JPH08100361A - 地形状支持部材、その製造方法及びそれを用いた不織布の製造方法と製造装置 - Google Patents

地形状支持部材、その製造方法及びそれを用いた不織布の製造方法と製造装置

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JPH08100361A JP7261018A JP26101895A JPH08100361A JP H08100361 A JPH08100361 A JP H08100361A JP 7261018 A JP7261018 A JP 7261018A JP 26101895 A JP26101895 A JP 26101895A JP H08100361 A JPH08100361 A JP H08100361A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 トリコット様不織布等の不織布を製造するた
めの、安価ででこぼこの少ない地形状支持部材を得るこ
と。 【解決手段】 不織布、特にトリコット様不織布の製造
に使用するための地形状支持部材２とその地形状支持部
材２の製造方法。地形状支持部材２は、複数のピーク５
と谷６及び複数の孔７のパターンの上面３を有する本体
１を含む。孔７の頂部は円錐形でピーク５と谷６の群に
囲まれている。隣り合う孔７の中央ラインから中央ライ
ンの距離は、孔７の円錐形頂部の主直径より小さい。地
形状支持部材２は、焦点が出発加工物の上面の下になる
ようにレーザービームを集束し、レーザービームでテー
パした孔の所定のパターンを切削して製造する。テーパ
した孔のパターンでは、得られた支持部材２の上面にお
いて、各孔７を囲むピーク５と谷６の群が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、不織布を製造す
るための地形状支持部材及びその地形状支持部材の製造
方法に関するものである。さらに、その地形状支持部材
を用いた不織布の製造方法及び製造装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】不織布は多年知られている。不織布のあ
る製造方法では、繊維バット又はウェブを水流で処理し
て繊維を互いに絡合させバットに強度を加える。織布の
物理的特性と外観を模倣する試みとして、このようにし
て繊維バットを処理する多くの方法が開発されている。
米国特許第５，０９８，７６４号と第５，２４４，７１
１号は、不織布を製造する間、繊維ウェブを支持するバ
ック部材を開示している。米国特許第５，０９８，７６
４号は所定の地形とそこに所定のパターンの開口を有す
る支持部材を開示している。ある例では、バック部材は
三次元で、バック部材の一面にわたってあるパターンで
分散している複数のピラミッドを含む。このバック部材
はさらに間隔（「谷」と称す）をもってピラミッドの間
に位置する複数の開口を有する。この方法では、出発繊
維ウェブが地形状支持部材の上に置かれる。繊維ウェブ
を上に載せた支持部材は高圧流体（通常は水）の噴射の
下を通過する。水の噴射は、繊維を、支持部材の地形状
の形に基づき所定のパターンに、互いにもつれ合わせ絡
み合わせる。
【０００３】支持部材の地形状特徴と孔のパターンは、
得られる不織布の構造にとって重要である。さらに、支
持部材は、流体噴射が新しい配列に繊維を再配列し絡合
して安定な布を形成する間、繊維ウェブを支持するため
に、十分に構造的に一体で強くなければならない。支持
部材は流体噴射の力で実質的に歪んではいけない。ま
た、支持部材は、効果的な絡合を妨げる繊維ウェブの
「洪水」を防ぐために、比較的大量の絡合流体を除く手
段を有することが必要である。通常は、支持部材は排水
孔を有するが、その排水孔は、面の成形中に繊維ウェブ
の一体性を保ち繊維の損失を防ぐために、十分小さいサ
イズでなければならない。さらに、支持部材は、絡合布
の取り外しを妨げる恐れのある、かぎ等のでこぼこをほ
とんど含んではならない。同時に、支持部材は、その上
で処理される繊維ウェブの繊維が流体噴射の影響で流さ
れてはいけない。このような支持部材を製造するために
機械加工が使用できるが、この製造方法は非常に高価で
しばしばかぎ等のでこぼこが生じる。従って、より安価
で、かぎ等のでこぼこの数が少ない地形状支持部材の製
造方法が求められている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の機械加工による
支持部材の製造方法には非常に高価で、しばしばかぎ等
のでこぼこが生じる等の課題があった。この発明は上記
のような課題を解決するためになされたもので、より安
価で、かぎ等のでこぼこの数が少ない支持部材の製造方
法を得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、不織布製造用
の地形状支持部材の製造方法、及びトリコット様又は他
の同様な不織布を製造するのに使用できる本発明の方法
により製造した地形状支持部材に関する。本発明の方法
によれば、レーザービームが加工物の上に当てられ、地
形状パターンに切削する。レーザービームは、ビームの
焦点が加工物の上面の下になるように、集束する。レー
ザービームが加工物の上面以外の点、例えば上面でなく
上面の下の点で集束することを「脱集束（ｄｅｆｏｃｕ
ｓｓｉｎｇ）」と称する。その後、脱集束したレーザー
ビームは、加工物において、加工物の各孔を囲むピーク
と谷の地形状配列を形成するように、テーパした孔の所
定のパターンを切削する。孔は、孔の主（ｍａｊｏｒ）
直径が得られる支持部材の上面に残るように、テーパ状
又は円錐形の頂部を有する。ピークと谷の地形状配列
は、隣り合う孔の中央ラインから中央ラインへの間隔が
孔の頂部の主直径より少ないため、形成される。この様
な間隔は、加工物の最初の厚み内で交差する隣り合う孔
にテーパをもたらす。
【０００６】一実施例では、ラスター（ｒａｓｔｅｒ）
走査レーザー切削方法を使用して、地形状支持部材を製
造する。この例では、レーザービームを一連のラスター
走査で加工物の表面全体に動かす。各走査の間、レーザ
ーは、各孔の一以上の個別の部位を切削するのに十分な
時間の所定の間隔と強度で、スイッチオンされる。この
方法では、各孔は多数の走査を受け、完全に切削され
る。この例では、複数のピーク、谷、孔のパターンが形
成され、トリコット様編物の外観の不織布を製造する。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。図１は本発明の地形状支持部材の斜視図であ
る。支持部材２は、上面３と底面４を有する本体１を含
む。谷６により離されているピーク５の列が、所定のパ
ターンで、上面３にわたって配置される。支持体を貫い
て延びる複数の排水孔７が、あるパターンで部材２に設
けられる。この例では、各排水孔７は６つのピーク５と
６つの谷６の群で囲まれている。
【０００８】排水孔７は上部７ａと下部７ｂを有する。
図１に示すように、孔７の上部７ａには壁１０があり、
ほぼ「ベルの口」又は「朝顔」のような形である。上部
７ａはテーパしており、その断面積は支持部材２の上面
に近いほど大きくなり、上部７ａの底が下部７ｂと合う
地点１０ａで小さくなる。この例では、下部７ｂはいく
らかテーパした円筒状の形である。孔７の下部７ｂの断
面積は、地点１０ａのが支持部材の底面４より大きい。
孔７の断面を図２に示す。ライン９が、上面３の下に１
つの孔の半径で壁１０の２つの対向する点に接して引か
れる。ライン９により形成される角度１１は、意図する
結果を得るためには、支持部材２の厚み１２に対して調
節されなければならない。例えば、角度が大きすぎれ
ば、孔７０は小さすぎて排水が不十分になる。角度が小
さすぎれば、ほとんど又は全くピークと谷が無くなる。
【０００９】繰返パターンにおける隣り合う孔の中央か
ら中央の間隔（図１参照）は、同じく重要である。ピー
ク５と谷６は、テーパするやや円錐形の孔７の交差によ
り形成される。孔の中央から中央の間隔が上面３の孔７
の主直径より大きければ、交差がなく、部材の上面は全
体に円錐形の孔がある滑らかで平らな面になる。図１３
に示すように、孔Ａ´の主直径はピーク５０１と５０４
の間を延び、２つのヘッドの矢印５２１で示される。同
様に、孔Ｂ´の主直径はピーク５０３と５１２の間を延
び、２つのヘッドの矢印５２２で示される。孔の主直径
は、支持部材の上面で測定した、孔の上面を形付けるピ
ークのあらゆる対の間の最大のピーク間距離である。隣
り合う孔の中央から中央の間隔が、その中央から中央の
ラインに添って測定する孔の直径より小さければ、円錐
形の面が交差して谷が形成される。
【００１０】図３に示すように、孔７は六角形で巣状配
列であるが、本発明は六角形に限定されない。例えば
円，正方形，八角形，不定形（図１２参照）又はそれら
の組合せ等の他の形でもよく、所望の地形状の形によっ
て決まる。図３で、矢印Ａに平行な列１３と１４には各
々、複数の六角形１５０がある。これらの六角形は７個
の画素の幅と１１個の画素の長さを有し、各列において
８個の画素だけ離れている。六角形の列１３は六角形の
列１４の近くに離れてある。特に、図３に示すように、
列１３の各六角形の下の端はライン１７に接している。
このライン１７は列１４の各六角形の上の端にも接して
いる。列１５と１６は列１３と１４から離れているが、
列１３と１４と同様の構成である。列１５と１６の間の
間隔は、上記の列１３と１４の間の間隔とほぼ対応す
る。しかしながら、列１５は列１４から離れている。図
３に示すように、列１４の六角形の一番下の端はライン
１８に接し、列１５の六角形の一番上の端はライン１９
に接している。ライン１８と１９は距離ｄだけ、図３に
示すパターンでは３個の画素分、互いに離れている。列
１３，１４，１５，１６の上記のパターンは図３のビッ
トマップ全体に繰り返される。ある列内の六角形の間隔
又は隣の列間の六角形の間隔は均一でなくてもよい。
【００１１】図３のビットマップに示される、２つの隣
り合う六角形の隣り合う平行な壁２０の間の距離は、流
体力に抵抗し通常の取扱ができるように支持部材に強度
を付与するために、十分大きい必要がある。図１に示す
ように、各孔７は６つの隣り合う孔７により囲まれてい
る。これら全ての孔７が十分にテーパされ直径がそれら
の中央間距離より大きければ、各孔７は隣と６つ交差
し、これらの交差が６つの谷を形成する。深さによって
は、これらの谷６は上面３と交差でき、その結果小さい
台地により離される、又は互いに交差してピーク５を形
成する。
【００１２】本発明の地形状支持部材の製造装置が、図
４に示される。支持部材の出発物質はどのような形でも
組成でもよい。地形状支持部材は好ましくはアセタール
を含み、アクリル樹脂でも十分である。出発物質の好ま
しい形は、残留内部圧力を軽減した、壁の薄い、円筒状
の、好ましくはシームレスのチューブである。後述する
ように、円筒状の形は、好ましい不織布の製造装置を、
収容する。今日支持部材の形成に使用するために製造さ
れるチューブは、直径が２から６フィートであり、長さ
が２から６フィートである。壁の厚みは公称１／４イン
チである。これらのサイズは設計選択の事項である。
【００１３】チューブ状出発加工物２が適当な軸又は心
棒２１に取り付けられ、加工物２を円筒形に固定し、ベ
アリング２２で長軸の周りを回転できる。回転駆動体２
３が設けられ、心棒２１を制御した速度で回転させる。
回転パルス発生機２４が接続し、心棒２１の回転をモニ
ターするので、正確な半径方向の位置がいつでもわか
る。心棒２１の振り（スイング）の外側に平行して１以
上のガイド路２５が設けられ、これにより、チューブ２
の上面３に一定の隙間を維持しながら、キャリッジ２６
が心棒２１の長さ全体を横切ることができる。キャリッ
ジパルス発生機３４が支持部材２に対するキャリッジの
横の位置を記録しながら、キャリッジ駆動体３３がキャ
リッジをガイド路２５に添って動かす。集束ステージ２
７がキャリッジに取り付けられる。集束ステージ２７が
集束ガイド路２８に取り付けられ、キャリッジ２６の動
きと直行する動きを可能とし、チューブ２の上面３に対
してレンズ２９を集束する手段を提供する。集束駆動体
３２が設けられ、集束ステージ２７を位置付けし、レン
ズ２９を集束させる。
【００１４】集束ステージ２７にレンズ２９を固定し、
それをノズル３０に固定する。ノズル３０は、レンズ２
９を冷やし清浄を保つために圧力がかけられた気体をノ
ズル３０に導入する手段３１を有する。また、キャリッ
ジ２６には最終屈曲鏡３５が取り付けられ、レーザービ
ーム３６を集束レンズ２９に向ける。レーザー３７が、
離れて設置され、ビームを最終屈曲鏡３５に向けるオプ
ションの屈曲鏡３８を有する。レーザー３７をキャリッ
ジ２６に直接取り付けて、ビーム屈曲鏡を除くことも可
能であるが、空間的制限とレーザーのユーティリティ連
結を考慮すると離れた取り付けのがずっと好ましい。
【００１５】レーザー３７に動力を供給すると、発射し
たビーム３６は、最初ビーム屈曲鏡３８に反射し、次に
最終ビーム屈曲鏡３５に反射し、レンズ２９に向けられ
る。レーザービーム路３６は、レンズ２９が除かれても
ビームが心棒２１の長手方向中央ラインを通る様に形付
けられる。所定の位置のレンズ２９により、ビームは上
面３の下でその近くに集束される。ビームの上面の下で
の集束を、レーザービームをチューブの面に対して「脱
集束する」と定義する。
【００１６】種々のレーザーを本発明に使用できるが、
好ましいレーザーは、規格が２５００ワットまでのビー
ムを生成できる速流ＣＯ2レーザーである。支持面は規
格が５０ワットの遅流ＣＯ2レーザーで十分に切削され
たのだから、この方法は決してこのような高パワーレー
ザーに依存していない。集束レンズ２９がビーム３６を
通したとき、ビームの中心付近にエネルギーが集中す
る。光線は、１点ではなく、むしろ小さい直径のスポッ
トを通るように曲げられる。最も小さい直径の点が、焦
点と呼ばれる。これは、焦点距離と呼ばれるレンズから
の距離において生じる。焦点距離より短い又は長い距離
では、測定されるスポットサイズは最小より大きい。
【００１７】焦点位置への感度は焦点距離と反比例す
る。最小スポットサイズは焦点距離と正比例する。従っ
て、レンズの焦点距離が短いと、スポットサイズはより
小さいがより正確に位置付けしなければならず、面から
のずれにより大きく影響される。レンズの焦点距離が長
いと、目的とする位置付けの許容度はより大きいが、ス
ポットサイズはいくらか大きくなる。従って、パーワー
分布は切削する孔のテーパする頂部に影響するがさら
に、面の下のビームの脱集束は、テーパーの角度と長さ
にも影響し、従ってピークと谷の形とサイズに影響す
る。
【００１８】支持部材を製造するために、最初の集束工
程を行う必要がある。チューブ状出発加工物２０を心棒
２１に置き、レーザーを短くパルスし、一連の小さいく
ぼみが形成されるように、心棒がパルスの間少し回転す
る。その後、集束ステージ２７が心棒中央ラインに対し
て動き焦点位置を変えて、他の一連のくぼみを形成す
る。一般には、各々２０のくぼみの２０の列のマトリッ
クスが切削される。くぼみを顕微鏡で調べて、最小のく
ぼみの列を同定する。これが、ビームが集束したチュー
ブ状出発加工物２の上面３の参照直径として、確立され
る。
【００１９】例えば図３に示されるような好ましいパタ
ーンが選択される。パターンを検討し、加工物の周囲を
覆う目立つ縫い目のない面を完成するのに必要な繰り返
しの数を決定する。同様に、チューブ状加工物の長軸に
沿った繰り返し毎の進みと繰り返しのトータル数が決定
される。これらのデータはレーザー切削機械を操作する
ためのコンピューター制御に入れられる。
【００２０】操作では、チューブ状加工物が取り付けら
れた心棒が、レンズの前で回転する。第一の孔の位置が
レンズ２９の焦点と対応するように、キャリッジが駆動
される。集束ステージが内側に駆動され、焦点を切削さ
れる物質の内部の中へ配置する。その後、あるパルスパ
ワーレベルとある持続時間を組み合わせて、レーザーを
パルスする。図２に示すように、上面３にある孔７の直
径は、下面４にある孔の直径よりかなり大きい。好まし
い地形状の形を得るためには、２つの要素を測定し制御
しなければならない。第一に、レンズが加工物の内部の
中に集束する度合が、円錐角度１１を増やす。第二に、
パワーレベル又はパルス持続時間が増えれば深さと直径
が増える。適当な直径とテーパの孔が得られれば、次に
意図する孔の位置が焦点と対応するように支持部材を再
配置するために、回転駆動体とキャリッジ駆動体は指示
される。この工程を全てのパターンを切削するまで繰り
返す。この技術は「衝撃式（ｐｅｒｃｕｓｓｉｏｎ）」
切削として知られている。
【００２１】選択したレーザーのパワーが十分であれ
ば、心棒とキャリッジはレーザーパルスの間止める必要
がない。切削工程間の加工物の全ての動きが取るに足ら
ないように、パルスの持続時間を短くできる。これは、
業界では「ファイヤーオンザフライ（ｆｉｒｅ−ｏｎ−
ｔｈｅ−ｆｌｙ）」切削として知られている。レーザー
が直ぐに回復できるならば、加工物は一定の速度で回転
でき、レーザーは各孔を形成するのに一回パルスする。
図３に示すようなパターンでは、通常レーザーはパルス
して完全な縦列を形成し、キャリッジは次の縦列の位置
に指示され、ビームがパルスされ次の一連の孔を形成す
る。
【００２２】物質の種類と孔のパターン密度に依存して
生ずる恐れのある一つの問題は、大量の熱が成形される
面の小さな面積に導入されることである。その結果、ひ
どい歪みとパターン記載が失敗する。ある条件下では、
部品に大きな形状の変化がもたらされ、面が円筒状でな
くなり正確なサイズでもなくなる。極端な場合、チュー
ブは割れる。この様な問題のない本発明の好ましい例で
は、脱集束ラスター走査切削と呼ばれる工程を用いる。
【００２３】この方法では、図５に示すように、パター
ンは最小の長方形の繰り返し要素４１まで小さくする。
この繰り返し要素は図３のパターンを形成するための全
ての情報を含む。タイルのように用いて端から端に側か
ら側に配置して、その結果大きなパターンが得られる。
繰り返し要素はさらに小さい長方形ユニット即ち「画
素」４２のグリッドに分割される。通常は、正方形だ
が、目的によっては、異なる割合の画素を用いる方がよ
り便利である。
【００２４】画素の各縦列はレーザーの焦点位置を通り
過ぎた加工物の一通過を表す。この縦列は、支持部材２
の周りに完全に届くのに必要なほど多く繰り返される。
レーザーが孔を形成することを意図されている各画素は
黒である。レーザーをスィッチオフする画素は白であ
る。図５における画素の第一の縦列の上から切削を始め
るために、心棒を一定の速度で回転させながら、レーザ
ーをスイッチオンし、１１の画素について一定のパワー
レベルに維持し、そしてスイッチを切る。これらの画素
は図４の回転パルス発生機８４によりカウントされる。
レーザーは次の１４ユニットについてはスイッチが切ら
れたままである。最初の回転において、このレーザーの
スイッチのオン・オフの連続が繰り返される。そして、
心棒が出発位置に戻りキャリッジ駆動体３３がキャリッ
ジを一ユニット再配置し、コンピューターが縦列４３ａ
形成の準備をする。
【００２５】縦列Ｎｏ．４３ａでは、レーザーは短い
「オンタイム」（９ユニット）と長い「オフタイム」
（１９ユニット）を有する。オン・オフタイムの全部の
数は、パターンの長さに基づき、一定である。この工程
が、各回転にわたって全ての縦列が使用されるまで、繰
り返される。図５の場合、心棒は１５回転した。この
時、工程は縦列４３の指示に戻る。
【００２６】この方法では、各通過により、物質に、大
きな孔でなく多数の細い切削がなされる。これらの切削
は正確に形成され、一列に並びいくらか重なるので、効
果が蓄積され孔となる。図５のパターンでは、各六角形
の孔４４は実際には、エネルギーをチューブに分散して
局所的な加熱を最小にして、完全な一回転による別々の
７通過が必要である。切削操作の間、レンズが物質の上
面に集束したならば、平行な壁を有する六角形の孔とな
ったであろう。しかしながら、ラスター走査切削と脱集
束レンズ方法を組み合わせると図１の成形面ができる。
本発明では、孔７が非常に小さくて多数ある。典型的な
パターンでは平方インチ当り８００から１４００の孔が
ある。
【００２７】本発明の支持部材を用いて不織布を製造す
る方法は米国特許第５０９８７６４号と第５２４４７１
１号に記載されている。この２つの特許は参考としてこ
の明細書に取り込む。図６は本発明の新規な不織布を製
造する方法の工程を示すブロック図である。この方法の
第一の工程は繊維ウェブを地形状支持部材に置くことで
ある（ボックス１）。処理の間支持部材の上に確実にと
どまるように、支持部材の上で繊維ウェブを前もって濡
らす（ボックス２）。繊維ウェブを載せた支持部材は高
圧流体噴射ノズルの下を通過する（ボックス３）。好ま
しい流体は水である。水は支持部材から離れて、好まし
くは吸引によって、輸送される（ボックス４）。繊維ウ
ェブは水切りされる（ボックス５）。水切りされた成形
布は支持部材から取り外される（ボックス６）。成形布
が一連の乾燥ドラムを通過し、布が乾く（ボックス
７）。その後、布は仕上げされても、さもなければ所望
により処理されてもよい（ボックス８）。図７はこの方
法を実施して本発明の布を製造する一装置の概略を示
す。この装置では、有孔コンベアベルト７０が２つの離
れた回転ロール７１，７２の周りを連続して動く。ベル
トは、往復したり、時計回り又は反時計回りに動けるよ
うに、押し流される。ベルトの一部位で、ベルトの上の
リーチ７３で、ベルトの上方に、適当な水噴射マニホー
ルド７４が設置される。このマニホールドは複数の微細
な直径、１インチの約７／１０００の直径の孔を有す
る。孔は１インチ当り約３０ある。圧力下、水はこれら
の孔を通って駆動される。ベルトの上に地形状支持部材
７５が置かれ、地形状支持部材の上に成形すべき繊維ウ
ェブ７６が置かれる。水マニホールドの直ぐ下で、ベル
トの上リーチの下に、吸引マニホールド７７があり、水
の除去を助け繊維ウェブの洪水を防ぐ。マニホールドか
らの水が繊維ウェブに当り、地形状支持部材を通って、
吸引マニホールドによって除かれる。繊維ウェブを載せ
た地形状支持部材はマニホールドの下を多数回通過し
て、本発明の布を製造する。
【００２８】図８には、本発明によって連続して布を製
造する装置が示されている。概略図には、本発明による
実際の地形状支持部材である有孔コンベアベルト８０を
含む装置が示される。ベルトは当該技術分野ではよく知
られているように離れている回転ロールの周りを反時計
回りの方向に連続して動かされる。このベルトの上方
に、複数のオリフィスのライン又はグループ８１と連結
する流体供給マニホールド７９が配置される。各グルー
プは、１インチ当り３０以上の微細な直径の孔からなる
１以上の列を有する。マニホールドは各オリフィスのラ
イン又はグループにおける流体圧を調節するための圧力
計８８および制御弁８７を備えている。各オリフィスの
ライン又はグループの下に、過剰の水を除去して洪水を
防止するための吸引部材８２がある。本発明の不織布に
成形される繊維ウェブ８３が地形状支持部材コンベアベ
ルトに供給される。水を適当なノズル８４を通して繊維
ウェブ上に噴霧してウェブを予め湿らせ、繊維が加圧マ
ニホールドの下を通過するとき繊維を制御するのを助け
る。過剰の水を除去するための吸引スロット８５が水ノ
ズルの下に配置される。繊維ウェブ８３は流体供給マニ
ホールドの下を通過する。好ましくはマニホールドの圧
力は増加する。例えば、最初の孔又はオリフィスのライ
ンは１００ｐｓｉの流体力を与え、次のオリフィスのラ
インは圧力が３００ｐｓｉの流体力を与え、そして最後
のオリフィスのラインは圧力が７００ｐｓｉの流体力を
与える。６個の流体供給オリフィスのラインを図示した
が、オリフィスのライン又は列の数は厳密ではなく、ウ
ェブの重さ，操作のスピード，使用する流体圧力，各ラ
インの孔列の数等に依存する。流体供給マニホールド及
び吸引マニホールドの間を通過させた後、成形布を追加
の吸引スロット８６の上を通過させてウェブから過剰の
水を除去する。
【００２９】本発明による好ましい布の製造装置の概略
を図９に示す。この装置では、地形状支持部材は回転可
能ドラム９０である。ドラムは反時計回りに回転する。
ドラム９０は連続する円筒状ドラムでも、ドラムの外面
を形成する複数のカーブしたプレート９１からなってい
てもよい。どちらの場合も、ドラム９０の外面又はカー
ブしたプレート９１による外面は所望の地形状支持形態
を構成する。ドラムの一部の外周付近に、マニホールド
８９を配置する。マニホールド８９は、水をカーブした
プレートの外面にある繊維ウェブ９３に当てるための複
数のオレフィス片９２と連結している。各オレフィス片
は１以上の非常に細かい孔の列を有する。これらの孔の
直径は１インチの約５／１０００から約１インチの約１
０／１０００である。孔の数は１インチ当り５０又は６
０と多く所望によってはそれ以上である。水等の流体は
圧力下オレフィスに向けられる。各オリフィス群の圧力
は繊維ウェブが通過する最初の群から最後の群へと増加
する。圧力は適当な制御バルブ９７によって制御され、
圧力計器９８にモニターされる。ドラムは水ため９４に
連結し、水ため９４にはこの領域の洪水を防ぐために水
の除去を促すように真空をかけてもよい。操作では、繊
維ウェブ９３を水噴射マニホールド８９の前の地形状支
持部材の上面に置く。繊維ウェブはオレフィス片の下を
通過し、トリコット様不織布が形成される。その後、成
形された布は装置の吸引部９５の上を通過する。吸引部
９５にはオリフィス片が無いが真空は持続してかけられ
る。水切りした後の布がドラムから取り外され、一連の
乾燥カン９６の周りを通過して布が乾く。
【００３０】上述したように、図１の支持部材はトリコ
ット様不織布を製造する。図１０はトリコット様不織布
の約２０倍に拡大した顕微鏡写真の写しである。布１０
０は複数の繊維から形成される。顕微鏡写真を見てわか
るように、繊維は撚り合わされ、絡み合わされて布に開
口部１１０のパターンを形成する。これら多数の開口部
は繊維セグメントから形成されたループ１２０を含む。
各ループは複数の実質的に平行な繊維セグメントから作
られる。ループはＵ形であり、Ｕの閉鎖部分は顕微鏡写
真を見てわかるように布の上面に向かって上方に向いて
いる。図１１は約２０倍に拡大した図１０の布１００の
反対側、即ち底の面の顕微鏡写真の写しである。布中の
繊維は撚り合わされ、絡み合わされて布に開口部１１０
のパターンを形成する。これらの開口部の幾つかには、
実質的に平行な繊維セグメントから形成されたＵ形ルー
プ１２０がある。この顕微鏡写真を見てわかるように、
布の底面から見た場合、Ｕ形ループ１２０の開放部分は
布の表面に向かっている。
【００３１】例１．平均厚みが６ｍｍのアセタールから
なる支持部材が以下のパラメーターにより製造された。 焦点位置： 物質面の下２．５ｍｍ レンズタイプ： 正のメニスカス レンズ焦点距離： ５インチ レーザーパワー： １３００ワット 心棒上のチューブの面速度： ２０．３ｍ／分 キャリッジの長手方向進行／回転： ０．０５ｍｍ 画素サイズ： ０．０５ｍｍ 図１２はコンピューター制御にプログラム化したオン・
オフレーザーパワーパターンの画素図である。このパタ
ーンは、繰り返される孔の列の対（Ａ1，Ｂ1，Ａ2，Ｂ2
等で示す）からなっていた。各Ａ列の孔は第一の不定形
の形状を有し、各Ｂ列の孔は第二の不定形の形状を有し
ていた。直径約３フィート，長さ約１２フィート，厚さ
約６ｍｍのチューブ状加工物を、図１２に含まれる指示
に従って図４の装置を操作して、レーザーで切削し、図
１３と１４に示される支持部材を製造した。レーザー切
削工程は約７日で完了した。
【００３２】図１３で示される支持部材は、第一の孔列
Ａ（図１３の上部に示す）、次の隣の孔列Ｂ、孔列Ｂの
下の第二の孔列Ａを含む。第一の孔列Ａには孔Ａ´があ
る。次の隣の孔列Ｂには孔Ｂ´がある。孔Ｂ´は孔Ａ´
の隣である。孔Ａ´の上部はピーク５０１，５０２，５
０３，５０４，５０５，５０６で囲まれ形付けられる。
孔Ｂ´の上部はピーク５１０，５１１，５１２，５１
３，５０４，５０３で囲まれ形付けられる。ピーク５０
４と５０３が孔Ａ´，Ｂ´に共通なのがわかる。ライン
５２１（２つのヘッドの矢印）がピーク５０１と５０４
の間を延び、孔Ａ´の上部の主直径を構成し、この主直
径は説明している支持部材では０．０８５インチであ
る。同様に、ライン５２２がピーク５０３と５１２の間
を延び、孔Ｂ´の上部の主直径を構成し、この主直径は
説明している支持部材では０．０７５インチである。
【００３３】支持部材にある孔Ａ´に関連する種々のピ
ーク間距離を表１に示す。支持部材にある孔Ｂ´に関連
する種々のピーク間距離を表２に示す。
【表１】
【表２】
【００３４】図１４は、図１３に示す像と同じディジタ
ル化した像であるが、隣り合う２つのピーク間の谷底の
距離とこの２つのピークをつなぐラインを示すために、
印と番号を付けている。例えば、図１４のライン５３０
は孔Ａ´に関連するピーク５０３と５０４をつなぐ。孔
Ａ´に関連するピーク５０１〜５０６間の谷の深さを表
３の上部に示す。孔Ｂ´に関連する２つの谷の深さ、即
ちピーク５１０と５１１の間の谷とピーク５０４と５１
３の間の谷の深さを表３の下部に示す。孔Ｂ´に関連す
る残りのピーク間の谷、ピーク５１１と５１２の間とピ
ーク５１２と５１３の間の谷は、構造上、表３のピーク
５０１と５０６の間とピーク５０１と５０２の間の谷と
それぞれ類似している。
【表３】
【００３５】本発明の幾つかの例と変更をここで詳細に
説明したが、本発明の開示と教示が当業者に多くの設計
変更を示唆していることは明らかである。
【００３６】本発明の好ましい実施態様は以下の通りで
ある。 （１）前記切削工程が所定のオン／オフ状態の連続でレ
ーザービームをパルスさせることを含む請求項１記載の
方法。 （２）前記レーザービームのオン状態が１つオンのパル
スで各孔を切削するのに十分な時間と強度である上記実
施態様（１）記載の方法。 （３）前記レーザービームのオン状態が１つオンのパル
スで各孔の１つの個別のユニットを切削するのに十分な
時間と強度である上記実施態様（１）記載の方法。 （４）さらに、前記レーザービームを一連のラスター走
査で前記加工物の面の上を移動させる工程を含み、前記
レーザービームのオン状態が前記各ラスター走査で前記
孔の１以上の個別のユニットを切削するのに十分な時間
と強度である上記実施態様（３）記載の方法。 （５）前記レーザービーム移動工程が、前記加工物をそ
の長軸の周りで回転させ、前記加工物の各回転の後に、
前記レーザービームを前記長軸に添って指示することを
含む上記実施態様（４）記載の方法。 （６）前記レーザービーム移動工程が、前記加工物をそ
の長軸の周りで回転させ、前記加工物の各回転の後に、
前記レーザービームを前記長軸に添って指示することを
含む上記実施態様（２）記載の方法。 （７）前記各テーパした孔に円錐形の頂部がある請求項
１記載の方法。 （８）前記各孔は６個のピークと６個の谷の群で囲まれ
ている請求項１記載の方法。 （９）隣り合う孔の中央ラインから中央ラインへの距離
が各隣り合う孔の円錐形の頂部の主直径より小さい請求
項１記載の方法。 （１０）前記テーパした孔のパターンを囲む前記ピーク
と谷の列は、トリコット様不織布を形成するような形で
ある請求項１記載の方法。 （１１）前記各孔は６個のピークと６個の谷の群で囲ま
れている請求項２記載の支持部材。 （１２）隣り合う孔の中央ラインから中央ラインへの距
離が各隣り合う孔の円錐形の頂部の主直径より小さい請
求項２記載の支持部材。 （１３）前記複数のピーク、谷、孔のパターンはトリコ
ット様不織布を形成するような形である請求項２記載の
支持部材。
【００３７】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば不織布を
製造するための、安価ででこぼこの少ない地形状支持部
材とその製造方法を得ることができる効果がある。ま
た、その地形状支持部材を用いた不織布の製造方法と製
造装置を得ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の地形状支持部材の一例の斜視図であ
る。
【図２】 図１の線２−２に添った断面図である。
【図３】 図１の地形状支持部材を形成するために加工
物において切削される孔のパターンを決定するレーザー
指示のビットマップを示す図である。
【図４】 本発明の地形状支持部材を製造する装置の概
略図である。
【図５】 図３のパターンの、長さ２５画素で幅１５画
素の最小長方形繰返要素を示す図である。
【図６】 本発明の支持部材を用いた不織布の製造方法
の工程を示すブロック図である。
【図７】 本発明の支持部材を用いた不織布の製造装置
の一例の概略断面図である。
【図８】 本発明の支持部材を用いた不織布の製造装置
の他の例の概略図である。
【図９】 本発明の支持部材を用いた不織布の製造装置
の好ましい例の概略図である。
【図１０】 図１の地形状支持部材を用いて形成したト
リコット様不織布を上面から見た約２０倍に拡大した顕
微鏡写真図である。
【図１１】 図９のトリコット様不織布を底面から見た
顕微鏡写真図である。
【図１２】 図３と同様に記載した、異なるセットのレ
ーザー指示のビットマップを示す図である。
【図１３】 走査電子顕微鏡による本発明の支持部材の
ディジタル化した像を示す図である。
【図１４】 図１３に示す支持部材の別のディジタル化
した像を示す図である。
【符号の説明】
１ 本体、２，７５，８０ 地形状支持部材，出発物質
（加工物）、３ 出発物質の上面（加工物の上面）、５
ピーク、６ 谷、７ 孔、７ａ 上部、３６レーザー
ビーム、７６，８３，９３ 繊維ウェブ（繊維層）、９
０ 回転可能ドラム、９２ オリフィス片（流体流の噴
射手段）、９４ 水ため（流体を除く手段）
フロントページの続き (72)発明者 ウィリアム・ジー・エフ・ケリー アメリカ合衆国、08846 ニュージャージ ー州、ミドルセックス、ウィルトン・アヴ ェニュー 110

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ａ）加工物を提供する工程； ｂ）焦点が前記加工物の上面の下になるようにレーザー
    ビームを集束する工程；及び ｃ）前記レーザービームで前記加工物にテーパした孔の
    所定のパターンを切削して、得られる支持部材の上面の
    各孔を囲むピークと谷の列を形成する工程；とを含む不
    織布を製造するための地形状支持部材の製造方法。
  2. 【請求項２】 複数のピークと谷及び複数の孔のパター
    ンの上面を有する本体を含む地形状支持部材であって、
    前記各孔には前記ピークと谷の群で囲まれた円錐形の頂
    部がある不織布を製造するための地形状支持部材。
  3. 【請求項３】 繊維層を請求項１の方法で製造した円筒
    状の地形状支持部材の前記ピークの上に置く工程；隣り
    合う流体流を同時に前記繊維層、次いで前記ピークに対
    し噴射し、前記孔を通る工程；前記流体を前記繊維層に
    噴射する間、前記地形状支持部材を回転させる工程；前
    記孔を通った噴射された流体を除く工程；及び前記地形
    状支持部材の面から不織布を外す工程；とを含む不織布
    の製造方法。
  4. 【請求項４】 複数のピークと谷及び複数の孔のパター
    ンの上面を有する回転可能中空ドラムであって、前記各
    孔には前記ピークと谷の群で囲まれた円錐形の頂部があ
    る；繊維層を前記ドラムの上面の前記ピークの上に置く
    手段；前記ドラムの外に配置され、隣り合う流体流を同
    時に前記繊維層、次いで前記ピーク、前記開口部を通っ
    て前記ドラムへ噴射する手段；前記流体を前記外面に噴
    射する間、前記ドラムを回転させる手段；前記ドラム内
    に配置され、前記ドラムの面から流体を除く手段；及び
    前記ドラムの面から不織布を外す手段；とを含む不織布
    の製造装置。
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