CN113260750B

CN113260750B - 纤维结构体及其用途

Info

Publication number: CN113260750B
Application number: CN201980086910.7A
Authority: CN
Inventors: 中山和之; 落合彻; 小畑创一
Original assignee: Kuraray Kuraflex Co Ltd
Current assignee: Kuraray Kuraflex Co Ltd
Priority date: 2018-12-28
Filing date: 2019-12-13
Publication date: 2023-06-16
Anticipated expiration: 2039-12-13
Also published as: JP2024037781A; EP3904579A1; EP3904579B1; WO2020137605A1; US20210310166A1; EP3904579A4; CN113260750A; JPWO2020137605A1; TW202038785A; KR20210104765A

Abstract

本发明提供极细纤维层与基材层深层复合而成的纤维结构体。该纤维结构体包含沿面方向扩展的极细纤维层(10)、及与前述极细纤维层邻接的基材层(20)，极细纤维层(10)由单纤维的数均纤维直径5μm以下的极细纤维构成，基材层(20)由单纤维的数均纤维直径7μm以上的非极细纤维构成。纤维结构体的厚度方向的切断面中，在基材层(10)中存在极细纤维压入非极细纤维之间且沿宽度方向扩展的混合部(12)，并且从极细纤维层被压入的极细纤维的至少一部分(14)到达将基材层自前述极细纤维层侧起依次三等分为近区域(P)、中央区域(C)及远区域(D)时的远区域(D)。

Description

纤维结构体及其用途

技术领域

本申请基于2018年12月28日在日本提出申请的日本特愿2018-247780、及2018年12月28日在日本提出申请的日本特愿2018-247781主张优先权，并通过参考将它们的全文援用作为本申请的一部分。

本发明涉及极细纤维层与基材层深层复合而成的纤维结构体，特别是涉及耐热性的极细纤维层与耐热性的基材层深层复合而成的耐热性的纤维结构体。

背景技术

一直以来，作为空气过滤器的过滤用材料，使用了无纺布。其中，包含利用熔喷法形成的极细纤维的无纺布对气体中的花粉、灰尘等微尘的捕集能力高。

另外，为了提高尘埃捕集效率，尝试了将无纺布驻极体化，在物理作用的基础上利用静电作用而发挥高捕集效率。

例如，专利文献1(日本特开2003-003367号公报)中提出了一种驻极体纤维片，其中，使纤维片的正反两面以混合存在正极性和负极性这两种电荷的方式带电，且该带电部分的相当于每一面的总面积相对于正反两面的各面的总面积为50％以上。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-003367号公报

发明内容

发明所要解决的课题

专利文献1中仅记载了可实现高尘埃捕集效率、且另一方面关于形成驻极体纤维片的原材料优选为熔喷无纺布。然而，熔喷无纺布由细纤度的单纤维构成，因此微尘的捕集能力高，另一方面由于细纤度而使无纺布内部的纤维密度增加，存在气体通过时的压力损失增高的问题。

为了得到压力损失低的纤维结构体，构成纤维的单纤维为粗纤度是适宜的，但另一方面，将单纤维变为粗纤度时，无纺布内的纤维表面积减少，存在捕集效率降低的问题。由此，具有高捕集效率与具有低压力损失处于相反的关系。

因此，本发明的目的在于提供能够兼顾具有高捕集效率和具有低压力损失这两者的纤维结构体。

用于解决课题的方法

本发明的发明人为了实现上述目的而进行了深入研究，结果认为，通过使用纤维直径小且可提高捕集效率的极细纤维层、以及纤维直径大而有助于低压力损失的基材层，可以兼顾两者。而且，意外地发现，虽然仅简单地将两者叠合无法降低压力损失，但通过(i)起到捕集作用的极细纤维层本身处于沿面方向扩展的状态，并且(ii)将构成极细纤维层的极细纤维的一部分沿基材层的厚度方向物理性压入，同时将被压入的极细纤维向基材层的厚度方向及宽度方向上扩展，对基材层进行复合化(深层复合)，由此，可以前所未有地在低压力损失下实现高捕集效率，从而完成了本发明。

即，本发明由以下方式构成。

〔方式1〕

一种纤维结构体，其包含：沿面方向扩展(优选为沿面方向连续扩展)的极细纤维层、以及与所述极细纤维层邻接的基材层，

所述极细纤维层由单纤维的数均纤维直径5μm以下的极细纤维构成，

所述基材层由单纤维的数均纤维直径7μm以上的非极细纤维构成，

在所述纤维结构体的厚度方向的切断面中，所述基材层中存在极细纤维被压入非极细纤维之间且沿宽度方向扩展的混合部，并且从极细纤维层被压入的极细纤维的至少一部分到达了远区域，所述远区域是将基材层从所述极细纤维层侧起依次三等分为近区域、中央区域及远区域时的远区域。

〔方式2〕

根据方式1所述的纤维结构体，其中，所述纤维结构体包含耐热性的极细纤维层和耐热性的基材层，所述极细纤维层由耐热性的极细纤维构成，所述基材层由耐热性的非极细纤维构成。

〔方式3〕

根据方式1或2所述的纤维结构体，其中，在纤维结构体的厚度方向的切断面中，与中央区域和远区域的边界线相交的所述混合部的宽度W的平均值为120μm以上。

〔方式4〕

根据方式1～3中任一方式所述的纤维结构体，其中，在纤维结构体的切断面中，极细纤维在远区域中的存在率为1～20％。

〔方式5〕

根据方式1～4中任一方式所述的纤维结构体，纤维结构体的除了非极细纤维以外的极细纤维形成的密度为0.1g/cm³以下。

〔方式6〕

根据方式1～5中任一方式所述的纤维结构体，其是由所述极细纤维形成的一个或多个极细纤维层与由所述非极细纤维形成的一个或多个非极细纤维层的层叠抱合物。

〔方式7〕

根据方式1～6中任一方式所述的纤维结构体，其中，极细纤维层为熔喷无纺布，基材层为水刺无纺布。

〔方式8〕

根据方式1～7中任一方式所述的纤维结构体，其单位面积重量为 20～180g/m²。

〔方式9〕

根据方式1～8中任一方式所述的纤维结构体，其中，在200℃下加热3 小时后纤维，不熔融(保持纤维形状)。

〔方式10〕

根据方式1～9中任一方式所述的纤维结构体，其进行了带电处理。

〔方式11〕

根据方式1～10中任一方式所述的纤维结构体，其捕集效率为70％以上。

〔方式12〕

根据方式1～11中任一方式所述的纤维结构体，其中，根据捕集效率及压力损失通过下式计算出的QF值为0.21以上，

QF值＝-ln(1-捕集效率(％)/100)/压力损失(Pa)。

〔方式13〕

根据方式1～12中任一方式所述的纤维结构体，其在100℃下加热48小时后的捕集效率为70％以上。

〔方式14〕

一种过滤器，其具备方式1～13中任一方式所述的纤维结构体。

〔方式15〕

一种口罩，其具备方式14所述的过滤器。

需要说明的是，权利要求书和/或说明书和/或附图所公开的至少两个构成要素的任意组合也包含在本发明中。特别是权利要求书中记载的两项以上权利要求的任意组合也包含在本发明中。

发明的效果

根据本发明的纤维结构体，由于极细纤维被压入基材层的非极细纤维之间而进行深层复合，因此能够在实现高捕集效率的同时实现低压力损失。

附图说明

可基于参考附带的附图的以下优选实施例的说明而更清楚地理解本发明。然而，实施例及附图仅用于图示及说明，并不限定本发明的保护范围。本发明的保护范围由附带的权利要求书确定。

图1是示出本发明的一个实施方式的纤维结构体的厚度方向截面的放大照片。

图2是示意性地示出将本发明的一个实施方式的纤维结构体的一部分沿该纤维结构体的厚度方向切断所观察到的截面的参考剖面图。

符号说明

10···极细纤维层

20···基材层

12···混合部

P···近区域

C···中央区域

D···远区域

W···混合部的宽度

Y···厚度方向

X···宽度方向

L···中央区域与远区域之间的边界线

具体实施方式

本发明的纤维结构体包含：沿面方向扩展(优选为连续扩展)的极细纤维层和与所述极细纤维层邻接的基材层。上述纤维结构体包含耐热性的极细纤维层和耐热性的基材层，上述极细纤维层可以由耐热性的极细纤维构成，上述基材层可以由耐热性的非极细纤维构成。

[纤维结构体的制造方法]

本发明的纤维结构体的制造方法至少具备：准备特定的极细纤维层用纤维片与基材层用纤维片的层叠物的工序；以及，对上述层叠物进行抱合处理的工序。通过对这样的层叠物进行抱合处理，可以将极细纤维压入构成基材层的非极细纤维之间，使被压入的极细纤维向基材层的厚度方向及宽度方向上扩展，使极细纤维层与基材层深层复合。

(准备工序)

在准备工序中，准备特定的极性纤维层用纤维片与基材层用纤维片的层叠物。构成层叠物的基材层用纤维片及极细纤维层用纤维片可以分别准备，通过将其叠合而制成层叠物，也可以在一个纤维片(例如基材层用纤维片)上直接形成另一个纤维片(例如极细纤维层用纤维片)而制成层叠物。从增加原材料的变化的观点出发，优选为分别准备基材层用纤维片及极细纤维层用纤维片并将其叠合而成的层叠物。层叠物可以是两者预先粘接在一起的状态，也可以是不粘接而仅叠合的状态。从透气性的观点、无粘结剂的观点出发，优选为仅叠合的叠合物。

(基材层用纤维片)

基材层用纤维片只要由非极细纤维形成、且通过抱合而被压入非极细纤维间的极细纤维也能够沿宽度方向扩展即可，没有特别限定，可列举出：织物、编织物、无纺布、网等。从与极细纤维层用纤维片的抱合性的观点出发，优选使用干式无纺布、纺丝直接粘合型无纺布(例如纺粘无纺布)等。基材层用纤维片可单独使用或组合两种以上使用。

构成干式无纺布的纤维的纤维长度可以为15～70mm左右，优选为 20～65mm左右，更优选为30～60mm左右，进一步优选为35～55mm左右。根据这样的纤维长度，可以将干式无纺布与湿式无纺布(通常纤维长度为10mm 以下)相区分。

例如，对于干式无纺布而言，利用梳棉法或气流成网法由给定的纤维集合体形成网。接着，为了对得到的网赋予实用强度，使纤维彼此结合。作为结合方法，可以利用化学结合(例如化学粘合法)、热结合(例如热粘合法、蒸汽喷射法)、机械结合(例如水刺法、针刺法)，从简便性的观点出发，优选使用利用水流抱合处理而交缠的水刺法。

具体而言，作为无纺布，可列举出：化学粘合无纺布、热粘合无纺布、水刺无纺布、针刺无纺布、气流成网无纺布、蒸汽喷射无纺布、纺粘无纺布等。其中，从极细纤维易于沿宽度方向扩展的观点出发，优选为水刺无纺布、蒸汽喷射无纺布。

构成基材层用纤维片的纤维可以根据用途进行选择，可以使用天然纤维、再生纤维、半合成纤维、合成纤维中的任意纤维。具体而言，可列举出：棉、麻、羊毛、浆粕等天然纤维；人造丝、富强纤维、铜氨纤维等再生纤维；乙酸酯、三乙酸酯等半合成纤维；由聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃类树脂形成的聚烯烃类纤维、由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚乳酸等聚酯类树脂形成的聚酯类纤维；由丙烯酸类树脂形成的丙烯酸类纤维、聚偏氯乙烯类纤维、聚氯乙烯类纤维、聚氨酯类纤维、各种耐热性纤维等合成纤维。这些纤维可单独使用或组合两种以上使用。

另外，对于构成基材层用纤维片的纤维而言，从捕集性能提高的观点出发，疏水性纤维的含量优选可以为90质量％以上，更优选可以为95质量％以上，进一步优选可以为99质量％以上，特别优选实质上仅由疏水性纤维构成。需要说明的是，这里，疏水性纤维是指吸湿性小的纤维。

在这些纤维中，可优选使用聚烯烃类纤维、聚酯类纤维、丙烯酸类纤维、耐热性纤维及它们的复合纤维。

构成基材层用纤维片的耐热性纤维可以是由在聚合物分子内具有包含芳香族、杂环、含硫、含氮等结构的单元的耐热性聚合物所构成的纤维，可以列举例如：聚醚醚酮(PEEK)纤维、聚醚酮(PEK)纤维、聚醚酮酮(PEKK)纤维、聚苯硫醚(PPS)纤维、芳香族聚酰胺纤维(例如由脂肪族二胺单元与芳香族二羧酸单元构成的聚酰胺纤维)、芳纶纤维(对位芳纶纤维、间位芳纶纤维)、聚酰亚胺(PI)类纤维、聚醚酰亚胺(PEI)纤维、聚酰胺酰亚胺纤维、非晶性聚芳酯纤维、液晶性聚酯纤维、聚苯并

唑(PBO)纤维、聚苯并咪唑(PBI)纤维、聚苯并噻唑纤维、聚四氟乙烯(PTFE)纤维、三聚氰胺纤维、酚醛纤维(novoloid fiber)等。这些纤维可单独或组合两种以上使用。

在这些纤维中，从熔融纺丝性及耐热性的观点出发，可优选使用液晶性聚酯纤维、聚醚酰亚胺纤维、聚苯硫醚纤维、半芳香族聚酰胺纤维(例如二羧酸单元包含对苯二甲酸单元、二胺单元包含1,9-壬二胺单元和/或2-甲基-1,8- 辛二胺单元的半芳香族聚酰胺纤维)等。

(液晶性聚酯纤维)

液晶性聚酯纤维(有时称为聚芳酯类液晶树脂纤维)是由液晶性聚合物 (LCP)得到的纤维，例如可以通过将液晶性聚酯进行熔融纺丝而获得。作为液晶性聚酯，例如包含源自芳香族二醇、芳香族二羧酸、芳香族羟基羧酸等的重复结构单元，只要不妨害本发明的效果，对于源自芳香族二醇、芳香族二羧酸、芳香族羟基羧酸的结构单元的化学构成没有特别限定。需要说明的是，在不妨害本发明效果的范围内，液晶性聚酯也可以包含源自芳香族二胺、芳香族羟基胺或芳香族氨基羧酸的结构单元。例如，作为优选的结构单元，可列举出表1所示的例子。

[表1]

(其中，式中的X选自以下的结构)

(其中，m＝0～2，Y＝为选自氢、卤原子、烷基、芳基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、芳烷氧基的取代基)

在1～芳香族环中可取代的最大数量的范围，Y分别独立地举出：氢原子、卤原子(例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等)、烷基(例如甲基、乙基、异丙基、叔丁基等碳原子数1～4的烷基等)、烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、异丙氧基、正丁氧基等)、芳基(例如苯基、萘基等)、芳烷基[苄基(苯甲基)、苯乙基(苯基乙基)等]、芳氧基(例如苯氧基等)、芳烷氧基(例如苄氧基等)等。

作为更优选的结构单元，可列举出下述表2、表3及表4中示出例(1)～(18) 所记载的结构单元。需要说明的是，在式中的结构单元为可表示多个结构的结构单元时，可以将这样的结构单元组合两种以上作为构成聚合物的结构单元而使用。

[表2]

[表3]

[表4]

在表2、表3及表4的结构单元中，n为1或2的整数，各结构单元n＝1、 n＝2可单独或组合存在；Y1及Y2可以分别独立地为氢原子、卤原子(例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等)、烷基(例如甲基、乙基、异丙基、叔丁基等碳原子数1～4的烷基等)、烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、异丙氧基、正丁氧基等)、芳基(例如苯基、萘基等)、芳烷基[苄基(苯基甲基)、苯乙基(苯基乙基)等]、芳氧基(例如苯氧基等)、芳烷氧基(例如苄氧基等)等。其中，作为优选的Y，可列举出：氢原子、氯原子、溴原子或甲基。

需要说明的是，作为Z，可列举出由下式表示的取代基。

[化学式1]

优选的液晶性聚酯可以优选为具有萘骨架作为结构单元的组合。特别优选包含源自羟基苯甲酸的结构单元(A)和源自羟基萘甲酸的结构单元(B)这两者。例如，作为结构单元(A)，可列举出下式(A)，作为结构单元(B)，可列举出下式(B)，从提高熔融纺丝性的观点出发，结构单元(A)与结构单元(B)的比率优选为9/1～1/1，更优选为7/1～1/1，进一步优选为5/1～1/1的范围。

[化学式2]

[化学式3]

另外，(A)的结构单元和(B)的结构单元的总计例如相对于全部结构单元可以为65摩尔％以上，更优选为70摩尔％以上，进一步优选为80摩尔％以上。在聚合物中，特别优选为(B)的结构单元为4～45摩尔％的液晶性聚酯。

此外，作为形成液晶性聚酯纤维的液晶性聚酯(聚芳酯类液晶聚酯)的构成，优选为以对羟基苯甲酸和2-羟基-6-萘甲酸为主成分的构成、或以对羟基苯甲酸、2-羟基-6-萘甲酸、对苯二甲酸及双酚为主成分的构成。

作为液晶性聚酯，从聚合时的低聚物产生少、且也容易细纤度化的观点出发，在310℃下的熔融粘度优选为20Pa·s以下。另外，从纤维化容易性的观点出发，在310℃下的熔融粘度优选为5Pa·s以上。

本发明中可适当使用的液晶性聚酯的熔点优选为250～360℃的范围，更优选为260～320℃。这里，所谓熔点是指，根据JIS K7121试验法，利用差示扫描量热仪(DSC：Mettler公司制“TA3000”)测定并观察到的主吸收峰温度。具体而言，在上述DSC装置中，取样品10～20mg封入铝制盘后，以100cc/ 分流动作为载气的氮气，测定以20℃/分进行升温时的吸热峰。根据聚合物的种类，在DSC测定中，第1次操作(1st run)时未出现明确的峰时，以50℃ /分的升温速度升温至比预想的流动温度高50℃的温度，在该温度下完全熔融3分钟后，以-80℃/分的降温速度冷却至50℃，然后以20℃/分的升温速度测定吸热峰即可。

作为液晶性聚酯，例如可使用包含对羟基苯甲酸与6-羟基-2-萘甲酸的共聚物的熔融液晶形成性全芳香族聚酯(POLYPLASTICS公司制造，VECTRA L 型)。

(聚醚酰亚胺纤维)

聚醚酰亚胺纤维可以通过将聚醚酰亚胺(PEI)进行熔融纺丝而获得。聚醚酰亚胺以脂肪族、脂环族或芳香族类的醚单元和环状酰亚胺作为重复结构单元，只要不妨害本发明的效果，也可以在聚醚酰亚胺的主链含有环状酰亚胺、醚键以外的结构单元、例如脂肪族、脂环族或芳香族酯单元、氧羰基单元等。聚醚酰亚胺可以是结晶性或非结晶性的任一者，优选为非结晶性树脂。

作为具体的聚醚酰亚胺，可适宜使用具有由下述通式表示的单元的聚合物。其中，式中R1为具有6～30个碳原子的2价芳香族残基；R2为选自具有6～30个碳原子的2价芳香族残基、具有2～20个碳原子的亚烷基、具有2～20 个碳原子的亚环烷基、以及以具有2～8个碳原子的亚烷基链终止的聚二有机硅氧烷基中的2价有机基团。

[化学式4]

作为上述R1、R2，例如可优选使用具有下式组所示的芳香族残基、亚烷基(例如m＝2～10)的基团。

[化学式5]

在本发明中，从熔融纺丝性、成本的观点出发，可优选使用主要具有以下式表示的结构单元的2,2-双[4-(2,3-二羧基苯氧基)苯基]丙二酐与间苯二胺的缩合物。这样的聚醚酰亚胺以“ULTEM”的商标由SABIC Innovative Plastics公司销售。

[化学式6]

构成聚醚酰亚胺纤维的树脂优选在树脂中包含至少50质量％以上的具有以上述式表示的单元的聚合物，更优选包含80质量％以上，进一步优选包含90质量％以上，特别优选包含95质量％以上。

作为聚醚酰亚胺，优选使用利用东洋精机毛细管流变仪(capillograph)1B 型在温度330℃、剪切速度1200sec^-1下测得的熔融粘度为900Pa·s的非晶性聚醚酰亚胺。

(聚苯硫醚纤维)

聚苯硫醚纤维可以通过将聚芳硫醚进行熔融纺丝而获得。聚芳硫醚以由 -Ar-S-(Ar为亚芳基)表示的芳硫醚作为重复结构单元，作为亚芳基，可列举出：对亚苯基、间亚苯基、亚萘基等。从耐热性的观点出发，重复结构单元优选为对苯硫醚。

构成聚苯硫醚纤维的树脂优选在树脂中包含至少50质量％以上的以芳硫醚作为重复结构单元的聚合物，更优选包含80质量％以上，进一步优选包含90质量％以上。

需要说明的是，上述纤维可以是非复合纤维，也可以是复合纤维(芯鞘型复合纤维、海岛型复合纤维、并列型复合纤维等)。在复合纤维的情况下，例如，优选为以低熔点树脂作为一种成分(例如鞘成分、海成分等)、并以高熔点树脂作为另一种成分(例如芯成分、岛成分)的复合纤维。低熔点树脂及高熔点树脂可以根据热粘合的处理温度而从形成上述纤维的树脂等中适当选择。

从处理性的观点出发，基材层用纤维片的单位面积重量(针对单层的单位面积重量)例如可以为10～150g/m²左右，优选为12～130g/m²左右，更优选为 15～100g/m²左右。基材层用纤维片的单位面积重量是通过后述实施例中记载的方法而测得的值。

基材层用纤维片的表观密度(针对单层的表观密度)例如可以为 0.05～0.35g/cm³左右，优选为0.06～0.25g/cm³左右，更优选为0.07～0.20g/cm³左右。基材层用纤维片的表观密度是通过后述实施例中记载的方法而测得的值。

基材层用纤维片的厚度(针对单层的厚度)例如可以为0.20～1.00mm左右，优选为0.25～0.90mm左右，更优选为0.30～0.80mm左右。基材层用纤维片的厚度是通过后述实施例中记载的方法而测得的值。

(极细纤维层用纤维片)

极细纤维层用纤维片由极细纤维构成，具有0.05～0.35g/cm³的表观密度。通过将具有这样的表观密度的极细纤维层用纤维片与基材层用纤维片层叠并进行抱合处理，能够使极细纤维相对于基材层在厚度方向上及宽度方向上一起复合化，其结果是能够将极细纤维层与基材层进行深层复合化。极细纤维层用纤维片的表观密度优选可以为0.06～0.30g/cm³，更优选可以为 0.07～0.25g/cm³。极细纤维层用纤维片的表观密度是通过后述实施例中记载的方法而测得的值。

对于极细纤维层用纤维片而言，从具有处理性且实现深层复合化的观点出发，极细纤维层用纤维片的每单位面积重量(g/m²)的10％伸长时强度(N/5cm) 例如可以为0.10～1.00(N/5cm)左右，优选可以为0.12～0.90(N/5cm)左右，更优选可以为0.15～0.70(N/5cm)左右。极细纤维层用纤维片的每单位面积重量的 10％伸长时强度是通过后述实施例中记载的方法而测得的值。

作为极细纤维层用纤维片，从进行深层复合化的观点出发，只要具有特定的表观密度即可，没有特别限定，从极细纤维的处理性的观点出发，优选使用无纺布。

作为极细纤维层用纤维片，可以使用熔喷无纺布、静电纺丝无纺布、包含分割纤维的布帛(由包含不同成分的束的纤维暂时形成布帛，再从不同成分的界面分割该纤维而得到的极细纤维布帛)、包含海岛纤维的无纺布(将由海岛纤维形成的布帛的海部分溶出而得到的极细纤维布帛)、包含原纤化纤维的无纺布(对暂时形成的布帛赋予物理冲击，使纤维原纤化而得到的极细纤维布帛)等，从处理性的观点出发，优选使用熔喷无纺布。

熔喷无纺布可以通过熔喷法而得到，所述熔喷法是将从喷丝头挤出的熔融热塑性聚合物通过热风喷射而细化为纤维状，利用得到的纤维的自熔粘特性而形成纤维网的方法。

构成极细纤维层用纤维片的纤维可以根据制备方法进行适当选择，可优选使用合成纤维。作为构成合成纤维的树脂，例如可列举出：聚苯乙烯类树脂、聚烯烃类树脂、丙烯酸类树脂、聚乙烯醇类树脂、聚氯乙烯类树脂、聚偏氯乙烯类树脂、聚氨酯类树脂、聚酯类树脂、聚醚类树脂、聚酰胺类树脂、构成上述基材层所使用的耐热性纤维的树脂、热塑性弹性体等。这些树脂可单独使用也可以组合两种以上使用。

作为耐热性树脂，在形成熔喷无纺布的情况下，从熔融纺丝性及耐热性的观点出发，优选使用液晶性聚酯、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、半芳香族聚酰胺(例如，二羧酸单元包含对苯二甲酸单元、二胺单元包含1,9-壬二胺单元和 /或2-甲基-1,8-辛二胺单元的半芳香族聚酰胺)等树脂。

从处理性的观点出发，极细纤维层用纤维片的单位面积重量(针对单层的单位面积重量)例如可以为4.0～30g/m²左右，优选可以为4.5～25g/m²左右，更优选可以为5.0～20g/m²左右。极细纤维层用纤维片的单位面积重量是通过后述实施例中记载的方法而测得的值。

极细纤维层用纤维片的表观密度(针对单层的表观密度)例如可以为 0.05～0.35g/cm³左右，优选可以为0.07～0.25g/cm³左右，更优选可以为 0.08～0.20g/cm³左右。极细纤维层用纤维片的表观密度是通过后述实施例中记载的方法而测得的值。

极细纤维层用纤维片的厚度(针对单层的厚度)例如可以为0.05～0.30mm 左右，优选可以为0.06～0.25mm左右，更优选可以为0.07～0.20mm左右。极细纤维层用纤维片的厚度是通过后述实施例中记载的方法而测得的值。

(抱合工序)

作为抱合处理，只要能够在不破坏极细纤维层的情况下进行深层抱合即可，没有特别限定，可以利用水刺法、针刺法等，从使极细纤维层表层保持在面方向连续的状态、且效率良好地进行极细纤维层与基材层的深层复合化的观点出发，优选使用水刺法。

例如，在水刺法中，对于载置有使极细纤维层与基材层叠合而成的纤维片的多孔支撑体，从开有微细孔的喷嘴喷射出高压水流，贯穿纤维片的水流被支撑体反射，可以利用其能量使纤维抱合。

即，在本发明中，使用具有以往无法预想能够利用的程度的小表观密度的极细纤维层用纤维片与基材层进行抱合处理，从而进行一体化，或者通过抱合处理，使得在构成基材层的纤维间，构成极细纤维用片的极细纤维不仅沿基材层的厚度方向被压入，而且也能沿基材层的宽度方向(或面方向)被压入。其结果是，能够进行以往无法预想的极细纤维层与基材层的深层复合，可以在抑制压力损失的同时提高捕集效率。

多孔支撑体可以是滚筒型、平板型的任一种，也可以将它们组合进行，优选使用平板型多孔支撑体。多孔支撑体的开口率例如为10～50％，优选为 15～40％，更优选为20～30％左右。需要说明的是，多孔支撑体的孔径例如为 0.01～5.0mm，优选为0.05～3.0mm，更优选为0.1～1.0mm左右。

水流的水压可以根据纤维结构体的厚度等而适当设定，例如可以为 1.6～10MPa，优选为2～9.5MPa，更优选为3～9MPa左右。

水流的喷射所使用的喷嘴直径例如可以为0.05～0.2mm左右。喷嘴中的微细孔的间隔例如可以为0.3～5.0mm，优选为0.4～3.0mm，更优选为0.5～2.0mm 左右。喷嘴的排列数例如为1～2列，从能够使极细纤维层与基材层的深层复合程度最优化、更进一步抑制压力损失、提高捕集效率的观点出发，优选为 1列。

在极细纤维层与基材层的深层复合时，优选将极细纤维层与基材层叠合而成的纤维片载置在上述多孔支撑体上，以一定的速度将纤维片与多孔支撑体一起沿纤维片长度方向连续输送，同时在上述条件下实施抱合处理。纤维片的输送速度例如可以为1.0～10.0m/分，优选为2.0～9.0m/分，更优选为 3.0～8.0m/分左右。通过将纤维片的输送速度设为上述范围，能够使极细纤维层与基材层的深层复合程度最优化，抑制得到的纤维结构体的压力损失，并且更进一步提高捕集效率。

进行抱合处理后的纤维结构体可以根据需要进一步进行热结合等，从而提高无纺布的强度。

进一步，也可以对纤维结构体进行驻极体处理来提高捕集效率。驻极体处理可以对抱合处理前的纤维片进行，也可以对进行了抱合处理后的纤维结构体进行。另外，还可以对进行了热结合后的纤维结构体进行。

驻极体处理只要能够带电即可，没有特别限定，例如可列举出：电晕放电处理、液体带电(hydrocharging)处理等。作为液体带电处理，可以列举：在水足以渗透至纤维片内部的压力下喷雾水的喷流或水滴流的方法、在赋予水后或在赋予的同时从纤维片一侧抽吸而使水渗透至纤维片内的方法、以及将纤维片浸渍于异丙醇、乙醇及丙酮等水溶性有机溶剂与水的混合溶液中而使水渗透至纤维片内部的方法等。

[纤维结构体]

本发明的纤维结构体是包含沿面方向扩展的极细纤维层、以及与上述极细纤维层邻接的基材层的纤维结构体，上述极细纤维层由单纤维的数均纤维直径5μm以下的极细纤维构成，上述基材层由单纤维的数均纤维直径7μm 以上的非极细纤维构成，在上述纤维结构体的厚度方向的切断面中，上述基材层中存在极细纤维被压入非极细纤维间且沿宽度方向扩展的混合部，并且从极细纤维层被压入的极细纤维的至少一部分到达远区域，所述远区域是将基材层从上述极细纤维层侧起依次三等分为近区域、中央区域及远区域时的远区域。从提高捕集效率的观点出发，极细纤维层优选与基材层邻接且连续地沿面方向扩展。

图1是示出本发明的一个实施方式的纤维结构体的厚度方向的切断面的放大照片。如图1所示，一个实施方式的纤维结构体由单纤维的数均纤维直径5μm以下的极细纤维层10和以单纤维的数均纤维直径7μm以上的非极细纤维构成的基材层20而构成。在图1中，极细纤维层10以沿面方向扩展的方式配置，基材层20与极细纤维层10邻接。根据图1可以确认，极细纤维层10被配置在基材层20上，极细纤维层10为与基材层20邻接的状态不中断地连续扩展的状态。

需要说明的是，在本发明中，如图1所示，构成极细纤维层的极细纤维和构成基材层的非极细纤维在纤维结构体的切断面能够容易地区分，可以将单纤维的纤维直径小于6μm的纤维判断为极细纤维，将单纤维的纤维直径为 6μm以上的纤维判断为非极细纤维。

在图1中，基材层的厚度方向用箭头Y表示，基材层宽度方向用箭头X 表示。另外，在将构成基材层20的非极细纤维中位于最上端的非极细纤维 22和位于最下端的非极细纤维24在Y方向的位置分别设为基材层20的上端和下端时，图1中，基材层20在Y方向上具有从上端至下端的范围的厚度，上述厚度从极细纤维层10起依次三等分为近区域P、中央区域C及远区域D。

需要说明的是，在确定基材层的厚度时，基材层的上端及下端可以使用基材层的切断面中的非极细纤维的切断面和/或非极细纤维的挠曲部的上端及下端来确定。例如在图1中，根据非极细纤维22的切断面确定了基材层 20的Y方向的上端，根据非极性纤维24的挠曲部下侧确定了基材层20的Y 方向的下端。

另外，如图1及图2所示，极细纤维14的至少一部分被压入构成基材层 20的非极细纤维之间。在该情况下，被压入的极细纤维14与未被压入的极细纤维14独立地被压入非极细纤维之间。需要说明的是，被压入的极细纤维 14可以包含与束状相连的部分。因此，混合部12也可以包含从极细纤维层 10相对于基材层20被压入的极细纤维14以束状存在的束状部。需要说明的是，混合部12可以包含从束状部进一步延伸出的极细纤维14作为扩展。

例如，在图1中，至少在中央区域C存在极细纤维14作为混合部12，混合部12在基材层20中沿宽度方向(X方向)扩展。形成混合部12的极细纤维14具有基本沿Y方向呈束状扩展的部分16且具有基本沿X方向呈束状扩展的部分17。这里，基本Y方向和基本X方向可以是在各自的方向上包含 ±30°范围的方向。

在图1中，由极细纤维14形成的混合部12在宽度方向(X方向)上以宽度W与中央区域C和远区域D的边界线L相交。换言之，由极细纤维14形成的混合部12至少在边界线L上沿宽度方向(X方向)在后述的整个宽度W 的范围设置。另外，混合部12具有来自束状部分、且进一步以单数或少数 (2～10根左右)到达基材层20的远区域D的极细纤维(例如多个极细纤维14)。被压入的极细纤维14的至少一部分(例如极细纤维14)在厚度方向(Y方向)上到达了基材层20的远区域D。即，从极细纤维层10被压入的极细纤维14 在基材层20中，不仅沿厚度方向(Y方向)扩展，也沿宽度方向(X方向)扩展，由此，对基材层20深度抱合，能够进行深层复合化。需要说明的是，例如在图1中，在近区域P不存在“混合部”。其原因在于，在近区域P中虽然存在极细纤维14，但由于该极细纤维14在特定宽度方向(X方向)不存在，因此不在“混合部”的定义内。但是，在近区域P中可以存在“混合部”。

在本发明的纤维结构体中，混合部12可以存在于近区域P、中央区域C 及远区域D的任意区域。特别是优选混合部12存在于中央区域C及远区域 D中的至少一者。

需要说明的是，对于混合部12而言，将混合部的构成极细纤维14的纤维中与中央区域C和远区域D的边界线L相交的最宽广范围的纤维间距离设为混合部的宽度W时，宽度W的平均值例如可以为120μm以上，优选为 120～500μm左右，更优选为150～400μm左右，进一步优选为160～350μm左右。这里，宽度W的平均值是通过后述实施例中记载的方法而测得的值。

需要说明的是，被压入的极细纤维14的至少一部分到达了基材层20的远区域D。对于这样的极细纤维14而言，例如，来自于混合部12的极细纤维14可以到达远区域D，不来自于混合部12而直接来自于极细纤维层10 的极细纤维14也可以到达远区域D。从深层复合的观点出发，优选来自于混合部12的极细纤维14到达远区域D。

需要说明的是，在近区域P、中央区域C及远区域D中，极细纤维14 可以在远区域D中可以存在例如1～20％，优选可以存在2～18％。另外，在中央区域可以存在例如1～40％，优选可以存在2～35％。

作为特别优选的方式，在极细纤维14在远区域D中存在例如1～20％(优选为2～18％)、且纤维宽度W为150～400μm(优选为160～350μm)左右的情况下，能够在抑制压力损失的同时提高捕集效率，因此优选。

需要说明的是，在图1及图2中示出了一层极细纤维层10与一层基材层 20的层叠抱合物，但本发明的纤维结构体也可以是一层或多层极细纤维层与一层或多层基材层的层叠抱合物。在该情况下，极细纤维层与基材层也可以交错地层叠。

例如，在极细纤维层被配置在基材层的上下时，上侧和/或下侧的极细纤维只要在基材层中形成混合部即可，只要来自至少一侧的极细纤维层的被压入极细纤维在基材层中达到相对于该极细纤维层的远区域即可。或者，在基材层被配置于极细纤维层的上下时，极细纤维只要在任意基材层中形成混合部即可。

对于构成纤维结构体的极细纤维层的极细纤维而言，只要单纤维的数均纤维直径为5μm以下即可，优选单纤维的数均纤维直径为4.8μm以下，更优选单纤维的数均纤维直径为4.5μm以下。单纤维的数均纤维直径的下限值没有特别限定，从处理性的观点出发，可以为0.5μm左右。单纤维的数均纤维直径是通过后述实施例中记载的方法而测得的值。

另外，对于构成纤维结构体的极细纤维层的极细纤维而言，只要单纤维的纤维直径小于6μm即可，优选单纤维的纤维直径为5.5μm以下，更优选单纤维的纤维直径为5μm以下。单纤维的纤维直径的下限值没有特别限定，从处理性的观点出发，可以为0.1μm左右。单纤维的纤维直径是测定数均纤维直径时测量得到的纤维的纤维直径，数均纤维直径是通过后述实施例中记载的方法而测得的值。

另一方面，对于构成纤维结构体的基材层的非极细纤维而言，只要单纤维的数均纤维直径为7μm以上即可，优选单纤维的数均纤维直径超过7μm，更优选单纤维的数均纤维直径为10μm以上。单纤维的数均纤维直径的上限值没有特别限定，从与极细纤维的复合化的观点出发，可以为40μm左右。单纤维的数均纤维直径是通过后述实施例中记载的方法而测得的值。

另外，对于构成纤维结构体的基材层的非极细纤维而言，只要单纤维的纤维直径为6μm以上即可，优选单纤维的纤维直径为7μm以上，更优选单纤维的纤维直径为8μm以上。单纤维的纤维直径的上限值没有特别限定，从处理性的观点出发，可以为50μm左右。单纤维的纤维直径是测定数均纤维直径时测量得到的纤维的纤维直径，数均纤维直径是通过后述实施例中记载的方法而测得的值。

需要说明的是，从降低压力损失且保持捕集效率的观点出发，非极细纤维也可以组合例如纤维直径为2～15μm左右(优选为3～10μm左右)的不同纤维。

从纤维的深层复合化变得良好的观点出发，构成极细纤维层的极细纤维的数均纤维直径与构成基材层的非极细纤维的数均纤维直径之比以(极细纤维)/(非极细纤维)计例如可以为0.09～0.30，优选为0.10～0.28，更优选为 0.11～0.25。

需要说明的是，在纤维结构体中，从降低压力损失的观点出发，除了非极性纤维以外的极细纤维形成的密度(仅极细纤维的密度)可以为0.1g/cm³以下，优选为0.01～0.05g/cm³左右，更优选为0.015～0.04g/cm³左右。纤维结构体的极细纤维的密度是通过后述实施例中记载的方法而测得的值。

纤维结构体的单位面积重量可以根据用途而适当设定，例如，可以为 20～180g/m²左右，优选为25～150g/m²左右，更优选为30～120g/m²左右。

纤维结构体由耐热性纤维构成，因此具有耐热性，例如，可以是在200℃ 下加热3小时后纤维不熔融的纤维结构体，优选为在200℃下加热3小时后保持形状的纤维结构体。

需要说明的是，纤维结构体的捕集效率(加热前的捕集效率)越高越好，从将压力损失控制在适宜的范围的观点出发，纤维结构体的捕集效率例如可以为70％以上(例如70％～99.99％)，优选为75％以上，更优选为79％以上。这里，捕集效率是通过后述实施例中记载的方法而测得的值。

在本发明的纤维结构体由耐热性纤维构成的情况下，加热后(例如将纤维结构体在100℃下加热48小时后)的捕集效率(例如在100℃下加热后的捕集效率)例如也可以为70％以上(例如70％～99.99％)，优选为75％以上，更优选为79％以上。

需要说明的是，在加热纤维结构体时，加热前后的捕集效率的保持率例如可以为75％以上，优选为85％以上，更优选为90％以上。

需要说明的是，加热前后的捕集效率的保持率(％)可以利用上述加热前的捕集效率及加热后的捕集效率通过下式计算。

(加热后的捕集效率)/(加热前的捕集效率)×100

纤维结构体的压力损失可以根据用途从例如0～30Pa的范围选择，纤维结构体的压力损失例如可以为0～10Pa左右，优选为1～9.5Pa左右，更优选为 2～9Pa左右。该压力损失是通过后述实施例中记载的方法而测得的值。

对于纤维结构体而言，根据捕集效率及压力损失通过下式计算出的QF 值例如可以为0.22以上，优选为0.25以上，更优选为0.30以上。QF值越高越好，上限没有特别限制，例如可以为0.50左右。

QF值＝-ln(1-捕集效率(％)/100)/压力损失(Pa)

在本发明的纤维结构体由耐热性纤维构成的情况下，加热后(例如将纤维结构体在100℃下加热48小时后)的QF值例如可以为0.20以上，优选为0.22 以上，更优选为0.24以上。QF值越高越好，上限没有特别限制，例如可以为0.50左右。

作为这样的纤维结构体的用途，可以适宜用作例如过滤器(特别是空气过滤器)。过滤器可以作为例如口罩、各种空调用元件、空气净化器、舱室过滤器、各种装置中使用的过滤器而使用。

例如本发明的纤维结构体可以用作口罩的过滤片。纤维结构体可以根据纤维的材质等而适宜用作口罩用过滤片。例如，纤维结构体可以用作配置于呼气侧片、表面侧片之间的中间片。

需要说明的是，在本发明中，口罩是指至少覆盖人体的嘴边及鼻根(特别是鼻孔部)这两者或任一者，无论是否具有固定于脸部的带等固定部。另外，口罩也可以覆盖人体的嘴边及鼻根以外的部分。例如，作为一个变形例，本发明的口罩可以是适于治疗睡眠呼吸暂停综合征的CPAP疗法、适于通气功能衰竭的NIPPV疗法等所使用的睡眠呼吸暂停综合征的治疗用口罩(例如，鼻罩、全脸面罩等)。

需要说明的是，在耐热性纤维结构体的情况下，作为其用途，不仅可适宜用作例如过滤器(特别是空气过滤器、袋式过滤器、液体过滤器等)，过滤器也可以广泛用于要求耐热性的用途，例如，除了耐热口罩以外，还可以用作要求耐热性的各种输送装置、各种空调用元件、空气净化器、舱室过滤器、各种装置中使用的过滤器。

实施例

以下，通过实施例更详细地说明本发明，但本发明并不受实施例的任何限定。需要说明的是，在以下实施例及比较例中，通过下述方法测定了各种物性。

[单纤维的数均纤维直径]

使用扫描电子显微镜观察了纤维结构。测定由电子显微镜照片随机选择的100根纤维直径，求出数均纤维直径，作为纤维的数均纤维直径。其中，极细纤维对存在于极细纤维层的纤维测定了纤维直径，非极细纤维对存在于基材层且不存在于极细纤维的混合部的纤维测定了纤维直径。

[基材层的厚度]

依据JIS L 1913“一般无纺布试验方法”的6.2测定了厚度。具体而言，以相对于纤维结构体或纤维片的厚度方向平行且相对于机械方向(MD)垂直的方式，使用剃刀(FEATHER剃刀S刀片，FEATHER Safety Razor公司制造) 切断任意10处，用数字显微镜观察各截面。接着，根据基材层的切断面中的非极细纤维的切断面和/或非极细纤维的挠曲部的上端及下端确定了基材层的上端及下端，作为基材层的厚度。然后，测定各切断面的基材层的厚度，并计算出它们的平均值，由此求出厚度(mm)。

[混合部的宽度]

对于测定基材层的厚度时得到的截面，将与基材层的中央区域C和远区域D的边界线L相交的最宽广范围的纤维间距离作为混合部的宽度W，计算出随机选出的10个部位的各截面中的混合部的宽度，并计算出它们的平均值，由此求出混合部的宽度(μm)。

[存在率]

使用测定基材层的厚度时得到的切断面照片，将基材层沿厚度方向三等分，测定各部分的极细纤维部分所占的面积，求出分别所占的比例作为基材层中的极细纤维的存在率。

[单位面积重量及表观密度]

根据JIS L 191“3一般无纺布试验方法”的6.1测定了单位面积重量(g/m²)。另外，通过将单位面积重量除以厚度计算出表观密度(g/cm³)。

[每单位面积重量(g/m²)的10％伸长时强度]

根据JIS L1913 6.3.2进行测定，测定了10％伸长时的应力(N/5cm)。接着，用得到的10％伸长时的应力(N/5cm)除以单位面积重量计算出每单位面积重量(g/m²)的10％伸长时强度。

[仅极细纤维的密度]

仅极细纤维的密度(g/cm³)是通过将极细纤维层的单位面积重量除以纤维结构体的厚度而计算出的。

[捕集效率]

使用滤材评价装置(柴田科学公司制造，AP-6310FP)，评价实施例和比较例中得到的纤维结构体的滤材特性。首先，将试验样品(直径110mm的圆)安装于过滤面的直径为85mm的测定单元上。试验粉尘使用在该状态下最大直径为2μm以下且数均直径为0.5μm的氧化硅粉尘，将调整为粉尘浓度30g±5mg/m³的含粉尘空气以30升/分的流量对安装有滤材的测定单元流通1分钟，使用光散射质量浓度计测定了上游侧的粉尘浓度X1、下游侧(过滤后)的粉尘浓度X2，由下式求出捕集效率。

捕集效率(％)＝{(X1-X2)/X1}×100

[100℃下加热后捕集效率]

将样品(15cm×15cm)在加热至100℃的烘箱中放置48小时，然后冷却至室温，得到了加热后的样品。对于得到的样品，利用与上述相同的方法求出了捕集效率。

[200℃时的耐热性]

将样品(15cm×15cm)放入加热至200℃的烘箱中3小时，通过肉眼观察评价了3小时后的样品状态。

○：样品未发生纤维熔融，是与加热前相同或基本相同的形状。

×：样品熔融，与加热前相比发生了变形。

[压力损失]

将微差压计配置于捕集效率测定所使用的滤材评价装置的测定单元上游侧、下游侧之间，测定了流量30升/分时的差压(压力损失(Pa))。

[起毛性]

将得到的片切断成15cm×15cm的片，由受试者轻抚极细纤维层侧的表面，按照以下5个判定基准通过肉眼观察评价了抚摸后的起毛状态。需要说明的是，受试者人数为10人。

5：完全未发生起毛

4：基本上未发生起毛

3：稍观察到起毛

2：发生大量起毛

1：发生非常多的起毛

[作为口罩的感官评价]

准备了以人造丝为原材料的化学粘合无纺布作为表面片，对于该化学粘合无纺布，在可能的情况下以极细纤维层接触的方式层叠纤维结构体。然后，用折板在机械方向上施加打褶加工，对口罩的上下两端进行超声波密封，将口罩的宽度切断为给定长度，对口罩的左右两端进行超声波密封，通过超声波密封安装橡胶绳，制造了口罩。使用制造的口罩，对于在气温25度、湿度 60％的房间内佩戴3小时时的使用感(呼吸容易度)，由10位受试者按照以下 5个判定基准进行了感官评价。

5：非常好

4：良好

3：普通

2：差

1：非常差

[实施例1-1]

(1)极细纤维层的制作

使用通常的熔喷设备对聚丙烯(MFR＝700g/10分)100质量份以纺丝温度215℃、空气温度215℃、空气量0.4MPa、单孔喷出量0.1g/孔·分、捕集距离 30cm、喷嘴中的纺丝孔数400个、孔间隔0.6mm(1列配置)进行熔喷纺丝，得到了极细纤维层用纤维片(单纤维的数均纤维直径2.5μm，单位面积重量 10g/m²，厚度0.11mm，表观密度0.10g/cm³，每单位面积重量的10％伸长时强度0.40N/5cm)。

(2)基材层的制作

使用单纤维的数均纤维直径12.5μm的PET纤维(T471，Toray Industries 公司制造)100重量％作为原棉，使用梳棉法制作了半无规网。接着，将制成的半无规网载置于开孔率25％、孔径0.3mm的冲孔鼓支撑体上，以速度5m/ 分沿长度方向连续输送，同时从上方喷射高压水流而进行了抱合处理。由此，制造了交缠的纤维网(无纺布)。在该抱合处理中，使用2个沿网的宽度方向以0.6mm间隔设置孔径0.10mm孔口的喷嘴(邻接的喷嘴之间的距离20cm)，将从第1列喷嘴喷射的高压水流的水压设为3.0MPa，将从第2列喷嘴喷射的高压水流的水压设为5.0MPa，进行水刺处理，进一步对背面进行同样的抱合处理，得到了基材层用纤维片(单位面积重量35g/m²，厚度0.38mm，表观密度0.09g/cm³)。

(3)极细纤维层与基材层的深层复合处理

接着，将(1)中得到的极细纤维层用纤维片与(2)中得到的基材层用纤维片叠合并载置于多孔支撑体(开孔率25％，孔径0.3mm)上，以速度5.0m/分沿纤维片的长度方向连续输送，同时使用1个沿纤维片宽度方向以0.6mm间隔设置孔径0.10mm孔口的喷嘴，从极细纤维层用纤维片侧以高压水流(3.0MPa) 喷射水而进行了抱合处理。接着，一边沿供给纯水的水槽的水面使其行进，一边使狭缝状的抽吸喷嘴抵接于其表面而抽吸水，由此使水浸透于纤维片整面，利用除水后使其自然干燥的液体带电法进行了带电处理。其结果是，得到了极细纤维层沿面方向连续扩展且极细纤维层与基材层进行了深层复合的纤维结构体。将得到的纤维结构体的各种评价结果示于表5及6。

[实施例1-2]

将实施例1-1(1)中得到的极细纤维层用纤维片与实施例1-1(2)中得到的基材层用纤维片叠合并载置于实施例1-1所用的多孔支撑体上，以速度5.0m/ 分沿纤维片长度方向连续输送，同时使用1个沿纤维片宽度方向以0.6mm间隔设置孔径0.10mm孔口的喷嘴，从极细纤维层用纤维片侧以高压水流(6.0MPa)喷射水而进行了抱合处理。接着，一边沿供给纯水的水槽的水面使其行进，一边使狭缝状的抽吸喷嘴抵接于其表面而抽吸水，由此使水浸透于纤维片整面，利用除水后使其自然干燥的液体带电法进行了带电处理。其结果是，得到了极细纤维层沿面方向连续扩展且极细纤维层与基材层进行了深层复合的纤维结构体。将得到的纤维结构体的各种评价结果示于表5及6。

[实施例1-3]

将实施例1-1(1)中得到的极细纤维层用纤维片与实施例1-1(2)中得到的基材层用纤维片叠合并载置于实施例1-1所用的多孔支撑体上，以速度5.0m/ 分沿纤维片长度方向连续输送，同时使用1个沿纤维片宽度方向以0.6mm间隔设置孔径0.10mm孔口的喷嘴，从极细纤维层用纤维片侧以高压水流 (9.0MPa)喷射水而进行了抱合处理。接着，一边沿供给纯水的水槽的水面使其行进，一边使狭缝状的抽吸喷嘴抵接于其表面而抽吸水，由此使水浸透于纤维片整面，利用除水后使其自然干燥的液体带电法进行了带电处理。其结果是，得到了极细纤维层沿面方向连续扩展且极细纤维层与基材层进行了深层复合的纤维结构体。将得到的纤维结构体的各种评价结果示于表5及6。

[实施例1-4]

(1)基材层纤维片的制作

使用单纤维的数均纤维直径17.5μm的聚丙烯纤维(NF，UBE Exsymo公司制造)100重量％作为基材层纤维片中使用的原棉，使用梳棉法制作了半无规网。接着，将制成的半无规网载置于开孔率25％、孔径0.3mm的冲孔鼓支撑体上，以速度5.0m/分沿长度方向连续输送，同时从上方喷射高压水流而进行了抱合处理。由此，制造了交缠的纤维网(无纺布)。在该抱合处理中，使用2个沿网的宽度方向以0.6mm间隔设置孔径0.10mm孔口的喷嘴(邻接的喷嘴之间的距离20cm)，将从第1列喷嘴喷射的高压水流的水压设为3.0MPa，将从第2列喷嘴喷射的高压水流的水压设为5.0MPa，进行水刺处理，得到了基材层用纤维片(单位面积重量35g/m²，厚度0.42mm，表观密度0.08g/cm³)。

(2)极细纤维层与基材层的深层复合处理

接着，将实施例1-1(1)中得到的极细纤维层用纤维片与实施例1-4(1)中得到的基材层用纤维片叠合并载置于实施例1-1中使用的多孔支撑体上，以速度5.0m/分沿纤维片的长度方向连续输送，同时使用1个沿纤维片宽度方向以 0.6mm间隔设置孔径0.10mm孔口的喷嘴，从极细纤维层用纤维片侧以高压水流(6.0MPa)喷射水而进行了抱合处理。接着，一边沿供给纯水的水槽的水面使其行进，一边使狭缝状的抽吸喷嘴抵接于其表面而抽吸水，由此使水浸透于纤维片整面，利用除水后使其自然干燥的液体带电法进行了带电处理。其结果是，得到了极细纤维层沿面方向连续扩展且极细纤维层与基材层进行了深层复合的纤维结构体。将得到的纤维结构体的各种评价结果示于表5及 6。

[实施例1-5]

(1)基材层纤维片的制作

使用单纤维的数均纤维直径17.5μm的聚丙烯纤维(NF，UBE Exsymo公司制造)70重量％及单纤维的数均纤维直径24.6μm的PET纤维(T201，Toray Industries公司制造)30重量％作为基材层纤维片中使用的原棉，使用梳棉法制作了均匀混合的半无规网。除了使用该半无规网以外，与实施例1-1同样地制作了基材层用纤维片(单纤维的数均纤维直径19.1μm，单位面积重量 35g/m²，厚度0.45mm，表观密度0.08g/cm³)。

(2)极细纤维层与基材层的深层复合处理

接着，将实施例1-1(1)中得到的极细纤维层用纤维片与实施例1-5(1)中得到的基材层用纤维片叠合并载置于实施例1-1中使用的多孔支撑体上，以速度5.0m/分沿纤维片的长度方向连续输送，同时使用1个沿纤维片宽度方向以 0.6mm间隔设置孔径0.10mm孔口的喷嘴，从极细纤维层用纤维片侧以高压水流(6.0MPa)喷射水而进行了抱合处理。接着，一边沿供给纯水的水槽的水面使其行进，一边使狭缝状的抽吸喷嘴抵接于其表面而抽吸水，由此使水浸透于纤维片整面，利用除水后使其自然干燥的液体带电法进行了带电处理。其结果是，得到了极细纤维层沿面方向连续扩展且极细纤维层与基材层进行了深层复合的纤维结构体。将得到的纤维结构体的各种评价结果示于表5及 6。

[实施例1-6]

将极细纤维层与基材层的深层复合处理中使用的喷嘴的间隔由0.6mm变更为0.75mm，除此以外，与实施例1-5同样地进行抱合处理及带电处理，得到了极细纤维层沿面方向连续扩展且极细纤维层与基材层进行了深层复合的纤维结构体。将得到的纤维结构体的各种评价结果示于表5及6。

[实施例1-7]

将极细纤维层与基材层的深层复合处理中使用的喷嘴的间隔由0.6mm变更为1.0mm，除此以外，与实施例1-5同样地进行抱合处理及带电处理，得到了极细纤维层沿面方向连续扩展且极细纤维层与基材层进行了深层复合的纤维结构体。将得到的纤维结构体的各种评价结果示于表5及6。

[实施例1-8]

将极细纤维层与基材层的深层复合处理中使用的喷嘴的间隔由0.6mm变更为1.5mm，除此以外，与实施例1-5同样地进行抱合处理及带电处理，得到了极细纤维层沿面方向连续扩展且极细纤维层与基材层进行了深层复合的纤维结构体。将得到的纤维结构体的各种评价结果示于表5及6。

[实施例1-9]

将极细纤维层与基材层的深层复合处理中使用的喷嘴的间隔由0.6mm变更为3.0mm，除此以外，与实施例1-5同样地进行抱合处理及带电处理，得到了极细纤维层沿面方向连续扩展且极细纤维层与基材层进行了深层复合的纤维结构体。将得到的纤维结构体的各种评价结果示于表5及6。

[比较例1-1]

仅使用实施例1-1(1)中得到的极细纤维层用纤维片，与实施例1-1同样地进行带电处理，得到了纤维结构体。将得到的纤维结构体的各种评价结果示于表7及8。

[比较例1-2]

仅使用实施例1-1(2)中得到的基材层用纤维片，与实施例1-1同样地进行带电处理，得到了纤维结构体。将得到的纤维结构体的各种评价结果示于表7及8。

[比较例1-3]

仅使用实施例1-4(1)中得到的基材层用纤维片，与实施例1-1同样地进行带电处理，得到了纤维结构体。将得到的纤维结构体的各种评价结果示于表7及8。

[比较例1-4]

仅使用实施例1-5(1)中得到的基材层用纤维片，与实施例1-1同样地进行带电处理，得到了纤维结构体。将得到的纤维结构体的各种评价结果示于表7及8。

[比较例1-5]

将实施例1-1(1)中得到的极细纤维层用纤维片与实施例1-5(1)中得到的基材层用纤维片叠合，接着，一边沿供给纯水的水槽的水面使其行进，一边使狭缝状的抽吸喷嘴抵接于其表面而抽吸水，由此使水浸透于纤维片整面，利用除水后使其自然干燥的液体带电法进行了带电处理，得到了纤维结构体。将得到的纤维结构体的各种评价结果示于表7及8。

[比较例1-6]

将实施例1-1(1)中得到的极细纤维层用纤维片与实施例1-1(2)中得到的基材层用纤维片叠合并载置于实施例1-1中使用的多孔支撑体上，以速度 5.0m/分沿纤维片的长度方向连续输送，同时使用1个沿纤维片宽度方向以 0.6mm间隔设置孔径0.10mm孔口的喷嘴，从极细纤维层用纤维片侧以高压水流(1.5MPa)喷射水而进行了抱合处理。接着，一边沿供给纯水的水槽的水面使其行进，一边使狭缝状的抽吸喷嘴抵接于其表面而抽吸水，由此使水浸透于纤维片整面，利用除水后使其自然干燥的液体带电法进行了带电处理。其结果是，得到了极细纤维层沿面方向连续扩展，但极细纤维层与基材层未进行深层复合的纤维结构体。将得到的纤维结构体的各种评价结果示于表7 及8。

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如表7及8所示，对于由极细纤维层用纤维片单独形成的比较例1-1、未进行极细纤维层用纤维片的复合化而仅使极细纤维层用纤维片与基材层用纤维片叠合的比较例1-5而言，尽管捕集效率高，但压力损失高至10Pa以上，制成口罩时的感官评价也被评价为非常差。此外，起毛多，起毛性也不良。

另外，对于由基材层用纤维片单独形成的比较例1-2～1-4而言，尽管压力损失为极低的值，但作为过滤器使用时捕集效率为很低的值。

另外，在比较例1-6中，由于极细纤维未到达远区域，极细纤维层相对于基材层无法进行深层复合，因此压力损失高至11Pa，制成口罩时的感官评价被评价为非常差。此外，起毛多，起毛性也不良。

另一方面，如表5所示，实施例1-1～1～9使用特定的极细纤维层用纤维片在特定的条件下进行了深层复合化，因此，如表6所示，不仅捕集效率高，而且也可使压力损失为很低的值，与比较例1-1、1-5相比，口罩感官评价也为良好。此外，与比较例1-1、1-5相比，不发生起毛，起毛性为良好。

在以下的实施例2-1～2-4、比较例2-1～2-7中，对于耐热性纤维结构体，不仅评价了室温下的[捕集效率]，还评价了[在100℃下加热后的捕集效率]。此外，也对[200℃时的耐热性]进行了研究。

[实施例2-1]

(1)极细纤维层的制作

使用通常的熔喷设备对330℃下熔融粘度为900Pa·s的非结晶性聚醚酰亚胺100质量份以纺丝温度420℃、空气温度420℃、空气量0.4MPa、单孔喷出量0.1g/孔·分、捕集距离30cm、喷嘴中的纺丝孔数400个、孔间隔0.6mm(1 列配置)进行熔喷纺丝，得到了极细纤维层用纤维片(单纤维的数均纤维直径 2.2μm，单位面积重量10g/m²，厚度0.12mm，表观密度0.08g/cm³，每单位面积重量的10％伸长时强度0.07N/5cm)。

(2)基材层的制作

使用单纤维的数均纤维直径14.9μm的聚醚酰亚胺(PEI)纤维(可乐丽股份有限公司制造，“KURAKISSS”(注册商标))100重量％作为原棉，使用梳棉法制作了半无规网。接着，将制成的半无规网载置于开孔率25％、孔径0.3mm 的冲孔鼓支撑体上，以速度5m/分沿长度方向连续输送，同时从上方喷射高压水流而进行了抱合处理。由此，制造了交缠的纤维网(无纺布)。在该抱合处理中，使用2个沿网的宽度方向以0.6mm间隔设置孔径0.10mm孔口的喷嘴(邻接的喷嘴之间的距离20cm)，将从第1列喷嘴喷射的高压水流的水压设为3.0MPa，将从第2列喷嘴喷射的高压水流的水压设为5.0MPa，进行水刺处理，进一步对背面进行同样的抱合处理，得到了基材层用纤维片(单位面积重量35g/m²，厚度0.43mm，表观密度0.08g/cm³)。

(3)极细纤维层与基材层的深层复合处理

接着，将(1)中得到的极细纤维层用纤维片与(2)中得到的基材层用纤维片叠合并载置于多孔支撑体(开孔率25％，孔径0.3mm)上，以速度5.0m/分沿纤维片的长度方向连续输送，同时使用1个沿纤维片宽度方向以0.6mm间隔设置孔径0.10mm孔口的喷嘴，从极细纤维层用纤维片侧以高压水流(6.0MPa) 喷射水而进行了抱合处理。接着，一边沿供给纯水的水槽的水面使其行进，一边使狭缝状的抽吸喷嘴抵接于其表面而抽吸水，由此使水浸透于纤维片整面，利用除水后使其自然干燥的液体带电法进行了带电处理。其结果是，得到了极细纤维层沿面方向连续扩展且极细纤维层与基材层进行了深层复合的纤维结构体。将得到的纤维结构体的各种评价结果示于表9及10。

[实施例2-2]

将实施例2-1(1)中得到的极细纤维层用纤维片与实施例2-1(2)中得到的基材层用纤维片叠合并载置于实施例2-1所用的多孔支撑体上，以速度5.0m/ 分沿纤维片长度方向连续输送，同时使用1个沿纤维片宽度方向以1.0mm间隔设置孔径0.10mm孔口的喷嘴，从极细纤维层用纤维片侧以高压水流 (6.0MPa)喷射水而进行了抱合处理。接着，一边沿供给纯水的水槽的水面使其行进，一边使狭缝状的抽吸喷嘴抵接于其表面而抽吸水，由此使水浸透于纤维片整面，利用除水后使其自然干燥的液体带电法进行了带电处理。其结果是，得到了极细纤维层沿面方向连续扩展且极细纤维层与基材层进行了深层复合的纤维结构体。将得到的纤维结构体的各种评价结果示于表9及10。

[实施例2-3]

(1)极细纤维层的制作

对于由对羟基苯甲酸与6-羟基-2-萘甲酸的共聚物形成、玻璃化转变温度为193℃、熔点为300℃、且310℃时的熔融粘度为15Pa·s的熔融液晶形成性全芳香族聚酯(POLYPLASTICS公司制造的LCP，VECTRA L型)100质量份，使用通常的熔喷设备以纺丝温度310℃、空气温度310℃、空气量0.4MPa、单孔喷出量0.1g/孔·分、捕集距离30cm、喷嘴中的纺丝孔数400个、孔间隔0.6mm(1列配置)进行熔喷纺丝，得到了极细纤维层用纤维片(单纤维的数均纤维直径2.4μm，单位面积重量10g/m²，厚度0.10mm，表观密度0.10g/cm³，每单位面积重量的10％伸长时强度0.95N/5cm)。

(2)基材层的制作

使用单纤维的数均纤维直径15.9μm的熔融液晶形成性全芳香族聚酯纤维100重量％作为原棉，使用梳棉法制作了半无规网。接着，将制成的半无规网载置于开孔率25％、孔径0.3mm的冲孔鼓支撑体上，以速度5m/分沿长度方向连续输送，同时从上方喷射高压水流而进行了抱合处理。由此，制造了交缠的纤维网(无纺布)。在该抱合处理中，使用2个沿网的宽度方向以 0.6mm间隔设置孔径0.10mm孔口的喷嘴(邻接的喷嘴之间的距离20cm)，将从第1列喷嘴喷射的高压水流的水压设为3.0MPa，将从第2列喷嘴喷射的高压水流的水压设为5.0MPa，进行水刺处理，进一步对背面进行同样的抱合处理，得到了基材层用纤维片(单位面积重量35g/m²，厚度0.35mm，表观密度 0.10g/cm³)。

(3)极细纤维层与基材层的深层复合处理

[实施例2-4]

将实施例2-3(1)中得到的极细纤维层用纤维片与实施例2-3(2)中得到的基材层用纤维片叠合并载置于实施例2-1所用的多孔支撑体上，以速度5.0m/ 分沿纤维片长度方向连续输送，同时使用1个沿纤维片宽度方向以1.0mm间隔设置孔径0.10mm孔口的喷嘴，从极细纤维层用纤维片侧以高压水流 (6.0MPa)喷射水而进行了抱合处理。接着，一边沿供给纯水的水槽的水面使其行进，一边使狭缝状的抽吸喷嘴抵接于其表面而抽吸水，由此使水浸透于纤维片整面，利用除水后使其自然干燥的液体带电法进行了带电处理。其结果是，得到了极细纤维层沿面方向连续扩展且极细纤维层与基材层进行了深层复合的纤维结构体。将得到的纤维结构体的各种评价结果示于表9及10。

[比较例2-1]

仅使用实施例2-1(1)中得到的极细纤维层用纤维片，与实施例2-1同样地进行带电处理，得到了纤维结构体。将得到的纤维结构体的各种评价结果示于表9及10。

[比较例2-2]

仅使用实施例2-3(1)中得到的极细纤维层用纤维片，与实施例2-3同样地进行带电处理，得到了纤维结构体。将得到的纤维结构体的各种评价结果示于表9及10。

[比较例2-3]

仅使用实施例2-1(2)中得到的基材层用纤维片，与实施例2-1同样地进行带电处理，得到了纤维结构体。将得到的纤维结构体的各种评价结果示于表9及10。

[比较例2-4]

仅使用实施例2-3(2)中得到的基材层用纤维片，与实施例2-3同样地进行带电处理，得到了纤维结构体。将得到的纤维结构体的各种评价结果示于表9及10。

[比较例2-5]

(1)极细纤维层的制作

使用通常的熔喷设备对聚丙烯(MFR＝700g/10分)100质量份以纺丝温度 215℃、空气温度215℃、空气量0.4MPa、单孔喷出量0.1g/孔·分、捕集距离 30cm、喷嘴中的纺丝孔数400个、孔间隔0.6mm(1列配置)进行熔喷纺丝，得到了极细纤维层用纤维片(单纤维的数均纤维直径2.5μm，单位面积重量 10g/m²，厚度0.11mm，表观密度0.10g/cm³，每单位面积重量的10％伸长时强度0.40N/5cm)。

仅使用得到的极细纤维层用纤维片，与实施例2-1同样地进行带电处理，得到了纤维结构体。将得到的纤维结构体的各种评价结果示于表9及10。

[比较例2-6]

(1)基材层的制作

使用单纤维的数均纤维直径17.5μm的聚丙烯(PP)纤维(NF，UBE Exsymo 公司制造)100重量％作为原棉，使用梳棉法制作了半无规网。接着，将制成的半无规网载置于开孔率25％、孔径0.3mm的冲孔鼓支撑体上，以速度5.0m/ 分沿长度方向连续输送，同时从上方喷射高压水流而进行了抱合处理。由此，制造了交缠的纤维网(无纺布)。在该抱合处理中，使用2个沿网的宽度方向以0.6mm间隔设置孔径0.10mm孔口的喷嘴(邻接的喷嘴之间的距离20cm)，将从第1列喷嘴喷射的高压水流的水压设为3.0MPa，将从第2列喷嘴喷射的高压水流的水压设为5.0MPa，进行水刺处理，得到了基材层用纤维片(单位面积重量35g/m²，厚度0.42mm，表观密度0.08g/cm³)。

仅使用得到的基材层用纤维片，与实施例2-1同样地进行带电处理，得到了纤维结构体。将得到的纤维结构体的各种评价结果示于表9及10。

[比较例2-7]

将实施例2-1(1)中得到的极细纤维层用纤维片与实施例2-1(2)中得到的基材层用纤维片叠合并载置于实施例2-1所用的多孔支撑体上，以速度5.0m/ 分沿纤维片长度方向连续输送，同时使用1个沿纤维片宽度方向以0.6mm间隔设置孔径0.10mm孔口的喷嘴，从极细纤维层用纤维片侧以高压水流 (1.5MPa)喷射水而进行了抱合处理。接着，一边沿供给纯水的水槽的水面使其行进，一边使狭缝状的抽吸喷嘴抵接于其表面而抽吸水，由此使水浸透于纤维片整面，利用除水后使其自然干燥的液体带电法进行了带电处理。其结果是，得到了极细纤维层沿面方向连续扩展，但极细纤维层与基材层未进行深层复合的纤维结构体。将得到的纤维结构体的各种评价结果示于表9及10。

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如表9及表10所示，由极细纤维层用纤维片单独形成的比较例2-1及 2-2尽管捕集效率虽高，但压力损失高至10Pa以上，制成口罩时的感官评价也被评价为非常差。此外，起毛性也不良。

另外，由基材层用纤维片单独形成的比较例2-3及2-4尽管压力损失为极低的值，但作为过滤器使用时捕集效率为很低的值。

此外，在构成纤维结构体的树脂并非耐热性树脂的情况下，如比较例2-5 及2-6那样，无法在200℃的环境下耐受3小时，纤维熔融。

此外，在比较例2-7中，由于用于抱合的水压低，因此，极细纤维未到达远区域，极细纤维层相对于基材层无法进行深层复合。因此，压力损失高至10Pa，制成口罩时的感官评价也被评价为非常差。此外，起毛多，起毛性也不良。

另一方面，如表9所示，实施例2-1～2～4由耐热性纤维形成、且使用特定的极细纤维层用纤维片并均进行了深层复合化，因此，如表10所示，不仅耐热性优异、捕集效率高，而且也使压力损失为很低的值，此外，不发生起毛，与比较例2-5相比，起毛性为良好。

工业实用性

本发明的纤维结构体不仅捕集效率高，而且能够将压力损失抑制得很低，因此可以适宜用作各种过滤器(特别是空气过滤器、袋式过滤器、液体过滤器)等，可以作为例如口罩(包含耐热口罩)、要求耐热性的各种输送装置、各种空调用元件、空气净化器、舱室过滤器、各种装置中使用的过滤器而使用。

如上所述，对本发明的优选的实施方式进行了说明，但在不脱离本发明主旨的范围内可进行各种追加、变更或删除，其也包含在本发明范围内。

Claims

1.一种纤维结构体，其包含：沿面方向扩展的极细纤维层、以及与所述极细纤维层邻接的基材层，

2.根据权利要求1所述的纤维结构体，其中，所述纤维结构体包含耐热性的极细纤维层和耐热性的基材层，所述极细纤维层由耐热性的极细纤维构成，所述基材层由耐热性的非极细纤维构成。

3.根据权利要求1或2所述的纤维结构体，其中，在纤维结构体的厚度方向的切断面中，与中央区域和远区域的边界线相交的所述混合部的宽度W的平均值为120μm以上。

4.根据权利要求3所述的纤维结构体，其中，在纤维结构体的切断面中，极细纤维在远区域中的存在率为1～20％。

5.根据权利要求1或2所述的纤维结构体，纤维结构体的除了非极细纤维以外的极细纤维形成的密度为0.1g/cm³以下。

6.根据权利要求1或2所述的纤维结构体，其是由所述极细纤维形成的一个或多个极细纤维层与由所述非极细纤维形成的一个或多个非极细纤维层的层叠抱合物。

7.根据权利要求1或2所述的纤维结构体，其中，极细纤维层为熔喷无纺布，基材层为水刺无纺布。

8.根据权利要求1或2所述的纤维结构体，其单位面积重量为20～180g/m²。

9.根据权利要求1或2所述的纤维结构体，其中，在200℃下加热3小时后，纤维不熔融。

10.根据权利要求1或2所述的纤维结构体，其进行了带电处理。

11.根据权利要求1或2所述的纤维结构体，其捕集效率为70％以上。

12.根据权利要求1或2所述的纤维结构体，其中，根据捕集效率及压力损失通过下式计算出的QF值为0.21以上，

QF值＝-ln(1-捕集效率(％)/100)/压力损失(Pa)。

13.根据权利要求1或2所述的纤维结构体，其在100℃下加热48小时后的捕集效率为70％以上。

14.一种过滤器，其具备权利要求1～13中任一项所述的纤维结构体。

15.一种口罩，其具备权利要求14所述的过滤器。