(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
頂面と該頂面から離れた少なくとも一つの凹部領域とを備えた起伏のある支持部材上に置かれた繊維状ウェブの上面に流体圧力を加えることにより形成された不織布であって、
第１の平面に位置し、この平面を画定する実質的に連続平面的な裏地部分（１２）であって前記頂面で作られた裏地部分と、
前記裏地部分（１２）の前記第１の平面から突出して三次元的なパターンを一体に形成する少なくとも一つの隆起部分（１６，１８）であって前記少なくとも一つの凹部領域で作られた少なくとも一つの隆起部分と
を備え、
前記少なくとも一つの隆起部分（１６，１８）の基本重量が前記裏地部分（１２）の基本重量よりも大きく、
前記裏地部分（１２）が複数の実質的に平行な繊維束（２７ａ，３０ａ）から構成された表面組織を有し、前記繊維束（２７ａ，３０ａ）がねじられ折り返された繊維から構成される不織布。
【請求項２】
前記隆起部分（１６，１８）と前記裏地部分（１２）との間に設けられ、前記隆起部分（１６）と前記裏地部分（１２）とは異なる基本重量を有する遷移領域(２２，２４)をさらに含む請求項１記載の不織布。
【請求項３】
前記遷移領域(２２，２４)が、前記隆起部分（１６）および前記裏地部分（１２）より基本重量が小さい第１の部分（２７，３０）を含む請求項２記載の不織布。
【請求項４】
前記遷移領域(２２，２４)が、前記隆起部分（１６）および前記裏地部分（１２）より基本重量が大きい第２の部分（２８，３２）を含む請求項２に記載の不織布。
【請求項５】
前記遷移領域(２２，２４)が、前記隆起部分（１６）および前記裏地部分（１２）より基本重量が大きい第２の部分（２８，３２）を含む請求項３に記載の不織布。
【請求項６】
前記第１の部分（２７，３０）が前記裏地部分に接合され、前記第２の部分（２８，３２）が前記隆起部分（１６）に接合される請求項５に記載の不織布。
【請求項７】
前記第１の部分（２７，３０）が、互いに実質的に平行な複数の繊維束（２７ａ，３０ａ）から構成される請求項３に記載の不織布。
【請求項８】
前記繊維束（２７ａ，３０ａ）の大部分が、ねじられ折り返された繊維から構成される請求項７に記載の不織布。
【請求項９】
前記繊維束（２７ａ，３０ａ）が、前記裏地部分（１２）および前記隆起部分（１６）に実質的に垂直である請求項７に記載の不織布。
【請求項１０】
前記隆起部分（１６）が複数の実質的に平行な繊維束から構成された表面組織を有し、前記繊維束がねじられ折り返された繊維から構成される請求項１に記載の不織布。
【請求項１１】
前記裏地部分（１２）と前記隆起部分（１６）の表面組織が、実質的に同一である請求項１０に記載の不織布。
【請求項１２】
前記表面組織がトリコット状である請求項１１に記載の不織布。
【請求項１３】
前記少なくとも一つの隆起部分（１６）が上方部分（３２）と下方部分を含み、これら上方部分と下方部分の両方が前記裏地部分（１２）から隆起している請求項１に記載の不織布。
【請求項１４】
前記複数の繊維束（２７ａ，３０ａ）が前記不織布（１０Ｄ）において所定の開口（２７ｂ，３０ｂ）のパターンを画定し、前記少なくとも一つの隆起部分（１６）の断面幅が前記所定のパターンにおける開口（２７ｂ，３０ｂ）間の間隔より少なくとも２倍は大きい請求項１０に記載の不織布。
【請求項１５】
前記遷移領域が、前記隆起部分（１６）から上方に突出する上方部分（３２）を含む請求項４または５に記載の不織布。
【請求項１６】
前記少なくとも一つの隆起部分（１８）が、前記裏地部分（１２）の前記第１の平面から突出する上方部分（１８ｂ）と実質的に平面的な下方部分（１８ａ）とを含む請求項１に記載の不織布。
【請求項１７】
前記少なくとも一つの隆起部分（１６）と前記裏地部分（１２）との間に設けられ、前記裏地部分（１２）より小さい基本重量を有する遷移領域(２２，２４)をさらに備える請求項１に記載の不織布。
【請求項１８】
前記少なくとも一つの隆起部分（１６，１８）が、複数の実質的に平行な繊維から構成される請求項１に記載の不織布。
【請求項１９】
前記実質的に平行な繊維が、前記少なくとも一つの隆起部分（１６）によって形成された三次元パターンの長手方向において平行である請求項１８に記載の不織布。
【請求項２０】
前記遷移領域(２２，２４)が、互いに実質的に平行な複数の繊維束（２７ａ，３０ａ）から構成される請求項１７に記載の不織布。
【請求項２１】
前記繊維束(２７，３０）の大部分（２７ａ，３０ａ）が、ねじられ折り返された繊維から構成される請求項２０に記載の不織布。
【請求項２２】
前記繊維束(２７，３０）が、前記裏地部分（１２）および隆起部分（１６）に実質的に垂直である請求項２１に記載の不織布。
【請求項２３】
前記少なくとも一つの隆起部分が、第１の隆起部分（１６）と第２の隆起部分（１８）とをさらに含み、
前記第１の隆起部分（１６）および第２の隆起部分（１８）が、前記第１の平面の上方かつこれに平行な平面に位置し、
前記第１の隆起部分（１６）および第２の隆起部分（１８）の各々が、繊維状の遷移領域（２２，２４）を介して前記裏地部分（１２）に接合され、
前記第１の隆起部分（１６）の基本重量が前記裏地部分（１２）の基本重量と実質的に等しく、前記第二の隆起部分（１８）の基本重量が前記裏地部分（１２）の基本重量よりも大きい請求項１に記載の不織布。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、装飾部分を有しながら製造が容易な不織布に関する。
【０００２】
【従来の技術】
布の装飾や表面の様々な模様は、何世紀にもわたって、刺繍や針を使って付してきた。そしてこの方法は、一定のパターンに従い布の裏地に積み重ねによって盛り上げ部分をつくる精密な装飾を付していくという退屈でつらい手仕事を要する。こうして得られる布は、一定のパターンに従って織るかもしくは編まれた糸またはヤーンでできた基布と、飾り縫いパターンに従って糸を集めた隆起部分、およびこれらの隆起部分の大きさ、形状、方位および配置によって決定される隆起部分全体から得られるパターンを有する。しかし、このような布は外観は華美であるが、製造方法が複雑で、コストがかかる。
【０００３】
不織布は、たいていのものは平らで、外見は関心をそそられるものではない。しかし、なかには、視覚的な興味をそそるようある種のデザインをプリントしたり、エンボス加工したものもある。また、製造過程で、布と一体的なパターン付けをしたものもある。この布と一体となったパターンには、次の二つの種類がある。
１）微細な穴のある不織布……パターンは、微細な穴を取り囲む束ねた繊維セグメントの網目構造により付される。
２）重量でパターン付けした不織布……繊維の密度を高めることにより、半透明の基本重量の低い領域より不透明な基本重量の大きな領域を形成し、視覚的な効果をもたせた不織布。
【０００４】
ところで、布については、基本重量と密度を区別することが重要である。「基本重量」とは、繊維状ウェブ、布またはその特徴部分の単位面積の重量である。基本重量はまた、「面積密度」とも呼ばれる。一方、「密度」とは、繊維状ウェブ、布またはその特徴部分の単位体積の重量である。密度はまた、「体積密度」とも呼ばれる。典型的なエンボス加工は、基本重量を変えずに、より大きな密度の領域をつくり出す。伝統的な不織布のパターン付け処理は、密度はほぼ一定に保ちながら、基本重量の異なる領域をつくり出すものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これら公知のパターン付け処理で形成される従来の不織布には、明瞭ではっきりと区画分けされた隆起部分がみられず、所望のパターンは見分けにくかった。さらに従来のエンボス加工で形成した不織布の隆起部分は、立体的に安定でなく、その三次元構造は、例えば取扱いや洗濯時に圧迫されるとこわれていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一面に繊維状の裏地部分と、そしてもう一方の面に隆起部分をもつ不織布に関するものである。本発明でいう隆起部分には二つの型がある。第１の型の隆起部分における基本重量は、不織布の裏地部分の基本重量とほぼ同じである。一方、第２の型の隆起部分における基本重量は、不織布の裏地部分の基本重量より重い。
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、裏地部分と少なくとも一個の隆起部分を有する不織布が提供される。裏地部分は、不織布の第１の平面にあり、またこれを区画する。他方、不織布の隆起部分は、先の第１の平面と平行でこの上方にある第２の平面に位置する。隆起部分は、繊維状の遷移領域を介して裏地部分に接合される。この態様においては、隆起部分の基本重量は、裏地部分の基本重量とほぼ同じである。また、裏地部分の密度と隆起部分の密度もほぼ同じである。この基本重量が裏地部分のそれとほぼ同じ隆起部分は、しばしば「浮き彫り(intaglio)」部と呼ばれる。
【０００８】
本発明の第２の態様によれば、同じく裏地部分と少なくとも一個の隆起部分を有する不織布が提供される。第１の態様と同様、裏地部分は、不織布の第１の平面にあってこれを区画し、他方隆起部分は、先の第１の平面と平行でこの上方にある第２の平面に位置する。さらに第１の態様と同様、隆起部分は、繊維状の遷移領域を介して裏地部分に接合される。しかし、この第２の態様においては、隆起部分の基本重量は、裏地部分の基本重量より大きい。一方、裏地部分の密度と隆起部分の密度は、ほぼ同じである。この基本重量が裏地部分のそれより大きくなる隆起部分は、しばしば「スラブ(slub)」部と呼ばれる。
【０００９】
本発明の第３の態様によれば、裏地部分と、少なくとも一個の第１の隆起部分と、少なくとも一個の第２の隆起部分を有する不織布が提供される。第１および第２の態様と同様、裏地部分は、不織布の第１の平面にあってこれを区画する。他方第１の隆起部分は、先の第１の平面と平行でこの上方にある平面に位置する。同様に、第２の隆起部分も、第１の平面と平行でこの上方にある平面に位置する。そして、これら第１および第２の隆起部分はそれぞれ、繊維状の遷移領域を介して裏地部分に接合される。この第３の態様においては、第１の隆起部分の基本重量は裏地部分の基本重量とほぼ等しく、他方第２の隆起部分の基本重量は裏地部分の基本重量より大きい。換言すれば、この態様においては、不織布は、「浮き彫り」部とも呼ばれる一もしくはそれ以上の第１の隆起部分と、「スラブ」部とも呼ばれる一もしくはそれ以上の第２の隆起部分を備える。この態様においては、第１の隆起部分と第２の隆起部分は同一平面にある必要はない。むしろ、第１の隆起部分は裏地部分の平面より上方の平面にあり、第２の隆起部分は第１の隆起部分の平面より上方の平面にあった方がよい。
【００１０】
本発明の不織布を製造するには、ウェブまたは、繊維層もしくは緩やかにからませた繊維状ウェブの層を、微細な穴の開いた不織布形成用プレートまたは、形成用プレートの裏面からはかなり離れた少なくとも一個のほぼ平らな凹部領域をもつほぼ平らな裏面を有する起伏のある支持部材上に置く。支持部材は、典型的には、くぼみとして、不織布の隆起部分について所望のパターンを形成するよう所定のアレー形に位置する多数の凹部領域を備える。また、出発材料たる繊維状ウェブもしくは繊維層の上面には、水流の形で流体圧力を適用する。これらの流体圧力は最初、出発材料のウェブを三次元的な支持部材に成形する。そして、継続して流体圧力を加えていくと、繊維は絡み合って動かなくなり、裏地部分と互いの位置が固定された一もしくはそれ以上の隆起部分を有する不織布が形成される。
【００１１】
他の態様によれば、起伏のある支持部材は、形成用プレートの平らな裏面から離れた比較的狭い凹部領域を一個有する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１（Ａ）は本発明の第１の態様に係る不織布を示す平面図である。不織布１０Ａは、裏地部分１２と少なくとも一個の一体形成された隆起部分１６を有する。三つの隆起部分１６は、同図に示すように、それぞれ「Ｊ」、「Ｓ」および「Ｋ」の文字模様となっている。不織布１０は、例えば綿、レーヨン、ポリエステルもしくはこれらを混合した複数のステープル長さの繊維を含む。裏地部分１２は、不織布１０Ａの第１の平面に位置し、またこれを区画する。隆起部分１６は、この第１の平面の上方にあって平行な平面に位置する。隆起部分１６は、後に詳述する繊維状遷移領域を介して裏地部分１２に接合される。図１（Ａ）の不織布１０Ａにおいては、隆起部分１６の基本重量は、裏地部分１２のそれと同じである。また、隆起部分１６の密度も、裏地部分１２のそれとほぼ同じである。
【００１３】
図１（Ｂ）には、本発明の第２の態様に係る不織布を示す。不織布１０Ｂもまた、第１の態様と同様、ステープル長さの複数の繊維からつくられ、裏地部分１２と、平面図でみた場合、通常、矩形となる一体形成された隆起部分１８を有する。不織布１０Ｂの裏地部分１２は、不織布１０Ａと同様、不織布１０Ｂの第１の平面に位置し、またこれを区画する。さらに、不織布１０Ａと同様、不織布１０Ｂの隆起部分１８は、同じく後述する繊維状遷移領域を介して裏地部分１２に接合される。ところで、不織布１０Ｂの隆起部分１８の基本重量は、この隆起部分が接合される裏地部分１２の基本重量より大きい。すなわち、不織布１０Ａの隆起部分１６の基本重量は裏地部分１２のそれと同じであるのに対し、不織布１０Ｂの隆起部分１８の基本重量は裏地部分１２のそれとは異なる。
【００１４】
図１（Ｃ）は、本発明の第３の態様に係る不織布の平面図である。不織布１０Ｃは、先の不織布１０Ａ，１０Ｂと同様、ステープル長さの複数の繊維からつくられる。不織布１０Ｃは、不織布の第１の面にあってこれを区画する裏地部分１２を有し、この点においては先の二つの不織布と同じである。不織布１０Ｃは、図１（Ｃ）に示すように、「Ｊ」、「Ｓ」および「Ｋ」の文字模様となった第１の隆起部分１６を有する。不織布１０Ｃはさらに、これら３つの文字模様「Ｊ」，「Ｓ」，「Ｋ」を囲む隆起部分１８を有する。不織布１０Ｃの隆起部分１６は、不織布１０Ａの隆起部分１６に対応する。一方、不織布１０Ｃの隆起部分１８は、不織布１０Ｂの隆起部分１８に対応する。このため、不織布１０Ｃの隆起部分１６は、裏地部分１２の基本重量とほぼ同じ基本重量を有することが分るであろう。他方、不織布１０Ｃの隆起部分１８は、裏地部分１２の基本重量より大きな基本重量を有する。しかし、不織布１０Ｃにおける密度は、裏地部分１２も、第１の隆起部分１６も、そして第２の隆起部分１８もみな同じである。
【００１５】
不織布１０Ａ，１０Ｂおよび１０Ｃの裏地部分１２はみな同じである。裏地部分１２は、トリコット状のパターン・外観を有するが、これ以外のものも勿論可能である。特に不織布１０Ａにおいては、隆起部分１６も、裏地部分１２と同じトリコット状のパターン・外観を有する。同様に、不織布１０Ｂの隆起部分１８も裏地部分１２と同じトリコット状の外観を有する。最後に、不織布１０Ｃにおける裏地部分１２と第１および第２の隆起部分１６，１８は、みな同じトリコット状のパターン・外観を有する。しかし、これら各部分のパターン・外観は互いに異なるものであってもよいのは勿論である。
【００１６】
図２は、図１（Ａ）の不織布１０Ａに似た不織布１０Ｄの一部を１５倍に拡大した平面写真図である。不織布１０Ｄは、トリコット状の裏地部分１２と、同じくトリコット状の隆起部分１６を有する。ただし、図２には、隆起した繊維部分１６の一部だけを示す。隆起部分１６は、繊維状の遷移領域繊維２２と２４により裏地部分１２に接合される。図２を参照すれば分るように、繊維状の遷移領域２２は、隆起部分１６の片側で、不織布１０Ｄの機械方向と直交する水平方向に延びている。繊維状遷移領域２４は、隆起部分１６のもう一方の側では長手方向（不織布１０Ｄの機械押し出し方向）に延びる。繊維状遷移領域２２は、隆起部分１６の角２３において、繊維状遷移領域２４に、互いに９０°の角度をなしながら接合する。遷移領域２２と２４の繊維構造は、両者ともほぼ同じである。すでに述べたように、隆起部分１６の基本重量は、裏地部分１２の基本重量とほぼ同じである。
【００１７】
不織布１０Ｄを示す図３（Ａ）は、図２に示した頂面の写真図である。図３（Ａ）は、不織布１０Ｄの繊維構造の理解を助けるために添付したものであるが、この図は図２の３Ａ−３Ａ線に沿った断面の斜視図である。図３（Ａ）において、不織布１０Ｄは、それぞれがトリコット様パターンの繊維状裏地部分１２と繊維状隆起部分１６を有する。隆起部分１６は、不織布１０Ｄの機械方向に延びる繊維状遷移領域２４を介して、裏地部分１２に接合される。繊維状遷移領域２４は、繊維欠乏領域３０と繊維潤沢領域３２を含む。繊維欠乏領域３０は、複数の繊維セグメント束３０ａを含み、これらの束３０ａは、遷移領域２４において、複数の孔３０ｂを区画する。束３０ａをかたち造る繊維セグメントは、実質的に平行にまとめられ、そのうちいくつかのセグメントは束３０ａ内でねじられる。束３０ａの大部分はよじられ、そして自身の上に折り返される。
【００１８】
繊維潤沢領域３２は、主に図２に示した垂直方向（不織布１０Ｄの機械押し出し方向に相当する）に延びる複数の繊維セグメントを含む。これら繊維セグメントの終端は、図３（Ａ）において、参照符号２６により示した。繊維欠乏領域３０の基本重量は、繊維潤沢領域３２のそれより小さく、また裏地部分１２と隆起部分１６の両基本重量よりも小さい。他方繊維潤沢領域３２の基本重量は、裏地部分１２と隆起部分１６の両基本重量より大きい。ところで、繊維欠乏領域３０における束３０ａは、繊維状遷移領域２４を横断する方向に向いている。他方、繊維潤沢領域３２における束は、繊維状遷移領域２４の長手方向と同じ方向を向いている。
【００１９】
図３（Ｂ）は、不織布１０Ｄのもう一つのスケッチ図である。図３（Ｂ）は、図２の５−５線に沿った断面の斜視図である。図３（Ｂ）において、隆起部分１６は、不織布１０Ｄの機械方向とは直交する方向に延びる繊維状遷移領域２２を介して裏地部分１２に接合する。遷移領域２２は、上述の繊維状遷移領域２４における繊維欠乏領域３０と繊維潤沢領域３２に似た繊維欠乏領域２７と繊維潤沢領域２８を含む。繊維欠乏領域２７は複数の繊維セグメント束２７ａを含み、これらの束２７ａは、遷移領域２２において複数の孔２７ｂを区画する。繊維セグメントは、実質的に平行にまとめられ、そのうちいくつかのセグメントは束の内部でねじられる。束２７ａのいくつかはよじられ、そして自身の上に折り返される。これは、前述の遷移領域２４における繊維欠乏領域３０の構造とは好対照をなす。繊維欠乏領域３０においては、束３０ａの大部分がよじられ、そして自身の上に折り返された。繊維潤沢領域２８は、主に図２に示した水平方向（不織布１０Ｄの機械押し出し方向とは直交する方向に相当する）に延びる複数の繊維セグメントを含む。これら繊維セグメントの終端は、図３（Ａ）において、参照符号２９により示した。繊維欠乏領域２７の基本重量は、繊維潤沢領域２８のそれより小さく、また裏地部分１２と隆起部分１６の両基本重量よりも小さい。他方繊維潤沢領域２８の基本重量は、裏地部分１２と隆起部分１６の両基本重量より大きい。ところで、繊維欠乏領域２７における束２７ａは、繊維状遷移領域２２を横断する方向に向いている。他方、繊維潤沢領域２８における束は、繊維状遷移領域２２の長手方向と同じ方向を向いている。
【００２０】
図４は、図２の３Ａ−３Ａ線に沿った不織布１０Ｄの写真図である。図４は、遷移領域２４を介して裏地部分１２に接合した隆起部分１６を示す。繊維潤沢領域３２は、繊維欠乏領域３０に隣接している。繊維潤沢領域３２における繊維終端２６の多数は、繊維潤沢領域において繊維セグメントが非常によく平行状態を保っていることを示している。
【００２１】
図５は、図２の５−５線に沿った不織布１０Ｄにおける繊維状遷移領域２２の写真図である。符号２８は遷移領域２２における繊維潤沢領域を示し、他方符号２７は繊維欠乏領域を示す。繊維欠乏領域２７における繊維セグメントは、非常によく平行状態を保っていることが分る。一般に、繊維潤沢領域２８における繊維の平行状態は、図４における対応領域３２のそれよりも悪い。
【００２２】
図６は、遷移領域２４によって裏地部分１２に接合された隆起部分１６を示す模式的断面図である。繊維領域２４は、繊維欠乏領域３０と繊維潤沢領域３２を含む。すでに述べたように、繊維潤沢領域３２の基本重量は、繊維欠乏領域３０のそれよりも大きい。図６の繊維潤沢領域間にある隆起部分１６の基本重量は、ほぼ均一に分布しており、裏地部分１２の基本重量にほぼ等しい。
【００２３】
図７は、図１（Ｂ）の不織布１０Ｂに似た不織布の平面拡大斜視図である。隆起部分１８の各側にある裏地部分１２は、トリコット状の微細パターンを有する。この態様においては、トリコット状パターンは、隆起部分１８の頂面にも存在する。隆起部分１８を構成する各繊維は、ねじられて互いの上に折り返され、また隆起部分の長手方向において互いにほぼ平行になっている。
【００２４】
すでに述べたように、隆起部分１８の基本重量は、裏地部分１２の基本重量より大きい。隆起部分１８の密度は、裏地部分１２のそれとほぼ等しい。隆起部分１８は、基本重量が裏地部分１２のそれより小さい繊維状遷移領域３４を介して、裏地部分１２に接合される。
【００２５】
図８は、図７の７−７線に沿ってみた、図７の不織布の写真図である。隆起部分１８に見られる繊維終端３６の多数は、隆起部分１８における繊維セグメントが隆起部分の長手方向に延びていることを示している。
【００２６】
図９は、遷移領域３４を介して裏地部分１２に接合された隆起部分１８を示す模式的断面図である。隆起部分１８の底面１８ａは裏地部分の底面１２ａとほぼ共面をなすことが分るであろう。隆起部分１８の最上面１８ｂは、裏地部分１２の上面１２ｂより上方に延びている。
【００２７】
図１０は、本発明の新規な不織布を製造する方法の各工程を示すブロック図である。まず、この方法における第１の工程では、繊維状ウェブを起伏のある支持部材上に載置する（ボックス１）。繊維状ウェブは、支持部材上で、処理の最中に支持部材から外れないよう注意しながら、水で予備洗浄ないし湿らされる（ボックス２）。繊維状ウェブを載せた支持部材は、高圧の下に水などの液体を繊維状ウェブの上面（すなわち起伏のある支持部材とは接触していない面）へ向けて放出する一連のオリフィスの下を通過する（ボックス３）。このときの好ましい液体は水である。水は、好ましくは真空を用いて、支持部材から除去される（ボックス４）。ついで、繊維状ウェブは脱水される（ボックス５）。そして、脱水した不織布は、支持部材から外される（ボックス６）。形成された不織布は、乾燥の、一連の乾燥ドラムの上を通過する（ボックス７）。不織布はこれによって完成としてもよいし、所望によりこの後他の処理を付してもよい（ボックス８）。
【００２８】
図１１は、上述の方法を実施して本発明の不織布を製造する装置の一つの型を示す説明図である。この装置においては、微細孔の開いたコンベアベルト７０は、二つの離隔した回転ロール７１と７２の回りを連続的に移動する。ベルトは、時計方向または反時計方向のいずれかの方向に移動ないし往復運動するように駆動される。水放出マニホールド７４は、ベルト７０の上流側７３の上方に設置される。マニホールドは、複数の非常に微細な径の穴もしくはオリフィスを有する。オリフィスの径は約０．００７ インチで、マニホールドはこのようなオリフィスを１平方インチ当たり約３０個備える。水は加圧されてマニホールド７４に送られ、ほぼ柱状の非収斂型ジェット（噴出流）ないし水流としてオリフィスから放出される。ベルト７０の頂面には起伏のある支持部材７５が置かれ、この支持部材７５の上には繊維状ウェブ７６が載置される。吸引マニホールド７７は、水放出用マニホールド７４のすぐ下で、かつベルト７０の上流側７３の下方に置かれる。この吸引マニホールドは、繊維状ウェブ７６から水があふれ出るのを防止するため、マニホールド７４から放出された水を取り除くのを助ける。所定の圧力下にマニホールドへ送られる水は、マニホールドのオリフィスからほぼ柱状の水流もしくはジェットの形で放出され、繊維状ウェブ７６の上面に衝突する。マニホールド７４の下面７４ａから水の衝突により圧縮するウェブ７６の上面までの距離は、マニホールド７４のオリフィスから放出される水の噴出流が、上述の柱状・非収斂形で繊維状ウェブ６の上面に達するよう、十分小さいものにする。この距離は種々に定められるが、典型的には約０．７５インチである。水の噴出流は、繊維状ウェブを通過し、ついで起伏のある支持部材にある排水用の穴を通過する。そしてこの使用済みの処理水は、吸引マニホールドを通して除去される。本発明の不織布製造に当っては、繊維状ウェブを載せた起伏のある支持部材は、所望の回数だけ何回もマニホールドの下を通すことができる。
【００２９】
図１２は、本発明の不織布を連続的に製造する装置を示したものである。図１２の装置は、起伏のある支持部材として働くコンベアベルト８０を備える。ベルトは、当業者にはよく知られているように、離隔した一対のローラの回りを反時計方向に連続的に移動する。ベルト８０の上方には、複数のオリフィス群（もしくはライン）８１を繋げた流体放出用マニホールド７９が配置される。各オリフィス群は、約０．００７インチの非常に微細な径をもつオリフィスの一もしくはそれ以上の列（一平方インチ当たり３０個のオリフィス）を備える。水は、所定の加圧下にオリフィス群８１へ送られ、非常に微細な、ほぼ柱状の非収斂型水流もしくは噴出流の形でオリフィスから放出される。マニホールドは、各オリフィス群における流体圧力を調整する加圧ゲージ８８と制御バルブ８７を備える。各オリフィス群の下には、過剰の水を除去して辺りの領域から水があふれ出ないようにする吸引ボックス８２が設けられる。本発明の不織布に形成する繊維状ウェブ８３は、起伏のある支持部材としてのコンベアベルトへ送られる。すると、この繊維状ウェブを予備湿潤させて流体放出マニホールドの下を通過するときの繊維の制御を助けるため、このウェブの上には、適当なノズル８４を通して水が噴霧される。このとき、過剰の水を除去するため、ノズル８４の下には吸引スロット８５が配置される。繊維状ウェブは、流体放出マニホールドの下を、反時計方向に回りながら通過する。ところで、一つのオリフィス群８１が操作される圧力は、他のオリフィス群８１の圧力とは独立に設定することができる。しかし、典型的には、噴霧ノズル８４に最も近いオリフィス群８１は、比較的低い圧力、例えば１００psi で操作される。こうすると、導入されてくるウェブを支持部材の表面に定着させるのを補助することができる。ウェブが図１２に示す反時計方向に移動すると、オリフィス群８１の操作圧力は、通常、増加させられる。後続の各オリフィス群８１を時計方向にある隣接オリフィス群よりより高い圧力で操作する必要ではない。例えば、後続の（反時計方向で）オリフィス群８１を異なる圧力下で操作した後、二つないしそれ以上の隣接するオリフィス群８１を同じ圧力の下に操作することができる。普通は、ウェブが取り外されんとするコンベアベルトの終端における操作圧力は、ウェブがコンベアベルトに導入される時点での操作圧力より高い。図１２には６つのオリフィス群８１を示してあるが、この群の数は重要なものではない。この数は、ウェブの重量、移動の速度、水流の圧力、各群における穴の列の数などに依存する。ウェブを流体放出マニホールドと吸引マニホールドの間を通過させて不織布を形成した後は、この不織布は、過剰の水を除去するため、追加の吸引スロット８６の上を通過させる。オリフィス群８１の底面から繊維状ウェブ８３の上面までの距離は、典型的には約０．５インチから約２．０インチであり、好ましくは約０．７５インチから約１．０インチである。ウェブは、マニホールドに近づけすぎることができないのは明らかである。しかし、他方、もしオリフィスの底面とウェブ上面の間の距離が大きすぎると、流体の流れはエネルギーを失い、この方法は効率が悪くなる。
【００３０】
図１３には、本発明の不織布を製造する好ましい装置を示した。この装置においては、起伏のある支持部材は、回転ドラム９０の形態をとっている。ドラムは、反時計方向に回転する。ドラム９０は、連続的な円筒状ドラムでもよいし、複数の湾曲したプレートを、ドラム状の外表面を形成するよう繋ぎ合わせたものでもよい。どちらの場合でもドラム９０の外表面ないし湾曲したプレート９１の各外表面は、所望の起伏のある支持部材を構成する。ドラム周縁部の回りには、水や他の流体を、湾曲したプレートの外表面に配置された繊維状ウェブ９３に適用するため、複数のオリフィス片９２を連結したマニホールド８９が設置される。各オリフィス片は、すでに述べた非常に微細な径をもつ穴の列を一もしくはそれ以上有する。この穴の径は、典型的には約５／１０００インチないし１０／１０００インチである。この穴は、所望により１インチ当たり５０ないし６０個、もしくはそれ以上設けることができる。水や他の流体は、オリフィスの列を通して方向を定められる。各オリフィス群における圧力は典型的には、繊維状ウェブが通過する第１の群から最後の群にかけて増加していく。圧力は、適当な制御バルブ９７で調整され、圧力ゲージ９８により監視される。ドラムは、水除去を援助し、ウェブから水があふれ出るのを防止するための真空が引かれている水だめ９４に連結する。操作に当たっては、繊維状ウェブ９３は、図１３に示した水放出マニホールド８９の手前において、支持部材の上面に載置される。繊維状ウェブは、オリフィス片の下を通過し、本発明の不織布に形成される。形成された不織布は、ついで装置９５のオリフィス片がない部分の上を通過するが、真空は引き続き適用される。脱水された後の不織布はドラムから外され、乾燥のため、一連の乾燥用缶９６の回りを通される。
【００３１】
本発明の不織布の隆起部分を形成するためには、繊維層もしくはゆるく絡み合ったウェブを、起伏のあるパターンを有する上面とこの上面とは高さの異なる第２の面を備える微細孔の開いた支持部材上に載置する。支持部材の上面は不織布の裏地部分をつくり、第２の面は隆起部分を形成する。
【００３２】
不織布の上面は、繊維の粗密がある好ましくない領域をつくり出すおそれのある、出発材料たる繊維状ウェブにおける繊維の横方向の動きを最小にする構造を有している。処理中に繊維の過剰な横方向の動きがあると、得られる不織布には、繊維の存在しない薄いスポットないし領域が生じる。
【００３３】
図１４は、不織布の裏地部分におけるパターンを形成する起伏のある支持部材の例を示す。支持部材１０２は、頂面１０３と底面１０４をもつ本体１００を備える。頂面１０３に設けられる所定のパターンには、谷部１０６により分離されるピーク１０５の列が設けられる。支持部材の厚み部分を通って延びる複数の排水用の孔１０７は、支持部材１０２のパターンに沿って配置される。この態様においては、配水用孔１０７は、６個の山部（ピーク）と６個の谷部からなる層によって囲まれている。
【００３４】
排水用の孔１０７は、テーパ付けないし「鈴状の口」形をしており、支持部材の頂面側における径が底面側における径よりも大きい。テーパ角１１１は、所望の結果が得られるよう、支持部材１０２の厚さに応じて調整される。例えば、もしテーパ角が大きすぎると、孔の径が小さすぎて排水が不十分になる。一方、テーパ角が小さすぎると、支持部材に山部と谷部がほとんどもしくはまったく現れなくなる。
【００３５】
繰り返しパターンにおける隣接する孔の中心間距離Ｓも、先のテーパ角と同じように重要である。山部１０５と谷部１０６は、テーパ付けされた、幾分円錐形の孔７の交わりによって形成される。もし孔の中心間距離Ｓが孔７の頂面側の大きな径より大きいならば、孔の交わりは生じず、支持部材の頂面は、円錐形の孔をもつ滑らかで平坦なものになろう。一方、孔の中心間距離Ｓが孔７の中心間線に沿って測った頂面側の径より小さいならば、円錐の側面は谷部を形成しながら交わることになる。図１４の支持部材は、本発明による不織布の裏地部分においてトリコット状のパターンを形成するだろう。しかし、裏地部分のデザインはどのようなものでもよい。
【００３６】
穴の開いた支持部材の第２の表面は、最終的な不織布に隆起部分を形成するような複数の凹部を含む。図１５は、頂面１２３と第２の表面１２４を構成する凹部１２１を有する支持部材１２２の断面図である。穴部は流体による繊維絡み合わせの最中に過剰の水を除去し、支持部材表面から過剰の水があふれ出るのを防止するのに充分な大きさと数がなければならない。
【００３７】
当業者にとっては、凹部領域１２１は、最終的な不織布において明瞭に区画された隆起部分をつくりだすため、充分な大きさがなければならないことは明らかであろう。例えば、図１４に示した支持部材１０２は、単一の孔が６つの山部１０５によって囲まれた繰り返しパターンを有する。支持部材１０２における孔１０７の中心間距離は、記号「Ｓ」で表される。凹部領域１２１の最も狭い径は、この中心間距離Ｓよりも大きくなければならない。もし凹部領域１２１の最も狭い径が中心間距離Ｓよりも小さい場合は、隆起部分は明瞭に区画されず、最終的な不織布において存在しないかもしれない。支持部材１２２の態様においては、凹部領域１２１の幅は、中心間距離Ｓの約１１倍である。凹部領域の表面は、高さの違いを際立たせるのに充分な深さだけくぼんでおり、何段かの高さをもってもよいし、また平らでも湾曲していてもよい。支持部材１２２のくぼんだ第２の表面１２１は、頂面１２３と同じパターンでも異なるパターンでもよい。
【００３８】
支持部材の頂面は、「洗い流される領域」が生ずるのを抑える一方で、繊維のウェブにくぼみが生じ噴出流の影響下で互いにインターロック状態になるよう、繊維のウェブに十分な移動性を与えるため、繊維の移動を制御するための充分な表面組織（テクスチャー）を有する。しかし、適度な穴のパターンがあれば、追加の表面組織は必要ない。しかし、繊維の移動をよりよく制御し、最終的な不織布の外観に美感を与えるため、通常は支持部材の表面には何らかの表面組織が付される。
【００３９】
遷移領域は、二つの高さの間に認められる。裏地部分の縁においては繊維濃度が薄くなり、その分隆起部分の近くにおいて繊維濃度が高くなる。平均で２．１９オンス／平方ヤード(oz./sq.yd.)で幅７／６４インチ、長さ１／２インチの、遷移領域に平行な長手サンプル片を、高繊維濃度領域と低繊維濃度領域の中央に置く。四つの異なるパターンについて、重いサンプル片の軽いサンプル片に対する重量比は、平均で１．５３：１であった。結果は、幅の広いストリップは、裏地部分の基本重量が隆起部分の基本重量とほぼ同じになり、軽い領域と重い領域のある、境界が判然としない遷移領域となった。大きめのサンプル片についてこれを正すには、３つもしくはそれ以上のほぼ平行な面で支持部材の厚み方向においてそれぞれ異なる層に設ける。
【００４０】
図１６は、頂面１２３、凹部領域１２１、凹部表面１２４、第２の凹部領域１２５および底面１２６を有する起伏のある支持部材１２８の断面を示す。孔１２７は、支持部材を厚さ方向に貫通して延びる。
【００４１】
支持部材１２２を用いて製造される不織布は、裏地部分１２、隆起部分１６および繊維欠乏領域３０と繊維潤沢領域３２をもつ遷移領域２４を有する。遷移領域２４の繊維潤沢部分３２は隆起部分１６の周縁に隣り合っており、またこれに接合している。この態様においては、繊維欠乏領域３０と裏地部分１２の間に明瞭で視覚的に識別し得る境界がある。しかし、繊維潤沢領域３２と隆起部分１６の周縁の間に境界は、明瞭さが劣り、視覚的にも識別しにくくなっている。この後者の境界は、図１６に示した起伏のある支持部材を用いれば、より明瞭に、視覚的にも識別しやすくなる。図１６において、起伏のある支持部材１２８は、頂面１２３、凹面１２４、第２の凹部領域１２５の対一つ、底面１２６および、この部材の厚さ方向に貫通する複数の孔１２７を有する。この起伏のある支持部材１２８を使って製造した不織布は、図１７に断面図として示す。この図において、不織布は、裏地部分１２と隆起部分１６および、これら裏地部分と隆起部分を接合する繊維状遷移領域２４を有する。遷移領域２４は、図６に示したような繊維欠乏領域３０と繊維潤沢領域３２を有する。ところが、図６の不織布においては、繊維潤沢領域３２の上面は、隆起部分の上面とほぼ共面をなしていたが、図１７の不織布においては、繊維潤沢領域３２の上面は、隆起部分の上面のより上に位置する。これは、支持部材１２８においては第２の凹部領域１２５の対があるためである。図１７の不織布においては、遷移領域２４における繊維潤沢領域３２と隆起部分１６の間の境界は、図６の不織布よりも明瞭で視覚的にとらえやすい。支持部材に凹部領域を追加すれば、不織布に隆起部分が追加される。支持部材には、所望により、隆起部分をさらに形成するため、多数の凹面を設けてもよい。本発明の技術によれば、図１７の変形例に係る不織布を製造するためには、隆起部分の中央領域を周辺領域からさらに上方へ突出させた支持部材を設けることもできる。
【００４２】
図１（Ｂ）には、矩形の隆起部分１８を有する不織布を示す。すでに述べたように、隆起部分１８の基本重量は、裏地部分１２のそれより大きい。図１（Ｂ）の不織布は、図１６に示した支持部材の変形例の上で製造することができる。このような変形した支持部材は、所望の矩形に定めた凹部領域１２５を有するが、凹部領域１２１や凹面１２４は含まない。
【００４３】
本発明の不織布製造に用いられる起伏のある支持部材は、所望の起伏を有する前駆支持部材片を、図１８に示した装置上で処理することによってつくり出すことができる。
【００４４】
所望の前駆片は、シリンダ形にするため、適当な軸ないしマンドレル８２１上に取り付けられる。前駆片は、ベアリング８２２内でマンドレルの長手軸の回りに回転させられる。マンドレル８２１の回転速度を制御するため、回転駆動装置８２３が設けられる。マンドレルの正確なラジアル位置を常に把握するため、回転パルス発生器８２４がマンドレル８２１に接続されてその回転を監視する。
【００４５】
マンドレル８２１の軸方向から外れて外側に、これと平行に、一もしくはそれ以上の案内路８２５が設けられるが、この案内路８２５は、架台８２６が、チューブ８０２の頂面８０３に対して一定の空隙を保ちながら、マンドレル８２１を全長にわたって横切ることを可能にするものである。架台駆動装置８３３は、架台パルス発生器８３４が架台の横方向の位置を記している間、架台を案内路８２５に沿って移動させる。架台には、焦点設定ステージ８２７が取り付けられる。焦点設定ステージ８２７は、焦点案内路８２５に取り付けられて架台８２６の動きと直交する動きを可能にし、レンズ８２９の頂点を頂面８０３に合わせる手段を提供する。焦点設定ステージ８２７の位置を定めてレンズ８２９の焦点合わせをするため、焦点合わせ駆動装置８３２が提供される。
【００４６】
焦点設定ステージ８２７にはレンズ８２９が固着されるが、このレンズ８２９にはノズル８３０にも固着される。ノズル８３０は、レンズ８２９を冷却しまたその清浄を維持するよう、加圧ガスをノズル８３０に導入するための手段８３１を備える。
【００４７】
また、架台８２６には、レーザビーム８３６をレンズ８２９に向ける最終的な偏光鏡８３５が取り付けられる。レーザ８３７は遠隔箇所に配置されるが、ビームを最終的な湾曲鏡８３５に向けるビーム偏光鏡８３８を適宜設置してもよい。レーザ８３７は架台８２６の上に直接取付けてビーム偏光鏡は取り外すことは可能ではあるが、スペースの制限とレーザに種々の付属物を取り付ける都合上、レーザは遠隔箇所に取り付ける方が断然好ましい。
【００４８】
レーザ８３７の電源を入れると、射出されるビーム８３６は、まずビーム偏光鏡８３８で反射され、ついで最終的なビーム偏光鏡８３５に反射されてレンズ８２９に向かう。レーザビーム８３６の光路は、レンズ８２９が取り外されたとき、ビームがマンドレル８２１の長手中心線を通るように設定される。
【００４９】
ビーム８３６が焦点合わせレンズ８２９を通ると、レンズ８２９はビームのエネルギーをビームの中心近くに集中させる。光線は、単一の点を通るようには曲がらず、むしろ径の小さなスポットを通るように曲がる。この径の最も小さい点は焦点と呼ばれる。これは焦点距離と呼ばれる、レンズから一定の距離を経た地点で生じる。焦点距離の前後におけるスポット径は、最小値よりも大きい。
【００５０】
次に、所定の起伏と開口パターンを有する前駆支持部材を調整ないし他の方法で得る。前駆体として適当な支持部材の一例は、米国特許第５，０９８，７６４号の図３に示されている。この図で符号５６で指示される支持部材は、頂点６５が二つの互いに直交する方向に整列したピラミッド６１の列を備える。これらのピラミッドは側面６６を有し、ピラミッド間の空隙は「谷」６７と呼ばれる。この支持部材はまた、パターンに沿って配置され支持部材の厚さ方向に延びる複数の穴６８を有する。他の起伏のある支持部材もいくつか、先の米国特許第５，０９８，７６４号に記載されているが、これらの支持部材はみな、本発明を実施する上で使用する支持部材を形成するのに適当な前駆体である。支持体の前駆体は、レーザ研磨で処理に適した材料からつくられる。ポリマー材料のレーザ処理に関する詳細は、本出願人の米国特許第５，５８５，０１７号（発明の名称「布の形成装置製造用の非収斂レーザドリル法」）に記載してある。
【００５１】
図１４に示された支持部材は、図１（Ｃ）の不織布１０Ｃを製造するための起伏ある支持部材の前駆体として使用される。この支持部材の前駆体は、本出願人の米国特許出願第１３１，１９１ 号（１９９３年９月１３日出願；発明の名称「トリコット状不織布」）の図５に示されている。この米国特許出願第１３１，１９１号に記載したように、これまでに述べた特別の支持部材は、トリコット状の表面をもつ不織布を製造するのに用いることができる。
【００５２】
以下には、図１（Ｃ）の不織布１０Ｃを製造するための支持部材を形成するため、支持部材の前駆体にレーザドリル処理を施す方法について述べる。最初に焦点合わせ工程が行われる。図１４に示した支持部材前駆体は、マンドレル８２１上に位置され、架台駆動装置８３３が、支持部材前駆体をつくり出した出発チューブの非ドリル位置にレンズ８２９の焦点を定めるため、モータにより駆動される。典型的には、非ドリル位置は、支持部材両端にある余白として与えらえる。これらの非ドリル位置は、溝掘の試行を行う領域としてだけでなく、補強手段としての役割も果たし、支持部材に構造的な一体性を与える。レーザは簡単にパルス発振され、マンドレルは、一連の小さなくぼみが生ずるようわずかに回転される。
【００５３】
ついで、焦点位置を変えるため、マンドレルの中心線に対して、焦点合わせステージ８２７が移動させられ、他の一連のくぼみが生ずる。典型的には、２０個のくぼみに対して２０列分の母材が、列の対の間に焦点合わせステージを移動させながら、ドリル穿孔される。くぼみは顕微鏡で確かめたが、非常に小さなくぼみの列が確認された。この微小な径のくぼみ列を形成する焦点合わせステージ８２７の位置は、ビームの焦点が位置する支持部材前駆物質の頂面１０３の参照径を区画する。
【００５４】
不織布の所望のパターンは、図１９（Ａ）に示すように、選択することができる。図１９（Ａ）は、支持部材の製造に用いる（究極には図１（Ｃ）の不織布１０Ｃの製造に用いられる）パターンのビットマップである。図１９（Ｂ）は、図１９（Ａ）において矩形で囲んだ部分を拡大したビットマップである。この図１９（Ｂ）から分るように、「Ｓ」という文字の鏡像の湾曲部分は、スムーズではなく、ごく小さな段差をもつ四角形ないし「画素」を集めたようになっている。これらの画素はそれぞれ、溝掘を行う支持部材前駆体表面の領域に対応する。一個の画素に対応する支持部材表面の典型的な寸法は、各方向にそれぞれ0.002 インチである。黒色の画素は、最終的な支持部材においてくぼんだ領域（すなわち、材料を研磨するためレーザを照射される領域）となる箇所である。白い画素は、この処理によっては変化しない支持部材の領域（したがってレーザは照射されない領域）に対応する。このようにして、図１９（Ａ）のパターンは、支持部材に結像させるためのレーザ操作の指示をコード化したものとなっている。
【００５５】
パターンは、所望の大きさの像を形成するため、調整しなければならない。例えば、支持部材において１インチの長さをもつくぼみが欲しければ、上述の尺度を採用して、ビットマップは、５００画素の長さの像で形成しなければならない。
【００５６】
次に、支持部材前駆体に形成する第１のくぼみ領域のための位置を選択する。これは長手方向（支持部材前駆体の表面を横切る方向）と、周縁方向（支持部材前駆体を周回する方向）の両方について定めなければならない。この出発位置は、図１９（Ａ）のビットマップにおける左上隅に対応する。ビットマップにおける画素の列は、支持部材周縁部に配置される領域に対応する。ビットマップにおける画素の行は、支持部材前駆体の表面を横断して配置される領域に対応する。
【００５７】
最終的な支持部材において、１個以上のくぼみ領域を望む場合は、最終の角の位置決めは、各くぼみ領域について行う。望むならば、各方向（長手方向と周縁方向）におけるパターン繰り返し回数が特定できるよう、コンピュータ制御システムを配置することができる。そしてコンピュータは、これらの繰り返しについてその度に出発位置を定めるであろう。各くぼみ領域内で、操作は繰り返される。
【００５８】
操作を行う際は、最初に、レンズの焦点が、第１のくぼみの先に定めた位置の長手位置に一致するよう、架台をモータで移動させる。この位置は、架台パルス発生器８３４で設定する。
【００５９】
マンドレルは、一定の速度で回転される。周縁方向の位置は、回転パルス発生器８２４で設定される。実際の回転速度は、レーザの出力、切り込みの深さをどのくらいにするか、レーザのスポット径、および一回転当たりの架台の前進量によって決まる。マンドレルが一旦操作速度になると、コンピュータはレーザに支持を送るため、ビットマップの最左端にある列を調べる。もしこの列が黒色画素でないならば、レーザは、マンドレルの第１回目の回転の間ずっと発振されない。他方、もし第１列に黒色画素がある場合は、黒色の画素に対応する支持部材上の位置がレンズの焦点に一致したときに、レーザが発振される。この最左端にある列におけるコード化された指示により、繰り返しパターンのある各領域における支持部材周縁部の回りで、レーザは繰り返し操作される。
【００６０】
マンドレルの回転が完結すると、架台駆動装置は、レンズの焦点を、レーザ研磨により材料が除去される、支持部材前駆体の次の領域における位置に向けて再設定する。この新しい位置は、ビットマップの第２の列における画素に対応する支持部材前駆体領域のすぐ上になる。この新しい位置は、架台パルス発生器８３４で確認される。次いでコンピュータは、ビットマップの第２列においてコード化された支持を調べ、次のマンドレル回転中になされる指示に応じて、レーザをパルス発振させたり、発振を止めたりする。この処理は、ビットマップにおける画素パターンのすべてが支持部材前駆体に燃やし込まれるまで繰り返す。
【００６１】
ここで、レーザが接近する際には、各光路は、材料に、大きなくぼみというよりは、多数の狭い切り込みを形成することに留意されたい。これらの切り込みは、側縁を揃えて並べ、いくらかは重なり合うよう正確に登録されているため、積み重なると幅広のくぼみとなる。滑らかな像を再生するには、設計における各画素に対応するよう設けられた領域が最小のレーザスポット径より小さくなければならない。こうして隣接する光路が重なり合い、各光路の縁が混じり合ってぎざぎざが最小限にとどめられる。典型的には正方形であるが、特定の目的のためには、縦横の長さが異なる画素を用いた方が便利なこともある。例えば、矩形の画素を使うこともできる。
【００６２】
くぼみの深さは、レーザの出力に比例し、回転速度と、一回転当たりの架台の前進量に反比例する。多重光路の蓄積効果は、光路の重なり合いから生まれる種々の混合とともに、幅広のくぼみができることである。この処理は、支持部材の処理面上に、望む限りできるだけ多く繰り返され、大きなパターン効果をつくり出す。
【００６３】
もし強調したいくぼみがある場合は、対応する画素を異なる深さに溝掘をして、第２のパターンをつくる。このためには、前と同じ処理を行うが、レーザの出力はより高くするかまたはマンドレルの回転速度はより遅くして、所望の深さを達成する。
【００６４】
上述の支持部材前駆体のレーザ研磨処理には、驚くべきそして興味深い面がある。材料を一定の深さまで削る旋盤処理とは違って、ここで述べたレーザ研磨処理は、支持部材前駆体から固定量の材料をこすり取る。例えば、上述の処理においては、支持部材前駆体は図１４に示す起伏のあるパターンを含んでいた。そしてこの後行われたレーザ研磨処理は、「ＪＳＫ」の文字の鏡像に対応するくぼみ領域をつくった。でき上がった支持部材を用いて不織布をつくると、「ＪＳＫ」の文字は不織布の隆起部分に現れる。これは、「ＪＳＫ」の文字が不織布１０Ｃの第１の隆起部分１６を含む図１８にみられる。これらの隆起文字「ＪＳＫ」は、裏地部分１２と同じトリコット状の外観を有する。
【００６５】
［実施例１］
この実施例は、図１（Ｃ）の不織布１０Ｃの製造に用いられる起伏のある支持部材製造の模様を説明するものである。起伏のある支持部材の前駆体は、アセタールからつくられ、図１４に示したような、山、谷そして孔からなる起伏のあるパターンを有する。起伏のある支持部材の前駆体は、本出願人の米国特許第５，５８５，０１７号（発明の名称「布形成装置製造のための非収斂型レーザドリル法」）に開示したレーザドリル法によって製造される。実施例１の支持部材は、図１８の装置により、いままで述べてきた支持部材前駆体を使って製造される。支持部材前駆体は、マンドレル８２１の上に取り付けられる。レーザ研磨処理を制御するのに用いるコンピュータグラフィックのファイルは、図１９（Ａ）に示したものであった。レーザの出力は、１３２０Ｗに設定した。レンズ８２９は、起伏のある支持部材前駆体の溝掘をしていない余白部分の頂面に合わせた。これは、前に説明したように、支持部材前駆体用の参照径と符合する。レーザ研磨処理中におけるマンドレル８２１の回転速度は３５rpm で、支持部材頂面の速度は６９ｍ／分になる。一回転当たりの架台の前進量は、５０μｍであった。レーザ研磨処理は、支持部材前駆体の全周縁面が所望のパターンでレーザにより溝を掘られるまで続けられる。得られた起伏のある支持部材は、その外表面近くに第１のパターン、そしてこの第１のパターンの下に、支持部材の深さ方向にくぼんだ第２のパターンを有する。得られた支持部材における第１のパターンは、図１４に示したものである。第２のパターン、すなわち第１のパターンより低く支持部材の深さ方向にくぼんだパターンは、図１９（Ａ）に示したものである。
【００６６】
［実施例２］
この実施例は、実施例１に従って製造した起伏のある支持部材を用いた、図１（Ｃ）に示した不織布製造の模様を説明するものである。実施例１の起伏のある支持部材は、図１８に示した装置のマンドレル８２１から取り外され、図１３の装置のドラム９０に取り付けられる。
【００６７】
全体がステープル長さの綿繊維からできていて、１平方ヤード当たり１．２オンスの繊維状ウェブは、従来のカーディング法で得られた１平方ヤード当たり０．６オンスの１００％綿ウェブと、従来のエアレイイング(air-laying)法で得られた１平方ヤード当たり０．６オンスの１００％綿ウェブを組み合わせてつくられる。この実施例においては、カーディングしたウェブとエアレイイングしたウェブは、カーディングしたウェブの頂面にエアレイイングしたウェブを重ねて組み合わせる。しかし、所望ならば、エアレイイングしたウェブの頂面にカーディングしたウェブを位置させることもできる。
【００６８】
上述の１平方ヤード当たり１．２オンスの１００％綿ウェブは、装置の機械方向において互いに離隔され、装置の幅方向を横切って延びる１８個のオリフィスストリップを備えた従来の平らなベルト式絡み合わせ装置を用いてゆるく絡み合わされる。各オリフィスストリップは、直線で１インチ当たり３０個のオリフィスを有する。絡み合わせ様の流体には水を使った。水は、上流側から下流側へ、最初の３個のオリフィスストリップには２００psigの圧力で、次の３個のオリフィスストリップには６００psigの圧力で、そして最後の１２個のオリフィスストリップには１０００psigの圧力で供給される。絡み合わせ装置は、１分間当たり約３３０フィート(fpm) の割合で操作される。こうして処理された綿ウェブは、スチーム缶の上で乾燥され、軽く絡まった綿１００％のウェブができる。以下ではこれを「プリボンド(pre-bond)」と呼ぶ。
【００６９】
不織布１０Ｃをつくるには、上述のプリボンドを二枚重ねたものが使用される。二層のプリボンドは、実施例１で得た、マンドレル８２１の上に取り付けられた起伏のある支持部材上に載せられる。二層のプリボンドは、次いで水を軽く噴霧される。図１３に示した装置のオリフィスストリップの底から材料のプリボンド頂面までの距離は、約０．７５インチであった。図１３にある５個のオリフィスストリップ９２のうち１個だけが処理のために使用された。二層のプリボンドは、一旦１分間当たり１００ヤードの速度でオリフィスストリップの下を通され、この間水が約６００psigの圧力でオリフィスストリップに供給される。プリボンドは、次いで８回オリフィスストリップの下を通過させる。これら８回の通過の際の速度は、１分間当たり１００ヤードであり、この間供給する水の圧力は約１６００psigであった。こうして得られた不織布１０Ｃは、真空脱水され、支持部材から取り外され、高温の空気オーブンで乾燥した。
【００７０】
不織布１０Ｃは、図１４に示す支持部材を構成する第１のパターンから得られるトリコット状の外観を有する裏地部分１２を含むことは理解されるであろう。不織布１０Ｃの隆起部分１６は、図１９（Ａ）のパターンから得られる。
【００７１】
ここで開示した種類の不織布を製造する装置と方法に関する詳細は、本出願人の米国特許出願第３０８，０１７号（１９９４年９月１６日出願；発明の名称「隆起部分をもつ不織布を製造するための装置」）を参照されたい。
【００７２】
基本重量は、次のようにして求めた。試験材料を少なくとも６時間、温度７０°Ｆ、相対湿度６５％の条件下に置いた。次いでこの試験材料の所望の部分から、面積を予め定めたおいたダイパンチを使って、３個の試験材料を打ち抜く。ダイパンチの領域は、３０mm2 のオーダーであった。打ち抜いた各試験材料は、化学天秤上で秤量した。各試験材料の基本重量は、そのすでに知られた領域の重量で除して計算した。基本重量は、３つの試験材料の基本重量の平均として報告される。
【００７３】
これまで本発明のいくつかの態様を詳細に説明してきたが、当業者は、ここでの開示内容から本発明の範囲内で多くの変形例をつくりだすことができるであろう。
【００７４】
本発明の具体的な実施態様は以下の通りである。
Ａ）不織布であって、
ほぼ平面をなす裏地部分と、
前記平面的な裏地部分から突出する三次元的なパターンを一体的に形成する少なくとも一つの隆起部分を有し、前記裏地部分と少なくとも一つの隆起部分はほぼ等しい基本重量と密度をもつ不織布。
１）前記隆起部分と裏地部分の間に遷移領域が設けられ、この遷移領域は、前記隆起部分および裏地部分とは異なる基本重量を有する上記実施態様Ａ）記載の不織布。
２）前記遷移領域は、前記隆起部分および裏地部分より基本重量が小さい第１の部分を含む上記実施態様１）記載の不織布。
３）前記遷移領域は、前記隆起部分および裏地部分より基本重量が大きい部分を有する第１の部分を含む上記実施態様１）記載の不織布。
４）前記遷移領域は、前記隆起部分および裏地部分より基本重量が大きい第２の部分を含む上記実施態様２）記載の不織布。
５）前記第１の部分は前記裏地部分に接合され、他方第２の部分は前記隆起部分に接合される上記実施態様４）記載の不織布。
６）前記第１の部分は互いにほぼ平行な複数の繊維束から構成される上記実施態様４）記載の不織布。
７）前記繊維束の大部分は、ねじられ折り返された繊維から構成される上記実施態様６）記載の不織布。
８）前記繊維束は、前記裏地部分および隆起部分にほぼ垂直である上記実施態様６）記載の不織布。
９）前記第２の部分は互いにほぼ平行な複数の繊維束から構成される上記実施態様４）記載の不織布。
１０）前記繊維束の大部分は、ねじられ折り返された繊維から構成される上記実施態様９）記載の不織布。
１１）前記裏地部分は複数のほぼ平行な繊維束から構成される表面組織を有し、前記繊維束の大部分はねじられ折り返された繊維から構成される上記実施態様Ａ）記載の不織布。
１２）前記隆起部分は複数のほぼ平行な繊維束から構成される表面組織を有し、前記繊維束の大部分はねじられ折り返された繊維から構成される上記実施態様１１）記載の不織布。
１３）前記裏地部分と隆起部分の表面組織は互いにほぼ同一である上記実施態様１２）記載の不織布。
１４）前記表面組織はトリコット状である上記実施態様１３）記載の不織布。
１５）前記少なくとも一つの隆起部分は上方部分と下方部分を含み、これら上方部分と下方部分は前記裏地部分から隆起している上記実施態様Ａ）記載の不織布。
１６）前記複数の繊維束は、前記不織布において所定の開口パターンを区画し、前記少なくとも一つの隆起部分の断面幅は、前記所定のパターンにおける開口間の距離より少なくとも２倍は大きい上記実施態様１２）記載の不織布。
１７）前記遷移領域は、前記隆起部分から突出する上方部分を含む上記実施態様３）記載の不織布。
Ｂ）不織布であって、
ほぼ平面をなす裏地部分と、前記平面的な裏地部分から突出する三次元的なパターンを一体的に形成する少なくとも一つの隆起部分を有し、前記少なくとも一つの隆起部分は前記裏地部分より大きな基本重量をもつスラブ部分を含む不織布。
１８）前記少なくとも一つの隆起部分は、前記平面的な裏地部分からから突出する上方部分とほぼ平面的な下方部分を含む上記実施態様Ｂ）記載の不織布。
１９）前記少なくとも一つの隆起部分と裏地部分の間に遷移領域が設けられ、この遷移領域は前記裏地部分より小さい基本重量を有する上記実施態様Ｂ）記載の不織布。
２０）前記少なくとも一つの隆起部分は互いにほぼ平行な複数の繊維束から構成される上記実施態様Ｂ）記載の不織布。
２１）前記ほぼ平行な繊維は、前記隆起部分によって形成される三次元パターンの長手方向において平行である上記実施態様Ｂ）記載の不織布。
２２）前記遷移領域は互いにほぼ平行な複数の繊維束から構成される上記実施態様１９）記載の不織布。
２３）前記繊維束の大部分は、ねじられ折り返された繊維から構成される上記実施態様２２）記載の不織布。
２４）前記繊維束は、前記裏地部分および隆起部分にほぼ垂直である上記実施態様２３）記載の不織布。
２５）前記裏地部分は複数のほぼ平行な繊維束から構成される表面組織を有し、前記繊維束の大部分はねじられ折り返された繊維から構成される上記実施態様Ｂ）記載の不織布。
２６）前記隆起部分は複数のほぼ平行な繊維束から構成される表面組織を有し、前記繊維束の大部分はねじられ折り返された繊維から構成される上記実施態様２５）記載の不織布。
２７）前記裏地部分と隆起部分の表面組織は互いにほぼ同一である上記実施態様２６）記載の不織布。
２８）前記表面組織はトリコット状である上記実施態様２７）記載の不織布。
２９）前記複数の繊維束は、前記不織布において所定の開口パターンを区画し、前記少なくとも一つの隆起部分の断面幅は、前記所定のパターンにおける開口間の距離より少なくとも２倍は大きい上記実施態様２６）記載の不織布。
Ｃ）不織布であって、複数の繊維を含み、裏地部分と隆起部分を有し、前記裏地部分はこの不織布の第１の平面に位置してこの平面を区画し、他方前記隆起部分は前記第１の平面と平行でこの第１の平面より上方にある第２の平面に位置し、前記隆起部分は繊維状の遷移領域を介して前記裏地部分に接合され、前記隆起部分の基本重量は前記裏地部分の基本重量と等しい不織布。
Ｄ）不織布であって、複数の繊維を含み、裏地部分と隆起部分を有し、前記裏地部分はこの不織布の第１の平面に位置してこの平面を区画し、他方前記隆起部分は前記第１の平面と平行でこの第１の平面より上方にある第２の平面に位置し、前記隆起部分は繊維状の遷移領域を介して前記裏地部分に接合され、前記隆起部分の基本重量は前記裏地部分の基本重量より大きい不織布。
Ｅ）不織布であって、複数の繊維を含み、裏地部分と第１の隆起部分と第２の隆起部分を有し、前記裏地部分はこの不織布の第１の平面に位置してこの平面を区画し、他方前記第１および第２の隆起部分は前記第１の平面と平行でこの第１の平面より上方にある第２の平面に位置し、前記各隆起部分は繊維状の遷移領域を介して前記裏地部分に接合され、前記第１の隆起部分の基本重量は前記裏地部分の基本重量と等しく、他方前記第２の隆起部分の基本重量は前記裏地部分の基本重量より大きい不織布。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、明瞭ではっきりと区画分けされた隆起部分を有する不織布が提供される。さらに本発明に係る不織布の隆起部分は、立体的に安定で、その三次元構造は、例えば取扱いや洗濯時に圧迫されてもこわれない。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の第１の態様に係る不織布の平面図、（Ｂ）は本発明の第２の態様に係る不織布の平面図、（Ｃ）は本発明の第３の態様に係る不織布の平面図。
【図２】図２は本発明の一態様に係る不織布の一部を示す平面写真図。
【図３】（Ａ）は図２の２Ａ−２Ａ線に沿った断面の斜視図、（Ｂ）は図２の２Ｂ−２Ｂ線に沿った断面の斜視図。
【図４】図２の２Ａ−２Ａ線に沿った写真図。
【図５】図２の４−４線に沿った写真図。
【図６】本発明における不織布の第１の型に係る隆起部分を大きく拡大した断面図。
【図７】本発明における不織布の第２の型に係る隆起部分の平面写真図。
【図８】図７の７−７線に沿った断面写真図。
【図９】図８の断面図を理想化したスケッチ図。
【図１０】本発明の不織布製造方法の各工程を説明するブロック図。
【図１１】本発明の不織布を製造する装置の第１の型を説明する図。
【図１２】本発明の不織布を製造する装置の第２の型を説明する図。
【図１３】本発明の不織布を製造する装置の第３の型を説明する図。
【図１４】本発明の不織布の裏地部分を製造するのに用いられる起伏のある支持部材の一部を断面とした斜視図。
【図１５】本発明の不織布を製造するのに用いられる起伏のある支持部材における凹部領域の一つの型を示す断面スケッチ図。
【図１６】本発明の不織布を製造するのに用いられる起伏のある支持部材における凹部領域の他の型を示す断面スケッチ図。
【図１７】図１６の支持部材を用いて製造される不織布の断面スケッチ図。
【図１８】本発明の不織布の製造に用いられる起伏のある支持部材を形成する装置の説明図。
【図１９】（Ａ）は図１（Ｃ）の不織布１０Ｃの製造に用いられる支持部材を製造するのに用いられるパターンのビットマップ図、（Ｂ）は（Ａ）の矩形領域３０１を大きく拡大したビットマップ図。
【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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