造物が容易に得られるため、上述の実施形態はほんの一例に過ぎない。このような適応性によって、当業者であれば確実に、本発明の精神を逸脱することなく他の応用や改変、変更、置換が思い付くことであろう。また、説明のために選択された実施形態は正確な縮尺では図示されておらず、表１の実施例で用いた処方や図面で示した比率に限定されない。
【０１３４】
上述の説明は好ましい実施形態のみの説明とする。当業者や本発明を利用する者であれば本発明の変形を思い付くであろう。従って、図示し上述した実施形態は単に説明目的のために過ぎず、特許法の原則（均等論を含む）に従って解釈される後述の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲を限定しないことは理解されるであろう。
【図１】
2009539660.tif 000004
【図２】
2009539660.tif 000005
【図３】
2009539660.tif 000006
【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２４Ｃ】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１Ａ】
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【図３１Ｂ】
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【図３１Ｃ】
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【図３２Ａ】
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【図３２Ｂ】
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【図３２Ｃ】
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【図３２Ｄ】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０（４Ｘ）】
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【図５１（４Ｘ）】
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【図５２（４Ｘ）】
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【図５３（４Ｘ）】
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【図５４（２Ｘ）】
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【図５５（４Ｘ）】
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【図５６（２Ｘ）】
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【図５７（２Ｘ）】
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【図５８（２Ｘ）】
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【図５９（２Ｘ）】
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【図６０（２Ｘ）】
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【図６１（２Ｘ）】
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【図６２（２Ｘ）】
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【図６３（２Ｘ）】
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【図６４（２Ｘ）】
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【図６５（２Ｘ）】
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【図６６（２Ｘ）】
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【図６７（２Ｘ）】
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【図６８（２Ｘ）】
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【図６９（２Ｘ）】
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【図７０（２Ｘ）】
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【図７１（２Ｘ）】
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【図７２（２Ｘ）】
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【図７３（４Ｘ）】
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【図７４（４Ｘ）】
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【図７５（２Ｘ）】
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【図７６（４Ｘ）】
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【図７７（２Ｘ）】
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【国際調査報告】
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