JPH0351822B2 - - Google Patents

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JPH0351822B2
JPH0351822B2 JP59008673A JP867384A JPH0351822B2 JP H0351822 B2 JPH0351822 B2 JP H0351822B2 JP 59008673 A JP59008673 A JP 59008673A JP 867384 A JP867384 A JP 867384A JP H0351822 B2 JPH0351822 B2 JP H0351822B2
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wire
porous wire
porous
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JEEMUZU RIBAA DEIKISHII NOOZAN Inc
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    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Preliminary Treatment Of Fibers (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 ＜技術分野＞ 本発明は不織布用繊維から成る均一な乾燥状態
のウエブを形成するための改良された装置と方法
に関する。特に本発明は、高速度で移動する多孔
性ワイヤ上に乾燥した繊維を配置することによつ
て均一な空送式ウエブを形成する装置と方法に関
する。
＜先行技術＞ 不織布用ウエブの製造は、乾燥した繊維あるい
はフイラメントのような繊維状材料と粒子状材料
を移動するウエブ形成表面上で乾燥状態でウエブ
を形成することを含む。乾燥状態で繊維状材料の
ウエブを形成するシステムにおいて、臨界的な工
程の制約が分速500フイート以上にウエブ形成表
面の速度が増加するシステムの中に存在すること
が判明している。このような高速において、移動
するウエブ形成表面上に重ねられる繊維は装置の
方向、すなわちウエブ形成表面の長手方向で不均
一になりがちである。形成されたウエブの上方表
面は装置を横切る方向に延びる波状の、すなわち
さざ波の効果を呈することになり、このウエブは
厚さおよび単位面積当りの重量で対応したバラツ
キを示すことになる。前記さざ波効果はウエブ形
成表面の速度が増加するにつれて悪くなる。そし
てウエブ形成表面の速度にある範囲の高速が用い
られた時には、ウエブは最終的には商業的に受入
れることができない程になる。
ウイドナル（Widnall）の米国特許第4276248
号明細書には特に１分間500フイート以上のワイ
ヤ速度で行われる乾燥状態での不織布用ウエブの
形成に係る諸問題が開示され、且つこれらの問題
に対する幾つかの解決策が提案されている。この
公報に開示されているように、ウエブ中における
これら有害な波特性を軽減することができる臨界
的な繊維速度の関係が存在する。この関係（以下
「形成比」と称す）は、多孔性ワイヤすなわちウ
エブの水平速度と繊維の水平速度成分との間の差
を繊維の垂直速度成分で割つた値が3.0より、よ
り好ましくは2.5より小さくあるべきことを示し
ている。
前記諸問題を軽減するための試みがダンケリリ
ー他の米国特許第4264290号明細書（以下「ダン
ケリリー他」と称す）とダンケリリーの米国特許
第4285647号明細書（以下「ダンケリリー」と称
す）に記載されている。これらの特許は乾燥状態
で置かれる繊維に水平速度成分を生じさせるある
種の手段を図示している。「ダンケリリー他」お
よび「ダンケリリー」は移動する多孔性ワイヤー
の下方の吸引箱が、乾燥状態で置かれる繊維に水
平速度成分を生じさせるために装置の方向、すな
わち下流方向にずれて配置されるとよいという事
を示している。すなわち、吸引箱の上流側の壁は
分配装置の下方にあり、そして分配装置の上流側
の壁から一定距離だけ位置がずらされ、一方吸引
箱の下流側の壁は移動するワイヤの方向で繊維を
置く空気を引くために分配装置を越えてはみだし
ている。
「ダンケリリー他」および「ダンケリリー」は
又ずらされて配置された吸引の効果を大きくする
ために水平速度成分を生じさせる付加的な手段を
示す。「ダンケリリー他」は繊維分配装置とウエ
ブ形成ワイヤとの間の間隙に空気を水平方向に向
ける複数のフオイルを使用することを我々に教え
る。「ダンケリリー」はウエブ形成ワイヤの上方
の繊維分配システム内に空気を水平方向に向ける
各種の羽根および偏向板から成る装置を図示して
いる。
本発明は均一なウエブを乾燥状態で高速で製造
する際の前述の問題点を軽減するために水平方向
で繊維を加速する新しい手段を提供する。そし
て、この手段は単独で用いられてもよく、あるい
は既存のシステムと組合せて用いられてもよい。
＜発明の目的＞ 本発明は、高速度で乾燥ウエブを形成する際の
さざ波効果に関連する問題点を軽減するために、
高速度で移動する多孔性ワイヤ上に乾燥した繊維
から成る均一なウエブを配置する改良された装置
と方法を提供することを目的とする。
本発明の他の目的および利点は下記の記載の中
に部分的に示され、部分的には下記の記載から自
明であり、あるいは本発明の実施から知ることが
できるであろう。本発明の目的および利点はとり
わけ特許請求の範囲に記載された装置、方法およ
びそれらの組合せによつて理解され、且つ把握さ
れる。
＜発明の構成＞ 本発明の目的を達成するために、実施例で示さ
れ且つここで広く記載されるように、本発明は水
平方向且つ上流から下流方向に分速500フイート
以上の速度で移動する多孔性ワイヤ上に乾燥繊維
から成る均一なウエブを配置する装置である。本
発明による装置は、前記ワイヤの上方に配置され
た繊維分配装置と、前記ワイヤの下方で且つ移動
する多孔性ワイヤの下流方向で前記繊維分配装置
の位置に対して相対的にずれて配置されている吸
引箱と、少くとも１個の送入空気偏向手段とを含
んで構成され、前記分配装置が連結された複数の
側壁と、多孔性の底部壁と、分配装置に乾燥繊維
を導入するための繊維送入手段と、分配装置の上
方における空気入口と、分配装置の下方を移動す
るワイヤ上に繊維を散布する手段とを具備し、前
記少くとも１個の送入空気偏向手段が前記分配装
置内で前記散布手段の上方に配置され、且つ前記
分配装置の水平横断面の10％から40％の間をおお
うように水平方向に延びると共に前記偏向手段の
下方に低空気圧の区域を形成するために分配装置
の下流側壁に隣接して配置されており、それによ
つて、分配装置に導入された繊維に、前記送入空
気偏向手段が無かつた場合よりも大きい下流方向
での水平速度成分が与えられる装置である。本発
明の好ましい実施例において、装置は、分配装置
に乾燥繊維を導入するために、中央部に配置され
た第１繊維送入手段と、分配装置の上流壁の近く
に配置された第２繊維送入手段を有する。本発明
のより好ましい実施例においては、前記多孔性ワ
イヤ上に配置される乾燥繊維の平均入射角が50゜、
より好ましくは40゜より小さく、そして前記多孔
性ワイヤの水平速度と多孔性ワイヤに配置される
乾燥繊維の水平速度との差が繊維の垂直速度成分
の2.5倍、より好ましくは1.5倍より小さい。
本発明はさらに、分速500フイート以上のウエ
ブ形成速度で、上流から下流への方向に水平方向
に動く多孔性ワイヤの上に、横方向のさざ波効果
を実質的に発生させることなしに、乾燥した不織
布用ウエブを形成する方法を提供する。本発明に
よる方法は前記繊維を移動中の多孔性ワイヤ上に
散布するために多孔性ワイヤの上方に配置された
分配装置に繊維を導入すると共に前記移動するワ
イヤに対して分配装置の上流端部に繊維を導入す
るステツプと、前記多孔性ワイヤの下方で且つ前
記分配装置に対して下流への方向でずれて配置さ
れ、前記分配装置の上方端部を通つて空気を吸引
している吸引箱を用いて下流方向の圧力勾配を生
じさせるステツプと、前記多孔性ワイヤ上に配置
される繊維に増加した水平速度成分を与えるため
にダツフルを用いて分配装置の下流端部に減少さ
れた圧力区域を発生させるステツプとを含んでな
る方法である。本発明の方法の好ましい実施例に
おいて、前記繊維は分配装置の中央部で分配装置
に導入されると共に、分配装置の上流端部の近く
で導入される。本発明の方法のより好ましい実施
例において、多孔性ワイヤ上に配置される乾燥繊
維の平均入射角が50゜、より好ましくは40゜より小
さく、前記多孔性ワイヤの水平速度と前記多孔性
ワイヤ上に配置される乾燥繊維の水平速度の差が
繊維の垂直速度成分の2.5倍、より好ましくは1.5
倍より小さい。
前述の一般的説明および後述の詳細な説明は共
に例示し且つ説明のためのものであつて、特許請
求の範囲に示された本発明を限定することを目的
としたものでないことを理解されるべきである。
＜実施例＞ 添付図面に示された本発明のより好ましい実施
例に基づき本発明を以下に詳述する。
第１図および第２図において、本発明による空
送式不織布用ウエブを乾燥状態で形成する装置に
は総括的に番号１０が付されている。装置１０は
分配装置１１、吸引箱１２および多孔性ウエブ形
成ワイヤ１３を含んで構成される。このワイヤ１
３は、第１図で左側（上流）から右側（下流）に
向けて矢印で示されるように水平移動するように
配置され、分配装置１１と吸引箱１２の間を複数
の案内ローラ１４と複数のテーブルローラ１５に
沿つて移動する。分配装置１１は前記ウエブ形成
ワイヤ１３の上方に配置され、吸引箱１２はウエ
ブ形成ワイヤ１３の下方に配置される。
分配装置１１は基本的には箱状形状を有し、大
気中に開口した上端部２１と多孔性スクリーン２
２が設けられている底部を有する。勿論前記上端
部が閉じられて空気用入口を設けるために空気取
入れ口が設けられていてもよい。装置の方向、す
なわちウエブ形成ワイヤの長手軸方向で連続して
配置されている複数列の羽根車２３がスクリーン
２２の近くで分配装置１１の内側に配置され、ス
クリーンを通して繊維を下方のワイヤ１３上に散
布する手段を提供する。公知のように、横断ビー
ム部材が分配装置の上方区域に配置され、前記横
断ビーム部材から前記羽根車の軸２４が回転可能
に吊下がつている。代表的な例では、前記型式の
分配装置は３列から10列、好ましくは６列の羽根
車を有する。
従来公知の装置においては、繊維送入導管２６
が中央に設けられ（本実施例では前記上端部に設
けられている）、ルーズな繊維が空気的に分配装
置の中に導入される。一方リサイクル用導管２７
が嵩の大きい繊維塊を繊維塊細分手段（図示せ
ず）に戻して再使用するために設けられる。分配
装置中の繊維のスクリーン２２上へあるいはスク
リーン２２を通過させての分配が公知の羽根車２
３によつて達成される。
出口孔３１を有する吸引箱１２がダンケリリー
他の米国特許公報第4264290号明細書に記載され
ているように、前記分配装置の下方にずれて重な
る関係で配置される。ずれて重なる関係になつて
いる事によつて、孔３１に連通する真空製造手段
（図示せず）によつて吸引箱を経て分配装置の中
を引かれる空気流は破線３２によつて示された曲
線状流れ軌道が与えられることになる。したがつ
て、ワイヤ１３上に衝突する繊維１６は第３図の
ベクトル図で示されるように水平方向速度成分
VHを受ける。かくして速度VWで移動するワイヤ
１３に対して、繊維１６は速度VWと速度VHとの
差に等しい水平方向速度差VFを有し、且つ
tan-1VV／VHに等しい角度でワイヤに投射され
る。ウイドナルの米国特許第4276248号明細書に
定義され、且つ分速500フイート以上のワイヤ速
度での前述のような装置から得られたウエブ中に
固有に発生するさざ波効果は形成比、すなわち
VF／VVの絶対値が減少するに従つて軽減される。
適正な形成が行われるための前記形成比の限定値
は約３以下である。垂直速度成分VVが一定の場
合の前記形成比はVHが増加して角度が減少する
時に減少する。
前記装置は本発明による好ましい実施例の下記
の特徴によつてさらに改善される。入口２６から
の繊維は分配装置自体の中に残つている間は装置
の方向で水平方向の速度を受けるので、壁４１に
近接した分配装置の上流部分は繊維が空になる。
羽根車２３は、それによつて分配不良状態を克服
するのに役立ち且つ、壁４１に向つて繊維を推進
するのに充分な繊維の運動モーメントを与えな
い。この困難な問題は、壁の近く、好ましくは壁
４１と羽根車２３の隣接した列との間に第２繊維
入口導管４２を配置することによつて修正され
る。導管４２に向う繊維の量は導管４２の中に偏
向弁４３、あるいは当業界で公知の他の手段によ
つて調節することができる。
不良分配問題を直すことによつて、水平方向繊
維速度成分VHを増加することができ、それによ
つて前記速度比の絶対値を減少することができ
る。この事を行うために、上端部２１を通つて入
つてくる繊維を伴わない空気流に、分配装置１１
内に装置方向での圧力勾配を導入することによつ
て水平方向速度成分が与えられる。この勾配はワ
イヤ１３を横切る方向に１個以上のバツフルを分
配装置１１内に配置することによつて得られ、複
数のバツフルは下流の壁４５の方向から内側に延
びている。バツフル４４上での繊維の堆積を防ぐ
ために、複数のバツフルが配置されている高さが
繊維送入導管２６および４２の出口より上方であ
ることが必要である。複数のバツフルは蝶番によ
つて横断部材２５に角度変更可能に支えられ、前
記圧力勾配はバツフルの自由端縁部と隣接した横
断部材間の開口部４６の大きさによつて調節され
る。典型的には、前記バツフルは水平に対して0゜
から30゜、好ましくは5゜から15゜の間に設置される。
蝶番付きバツフルの代りに調節可能なダンパを具
備したルーバを用いることができる。
第４図に本発明による調節可能なバツフル装置
を詳細に示す。それぞれの調節可能なバツフル４
４は蝶番ピン５５を中心として回すことのできる
総括的に５３で示された蝶番機構を用いて横断部
材２５上に取付けられる。それぞれのバツフル４
４は、バツフルを起して空気流が通過するための
開口部５７を作るために前記蝶番機構５３に作用
する適切な機械的手段（図示せず）によつて調節
される。バツフルの位置は水平からの角度で閉じ
た位置、すなわち0゜から30゜である開口した位置
間で調節されると好ましい。バツフル４４の角度
と開口部５７の大きさは計画された目的に合うよ
うに空気流の量と方向を希望に応じて調節する。
より好ましくはそれぞれのバツフルは水平に対し
て5゜から15゜の間の角度に調節される。バツフル
は希望した起上つた角度でバツフルを固定するた
めに必要あれば固定手段５９に固定されるとよ
い。用いられる固定手段にどのような型式のもの
を採用するかの選択は当業者にとつて容易なこと
である。静置しているバツフル装置５１は横断部
材２５から下流側の壁に（第４図には図示せず、
第２図参照）、実質的に水平に延びている。
一般的に分配装置断面積の10％から40％、好ま
しくは20％から30％が遮断されるとよい。外壁４
１と外壁４５との間で測定された圧力勾配は水高
で最低0.5インチから最高1.5インチの範囲に収ま
り、正常な作動状態では水高で1.0インチの範囲
内にある。発生した増加水平速度成分を分速０フ
イートから300フイートにすることができ、最適
の増加成分は分速200フイートよりやや下廻る値
である。
第５図にバツフルを用いた装置と通常の装置で
の試験で得られた比較結果を曲線＃１および＃２
で示す。分配装置は６列の羽根車を有し、吸引箱
は約１列分だけずれて配置される。それぞれの場
合において分速500フイートから1300フイートの
間、しかし最も多くの場合で分速900フイートで
のワイヤ移動速度に対して垂直速度VVは分速300
フイートである。
横座標は分配装置の上流壁４１からフイートで
示したウエブの移動距離である。一方入射角が縦
軸上に取られる。曲線＃１はバツフルを用いない
装置の場合であり、曲線＃２は、バツフルが下流
壁に近接した２列の羽根車の上に配置されている
装置の場合である。
曲線＃１によつて示されたバツフルを用いない
装置の平均入射角は82.4゜であり、これはVHが分
速40フイートである場合に相当する。曲線＃２に
よつて示されたバツフル付き装置では、平均入射
角は40.8゜であり、これはVHが分速347フイートで
ある場合に相当する。測定点３，４，９および１
０に表れたそれぞれのピークはワイヤのたるみを
防ぐロール１５のようなテーブルローラによつて
生ずる。曲線＃１において斜線を付したピーク部
分は装置の反対方向に繊維が移行することを示す
（入射角が90゜より大きい）。90゜以上の角度で繊維
が接近することは良好なウエブ形成に悪く作用す
る。一方バツフル付きの構造の場合には、分配装
置の全長にわたつて装置の方向で繊維が加速され
て移行することが曲線＃２に示されている。
本発明の範囲はここに記載された記述、実施例
および予相された用途によつて限定されるもので
はなく、本発明の精神を逸脱することなく変更す
ることができる。例えば好ましい空気流の流動軌
道を達成するための吸引箱の変更、例えば吸引箱
の下方部分を仕切つて本発明と組合せて用いるこ
とができること等は当業界の知識において容易に
行えることである。かくして本発明は本発明の特
許請求の範囲内において行われる各種の変更修正
を含むものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は繊維分配装置と、繊維分配装置に対し
て水平方向にずれて配置された吸引箱と共に用い
られる本発明の装置の一部断面側面図であり、第
２図は第１図の線２−２による断面図であり、第
３図はウエブ形成用ワイヤ上に衝突する繊維積込
み用空気のベクトル図であり、第４図は本発明に
よるバツフル機構を第１図より詳細に示す一部断
面側面図であり、第５図は分配装置の長手方向に
沿つた繊維入射角について本発明の効果を示すグ
ラフである。 １１……分配装置、１２……吸引箱、１３……
多孔性ワイヤ、１６……繊維、２１……分配装置
の上端部、２２……スクリーン、２３……羽根
車、２５……横断部材、２６，４２……繊維送入
導管、３２……繊維の曲線状流れ軌道、４１，４
５……壁、４４……バツフル。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 上流から下流へ水平方向で分速500フイート
    以上の速度で移動する多孔性ワイヤに乾燥繊維か
    ら成る均一なウエブを配置する装置において、 該装置が前記ワイヤの上方に配置された繊維分
    配装置と、前記ワイヤの下方で且つ移動する多孔
    性ワイヤの下流方向で前記繊維分配装置の位置に
    対して相対的にずれて配置されている吸引箱と、
    少くとも１個の送入空気偏向手段とを含んで構成
    され、 前記分配装置が連結された複数の側壁と、多孔
    性の底部壁と、分配装置に乾燥繊維を導入するた
    めの繊維送入手段と、分配装置の上方における空
    気入口と、分配装置の下方を移動するワイヤ上に
    繊維を散布する手段とを具備し、 前記少くとも１個の送入空気偏向手段が前記分
    配装置内で前記散布手段の上方に配置され、且つ
    前記分配装置の水平横断面の10％から40％の間を
    おおうように水平方向に延びると共に前記偏向手
    段の下方に低空気圧の区域を形成するために分配
    装置の下流側壁に隣接して配置されており、 それによつて、分配装置に導入された繊維に、
    前記送入空気偏向手段が無かつた場合よりも大き
    い下流方向での水平速度成分が与えられる多孔性
    ワイヤに乾燥繊維から成る均一ウエブを配置する
    装置。 ２ 前記繊維送入手段が、分配装置に乾燥繊維を
    導入するために、中央部に配置された第１繊維送
    入手段と、分配装置の上流壁の近くに配置された
    第２繊維送入手段とを有する特許請求の範囲第１
    項記載の装置。 ３ 前記第１繊維送入手段と前記第２繊維送入手
    段のそれぞれの出口が前記空気偏向手段の高さよ
    り下方に位置決めされている特許請求の範囲第１
    項記載の装置。 ４ 前記吸引箱がウエブ形成区域における分配さ
    れた繊維に少くとも分速300フイートの垂直速度
    成分を与える特許請求の範囲第１項記載の装置。 ５ 前記多孔性ワイヤが分速500フイートから
    1300フイートの範囲で水平方向且つ下流に向けて
    移動する特許請求の範囲第１項記載の装置。 ６ 前記空気偏向手段が装置を横切る方向で分配
    装置を通して延びるバツフル板を有し、該バツフ
    ル板が前記圧力勾配を変更するために調節可能に
    蝶番付けされ、且つ分配装置の断面積の20％から
    30％の間をおおつている特許請求の範囲第１項記
    載の装置。 ７ 前記バツフル板のそれぞれがピン上に回動可
    能に載置されている特許請求の範囲第６項記載の
    装置。 ８ 前記空気偏向手段が装置を横切る方向で分配
    装置を通して延びるバツフル板を有し、該バツフ
    ル板が前記圧力勾配を変更するために調節可能に
    蝶番付けされ、且つ分配装置の断面積の20％から
    30％の間をおおつている特許請求の範囲第２項記
    載の装置。 ９ 前記多孔性ワイヤ上に配置される繊維の平均
    入射角が50゜より小さい特許請求の範囲第１項記
    載の装置。 １０ 前記多孔性ワイヤの水平速度と多孔性ワイ
    ヤ上に配置される繊維の水平速度との差が繊維の
    垂直速度成分の2.5倍より小さい特許請求の範囲
    第５項記載の装置。 １１ 前記多孔性ワイヤに配置される繊維の平均
    入射角が40゜より小さい特許請求の範囲第１項記
    載の装置。 １２ 前記多孔性ワイヤの水平速度と多孔性ワイ
    ヤ上に配置される繊維の水平速度との差が繊維の
    垂直速度成分の1.5倍より小さい特許請求の範囲
    第９項記載の装置。 １３ 分速500フイート以上のウエブ形成速度で、
    上流から下流への方向に水平方向に動く多孔性ワ
    イヤの上に、横方向のさざ波効果を実質的に発生
    させることなしに、乾燥した不織布用ウエブを形
    成する方法において、 前記方法が前記繊維を移動中の多孔性ワイヤ上
    に散布するために多孔性ワイヤの上方に配置され
    た分配装置に繊維を導入すると共に前記移動する
    ワイヤに対して分配装置の上流端部に繊維を導入
    するステツプと、 前記多孔性ワイヤの下方で且つ前記分配装置に
    対して下流への方向でずれて配置され、前記分配
    装置の上方端部を通つて空気を吸引している吸引
    箱を用いて下流方向の圧力勾配を生じさせるステ
    ツプと、 前記多孔性ワイヤ上に配置される繊維に増加し
    た水平速度成分を与えるためにダツフルを用いて
    分配装置の下流端部に減少された圧力区域を発生
    させるステツプとを含んでなる乾燥した不織布用
    ウエブを形成する方法。 １４ 前記繊維が分配装置の中央部で分配装置に
    導入されると共に、分配装置の上流端部の近くで
    導入される特許請求の範囲第１３項記載の方法。 １５ 前記繊維が少くとも分速300フイートの垂
    直速度成分を有してウエブ形成区域に下方に散布
    される特許請求の範囲第１３項記載の方法。 １６ 前記多孔性ワイヤが分速500フイートから
    1300フイートの範囲内の速度で水平方向で下流に
    向けて動く特許請求の範囲第１３項記載の方法。 １７ 前記区域内における圧力がバツフルを調節
    することによつて調節可能である特許請求の範囲
    第１３項記載の方法。 １８ 前記多孔性ワイヤ上に配置される繊維の平
    均入射角が50゜より小さい特許請求の範囲第１３
    項記載の方法。 １９ 前記多孔性ワイヤの水平速度と前記多孔性
    ワイヤ上に配置される繊維の水平速度との差が繊
    維の垂直速度成分の2.5倍より小さい特許請求の
    範囲第１８項記載の方法。 ２０ 前記多孔性ワイヤ上に配置される繊維の平
    均入射角が40゜より小さい特許請求の範囲第１３
    項記載の方法。 ２１ 前記多孔性ワイヤの水平速度と前記多孔性
    ワイヤ上に配置される繊維の水平速度との差が繊
    維の垂直速度成分の1.5倍より小さい特許請求の
    範囲第２０項記載の方法。
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